CN116134225A - 往复式压缩机头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开往复式压缩机头装置，其能够消除在操作阀的弯曲区域中产生的摩擦磨损。为此，使用设置在阀片和挡片之间的接口片，使得所述阀片的操作阀的静态端和所述挡片的阀挡之间的接口完全由所述接口片实现。

Description

往复式压缩机头装置

技术领域

本发明涉及往复式压缩机头装置，具体地，涉及由至少一个阀板、至少一个吸入阀、至少一个排出阀、至少一个支撑件和/或固定单元以及在排出阀和支撑件和/或固定单元之间的至少一个柔性接口集成的头装置。根据所讨论的本发明，这种往复式压缩机头装置能够避免通常在排出阀的柔性区域中观察到的磨损。

所讨论的本发明特别适用于往复式压缩机头装置，该往复式压缩机头装置的排出阀包括叶片型阀，该片型阀紧挨着应用在制冷系统中的气密往复式压缩机的阀板排出孔使用。

背景技术

在蒸汽压缩冷却系统中，压缩机起到两个关键作用：泵送冷却剂通过冷却系统并且同时提高低压管线与高压管线之间的压缩机通道中的流体压力。最普通类型的压缩机将可变容积腔室中的部分工作流体隔离，容积减小到相同质量百分比导致压力升高，这是压缩过程。如本申请的图1所示，往复式压缩机是最普遍的构思之一，可变容积腔室使用活塞和气缸装置来构建，活塞在增大腔室容积的向下运动和减小腔室容积的向上运动之间改变其位置，这是术语往复式压缩机的起源。

自动叶片阀用于控制吸入和排出流，其通常由薄钢板构成，并用作嵌入梁，可移动端安装在气流通道孔上。这些不需要响应于气体压力和流量的变化的致动装置。

吸入过程需要至少一个孔和阀组件，排出过程需要另一孔和阀组件。压缩循环的第一步骤被称为吸入，并且随着活塞的向下运动从而减小气缸腔室的压力而发生，当达到低于低管线压力的压力时，其在阀上产生正压力差，该阀打开并允许气体进入气缸腔室，气流还负责维持阀的打开，该步骤保持直到活塞达到也被称为下中立位置的最大位移位置。此时，流停止并且阀返回到其静止位置。第二步骤随着活塞的向上运动而进行，其中压缩本身发生，在该步骤中，吸入阀和排出阀都处于它们的静止位置，从而将腔室与气缸隔离。压缩过程在气缸压力达到高管线压力的时刻结束，然后在排出阀上产生正压力差，该排出阀打开以允许气体流动，然后使排出过程放气，该排出过程在活塞到达向上运动的顶点(也称为上中立位置)时结束，在该顶点处，保持阀的气流停止并且阀返回到其静止位置。这是压缩机循环的整个过程的结束，然后新的压缩机循环开始向下运动。

气体通道孔由称为阀板的刚性板构成，其上安装有吸入阀和排出阀。在排出阀上安装有称为阀挡的开口限制器。在排出阀和阀挡上安装有称为缸盖的腔室以接收高压下的排出气体。上述一组部件成为缸头，其通常以堆叠构造安装在活塞气缸装置上。此外，使用被称为接头或垫圈的密封元件，其定位在缸盖与阀板的接口上。

压缩机经历长时间的操作并且具有宽范围的操作条件，导致对具有动态操作的阀的重复和延长的作用。因此，这些部件具有特定的可靠性要求，包括耐磨性。与打开和关闭的循环运动相关联的部件堆叠设置产生位于阀的褶皱区域中的摩擦，这磨损了与挠曲疲劳相关联的材料，导致破裂。一旦该阀被破坏，其不再密封气体通道孔，并且因此使得不可能隔离该气缸腔室内的气体罐并且最终隔离该压缩过程。阀破裂表示压缩机功能完全失效。然后开发阀以消除磨损过程并且确保压缩机寿命周期。

现有技术的当前状态通过在美国专利US10174756中提出的往复式压缩机阀的装置来整合。这种装置包括至少一个排出阀、至少一个辅助排出阀和至少一个阀挡，并且排出阀包括至少一个夹紧端、至少一个操作端和至少一个弯曲区域，其中阀挡包括由至少一个端部界定的至少一个支撑区域。根据所述美国专利US10174756的技术方案，主阀的弯曲区域和阀挡的支撑区域的端部纵向不对齐，并且与在安装基部的开始和主阀弯曲区域的开始之间限定的范围相关的尺寸大于与在支撑区域的开始和阀挡的端部之间限定的范围相关的尺寸。此外，根据所述美国专利US10174756的技术方案，辅助阀设置在主阀和阀挡之间，以在打开和关闭阀的过程中给所述主阀提供附加刚性，其中，该同一辅助阀在进入排出阀和所述阀挡的附接区域中提供刚性接口。因此，可以观察到，虽然主阀的固定端、辅助阀的固定端和阀挡的支撑区域并置，但是主阀的弯曲区域和辅助阀的弯曲区域纵向不对齐。

在本发明的图2和图3中例示了在美国专利US10174756中提出的往复式压缩机阀的设置。

尽管在美国专利US10174756中提出的往复式压缩机阀的装置实现了所有提出的目的，但是发现主阀一旦通过阀挡或辅助阀设置在上表面上，就会在其弯曲区域中受到摩擦。这种摩擦的发生是因为主阀的褶皱接口，无论是阀挡还是辅助阀，在高频压缩机运行期间的长寿命循环中是特别有害的，因为这些循环使主阀经受反复的摩擦，这加速了主阀弯曲区域的磨损。

另外，在美国专利US10174756中提出的往复式压缩机阀装置的主阀的弯曲区域中的磨损的发生也与褶皱区域中的夹紧力的可变性相关联，因为在主阀的褶皱区域中施加减小的或过大的力导致部件之间的高摩擦系数以及由于主阀的固定和弯曲的组合应力导致的应力的局部增加。因此，为了延长在美国专利US10174756中提出的往复式压缩机阀装置的使用寿命，在主阀的褶皱区域中的力必须具有足够的范围和低的可变性。然而，在褶皱过程中这种力的尺寸受到机械变化的影响，因此受到施加高度可变力的影响。

尽管在美国专利US10174756中提出的往复式压缩机阀的装置包括模块化部件并且不与紧固头部的装置相关联，但是已经验证，可以改进的相同方面也适用于使用直接与紧固头部的装置相关联的一体部件的实施方式。

这意味着在美国专利US10174756中提出的往复式压缩机阀的装置中识别出的相同的可改进的方面也在美国专利US6929456中提出的往复式压缩机阀布置中观察到，该往复式压缩机阀布置包括直接与往复式压缩机头固定单元相关联的部件(主阀和阀挡)。为了快速参考，在美国专利US6929456中提出的往复式压缩机阀的设置在本文件的图4中示出。

发明目的：

在这个意义上，考虑到由在主阀和它们的固定单元(辅助阀、阀挡等)之间的接口中的刚性接口引起的问题，如在现有技术中提出的往复式压缩机阀的装置中观察到的，所讨论的本发明的主要目的是公开一种往复式压缩机头装置，该往复式压缩机头装置能够消除在排出阀的弯曲区域中摩擦磨损的发生。

此外，本发明的另一目的是提供一种往复式压缩机头装置，其部件之间的一般固定被简化并且通过相同的部件对准参考系统发生。

然而，提出了两个另选实施方式，其目的是当使用辅助阀时也消除主阀和辅助阀上的磨损。

发明内容

本发明的往复式压缩机头装置包括：至少一个阀板，该至少一个阀板设有至少一个操作孔；至少一个排出阀片，该至少一个排出阀片设有至少一个操作阀和至少一个安装孔；至少一个挡片，该至少一个挡片设有至少一个阀挡和至少一个安装孔；至少一个缸盖，该至少一个缸盖设有能够接纳至少一个组装部件的至少一个凸缘；以及设有至少一个操作阀和至少一个安装孔的至少一个吸入阀片。

此外，所述操作阀包括静态端，动态端和设置在所述静态端和所述动态端之间的弯曲区域。

根据优选实施方式，还提供了设有至少一个安装孔的至少一个接口片。

所述接口片由柔性材料制成，设置在所述排出阀片和所述挡片之间。所述接口片包括与排出阀片的操作阀的静态端重合的至少一个实心部分以及与排出阀片的操作阀的动态端和弯曲区域重合的至少一个中空部分。

阀片、接口片和挡片的安装孔通过至少一个组装部件来相互对齐。

此外，排出阀片的操作阀的静态端和挡片的停止阀之间的接口完全由接口片实现，更具体地，排出阀的操作阀的静态端和挡片的停止阀之间的接口完全由接口片的实心部分实现。此外，还验证了排出阀片的操作阀的弯曲区域相对于挡片没有接触。

根据另选实施方式，该往复式压缩机头装置除了在该优选实施方式中存在的这些部件之外还包括至少一个辅助阀片，该辅助阀片设有至少一个辅助操作阀和至少一个安装孔，其中，该辅助操作阀包括静态端、动态端以及设置在所述静态端与所述动态端之间的弯曲区域。

在该另选实施方式中，还设置有至少一个接口片，该接口片设置有至少一个安装孔。所述接口片由柔性材料制成，设置在所述排出阀片和所述辅助阀片之间。此外，还验证了所述接口片包括与辅助阀片的辅助操作阀的静态端重合的至少一个实心部分以及与辅助阀的操作阀的动态端和弯曲区域重合的至少一个中空部分，并且排出阀片、接口片、挡片和辅助阀片的组装孔通过至少一个组装部件来相互对齐。

此外，还应当注意，排出阀片的操作阀的静态端和辅助阀的操作阀的静态端之间的接口完全由接口片实现，更具体地，排出阀片的操作阀的静态端和辅助阀片的辅助操作阀的静态端之间的接口完全由接口片的实心部分实现。此外，还验证了排出阀片的操作阀的弯曲区域相对于辅助阀片不接触。

根据所讨论的本发明的第二另选实施方式，除了第一另选实施方式中存在的部件之外，往复式压缩机头装置还包括设有至少一个安装孔的至少一个接口片和设有至少一个安装孔的至少一个附加接口片，并且该接口片设置在所述排出阀片和所述辅助阀片之间，所述附加接口片设置在所述辅助阀片和所述挡片之间。

在该另选实施方式中，可以注意到，所述接口片和所述附加接口片都由柔性材料制成，其中，所述接口片包括与排出阀片的操作阀的静态端重合的至少一个实心部分和与排出阀片的操作阀的动态端和弯曲区域重合的至少一个中空部分。所述附加接口片又包括与辅助阀片的辅助操作阀的静态端重合的至少一个实心部分和与辅助阀片的辅助操作阀的动态端和弯曲区域重合的至少一个中空部分。此外，排出阀片、接口片、附加接口片、挡片和辅助阀片的安装孔借助于至少一个组装部件相互对齐。

根据该另选实施方式，验证了排出阀片的操作阀的静态端和辅助阀片的辅助阀的静态端之间的接口完全由接口片实现，更具体地，排出阀片的操作阀的静态端之间的接口完全由接口片的实心部分实现。此外，还验证了排出阀片的操作阀的弯曲区域相对于辅助阀片没有接触。

而且，根据该另选实施方式，已经验证辅助操作阀的静态端和挡片的阀挡之间的接口完全由附加接口片实现，更具体地，辅助操作阀的静态端和挡片的阀挡之间的接口完全由附加接口片的实心部分实现。此外，辅助阀片的辅助阀操作的弯曲区域不与挡片接触。

附图说明

本发明的目的和优点将通过以下在本文末尾呈现的示例和非限制性附图的详细描述而变得清楚：

图1是往复式压缩机及其主要部件的示意图；

图2、图3和图4包括包含在美国专利US10174756和US6929456中的图的稍微编辑的再现(除去了原始附图标记)。更具体地，图2和图3涉及美国专利US10174756的图，图4涉及美国专利US6929456的图；

图5以分解立体图例示了所讨论的根据本发明的往复式压缩机头装置的优选实施方式；

图6以放大分解立体图例示了结合了所讨论的根据本发明的往复式压缩机头装置的优选实施方式的操作阀、接口元件和阀挡的结构性细节；

图7以示意性侧截面图例示了集成了根据本发明的往复式压缩机头装置的优选实施方式的部件的一部分的组件；

图8以放大分解立体图例示了集成了根据本发明的往复式压缩机头装置的可选第一实施方式的操作阀，接口元件和阀挡的结构性细节；

图9以示意性侧截面图例示了集成了根据本发明的往复式压缩机头装置的第一另选实施方式的部件的一部分的组件；

图10以放大分解立体图例示了集成了根据本发明的往复式压缩机头装置的第二另选实施方式的操作阀、接口元件和阀挡的结构性细节；以及

图11以示意性侧截面图例示了集成了根据本发明的往复式压缩机头装置的第二另选实施方式的部件的一部分的组件。

具体实施方式

鉴于所讨论的本发明的目的，公开了一种往复式压缩机头装置，其优选实施方式在图5、图6和图7中示出。

根据该优选实施方式，往复式压缩机头装置包括：阀板1、排出阀片2、接口片3、挡片4、缸盖5、组装部件6和吸入阀片7。

优选地，在此公开的往复式压缩机头装置还可以包括至少一个密封接头。

这样，阀板1包括用于封闭往复式压缩机(未示出)的压缩缸(未示出)的自由端的四边形刚性板。此外，所述阀板1包括设置在其区域内的四个操作孔11(两个排出孔和两个吸入孔)，并且包括四个安装孔12，各安装孔设置在其一端。

另外，排出阀片2具有四边形的小厚度金属片，包括两个操作阀21和四个安装孔22。如在传统的阀片中，各操作阀21包括静态端211、动态端212和设置在静态端211和动态端212之间的弯曲区域213。此外，如与传统的阀片，安装孔22设置在所述排出阀片2的总体区域的端部。

同样以相同的意义，挡片4包括四边形金属片，具有中等厚度，通常在1mm至3mm之间、在1.9mm至4mm之间的阀板1的厚度以及0.077mm至0.503mm之间的排出阀片2的厚度之间。设有两个阀挡41和四个安装孔42。另外，值得注意的是，所述挡片4的大部分区域是空心的。在任何情况下，根据所讨论的本发明的优选实施方式，各个阀挡41包括行程端部肋411。此外，如传统的挡片，安装孔42设置在所述挡片4的总体区域的端部。

同样以相同的意义，缸盖5包括具有内部容积(未示出)的金属整体单元和用于接纳组装部件6的凸缘51，该组装部件可以包括螺钉或等效元件。

此外，以相同的意义，吸入阀片7包括厚度与排出阀相似的四边形金属片，包括两个操作阀71和四个安装孔72。如传统的阀片，各操作阀71包括静态端、动态端和设置在静态端和动态端之间的弯曲区域。此外，如传统的阀片，安装孔72设置在吸入阀片7的总体区域的端部。

本发明重点在于使用接口片3及其与排出阀片2以及与挡片4的相互作用，以避免操作阀21的弯曲区域213中的摩擦磨损。

所述接口片3包括小厚度片，由柔性材料制成，例如由合成纤维、弹性体(液压纸板)、纤维素、聚合化合物(工程塑料)和金属(例如铜和铝)组成的混合物。在这种意义上，所述接口片3必须由比排出阀片2和挡片4的制造材料易延展或“软”的材料制成。

如图5、图6和图7所示，接口片3具有四边形形状，并且设有设置在其总体区域的端部处的四个安装孔31。

除了与密封接头的轮廓相当的周边轮廓外，所述接口片3还包括与阀片2的操作阀21的静态端211重合的两个实心部分32，以及与阀片2的操作阀21的动态端212和弯曲区域213重合的大中空部分33。

然而，如图7所示，接口片3设置在所述阀片2和所述挡片4之间。在这个意义上，阀片2的操作阀21的静态端211和挡片4的阀挡41之间的接口完全由接口片3实现。更具体地，注意到阀片21的操作阀的静态端211和挡片4的阀挡41之间的接口完全由接口片3的实心部分32实现。

因此，在排出阀片2的操作阀21的静态端211和弯曲区域213与挡片4之间没有物理接触。

此外，还考虑到所述接口片3设置在所述排出阀片2和所述挡片4之间，可以观察到阀片2的操作阀21的弯曲区域213也不与挡片4接触。

关于这里本文的部件的组装和固定，如图5所示，排出阀片2、接口片3和挡片4的安装孔借助于组装部件6来相互对齐。

在两个刚性片之间使用柔性接口片3减小了操作阀的弯曲区域中的摩擦，因为接口片的实心部分倾向于变形以伴随操作阀的所述弯曲区域的运动，防止其与挡片建立直接物理接触，因此减小了在由接口片的实心区域限定的弯曲区域中排出阀的张力。

图8和图9示出了所讨论的本发明的第一另选实施方式。在该实施方式中，除了上述本发明的优选实施方式中所述的所有普通部件(阀板、缸盖、组装部件和吸入阀片)和所有基本部件(排出阀片2、接口片3和挡片4)外，还设置有辅助阀片8，该辅助阀片8包括由两个辅助操作阀81和四个安装孔82集成的小厚度、四边形形状的金属片。

考虑到辅助阀片8的辅助操作阀81基本上等同于排出阀片2的操作阀21，辅助阀片8的各辅助操作阀81还包括静态端811、动态端812和设置在所述静态端811和所述动态端812之间的弯曲区域813。

在这个意义上，辅助操作阀以缓冲排出阀片2的操作阀21的运动的方式来设计和设置。

与在将接口片3设置在排出阀片2和挡片4之间的本发明的优选实施方式中所观察到的不同，第一另选实施方式突出了接口片3设置在排出阀片2和辅助阀片8之间。在这种情况下，挡片4设置在辅助阀片8上。

在引入了辅助阀片8(在接口片3和挡片4之间)之后，这里描述的关于部件的组装和固定的细节类似于在所讨论的本发明的优选实施方式中观察到的组装和固定的细节。

第一另选实施方式的主要目的是减小排出阀片的操作阀的弯曲区域中的摩擦，该效果是由于使用与操作阀协作的辅助操作阀来对操作阀的运动进行受控阻尼而产生的。

图10和图11示出了所讨论的本发明的第二另选实施方式。在这种实现方式中，除了所讨论的本发明的第一另选实施方式中的所有普通部件(阀板、缸盖、组装部件和吸入阀片)以及先前提及和描述的所有基本要部件(排出阀片2、接口片3、挡片4和辅助阀片8)之外，还提供了附加接口片3'，该附加接口片被设置在辅助阀片8与挡片4之间。

因此，应注意的是，上述附加接口片3'类似于接口片3，因此，其具有四边形形状，除了设有设置在其总体区域的端部处的四个安装孔31'，具有现在与辅助阀片8的辅助操作阀81的固定端重合的两个实心部分32'、以及现在与辅助阀片8的辅助操作阀81的动态端和弯曲区域重叠的大的中空部分33'。

此外，在该实施方式中，设置在排出阀片2和辅助阀片8之间的接口片3负责减小排出阀片的操作阀的弯曲区域中的摩擦。依次设置在辅助阀片8和挡片4之间的附加接口片3'负责减小辅助阀片8的辅助操作阀的弯曲区域中的最终摩擦。

尽管已经结合某些优选实施方式描述了本发明，但是应当理解，本发明并不旨在将公开内容限于这些特定实施方式。相反，本发明旨在覆盖由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有可能的替换，修改和等同物。

Claims (5)

1.一种往复式压缩机头装置，所述往复式压缩机头装置包括：

设有至少一个操作孔(11)的至少一个阀板(1)；

设有至少一个操作阀(21)和至少一个安装孔(22)的至少一个排出阀片(2)；所述操作阀(21)包括静态端(211)、动态端(212)和设置在所述静态端(211)和所述动态端(212)之间的弯曲区域(213)；

设有至少一个阀挡(41)和至少一个安装孔(42)的至少一个挡片(4)；所述阀挡(41)包括至少一个冲程端部肋(411)；

至少一个缸盖(5)，所述至少一个缸盖设有能够接纳至少一个组装部件(6)的至少一个凸缘(51)；以及

设有至少一个操作阀(71)和至少一个安装孔(72)的至少一个吸入阀片(7)；所述操作阀(71)包括静态端、动态端和设置在该静态端和该动态端之间的弯曲区域；

所述往复式压缩机头装置的特征在于，所述往复式压缩机头装置包括：

设有至少一个安装孔(31)的至少一个接口片(3)；

所述接口片(3)被设置在所述排出阀片(2)与所述挡片(4)之间；

所述接口片(3)由柔性材料制成；

所述接口片(3)包括与所述排出阀片(2)的所述操作阀(21)的所述静态端(211)重合的至少一个实心部分(32)；

所述接口片(3)包括与所述排出阀片(2)的所述操作阀(21)的所述动态端(212)和所述弯曲区域(213)重合的至少一个中空部分(33)；以及

所述阀片(2)、所述接口片(3)以及所述挡片(4)的安装孔借助于至少一个组装部件(6)来相互对齐。

2.根据权利要求1所述的往复式压缩机头装置，其特征在于，所述排出阀片(2)的所述操作阀(21)的所述静态端(211)和所述挡片(4)的所述阀挡(41)之间的接口完全由所述接口片(3)的所述实心部分(32)实现。

3.根据权利要求1所述的往复式压缩机头装置，其特征在于，所述排出阀片(2)的所述操作阀(21)的所述弯曲区域(213)相对于所述挡片(4)不接触。

4.根据权利要求1所述的往复式压缩机头装置，其特征在于，所述往复式压缩机头装置还包括至少一个辅助阀片(8)，所述辅助阀片设有至少一个辅助操作阀(81)和至少一个安装孔(82)；所述辅助操作阀(81)包括静态端(811)、动态端(812)以及被设置在所述静态端(811)与所述动态端(812)之间的弯曲区域(813)，其中：

所述接口片(3)设置在所述排出阀片(2)和所述辅助阀片(8)之间；

所述实心部分(32)与所述辅助阀片(8)的所述辅助操作阀(81)的所述静态端相重合；

所述排出阀片(2)、所述接口片(3)、所述挡片(4)和所述辅助阀片(8)的安装孔借助于至少一个组装部件(6)来相互对齐；

在所述排出阀片(2)的所述操作阀(21)的所述静态端(211)和所述辅助阀片(8)的所述辅助操作阀(81)的所述静态端(811)之间的接口完全由所述接口片(3)的实心部分(32)实现。

5.根据权利要求4所述的往复式压缩机头装置，其特征在于，所述往复式压缩机头装置包括：

设有至少一个安装孔(31')的至少一个附加接口片(3')；所述附加接口片(3')被设置在所述辅助阀片(8)与所述挡片(4)之间；

所述接口片(3')包括与所述辅助阀片(8)的所述辅助操作阀(81)的所述静态端重合的至少一个实心部分(32')；

所述附加接口片(3')包括与所述辅助阀片(8)的所述辅助操作阀(81)的所述动态端(812)和所述弯曲区域(813)重合的至少一个中空部分(33')；

所述排出阀片(2)、所述接口片(3)、所述附加接口片(3')、所述挡片(4)和所述辅助阀片(8)的安装孔借助于至少一个组装部件(6)来相互对齐；以及

在所述辅助操作阀(81)的所述静态端(811)和所述挡片(4)的所述阀挡(41)之间的接口完全由所述附加接口片(3')的所述实心部分(32')实现。

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