專利名稱：制冷劑回收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜的制冷劑回收單元領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
便攜的制冷劑回收單元主要用于將制冷劑從一個(gè)制冷系統(tǒng)或罐轉(zhuǎn)移到另一個(gè)罐或制冷系統(tǒng)。使用制冷劑回收單元允許被移走的制冷劑從系統(tǒng)或罐轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng)或罐而不損失制冷劑并防止壓力差異。然后就能夠在空的系統(tǒng)或罐上實(shí)施需要的操作和其它的服務(wù)?；厥諉卧趯?shí)現(xiàn)制冷劑的轉(zhuǎn)移上存在一些問(wèn)題。在制冷系統(tǒng)中的制冷劑的初始?jí)毫Τ３?huì)比較高(100到500psi)。這些壓力會(huì)在單元的組件包括活塞和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上產(chǎn)生非常大的壓力。在某些情況下，初始?jí)毫赡軙?huì)高到壓制回收單元的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，阻止其啟動(dòng)。在回收操作早期循環(huán)期間，通過(guò)導(dǎo)入的壓縮制冷劑產(chǎn)生的力比較大，并且能夠帶來(lái)沖擊的影響。如果不能在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和其它組件中適當(dāng)?shù)胤稚⑦@些力量，那么這些力能夠損壞和磨損單元的組件。一些先前的設(shè)計(jì)試圖通過(guò)將活塞的兩側(cè)暴露在壓縮的制冷劑中，以使作用在活塞上的力最小化。幾乎所有的這些現(xiàn)有設(shè)計(jì)都會(huì)導(dǎo)致不僅將活塞蓋的底面暴露到制冷劑中，而且也將活塞桿和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(曲軸)暴露到制冷劑中。由于制冷劑中可能會(huì)含有油和其它雜質(zhì)(金屬顆粒等)，因此暴露的活塞桿、曲軸、回收機(jī)的其它部件能夠被過(guò)早地磨損和損壞，特別是在密封和軸承處。在一些先前的結(jié)構(gòu)中，單元的這些部件沒(méi)有暴露在制冷劑中，通過(guò)沿著曲軸以180度異相位操作另一個(gè)活塞，努力地使來(lái)自制冷劑的力對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(曲軸軸承)的磨損和損壞最小化。然而，這些結(jié)構(gòu)仍然偏離曲軸的軸驅(qū)動(dòng)活塞桿，并且相互沒(méi)有對(duì)齊導(dǎo)致不平衡的力。在許多情況下，它們將活塞頭樞轉(zhuǎn)地安裝到活塞桿上(用活塞銷或球套)。在曲軸上的壓縮的制冷劑的力在這種結(jié)構(gòu)下會(huì)被抵消一些。偏離中心安裝的和沒(méi)有對(duì)齊的活塞桿仍然對(duì)曲軸施加不平衡的力。壓縮的制冷劑的力也仍然作用在每個(gè)活塞頭和桿之間的樞軸結(jié)構(gòu)上。樞軸結(jié)構(gòu)能夠表現(xiàn)出過(guò)早的磨損，這種磨損導(dǎo)致活塞不穩(wěn)定的工作并且導(dǎo)致密封泄漏。在少量的使用之后，這種樞軸結(jié)構(gòu)會(huì)完全失效。考慮到這些和其它一些問(wèn)題，研發(fā)了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種便攜式制冷劑回收和轉(zhuǎn)移單元，用于將制冷劑從一個(gè)制冷劑系統(tǒng)或罐中轉(zhuǎn)移到另一個(gè)罐或制冷系統(tǒng)中。該回收單元包括兩個(gè)相對(duì)置的活塞頭，活塞頭分別剛性地連接到活塞桿上，所述活塞桿沿著公共的固定軸延伸。該活塞桿剛性地連接到止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)的軛部件上。該止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成軛部件、剛性連接的活塞桿以及沿著公共固定軸的活塞頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。回收單元還可以是具有一個(gè)活塞的設(shè)計(jì)，其具有一個(gè)沿著公共的軸的彈簧，以存儲(chǔ)一些吸氣沖程的能量并在壓縮沖程中將其釋放。
在工作期間，從系統(tǒng)或罐導(dǎo)入的制冷劑一起并連續(xù)地被直接送往相對(duì)置的活塞頭，其中作用在它們上面的壓縮制冷劑的力相互抵消或中和。單活塞的設(shè)計(jì)使用彈簧來(lái)抗衡壓縮沖程的一些力。單元的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使活塞獨(dú)立于由導(dǎo)入的制冷劑產(chǎn)生在活塞上的任何力的大小做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。制冷劑的流動(dòng)路徑也獨(dú)立于活塞桿和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以避免暴露于制冷劑中的任何雜質(zhì)。一般在其它的設(shè)計(jì)中制冷劑可能會(huì)進(jìn)入到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(曲軸箱)。在本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例中包括一個(gè)密封的曲軸箱和單向止回閥，其中單向止回閥安裝在制冷劑入口和曲軸箱之間。這種結(jié)構(gòu)允許任何通過(guò)活塞油封進(jìn)入曲軸箱內(nèi)的制冷劑，從曲軸箱中排空。單向止回閥阻止制冷劑直接從壓縮機(jī)的入口側(cè)進(jìn)入曲軸箱，而允許將曲軸箱中的任何制冷劑排空。如上所述，止轉(zhuǎn)棒軛驅(qū)動(dòng)的單活塞壓縮機(jī)也具有抵消由導(dǎo)入的壓縮制冷劑產(chǎn)生在活塞頭上的至少部分力的結(jié)構(gòu)。


圖1A為本發(fā)明的便攜式制冷劑回收單元的立體圖。圖1B為典型的操作結(jié)構(gòu)，其中回收單元用于將制冷劑從制冷系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)藏罐。圖1C為回收機(jī)移去前蓋的主視圖，圖2示意性地示出了圖1B的部分工作結(jié)構(gòu)，圖3-5為本發(fā)明的壓縮機(jī)的相對(duì)置的活塞和止轉(zhuǎn)棒軛驅(qū)動(dòng)器的操作的連續(xù)視圖，圖6所示為活塞、止轉(zhuǎn)棒軛驅(qū)動(dòng)器和止回閥開始連接到圖1B中的制冷系統(tǒng)的視圖，其中制冷系統(tǒng)和存儲(chǔ)罐的壓力在壓縮機(jī)啟動(dòng)之前是相等的，圖7為具有封閉的連接安裝支架的壓縮機(jī)的立體圖，圖8為沿著軸線T沿圖5的止回閥方向看去的視圖，圖9為壓縮機(jī)的止轉(zhuǎn)棒軛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解圖，圖10為便攜式回收單元的橫截面視圖，圖11為回收單元的冷卻風(fēng)扇的后視圖，圖12為冷卻風(fēng)扇的視圖，圖13為本發(fā)明的單活塞的實(shí)施例的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式圖1A所示為本發(fā)明的便攜式制冷劑回收機(jī)10。圖1B中的制冷劑回收機(jī)的典型操作包括將制冷劑從系統(tǒng)11轉(zhuǎn)移到罐12或是轉(zhuǎn)移到不同的系統(tǒng)或罐中。圖1B和IC的基本操作包括制冷劑在下側(cè)口 1，通過(guò)閥3，被分為兩個(gè)流路，通過(guò)圖2中的管線17、管線170，然后通過(guò)圖3中的汽缸蓋94、95，通過(guò)單向入口閥36、360進(jìn)入到壓縮汽缸內(nèi)腔39、390。制冷劑在內(nèi)腔39、390中被壓縮，通過(guò)汽缸蓋94、95和單向閥37、370排放。制冷劑在壓力大于口 I的入口壓力下返回圖1C中的閥組15。由于壓縮循環(huán)增加制冷劑的熱能含量，閥組15將制冷劑重新導(dǎo)入到圖2中的兩個(gè)冷凝器21、210中，用于冷卻制冷劑。冷凝器的排放直接通過(guò)將管線連接多功能閥組15進(jìn)行引導(dǎo)。制冷劑通過(guò)閥4和口 2排放到罐或系統(tǒng)中。制冷劑在圖1C中的閥組15內(nèi)的流通路徑為從入口 I通過(guò)控制閥3進(jìn)入到壓縮機(jī)23。制冷劑被壓縮并排放到圖2中的冷凝器21、210，通過(guò)止回閥進(jìn)入到閥體15中，然后進(jìn)入閥4和出口 2。閥組15還與閥5配合，用來(lái)引導(dǎo)制冷劑從壓縮機(jī)23的入口流到冷凝器21、210，將制冷劑從冷凝器21、210中排出。閥組15和閥5還用作重新連接管線和口，以便當(dāng)閥3和閥5各旋轉(zhuǎn)180度時(shí)，其重新連接制冷劑流直接通過(guò)止回閥，然后通過(guò)閥4和出口2。閥3、5的旋轉(zhuǎn)也將冷凝器21、210連接到了壓縮機(jī)的低壓側(cè)，從而冷凝器21、210被排空成真空，以消除任何可能在制冷劑轉(zhuǎn)移后殘留在機(jī)器中的制冷劑。圖3中的壓縮機(jī)23是一個(gè)雙缸的設(shè)計(jì)，其使用止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)30作為曲軸類型的設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件。止轉(zhuǎn)棒軛設(shè)計(jì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并將其轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)?；钊?7、270剛性地連接并且以180度對(duì)置從而串聯(lián)地移動(dòng)。當(dāng)活塞27處于吸氣沖程的同時(shí)，活塞270處于壓縮沖程。汽缸蓋94、95每個(gè)都具有吸氣單向閥36、360，排放單向閥37、370。這些閥具有保持彈簧，只允許流體按一個(gè)方向流動(dòng)。在吸氣沖程，位于在頭部的閥36允許流體進(jìn)入到汽缸中，同時(shí)閥37關(guān)閉，以封閉高壓流體倒流。第二個(gè)相對(duì)置的汽缸具有相同設(shè)計(jì)的閥，但是它們與第一個(gè)汽缸以180度異相操作，當(dāng)汽缸一的進(jìn)氣閥36打開，汽缸二的進(jìn)氣閥360被關(guān)閉。當(dāng)汽缸二的排氣閥370打開時(shí)，汽缸一的排氣閥37關(guān)閉。閥的打開和關(guān)閉通過(guò)保持彈簧的動(dòng)作和閥的相對(duì)側(cè)的壓差來(lái)控制。曲軸箱31，包含止轉(zhuǎn)棒軛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)29、290,45,并且在結(jié)構(gòu)上將汽缸24、240與曲軸箱密封地連接，曲軸箱密封壓緊，以防止從汽缸一或二中泄漏的制冷劑，釋放到周圍的環(huán)境中。進(jìn)氣閥口 190通過(guò)圖3中的管96與曲軸箱連接以排空任何泄漏的制冷劑氣體并將其排放到轉(zhuǎn)移罐中。如果汽缸24、240中的壓力降到大氣壓以下并在曲軸箱31中產(chǎn)生真空時(shí)，密封外殼(曲軸箱31)用來(lái)阻止空氣進(jìn)入并與制冷劑氣體混合。密封外殼(曲軸箱31)與閥口 190連接，也能阻止進(jìn)入的制冷劑氣體的壓力的增大。圖1C中的一體的閥組15具有三個(gè)或多個(gè)180度可旋轉(zhuǎn)的閥3、4、5，其具有一體的通到閥組外的通道。三個(gè)可旋轉(zhuǎn)的閥用作在回收機(jī)的入口 I和出口 2控制制冷劑流、圖2中的管線16、22，并重新將冷凝器21、210，連接管線和圖7中的壓縮機(jī)23連接到不同的配置中。一個(gè)配置可能是將壓縮機(jī)23的圖2中的吸入側(cè)18、180連接到不同組件例如冷凝器
21、210，圖7的外殼42，并配置當(dāng)制冷劑轉(zhuǎn)移結(jié)束時(shí)，排出殘余的制冷劑的流動(dòng)通路。許多組合可以導(dǎo)入圖1C中的閥組15。一體的通路的設(shè)置，以便在不同制冷劑的條件之間發(fā)生熱量轉(zhuǎn)移，以穩(wěn)定回收機(jī)的操作條件。對(duì)從壓縮機(jī)頭到三個(gè)或多個(gè)閥的閥組15的流體通路16、20、200和22的連接能夠通過(guò)使用硬、半硬或軟的管線來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這些組件之間的連接能夠使用硬的閥組來(lái)實(shí)現(xiàn)，其用作機(jī)械底座，定位底座，傳熱劑以及流體控制和連通。盡管可以使用不同的推動(dòng)裝置，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)優(yōu)選的實(shí)施例。壓縮機(jī)也可以被配置成遠(yuǎn)距連接的裝置，其通過(guò)滑輪或連接器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由壓縮機(jī)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇直接安裝于電動(dòng)機(jī)軸上，該風(fēng)扇為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和壓縮機(jī)汽缸、閥和汽缸蓋提供冷卻空氣。風(fēng)扇也可以由遠(yuǎn)距連接的驅(qū)動(dòng)器的軸驅(qū)動(dòng)。圖1A中的回收機(jī)的外殼101設(shè)置為內(nèi)部組件的固定部件。把柄102與外殼成一體。外殼還設(shè)有入口 103和出口通氣縫104，用于吸入冷卻空氣，排放出熱空氣，并驅(qū)散制冷劑壓縮和電動(dòng)機(jī)工作所產(chǎn)生的內(nèi)部熱量。圖3中所示的回收單元10的壓縮機(jī)23具有相對(duì)置的活塞27、270，它們分別剛性地連接到活塞桿28、280上。活塞桿28、280分別沿著公共固定軸T延伸，并剛性地連接到止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)30的軛部件29、290。圖3中的活塞桿28、280從軛部件29、290沿著公共固定軸T在相對(duì)的方向上延伸。軛部件29、290是止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)30的一部分。止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)30用作將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成軛部件29、290的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。它向剛性連接的活塞桿28、280和活塞27、270提供沿公共固定軸T的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖3中的每個(gè)活塞頭27、270滑動(dòng)并密封地容納在汽缸24、240中，前述汽缸具有內(nèi)部圓柱形側(cè)壁33、330和端壁32、320。如圖3所示，每個(gè)端壁32、320具有入口 34、340和出口 35、350，所述入口和出口中分別具有單向閥36、360和37、370。每個(gè)活塞頭27、270具有與端壁32、320相對(duì)的活塞端蓋38、380，以限定腔39、390的端壁32、320和側(cè)壁33、330。這些基本上成鏡像的成對(duì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)選在大小上是相同的，以助于平衡相對(duì)的力量，特別地，活塞頭27、270的活塞端蓋38、380的圓形區(qū)域優(yōu)選是相同的(即大約直徑為一英寸)。活塞桿28、280在相反的位置相對(duì)于汽缸端壁32、320沿著公共固定軸T移動(dòng)活塞頭27、270和活塞端蓋38、380?；钊^27、270相互對(duì)置，并且以180度異相相互動(dòng)作。當(dāng)圖3的活塞頭27移動(dòng)到其初始位置(參考圖4)，腔39的容積擴(kuò)大并且從圖1B的制冷系統(tǒng)11中通過(guò)公共管線13(圖2和圖3)和導(dǎo)入口 25收納制冷劑。同時(shí)，相對(duì)置的活塞頭270移動(dòng)到其圖3的新位置，以縮小圖3和圖4中的腔49的容積，從而將制冷劑從腔390推到管線200中。該過(guò)程然后反向移動(dòng)對(duì)置排列的活塞頭27、270和活塞端蓋38、380到圖5中的位置。在每個(gè)活塞頭收縮的位置(如，參見(jiàn)圖5的27)，圖3中基本平行的活塞端蓋表面38和端壁32優(yōu)選地緊靠并相互沖擊產(chǎn)生最大壓力(大約300 I)。如圖4-6所示，活塞頭27、270、活塞桿28、280、和活塞端蓋38、380在其于各個(gè)活塞之間移動(dòng)期間，沿著公共固定軸T強(qiáng)制對(duì)稱地移動(dòng)。在如上所述的壓縮機(jī)23的操作期間，制冷系統(tǒng)11中的制冷劑最常見(jiàn)在大氣壓力之上。在大多數(shù)情況下，導(dǎo)入的制冷劑將遠(yuǎn)高于大氣壓(即100-550psi)，這些高壓能容易地產(chǎn)生足夠大的力來(lái)?yè)p壞壓縮機(jī)23的組件。在接管的最初的力可以高到壓倒壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，阻止其啟動(dòng)。為了防止損害性的力以及不需要啟動(dòng)條件，本發(fā)明的活塞頭27、270和活塞端蓋38、380相對(duì)設(shè)置，其中導(dǎo)入的壓縮制冷劑在其上產(chǎn)生的力被抵消或中和掉了。由于從本質(zhì)上消除了啟動(dòng)失敗，并且由于在操作的初始循環(huán)期間的壓縮制冷劑的高壓力產(chǎn)生的損壞和磨損大大降低了。首先僅參考圖6中A-A線左側(cè)的一半，圖6中的管線20中導(dǎo)入的制冷劑的壓力通常遠(yuǎn)超過(guò)大氣壓(即達(dá)到100-500psi)。這些壓力將打開入口閥36并瞬間在活塞頭27的活塞端蓋38上施加產(chǎn)生一個(gè)力F。在回收操作的初始循環(huán)期間，這個(gè)力F能夠增大，直到導(dǎo)入的制冷劑的壓力顯著地減小(即大約于10-100pSi)。上面討論的力F可以足夠高以致于壓倒壓縮機(jī)23 (圖6中只顯示活塞頭27和活塞桿28)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且阻止壓縮機(jī)23的啟動(dòng)。直到導(dǎo)入的制冷劑的壓力顯著地減小，在壓縮機(jī)23的活塞頭27、活塞桿28和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上施加的力F(可能不是一個(gè)平滑的沖擊)可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)早的磨損甚至失效。如果制冷劑處于液態(tài)下，特別會(huì)發(fā)生上述這種特別的情況。最后，隨著導(dǎo)入的制冷劑壓力的下降以及制冷劑處于氣態(tài)或蒸氣的相態(tài)下，力F的大小將會(huì)隨著活塞頭27的每個(gè)沖程被減小。然而，直到制冷劑的壓力(不考慮相態(tài))在單活塞設(shè)計(jì)中大大地減小(即大約IO-1OOpsi),活塞頭27的每個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)期間的每個(gè)力F，可能會(huì)損壞和過(guò)分使用壓縮機(jī)23的組件。這種情況現(xiàn)僅以對(duì)圖6中的左側(cè)活塞頭27和活塞桿28進(jìn)行的描述為例。本發(fā)明設(shè)計(jì)解決上述這個(gè)問(wèn)題。在圖6的左半側(cè)中，前面的回收單元10中的活塞頭27上的不平衡的力F通過(guò)在相對(duì)置的活塞頭270上的相反的力FF被抵消或中和。損害性的力F通過(guò)反作用力FF保持平衡。由于在兩個(gè)活塞中的壓力，即力F、FF趨向于相互抵消，這是由于包括活塞頭27、270和活塞桿28、280的中間結(jié)構(gòu)沿著T軸對(duì)齊，并且相互剛性連接，在兩個(gè)活塞中的力F和力FF的壓力趨向于相互抵消。壓縮機(jī)23的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)只需提供差動(dòng)力D (見(jiàn)圖3)來(lái)使活塞頭27、270往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以壓縮分別位于腔39、390中的制冷劑，并將制冷劑驅(qū)送到存儲(chǔ)罐12中。由于圖6中的活塞頭27、270和活塞端蓋38、380上的力F、FF相互抵消或中和，壓縮機(jī)23的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不需要克服或抵消力F、FF。壓縮機(jī)23的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)因此能夠設(shè)計(jì)為提供一個(gè)最大壓力(即在腔39、390中550psi或者更大)，而不用考慮或者抵消導(dǎo)入的制冷劑的力F、FF的任何影響。壓縮機(jī)23能夠?qū)嶋H產(chǎn)生更高的壓力(550-1500psi)，但是為了安全地保護(hù)存儲(chǔ)罐12，單元10的操作通常限制在一個(gè)較低的壓力(即 550psi)。平衡力F、FF在本發(fā)明的應(yīng)用中特別重要，這是因?yàn)樯厦嬗懻摰牟僮髦械牧黧w根據(jù)制冷劑的壓力具有可變的沸點(diǎn)。導(dǎo)入的制冷劑可能變化相態(tài)并且大大地改變?cè)诨钊^27,270上的力F、FF。然而，由于本發(fā)明的平衡設(shè)計(jì)，任何時(shí)間在活塞頭27、270上的力F、FF沿著公共軸T被中和。壓縮機(jī)23的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)際上不受導(dǎo)入的制冷劑的力F、FF和/或一些情況(如壓力、溫度、相態(tài))所影響。圖4中壓縮機(jī)23提供的差動(dòng)力D將足夠重復(fù)移動(dòng)兩個(gè)活塞頭27、270，通過(guò)它們的循環(huán)將制冷劑(不考慮其相態(tài)和狀態(tài))從制冷系統(tǒng)11轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)罐12中。在操作時(shí)，壓縮機(jī)23如圖3所示，沿著公共固定軸T的方向提供差動(dòng)力D。為了清楚，在圖3中只示出差動(dòng)力D，這是因?yàn)樯厦嬗懻摰膱D6中的相反的力F、FF相互抵消掉了。然而，在圖3中將壓縮機(jī)23向右側(cè)驅(qū)動(dòng)時(shí)，差動(dòng)力D與在活塞頭27上的壓縮制冷劑的力F在相同方向上相結(jié)合，產(chǎn)生了第二個(gè)力(F+D)。第二個(gè)力大于在相對(duì)置的活塞頭270上的相反的第一個(gè)力FF。相對(duì)置的活塞頭270朝向圖4中其收縮的位置，驅(qū)動(dòng)到圖3的右側(cè)。由于力F、FF趨于相互平衡，因此止轉(zhuǎn)棒軛提供的力D驅(qū)動(dòng)活塞至其完全壓縮的位置，其需要推動(dòng)裝置提供馬力(能量)。重復(fù)循環(huán)主要獨(dú)立于制冷劑情況(壓力、溫度、相態(tài))的改變以及力F、FF的改變。為了清楚起見(jiàn)，導(dǎo)入的制冷劑在從管線25、250到腔39、390中產(chǎn)生的壓力高于大氣壓時(shí)，圖3中的活塞頭27、270的活塞端蓋38、380上首先產(chǎn)生相反的力F、FF，這些相反的力F，F(xiàn)F定向沿著公共固定軸T。在操作循環(huán)期間，當(dāng)活塞端蓋38從其圖5的收縮位置移動(dòng)回到其圖4中的擴(kuò)張位置時(shí)，止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)30提供的差動(dòng)力D施加位于圖3中的活塞端蓋38上的力F上。其轉(zhuǎn)而移動(dòng)相對(duì)置的活塞端蓋380到圖4中的收縮位置。這種重復(fù)的循環(huán)主要獨(dú)立于制冷劑情況(壓力、溫度、相態(tài))的改變以及力F、FF的改變。為了維持力F、FF基本上相同，上面描述的導(dǎo)入管線17、170(圖2)相互流體連通，并且與圖1B中的制冷系統(tǒng)11的管線13中的制冷劑連通。管線17、170的流體連通保證力F和FF大致上相同。如上所述，它們傾向于相互抵消。還需注意的是，在圖3中腔出口 35、350的出口閥37、370下游的向外的管線20、200(圖2)相互流體連通，并且通過(guò)管線22與存儲(chǔ)罐12連通。由于本發(fā)明的平衡設(shè)計(jì)，除了圖3中排氣的曲軸箱31，暴露在制冷劑中的區(qū)域是腔39、390以及通向和始于它們的流路。圖3中的活塞頭27、270的下側(cè)或底部40、400并沒(méi)有暴露在制冷劑中，并且包括活塞桿28、280和止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)30的組件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也沒(méi)有暴露在制冷劑中。回收單元10的這些部件和其它組件與導(dǎo)入的制冷劑隔絕，并且制冷劑限制在單元10的腔39、390和它們的導(dǎo)入管線25、250以及向外的管線20、200中。圖6是一個(gè)可替換的設(shè)計(jì)，具有密封的曲軸箱和止回閥105，其中止回閥與曲軸箱和導(dǎo)入管線25、250(圖6)連通。一些制冷劑，如活塞油封由于磨損而產(chǎn)生的泄漏，不會(huì)釋放到大氣中。當(dāng)導(dǎo)入管線25、250具有高真空時(shí)，這種具有密封的曲軸箱和止回閥的可替換設(shè)計(jì)，允許通過(guò)活塞油封泄漏進(jìn)入到曲軸箱的制冷劑被排空。上述高真空發(fā)生在系統(tǒng)排空之后。當(dāng)管線中存在壓力時(shí)，止回閥也可阻止制冷劑從管線25、250中流入。該設(shè)計(jì)可以阻止任何制冷劑泄漏到大氣中，也允許通過(guò)活塞泄漏的制冷劑從曲軸箱中排出。這種優(yōu)選設(shè)計(jì)取決于被轉(zhuǎn)移的制冷劑和壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的材料。參考圖6到圖10, —種用于壓縮機(jī)23的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)66 (圖10),其相對(duì)于軸R使軸62進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)軸62可以是很多類型的軸(花鍵、通孔、六角形是一些可替換的軸的形狀)中的一種。壓縮機(jī)可以具有延長(zhǎng)的軸并且可以通過(guò)滑輪/帶驅(qū)動(dòng)器、鏈?zhǔn)津?qū)動(dòng)器、耦合驅(qū)動(dòng)器(coupling drive)、齒輪驅(qū)動(dòng)器等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)軸承底座61和610適合于長(zhǎng)連接設(shè)計(jì)，其提供多個(gè)驅(qū)動(dòng)組合。軸承可以是不同類型的，滾軸、球套等。密封件(SR)可用于密封曲軸箱。在操作中，電動(dòng)機(jī)66 (圖10)相對(duì)于軸R旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)軸62和連接的曲軸64。轉(zhuǎn)而相對(duì)于軸R旋轉(zhuǎn)圖8的曲軸銷43，同時(shí)曲軸銷43的軸RR也相對(duì)于平行的軸R移動(dòng)。圖9中的旋轉(zhuǎn)的曲軸銷43接納在止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)30的滑動(dòng)件45中(見(jiàn)圖5)。滑動(dòng)件45 (圖9)通過(guò)相對(duì)于軛部件29、290沿著垂直軸V滑動(dòng)地移動(dòng)的方式安裝。垂直軸V對(duì)稱地通過(guò)軛部件29、290的中間。隨著電動(dòng)機(jī)軸62和曲軸銷43相對(duì)于軸R(圖9)旋轉(zhuǎn)，抵消了曲軸銷43和其軸RR相對(duì)于軸R的旋轉(zhuǎn)。然后圖4中的軛側(cè)件45相對(duì)于軸V上下移動(dòng)，其中該移動(dòng)沿軸T輪流往復(fù)地移動(dòng)軛部件29、290，連接的活塞桿28、280，活塞端蓋38、380，活塞頭27、270。所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要直線運(yùn)動(dòng)，以便在往復(fù)壓縮運(yùn)動(dòng)中操作活塞。上面描述的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的件45相對(duì)于軛部件29、290沿軸T安裝并上、下移動(dòng)(在圖4和5所示的方向上)?；钊倪\(yùn)動(dòng)沿著半圓，該半圓沿著軸V的每一側(cè)延伸。雖然如圖6所示的鄰近的軛側(cè)件29、290承受著壓縮制冷劑產(chǎn)生的大的相反的力F、FF,并且將滑動(dòng)件45與力F、FF隔離，在圖4-6中的曲軸銷43的移動(dòng)還是在軛側(cè)件29、290上產(chǎn)生了相當(dāng)大的力。例如壓縮機(jī)23在驅(qū)動(dòng)制冷劑流出到存儲(chǔ)罐12中，可以在腔39、390中產(chǎn)生最大為550psi或更大的壓力。為了減小或消散在驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)件45和被驅(qū)動(dòng)的軛側(cè)件29、290之間產(chǎn)生的高的壓力，可以使用一種抗摩擦技術(shù)。例如可以提供球46(圖6和10)的多個(gè)排列。這些球46 (見(jiàn)圖4)設(shè)置在各自成對(duì)的軛側(cè)件29、290和滑動(dòng)件45 (見(jiàn)圖9和10)的向內(nèi)和向外的面對(duì)的表面53、530(圖5)之間。滾軸軸承、青銅或硬化的鋼件的插入物也可以用于減少摩擦。在止轉(zhuǎn)棒軛的摩擦點(diǎn)和高磨損點(diǎn)可以使用不同的技術(shù)以減少摩擦，例如將浸潰過(guò)抗摩擦材料的燒結(jié)青銅用于摩擦點(diǎn)和高磨損點(diǎn)；將浸潰過(guò)抗摩擦材料的聚合物用于摩擦點(diǎn)和高磨損點(diǎn)。回收單元10優(yōu)選地包括冷卻風(fēng)扇71，如圖10-12所示。風(fēng)扇71具有多個(gè)相對(duì)大的扇葉68(圖10、11和12)，并且由圖10的電動(dòng)機(jī)66的驅(qū)動(dòng)軸62驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選的設(shè)定是具有1800RPM的額定速度的直接驅(qū)動(dòng)。風(fēng)扇具有多個(gè)高葉片間距用于鼓動(dòng)大量的空氣流動(dòng)。大量的冷卻空氣通過(guò)單元10的主體直接冷卻包括電動(dòng)機(jī)66、壓縮機(jī)23、制冷劑多閥控制閥組、安裝在向外的管線20、200上的冷凝器散熱片72 (圖10)等部件，上述管線中含有壓縮的制冷劑。冷卻空氣通過(guò)或穿過(guò)這些部件的移動(dòng)特別地重要，這是由于這些單元通常在非常熱的環(huán)境中操作。單元運(yùn)行得越熱，需要的馬力就越高，并且消耗的能量也就越高。高效地使用冷卻空氣對(duì)于減少操作單元10所需要的能量是很重要的。在圖13中示出了單活塞的實(shí)施例，該活塞基本上由與前面的實(shí)施例，圖3中的雙活塞止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)31相同的止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)78驅(qū)動(dòng)。然而，圖13中的實(shí)施例具有與圖2的進(jìn)口管線17連通的密封的曲軸箱，而不是具有對(duì)置的相互平衡的活塞。這樣在活塞頭75的下側(cè)或底部88提供了一個(gè)抵消力Fl。力Fl確實(shí)沿軸Tl提供了一些與力F相反方向的反作用，其確實(shí)部分地彌補(bǔ)了在壓縮沖程期間驅(qū)動(dòng)活塞需要的能量。圖13的彈簧97能夠如所示的那樣安裝，以減少壓縮沖程所需要的能量。能量的減小被轉(zhuǎn)移到吸氣沖程，但是壓縮需要的能量脈沖減小了，因此可以使用低馬力的電動(dòng)機(jī)。抵消力Fl還可以如上面所解釋的由彈簧產(chǎn)生，或者管線99(來(lái)自管線17)設(shè)置到曲軸箱78，其與圖13的活塞表面88連通。活塞頭86的壓力與活塞表面88的底部的壓力一樣。在壓縮沖程期間，活塞表面88上的壓力(力Fl)幫助壓縮沖程減少所需要的能量。止轉(zhuǎn)棒軛的操作與上面描述的實(shí)施例一樣，除了只有一個(gè)活塞驅(qū)動(dòng)以外。上面的公開闡明了相對(duì)于附圖詳細(xì)描述的本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠領(lǐng)會(huì)到在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍情況下，更改、修改、其它結(jié)構(gòu)的設(shè)置和其它實(shí)施方式在本發(fā)明的教導(dǎo)下也是能實(shí)施的。
權(quán)利要求
1.一種制冷劑回收機(jī)，其用于將制冷劑從一個(gè)系統(tǒng)或罐中轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)系統(tǒng)或罐中，所述回收機(jī)包括壓縮機(jī)單元，具有兩個(gè)活塞，所述活塞能夠滑動(dòng)和密封地定位在汽缸里，每個(gè)所述汽缸的一端附有端蓋，入口和出口閥位于所述端蓋中，這些閥為單向閥，在每個(gè)端蓋上有兩個(gè)或多個(gè)閥，活塞剛性地連接到止轉(zhuǎn)棒軛部件并相互連接，所述止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成所述軛部件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞沿著公共固定的軸，汽缸具有散熱部件，該散熱部件易受到冷卻介質(zhì)強(qiáng)制的對(duì)流流動(dòng)的影響，所述回收機(jī)還包括用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)或氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、與系統(tǒng)、罐、汽缸蓋、冷凝器以及閥和制冷劑的端口流體連通的管線和連接件，所述回收機(jī)具有閥、端口、管線和與公共閥組連接的連接件，所述閥組用來(lái)控制回收機(jī)內(nèi)制冷劑流的進(jìn)入和排出，此外還用于將回收機(jī)的組件流體連接以便使壓縮機(jī)抽空回收機(jī)組件，形成真空。
2.如權(quán)利要求1所述的回收機(jī)，其中包括具有三個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)閥的自包含閥組，該閥組用于控制進(jìn)入和排出的流體，阻止進(jìn)入和排出流體，并且將組件和各種制冷劑管線連接到壓縮機(jī)的吸入側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其具有一個(gè)由壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部大風(fēng)量風(fēng)扇，用于冷卻外殼內(nèi)部的全部組件。
4.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中所述止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)與制冷劑接觸。
5.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中曲軸箱的外殼與壓縮機(jī)入口側(cè)單向流體連通。
6.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中在結(jié)構(gòu)外殼中的制冷劑的壓力高于大氣壓力。
7.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中壓縮機(jī)端蓋和多閥組之間的流體連通在自包含閥組內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中閥組為壓縮機(jī)汽缸蓋的整體的一部分。
9.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中閥組為固定和安裝各種組件的結(jié)構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中冷凝器連接到每個(gè)汽缸蓋上。
11.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中將浸潰過(guò)抗摩擦材料的聚合物用在止轉(zhuǎn)棒軛的摩擦點(diǎn)上。
12.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中在閥組中一體集成有單向止回閥，其安裝在排放閥的上游以及冷凝器的下游處。
13.如權(quán)利要求2所述的回收機(jī)，其中將浸潰過(guò)抗摩擦材料的燒結(jié)青銅用在止轉(zhuǎn)棒軛的摩擦點(diǎn)上。
14.一種制冷劑回收機(jī)，用于將制冷劑從一個(gè)系統(tǒng)或罐轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng)或罐，所述回收單元包括用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)或氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，壓縮機(jī)單元具有一個(gè)活塞，該活塞滑動(dòng)和密封地定位在汽缸里，所述汽缸的一端具有端蓋，入口和出口閥位于所述端蓋中，這些閥為單向閥，在每個(gè)端蓋上有兩個(gè)或多個(gè)閥，活塞剛性地連接到止轉(zhuǎn)棒軛部件并相互連接，所述止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成所述軛部件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，彈簧部件沿著公共的軸來(lái)減小壓縮沖程的能量，活塞沿著公共固定的軸，汽缸具有散熱部件，該散熱部件易受到冷卻介質(zhì)強(qiáng)制的對(duì)流流動(dòng)的影響，所述回收機(jī)還包括與系統(tǒng)、罐、汽缸蓋、冷凝器以及閥和制冷劑的端口流體連通的管線和連接件，所述回收機(jī)具有閥、端口、管線和與公共閥組連接的連接件，所述閥組用來(lái)控制回收機(jī)內(nèi)制冷劑流的流入和排出，此外還用來(lái)將回收機(jī)的組件流動(dòng)地連接以便使壓縮機(jī)抽空回收機(jī)組件，使組件成真空。
15.如權(quán)利要求14所述的回收機(jī)，其中包括具有三個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)閥的自包含閥組，該閥組用于控制進(jìn)入和排出的流體，阻止進(jìn)入和排出流體并且將組件和各種制冷劑管線連接到壓縮機(jī)的吸入側(cè)。
16.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其具有一個(gè)由壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部大風(fēng)量風(fēng)扇，用于冷卻外殼內(nèi)部的全部組件。
17.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中所述止轉(zhuǎn)棒軛的結(jié)構(gòu)與制冷劑接觸。
18.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中曲軸箱的外殼與壓縮機(jī)吸入側(cè)單向流體連通。
19.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中在結(jié)構(gòu)外殼中的制冷劑的壓力高于大氣壓力。
20.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中壓縮機(jī)端蓋和多閥組之間的流體連通在自包含閥組內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
21.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中自包含閥組為壓縮機(jī)汽缸蓋的整體的一部分。
22.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中自包含閥組為固定和安裝各種組件的結(jié)構(gòu)件。
23.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中冷凝器連接到汽缸蓋上。
24.如權(quán)利要求15所述的回收機(jī)，其中將燒結(jié)青銅材料浸潰在抗磨損材料中，并用在止轉(zhuǎn)棒軛的摩擦點(diǎn)上。
全文摘要
一種制冷劑回收機(jī)，其是小型、便攜的并且與一個(gè)雙活塞壓縮機(jī)合并一體，該雙活塞壓縮機(jī)使用止轉(zhuǎn)棒軛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。制冷劑一般從調(diào)查或維修的系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)罐中，雖然轉(zhuǎn)移也可以其它的方向進(jìn)行。在回收單元的壓縮機(jī)中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞沿著公共固定軸移動(dòng)，其由止轉(zhuǎn)棒軛的往復(fù)運(yùn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。也可使用止轉(zhuǎn)棒軛機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的單活塞壓縮機(jī)。提供用于每個(gè)汽缸壓縮的制冷劑氣體排放的冷凝器。普通的一體閥組用于在轉(zhuǎn)移發(fā)生期間和之后的單元中控制、引導(dǎo)、穩(wěn)定溫度和制冷劑的最小殘留。內(nèi)部風(fēng)扇用于最小化電動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)溫度的升高，如果使用內(nèi)部風(fēng)扇，可以減小通過(guò)壓縮循環(huán)提高的制冷劑的溫度并冷卻冷凝器的線圈。還可以結(jié)合來(lái)自壓縮機(jī)汽缸蓋的控制閥門的普通多歧管。
文檔編號(hào)F25B45/00GK102997524SQ20111028224
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
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