CN1132825A - 带有改进型排气阀装置的往复活塞式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种往复活塞式压缩机带有：一缸体，该缸体内限定有多个缸腔；以及至少一个外罩，它封住了缸体的一端并限定了一用于要压缩的制冷剂气体的抽吸箱以及一用于从缸腔内径由排气口所排出的压缩制冷剂气体，上述排气口由一排气阀部件所封住，该排气阀部件带有多个可在关闭位置与预定开启位置之间移动的成整体的排气簧片阀，上述开启位置是由一止动装置限定的，止动装置带有多个扁平止动表面，这些表面可与簧片阀的自由端作接触接合。

Description

带有改进型排气阀装置的往复 活塞式压缩机

本发明在总体上涉及到往复活塞式制冷剂压缩机，具体地说，本发明涉及到对往复活塞式制冷剂压缩机中包括的排气阀装置所做的改进。

通常的往复活塞式压缩机配备有多个单头活塞或双头活塞，这些活塞在相关的缸腔内往复运动以便抽吸、压缩和排放制冷剂气体，从缸腔中排放出的压缩气体输送给诸如汽车的空调系统或气候控制系统。一旋转斜板的旋转或一摆动板的非旋转式章动会使得活塞作往复运动，而旋转斜板或摆动板则由传动轴的旋转所驱动。一排气阀装置控制着压缩气体从相应缸腔内的排放，所说的排气阀装置包括：排气口，它们形成在覆盖住各缸腔端部的端壁上(通常是一阀门板)；一排气室，它形成在外罩上并且与相应的缸腔相通连以接收从缸腔中排出的压缩气体；一排气阀组件，它带有多个成整体的簧片阀；以及一气门盘组件，它用于将相应的簧片阀保持在各自的开启位置。通过适当的固定装置或者通过连接于外罩的壁面部分，可将排气阀组件和气门盘组件固定在压缩机的内部。

图5说明了往复活塞式压缩机中通常的排气阀装置一部分的典型结构。如图5所示，设置在外罩A与阀门板B之间的排气阀装置包括：一排气口b，它形成在阀门板B上；一簧片阀d，它可从由气门盘a所支承的开启位置移至与阀门板B之阀座c相接触的关闭位置从而关闭排气口b。气门盘a位于外罩A与阀门板B之间并带有一支承部分，此支承部分逐渐弯曲离开阀门座c而进入限定在外罩A内的排气室并且支承着簧片阀d的整个后表面，因此，限定在排气口b与簧片阀d之间的气流通路在处于开启位置时是很狭窄的，所以，从各缸腔中经由该气流通路喷进排气室内的压缩气体会遇到很大的阻力。也就是说，排放压缩气体要消耗相当多的能量，因此，用来驱动压缩机的驱动力必须很大，这就会使诸如汽车发动机之类的驱动源有较大的负荷。

此外，从减少装配往复活塞式压缩机所需部件或构件数量的角度上说，使用气门盘a并不是最佳的。而且，由于气门盘a一般是由金属片通过塑性变形而形成的，所以，气门盘a的尺寸精度会因金属片的回弹而变低。因此，气门盘a无法连续且稳定地限定排气簧片阀d的精确开启位置。

所以，本发明的一个目的是提供一种往复活塞式压缩机，它配备有一排气阀装置，此装置不仅能在不使用通常的气门盘的情况下支承排气簧片阀，而且还能减小对从缸体流进排气室内的压缩气流的阻力。

本发明的另一个目的是提供一种往复活塞式压缩机，它配备有一排气阀装置，此装置具有新颖的内部结构，从而能精确地限定排气簧片阀在压缩机排气室内的开启位置。

依照本发明，提供了一种往复活塞式压缩机，它包括：

—缸体，该缸体内带有一轴孔和多个设置在轴孔周围的缸腔；

—传动轴，它由一防摩擦轴承以可旋转的方式支承在上述轴孔内，并且，该传动轴上还支承有一旋转斜板部件；

多个活塞，它们以可运动的方式与前述旋转斜板部件相接合并且在上述多个缸腔内作往复运动，以便响应传动轴的旋转而抽吸、压缩和排放制冷剂气体；

至少一个外罩，它封住了缸体的一端并具有一内部壁面，此壁面限定了一排气室，该排气室用于接收压缩后经由各排气口从各个缸腔中排出的制冷剂气体，而所说的排气口则穿钻在覆盖住各缸腔上述端部的端壁装置上；

—排气阀部件，它固定在外罩与缸体之间并包括多个可移动的排气簧片阀，这些簧片阀可进行操作以关闭和开启排气口，每个可移动的排气阀均具有一自由端；以及

—阀门止动装置，它在曝露于排气室的位置处成整体地形成在外罩的内部壁面上，该阀门止动装置设置成与各排气簧片阀的自由端相接合以便在各个可移动的排气簧片阀从关闭位置移至开启位置时限定该阀的开启位置。

最佳的是，外罩的内部壁面上配备有多个支承部分，这些支承部分设置在朝向各个可移动的排气簧片阀的位置处，从而，能在多个可移动的排气簧片阀从关闭位置移至开启位置时使该簧片阀逐渐弯曲。

最佳的是，阀门止动装置是多个凸缘，它们形成在外罩的内部壁面上，从而能限定多个扁平的支撑面，在多个可移动的簧片阀移至开启位置是，该阀的自由端可与上述支撑面作面对面的接触。

从以下对最佳实施例的说明以及附图中可以更清楚地看出本发明的上述和其它目的、特征与优点，在附图中：

图1是本发明一个实施例的往复活塞式压缩机的纵剖图，该压缩机配备有一改进型排气阀装置；

图2是图1中压缩机后部外罩的侧视图；

图3是本发明另一实施例的往复活塞式压缩机的后部外罩的侧视图；

图4是图1中压缩机所包括的排气阀装置的局部放大剖面图，它说明了该排气阀装置的一个排气簧片阀相对排气口的开启位置；以及

图5是与图4相似的局部剖面图，它说明了先有技术中排气阀装置的排气簧片阀的开启位置。

参照图1和图2，双头往复活塞式压缩机的各个轴向前后侧上具有五个缸腔。该压缩机带有前部和后部缸体1和2，它们轴向地彼此相连，从而形成了一成整体的缸体组件，此缸体组件带有由前后外罩5和6通过前后阀门板3和4所封住的前端与后端。用轴向长螺栓7将前后缸体1和2、前后阀门板3和4以及前后外罩5和6以密封的方式组装在一起，长螺栓7插在共轴的通孔1a和2a内。缸体组件带有一旋转斜板室8，它形成在与前后缸体1和2连接部分相对应的位置处。缸体组件还带有一轴向的中心孔，它包括分别形成在前后缸体1和2内的共轴前后开孔1b和2b。中心孔通过前后防摩擦轴承1c和2c支承着轴向传动轴9，传动轴9上安装有一旋转斜板10，它可随转动轴9在旋转斜板室8内旋转。

缸体组件上设置有所说的轴向缸腔11即5个前部缸腔和5个共轴的后部缸腔，因此，这些轴向缸腔11基本上等距地设置在传动轴9旋转轴线的周围。5个双头活塞12接收在轴向缸腔11内并通过半圆形的端头13与旋转斜板10相接合，因此，旋转斜板10会使得活塞12响应该旋转斜板10的旋转而往复运动。

前后外罩5和6内分别设置有中央抽吸室14和15，并且，前后外罩内还分别形成有位于径向外侧处的排气室16和17。前后阀门板3和4上分别带有抽吸口18和19，从而使抽吸室14和15与相应的缸腔11之间形成流体通连。前后阀门板3和4上分别钻有排气口20和21，从而使相应的缸腔11与排气室16和1 7之间形成流体通连。也就是说，抽吸口18和19可将低压制冷剂气体吸进相应的缸腔11内以便由双头活塞12的压缩行程所压缩，而排气口20和21则可使压缩后的高压制冷剂气体通过双头活塞12的排气行程从缸腔11排放进排气室16和17。

抽吸阀部件22和23封住了抽吸口18和19，上述抽吸阀部件是簧片阀，它们设置成与前后阀门板3和4的内表面即朝向缸体组件前端和后端的表面相接触。与此相似，排气阀部件24和25封住了排气口20和21，上述排气阀部件是簧片阀，它们设置成与前后阀门板3和4的外表面即向前后外壳5和6端部的表面相接触。

抽吸阀部件与排气阀部件22、23、24和25均可移离抽吸口与排气口18、19、20和21以便开启相应的抽吸口和排气口。

后部缸体2上配备有一外部支架26，该支架设置成与一未示出的凸缘部件相连。支架26上钻有一入口(图1和图2中未显示)以便将要压缩的制冷剂气体从外部制冷系统中引入旋转斜板室8。进入旋转斜板室8内的制冷剂气体经由多个形成在相邻两个缸腔11之间的轴向抽吸通路28和29被进一步引入抽吸室14和15。

前述支架26上还钻有排气口(图1和图2中未显示)以便经由设置在前后缸体1和2上的排气通路从前后外壳5和6的排气室16和17中排出压缩后的制冷剂气体。

具有上述结构的往复活塞式制冷剂压缩机的特征在于，包括有排气阀部件24和25以及前后阀门板3和4之排气口20和21的排气阀装置配备有一新颖的阀门开启位置限定装置，而不使用通常的气门盘部件。

以下参照图4和图1详细地说明排气阀装置，图4特别说明了为设置在压缩机后侧的排气阀部件25所提供的阀门开启位置限定装置。

后部排气阀部件25由诸如薄金属板之类的弹性薄板材料制成并带有多个成整体的簧片阀25a，从而能在通常情况下封住位于缸体2后端处的相应缸腔11。也就是说，排气阀部件25之簧片阀25a的数量等于缸腔11的数量，在本实施例中，该数量为5。排气阀部件25夹在形成在后部外罩6的内表面上呈五角形延伸的壁面30与后部阀门板4的外表面之间。后部外罩6的壁面30是为使在排气室17与中央抽吸室15之间隔绝流体而设置的。

排气阀部件25的相应簧片阀25a从一基体部分径向地延伸至相应的排气口21并且在通常的情况下与外表面即阀门板4的阀座表面4a相接触以便处于关闭排气口21的位置，在所说的基体部分处，排气阀部件25固定在后部缸体6的壁面30与后部阀门板4之间。排气阀部件25的簧片阀25a可移离上述关闭位置到达如图4中实线所示的开启位置。在排气阀部件25的相应簧片阀25a从关闭位置移至开放位置的起始阶段，一止动件31会档住各簧片阀25a的自由端，止动件31形成为一局部凸缘，该凸缘从后部外罩6内表面的边缘朝各个排气口21径向地突出。每个止动件31均设置有一扁平的止动表面31以便通过与簧片阀25a的自由端作接触或接合而限定簧片阀25a的预定开启位置。

后部外罩6的壁面30上按下列方式设置有多个即5个朝向相应止动件31径向延伸的径向凸缘32：每个径向凸缘32均具有一倾斜的支承面32a，该支承面使簧片阀25a的基部靠在该支承面上，同时还能阻止簧片阀25a的基体部分过度弯曲。也就是说，各径向凸缘32的倾斜支承面32a能使簧门阀25a在从关闭位置移至开启位置时作逐渐的弯曲。因此，排气阀部件25在较长的使用期内不会因疲劳而折断。应该注意，位于压缩机前侧的带有多个簧片阀24a的排气阀部件24也配备有与后部排气阀装置的阀门开启位置限定装置相同的阀门开启位置限定装置。

以下说明配备有上述排气阀装置的压缩机的操作。

在传动轴9绕旋转轴线同旋转斜板10一道旋转时，双头活塞12就会在相应的缸腔11内往复运动以便抽吸、压缩和排放制冷剂气体。也就是说，在压缩机运转并且将低压制冷剂气体从外部制冷系统吸入旋转斜板室8内时，该制冷剂气体会经由前后抽吸通路28和29流进抽吸箱14和15。然后，制冷剂气体会因相应双头活塞12的抽吸操作和相关抽吸阀部件22和23的开启而被吸入相应的缸腔11。随后，制冷剂气体在相应的缸腔11内因双头活塞12的压缩操作而被压缩从而具有高压。当压缩后的制冷剂气体的高压达到足以开启排气阀部件24和25之簧片阀24a和25a的预定高压值时，簧片阀24a和25a就会从关闭位置移至开启位置并使得压缩后的制冷剂气体经由排气口20和21从相应的缸腔11中分别排放进前后排气室16和17。

在这一阶段上，通常如图4所示，簧片阀例如簧片阀25a在开始时弹性地移离阀门板4的阀座表面4a以便相对阀座表面4a保持如图虚线所示的向内弯曲的弓形形状直至簧片阀25a的自由端与止动件31的扁平止动表面31a相接触。此后，排气阀部件25的簧片阀25a会因压缩后的制冷剂的压力而进一步移动，从而具有如图4实线所示的向外弯曲的弓形形状，同时为从缸腔11中排出的压缩制冷剂气体提供了较大的流动通路。因此，压缩后的制冷剂气体可以在不遇到显著气流阻力的情况下顺利地从缸腔11中排进排气室17。所以，与图5所示的通常的排气阀装置相比，可以显著地减小用于驱动压缩机的外部驱动源的负荷。

此外，依照本发明，用于往复活塞式压缩机的排气阀装置的阀门开启位置限定装置可以不使用气门盘部件，从而能减少组件并简化压缩机的装配过程，这是因为，提供了形成在前后外罩5和6上的阀门开启位置限定装置。另外，可以用机加工法精确地制成阀门开启位置限定装置即止动件31以及径向凸缘32的倾斜支承面32a，而所说的止动件31则带有由前后外罩5和6的凸缘所构成的扁平止动表面31a。因此，可精确地限定排气阀部件24和25的簧片阀24a和25a的阀门开启位位置并使之保持不变。

应该注意，带有倾斜支承表面32a的凸缘32会使排气阀部件24和25的簧片阀24a和25a在移离前后阀门板3和4的阀座表面时平稳地弯曲，从而能防止排气阀部件24和25因疲劳而损坏。因此，可以确保排气阀部件24和25有较长的操作寿命。

图3说明了用于往复活塞式压缩机的新颖排气阀装置的又一个实施例。

图3中的外罩即后部外罩106设置有一外部抽吸室115和一内部排气室117，外部抽吸室115包围着内部排气室117，一分隔壁116使外部抽吸室115和内部排气室117在流体上相互隔离。还将排气室117设置成限定在分隔壁116与形成在后部外罩106内表面上的内部圆形壁面130之间。圆形壁面130与后部阀门板(图3中未显示，但它与图1中的后部阀门板4相似)的外表面用于将排气阀部件125固定在后部阀门板4与圆形壁面130之间。排气阀部件125配备有多个可弹性移动的簧片阀125a，这些簧片阀从排气阀部件125的基体部分径向地延伸至形成在后部阀门板上的相应排气口121。

外部分隔壁116配备有多个局部凸缘，它们朝向相应的排气口121而突进排气室117，从而形成阀门止动件131，以便限定排气阀部件125之簧片阀125a的预定开启位置。每个止动件131上均形成有一扁平的止动表面131a，当簧片阀125a从关闭位置移至开启位置时，只有各簧片阀125a的自由端会接合于止动表面131a。也就是说，在簧片阀125a的自由端与一个止动件131的扁平止动表面131a作接触式接合时，就可限定簧片阀125a的开启位置，因此，簧片阀125a本身可以弯曲以提供一较大的气流通路，此通路用于从缸腔经由排气口121排出的压缩制冷剂气体。因此，由后部外罩106的凸缘所构成的止动件131可以与前一实施例的止动件31相类似的方式起作用。

后部外罩106的圆形壁面130上配备有多个局部凸缘132，它们从圆形壁面130的外表面朝向相应的止动件131径向地延伸，以便支承排气阀部件125的相应簧片阀125a。相应的局部凸缘132上均设置有倾斜的支承面132a，它们与前一实施例的凸缘32的倾斜支承面32a相类似。倾斜支承面132a支承着排气阀125的簧片阀125a的后表面，并使簧片阀125a靠在倾斜支承面132a上，从而，使得簧片阀125a在因从缸腔经由排气口121排出的压缩制冷剂气体的高压而从关闭位置移至开启位置时逐渐弯曲。

应该注意，本发明的排气阀装置还在往复活塞式压缩机的前侧包括另一个开启位置限定装置，它与图3中所示的开启位置限定装置相类似。

还应该注意，上述实施例的排气阀装置具有与本发明第一个实施例相同的优点。

尽管所述的实施例涉及到了恒定容量的双头往复活塞式制冷剂压缩机，但是，本发明同样适用于诸如可变容量的单头往复活塞式制冷剂压缩机以及可变容量的双头往复活塞式制冷剂压缩机之类的其它类型的往复活塞式压缩机的排气阀装置。

从以上对本发明最佳实施例的说明中可以看出，依照本发明，前述用于往复活塞式压缩机的排气阀装置可以彻底地减小经由排气口从相应缸腔中排进排气室内的压缩制冷剂气体的气流阻力。因此，可以减小压缩机驱动源的负荷，从而显著地降低上述驱动源的动力损失。

此外，本发明的排气阀装置可不再使用气门盘部件，因此能减少组件并简化装配往复活塞式压缩机所需的装配过程。所以，可以降低往复活塞压缩机的生产成本。

由于用机械方法形成的阀门开启位置限定装置能精确地限定阀门开启位置，所以，本发明的排气阀装置在操作上是精确的。此外，本发明的排气阀装置配备有一支承装置，它用于使排气阀部件的簧片阀在该排气阀部件从关闭位置移至开启位置期间平稳地弯曲，因此，排气阀部件的簧片阀在排气阀部件的较长使用期内不会因机械疲劳而损坏。

对本技术的专家来说，在不脱离本发明后附权利要求所述的范围和精神的情况下，存在有多种改进和改型。

Claims (6)

1.一种往复活塞式压缩机，它包括：

一缸体，该缸体内带有一轴孔和多个设置在轴孔周围的缸腔；

一传动轴，它由一防摩擦轴承以可旋转的方式支承在上述轴孔内，并且，该传动轴上还支承有一旋转斜板部件；

多个活塞，它们以可操作的方式与前述旋转斜板部件相接合，并且在上述多个缸腔内作往复运动，以便响应传动轴的旋转而抽吸、压缩和排放制冷剂气体；

至少一个外罩，它封住了缸体的一端并具有一内部壁面，此壁面限定了一排气室，该排气室用于接收压缩后经由各排气口从各个缸腔中排出的制冷剂气体，而所说的排气口则穿钻在覆盖住各缸腔端部的端壁装置上；

一排气阀部件，它固定在外罩与缸体之间并包括多个可移动的排气簧片阀，这些簧片阀可进行操作以关闭和开启排气口，每个可移动的排气阀均具有一自由端；以及

一阀门止动装置，它在暴露于排气室的位置处成整体地形成于外罩的内部壁面上，该阀门止动装置设置成与各个排气簧片阀的自由端相接合，以便在各个可移动的排气簧片阀从关闭位置移至开启位置时限定该阀的开启位置。

2.如权利要求1所述的往复活塞式压缩机，其特征在于，所说的阀门止动装置是多个凸缘，它们形成在外罩的内部壁面上，从而能限定多个扁平的支撑面，在多个可移动的排气簧片阀移至开启位置时，该阀的自由端可与上述支撑面作面对面的接触。

3.如权利要求1所述的往复活塞式压缩机，其特征在于，所述外罩的内部壁面上配备有多个支承部分，这些支承部分设置在朝向各个可移动的排气簧片阀的位置处，从而，能在多个可移动的排气簧片阀从关闭位置移至开启位置的引导该可移动的排气簧片阀逐渐弯曲。

4.如权利要求3所述的往复活塞式压缩机，其特征在于，所说的一组支承部分的每一个均包括一凸缘，该凸缘形成在外罩朝向各个可移动排气簧片阀的内部壁面上，并带有一倾斜的支承面，此支承面仅用于支承各个可移动簧片阀的径向基体部分。

5.一种往复活塞式压缩机，它包括：

一缸体，该缸体内带有一中央轴孔和多个设置在轴孔周围的缸腔，所说的缸体具有前端和后端；

一传动轴，它由一防摩擦轴承以可旋转的方式支承在上述中央轴孔内，并且，该传动轴上还支承有一旋转斜板部件，此旋转斜板部件可同传动轴一道旋转；

多个活塞，它们以可操作的方式与前述旋转斜板部件相接合，并且在上述多个缸腔内作往复运动，以便响应传动轴及旋转斜板的旋转而抽吸、压缩和排放制冷剂气体；

一前部外罩，它封住了缸体的前端并带有一内部壁面，此壁面限定了：一前部抽吸室，该抽吸室用于接收所要压缩的制冷剂气体；以及一前部排气室，该排气室用于接收压缩后经由各前部排气口从各缸腔中排出的制冷剂气体，而所说的前部排气口则穿钻在覆盖住各缸腔前端的前部阀门板上；

一后部外罩，它封住了缸体的后端并带有一内部壁面，此壁面限定了：一后部抽吸室，该抽吸室用于接收所要压缩的制冷剂气体；以及，一后部排气室，该排气室用于接收压缩后经由各后部排气口从各缸腔中排出的制冷剂气体，而所说的后部排气口则穿钻在覆盖住各缸腔后端的后部阀门板上；

一前部排气阀部件，它固定在前部外罩与前部阀门板之间，并包括多个可移动的排气簧片阀，这些簧片阀可以进行操作以关闭和开启前部排气口，每个可移动的排气阀均具有一自由端；

一后部排气阀部件，它固定在后部外罩与后部阀门板之间，并包括多个可移动的排气簧片阀，这些簧片阀可以进行操作以关闭和开启后部排气口，每个可移动的排气阀均具有一自由端；

一前部阀门止动装置，它在暴露于前部排气室的位置处成整体地形成在前部外罩的内部壁面上，该前部阀门止动装置设置成与各排气簧片阀的自由端相接合，以便在各个可移动的排气簧片阀从关闭位置移至开启位置时限定该阀的开启位置；以及

一后部阀门止动装置，它在暴露于后部排气室的位置处成整体地形成在后部外罩的内部壁面上，该后部阀门止动装置设置成与各排气簧片阀的自由端相接合，以便在各个可移动的排气簧片阀从关闭位置移至开启位置时限定该阀的开启位置。

6.如权利要求5所述的往复活塞式压缩机，其特征在于，所述前后外壳的各个内部壁面上均配备有多个支承部分，这些支承部分设置在朝向各个可移动的排气簧片阀的位置处，从而，当多个可移动的排气簧片阀在相应前后排气室内从关闭位置移至开启位置时，能引导该簧片阀逐渐弯曲。

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