空调管路抗振结构、空调器及空调管路抗共振方法与流程

1.本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种空调管路抗振结构、应用其的空调器及空调管路抗共振方法。


背景技术：

2.目前市面上出现的变频空调均使用变频压缩机，该压缩机的工作频率范围较大，在其处于不同振动频率运行时，常常有某个或多个振动频率接近或等于空调管路振动的固有频率，从而激发管路共振，严重时甚至导致壳体的共振，导致管路承受的应力过大、容易发生裂管进而影响空调可靠性和安全性的问题。
3.现有技术中，常通过对空调管路简单地增加、调节配重，以达到改变管路本身固有的振动属性即固有频率来避免引发共振。但是仅通过增加配重对固有频率的调节具有较大的局限性，且容易对管路造成较大的负载，尤其是对于小型管路，在其上增加配重发生管路损坏的风险极高。
4.因此，现有的变频空调仅通过增加配重调节空调管路振动的固有频率以避免发生共振具有局限性且易造成管路负载发生损坏，是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明为了解决上述现有技术中传统的变频空调仅通过增加配重调节空调管路振动的固有频率以避免发生共振具有局限性且易造成管路负载发生损坏的技术问题，提出一种尤其适合于变频空调的空调管路抗振结构、应用其的空调器及空调管路抗共振方法。
6.为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：本发明提出了一种空调管路抗振结构，包括：空调管路，还包括至少一个用于监测所述空调管路的实时振动频率的传感器，至少一个压力调节装置，压力调节装置根据传感器反馈的实时振动频率调整其对空调管路的约束。
7.进一步地，空调管路设有至少一个u弯，传感器设于u弯处，压力调节装置包裹至少一个u弯。
8.进一步地，压力调节装置采用气压调节装置，包括：包裹u弯的气囊，用于调节气囊内部气压大小的气动单元；u弯的开口间距随气囊内部的气压大小改变。
9.进一步地，压力调节装置还包括：缓冲支架，包括至少两个管夹，相邻管夹分别套设于u弯的开口两侧对应外表面，相邻管夹之间通过弹性件相连接，弹性件的两端分别与相邻管夹对应通过球副可转动地连接。
10.优选地，管夹和弹性件均设有三个，且三个管夹通过三个弹性件分别连接于相邻管夹之间构成三角形缓冲支架。
11.优选地，空调管路包括至少一个由三个弯折段构成的s型连续u弯，三个管夹分别
设置于三个弯折段上。
12.优选地，气动单元采用气压泵或活塞。
13.优选地，传感器采用加速度、应力或位移传感器。
14.本发明还提供一种空调器，包括压缩机、与压缩机连接的空调管路，空调管路采用上述的空调管路抗振结构，还包括与压力调节装置和传感器电连接的控制单元。
15.本发明还提供一种空调管路抗共振方法，应用了上述的空调器，包括以下步骤：监测空调管路的实时振动频率；判断实时振动频率与空调管路的固有频率的差值绝对值是否小于或等于共振阈值；若是，则控制压力调节装置调整其对空调管路的约束，进而改变空调管路的固有频率，直至实时振动频率与固有频率的差值绝对值大于共振阈值；若否，则返回监测空调管路的实时振动频率。
16.与现有技术比较，本发明提供的空调管路抗振结构、空调器及空调管路抗共振方法，可有效减缓来自压缩机和空调管路内流体引起的管路振动，在振源频率不一致时，通过传感器监测并反馈空调管路振动的情况（加速度、管路应力值、位移或噪声），由控制单元判断空调管路的实时振动频率是否接近空调管路的固有频率，并在判断易发生共振风险时控制压力调节装置对空调管路的紧固力度，从而改变空调管路本身振动的固有频率，从而避免振源频率与空调管路振动的固有频率接近时激发的共振，且该抗振结构本身重量很小，在增重较小的前提下可靠性好并减轻空调管路的重力负荷。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明的空调管路抗振结构应用于空调器的压缩机管路的示意图；图2为图1中空调管路省去空调管路抗振结构的示意图；图3为本发明的空调管路抗振结构的缓冲支架的示意图。
19.其中，图中各附图主要标记：1-空调管路；11-u弯；111-开口；2-压缩机；3-压力调节装置；31-气囊截面；4-缓冲支架；41-弹性件；42-弯折段；5-管夹；51-球副；6-传感器检测点；7-控制单元；8-压力传输管；9-四通阀。
具体实施方式
20.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的原理及结构进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.请一并参阅图1-3，本发明提供的空调管路1抗振结构，包括：空调管路1，还包括至少一个用于监测所述空调管路1的实时振动频率及其所受应力的传感器（图中未示出），该
传感器可采用加速度、应力、位移或噪声等可以判断空调管路1实时振动频率的传感器；至少一个压力调节装置3，压力调节装置3根据传感器反馈的实时振动频率调整其对空调管路1的约束。
22.请参阅图1-2，在本实施例中，空调管路1设有至少一个u弯11，该u弯11由空调管路1弯折形成；传感器设于u弯11处，即传感器检测点6位于u弯11处；压力调节装置包裹至少一个u弯11。在空调管路1增设的u弯11，其u弯11本身可以起到对振源（如压缩机2）振动的吸振、减振及缓解振动的应力传递、释放作用，从而对u弯11连接的管路起到保护作用，也有利于减小空调管路1的整体应力；由于空调管路1折弯处即u弯11属于空调管路1的结构属性薄弱位置，往往成为应力集中点，即空调管路1往往是在折弯处先断裂，故将监测空调管路1的实时振动频率及所受应力的传感器设于位于空调管路1折弯处的u弯11上，可用较少的传感器实现监测。
23.作为优选的实施例，压力调节装置3采用气压调节装置，包括：包裹u弯11的气囊（图中未示出），用于调节气囊内部气压大小的气动单元，作为优选的实施方式，气动单元采用气压泵或活塞，并通过压力传输管8连通气动单元与气源；对于u弯11两侧的管路形成的开口111，其开口111间距随气囊内部的气压大小改变，即由气囊作用于u管的气压变化使得u弯11发生形变量的变化，导致其开口111间距增大或缩小，从而在实时振动频率接近空调管路1的原有固有频率时，通过形变改变空调管路1在该u弯11处的结构属性，进而改变整个空调管路1振动的固有频率并规避实时振动频率，避免管路共振发生；此外，还可以通过压力调节装置3将空调管路1的应力值调节至远离对应系统设计最小寿命的最大许用应力值，从而让管路应力保持在对应较长使用寿命的许用应力范围，提高空调管路抗疲劳可靠性。作为优先的实施方式，气囊外壁采用硬质阻尼橡胶制成，使其本身具有吸振性能，且耐候性强、耐高温。
24.请参阅图3（图3中矩形为气囊截面31），作为更优的实施例，压力调节装置3还包括：缓冲支架4，包括至少两个管夹5，相邻管夹5分别套设于u弯11的开口111两侧对应空调管道的外表面，相邻管夹5之间通过弹性件41相连接，弹性件41的两端分别与相邻管夹5对应通过球副51可转动地连接。作为优选的实施方式，弹性件41采用弹性连杆；作为其它实施方式，弹性件41还可以采用弹簧。作为更优的实施方式，管夹5采用附着在空调管路1上时不易对空调管路1造成损伤的金属或橡胶制成。弹性件41与管夹5之间通过球副51连接有利于管夹5、弹性件41相对空调管路1的调整活动，且在不需要对空调管路1施加约束时，这种连接结构的缓冲支架4有利于减轻管路振动负担；在空调管路1需要可靠固定时，构成三角形的弹性件41互相支撑，可获得更牢靠的结构力。
25.作为优选的实施例，管夹5和弹性件41均设有三个，且三个管夹5通过三个弹性件41分别连接于相邻管夹5之间构成三角形缓冲支架4。在一种实施方式中（图中未示出），三个管夹5中的其中两个管夹5设于一个u弯11的开口111两侧对应空调管路1的外表面，另一个设于管夹5设于该u弯11的弧形弯折处空调管路1的外表面；请参阅图3，在更优的实施方式中，空调管路1包括至少一个由三个弯折段42构成的s型连续u弯11，三个管夹5分别设置于三个弯折段42上。
26.作为其它的实施例，压力调节装置3也可以采用液压调节装置，利用气体填充传递压力的气囊也可以采用利用油类或其它液体作为填充物传递压力的结构代替，气动单元也
可以采用液压动力单元代替。
27.作为其它的实施例（图中未示出），压力调节装置3也可以直接作用于呈直管的空调管路1上。
28.本发明还提供一种空调器包括压缩机2、与压缩机2连接的空调管路1，与空调管路1连接的四通阀9，空调管路1采用上述的空调管路1抗振结构，还包括与压力调节装置3和传感器电连接的控制单元7，该控制单元7优选采用cpu，也可以采用单片机；控制单元7能够对空调管路1在压缩机2工作作用下振动的状态以及压力调节装置3动作、机组运行频率等特点进行记忆，针对不同振动频率和工况，匹配最佳减振动作，并储存在控制单元7中。该空调器优选为变频空调器，压缩机2优选为采用变频压缩机。
29.本发明还提供一种空调管路1抗共振方法，应用了上述的空调器，包括以下步骤：一、监测空调管路1的实时振动频率；具体地，可通过u弯11处或直管处设置的传感器监测空调管路1的加速度、应力、位移或噪声判断空调管路1在压缩机2工作时的实时振动频率，并通过传感器信号反馈给控制单元7；二、判断实时振动频率与空调管路1的固有频率的差值绝对值是否小于或等于共振阈值；具体地，控制单元7接收传感器反馈信号后，根据预先设定的共振阈值，判断实时振动频率与空调管路1的固有频率的差值绝对值是否小于或等于该共振阈值，以判断此时空调管路1是否存在发生共振的风险；三、若是，则控制压力调节装置3调整其对空调管路1的约束，进而改变空调管路1的固有频率，直至实时振动频率与固有频率的差值绝对值大于共振阈值；具体地，若判断实时振动频率与空调管路1的固有频率的差值绝对值小于或等于该共振阈值，则确认此时空调管路1存在发生共振的风险，控制单元7发送信号控制压力调节装置3（可以是气压或液压调节装置）调节其内部压力大小，从而调整其对u弯11及缓冲支架4即空调管路1的约束力，此时由于受到压力调节装置3对其压力的改变，u弯11开口111间距或空调管路1的形变随压力调节装置3内部的压力大小改变，即由压力调节装置3作用于u管或空调管路1的压力变化使得u弯11发生形变量的变化，从而在空调管路1的实时振动频率接近空调管路1的原有固有频率时，通过形变改变空调管路1的结构属性，进而改变整个空调管路1振动的固有频率直至其大于共振阈值，规避实时振动频率避免共振发生。
30.四、若否，则返回监测空调管路1的实时振动频率。
31.具体地，若判断实时振动频率与空调管路1的固有频率的差值绝对值大于共振阈值，则确认此时空调管路1已无发生共振的风险，返回第一步继续通过传感器监测空调管路1的实时振动频率。
32.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。