用于压缩机的凸轮促动阀包括用于改变凸轮促动阀开放的时刻和/或凸轮促动阀在压缩循环的时间范围内处于开放状态的时间间隔的机构。往复式压缩机具有：包括压缩室(922)的本体(910)；具有椭圆形部分的凸轮，其位于本体的内部，并且构造成围绕旋转轴线旋转，以在各个压缩循环期间执行旋转；促动元件，其位于本体的内部，并且构造成接收由凸轮的椭圆形部分引起的线性位移或角位移；以及阀(932)，其位于朝向或来自压缩室(922)的流体的流路，并且构造成通过促动元件切换到开放状态。往复式压缩机还包括构造成调节阀的时机的控制器。
1.一种往复式压缩机(900)，其构造成执行压缩循环，以压缩流体，所述压缩机包括：本体(310，810，910)，其包括压缩室(922)，所述流体在所述压缩室(922)的内部被压缩；
凸轮(340，440，840)，其具有椭圆形部分，所述凸轮位于所述本体(310，810)的内部，并且构造成围绕旋转轴线(325，425，825)旋转，以在各个压缩循环期间执行旋转；
促动元件(365，865)，其位于所述本体(310，810)的内部，并且构造成接收由所述凸轮的所述椭圆形部分产生的线性位移或角位移；
阀(932)，其位于朝向或来自所述压缩室(922)的所述流体的流路，所述阀(932)构造成被所述促动元件(365，865)切换到开放状态；以及控制器(331，831)，其构造成在压缩循环期间调节所述阀开放的时刻；
其中，所述凸轮具有轮廓，所述轮廓构造成使所述椭圆形部分的在横截面中的角位置沿着所述旋转轴线平稳地改变。
所述控制器构造成启动角位移，使所述凸轮沿着所述旋转轴线移动，使得在所述凸轮的垂直于所述旋转轴线的横截面中，即在所述促动元件在所述凸轮已经移动之后接触所述凸轮的最终位置处，所述椭圆形部分的最终角位置不同于在所述凸轮的垂直于所述旋转轴线的横截面中所述椭圆形部分的初始角位置，即在所述促动元件在所述凸轮已移动之前就已接触所述凸轮的初始位置处。
3.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述控制器包括：
促动机构，构造成在接收到所述角位移之后使所述凸轮沿着所述旋转轴线移动，以及凸轮位置促动器，其位于所述本体的外部，并且构造成对所述促动机构提供所述角位移。
4.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述促动机构包括：
凸轮位置促动轴，其构造成根据所述角位移来旋转，并且安装成在所述本体的外部具有一个端部，所述一个端部连接到所述凸轮位置促动器上，而且在所述本体的内部具有另一个端部；
凸轮保持器滑动件，其位于所述本体的内部，并且与所述凸轮位置促动轴的所述另一个端部接触，所述凸轮保持器滑动件联接到所述凸轮位置促动轴上，使得当所述凸轮位置促动轴旋转时，所述凸轮保持器滑动件具有基本平行于所述凸轮的所述旋转轴线的线性位移；以及凸轮保持器，其安装成接触所述凸轮保持器滑动件，并且构造成当所述凸轮保持器滑动件具有所述线性位移时，与所述凸轮一起相对于凸轮轴沿纵向移动，所述凸轮轴使所述凸轮在压缩循环期间旋转。
5.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述往复式压缩机进一步包括：构造成使所述凸轮在所述压缩循环期间旋转的凸轮轴，
其中，所述控制器构造成使所述凸轮相对于所述凸轮轴选择性地旋转，从而改变所述椭圆形部分的角位置，在此位置处，所述促动元件与所述凸轮接触，所述控制器包括：凸轮位置促动器，其位于所述本体的外部，并且构造成提供角位移；
凸轮位置促动轴，其构造成根据所述角位移来旋转，并且安装成在所述本体的外部具有一个端部，所述一个端部连接到所述凸轮位置促动器上，而且在所述本体的外部具有另一个端部；
凸轮保持器滑动件，其位于所述本体的外部，并且接触所述凸轮位置促动轴的所述另一个端部，所述凸轮保持器滑动件联接到所述凸轮位置促动轴上，使得当所述凸轮位置促动轴旋转时，所述凸轮保持器滑动件具有基本平行于所述凸轮的所述旋转轴线的线性位移；以及凸轮保持器，其安装成与所述凸轮保持器滑动件接触，并且构造成当所述凸轮保持器滑动件具有所述线性位移时，与所述凸轮一起相对于所述凸轮轴旋转。
6.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述控制器进一步构造成调节所述阀处于开放状态的时间间隔。
7.根据权利要求1所述的往复式压缩机，其特征在于，所述控制器通过在各个压缩循环期间，控制所述凸轮围绕所述旋转轴线旋转的角速度，使所述角速度具有至少两个不同的角速度值，从而调节所述阀处于开放状态的时间间隔，所述两个不同的角速度值为所述促动元件与所述凸轮的所述椭圆形部分接触时的第一角速度，以及另外的第二角速度。
所述轮廓构造成使得由所述椭圆形部分横跨的角沿着所述旋转轴线改变，以及所述控制器构造成使所述凸轮开始沿着所述旋转轴线移动，使得在所述促动元件接触所述凸轮的位置处，所述椭圆形部分横跨不同于所述移动之前横跨的初始角的在所述移动之后的最终角。
9.一种调节往复式压缩机的凸轮促动阀的开放时间的方法(1000)，包括：提供(S1010)凸轮，所述凸轮具有轮廓，所述轮廓构造成使得(1)椭圆形部分的角位置和(2)由所述椭圆形部分横跨的角中的至少一个在横截面中沿着所述凸轮的旋转轴线平稳地改变；以及改变(S1020)轴沿着所述凸轮的所述旋转轴线保持与所述凸轮接触的位置，以在所述改变之后实现下者中的至少一个：(1)所述凸轮的所述椭圆形部分处于不同于所述凸轮的所述椭圆形部分的初始角位置的最终角位置，以及(2)由所述椭圆形部分横跨的最终角不同于由所述椭圆形部分横跨的初始角。
10.一种可用来促动阀(932)的凸轮机构(300，800)，所述阀(932)位于朝向或来自往复式压缩机(900)的压缩室(922)的流体的流路，所述凸轮机构包括：凸轮(340，440，840)，其构造成围绕旋转轴线(325，425，825)旋转，以在所述往复式压缩机的各个压缩循环期间执行旋转，所述凸轮具有椭圆形部分并且具有使得所述凸轮的外壁不平行于其旋转轴线的轮廓；
促动元件(365，865)，其构造成接收所述凸轮的所述椭圆形部分引起的线性位移或角位移，以使所述阀切换到开放状态；以及控制器(330，830)，其构造成在各个压缩循环期间，调节所述阀开放的时刻其中，所述轮廓构造成使所述椭圆形部分的在横截面中的角位置沿着所述旋转轴线平稳地改变。
11.一种往复式压缩机，其布置成执行压缩循环来压缩流体，所述压缩机包括：本体(310，810，910)，其包括压缩室(922)，流体在所述压缩室(922)内部被压缩；以及根据权利要求10所述的凸轮机构。
12.一种往复式压缩机，其为根据权利要求1至8中的任一项所述的往复式压缩机，所述往复式压缩机包括根据权利要求10所述的凸轮机构。
调节凸轮促动阀的开放时间、往复式压缩机和方法
技术领域
[0001] 本文公开的主题的实施例大体涉及在往复式压缩机中使用的凸轮促动阀，并且更特别地，涉及这样的机构，其用于在压缩循环的时间范围内改变凸轮促动阀开放的时刻，以及/或者改变凸轮促动阀处于开放状态的时间间隔。
背景技术
[0002] 在发动机、涡轮、发电、低温应用、油气处理等中使用压缩机来提高流体的压力。对于在油气行业中使用的压缩机来说必须考虑的一个特定方面在于压缩流体往往是有腐蚀性且易燃的。美国石油组织(API)设置了关于在油气行业中使用的设备的公认行业标准，该组织已发布了文件：API618(其2011年6月版通过引用而包括在本文中)，该文件列出了关于完整的一组针对往复式压缩机的最低要求。因而，认为将在本文论述的阀和压缩机遵照这些要求。换句话说，相信本领域技术人员不会认为在其它行业(例如汽车行业)中使用的阀和压缩机类似于油气行业中使用的阀和压缩机。
[0003] 常规地，在往复式压缩机中使用的阀是由于穿过自动阀的压差而在关闭状态(即，防止流体传送通过其中)和开放状态(即，允许流体传送通过其中)之间切换的自动阀。使用促动阀而非自动化阀具有这样的好处：阀所占据的余隙容积(即，压缩流体无法从中排出的压缩室容积的一部分)与自动化阀相比减小。但是，相对于表征当前可用的促动器的参数的相应范围，促动这些压缩机需要较大的力、较大的位移和较短的响应时间。
[0004] 可用来提供所需的较大的力和较短的促动时间的一种机构使用连续旋转的凸轮。关于这个常规机构的一个问题在于，基于凸轮的椭圆形部分的角位置和角跨度来不变地确定阀在压缩循环期间开放的时刻和阀处于开放状态的时间间隔，凸轮旋转以使位移促动阀。
[0005] 将期望的是提供阀组件和用于往复式压缩机中的凸轮促动阀的方法，方法允许调节凸轮促动阀在压缩循环期间开放的时刻，以及/或者阀处于开放状态的时间间隔。
发明内容
[0006] 一些实施例提供包括凸轮的阀促动机构和使得能够调节凸轮促动阀的时机(即，阀在压缩循环期间开放的时刻和/或阀处于开放状态的时间间隔)的方法。能够调节阀时机可提供灵活性的优点，从而使得能够优化不同的工作流体和/或压缩条件的压缩循环。
[0007] 根据一个示例性实施例，往复式压缩机构造成执行压缩循环以压缩流体。往复式压缩机包括(A)本体，本体包括压缩室，流体在压缩室内被压缩，(B)具有椭圆形部分的凸轮，凸轮位于本体的内部，并且构造成围绕旋转轴线旋转，以在各个压缩循环期间执行旋转，(C)促动元件，其位于本体的内部，并且构造成接收凸轮的椭圆形部分引起的线性位移或角位移，以及(D)阀，其位于朝向或来自压缩室的流体的流路，并且构造成被促动元件切换到开放状态。往复式压缩机还包括控制器，其构造成在压缩循环期间，调节阀开放的时刻。
[0008] 根据另一个示例性实施例，存在一种往复式压缩机，它构造成执行压缩循环。往复式压缩机具有(A)本体，其包括压缩室，流体在压缩室内被压缩，(B)具有椭圆形部分的凸轮，凸轮位于本体的内部，并且构造成围绕旋转轴线旋转，以在各个压缩循环期间执行旋转，(C)柱，其位于本体的内部，并且构造成保持与凸轮接触，以相对于旋转轴线执行线性运动，以及(D)阀，其构造成由于柱的线性运动而在开放状态和关闭状态之间切换。往复式压缩机还包括控制器，控制器构造成在压缩循环的时期内，调节阀处于开放状态的时间间隔。
[0009] 根据另一个示例性实施例，存在一种调节往复式压缩机的阀的时机的方法。该方法包括提供具有轮廓的凸轮，该轮廓构造成使得(1)椭圆形部分的角位置和(2)由椭圆形部分横跨的角中的至少一个沿着凸轮的旋转轴线平稳地改变。方法还包括改变沿着凸轮的旋转轴线轴保持与凸轮接触的位置，以在改变之后实现下者中的至少一个：(1)凸轮的椭圆形部分处于不同于凸轮的椭圆形部分的初始角位置的最终角位置，以及(2)由椭圆形部分横跨的最终角不同于由椭圆形部分横跨的初始角。
[0010] 根据另一个示例性实施例，存在一种可用来促动阀的凸轮机构，阀位于朝向或来自往复式压缩机的压缩室的流体的流路。凸轮机构包括凸轮，凸轮构造成围绕旋转轴线旋转，以在各个压缩循环期间执行旋转，并且具有轮廓，使得凸轮的外壁不平行于其旋转轴线。凸轮机构进一步包括促动元件，促动元件构造成接收凸轮的椭圆形部分引起的线性位移或角位移，以使阀切换到开放状态。凸轮机构还包括控制器，控制器构造成在各个压缩循环期间调节阀开放的时刻。
附图说明
[0011] 附图结合在说明书中且组成说明书的一部分，而且附图示出一个或多个实施例，并且与描述一起阐明这些实施例。在图中：
[0012] 图1是根据示例性实施例的促动组件的示意图；
[0013] 图2是根据示例性实施例的凸轮机构；
[0014] 图3是根据示例性实施例的凸轮机构的示意图；
[0015] 图4是根据示例性实施例的非常规的三维凸轮轮廓的示意图；
[0016] 图5是示出根据示例性实施例改变阀开放的时刻的作用的图表；
[0017] 图6A和6B是根据另一个示例性实施例的具有非常规的三维轮廓的凸轮的横截面；
[0018] 图7是示出根据示例性实施例改变阀处于开放状态的时间间隔的作用的图表；
[0019] 图8A和8B是根据另一个示例性实施例的凸轮机构的示意图；
[0020] 图9是根据另一个示例性实施例的往复式压缩机的示意图；以及
[0021] 图10是示出根据示例性实施例调节开放往复式压缩机的阀的时机特性的方法的流程图。
具体实施方式
[0022] 示例性实施例的以下描述参照了附图。不同的图中的相同参考标号标识相同或相似的元件。以下详细描述不会限制本发明。本发明的范围而是由所附权利要求限定。为了简洁起见，关于在油气行业中使用的往复式压缩机的凸轮促动阀的术语和结构来论述以下实施例。但是，接下来论述的实施例不局限于这些压缩机，而是可应用于其它压缩机。
[0023] 说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用表示关于实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，在说明书各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例”中未必引用同一实施例。另外，特定特征、结构或特性可按任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。
[0024] 下文描述的实施例的目标是提供用于往复式压缩机的可调节时机的凸轮促动阀和相关方法。在油气行业中，促动器110(通常是电动机)优选位于压缩机本体130的外部，以便不接触工作流体(可以是易燃的)，如图1中示出的那样。轴120(可线性地旋转或移动)穿透压缩机本体130，以传输由促动器110产生的促动运动。
[0025] 图2示出凸轮机构200，它包括凸轮210，凸轮210可围绕旋转轴线220连续旋转，例如，在往复式压缩机的各个压缩循环期间执行全程旋转。凸轮210具有延伸远离旋转轴线220(即，从椭圆形部分215的任何点到旋转轴线220的距离大于凸轮210的其余部分的半径R)的椭圆形部分215。柱230保持与凸轮的周边接触，同时保持沿着轴线235定向。柱230可被由于柱230的相对的端部处的压差引起的返回力或另一个返回机构推向凸轮210，返回机构可像弹簧那样简单(但可具有各种其它实施例)。在凸轮210旋转时，柱230执行线性运动，在此期间，柱230被推离旋转轴线220，然后往回朝旋转轴线220滑动。这个线性运动可用来促动线性阀，或者可转换成角位移，以促动旋转阀。
[0026] 图3是可用来促动往复式压缩机的线性阀的机构300的示意图。构造成提供旋转运动和角位移的促动器320和330(例如电动机)分别位于压缩机本体310的外部。
[0027] 凸轮促动器320提供围绕旋转轴线325、特征为角速度ω的旋转运动。这个旋转运动通过穿透压缩机本体310的凸轮轴350而传输到凸轮340。密封件345防止往复式压缩机310内部的工作流体其在凸轮轴350穿透压缩机本体310的位置处泄漏到外部。凸轮340在各个压缩循环期间执行旋转。
[0028] 阀柱365保持与凸轮340的周边接触。随着凸轮340旋转，阀柱365相对于旋转轴线325执行线性运动(如阀柱365上的上下箭头指出的那样)。也就是说，当凸轮340的椭圆形部分定向成朝向轴线325下方的阀柱365时，如使用实线示出的那样，阀柱365较远离轴线325。
当椭圆形部分定向成沿相反的方向时，远离阀柱365，在轴线325上方时，如使用虚线示出的那样，阀柱较接近轴线325。
[0029] 虽然往复式压缩机执行压缩循环，安装在凸轮保持器355上的凸轮340处于相对于凸轮轴350的固定的纵向和轴向位置。但是，在往复式压缩机不执行压缩循环时，凸轮340和凸轮保持器355可相对于凸轮轴350移动。
[0030] 在一个实施例中，由于在凸轮保持器355的内表面和凸轮轴350的外表面上存在互相缠绕的轴向凹槽360，所以使得能够进行纵向转移。由于改变凸轮340相对于凸轮轴350的纵向位置，阀柱365和凸轮340之间的接触点366沿着凸轮340在位置A和位置B之间的范围中移动。
[0031] 当凸轮保持器滑动件370由于凸轮位置促动器330产生的角位移而沿纵向移动时，凸轮保持器355沿纵向移动(即，平行于轴线325)。凸轮位置促动器330包括(或者由控制器331控制)控制器331，控制器331构造成启动促动角位移，促动角位移促使凸轮保持器滑动件370进行线性位移。凸轮位置促动器330使穿透压缩机本体310的凸轮位置促动轴335旋转。密封件375防止往复式压缩机内部的流体从它的凸轮位置轴335穿透本体310的位置处泄漏。凸轮位置促动轴335的旋转转换成凸轮保持器滑动件370的纵向位移(如左右箭头指出的那样)，因为在凸轮位置促动轴335和凸轮保持器滑动件370之间存在联接件380(例如，轴335上的外螺纹和凸轮保持器滑动件370上的内螺纹)。导引件385与凸轮保持器滑动件
370和压缩机本体310的内壁接合。可认为促动器330、凸轮位置促动轴335、凸轮保持器滑动件370、导引件385和凸轮保持器355是构造成调节阀开放的时刻的控制器的所有构件。
[0032] 在这个实施例中，凸轮340具有图4中示出的非常规的三维轮廓，使得，在包括旋转轴线425的凸轮440的一些横截面中，凸轮的外壁不平行于其旋转轴线。常规地，凸轮具有在所有横截面(包括旋转轴线)中基本平行于其旋转轴线的外壁。
[0033] 在凸轮440的垂直于旋转轴线425的横截面中，考虑到线连接旋转轴线425与横截面相交的点和凸轮的周边上的点(离旋转轴线425最远)。椭圆形部分441在这个横截面上的角位置是这个线与基准方向(基准方向和横截面无关)的角。
[0034] 图4中的凸轮440的椭圆形部分441的角位置沿着旋转轴线425针对不同的横截面改变。例如，在垂直于凸轮轮廓的右侧上的旋转轴线425的横截面中，线442连接点O(旋转轴线425在此处与这个横截面相交)和点443(是在离点O最远的凸轮的周边上的点)。如果基准方向是平行于线442的线444，则椭圆形部分441在凸轮440的右侧上的横截面中的角位置为0。如果线446平行于连接旋转轴线425与凸轮440的左侧上的横截面相交所处于的点O'和离这个左侧横截面中的旋转轴线425最远的凸轮的周边上的点443'的线442'，则椭圆形部分
441在左侧横截面中的角位置为φ。椭圆形部分441的角位置沿着凸轮的长度针对不同的横截面在0和φ之间平稳地改变。椭圆形部分沿着常规凸轮的长度针对所有横截面都具有同一个角位置。
[0035] 由于这个非常规的三维轮廓，当凸轮340沿着其旋转轴线在凸轮的垂直于旋转轴线的横截面中转移到与阀柱365的接触点时，在凸轮转移之后的椭圆形部分的最终角位置不同于其初始角位置(在转移凸轮之前)。
[0036] 图5以图表示出椭圆形部分的角位置在阀开放的时刻所具有的变化的作用。图表的x轴表示对应于压缩循环期间的时间的曲柄角的角值(曲柄轴在压缩机的各个期间进行0-360的完整旋转)。图表的y轴示出阀状态。在沿着凸轮的轴线调节凸轮位置之前，阀保持开放达预定时期，如由实线510示出的那样。当凸轮位置沿着旋转轴线转移、使得椭圆形部分的角位置改变时，阀在相同的时段保持开放，但它在该过程期间的不同于在凸轮转移之前它开放的时刻的另一个时刻开放，如由虚线520示出的那样。因而，通过调节椭圆形部分的角位置来调节阀开放的时刻。
[0037] 在另一个实施例中，凸轮340具有常规轮廓，但由于螺旋齿轮360的原因可相对于凸轮轴350旋转，螺旋齿轮360代替了前面的实施例中的轴向凹槽。螺旋齿轮360位于凸轮轴350和凸轮保持器355之前，并且将凸轮保持器355的平移(例如，被凸轮保持器滑动件370推动)转换成使凸轮保持器355相对于凸轮轴350旋转。在这种情况下，衬套(未显示)可置于凸轮保持器355和凸轮保持器滑动件370之间，以在常规运行期间承载螺旋齿轮360的轴向摆度，从而，避免切向力传输到凸轮保持器滑动件370。
[0038] 因而，可通过下者来调节在压缩循环期间阀开放的时刻：(1)移动阀柱的接触点，以及当凸轮具有非常规轮廓(其中椭圆形部分的角位置沿着凸轮的长度改变)时，沿着凸轮的长度移动凸轮，或者(2)当螺旋齿轮使得凸轮能够具有相对于凸轮轴的角位移时，改变常规凸轮的椭圆形部分的角位置。
[0039] 根据另一个实施例，凸轮640可具有另一种类型的非常规轮廓，其外壁也不平行于旋转轴线。对于凸轮640，由凸轮的椭圆形部分横跨的角沿着凸轮的长度改变。由椭圆形部分横跨的角由连接凸轮的周边上的将椭圆形部分与凸轮的其余部分分开的点(在那里，从周边上的点到旋转中心O的距离变得大于凸轮的半径)的线限定。图6A示出凸轮640的垂直于其旋转轴线的横截面，其中，椭圆形部分横跨第一角α1，而图6B示出了凸轮的另一个横截面，其中，椭圆形部分横跨第二角α2，α2大于α1(α1<α2)。由椭圆形部分横跨的角沿着凸轮640的长度平稳地改变(即，非阶梯式)。相比之下，常规凸轮具有这样的轮廓：外壁平行于旋转轴线，并且由椭圆形部分横跨的角沿着其长度是恒定的。
[0040] 如果凸轮以恒定的角速度旋转，则由椭圆形部分横跨的角的差异使得阀处于开放状态的时间间隔有差异，如图7中以图表示出的那样。图7中的图表的轴与图5中的轴具有相同的意义。实线710对应于如果阀柱与凸轮的接触点处于椭圆形部分横跨第一角α1的部分中、则阀处于开放状态的时间间隔。虚线720对应于如果阀柱与凸轮的接触点处于凸轮的椭圆形部分横跨第二角α2的部分、则阀处于开放状态的时间间隔。
[0041] 在一个实施例中，椭圆形部分沿着凸轮的长度具有相同的角位置，而由椭圆形位置横跨的角沿着凸轮的长度改变。
[0042] 但是，在其它实施例中，非常规轮廓可结合(沿着凸轮的长度)椭圆形位置的角位置变化和由椭圆形部分横跨的角的变化。
[0043] 也可通过改变常规凸轮的角速度，例如，通过在阀柱接触其椭圆形部分的同时，使凸轮比平均角速度更慢或更快地旋转，来实现阀在压缩循环期间保持开放状态的时间间隔的变化。由于压缩循环的持续时间保持相同，所以在阀柱不接触其椭圆形部分的同时，凸轮相应地比平均角速度更快或更慢地旋转。也就是说，在各个压缩循环期间，凸轮围绕旋转轴线的旋转运动的角速度具有至少两个不同的值。在这种情况下，控制器控制使凸轮旋转的促动器(例如电动机)。控制器可位于这个促动器的内部，或者可连接到这个促动器上。凸轮的角速度变化看来似乎刺激了短促动时间和大力的技术挑战，其已通过使用始终旋转凸轮来解决。但是，改变角速度所需的力小于产生脱离静态情形的线性位移或角位移所需的力。
[0044] 根据图8A和8B中示出的另一个示例性实施例，旋转阀促动机构800包括位于压缩机本体810的外部的促动器820和830(例如电动机)。凸轮促动器820使凸轮轴850旋转，凸轮轴850穿透压缩机本体810的盖815。密封件845防止工作流体在凸轮轴850穿透盖815的位置处泄漏到压缩机本体810的外部。凸轮轴850将围绕轴线825的旋转运动传输到凸轮835和840。凸轮835和840在各个压缩循环期间执行旋转。
[0045] 在使凸轮835和840旋转时，它们的椭圆形部分分别以图8B中示出的方式移动臂865和869。凸轮835和840的椭圆形部分在压缩循环期间的不同时刻移动臂865和869，以使旋转阀实现开放和关闭，该旋转阀具有连接到阀转子(未显示)上的阀轴868。凸轮840和臂
865也分别被称为开放凸轮和开放臂。凸轮835和臂869也分别被称为关闭凸轮和关闭臂。
[0046] 虽然往复式压缩机执行压缩循环，但安装在凸轮保持器855上的凸轮840处于沿着凸轮轴850的固定位置。但是，虽然往复式压缩机不执行压缩循环，但凸轮840和凸轮保持器855可相对于凸轮轴850移动。
[0047] 类似于相对图3描述的实施例，如果凸轮840具有如图4中示出的那样的非常规3D轮廓，则凸轮保持器855和凸轮轴850上的轴向凹槽860允许凸轮840和凸轮保持器855沿着旋转轴线825转移。备选地，如果凸轮840具有常规轮廓，则凸轮保持器855和凸轮轴850之间的螺旋齿轮860允许凸轮840和凸轮保持器855相对于凸轮轴850旋转。在往复式压缩机执行压缩循环时，凸轮保持器855不移动，因而保持凸轮840相对于凸轮轴850的位置。在任一备选实施例中，改变凸轮840相对于凸轮轴的(纵向或角)位置的结果会导致阀开放的时刻改变。
[0048] 当凸轮保持器滑动870由于凸轮位置促动器830产生的角位移而沿纵向移动时，凸轮保持器855和凸轮840相对于凸轮轴850移动。凸轮位置促动器830包括控制器831(或由其控制)，控制器831构造成开始促动角位移，促动角位移促使凸轮保持器滑动件870进行线性位移。
[0049] 凸轮位置促动器830使穿透盖815的凸轮位置促动轴873旋转。密封件875防止往复式压缩机内部的流体在凸轮位置促动轴873穿透盖815的位置处泄漏到往复式压缩机外部。由于在凸轮位置促动轴873和凸轮保持器滑动件870之间存在联接件880，凸轮位置促动轴
873的角位移转换成凸轮保持器滑动件870的纵向位移(如左右箭头指出的那样)。导引件
885接合凸轮保持器滑动件870和压缩机本体810的内壁。
[0050] 因而，当凸轮840相对于凸轮轴850的纵向位置或角位置改变时，阀开放的时刻改变。在图8A中示出的实施例中，阀关闭的时刻保持相同，并且因此，阀开放的时刻的这个改变还会更改阀处于开放状态的时间间隔。
[0051] 但是，在另一个实施例中，可提供类似于上面论述的用于调节阀开放的时刻的机构的机构，以调节阀关闭的时刻。在这种情况下，改变阀开放和阀关闭的一个或两个时刻允许调节或仅转移阀处于开放状态的持续时间。
[0052] 由凸轮机构促动的使得能够如上面描述的那样进行时机调节的阀可如图9中示出的那样在双重往复式压缩机900中使用。但是，由包括凸轮的机构促动的阀也可在单室往复式压缩机中使用。
[0053] 压缩机900是具有压缩机本体910的双室往复式压缩机。在压缩机900的压缩室922和924的内部进行压缩。当吸入阀932或934开放时，具有第一压力P1的工作流体经过入口930流入压缩室922和924内。当排出阀942或944开放时，具有第二压力P2(P2>P1)的压缩流体从压缩室922和924排到出口940。由于活塞950在头端926和曲柄端928之间来回移动，所以发生流体压缩。压缩室922和924在循环压缩过程的不同阶段中运行，当压缩室924的容积为其最大值时，压缩室922的容积为其最小值，反之亦然。活塞950由于例如通过十字头(未显示)和活塞杆980从曲柄轴(未显示)接收到的能量而移动。在图9中，示出了阀932、934、942和944位于压缩本体920的侧壁上。但是，阀932、942、934和944可分别位于头端926和/或曲柄端928上。
[0054] 与自动阀(取决于阀的移动部件的相对的侧部上的压差，在开放和关闭之间切换)相比，阀932是凸轮促动式旋转阀，它在接收到来自图9中的机构937的角位移之后开放。机构937包括凸轮(未显示)，而且可类似于图8A和8B中示出的机构800，它构造成对阀柱提供角位移，以便开放和关闭旋转阀932。在备选实施例中，代替旋转阀，而是线性阀可被类似于图3中的机构300机构促动。
[0055] 往复式压缩机900的一个或多个阀可为凸轮促动阀。一些实施例可包括凸轮促动阀和自动阀的组合，即使所有凸轮都由凸轮促动，但仅一些凸轮构造成能够调节阀的时机。例如，吸力阀(例如932、934)可为构造成能够调节阀的时机的凸轮促动阀，而排出阀(例如
942、944)则可为自动阀。
[0056] 除了构造成促动阀932，机构937还构造成能够改变在压缩循环期间阀开放的时刻，以及/或者阀处于开放状态的时间间隔。
[0057] 图10是根据示例性实施例，调节开放往复式压缩机的阀的时机特性的方法1000的流程图。方法1000包括在S1010处，提供具有三维轮廓的凸轮，该轮廓构造成具有下者中的至少一个：(1)椭圆形部分的角位置和(2)由沿着旋转轴线平稳地改变的椭圆形部分横跨的角。另外，方法1000包括在S1020处，沿着旋转轴线改变阀柱接触凸轮的周边的位置，以在改变之后实现下者中的至少一个：(1)凸轮的椭圆形部分处于不同于凸轮的椭圆形部分的初始角位置的最终角位置，以及(2)由椭圆形部分横跨的最终角不同于由椭圆形部分横跨的初始角。
[0058] 方法1000可进一步包括使凸轮相对于凸轮轴旋转，凸轮轴构造成将旋转运动传输到凸轮，以改变椭圆形部分的角位置。方法1000还可包括通过改变凸轮围绕旋转轴线旋转的角速度来改变线性运动的持续时间，以在各个压缩循环期间具有至少两个不同的角速度值。
[0059] 公开的示例性实施例提供包括凸轮的阀组件，以及用于促动在油气行业中使用的往复式压缩机中的阀的方法。应当理解，此描述不意于限制本发明。相反，示例性实施例意于覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的备选方案、修改和等效物。另外，在示例性实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供要求得到专利保护的发明的全面理解。但是，本领域技术人员将理解，可在没有这样的具体细节的情况下实践各种实施例。
[0060] 虽然在实施例(特别是实施例组合)中描述了目前的示例性实施例的特征和要素，但各个特征或要素可在没有实施例的其它特征和要素的情况下单独使用，或者在有或没有本文公开的其它特征和要素的情况下以各种组合的方式使用。
[0061] 本书面描述使用公开的主题的示例来使本领域任何技术人员能够实践公开的主题，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本主题的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。这样的其它示例旨在权利要求的范围之内。
