油路循环系统、压缩机、油路控制方法、存储介质与流程

1.本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种油路循环系统、压缩机、油路控制方法、存储介质。


背景技术：

2.双级螺杆压缩机具备两对螺杆转子特征，分别是低压级和高压级转子，双级转子串联，完成蒸汽压缩，由于分段压缩，单级压比比较低，压缩过程更接近等温压缩，因此压缩机具备效率高的优势，在高压比热泵领域被广泛应用。相较于单级压缩机，分段压缩后，二级压缩段的轴承布置数量增加了1倍，油路数相应增加了1倍，但当双级压缩机运行在小压比环境下，由于低压级的单级压比低、压差小，压缩机内部需求润滑油量相应降低，布置在低压级两侧轴承的节流孔塞不能自适应调节孔径大小，导致一级轴承供油偏多，相应润滑油的摩擦功耗增多，并且一级排气的油气混合物直接进入二级转子的吸气腔(如图1所示)，一级排气的含油率会直接影响二级吸气量，进一步地降低压缩机的性能。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种油路循环系统、压缩机、油路控制方法、存储介质，以解决现有技术中存在的双级螺杆压缩机处于低压比运行时低压侧供油多，造成效率损失、降低压缩机性能的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
5.本发明提供的一种油路循环系统，包括一级排气侧轴承回油支路、二级排气侧轴承回油支路；所述一级排气侧轴承回油支路与所述二级排气侧轴承回油支路连接。
6.作为本发明的进一步改进，还包括第一回油支路，所述第一回油支路一端与所述一级排气侧轴承回油支路连接，另一端与一级螺杆转子腔连接。
7.作为本发明的进一步改进，还包括能调节所述油路循环系统回油方向的调节组件。
8.作为本发明的进一步改进，所述调节组件为电磁阀，分别设置在所述一级排气侧轴承回油支路和所述第一回油支路上；或者是，所述调节组件为可换向三通阀，设置在所述一级排气侧轴承回油支路和所述第一回油支路接点处。
9.作为本发明的进一步改进，还包括控制器、设置在压缩机吸气口的蒸发侧压力传感器和设置在压缩机排气口的冷凝侧压力传感器，所述控制器与所述调节组件、所述蒸发侧压力传感器和所述冷凝侧压力传感器均电性连接。
10.作为本发明的进一步改进，还包括供油支路、以及与所述供油支路和压缩机排气口连接的油气处理组件。
11.作为本发明的进一步改进，所述油气处理组件包括依次管路连接的油气分离桶和储油罐。
12.本发明提供的一种压缩机，所述压缩机为双级螺杆压缩机，包括所述油路循环系
统。
13.作为本发明的进一步改进，所述压缩机还包括一级螺杆转子、二级螺杆转子和联轴器，所述一级螺杆转子和所述二级螺杆转子之间通过所述联轴器连接。
14.作为本发明的进一步改进，所述联轴器一端设置有梳齿密封。
15.本发明提供的一种油路控制方法，利用所述油路循环系统对双级螺杆压缩机进行回油方向控制的方法，包括如下步骤：
16.步骤100、压比计算，控制器根据输入信号计算压缩机运行压比p2/p1，其中p2为冷凝压力；p1为蒸发压力；
17.步骤200、工况判断：根据运行压比判定压缩机运行在小压比工况下或大压比工况下；
18.步骤300、油路调节：当压缩机运行在小压比工况下时，调节组件中位于第一回油支路上的电磁阀关闭，位于一级排气侧轴承回油支路上的电磁阀开启；或者是，调节组件中三通阀与第一回油支路连接的第一出口关闭；当压缩机运行在大压比工况下时，调节组件中位于第一回油支路上的电磁阀开启，位于一级排气侧轴承回油支路上的电磁阀关闭；或者是，调节组件中三通阀与第一回油支路连接的第一出口打开。
19.作为本发明的进一步改进，当运行压比p2/p1<3.5时，判定为压缩机运行在小压比工况下；当运行压比p2/p1≥3.5时，判定压缩机运行在大压比工况下。
20.本发明提供的一种存储介质，为计算机可读存储介质，所述存储介质内部存储有计算机程序，所述计算机程序运行时，能实现所述油路控制方法的功能。
21.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
22.本发明提供的油路循环系统，通过将一级排气侧轴承供油支路连接在二级排气侧轴承回油支路上，从而使得压缩机在低压比运行状态时，一级排气侧回油不回流到一级转子腔内，而是进入到二级转子腔内，减少低压侧供油、减少一级排气的含油率，由于减少一级排气含油率从而不占用二级吸气体积，进一步提高压缩机效率；
23.本发明提供的油路循环系统，通过设置第一回油支路和调节组件，可根据压缩机运行工况及时调节一级排气侧轴承回油的流向，当压缩机处于低压比运行状态时，流入一级转子腔，当压缩机处于高压比运行状态时流入二级转子腔，实现压缩机内部油路油量的精准控制。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是现有技术中双级螺杆压缩机内部油路循环系统；
26.图2是本发明油路循环系统第一种实施例的结构示意图；
27.图3是本发明油路循环系统第二种实施例的结构示意图。
28.图中1、一级排气侧轴承回油支路；2、二级排气侧轴承回油支路；3、第一回油支路；5、第一电磁阀；6、第二电磁阀；7、控制器；8、油气分离桶；9、储油罐；10、一级吸气侧轴承供
油支路；11、一级排气侧轴承供油支路；12、二级吸气侧轴承供油支路；13、二级排气侧轴承供油支路。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
30.如图2所示，本发明提供了一种油路循环系统，包括一级排气侧轴承回油支路1、二级排气侧轴承回油支路2；一级排气侧轴承回油支路1与二级排气侧轴承回油支路2连接，二级排气侧轴承回油支路2末端与二级转子腔连接；
31.需要说明的是，一级排气侧轴承回油支路1一端连接在一级螺杆转子腔排气侧，另一端连接在二级排气侧轴承回油支路2上，从而使得经一级螺杆转子压缩后的油气混合物进入到二级螺杆转子腔的吸气侧内；二级排气侧轴承回油支路2一端连接在二级螺杆转子腔排气侧，另一端连接在二级螺杆转子腔的吸气侧内，从而使得经二级螺杆转子压缩后的油气混合物进入到二级螺杆转子腔的吸气侧内。
32.通过将一级排气侧轴承回油支路1连接到与二级转子腔连接的二级排气侧轴承回油支路2上，使得一级排气侧轴承回油支路1内的回油进入到二级转子腔内，使得压缩机在小压比运行状态时，不会造成一级转子腔内供油多的问题，也避免了效率损失，提高压缩机效率，提高压缩机运行性能，结构简单。
33.当然，以上是针对压缩机运行范围较窄，也就是工况舒适且变化不明显，长期运行工况处于低压比运行状态时的技术方案。
34.当压缩机处于宽范围工况也就是夏热冬冷地区，机组兼顾制冷制热两种工况，运行工况范围比较广，存在大压比和小压比两种运行状态，上述回油方案则存在一定不足。
35.如图3所示，针对此种情况，本发明的进一步可选实施方案中，还包括第一回油支路3，第一回油支路3一端与一级排气侧轴承回油支路1连接，另一端与一级螺杆转子腔连接。通过设置第一回油支路3使得一级排气侧轴承回油支路1内的回油在根据需要时也可以回流到一级转子腔内。
36.进一步的，还包括能调节油路循环系统回油方向的调节组件。通过调节组件实现一级排气侧轴承回油支路1内的回油回到一级转子腔或二级转子腔。
37.本发明提供的油路循环系统，通过设置调节组件，可根据压缩机运行工况及时调节一级排气侧轴承回油的流向，当压缩机处于低压比运行状态时，流入一级转子腔，当压缩机处于高压比运行状态时流入二级转子腔，实现压缩机内部油路油量的精准控制。
38.作为本发明的第一种可选实施方式，调节组件为电磁阀，分别设置在一级排气侧轴承回油支路1和第一回油支路3上，当采用此方案时，电磁阀分别为第一电磁阀5和第二电磁阀6，第一电磁阀5设置在一级排气侧轴承回油支路1上，电磁阀6设置有第一回油支路3上。
39.通过在两个回油支路上分别设置电磁阀，可根据压缩机运行状态，控制两个回油支路上的电磁阀的开启或关闭，从而使得一级排气侧轴承回油支路1内的回油进入到一级
转子腔或二级转子腔，实现对内部油路的精准控制。
40.作为本发明的第二种可选实施方式，调节组件为可换向的三通阀，设置在第一回油支路3与一级排气侧轴承回油支路1的接点处；通过控制三通阀的流通方向，也就是通过控制三通阀中两个出口的开启或关闭实现不同通路的连通，可实现一级排气侧轴承回油支路1内的回油进入到一级转子腔或二级转子腔，实现对内部油路的精准控制。
41.进一步的，还包括控制器7，控制器7与调节组件电性连接，例如，控制器7可以与第一电磁阀5和第二电磁阀6均电性连接，以向两个电磁阀输送开关控制信号；或者是，控制器7可以与换向三通阀电性连接，以向三通阀输送换向信号，使得三通阀内的两条流路中的一条处于连通状态；还包括设置在压缩机吸气口的蒸发侧压力传感器和设置在压缩机排气口的冷凝侧压力传感器，控制器7与蒸发侧压力传感器和冷凝侧压力传感器均电性连接。
42.通过蒸发侧压力传感器和冷凝侧压力传感器测得的蒸发压力和冷凝压力比值，以判断压缩机处于何种运行状态，并根据该状态以控制调节件的开启状态，实现回油的不同流向控制。
43.还包括四条供油支路、以及与供油支路和压缩机排气口连接的油气处理组件。
44.其中，油气处理组件包括依次管路连接的油气分离桶8和储油罐9。
45.四条供油支路分别为一级吸气侧轴承供油支路10、一级排气侧轴承供油支路11、二级吸气侧轴承供油支路12、二级排气侧轴承供油支路13。
46.需要说明的是，如图3所示，控制器7与第一电磁阀5和第二电磁阀6之间的连接线代表的是电性连接线，并非油管路。
47.本发明提供的一种压缩机，压缩机为双级螺杆压缩机，包括上述的油路循环系统。
48.压缩机还包括一级螺杆转子、二级螺杆转子和联轴器，一级螺杆转子和二级螺杆转子之间通过联轴器连接，电机驱动一级螺杆转子旋转，二级螺杆转子在联轴器作用下与一级螺杆转子一起被电机驱动进行旋转。具体的，一级螺杆转子和二级螺杆转子均包括阳转子和阴转子，两级转子的阳转子和/或阴转子通过联轴器连接。
49.还包括设置在联轴器一端的梳齿密封，具体的梳齿密封位于螺杆转子的轴承腔一侧。
50.本发明提供的压缩机可以根据外界环境压力判断压缩机的运行工况，通过控制器控制电磁阀的通断，实现一级排气侧轴承供油的回油位置的改变，具体的：
51.1.当压缩机运行在小压比环境时(本实施例中规定压缩机排气压力/吸气压力的比值＜3.5)，占据供油量大部分的一级排气侧轴承润滑油完成润滑功能后，并不直接进入一级转子腔，而是回到二级的吸气封闭齿槽之后，这样可以减少一级排气的含油率，而且不占用二级吸气体积，从而进一步提高压缩机效率。
52.2.当压缩机运行在大压比环境时(本实施例中规定压缩机排气压力/吸气压力的比值≥3.5)，一级排气侧轴承润滑油直接回到一级转子腔，完成一级转子段的间隙密封。
53.更进一步的，本发明提供的一种双级螺杆压缩机，包括一级螺杆转子，低压级吸气、排气两侧轴承、二级螺杆转子、高压级吸、排气两侧轴承、以及上述的油路循环系统。其中一级螺杆转子和二级螺杆转子通过联轴器连接，两级排气侧轴承腔均设置有密封装置，压缩机外部设置油气分离装置及储油装置。
54.压缩机排出的油气混合物通过外置油气分离装置分离后润滑油进入储油罐9，储
油罐9中的润滑油依靠压差的作用实现压缩机内部进行供油。在压缩机内部，主供油油路分成四个支路，分别为一级吸气侧轴承供油支路10、一级排气侧轴承供油支路11、二级吸气侧轴承供油支路12、二级排气侧轴承供油支路13，通过四个支路分别向内部布置的轴承供油，每一支路分别设置节流装置，控制油流量。然后，在第一回油支路3和一级排气侧轴承回油支路1上分别设置一个电磁阀，并配备一个控制器7控制电磁阀的通断，控制器的输入信号是蒸发压力p1和冷凝压力p2，控制器进行压比计算(冷凝压力值/蒸发压力值)。其中蒸发压力p1来自于压缩机吸气口的蒸发侧压力传感器，冷凝压力p2来自于压缩机排气口的冷凝侧压力传感器。
55.当压比p2/p1<3.5时，判定压缩机运行在小压比工况，此时第二回油支路4上的第二电磁阀6关闭，第一回油支路3上的第一电磁阀5开启，在一级吸气侧，润滑油在润滑吸气侧轴承后直接进入压缩机吸气腔，润滑油在润滑一级排气侧轴承后与二级排气侧轴承回油共同进入二级吸气封闭齿槽后的第一个齿槽，这样可以避免一级排气带油过多影响二级吸气体积，减少内部油路油循环量，从而进一步提高压缩机效率，随二级转子压缩、排气过程后再次进入外置油气分离装置，完成系统润滑油循环。为保证一级排气侧轴承回油密封，需要在一级阳转子末端与联轴器之间设置梳齿密封。梳齿密封的形状可以是三角形、梯形等形状，梳齿密封同样可以用其他密封手段替换，比如说密封圈等；
56.当压比p2/p1≥3.5时，判定压缩机运行在大压比工况，此时第二回油支路4上的第二电磁阀6开启，第一回油支路3上的第一电磁阀5关闭，一级轴承回油回到一级转子腔，该部分油用来进行齿槽密封，避免因齿槽间压差大引起的泄漏增多。
57.本发明提供的一种油路控制方法，利用上述的油路循环系统对双级螺杆压缩机进行回油方向控制的方法，包括如下步骤：
58.步骤100、压比计算，控制器根据输入信号计算压缩机运行压比p2/p1，其中p2为冷凝压力；p1为蒸发压力；
59.步骤200、工况判断：根据运行压比判定压缩机运行在小压比工况下或大压比工况下；
60.步骤300、油路调节：当压缩机运行在小压比工况下时，调节组件中位于第一回油支路上的电磁阀关闭，位于一级排气侧轴承回油支路上的电磁阀开启；或者是，调节组件中三通阀与第一回油支路连接的第一出口关闭；当压缩机运行在大压比工况下时，调节组件中位于第一回油支路上的电磁阀开启，位于一级排气侧轴承回油支路上的电磁阀关闭；或者是，调节组件中三通阀与第一回油支路连接的第一出口打开。
61.进一步的，在本实施例中，当运行压比p2/p1<3.5时，判定压缩机运行在小压比工况下；当运行压比p2/p1≥3.5时，判定压缩机运行在大压比工况下。
62.本发明提供的一种存储介质，为计算机可读存储介质，存储介质内部存储有计算机程序，计算机程序运行时，能实现油路控制方法的功能。
63.这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
64.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位
或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
65.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
66.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
67.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
68.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
69.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。