CN101835984A - 用于直线压缩机的排放阀 - Google Patents

Abstract

一种适合于直线压缩机的排放阀，该排放阀沿轴向方向由排放阀弹簧弹性地支承，且打开或关闭在气缸与活塞之间限定的压缩空间，所述排放阀包括：由金属材料制成的本体；和由塑性材料制成的用于包裹所述本体的覆层。设有这种排放阀的直线压缩机确保具有令人满意的强度水平且使用较少的材料。

Description

用于直线压缩机的排放阀

技术领域

本发明总体上涉及一种用于直线压缩机的排放阀，更具体地涉及一种其强度保持或确保处于令人满意的水平且使用较少材料的、用于直线压缩机的排放阀。

背景技术

一般地，往复式压缩机设计为在活塞与气缸之间形成压缩空间，工作气体被吸入该压缩空间或者从该压缩空间排出，且活塞在气缸内直线往复运动以压缩制冷剂。

目前，大部分往复式压缩机都具有类似于曲轴的部件，以将驱动马达的旋转力转换为用于活塞的直线往复驱动力，但这种运动转换导致一个问题：机械损失很大。为解决此问题，直线压缩机的开发仍在进行中。

直线压缩机具有与直线往复运动的直线马达直接相连的活塞，所以不存在由于运动转换造成的机械损失，因此，不仅提高了压缩效率而且简化了总体结构。此外，由于通过控制直线马达的输入功率来控制压缩机的运行，所以与其他压缩机相比，直线压缩机的噪声更低，这就是为何直线压缩机被广泛用于诸如冰箱的室内家用电器的原因。

图1图示了根据现有技术的直线压缩机的一个例子。该直线压缩机具有位于外壳(未示出)内的弹性支承结构，该结构包括：框架1、气缸2、活塞3、吸入阀4、排放阀组件5、直线马达6、马达盖7、支承件8、本体盖9、主弹簧S1和S2、消声器组件10，以及质量构件20。

气缸2以插入方式固定到框架1，而且，由排放阀5a、排出罩5b和排放阀弹簧5c构成的排出组件5安装为覆盖气缸2的一端。活塞3插入到气缸2中，且非常薄的吸入阀4安装为打开或关闭气缸2的吸入口3a。

直线马达6以永磁体6c直线往复运动同时维持内定子6a与外定子6b之间的气隙的方式安装。更具体地，永磁体6c利用连接构件6d连接到活塞3，且内定子6a、外定子6b以及永磁体6c之间的相互作用的电磁力使得永磁体6c直线往复运动以促动活塞3。

马达盖7在轴向方向上支承外定子6b以将外定子6b固定，并且通过螺栓连接到框架1。本体盖9联接到马达盖7，且在马达盖7与本体盖9之间存在有支承件8，该支承件8在沿轴向方向由主弹簧S1和S2弹性地支承的同时连接到活塞3的另一端。用于吸入制冷剂的消声器组件10也紧固到支承件8。

在此，主弹簧S1和S2包括四个前弹簧S1和四个后弹簧S2，所述前弹簧S1和后弹簧S2布置在关于支承件8水平和竖直对称的位置。当直线马达6开始运行时，前弹簧S1和后弹簧S2沿相反方向移动，且对活塞3和支承件8进行缓冲。除这些弹簧之外，压缩空间P内的制冷剂也起到气体弹簧的作用，以对活塞3和支承件8进行缓冲。

因此，当直线马达6开始运行时，该活塞和与其连接的消声器组件10沿直线往复方向移动，且吸入阀4和排放阀组件5的运行随着压缩空间P内的变化的压力而自动调节。在这种机制下，制冷剂经由外壳侧上的吸入管、本体盖9的开口、消声器组件10，以及活塞3的吸入口3a流动，直至该制冷剂被吸入压缩空间P内且被压缩。压缩的制冷剂然后通过排出罩5b、环形管和外壳侧上的出口导管溢出到外部。

图2图示了根据现有技术的用于直线压缩机的排放阀的一个例子。在一个例子中，常规的排放阀5a由PEEK材料制成，该材料是一种高强度工程塑料，从而能够抵抗来自压缩空间P(见图1)的高内部压力，且排放阀5a的形状带有朝向中心增加的厚度。尽管排放阀5a的一侧是平坦的，但排放阀5a的另一侧朝向中心凸出以保持刚性且即使在过压下也不弯曲。当然，排放阀5a放置成使得其平坦侧与气缸2(见图1)的位于压缩空间P(见图1)侧上的一端接触，而其凸出侧由排放阀弹簧5b(见图1)弹性地支承。

图3是示出了运行效率和所产生的噪声如何与用于直线压缩机的排放阀的增加的重量相关的曲线图。根据该曲线图，当排放阀的重量增加时，在排放阀与气缸撞击时生成的冲击力增加，从而同时产生更大的噪声，但直线压缩机的运行效率(压缩效率)下降。虽然重量较轻的排放阀会降低材料成本且生成更低的噪声，但不应将排放阀的重量减轻过多以确保与高压压缩空间接触的排放阀的令人满意的强度水平。因此，希望在确保排放阀的令人满意的强度水平的范围内减轻排放阀的重量。

然而，尽管根据现有技术的用于直线压缩机的排放阀由高强度却昂贵的工程塑料制成，但它被设计为朝向中心更厚以确保其强度，因此，如下问题仍未得到解决：例如，重量和生产成本增加、在运行期间与重量成比例地生成更大的噪声、压缩效率降低等。由于目前的大部分直线压缩机都具有较大容量，所以相应地需要更大的排放阀，从而使前述问题更严重。

发明内容

技术问题

为了解决现有技术中的前述问题，构思出本发明。本发明的目的是提供一种用于直线压缩机的排放阀，其特征在于，通过使用不同的材料，具有令人满意的强度水平并且重量减轻。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种用于直线压缩机的排放阀，该排放阀沿轴向方向由排放阀弹簧弹性地支承，且打开或关闭在气缸与活塞之间限定的压缩空间，所述排放阀包括：本体，该本体由金属材料制成；以及覆层，该覆层由塑性材料制成，用于包裹所述本体。

本发明的用于直线压缩机的排放阀包括：中心部分，所述排放阀弹簧安放在该中心部分上；

扩展部分，该扩展部分以均匀的厚度沿所述中心部分的径向方向扩展且具有多个加强肋；以及

缘部，该缘部以均匀的厚度沿所述扩展部分的周向方向形成。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述加强肋沿着周向方向均匀布置在所述扩展部分处。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述加强肋在从中心部分朝着缘部的向外方向上具有降低的高度。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述加强肋具有直线形式。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述加强肋在从中心部分朝着缘部的向外方向上具有分叉的“Y形”形式。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述本体由铝材料制成，而所述覆层由PEEK材料制成。

在另一方面，提供了一种用于直线压缩机的排放阀，该排放阀沿轴向方向由排放阀弹簧弹性地支承，且打开或关闭在气缸与活塞之间限定的压缩空间，所述排放阀包括：中心部分，排放阀弹簧安放在所述中心部分上；扩展部分，该扩展部分沿所述中心部分的径向方向以降低的厚度扩展且具有多个减重凹槽；以及缘部，该缘部以均匀的厚度沿所述扩展部分的周向方向形成。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述减重凹槽均匀布置在所述扩展部分处。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述减重凹槽形成分子状图案(molecular pattern)，其中至少两个减重凹槽沿所述扩展部分的周向方向布置在给定部分内。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述减重凹槽围绕中心部分以放射模式布置。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述减重凹槽以均匀的深度布置在扩展部分处。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述减重凹槽具有三角形形状。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，所述减重凹槽具有圆形形状。

在本发明的用于直线压缩机的排放阀中，四个相邻的减重凹槽布置成菱形形状。

有利效果

通过由相对轻的金属材料制成所述本体且利用由高强度塑性材料制成的覆层来包裹所述本体，根据本发明的具有上述构造的用于直线压缩机的排放阀可能不具有最佳强度但其总重量降低了，从而，尽管重量减轻，但确保了令人满意的强度水平。这样，具有本发明的排放阀的直线压缩机提供了如下优点：生产成本降低，压缩效率更高，同时在运行期间产生更少的噪声，降低了用于排放阀的安装空间，从而实现用于制冷剂排出的更广的空间。

附图说明

图1图示了根据现有技术的直线压缩机的一个例子；

图2图示了根据现有技术的用于直线压缩机的排放阀的一个例子；

图3图示了常规的直线压缩机的运行效率和所产生的噪声如何随着适用于直线压缩机的排放阀的重量而改变的曲线图；

图4图示了根据本发明的直线压缩机的一个例子；

图5图示了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第一实施例；

图6图示了沿图5的线A-A截取的剖视图；

图7图示了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第二实施例；

图8图示了沿图7的线B-B截取的剖视图；

图9图示了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第三实施例；和

图10图示了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第四实施例。

具体实施方式

在下文中，将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。

图4图示了根据本发明的直线压缩机的一个例子。在此例子中，本发明的直线压缩机100包括气缸200、活塞300和直线马达400，该直线马达400由容纳在外壳110或密闭容器内的内定子420、外定子440和永磁体460构成，并且，当永磁体460通过内定子420与外定子440之间的相互作用的电磁力而直线往复运动时，与永磁体460相连的活塞300也进行直线往复移动。

内定子420附接到气缸200的外周，且外定子440由框架520和马达盖540轴向固定。框架520和马达盖540通过诸如螺栓的紧固构件连结在一起，且外定子440固定在框架520与马达盖540之间。框架520可以与气缸200整体形成，或框架520可以单独制造并然后联接到气缸200。图4中的实施例示出了框架520和气缸200被整合为一体的例子。

支承件320连接到活塞300的后侧。四个前主弹簧820由支承件320和马达盖540在两端支承。而且，四个后主弹簧840由支承件320和后盖560在两端支承，且该后盖560联接到马达盖540的后侧。吸入消声器700设置在活塞300的后侧上，制冷剂通过该吸入消声器700流入活塞300内，所以在吸入期间生成更低的噪声。

活塞300的内部是中空的，以允许穿过吸入消声器700供给的制冷剂被引入到在气缸200与活塞300之间限定的压缩空间P内并在该压缩空间P内被压缩。吸入阀610位于活塞300的前端。当吸入阀610处于打开位置时，制冷剂从活塞300流入压缩空间P中，且吸入阀610关闭活塞300的前端以防止制冷剂从压缩空间P回流到活塞300。

当压缩空间P内的制冷剂被压缩到预定水平或更高水平时，它使得位于气缸200的前端处的排放阀620打开。排放阀620由排放阀螺旋弹簧630弹性地支承在支承罩640内，该支承罩640固定到气缸200的一端。被高压压缩的制冷剂然后经由形成在支承罩640内的孔排出到排出罩660内，然后从直线压缩机110经由环形管L溢出以被再循环，由此形成制冷循环工作。

在组装状态下，上述直线压缩机100的所有部件都由前支承弹簧120和后支承弹簧140支承，且与外壳110的底部保持一定距离。由于所有部件均不与外壳110的底部直接接触，所述当压缩制冷剂时，外壳110不受由压缩机100的各个部件产生的振动的影响。结果，更少的振动传递到外壳110的外部，因此，由于外壳110的振动而产生的噪声更低。

图5示出了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第一实施例，而图6是沿图5的线A-A截取的剖视图。根据本发明第一实施例的排放阀620包括：由诸如铝的相对轻的金属材料制成的本体620A，和由诸如PEEK的高强度塑性材料制成的用于包裹该本体的覆层620B。不言而喻，仅由高强度PEEK材料制成的排放阀620不会因压力差而发生变形，但生产成本将增加。另一方面，尽管具有生产成本的优点，但仅由铝材料制成的排放阀620会因为压力差而受到严重变形。因此，推荐使用能够减轻重量且同时能够确保令人满意的强度水平的各种不同材料来制造排放阀。

通过使用不同材料，排放阀620可以采用如图5所示的相对薄的盘的形式，它包括：球状突出保持件621，该球状突出保持件621位于中心处，用于在其上接收排放阀弹簧630(见图4)；扩展部分622，所述扩展部分622从保持件621以均匀的厚度径向扩展且具有平行的直线加强肋622a，所述直线加强肋622a彼此以固定的间隔沿周向方向布置；以及轮缘623，该轮缘623以均匀的厚度沿周向方向形成，以维持压缩空间P的内侧和外侧之间的压力差。在此，保持件621最厚，因为它具有用于保持排放阀弹簧630(见图4)的突出部分，且轮缘623具有相对足够的厚度，以能够维持压缩空间P的内侧和外侧之间的压力差。同时，与保持件621和轮缘623相比，扩展部分622可以较薄，因为扩展部分622已经设置有加强肋622a。加强肋622a被形成为使其高度从保持件621朝着轮缘623降低。

排放阀620的一侧因为存在有用于排放阀弹簧630(见图4)的保持件621、具有加强肋622a的扩展部分622以及轮缘623而具有阶形表面，而与气缸200(见图4)的位于压缩空间2侧上的一端接触的、排放阀620的另一侧具有平坦表面，所述平坦表面带有凹槽，用于紧固所述吸入阀310(见图4)的螺栓头在该凹槽内滑动。

图7图示了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第二实施例，而图8图示了沿图7的线B-B截取的剖视图。与第一实施例的排放阀620类似，第二实施例的排放阀1620包括本体1620A和覆层1620B，该本体1620A由相对轻的金属材料制成，该覆层1620B由高强度塑性材料制成，用于包裹所述本体的覆层1620B，并且，本体1620A设置有保持件1621、扩展部分1622和轮缘1623。由于两个实施例之间的结构相似性，将不再重复对结构的详细描述。然而，应注意的是，第二实施例中的扩展部分1622包括“Y”形状的加强肋1622，所述加强肋1622彼此以固定的间隔沿周向方向布置，从保持件1621朝着轮缘1623向外分岔。这样，即使加强肋1622a可能具有从保持件1621朝着轮缘1623逐渐降低的高度，也能够确保令人满意的强度水平。

图9图示了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第三实施例。根据本发明第三实施例的排放阀2620包括：球状突出保持件2621，该球状突出保持件2621位于中心处，用于在其上接收排放阀弹簧630(见图4)；扩展部分2622，该扩展部分2622从保持件2621以降低的厚度径向扩展且具有多个均匀布置的减重凹槽2622a、2622b、2622c、2622d和2622e；以及轮缘2623，该轮缘2623以均匀的厚度沿扩展部分2622的周向方向形成，以维持压缩空间P(见图4)的内侧和外侧之间的压力差。减重凹槽2622a、2622b、2622c、2622d和2622e通过布置成近似分子结构的分隔壁而形成分子状图案M，且这样的分子状图案M沿周向方向均匀布置。不言而喻，排放阀2620的与所述压缩空间接触的一侧是平坦的，但排放阀2620的安装有排放阀弹簧630(见图4)的另一侧被形成为具有朝着中心增大的厚度。然而，由于存在减重凹槽2622a、2622b、2622c、2622d和2622e所以仍实现了重量减轻。

详细地，分子状图案M被分隔壁分开，从而具有四个三角形形状的减重凹槽2622a、2622b、2622c和2622d以及一个矩形形状的减重凹槽2622e，并且，尽管扩展部分2622的厚度根据位置而变化，但形成在扩展部分2622中的所有减重凹槽2622a、2622b、2622c、2622d和2622e优选具有均匀的深度。此外，为了确保令人满意的强度水平，与减重凹槽2622a、2622b、2622c、2622d和2622e的形成相反，优选形成柱形形状的且比分隔壁的其他部分更厚的角部，即分隔壁的交叉点。

根据前述构造的排放阀2620能够通过使用诸如PEEK的高强度塑性材料注塑成型来形成。

图10图示了根据本发明的用于直线压缩机的排放阀的第四实施例。与第三实施例中的排放阀2620类似，第四实施例的排放阀3620包括保持件3621、扩展部分3622和轮缘3623，其中该扩展部分3622具有以均匀的深度和圆形形状围绕保持件3621布置成放射状图案的减重凹槽3622a、3622b、3622c和3622d。

在此，减重凹槽3622a、3622b、3622c和3622d采取的形式为锥体形状，且所形成的凹槽的数量从保持件3621朝着轮缘3623增加。如图10中的虚线所示，四个相邻的减重凹槽3622a、3622b、3622c和3622d形成近似菱形形状的分子状图案M。

此外，与第三实施例的排放阀2620类似，第四实施例的排放阀3620能够通过使用诸如PEEK的高强度塑性材料注塑成型来形成。然而，与第三实施例的结构相比，排放阀3620具有简单的结构，因此它容易注塑成型，且也具有模具形状简单和寿命长的特征。

已经参考实施例和附图详细描述了本发明。然而，本发明的范围不限制于这些实施例和附图，而是由所附权利要求限定。

Claims (15)

1.一种用于直线压缩机的排放阀，所述排放阀沿轴向方向由排放阀弹簧弹性地支承，且打开/关闭限定在气缸与活塞之间的压缩空间，所述排放阀包括：

本体，所述本体由金属材料制成；以及

覆层，所述覆层由塑性材料制成，用于包裹所述本体。

2.根据权利要求1所述的排放阀，包括：

中心部分，所述排放阀弹簧设置在所述中心部分上；

扩展部分，所述扩展部分沿所述中心部分的径向扩展且具有均匀的厚度，并且所述扩展部分具有多个加强肋；以及

缘部，所述缘部沿所述扩展部分的周向形成且具有均匀厚度。

3.根据权利要求2所述的排放阀，其中，所述加强肋沿着所述周向均匀布置在所述扩展部分处。

4.根据权利要求2或3所述的排放阀，其中，所述加强肋在从所述中心部分朝着所述缘部的向外方向上高度降低。

5.根据权利要求2至4中的一项所述的排放阀，其中，所述加强肋呈直线形。

6.根据权利要求2至5中的一项所述的排放阀，其中，所述加强肋在从所述中心部分朝着所述缘部的向外方向上呈分叉的“Y形”。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的排放阀，其中，所述本体由铝材料制成，而所述覆层由PEEK材料制成。

8.根据权利要求1所述的排放阀，包括：

中心部分，排放阀弹簧设置在所述中心部分上；

扩展部分，所述扩展部分沿所述中心部分的径向方向扩展且厚度减小，并且所述扩展部分具有多个减重凹槽；以及

缘部，所述缘部沿所述扩展部分的周向形成且具有均匀厚度。

9.根据权利要求8所述的排放阀，其中，所述减重凹槽均匀布置在扩展部分处。

10.根据权利要求8或9所述的排放阀，其中，所述减重凹槽形成分子状图案，在该分子状图案中，至少两个减重凹槽沿所述扩展部分的周向布置在给定部分内。

11.根据权利要求8至10中的一项所述的排放阀，其中，所述减重凹槽在所述扩展部分处围绕所述中心部分以放射模式布置。

12.根据权利要求8至11中的一项所述的排放阀，其中，所述减重凹槽以均匀的深度布置在所述扩展部分处。

13.根据权利要求8至12中的一项所述的排放阀，其中，所述减重凹槽具有三角形形状。

14.根据权利要求8至12中的一项所述的排放阀，其中，所述减重凹槽具有圆形形状。

15.根据权利要求14所述的排放阀，其中，四个相邻的减重凹槽以菱形形状布置。

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