CN102933850A - 用于涡旋式制冷压缩机的阀结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀结构，包括：阀板（26），其具有（i）输送口（27），其待用于允许流体从设于压缩机涡壳中的输送管路流出，以及（ii）阀座（28），其设于阀瓣的第一面上；输送阀（29），其能够在输送口（27）的关闭位置与孔开通位置之间移动；以及支承装置（30），其用于限制输送阀（29）的移动范围。所述阀结构还包括：至少一个旁通阀（39），其设置成邻近于阀板（26）的第二面，所述旁通阀能够在设于涡壳的板中的旁通导路（34）的关闭位置与所述旁路导路的打开位置之间移动；以及支承装置，其设于阀板（26）的第二面并用于限制旁通阀的移动范围。

Description

用于涡旋式制冷压缩机的阀结构

本发明涉及一种用于涡旋式制冷压缩机的阀结构，以及包括这种阀结构的压缩机。

在已知的方式下，涡旋式制冷压缩机包括第一定涡壳和做轨道运动的第二涡壳。每个涡壳包括板，从板延伸出涡旋盘，两个涡旋盘相互啮合以界定出可变容积的压缩室。该压缩室具有从外逐渐减小的容积，这样就允许制冷剂进入内部。

因此，在第一涡壳进行轨道运动期间，制冷剂流体由于压缩室的容积减小而被压缩并且被传送到第一与第二蜗壳的中央。压缩的制冷剂从中央部分流出并通过设置在第一涡壳的中央部分内的输送管路流向输送室。

为了根据季节以及更具体地根据制冷的要求而改善这种压缩机的性能，人们已知如何制造具有可变容量和/或具有可变压缩率的压缩机。

文件US5,855,475描述了一种具有可变压缩率的涡旋式制冷压缩机。它一方面包括用于使制冷剂通过的孔，这些孔形成于定涡壳的板中，并且分别通向其中一个压缩室以及输送室；另一方面，它还包括旁通阀，其设置于与涡旋盘相对的定涡壳的板的表面上，并且每个旁通阀可在打开位置与关闭位置之间移动，在打开位置处，允许制冷剂流从对应的压缩室输送至输送室，在关闭位置处，禁止制冷剂流从对应的压缩室输送至输送室。

当其中一个旁通阀在其朝向定涡壳的板的表面上受到低于输送室压力的压力时，阀就会保持在其关闭位置，将对应的压缩室与输送室隔离开来。结果使得压缩机的压缩率保持在其最大值。

当其中一个旁通阀在其朝向定涡壳的板的表面上受到高于输送室压力的压力时，所述阀就会发生朝向其打开位置的弹性形变，并且使得对应的压缩室与输送室相连通。结果使得在一部分制冷剂流到达涡旋盘中央之前，通道开孔所通向的压缩室内的一部分被压缩制冷剂流体输送至输送室。

这些通道开孔与旁通阀的存在使得可以根据季节来降低每个压缩室的压缩率，因此避免了制冷剂流体的过度压缩。由此，这种方案提高了压缩机的能源效率。

这些通道开孔以及旁通阀的存在也使得施加在涡壳和驱动动涡壳的驱动轴上的机械力有所降低，由此，增加了压缩机的可靠性。

然而，在压缩机定涡壳上表面安装旁通阀被证实是非常困难甚至是不可能的，尤其是当进入定涡壳上部的通路被覆盖在定涡壳上的高/低压隔离钟形物或者输送管路上的密封元件阻挡时。

本发明的目的在于针对上述缺陷寻找补救的方法。

以本发明为基础的技术问题因此包括提供了一种具有简单的、经济的结构的涡旋式制冷压缩机，同时能够实现将一种阀结构简易地安装在压缩机的其中一个涡壳上。

出于此目的，本发明涉及一种用于涡旋式制冷压缩机的阀结构，包括：

-阀板，其待安装在压缩机的涡壳的板上，该阀板包括第一面和与第一面相背对的第二面，至少一个输送口，其用于允许流体从设于上述涡壳中的输送管路流出，以及阀座，其设于阀板的第一面并围绕输送口，

-输送阀，其能够在阻断位置和松开位置之间移动，在阻断位置处，输送阀抵靠阀座并阻断输送口，在松开位置处，输送阀离开阀座并开通输送口，

-支承装置，其用于限制输送阀朝其松开位置的移动范围，

其特征在于，还包括：

-至少一个旁通阀，其设置成邻近于阀板的第二面，旁通阀可在其用于阻断设于上述涡壳的板中的旁通导路的阻断位置和其用于开通所述旁通导路的松开位置之间移动，

-支承装置，其设于阀板第二面之上，并用于限制旁通阀朝其松开位置的移动范围。

这种阀结构是紧凑的，因此能够易于安装在压缩机的定涡壳上，位于设置在压缩机的定涡壳中央的输送管路处。

由此，所述具有一个或多个旁通阀的阀结构的安装就不会由于可能存在的覆盖定涡壳的高/低压隔离钟形物或者输送管路周围的密封元件而被阻挡。

根据本发明的实施例，所述或每个旁通阀由能够在阻断位置与松开位置之间发生弹性形变的条制成。

优选地，阀结构包括阀支承板，其设置成邻近于阀板的第二面，阀支承板包括至少一个旁通阀，其材质与上述阀固定板相同，并且由能够在阻断位置与松开位置之间发生弹性形变的条制成。

有利地，阀支承板、阀板与输送阀的支承装置相互装配在一起，并与输送阀一起形成了待安装于所述涡壳的板之上的子组件。这种设置能够简化该结构在压缩机的涡壳上的安装。

优选地，阀支承板包括多个旁通阀。

根据一个实施例，阀支承板具有基本为环形或盘形的形状，并且旁通阀分布在阀支承板中心的周围。

优选地，旁通阀规则地分布在阀支承板中心的周围。有利地，每个旁通阀基本按照类似于圆弧形延伸。

有利地，阀板在其第二面上包括至少一个凹槽，凹槽的底部形成旁通阀的支承装置。

输送阀的支承装置有利地包括支承板，其设于阀板的第一面上。

本发明还涉及一种涡旋式制冷压缩机，包括：

-定涡壳和做轨道运动的动涡壳，每个涡壳包括板，从板延伸出涡旋盘，定涡壳与动涡壳的涡旋盘相互啮合并界定出可变容积的压缩室，

-输送管路，其设于定涡壳的板的中央部分，并包括通向中心压缩室的第一端以及待与设于压缩机内的输送室连通的第二端，

-根据本发明的阀结构，其安装在压缩机的定涡壳的板上，位于输送管路第二端的位置处，以及

-至少一个旁通导路，其具有通向对应的中间压缩室或压缩机的低压区的第一端，以及通向定涡壳的板的朝向阀板一侧的表面、并面对旁通凹阀的第二端。

优选地，压缩机包括隔板，其安装在定涡壳板上，用于包围输送管路和阀结构，该隔板至少部分地界定出输送室。

无论如何，通过以下的文字说明并参考以非限制性的示例方式示出阀结构的多个实施例的附图，可以使本发明得到更好的理解。

图1是根据本发明第一实施例的压缩机的纵向剖视图。

图2是图1中压缩机的阀结构的俯视立体分解图。

图3是图2中阀结构的俯视图。

图4是图2中阀结构的仰视图。

图5是图2中阀结构的仰视立体局部分解图。

图6是图2中阀结构的剖视图。

图7是装配有图2所示阀结构的图1中的压缩机的定涡壳的剖视图。

图8是根据本发明第二实施例的压缩机的局部剖视图。

图9是图8中压缩机的阀结构的仰视图。

在以下描述中，相同部件在不同实施例中采用相同的附图标记来表示。

图1描述了处于直立位置的涡旋式制冷压缩机。然而，在不必对其结构作出重大改动的情况下，根据本发明的压缩机也可处于倾斜位置或水平位置。

图1示出的压缩机包括由套筒2界定出的密封外壳，其上端和下端分别被端盖3和基座4封闭。此外壳的组装可特别采用焊缝接合的方法获得。

压缩机的中间部分由机体5所占据，机体5界定出两个容积：吸入容积位于机体5下方，压缩容积位于机体5上方。套筒2包括制冷剂气体进口6，其通入吸入容积，用于实现压缩机气体的供给。

机体5被用来安装压缩制冷剂气体的压缩级7。该压缩级7包括：定涡壳8，其包括板9，定涡旋盘10从板9向下延伸；以及动涡壳11，其包括抵靠着机体的板12，动涡旋盘13从板12向上延伸。两涡壳的两个涡旋盘10和13彼此相互穿插从而形成具有可变容积的压缩室14。

压缩机还包括设于定涡壳8中央部分的输送管路15。输送管路15包括通向中心压缩室的第一端和待与设于压缩机的外壳中的高压输送室16连通的第二端。输送室16由安装在定涡壳8的板9上的隔板17部分界定出，用于包围输送管路15。

该压缩机还包括设于吸入容积内的三相电动机。该电动机包括定子18，转子19位于定子18的中心。

转子19牢固地接附在驱动轴20上，其上端采用类似于曲轴的偏心轴方式。该上端啮合入动涡壳11所包括的套筒形部分21。当通过电机驱动进行旋转时，驱动轴20驱动动涡壳11做轨道运动。

驱动轴20的下端驱动油泵22，以将容置在由基座4界定的油箱23中的油供给于在驱动轴的中央部分形成的用于供油的供给管路24，供给管路24采用离轴方式设置并且延伸于驱动轴20的整个长度之上。

更具体地，如图2至图6所示，压缩机包括止回装置25。止回装置25包括盘形的阀板26，阀板26安装在定涡壳8的板9上，位于输送管路15的第二端处。阀板26包括：多个输送口27，其用于将输送管路15和输送室16进行连通；以及阀座28，其设于与定涡壳8相对的阀板26的表面，并且包围输送口27。输送口27具有豆状的形状，但也可以是例如柱形的其它形状。

止回装置25还包括输送阀29，其可在阻断位置与松开位置之间移动，在阻断位置，输送阀29抵靠着阀座28并阻断输送口27，在松开位置，输送阀29离开阀座28并开通输送口27。当输送管路15中的压力相对于输送室16中压力超过第一预设值时（该第一预设值基本上对应于输送阀29的调节压），输送阀29将移动至其松开位置。输送阀29基本上为例如环形。

压缩机还包括支承板30，其设于阀板26上，用于在输送阀29处于其松开位置时作为输送阀29的抵靠物。支承板30包括用于坐靠在阀瓣26上的三个支承部位30a，以及至少一个通道开孔31，其用于使制冷剂流体从输送口27流入输送室16。支承板30也可包括一个或多个通道开孔31，每个通道开孔31可具有例如豆形或柱形的形状。

压缩机还包括两个旁通通道32（只有一个旁通通道32在图中示出）。每个旁通通道32一方面由旁通凹槽33（具体如图5所示）形成，旁通凹槽33开设在阀板26的朝向定涡壳8的板9的一侧的表面中，并通向输送管路15，另一方面，旁通通道32还包括设于定涡壳8的板9中的旁通导路34，该旁通导路34包括通向中间压缩室14的第一端，以及通向定涡壳8的板9的朝向阀板26一侧的表面的第二端，其面对相应的旁通凹槽33。

压缩机还包括旁通通道35，其一方面由旁通凹槽36形成，旁通凹槽36开设在阀板26的朝向定涡壳8的板9一侧的表面中，并通向输送管路15。另一方面，旁通通道35还包括设于定涡壳的板9中的旁通导路37，该旁通导路37包括通向压缩机的低压区的第一端，以及通向定涡壳8的板9的朝向阀板26一侧的表面的第二端，其面对相应的旁通凹槽36。

优选地，旁通凹槽33、36是相同的，并且分别设于阀板26中处于比输送口27距离阀板中央更远的位置。

压缩机还包括阀固定板38，其设于止回装置25的阀板26与定涡壳8的板9之间。该阀固定板38基本为盘形。

阀固定板38包括三个旁通阀39，其材质与所述阀固定板相同，并且每个均由可弹性形变的条制成，它们可弹性形变于能够阻断对应的旁通导路第一端的位置及开通所述第一端的位置之间。优选地，旁通阀39规则地分布于阀固定板38的中心周围，并基本按照例如圆弧形延伸。

每个旁通阀39设计成能够在当压缩机的低压区或对应的旁通通道所通向的中间压缩室中的压力相对于输送管路15中的压力超过第二预设值（该第二预设值基本上对应于所述旁通阀39的调节压）时，移动至其松开位置。

值得注意的是，设于阀板26中的各旁通凹槽的底部有利地形成了抵靠面，用于限制相关的旁通阀39朝向其松开位置的移动范围。

阀固定板38还包括至少一个通道开孔40，用于使得制冷剂流体从输送管路15流至输送口27。阀固定板38可包括一个或多个通道开孔40，每个通道开孔40可具有例如豆形或柱型的形状。

有利地，阀固定板38、阀板26和支承板30之间通过穿过其中央部位开孔的螺丝41以及螺母42相互固定在一起。因此，这三块板和输送阀29形成了一种预装配的紧凑的阀结构，从而易于安装在定涡壳8的板9上。这种阀结构能够通过例如将三个固定螺丝穿过设于三块板上的孔再拧入设于定涡壳8的板9的螺纹孔中，从而安装于定涡壳8的板上。

以下将对压缩机的运行进行描述。

当根据本发明的压缩机启动时，动涡壳11由驱动轴20驱动做轨道运动，动涡壳的这种运动使得制冷剂进入可变容积压缩室14中，并在其中进行压缩。

在最佳运行条件下，每个待用于阻断通向压缩室14之一的旁通通道32的旁通阀39，在其朝向定涡壳8的板9的一面上受到低于输送管路15中压力的压力。由此，旁通阀39保持在其阻断位置，从而将对应的旁通通道32所通向的压缩室14隔离开。

结果，压缩室14中全部的被压缩的制冷剂到达涡旋盘的中心，并通过输送管路15穿过通道开孔40和输送口27流向输送室16，然后使输送阀29移动到其松开位置，最终轴向流过通道开孔31，并径向流过附加部位30a界定的空间。

因此，在最佳运行条件下，压缩机的“设计”压缩率就对应于运行条件下的压缩率，因此压缩机的“实际”压缩率保持在其最大值。

当压缩机处于压缩率比“设计”的压缩率低的运行条件下，例如在季节中期时，每个用来阻断通向压缩室14之一的旁通通道32的旁通阀39，在其朝向定涡壳8的板9的一面上会受到高于输送管路15中压力的压力。在这种情况下，旁通阀39向其松开位置发生弹性变形，使相应的旁通通道32所通向的输送室14与设于定蜗壳8的输送管路15相连通。其结果是在一部分制冷剂到达涡旋盘中央之前，旁通导路33所通向的压缩室14中的这部分被压缩的制冷剂流体输送到输送管路15中。

这样的配置能够降低每个压缩室的压缩率，从而降低了压缩机的压缩率。制冷剂过度的压缩被抑制，这使得压缩机的能量效率有所改善，并限制了后者的磨损。

在电动机电源线连接错误而引起的动涡壳的驱动轴20的旋转方向倒转并在涡旋盘10，13中心产生负压的情况下，用于阻断通向压缩机低压区的旁通通道35的旁通阀39，在其朝向定涡壳8的板9的一面上受到大于输送管路15中压力的压力。由此，所述旁通阀39向其松开位置发生弹性变形，使压缩机低压区与输送管路15相连通。这种配置避免了定涡壳与动涡壳之间的相互靠近，而这种相互靠近会导致定涡壳与动涡壳的过热，从而导致在连接错误没有尽早检出时引起压缩机性能的下降。

图8和9示出了不同于图1至图7中实施例的第二个实施例，其中，阀支承板38基本为环形，支承板30仅包括一个通道开孔31。

很显然，本发明并不限于上述仅作为例子的涡旋式制冷压缩机的实施例，与此相反，它还包括了所有备选的实施例。

Claims (10)

1.一种用于涡旋式制冷压缩机的阀结构，包括：

-待安装于压缩机的涡壳（8）的板（9）上的阀板（26），所述阀板（26）包括第一面和与第一面相背对的第二面，至少一个输送口（27），其用于允许流体从设于所述涡壳中的输送管路（15）流出，以及阀座（28），其设于所述阀板的第一面上并围绕所述输送口，

-输送阀（29），其能够在阻断位置与松开位置之间移动，在阻断位置处，所述输送阀抵靠所述阀座（28）并阻断所述输送口（27），在松开位置处，所述输送阀离开所述阀座并开通所述输送口，

-支承装置（30），其用于限制所述输送阀（29）朝其松开位置的移动范围，

其特征在于，它还包括：

-至少一个旁通阀（39），其设置成邻近于所述阀板（26）的第二面，所述旁通阀（39）能够在用于阻断设于所述涡壳的所述板（9）中的旁通导路（34）的阻断位置与用于开通所述旁通导路的松开位置之间移动，

-支承装置（33，36），其设于所述阀板（26）第二面之上，用于限制所述旁通阀朝其松开位置的移动范围。

2.根据权利要求1所述的阀结构，其特征在于，所述每个旁通阀（39）由能够在阻断位置与松开位置之间发生弹性形变的条制成。

3.根据权利要求1或2所述的阀结构，其特征在于包括阀支承板（38），其设置成邻近于所述阀板（26）的第二面，所述阀支承板（38）包括至少一个旁通阀（39），其材质与所述阀固定板（38）相同，并且由能够在阻断位置与松开位置之间发生弹性形变的条制成。

4.根据权利要求3所述的阀结构，其特征在于，所述阀支承板（38）、所述阀板（26）与所述输送阀（29）的所述支承装置（30）互相装配在一起，并与所述输送阀一起形成待安装于所述涡壳的所述板之上的子组件。

5.根据权利要求3或4所述的阀结构，其特征在于，所述阀支承板（38）包括多个旁通阀（39）。

6.根据权利要求5所述的阀结构，其特征在于，所述阀支承板（38）具有基本为环形或盘形的形状，并且所述旁通阀（39）分布在所述阀支承板中心的周围。

7.根据权利要求1至6之一所述的阀结构，其特征在于，所述阀板（26）在其第二面上包括至少一个凹槽（33，36），凹槽的底部形成所述旁通阀（39）的支承装置。

8.根据权利要求1至7之一所述的阀结构，其特征在于，所述输送阀（29）的支承装置包括支承板（30），其安装于所述阀板（26）的第一面上。

9.一种涡旋式制冷压缩机，包括：

-定涡壳（8）和做轨道运动的动涡壳（11），每个涡壳包括板（9,12），从所述板延伸出涡旋盘（10,13），所述定涡壳与所述动涡壳的所述涡旋盘相互啮合并界定出可变容积的压缩室（14），

-输送管路（15），其设于所述定涡壳（8）的所述板（9）的中央部分，并包括通向中心压缩室的第一端以及待与设于压缩机内的输送室（16）连通的第二端，

-根据权利要求1至8之一所述的阀结构，其安装在所述定涡壳（8）的所述板（9）上，位于所述输送管路（15）第二端的位置处，以及

-至少一个旁通导路（34），其包括通向中间压缩室或压缩机的低压区的第一端，以及通向所述定涡壳（8）的所述板（9）的朝向所述阀板（26）一侧的表面、并面对所述旁通阀（39）的第二端。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于包括隔板（17），其安装在所述定涡壳（8）的所述板（9）上，用于包围所述输送管路（15）和所述阀结构，所述隔板（17）至少部分地界定出所述输送室（16）。

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