CN103398004B - 用于活塞式压缩机的网状阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门，尤其是一种用于活塞式压缩机的网状阀。本发明提供了一种可减少限制器厚度进而减少气阀余隙容积的用于活塞式压缩机的网状阀，包括阀座、限制器和阀片，所述阀座和限制器相互配合安装，所述阀片安装在阀座和限制器之间，还包括弹簧片，所述弹簧片包括本体和弹性臂；所述弹性臂的一端固定连接在本体上，另一端相对于本体呈翘曲状；所述弹簧片设置在阀片与限制器之间，并且弹性臂的翘曲方向朝向阀片。由于采用了弹簧片来替代传统的弹簧，而弹簧片本身安装面积较大，无需使用较深的安装槽来进行安装，这样限制器就可以省去传统的弹簧安装槽，从而较大的减少厚度，降低了气阀的余隙，尤其适用于高转速活塞式压缩机用气阀。

Description

用于活塞式压缩机的网状阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，尤其是一种用于活塞式压缩机的网状阀。

背景技术

活塞式压缩机通常应用于国防、机械、冶金、化工等部门，应用范围非常广泛。因此，保证活塞式压缩机可靠的运作尤其重要。气阀是活塞式压缩机的关键部件之一，其结构和性能对活塞式压缩机的排气量、功率消耗和可靠性具有很大的影响。活塞式压缩机的余隙容积主要由气阀和气阀通道形成的容积以及活塞止点与缸盖或缸体端部之间的容积组成，而余隙容积的存在直接影响了压缩机的吸气量和排气量。此外，余隙容积内的气体随着活塞的往复运动，不停的膨胀和被压缩。在这些过程中，压缩机对这些气体反复的做着无用功。总而言之，活塞式压缩机的生产能力和效率与余隙容积的大小关系密切。过大的余隙容积会压缩机的排气量和生产效率大幅降低；然而余隙容积又不能过小，因为压缩机工作时，各个部件会有不同程度的受热膨胀，当配合间隙过小时，会增大活塞和气缸盖直接的碰撞机率，而导致活塞和气缸盖损坏。为了提高活塞式压缩机的效率，通常做法是在确保安全的前提下，降低各个部位的余隙，提高气缸的利用率，确保压缩机的效率在现有条件下达到最高。

对于高转速活塞式压缩机来说，气阀本身的余隙容积在总行程容积中的比重较大，直接影响了相对余隙的大小。尤其对于高压级，气阀余隙可达到总行程容积的20％～30％。因此，要提高高转速活塞式压缩机的效率，降低气阀余隙是一种非常重要的手段。

现有压缩机用的网状气阀，往往采用的是普通螺旋弹簧，包括阀片弹簧和缓冲片弹簧。由于弹簧本身的高度所限，导致升程限制器厚度较大，进而增大了气阀的余隙容积，严重影响了压缩机的效率。而且普通螺旋弹簧旋向相同，稳定性较差，易产生残余应力，弹性较差，冲击韧性较低，承载力小等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可减少限制器厚度进而减少气阀余隙容积的用于活塞式压缩机的网状阀。

本发明解决其技术问题所采用的用于活塞式压缩机的网状阀，包括阀座、限制器和阀片，所述阀座和限制器相互配合安装，所述阀片安装在阀座和限制器之间，还包括弹簧片，所述弹簧片包括本体和弹性臂；所述弹性臂的一端固定连接在本体上，另一端相对于本体呈翘曲状；所述弹簧片设置在阀片与限制器之间，并且弹性臂的翘曲方向朝向阀片。

进一步的是，所述弹簧片整体呈圆形，所述本体呈圆形，所述弹性臂呈弧形且至少设置三条，所有弹性臂在本体的外圆周上均匀分布并且与本体同圆心。

进一步的是，所述弹簧片至少设置两片，所有弹簧片叠放安装在阀片与限制器之间，从限制器到阀片的方向上，各层弹簧片的尺寸依次减小。

进一步的是，所述弹簧片设置有两片，尺寸较小的为内圈弹簧片，尺寸较大的为外圈弹簧片。

进一步的是，还包括缓冲片，所述缓冲片设置在内圈弹簧片和阀片之间，所述缓冲片(4)上设置有供内圈弹簧片的弹性臂通过的孔，并且内圈弹簧片的弹性臂的翘曲高度大于外圈弹簧片弹性臂的翘曲高度。

另一种技术方案是，所述弹簧片整体呈圆形，所述本体呈圆形，所述弹性臂呈弧形，所述弹性臂沿本体的径向至少分布有两圈，每圈至少设置有一个弹性臂。

进一步的是，内圈弹性臂的翘曲高度大于外圈弹性臂翘曲高度。

进一步的是，还包括缓冲片，所述弹簧片的弹性臂沿本体的径向分布有两圈，所述缓冲片设置在弹簧片和阀片之间，所述缓冲片上设置有供内圈弹性臂通过的孔。

进一步的是，还包括导向凸台，所述导向凸台的两端分别安装在阀座和限制器上，所述阀片和弹簧片均通过导向凸台进行配合安装。

本发明的有益效果是：由于采用了弹簧片来替代传统的弹簧，而弹簧片本身安装面积较大，无需使用较深的安装槽来进行安装，这样限制器就可以省去传统的弹簧安装槽，从而较大的减少厚度，降低了气阀的余隙，尤其适用于高转速活塞式压缩机用气阀。同时，弹簧片上的弹性臂是通过面作用在阀片上的，而非传统弹簧依靠各支撑点作用阀片，这样就保证了阀片所受到的弹力，在减少厚度的情况下依然能够达到或超过以往的弹力水平。当设置两片以上的弹簧片后，阀片在开启时将逐渐与各层的弹簧片接触，从而受到的弹力逐渐加大，非常符合气阀阀片运动中要求弹簧力逐渐变强的规律，提高的气阀运行的寿命。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是内圈弹簧片的示意图；

图3是外圈弹簧片的示意图；

图4是缓冲片的示意图；

图5是阀片的示意图；

图中零部件、部位及编号：限制器1、外圈弹簧片2、内圈弹簧片3、缓冲片4、阀片5、阀座6、圆柱销7、导向凸台8、螺栓9、垫圈10、本体11、弹性臂12、。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括阀座6、限制器1和阀片5，所述阀座6和限制器1相互配合安装，所述阀片5安装在阀座6和限制器1之间，还包括弹簧片，所述弹簧片包括本体和弹性臂12；所述弹性臂12的一端固定连接在本体上，另一端相对于本体呈翘曲状；所述弹簧片设置在阀片5与限制器1之间，并且弹性臂12的翘曲方向朝向阀片5。阀座6和限制器1一般通过圆柱销7相互连接，阀座6上还安装有螺栓9和垫圈10。弹簧片的结构参见图2和图3所示，图中的A端即为翘曲端，B端为固定端，从B端到A端一般设置为逐渐向上翘起，弹性臂12可以进一步的设置为波浪形，这样即使A端被压到平整时，波浪形的弹性臂12仍然能提供一定的弹力。弹簧片的形状根据阀片5的形状而定，一般都为圆形。与通常的弹簧支撑阀片不同，弹簧片的弹性臂12与阀片5是通过面接触，因此在受到作用力时弹性臂12较为平稳。而弹簧片本身具有较大的面积，也就是其安装后更加稳固，因此无需较深的槽来安装，这样限制器1就省去传统的弹簧安装槽，从而较大的减少厚度，降低了气阀的余隙，尤其适用于高转速活塞式压缩机用气阀。在装配后，应保证弹簧片至少有一个弹性臂12作用在阀片5上，即至少有一个弹性臂12对阀片5施加预紧力，以此实现密封。在工作时，压缩气体作用于阀片5，使得阀片5向下运动，阀体5则压缩翘曲的弹性臂12，阀片5在向下运动到一定位置时就失去密封作用，此时气体即可通过；当气压下降后，阀片5在弹性臂12的回弹作用下恢复到原状，阀片5密封贴合在阀座6上。

为了使弹性力分布更均匀，可以采用以下两种实施方式：

其中一种实施方式是：所述弹簧片整体呈圆形，所述本体11呈圆形，所述弹性臂12呈弧形且至少设置三条，所有弹性臂12在本体11的外圆周上均匀分布并且与本体11同圆心。所述弹簧片至少设置两片，所有弹簧片叠放安装在阀片5与限制器1之间，从限制器1到阀片5的方向上，各层弹簧片的尺寸依次减小。这种方式即采用了多个弹簧片，弹簧片的尺寸逐渐变小并相互叠放，将多个弹簧片看作一个整体，则在径向方向上由多级的弹性臂12，即每一圈有一级的弹性臂12提供弹性力，这样的结构提供的弹性力分布更广，效果更好。

鉴于厚度的控制，弹簧片的数量不应过多。一般采用两片即可，下面以两片弹簧片为例来说明本实施方式，但其它多片的原理也是一样：

为了实现阀片5在开启过程中受到的弹力逐渐加大，图1是两片弹簧片的情况，尺寸较小的为内圈弹簧片3，尺寸较大的为外圈弹簧片2。还包括缓冲片4，所述缓冲片4设置在内圈弹簧片3和阀片5之间，所述缓冲片4上设置有供内圈弹簧片3的弹性臂12通过的孔。内圈弹簧片3、外圈弹簧片2以及缓冲片4的示意图参见图2、图3和图4，内圈弹簧片3和外圈弹簧片2的弹性臂12均分布在本体11的外圆周，内圈弹簧片3的最大外径应小于或等于外圈弹簧片2的本体11外径，这样在相互安装后弹性臂12不会互相干涉，并且保证内圈弹簧片3的翘曲部分最大工作限度为贴合在外圈弹簧片2上面。在装配完成后，内圈弹簧片3的弹性臂12是与阀片5贴合，外圈弹簧片4的弹性臂12不与阀片5接触但与缓冲片4接触，即外圈弹簧片4的翘曲高度小于其本体11到阀片5的距离。当气体推动阀片5向下运动时，阀片5首先受到内圈弹簧片3的弹性臂12作用，当弹性臂12被压下后，阀片5与缓冲片4接触从而压下外圈弹簧片4的弹性臂12。这就使得阀片5受到的弹性作用力逐渐增大，满足了气阀开启过程中要求弹簧力逐渐增大的规律，而且两片弹簧片的分别作用还降低了弹簧片的应力，有利于其寿命的提高。

作为另一种实施方式，所述弹簧片整体呈圆形，所述本体11呈圆形，所述弹性臂12呈弧形，所述弹性臂12沿本体11的径向至少分布有两圈，每圈至少设置有一个弹性臂12。与前述的实施方式类似，本实施方式也是采用多级的弹性臂12来提供弹性力，即每一圈分布的弹性臂12可看做一级的弹性力提供结构。这样可以提供分布更好的弹性力，同时由于无需使用多个弹簧片重叠，因此其厚度得到良好的控制。

为了实现阀片5在开启过程中受到的弹力逐渐加大，内圈弹性臂12的翘曲高度大于外圈弹性臂12翘曲高度。还包括缓冲片4，所述弹簧片的弹性臂12沿本体11的径向分布有两圈，所述缓冲片4设置在弹簧片和阀片5之间，所述缓冲片4上设置有供内圈弹性臂12通过的孔。在装配完成后，内圈弹性臂12是与阀片5贴合，外圈弹性臂12不与阀片5接触但与缓冲片4接触，即外圈弹性臂12的翘曲高度小于本体11到阀片5的距离。当气体推动阀片5向下运动时，阀片5首先受到内圈弹性臂12作用，当内圈弹性臂12被压下后，阀片5与缓冲片4接触从而压下外圈弹性臂12。这就使得阀片5受到的弹性作用力逐渐增大，满足了气阀开启过程中要求弹簧力逐渐增大的规律，而且两片弹簧片的分别作用还降低了弹簧片的应力，有利于其寿命的提高。

为了便于安装各个部件，如图1所示，还包括导向凸台8，所述导向凸台8的两端分别安装在阀座6和限制器1上，所述阀片5、缓冲片4和弹簧片均通过导向凸台8进行配合安装。

Claims (6)

1.用于活塞式压缩机的网状阀，包括阀座(6)、限制器(1)和阀片(5)，所述阀座(6)和限制器(1)相互配合安装，所述阀片(5)安装在阀座(6)和限制器(1)之间，其特征在于：还包括弹簧片，所述弹簧片包括本体和弹性臂(12)；所述弹性臂(12)的一端固定连接在本体(11)上，另一端相对于本体(11)呈翘曲状；所述弹簧片设置在阀片(5)与限制器(1)之间，并且弹性臂(12)的翘曲方向朝向阀片(5)；所述弹簧片设置有两片，两片弹簧片叠放安装在阀片(5)与限制器(1)之间，从限制器(1)到阀片(5)的方向上，两层弹簧片的尺寸依次减小，尺寸较小的为内圈弹簧片(3)，尺寸较大的为外圈弹簧片(2)；还包括缓冲片(4)，所述缓冲片(4)设置在内圈弹簧片(3)和阀片(5)之间，所述缓冲片(4)上设置有供内圈弹簧片(3)的弹性臂(12)通过的孔，并且内圈弹簧片(3)的弹性臂(12)的翘曲高度大于外圈弹簧片(2)弹性臂(12)的翘曲高度。

2.如权利要求1所述的用于活塞式压缩机的网状阀，其特征在于：所述弹簧片整体呈圆形，所述本体(11)呈圆形，所述弹性臂(12)呈弧形且至少设置三条，所有弹性臂(12)在本体(11)的外圆周上均匀分布并且与本体(11)同圆心。

3.如权利要求1所述的用于活塞式压缩机的网状阀，其特征在于：所述弹簧片整体呈圆形，所述本体(11)呈圆形，所述弹性臂(12)呈弧形，所述弹性臂(12)沿本体(11)的径向至少分布有两圈，每圈至少设置有一个弹性臂(12)。

4.如权利要求3所述的用于活塞式压缩机的网状阀，其特征在于：内圈弹性臂(12)的翘曲高度大于外圈弹性臂(12)翘曲高度。

5.如权利要求3所述的用于活塞式压缩机的网状阀，其特征在于：还包括缓冲片(4)，所述弹簧片的弹性臂(12)沿本体(11)的径向分布有两圈，所述缓冲片(4)设置在弹簧片和阀片(5)之间，所述缓冲片(4)上设置有供内圈弹性臂(12)通过的孔。

6.如权利要求1所述的用于活塞式压缩机的网状阀，其特征在于：还包括导向凸台(8)，所述导向凸台(8)的两端分别安装在阀座(6)和限制器(1)上，所述阀片(5)和弹簧片均通过导向凸台(8)进行配合安装。