Устройство управления скоростью вращения компрессора холодильной установки для регулирования ее холодопроизводительности

 

Изобретение может быть использовано в автомобилях - рефрижераторах, в установках кондиционирования воздуха автобусов или легковых автомобилей, компрессор которых приводится в действие от двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Цель изобретения - поддержание холодопроизводительности на постоянном уровне при любых колебаниях числа оборотов приводного двигателя. Исполнительный механизм выполнен в виде сервопривода 9, связанного посредством гидравлической линии 10 с испарителем 2 и непосредственно воздействующего на перемещение дисков под воздействием давления хладагента пропорционально изменениям последнего. Клиноременная передача 5 может содержать два клиновых ремня 11 и 12. Один из ремней может быть связан с приводным двигателем и с дисковой парой 6 с подвижными дисками. На одном из дисков может быть выполнен клиновидный желоб для второго клиновидного ремня, соединенного с компрессором посредством дополнительной конической дисковой пары. Конические дисковые пары могут быть соединены параллельно. Сервопривод может содержать корпус, контактирующий с одним из конических дисков и разделенный мембраной, жестко соединенной с другим диском пары. Надмембранная полость подключена к гидролинии, связывающей сервопривод с испарителем. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) È11

А3 (дд 4 F 25 В 27/00 ь JdkA3

Ы:; ., Nt38AR

Е:-. -;. 1Я; Ej P

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

>> r/miin

УЙ7г min г аП г/асл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТЛРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4027154/23-06 (86 ) PCT/ЕР 85/00350 (15.07 ° 85) (22) 14.03.86 (31) Р 342Ü190.7 (32) 16.07.84 (33) DE (46) 23.09.89. Бюл. N - 35 (71) Сютрак Транспорткэльте ГмбХ (DE) (72) Гельмут Ламм (DE) Вольфганг

Гипфль и Гюнтер Пешль (АТ) (53) 62 1.57 (088.8) (56) Заявка ФРГ У 3230813, кл, F 25 В 11/00,опублик.1984 ° (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ

ВРАУ,ЕНИЯ КОМПРЕССОРА ХОЛОДИЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЕЕ ХОЛОДОПРОИЗВОД!ТЕЛЬНОСТИ (57) Изобретение м.б. использовано в автомобилях-рефрижераторах, в установках кондиционирования воздуха автобусов или легковых автомобилей, компрессор которых приводится в действие от двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Цель изобретения — поддержание холодопроизводительности на постоянном уровне при любых колебаниях числа оборотов приводного двигателя. Исполнительный механизм выпол« нен в виде сервопривода 9, связанного посредством гидравлической линии

10 с испарителем 2 и непосредственно воздействующего на перемещение дисков под воздействием давления хладагента пропорционально изменениям последнего. Клиноременная передача 5 может содержать два клиновых ремня

11 и 12. Один из ремней м.б. связан с приводным двигателем и с дисковой парой 6 с подвижными дисками. На одном из дисков м.б. выполнен клиновидный желоб для второго клиновидного ремня, соединенного с компрессором посредством дополнительной конической дисковой пары. Конические дисковые пары м.б. соединены параллельно. Сервопривод может содержать корпус, контактирующий с одним из конических дисков и разделенный мембраной, жестко соединенной с другим диском пары. Надмембранная полость подключена к гидролинии, связывающей сервопрнвод с испарителем. Ь з.п.ф-лы, 6ил.

724

25

3 1510

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к устройствам для воздействия на скорость вращения компрессора холодильной установки, и может бьггь использовано в холодильных установках, которые применяются в автомобилях, например в автомобилях-рефрижераторах или в установках кондиционирования воздуха автобусов илилегковых автомобилей,компрессор которых приводится в действие от двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Целью изобретения является поддержание холодопроизводительности на постоянном уровне при любых колебаниях числа оборотов приводного двигателя.

На фиг.1 изображена схема холодильной установки с устройством управления скоростью вращения компрес- сора холодильной установки для регулирования ее холодопроизводительности; на фиг. 2 — коническая дисковая пара одного из вариантов выполнения устройства управления скоростью вращения компрессора холодильной установки с подчиненным сервоприводом для бесступенчатого регулирования передаточного отношения; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4— вариант выполнения устройства, согласно которому коническая дисковая пара с подчиненным сервоприводом расположена непосредственно на ведущем валу компрессора и непосредственно сцеплена с клиноременным шкивом приводного двигателя; на фиг.5 — вариант выполнения конической дисковой пары двойной; на фиг. 6 — другой вариант вы. полнения дисковой пары и сервопривода.

Устройство управления скоростью вращения компрессора холодильной установки для регулирования ее холодоt производительности, включающей конденсатор 1, испаритель 2 и компрессор

3, связанный с приводным двигателем

4 посредством клиноременной передачи 5 с бесступенчатым регулированием ее передаточного отношения, содержит одну коническую пару 6 с подвижными дисками 7 и 8, установленными с возможностью изменения расстояния между ними с помощью исполнительного механизма, выполненного в виде сервопривода 9, связанного посредством гидравлической линии 10 с испарителем 2.

Клиноременная передача 5 имеет два клиновых ремня 11 и 12, один из которых 11 связан с компрессором 3 и дисковой п рой 6.

Коническая рисковая пара 6 (фиг,2) состоит из двух конических дисков 7 и 8. Конический диск 7 выполнен снаружи благодаря наличию клиновидного желобка 13 в виде ременного шкива, В желобок 13 входит клиновой ремень 12, через который ременный шкив 14 приводит в действие конический диск 7.

Между коническими дисками 7 и 8 зажат клиновой ремень 11,через который приводится в движение ременной шкив 15 компрессора 3, шкив 15 может быть выполнен в виде дополнительной конической дисковой пары. .Оба конических диска 7 и 8 (фиг.2 и 3) размещены на общем пустотелом валу 1б соответственно с плотной посадкой. Пустотелый вал 16 в своей средней части посредством игольчатого роликоподшипника 17 расположен с возможностью вращения в опорном отверстии консоли 18, имеющей форму шатуна. На другом конце консоли 18 имеется отверстие 19 для размещения болта, которым она крепится к двигателю 4. В левом (фиг.2) конце постотелого вала 16 расположен упорный шарикоподшипник 20, внутреннее кольцо которого опирается на конический диск 8 и наружное кольцо которого опирается на упорное кольцо

21, которое прочно соединено с одним из концов толкателя 22, проходящего сквозь пустотелый вал 16. Наружный диаметр толкателя 22 меньше, чем внутренний диаметр пустотелого вала

16, На левом конце толкателя имеется резьба, с помощью которой он ввинчивается в соответствующее резьбовое отверстие упорного кольца 21. В промежуточном пространстве между толкателем 22 и пустотелым валом 16 размещена винтовая пружина 23 сжатия.

Своим правым концом толкатель прочно соединен с мембранной пластиной 24.

Винтовая пружина 23 сжатия опирается своим левым концом на направленный вниз буртик 25 пустотелого вала 16 и правым концом опирается на упорный игольчатый роликоподшипник 26, который с другой стороны прилегает к мембранной пластине 24.

Мембранная пластина 24 по всему своему периметру зажата между половинами 27 и 28 корпуса 29 мембранной коробки. Полукорпус 27 имеет располо5 .151072 женное по центру отверстие 30, через которое проходят винтовая пружина 23 сжатия и толкатель 31 и по периметру которого корпус 29 опирается на наруж5 ное кольцо упорного шарикоподшипника

32, внутреннее кольцо которого опирается на конический диск 7. Оба полукорпуса 27 и 28 корпуса 29 по периметру 11 плотно привинчены друг к 1ð другу. Половина внутреннего пространства корпуса между полукорпусом 27 и мембранной пластиной 24 соединена через отверстие 30 с наружной средой, тогда как другая половина внутреннего 15 пространства корпуса плотно закрыта, но напорной линией 10 соединена с внутренним пространством испарителя

2, так что мембранная пластина 24 с этой стороны постоянно нагружена дав- 2р лением в испарителе 2. Путем большего или меньшего ввинчивания толкателя 22 в резьбовое отверстие упорного кольца 21 можно регулировать силу предварительного натяжения винтовой пружины 23 сжатия и тем самым силу предварительного натяжения мембранной пластины 24. Мембранная пластина может быть изготовлена из пружинной листовой стали или из устойчиЗР вого к хладагенту эластичного материала. Обращенные друг к другу по оси стороны конических дисков 7 и 8 имеют выполненные в зеркальном изображении по отношению друг к другу конические боковые поверхности, между которыми движется приводящий в движение компрессор 3 клиновой ремень 11.

На стороне конического диска 8 (фиг. 3), обращенной в сторону, противоположную коническому диску

4р имеются четыре радиальных спицеобраэных ребра 33, между которыми в углублении находится конический диск 8.

Ребра 33 имеют такую форму, что они служат в качестве воздухонагнетающих лопаток в целях подачи воздуха, которым охлаждается конический диск 8.

Конический диск 7 снабжен соответствующими ребрами (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

В положении (фиг.2), в котором нижается скорость вращения компрессора, если давление в испарителе иэме1 няется в результате изменения скорости вращения приводного двигателя или клиновой ремень 11 находится в своем верхнем положении между коническими дисками 7 и 8 компрессор 3 вращается с максимальной скоростью (при его номинальной скорости вращения, равной

2400 об/мин, клиновой ремень 11 нахо4 6 дился бы в своем среднем положении).

Передача энергии от двигателя 4 осуществляется через клиновой ремень 12 на конический диск 7 и через зажатый между коническими дисками 7 и 8 клиновой ремень 11 на ременный шкив 15 компрессора 3. Клиновой ремень 11 давит наружу на конические диски 7 и 8 и тем самым придает им обоим движение, а они заклиниваются на пустотелом валу

16 и придают ему движение. При этом пустотелый вал 16 может вращаться, так как, с одной стороны, он прилегает к упорному шарикоподшипнику 21, а с другой стороны, через винтовую пружину 23 сжатия, опирается с возможностью вращения на упорный угольчатый роликоподшипник 26 на мембранной пластине 24. Мембранный корпус 29 имеет не изображенное неподвижное соединение с двигателем 4, так что он не может вращаться. Направленной (фиг. 2) направо силе предварительного натяжения винтовой пружины 23 сжатия противодействует воздействующее на другую сторону мембранной пластины

24 давление в испарителе 2, так что клиновой ремень 11 при номинальной скорости вращения компрессора 3 сохраняет свое не показанное среднее положение до тех пор, пока не меняется скорость вращения двигателя 4, давление или температура в испарителе.

Если скорость вращения двигателя 4 возрастает, то временно повышается и скорость вращения компрессора 3 сверх номинальной, так что последний отбирает иэ испарителя больше газообразного холодильного агента. Вследствие этого давление в испарителе снижается, так что мембранная пластина 24 может несколько продвинуться вправо.

В результате этого конические диски

7 и 8 сдвигаются и клиновой ремень

11 описывает большую окружность. Тем самым скорость вращения компрессора снижается, давление в испарителе снова повышается, мембранная пластина

24 (фиг. 2) снова вдавливается влево, конический диск 8 несколько отходит от конического диска 7 и клиновой,ремень 11 снова занимает свое среднее положение.

Соответственно повышается или по1510724 температуры окружаюцей среды испарителя.

Клиноременный шкив 15 компрессора 3 выполнен в виде конической дисковой

;пары, конические диски которой благо5. даря подпруживанию (не изображено) взаимно зажаты. Если клиновой ремень

11 вследствие перестайовки конических дисков 7 и 8 движется по боль0 шей окружности, то пружины конической дисковой пары 15 соответственно ослабляются, так что клиновой ремень

11 движется по несколько меньшей окружности. Предварительное натяжение 15 пружин дополнительной конической дисковой пары 15 и предварительное натяжение винтовой пружины 23 сжатия в конической дисковой паре 6 подобрано так„ чтобы при срабатывании сервопри- 20 вода 9 всегда обеспечивалось требуе мое изменение скорости вращения компрессора 3.

Клиноременный шкив 15 компрессора

10 на фиг.4 заменен конической диско- 25 вой парой 6 с подчиненным сервоприводом 9. В этом примере выполнения сервопривод 9 имеет еще одну напорную линию 34, которой он соединен с конденсатором 1. Сервопривод 9 (фиг.

4) имеет две камеры, соединенные с линиями 34 или 10.

На фиг.5 изображена форма выполнения, в которой несколько конических дисковых пар 35 и 36 соединены параллельно, а между наружными коническими дисками 37 и 38 размецен общий конический диск 39. Применение нескольких конических дисковых пар 35 и 36 и т.д. является предпочтительным в отношении передачи более значительных вращающих моментов.

В изображенном на фиг.5 примере выполнения показана также еще одна форма выполнения сервопривода 9, ко- 45 торый служит не для регулирования скорости вращения компрессора, а для остановки компрессора. Это относится к случаю, в котором скорость вращения компрессОРа не регулируется, а посредством сервопривода компрессор соединен с. силовым замыканием с клиновым ремнем 12 или это приводное соединение прерывается сервоприводом 9, который имеет заполненную силиконом камеРу 55

40, в которой размецен двухходовой змеевик 41, который по оси снаружи опирается на соответствующую мембранной пластине 24 пластину 42, а по оси внутри на колоколообразную подвижную стенку 43, которая перемещается по !

I отношению к пластине 42 и жестко соединенному с ней направляющему кольцу

44. С другой стороны стенка 43 прилегает к упорному шарикоподшипнику 46, который (винт 47, шатунная шейка

48 коленчатого вала компрессора 3) имеет неподвижное соединение с коническим диском 38. Вместо винтовой пружины 23 сжатия (фиг.5) предусмотрен ряд винтовых пружин 49 сжатия, которые размещены в осевых отверстиях среднего конического диска 39 и своими концами опираются на внутренние поверхности конических дисков 37 и 38. Между коническими дисками 37

39 под обоими не изображенными клиновьки ремнями предусмотрены смонтированные на шариковых опорах установочные упорные кольца 50, которые глухо посажены на средний конический диск 39 и на свободно врацающиеся наружные кольца которых могут опираться клиновые ремни, если конические диски

37 и 38 находятся в своем удаленном от среднего конического диска 39 положении, Функцию установочных упорных колец 50 (фиг.2) выполняет верхняя окружная поверхность консоли 18 (которая предпочтительно отполирована) .

Змеевик 41 (фиг.5) линией 34 (фиг.4) соединен с конденсатором 1 (или с источником сжатого воздуха).

Если скорость вращения компрессора 3 не нуждается в регулировании и потому применяется форма выполнения сервопривода согласно фиг.5, то сервопривод 9, исходя из внутреннего давления в змеевике 41, сжимает конические диски 35 и 36 вопреки усилию винтовых пружин 49, Если нагружение давлением прекращается (например, вследствие снижения давления в конденсаторе 1 или отключения источника сжатого воздуха), то пружины 49 разжимают конические диски 37 и 38, в результате чего компрессор останавливается.

Конические диски 37 — 39 (фиг.5) соединены со своими валами сооветственно с геометрическим замыканием многоугольным или шлицевым профилем, а именно внутренний конический диск 39 соединен со своим валом в виде фланцев 35 и 36 наружных конических дисков 37, 38 и последний через эти фланцы соединен со втулкой 51, кото1510724

10 рая соединена представленным образом (коническая посадка и клиновое соединение) с шатунной шейкой 48 коленчатого вала компрессора 3.

На фиг.б представлена измененная

5 по сравнению с изображением на фиг.2 форма выполнения конической дисковой пары 6. В этой форме выполнения консоль (фиг.2) заменена двумя консо- 10 лями 52 и 53, между которыми расположена с возможностью вращения коническая дисковая .пара 6. Двойной конический диск 54 соответствует коническому диску, представленному на фиг,2 15 клиновидным желобком 13. Шарикоподшипник 55, посаженный на буртик конического диска 56, выголняет ту же функцию, что и установочные упорные кольца 50 (фиг.5) . Вместо соединения 20 с силовым замыканием между конической дисковой парой 6 и пустотелым валом 16 (фиг.2) предусмотрено соединение с геометрическим замыканием с помощью шлицевого профиля на наружной стороне 25 пустотелого вала 57 (фиг.б). Винтовая пружина 58 сжатия опирается между левой консолью 52 и основанием отверстия пустотелого вала 57. Пустотелый вал 57 жестко соединен с правым ЗО коническим диском 59. Пустотелый вал

57 расположен с возможностью перемещения в осевом направлении в левом коническом диске 56. Конический диск

56 установлен на консоли 52 с возможностью вращения и не может перемещаться в осевом направлении.

На фиг..б справа представлена еще одна форма выполнения сервопривода 9, в которой вместо мембранной коробки рр (фиг.2) предусмотрен. мембранный цилиндр, имеющий корпус 60, в котором укреплена роликовая мембрана 61, покрывающая поршень 62, перемещаемый в корпусе 60. На левом конце поршня

62 укреплен конический диск 59 с возможностью относительного вращения.

Конический диск 59 и поршень 62 имеют возможность неотносительного перемещения в осевом направлении, т.е. конический диск 59 следует за любым движением поршня 62 в осевом направлении. Корпус 60 соединен линией 63, соответствующей линии 10, с испарителем 2 (фиг.1).

Поршень 62 с левой стороны нагружается давлением по еще одной линии

64, подсоединенной к корпусу 60. Линия 64 ведет или к конденсатору 1 (соответственно линии 34 на фиг.4), или к источнику сжатого воздуха. Обе линии 64 и 63 могут соединяться между собой логическим клапаном И/ИЛИ,, предпочтительно электромагнитным обратным клапаном 65. Если необходимо отключить компрессор, то левая сторона поршня

62 по линии 64 нагружается давлением.

В этом случае шарик, символически изображенный в электромагнитном обратном клапане 65, находится в своем правом положении и блокирует соединение с линией.63. Если холодиЛьная установка запускается, то сначала компрессор из-за давления линии 64 остается отключенным. Затем шарик в электромагнитном обратном клапане 65 попадает в среднее положение. Так как активная поверхность поршня 62 с пра вой стороны (роликовая мембрана 61) больше, то поршень движется влево.

Клиноременная передача вследствие этого включается (конические диски

56 и 59 сходятся) и шарик в электромагнитном обратном клапане 65 движется влево к левому отверстию. Дальнейший процесс регулирования происходит также, как и в форме выполнения согласно фиг.2.

Формула изобретения

1. Устройство управления скоростью вращения компрессора холодильной установки для регулирования ее холодопроизводительности, имеющей конденсатор, испаритель и компрессор, связанный с приводным двигателем, имеющим переменную скорость вращения посредством клиноременной передачи с бесступенчатым регулированием ее передаточного отношения, содержащее по меньшей мере, одну коническую пару с подвижными дисками, установленными с возможностью изменения расстояния между ними с помощью исполнительного механизма при соблюдении зависимости между давлением хладагента на стороне всасывания компрессора с объемным . расходом хладагента в последнем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью поддержания холодопроизводительности на постоянном уровне при любых колебаниях числа оборотов приводного двигателя, исполнительный механизм выполнен в виде сервопривода, связанного с посредством гидравлической линии с испарителем и непосред12

1510724

А -А

10

Фиа 2 ственно воздействующего на перемещение дисков под действием давления хладагента пропорционально изменениям последнего, 2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что клиноременная передача содержит два клиновых ремня, один из которых связан с приводным двигателем и с дисковой парой с подвижными дисками, на одном из дисков которой выполнен клиновидный желоб для другого клинового ремня, соединенного с компрессором посредством дополнительной конической дисковой пары.

3, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем,что конические дисковые пары соединены параллельно, причем межцу двумя дисками смежных пар расположен общий конический диск с двумя коническими поверхностями, 4. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что сервопривод выполнен мембранного типа и со- 25 держит корпус, контактирующий с одним из конических дисков дисковой пары и разделенный мембраной, жестко соединенной с другим коническим диском пары, на подмембранную и надмембранную полости, последняя из которых подключена к гидравлической линии, связывающей сервопривод с испарителем, .

5. Устройство по п.1, о т л .и ч а— ю щ е е с я тем, что сервопривод выполнен поршневого типа и содержит цилиндр, контактирующий с одним из конических дисков дисковой пары и разделенный поршнем, соединенным для совместного перемещения в осевом направлении с другим диском этой пары, имеющим относительно последнего воз-. можность вращения, на подпоршневую и надпоршневую полости, последняя из которых подключена к гидравлической линии, связывающей сервопривод с испарителем. б. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что подпоршневая полость подключена посредством своей гидравлической линии к конденсатору или постороннему источнику давления.

7. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что обе гидравлические линии соединены между собой клапаном И/ИЛИ.

1510724

1510724

Составитель Н. Алексеева

ТекредJI.Îëèéíûê Корректор Н. Борисова

Редактор Г.Волкова

Заказ 5832/58

Тираж 462

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101