CN115059611A - 排气阀组件及包括其的涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种排气阀组件及包括其的涡旋压缩机，排气阀组件包括排气阀壳体，包括侧壁和中空腔体，侧壁设置有至少一第一排气通道，排气阀壳体的第一端设置有泄气通道且部分封闭中空腔体，第二端可与压缩机静盘连接；活塞，设置于排气阀壳体的中空腔体内，且活塞的形状与排气阀壳体的内壁相匹配；伸缩结构，设置于排气阀壳体的中空腔体内，伸缩结构的两端分别连接中空腔体的第一端和活塞，伸缩结构的伸缩带动活塞在排气阀壳体的轴向方向移动。本发明提供了一种新颖的活塞式排气阀组件，通过其排气阀壳体的中空腔体作为排气腔，排气阀壳体的侧壁的排气通道作为消声排气孔，从而改善排气噪声和排气脉动，提高用户的使用体验。

Description

排气阀组件及包括其的涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体地说，涉及一种排气阀组件及包括其的涡旋压缩机。

背景技术

车用涡旋压缩机，一般采用卧式结构。舌簧片式排气阀因其结构简单，且在停机时容易快速关闭，成为卧式涡旋压缩机排气阀的首选。

舌簧片式排气阀，包括舌簧片、挡板和紧固螺栓等部件。不同型号的压缩机，因其排量的不同，使用的排气阀片尺寸和形状是不同的。如不能直接借用旧有型号，则需要重新设计和充分检验，导致压缩机开发周期变长。不匹配的舌簧片式排气阀容易在实际使用时导致排气噪声大，甚至出现排气阀片断裂等失效现象。

现有的舌簧片式排气阀的优化工作，也只能解决排气过程中阀片颤振所带来的噪声问题，以及某一转速范围内排气噪声问题。但是，随着新能源技术的发展，更大调速范围的变频压缩机正成为主流需求。这一变化导致整个转速范围内的噪声优化难上加难。

另外，随着新能源技术的发展，客户对排气脉动也提出了越来越高的要求，而舌簧片式结构的排气阀在欠压缩工况中非常容易导致排气脉动和噪声变大的问题。

专利CN114263592A针对上述问题设计了一种由阀片和挡板组成的排气阀组件，阀片主要由固定部、运动部和头部组成，挡板主要由固定安装段、过渡连接段和升程限位段等组成。过渡连接段和升程限位段的纵剖面均为圆弧形，半径分别为R1和R2，且R2>R1。阀片设计为由固定部向头部方向阶梯式递增。通过对阀片圆弧形结构和挡板宽度的改进设计，在不改变升程的情况下，阀片在升程过程中的振荡明显减小，阀片头部随着曲轴旋转角度更为平滑，阀片触碰挡板后的弹性回复力得到保持，有助于阀片及时关闭，提高对现有的压缩机排气噪音的降噪效果和提升压缩机性能。该专利虽针对现有舌簧片式排气阀进行了优化设计，但其仅针对舌簧片振荡产生的噪音进行了改善，未能解决高压制冷剂在排气过程中产生的噪音，也没有对排气脉动进行任何改善。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种排气阀组件及包括其的涡旋压缩机，该排气阀组件本为一种新颖的活塞式排气阀组件，通过其排气阀壳体的中空腔体作为排气腔，排气阀壳体的侧壁的排气通道作为消声排气孔，从而改善排气噪声和排气脉动，提高用户的使用体验。

本发明的第一方面提供了一种排气阀组件，包括：

排气阀壳体，包括侧壁和中空腔体，所述侧壁设置有至少一第一排气通道，所述至少一第一排气通道连通所述中空腔体与所述排气阀壳体外部，所述排气阀壳体的第一端设置有泄气通道且部分封闭中空腔体，第二端可与压缩机静盘连接；

活塞，设置于所述排气阀壳体的中空腔体内，且所述活塞的形状与所述排气阀壳体的内壁相匹配；

伸缩结构，设置于所述排气阀壳体的中空腔体内，所述伸缩结构的两端分别连接中空腔体的第一端和所述活塞，所述伸缩结构的伸缩带动所述活塞在所述排气阀壳体的轴向方向移动。

根据本发明的第一方面，所述排气阀组件还包括：

导向连杆，所述导向连杆的一端固定于所述排气阀壳体的中空腔体的第一端；

所述活塞和所述伸缩结构套设于所述导向连杆，且所述伸缩结构可沿所述导向连杆的轴向方向伸缩，以及所述活塞可沿所述导向连杆的轴向方向移动。

根据本发明的第一方面，所述排气阀组件还包括阀座，固定于所述排气阀壳体的第二端的内壁，且与所述导向连杆的另一端相连接；

所述阀座设置有至少一第二排气通道，所述至少一第二排气通道连通所述中空腔体与所述排气阀壳体外部。

根据本发明的第一方面，所述阀座与所述侧壁是一体件。

根据本发明的第一方面，所述侧壁设置有多个所述第一排气通道，且多个所述第一排气通道沿所述侧壁的周向均匀公布。

根据本发明的第一方面，所述侧壁设置有多个所述第一排气通道，多个所述第一排气通道满足：

所述第一排气通道的径向尺寸小于等于2mm；和/或

所述第一排气通道之间的距离小于等于所述第一排气通道的径向尺寸的1.5倍。

根据本发明的第一方面，所述伸缩结构为一弹簧。

根据本发明的第一方面，所述活塞设置有第一通孔，通过所述第一通孔与所述导向连杆的间隙配合套设于所述导向连杆。

根据本发明的第一方面，所述排气阀壳体的第一端朝向中空腔体的一侧设置有沉孔，所述导向连杆与所述排气阀壳体的第一端通过所述沉孔与所述导向连杆一端的过盈配合连接。

根据本发明的第一方面，所述排气阀壳体的第二端处的侧壁设置有螺纹，通过所述螺纹与压缩机静盘固定连接。

本发明的第二方面提供了涡旋压缩机，包括所述排气阀组件。

本发明提供了一种新颖的活塞式排气阀组件，通过其排气阀壳体的中空腔体作为排气腔，排气阀壳体的侧壁的排气通道作为消声排气孔，从而改善排气噪声和排气脉动，提高用户的使用体验；同时，活塞式排气阀组件可离线安装，更适合自动化生产，排气通道、活塞对称式设计，无安装方向性要求；进一步的，与传统舌簧片式排气阀相比，排气阀组件与压缩机静盘之间可通过螺纹直接连接，无方向性要求，容错率高，降低制造成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

图1为本发明的一实施例的排气阀组件的结构示意图；

图2为本发明的一实施例的排气阀壳体的结构示意图；

图3为本发明的一实施例的活塞的结构示意图；

图4为本发明的一实施例的导向连杆的结构示意图；

图5为本发明的一实施例的阀座的结构示意图；

图6为本发明的一实施例的排气阀组件排气时的状态图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

在本说明书的表示中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的表示意指结合该实施例或示例表示的具体特征、结构、材料或者特点包括于本说明书的至少一个实施例或示例中。而且，表示的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中表示的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在通篇说明书中，当说某器件与另一器件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。表示“下”、“上”等相对空间的术语可以为了更容易地说明在附图中图示的一器件相对于另一器件的关系而使用。这种术语是指，不仅是在附图中所指的意义，还包括使用中的装置的其它意义或作业。例如，如果翻转附图中的装置，曾说明为在其它器件“下”的某器件则说明为在其它器件“上”。因此，所谓“下”的示例性术语，全部包括上与下方。装置可以旋转90°或其它角度，代表相对空间的术语也据此来解释。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来表示各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等表示。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

虽然未不同地定义，但包括此处使用的技术术语及科学术语，所有术语均具有与本说明书所属技术领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。普通使用的字典中定义的术语追加解释为具有与相关技术文献和当前提示的内容相符的意义，只要未进行定义，不得过度解释为理想的或非常公式性的意义。

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种活塞式排气阀组件，该排气阀组件包括：排气阀壳体，包括侧壁和中空腔体，所述侧壁设置有至少一第一排气通道，所述至少一第一排气通道连通所述中空腔体与所述排气阀壳体外部，所述排气阀壳体的第一端设置有泄气通道且部分封闭中空腔体，第二端可与压缩机静盘连接；活塞，设置于所述排气阀壳体的中空腔体内，且所述活塞的形状与所述排气阀壳体的内壁相匹配；伸缩结构，设置于所述排气阀壳体的中空腔体内，所述伸缩结构的两端分别连接中空腔体的第一端和所述活塞，所述伸缩结构的伸缩带动所述活塞在所述排气阀壳体的轴向方向移动。

本发明提供了一种新颖的活塞式排气阀组件，通过其排气阀壳体的中空腔体作为排气腔，排气阀壳体的侧壁的排气通道作为消声排气孔，从而改善排气噪声和排气脉动，提高用户的使用体验；同时，活塞式排气阀组件可离线安装，更适合自动化生产，排气通道、活塞对称式设计，无安装方向性要求；进一步的，与传统舌簧片式排气阀相比，排气阀组件与压缩机静盘之间可通过螺纹直接连接，无方向性要求，容错率高，降低制造成本。

下面结合附图以及具体的实施例进一步阐述本发明的排气阀组件的结构和使用方法，可以理解的是，各个具体实施例不作为本发明的保护范围的限制。

图1为本发明的一实施例的排气阀组件的结构示意图，可以看出，排气阀组件包括排气阀壳体1、活塞2、伸缩结构3、导向连杆4和阀座5。

图2为本发明的一实施例的排气阀壳体的结构示意图，具体地，排气阀壳体1包括侧壁11和中空腔体12，所述侧壁1设置有多个第一排气通道111，所述第一排气通道111连通所述中空腔体12与所述排气阀壳体1外部，所述排气阀壳体1的第一端13设置有泄气通道15且部分封闭中空腔体12，第二端14可与压缩机静盘连接；排气阀壳体1可以呈圆柱状，即侧壁11和第一端13构成圆筒状，相应地，中空腔体12也为圆柱状。优选地，圆筒状的侧壁11的轴线可以与圆柱状的中空腔体12的轴线重合，本发明对排气阀壳体1和中空腔体12的形状不做限制，可以根据压缩机的具体结构确定。

图3为图2实施例的活塞的结构示意图，活塞2设置于所述排气阀壳体1的中空腔体12内。伸缩结构3设置于所述排气阀壳体1的中空腔体12内，所述伸缩结构3的两端分别连接中空腔体12的第一端13和所述活塞2，伸缩结构3的一端固定与第一端13，此时，所述伸缩结构3的伸缩带动所述活塞1在所述排气阀壳体的轴向方向(图1的z方向)移动。由于活塞2需在中空腔体12沿着圆柱状的轴线方向，因此，所述活塞2的形状与所述排气阀壳体1的内壁相匹配，当中空腔体12为圆柱状时，活塞如图2所示为柱式活塞，活塞的外径略小于中空腔体12的直径(排气阀壳体的内径)。

在一些实施例中，排气阀组件仅包括排气阀壳体1、活塞2和伸缩结构3部件时，如要确保活塞在壳体内正常运动活塞，活塞需具有一定的厚度，以起到活塞移动时的导向作用，本发明对活塞的厚度不做限定，起到一定的限位作用即可。在实际的使用中，伸缩结构3可以是弹簧、橡胶弹性材料、管道伸缩器等，可以驱动活塞2在中空腔体12内往复运动的伸缩机构均可用于本发明。

所述排气阀壳体1的第二端14处的侧壁11设置有螺纹112，当排气阀组件使用于一压缩机时，可以通过所述螺纹112与压缩机静盘固定连接，如与静盘处的法兰固定连接，此时，螺纹112与法兰的螺纹相齿和。排气阀壳体也可以以过盈配合的方式与压缩机静盘法兰固定连接，以实现排气阀壳体的中空腔体12与压缩机排气通道的相连通。本发明的排气阀组件可以先安装完后再组装到压缩机上，简化了生产工艺流程。

图1的实施例中，排气阀组件还可以包括导向连杆4。图4为该实施例的导向连杆的结构示意图，导向连杆4为一圆柱光杆，所述导向连杆4的一端固定于所述排气阀壳体的中空腔体12的第一端13，在一实施例中，可以在所述排气阀壳体1的第一端13朝向中空腔体12的一侧设置有沉孔，所述导向连杆4与所述排气阀壳体的第一端13通过沉孔与所述导向连杆4一端的过盈配合连接。所述活塞2和所述伸缩结构3套设于所述导向连杆4，在一些实施例中，可以通过在所述活塞2中央设置第一通孔21，通过所述第一通孔21与所述导向连杆4的间隙配合套设于所述导向连杆4。同样的，伸缩结构3也可以通过设置通孔与所述导向连杆4的间隙配合，实现所述伸缩结构3可沿所述导向连杆4的轴向方向伸缩，以及所述活塞可沿所述导向连杆4的轴向方向移动。导向连杆4的主要作用是限制伸缩结构和活塞的径向移动，其外径要略小于伸缩结构的通孔和活塞的第一通孔的内径，导向连杆4使得伸缩结构3只能沿导向连杆4的轴向上进行压缩和伸长，避免伸缩结构压缩、恢复等过程中产生偏移，从而影响活塞在中空腔体内的移动。

进一步的，排气阀组件还可以包括阀座5，图5为图1实施例的阀座的结构示意图，阀座5固定于所述排气阀壳体1的第二端14的内壁，阀座5可以是过盈配合的方式嵌入排气阀壳体1内，也可以与所述侧壁是一体件。同时，阀座5与所述导向连杆4的另一端相连接，即可以通过阀座5进一步地固定导向连杆4，两者的固定连接方式不限，如可以通过阀座的中心通孔与导向连杆4的另一端的过盈配合连接。所述阀座5设置有至少一第二排气通道51，所述至少一第二排气通道51连通所述中空腔体12与所述排气阀壳体1外部。

本发明还提供了一种包括上述排气阀组件的涡旋压缩机，涡旋压缩机可以是卧式的，也可以是立式的。下面通过排气阀组件的工作原理进一步说明其结构和各个部件的基本参数，图6为本发明的一实施例的排气阀组件排气时的状态图。具体地：

当压缩机开始排气时，压缩机排气压力对活塞的作用力使活塞向远离静盘的方向移动，同时克服活塞的下端面与排气阀壳体的内侧壁接触产生的动摩擦力和伸缩结构被压缩的产生的弹力，排气阀壳体的第一端设置的泄气通道，将排气阀壳体内和排气阀壳体外部连通，保证活塞上下两侧不存在压差力，有利于排气阀在工作时，减小柱式活塞上升的阻力。在达到平衡时，排气压力对活塞的作用力应等于活塞和排气阀壳体之间的静摩擦力与伸缩结构被压缩后的弹力之和。同理，因为在不同工况下，压缩机的排气压力是不一样的，因此，活塞处于平衡位置时的位置是不一样的，为了保证伸缩结构被压缩到极限时伸缩结构不会失效，因此，在进行伸缩结构选用或设计时要考虑排气压力最大时伸缩结构的压缩率在所用伸缩结构允许的范围内。

当压缩机开始工作时，高压制冷剂气体对活塞做功，使活塞上升，因此，本发明的多个第一排气通道应设置于活塞上升的行程能够覆盖的侧壁上，此时，压缩机排气通道依次通过阀座上的第二排气通道、中空腔体以及第一排气通道与排气阀壳体外的主排气腔相连通。排气时，制冷剂从第二排气通道流入中空腔体，再从第一排气通道流入到主排气腔，实现制冷剂气体的排气。

由于排气时高压制冷剂气体依次从第一排气通道和第二排气通道通过，当活塞受到排气压力的作用向上运动时，确保活塞上升的距离可以使设置于侧壁原理第二端的第一排气通道与压缩机排气通道1通，确保每个通道都有制冷剂流出可有效地降低排气带来的噪声和排气脉动，本发明可以结构压缩机的具体结构设计第一排气通道和第二排气通道，包括排气通道的位置、数量、尺寸等。在一些实施例中，排气阀组件的侧壁11可以设置有多个所述第一排气通道111，且多个所述第一排气通道111沿所述侧壁的周向均匀公布，如周向阵列分布等。优选地，多个所述第一排气通道111的径向尺寸小于等于2mm，需要说明的是，此处的“径向尺寸”是指第一排气通道的横截面上最远两点间的距离，以第一排气通道的横截面为圆形为例，第一排气通道的径向尺寸即第一排气通道的直径，此时，优选地，第一排气通道的直径可以为2mm、1.5mm或1mm等；另外，所述第一排气通道111之间的距离也一定程度影响排气带来的噪声和排气脉动，优选地，所述第一排气通道111之间的距离小于等于所述第一排气通道的径向尺寸的1.5倍。第一排气通道的横截面不限于圆形，可以是椭圆形、多边形等各种形状。

当压缩机排气停止时，此时的状态图见图1，活塞恢复力主要是伸缩结构被压缩后积蓄的弹力，其方向垂直于静盘法兰面向里；受重力影响，活塞下端面会与排气阀壳体的内侧壁接触，在回弹的过程中需克服动摩擦力，因此要保证伸缩结构的弹力大于活塞与排气阀壳体内侧壁的摩擦力。当活塞盖住第一排气通道或下降至第一排气通道以下时，要保证伸缩结构仍处于被压缩状态，以确保压缩机的排气通道被完全密封。由于阀座设置有第二排气通道，要密封压缩机的排气通道，活塞与阀座的接触面要做具有较高的平整度，以保证当压缩机停止工作时，第二排气通道被活塞完全盖住，不存在高压制冷剂气体回流的可能性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (11)

1.一种排气阀组件，其特征在于，包括：

排气阀壳体，包括侧壁和中空腔体，所述侧壁设置有至少一第一排气通道，所述至少一第一排气通道连通所述中空腔体与所述排气阀壳体外部，所述排气阀壳体的第一端设置有泄气通道且部分封闭中空腔体，第二端可与压缩机静盘连接；

活塞，设置于所述排气阀壳体的中空腔体内，且所述活塞的形状与所述排气阀壳体的内壁相匹配；

伸缩结构，设置于所述排气阀壳体的中空腔体内，所述伸缩结构的两端分别连接中空腔体的第一端和所述活塞，所述伸缩结构的伸缩带动所述活塞在所述排气阀壳体的轴向方向移动。

2.根据权利要求1所述的排气阀组件，其特征在于，还包括：

导向连杆，所述导向连杆的一端固定于所述排气阀壳体的中空腔体的第一端；

所述活塞和所述伸缩结构套设于所述导向连杆，且所述伸缩结构可沿所述导向连杆的轴向方向伸缩，以及所述活塞可沿所述导向连杆的轴向方向移动。

3.根据权利要求2所述的排气阀组件，其特征在于，还包括阀座，固定于所述排气阀壳体的第二端的内壁，且与所述导向连杆的另一端相连接；

所述阀座设置有至少一第二排气通道，所述至少一第二排气通道连通所述中空腔体与所述排气阀壳体外部。

4.根据权利要求3所述的排气阀组件，其特征在于，所述阀座与所述侧壁是一体件。

5.根据权利要求1所述的排气阀组件，其特征在于，所述侧壁设置有多个所述第一排气通道，且多个所述第一排气通道沿所述侧壁的周向均匀公布。

6.根据权利要求1所述的排气阀组件，其特征在于，所述侧壁设置有多个所述第一排气通道，多个所述第一排气通道满足：

所述第一排气通道的径向尺寸小于等于2mm；和/或

所述第一排气通道之间的距离小于等于所述第一排气通道的径向尺寸的1.5倍。

7.根据权利要求1所述的排气阀组件，其特征在于，所述伸缩结构为一弹簧。

8.根据权利要求2所述的排气阀组件，其特征在于，所述活塞设置有第一通孔，通过所述第一通孔与所述导向连杆的间隙配合套设于所述导向连杆。

9.根据权利要求2所述的排气阀组件，其特征在于，所述排气阀壳体的第一端朝向中空腔体的一侧设置有沉孔，所述导向连杆与所述排气阀壳体的第一端通过所述沉孔与所述导向连杆一端的过盈配合连接。

10.根据权利要求1所述的排气阀组件，其特征在于，所述排气阀壳体的第二端处的侧壁设置有螺纹，通过所述螺纹与压缩机静盘固定连接。

11.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至10中任意一项所述的排气阀组件。

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