CN105074213A - 流体机械装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种流体机械装置，可以抑制排出阀片的关闭延迟且降低排出阀片的振动。本发明的流体机械装置的特征在于，包括：在气缸中进行往复运动的活塞；设置于上述气缸中的阀片座板；一端固定于上述阀片座板的、随着上述活塞的往复运动开闭上述阀片座板的阀口部的阀片；和用于抑制上述阀片的开启量的阀片止挡件，上述阀片止挡件的上述阀片座板侧的面在上述阀口部上以上述开放端侧接近上述阀口部的方式倾斜，在上述阀口部与上述固定端之间设置最远离上述阀片座板的部分。

Description

流体机械装置
技术领域
本发明涉及流体机械装置。
背景技术
作为本技术领域的背景技术有专利文献1、2。专利文献1中记载有一种在前消声器设置有阀片压紧部的压缩机。专利文献2中记载有一种旋转式压缩机的消音装置，其在排出阀片附近设有向上方弯曲的弯曲止动件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2010－281290号公报
专利文献2：(日本)特开昭61－79896号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1的阀片限位器(阀片止挡件)以在排出口的上方使开放端侧远离排出阀片的方式倾斜。因此，排出阀片开放时，排出阀片和阀片止挡件不面接触，不能充分降低排出阀片的振动。
专利文献2的弯曲止动件(阀片止挡件)在排出口的上方成为水平，因此，排出阀片开放时，排出阀片和阀片止挡件不面接触，不能充分降低排出阀片的振动。
鉴于上述问题点，本发明的目的在于，提供一种流体机械装置，可以抑制排出阀片的关闭延迟且降低排出阀片的振动。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明提供一种流体机械装置，其特征在于，包括：在气缸中进行往复运动的活塞；设置于上述气缸中的阀片座板；设置于上述阀片座板的阀口部的、随着上述活塞的往复运动进行开闭的阀片；和用于抑制上述阀片的开启量的阀片止挡件，上述阀片止挡件的上述阀片座板侧的面在上述阀口部上以上述开放端侧接近上述阀口部的方式倾斜，在上述阀口部与上述固定端之间设置最远离上述阀片座板的部分。
发明效果
根据本发明，可以提供一种可以抑制排出阀片的关闭延迟，且降低排出阀片振动的流体机械装置。
附图说明
图1是表示本发明实施例1的往复式压缩机的图。
图2是表示本发明实施例1的阀片止挡件的比较构造1的图。
图3是表示本发明实施例1的阀片止挡件的比较构造2的图。
图4是表示本发明实施例1的阀片止挡件的图。
图5是表示本发明实施例1的排出阀片的变形的图。
图6是表示本发明实施例1的相对活塞的相位的阀片止挡件的比较构造1的位移的曲线图。
图7是表示本发明实施例1的相对活塞相位的阀片止挡件的比较构造2的位移的曲线图。
图8是表示本发明实施例1的相对活塞相位的阀片止挡件的位移的曲线图。
图9是比较本发明实施例1的阀片止挡件和比较构造1、2的阀片止挡件的性能的曲线图。
图10是表示本发明实施例2的阀片止挡件的图。
图11是表示本发明实施例3的阀片止挡件的图。
图12是表示本发明实施例3的变形例的阀片止挡件的图。
图13是表示本发明实施例4的阀片止挡件的图。
图14是表示本发明实施例5的阀片止挡件的图。
符号说明
1：箱体
2：过滤器
3：配管
4：气缸头
5：阀片座板
6：气缸
7：曲轴箱
8：曲轴室
9：活塞
10：活塞销
11：小端部
12：连接棒
13：大端部
14：曲轴
15：偏心轴
16：平衡配重
17：吸入室
18：排出室
19：吸入孔(阀口部)
20：排出孔(阀口部)
21：吸入阀片
22：排出阀片
23：压缩室
24：阀片止挡件
25：固定端
26：开放端
27：弯曲部
28：开放端侧倾斜面
29：固定端侧倾斜面
30：排出阀片位移的测定点
31a：开放端侧接触面
31b：固定端侧接触面
32：阀片固定部
具体实施方式
实施例1
使用图1、2对本发明的实施例1进行说明。
图1是本实施例的流体机械装置的一例，是表示压缩流体的往复式压缩机的整体构造的图。往复式压缩机通过活塞9在气缸6内进行往复运动而对空气等的气体(流体)进行吸引压缩并排出。如图1所示，往复式压缩机具有收纳活塞9的曲轴箱7，曲轴箱7的内部形成有曲轴室8。曲轴14能够旋转地支承于曲轴箱7。
曲轴14具有偏心设置的偏心轴15，在位于与偏心轴15相反的部位设有平衡配重16。曲轴14在向曲轴箱7的外侧突出的连结轴部连接驱动源而被旋转驱动。
在曲轴箱7的上部，在内周面与曲轴14正交的方向上安装有圆筒状的气缸6且该气缸6的轴线配置在与曲轴14正交的方向上。该气缸6的内周面在轴向的大致整体上形成一定的直径，并且向曲轴室8开口。另外，在气缸6内的与曲轴箱7相反一侧搭载有由阀片座板5和气缸头主体构成的气缸头(气缸盖)4。
在气缸头主体划分有与外部连通的吸入室17和排出室18，在吸入室17侧，用于使在外部不能直接听到吸入阀片21等的声音的箱体1和设置于箱体1内部的用于防止粉尘吸入的过滤器2经由配管3与吸入室17连通。另外，在吸入室17侧的阀片座板5形成有：使吸入室17与气缸6内的压缩室23连通的吸入孔19(阀口部)；和使排出室18与压缩室23连通的排出孔20(阀口部)。另外，在阀片座板5安装有作为簧片阀(reedvalve)的吸入阀片21和排出阀片22，这些吸入阀片21和排出阀片22的基端侧(一端)成为经由螺钉等固定于阀片座板5的固定端25，前端侧(另一端)成为自由端(开放端26)，随着活塞9的往复运动而将吸入孔19、排出孔20上开闭。此外，与排出阀片22相比刚性充分高的阀片止挡件24与排出阀片22一起固定于固定端，利用阀片止挡件24可抑制排出阀片22的开启量。
在曲轴14的偏心轴15经由轴承可旋转地连结有连接棒12。连接棒12是一体成形品，其包括：位于其一端侧且经由轴承可旋转地与曲轴12连结的大致圆环状的大端部13；从该大端部13向气缸6内延伸的杆部；和位于其另一端侧的直径比大端部13小的大致圆环状的小端部11。圆环状的大端部13的中心轴线和圆环状的小端部11的中心轴线成平行，这些中心轴线与杆部的中心轴线正交。
圆筒状的活塞销10同轴地可旋转地插入在连接棒12的小端部11，经由该活塞销10可转动地连结有活塞9。即，在活塞9形成有在径向上贯通的两个部位的销孔，在一个销孔被插入连接棒12的小端部11，在另一个销孔被插入活塞销，由此，活塞9与连接棒12连结。活塞9以在气缸6内沿着其轴线方向可往复滑动的方式被插嵌于气缸6内。换而言之，连接棒12为了使活塞9在气缸6内往复运动，一端侧与活塞9连结，另一端侧与曲轴14连结。活塞9在气缸6和阀片座板5之间划分上述的压缩室23。
大端部13利用曲轴14的偏心轴15使连接棒12进行偏心运动，由此，使活塞9一边在气缸6内滑动，一边进行往复运动，此时，与活塞9连结的小端部11在气缸6的中心轴线上进行直线运动，与之相对，大端部13进行偏心运动，因此，作为整体，在与曲轴14的中心轴线正交且与气缸6的中心轴线正交的方向上摆动。将与该曲轴14的中心轴线正交且与气缸6的中心轴线正交的方向(图1的左右方向)设为摆动方向。另一方面，连接棒12在曲轴14的轴线方向上不摆动。将该曲轴14的轴线方向设为非摆动方向。
在此，对连接棒12的摆动进行说明时，如图1所示，在沿着与摆动方向正交的曲轴14的轴线方向观察连接棒12的情况下，在下止点，整体位于摆动方向的中央，曲轴14为了从该状态进行压缩行程，向图1所示的逆时针旋转的方向旋转而使连接棒12上升时，直到上止点与下止点之间的中间，大端部13一边向摆动方向的一侧(图1的右侧)移动一边上升，且在上止点与下止点之间的中央(例如3点的位置)位于最靠摆动方向的一侧(图1的右侧)。
接着，随着向上止点去，大端部13返回摆动方向的中央，在上止点，大端部13位于摆动方向的中央，由此，连接棒12的整体位于摆动方向的中央，压缩行程结束。
从活塞9处于上止点的状态，曲轴14为了进行吸入行程而进行旋转时使连接棒12下降，直到上止点与下止点的中间，大端部13一边向摆动方向的相反一侧(图1的左侧)移动一边下降，在上止点与下止点之间的中央(例如9点的位置)位于最靠摆动方向的相反一侧(图1的左侧)。
接着，随着向下止点去，大端部13返回摆动方向的中央，在下止点，大端部13位于摆动方向的中央，由此，连接棒12的整体位于摆动方向(左右方向)的中央，吸入行程结束。
此外，在此举例说明了小端部11进行直线运动而不进行摆动运动的情况，但本发明不限于此，小端部11也可以进行摆动运动。
对本实施例的往复式压缩机的吸入阀片21、排出阀片22的动作进行说明。在吸入行程中，活塞9从上止点向下止点下降，吸入阀片21打开，排出阀片22关闭。由此，从外部吸入的空气经由吸入室17流入到压缩室23。接着，压缩行程中，活塞9从下止点向上止点上升，吸入阀片21关闭，排出阀片22打开。由此，压缩室23内的空气被压缩，流入排出室18。
与比较构造相比较说明本实施例的阀片止挡件24的形状。图2、3中表示比较构造1、2中的阀片止挡件24的形状，图4中表示本实施例的阀片止挡件的形状。另外，图5、6、7中分别表示比较构造1、2、本实施例的阀片止挡件24的在测定点30的位移(displacement)和活塞9的相位关系。在此，活塞9的相位是与曲轴14的旋转角对应的相位，将下止点设为0，将上止点设为π。
图2中表示比较构造1的阀片止挡件24的形状。比较构造1中，阀片止挡件24以从固定端25向开放端26去远离阀片座板5的方式倾斜。对比较构造1的阀片止挡件24的形状中的排出阀片22的动作进行说明。首先，在压缩行程中，排出阀片22在开始打开时通过排出室18和压缩室23的压力差开阀，但在开阀的同时，被压缩了的空气从排出孔20流出，利用该流出的空气产生动压力，还产生要关闭排出阀片22的力。由此，作用于排出阀片22的力随着接近上止点而变化，活塞9接近上止点，从压缩室23流出的空气量变少时，差压产生的力变大。在此，如图6所示，与排出孔20中心对应的排出阀片22的位置(测定点30)的位移在活塞9即将(马上)接近上止点之前最大。与此相伴，在活塞9即将(马上)接近上止点之前，阀片座板5和排出阀片22的距离变大，因此，直到排出阀片22关闭为止花费时间，因而产生关闭延迟，压缩机的性能下降。
图3中表示比较构造2的阀片止挡件的形状。在比较构造2中，设置弯曲部27，以使阀片止挡件24的开放端26侧接近阀片座板5侧的方式使阀片止挡件24倾斜。由此，可以将阀片止挡件24的开放端26的位移抑制得比比较构造1更小，能够抑制排出阀片22的关闭延迟。另外，在排出孔20的正上方设置弯曲部27，并且就弯曲部27的位置而言，使阀片止挡件24和阀片座板5的距离为最大，并增大排出孔20正上方的空间。由此，通过使阀片止挡件24的开放端26与阀片座板5的间隙变狭窄，可以抑制排出阻力变大，能够维持性能。
但是，排出孔20的位置是力最先作用到排出阀片22的位置，易于受到空气喷出产生的流体力的影响。因此，以阀片止挡件24的开放端26和固定端25为支点，如图7所示产生振动。由于排出阀片22振动，排出阀片22和阀片止挡件24的开放端26的接触部磨损，或排出阀片22的动作变得不稳定，产生性能、可靠性下降的问题。
在此，使用图4说明本实施例的阀片止挡件24的结构。阀片止挡件24利用排出阀片22的位于固定端侧的固定端25与排出阀片22一起固定于阀片座板5。本实施例中，在排出孔20和固定端25之间设置弯曲部27，在弯曲部27，排出阀片22和阀片止挡件24离开得最远。另外，在排出阀片22的开放端的阀片止挡件24的开放端26侧特别是在排出孔20上(与排出孔20上对向的位置)，以从弯曲部27部接近阀片座板5(排出孔20)的方式倾斜，构成开放端侧倾斜面28。另外，开放端侧倾斜面28以平面构成。
通过将弯曲部27设于排出孔20与固定端25之间，可以缩小排出孔20正上方的空间，可以使排出阀片22的开放端26侧的位移量不会过大。通过抑制排出阀片22的开放端26侧的位移量，可以防止关闭延迟，防止性能下降。另外，排出阀片22变形成为图5所示那样的形状，排出阀片22的位移如图8所示。排出阀片22不仅在位于以平面构成的开放端侧倾斜面28的开放端侧接触面31a接触，而且在位于弯曲部27与固定端25之间的固定端侧倾斜面29的固定端侧接触面31b也接触。由此，排出阀片22可以在两个部位与阀片止挡件24面接触，可以抑制排出阀片22的振动。
图9中表示比较构造1、2和本实施例的压缩机的性能。在此，压缩机的性能表示压缩机的每单位时间的排出量(L/min)。如图9所示可知，将本实施例的弯曲部27设于排出孔20与固定端25之间、并且将开放端侧倾斜面28形成为直线的结构的排出性能比比较构造1、2的排出性能高。
如以上所述，根据本实施例，将弯曲部27设于排出阀片22的排出孔20与固定端25之间，且开放端26侧在排出孔20上以接近阀片座板5(排出孔20)的方式倾斜，由此，可以抑制排出阀片的关闭延迟，并且降低排出阀片的振动，而且还可以进一步降低噪声。
实施例2
使用图10说明本发明的实施例2。对与实施例1相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
本实施例中，如图10所示，在将固定端侧倾斜面29从弯曲部27向阀片座板5设置有凸部这点上具有特征。即，从弯曲部27起将倾斜度不同的至少两个面连接而构成固定端25侧的阀片座板5侧的面。另外，与固定端25侧的倾斜度相比，使靠近弯曲部27侧的倾斜度较大。
由此，当排出阀片22打开时，与实施例1同样，在阀片止挡件24的位于开放端侧倾斜28的开放端侧接触面31a和位于固定侧倾斜面29的固定端侧接触面31b这两个部位接触，但与实施例1相比，可以缩窄开放端侧接触面31a和固定端侧接触面31b的间隔。因此，根据本实施例，通过缩短弹性变形的部分，与实施例1相比，可进一步抑制排出阀片24的振动，可以提高性能·可靠性。
实施例3
使用图11、12说明本发明的实施例3。对与实施例1、2相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
在本实施例中，如图11所示，将弯曲部27和固定端25之间的阀片座板5侧的面构成为向阀片座板5侧凸出的曲面。另外，也可以如图12的变形例所示，将弯曲部27和固定端25之间的阀片座板5侧的面构成为连接平面和曲面而成的形状。
根据本实施例，以曲面与排出阀片22接触，因此，可以降低排出阀片22接触期间的应力集中，与实施例2相比，可以进一步抑制排出阀片24的振动，可以提高性能、可靠性。
实施例4
使用图13，说明本发明的实施例4。对与实施例1至3相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
在本实施例中，如图13所示，在构成为将阀片止挡件与气缸头4一体形成的阀片固定部32这点上具有特征。在阀片固定部32，与实施例1至3同样地设置有阀片止挡件24的开放端侧倾斜面28、弯曲部27、固定端侧倾斜面29，并将排出阀片22插入在与阀片座板5之间。
根据本实施例，与实施例1相比，可以减少零件数量，可以提高组装性和降低成本。
实施例5
使用图14说明本发明的实施例4。对与实施例1至4相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
本实施例中，如图14所示，在将弯曲部27和开放端26侧之间的阀片座板5侧的面形成为连接平面和向阀片座板5凹的曲面而成的形状这点上具有特征。另外，通过将平面设置直到排出孔20上，可确保排出阀片22和开放端侧倾斜面28的接触部以面接触的部分。
根据本实施例，与实施例1相比，通过设置向阀片座板5凹的曲面，可以扩大排出阀片22和阀片止挡件24之间的空间，因此，可以降低排出损失。另外，通过与实施例3组合，也可以降低阀片的振动，可以提高性能、可靠性。
上述的实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的例子，本发明未必限定于具备所说明的全部结构的情况。另外，可以将某个实施例的结构的一部分置换成另一实施例的结构，另外，也可以对某个实施例的结构添加其它实施例的结构。另外，可以对各实施例的结构的一部分追加、削除、置换其它结构。

Claims (18)

1.一种流体机械装置，其特征在于，包括：
在气缸中进行往复运动的活塞；
设置于所述气缸中的阀片座板；
一端固定于所述阀片座板的、随着所述活塞的往复运动开闭所述阀片座板的阀口部的阀片；和
一端与阀片一起被固定于所述阀片座板的、用于抑制所述阀片的开启量的阀片止挡件，
所述阀片止挡件的所述阀片座板侧的面在与所述阀口部相对的位置以所述开放端侧接近所述阀口部的方式倾斜，在所述阀口部与所述固定端之间设置最远离所述阀片座板的部分。
2.根据权利要求1所述的流体机械装置，其特征在于：
在所述阀片止挡件的最远离所述阀片座板的部分与所述固定端之间设置与所述阀片接触的接触面。
3.根据权利要求1所述的流体机械装置，其特征在于：
在所述阀片止挡件的最远离所述阀片座板的部分与所述固定端之间的所述阀片座板侧的面为连接倾斜度不同的至少两个平面而成的形状。
4.根据权利要求3所述的流体机械装置，其特征在于：
与所述固定端侧的倾斜度相比，使所述阀片止挡件的与最远离所述阀片座板的部分靠近一侧的倾斜度较大。
5.根据权利要求1所述的流体机械装置，其特征在于：
将所述阀片止挡件的最远离所述阀片座板的部分与所述固定端之间的所述阀片座板侧的面形成为向所述阀片座板凸的曲面。
6.根据权利要求5所述的流体机械装置，其特征在于：
所述曲面的曲率存在变化。
7.根据权利要求1所述的流体机械装置，其特征在于：
所述阀片止挡件的最远离所述阀片座板的部分与所述固定端之间的所述阀片座板侧的面为连接平面和曲面而成的形状。
8.根据权利要求1所述的流体机械装置，其特征在于：
所述阀片止挡件为与所述气缸头一体形成的阀片固定部。
9.根据权利要求1所述的流体机械装置，其特征在于：
所述阀片止挡件的最远离所述阀片座板的部分与所述开放端之间的所述阀片座板侧的面为连接平面和曲面而成的形状。
10.一种流体机械装置，其特征在于，包括：
在气缸中进行往复运动的活塞；
设置于所述气缸中的阀片座板；
一端固定于所述阀片座板的、随着所述活塞的往复运动在所述阀片座板的阀口部上开闭的阀片；和
一端与阀片一起被固定于所述阀片座板的、用于抑制所述阀片的开启量的阀片止挡件，
所述阀片止挡件在所述阀口部与所述固定端之间具有弯曲部，在所述阀口部上，以越向开放端侧去与所述阀口部、所述阀片座板越接近的方式倾斜。
11.根据权利要求10所述的流体机械装置，其特征在于：
在所述阀片止挡件的所述弯曲部与所述固定端之间设置与所述阀片接触的接触面。
12.根据权利要求10所述的流体机械装置，其特征在于：
所述阀片止挡件的所述弯曲部与所述固定端之间的所述阀片座板侧的面为至少连接两个倾斜度不同的平面而成的形状。
13.根据权利要求12所述的流体机械装置，其特征在于：
与所述固定端侧的倾斜度相比，使靠近所述弯曲部侧的倾斜度较大。
14.根据权利要求10所述的流体机械装置，其特征在于：
将所述阀片止挡件的所述弯曲部与所述固定端之间的所述阀片座板侧的面形成为向所述阀片座板凸的曲面。
15.根据权利要求14所述的流体机械装置，其特征在于：
所述曲面的曲率存在变化。
16.根据权利要求10所述的流体机械装置，其特征在于：
所述弯曲部与所述固定端之间的所述阀片座板侧的面为连接平面和曲面而成的形状。
17.根据权利要求10所述的流体机械装置，其特征在于：
所述阀片止挡件为与所述气缸头一体构成的阀片固定部。
18.根据权利要求10所述的流体机械装置，其特征在于：
所述阀片止挡件的所述弯曲部与所述开放端之间的所述阀片座板侧的面为连接平面和曲面而成的形状。
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