CN116163915A - 活塞结构及其压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种活塞结构及其压缩机，活塞结构包括活塞杆、吸气阀片以及启闭结构；活塞杆一端端面上凹设有吸气槽，吸气槽的底壁面上设置有进气结构；吸气阀片沿垂直吸气槽底壁面的方向活动安装至吸气槽内，吸气阀片活动以封闭或者打开吸气槽；启闭结构设于吸气槽与吸气阀片之间，用以控制吸气阀片活动。在本发明中，进气结构向吸气槽内送入气体，通过启闭结构，使得吸气阀片活动脱离吸气槽，气体即可离开活塞杆进入对应的位置，完成进气后，吸气阀片自动封闭吸气槽，以便以活塞杆进行空气压缩，将进气结构与排气分离，避免换热，流道阻力和余隙容积大的问题，同时，避免阀片的高强度工作带来的寿命问题。

Description

活塞结构及其压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种活塞结构及其压缩机。

背景技术

在压缩机技术领域，通过在压缩机气缸一端设置吸排气阀组，吸气阀和排气阀设置在同一阀板，构成活塞式压缩机的吸气和排气控制装置，以实现压缩机中气体周期性地吸气和排气。

目前活塞式压缩机中使用的吸排气阀组，吸气和排气设置在同一阀板上，吸气流道和排气流道之间存在严重的热交换；同时，受限于压缩机阀板的空间尺寸，吸气流道和排气流道尺寸受限，存在吸排气流道局部阻力严重的问题；且吸排气阀组上的吸排气流道导致压缩机余隙容积不可避免，进而降低了压缩机排量。此外，随着二氧化碳等跨临界循环制冷工质的使用及高转速电机的应用，高温高压作用下阀片的高速开合，传统吸排气阀组的金属舌簧阀片与金属阀板高速拍击，舌簧阀片材料工作环境更加恶劣，导致舌簧阀片存在疲劳断裂等可靠性问题及高噪音问题。综上所述，现有技术中压缩机的吸排气结构工作质量不佳。

发明内容

本发明提供一种活塞结构及其压缩机，用以解决现有技术中压缩机的吸排气结构工作质量不佳问题，提高吸排气结构的可靠性。

本发明提供一种活塞结构，包括：

活塞杆，一端端面上凹设有吸气槽，吸气槽的底壁面上设置有进气结构；

吸气阀片，吸气阀片沿垂直吸气槽底壁面的方向活动安装至吸气槽内，吸气阀片活动以封闭或者打开吸气槽；以及，

启闭结构，设于吸气槽与吸气阀片之间，用以控制吸气阀片活动。

根据本发明提供的活塞结构，吸气槽的底壁面上设置有安装孔；

吸气阀片朝向吸气槽底壁面的端面上设置有螺纹孔；

启闭结构包括连接螺杆，连接螺杆一端螺纹连接至螺纹孔内，另一端活动安装至安装孔内。

根据本发明提供的活塞结构，安装孔的内侧壁呈台阶状设置，形成背向吸气槽的台阶面；

启闭结构还包括第一弹性件，第一弹性件设于连接螺杆与台阶面之间，用以驱动连接螺杆向安装孔内活动。

根据本发明提供的活塞结构，吸气阀片朝向吸气槽底壁面的端面上凸设有阀片杆，阀片杆穿设于安装孔内，螺纹孔设置于阀片杆的端面上；

其中，所述安装孔处于所述吸气槽底壁面的中心位置，所述螺纹孔对应所述安装孔设置。

根据本发明提供的活塞结构，沿靠近吸气槽底壁面的方向，吸气阀片的截面宽度呈逐渐减小设置。

根据本发明提供的活塞结构，吸气槽的底壁面上贯设有多个进气孔，多个进气孔形成进气结构。

本发明还提供一种压缩机，包括：

气缸本体，具有相对的吸气端以及排气端，气缸本体内形成有排气腔，排气腔内具有靠近吸气端的吸气内侧壁以及靠近排气端的排气内侧壁，吸气内侧壁上贯设有压缩通道，排气内侧壁上对应压缩通道贯设有排气通道；

活塞结构，活塞结构为根据上述任意一项的活塞结构，活塞杆往复活动安装至压缩通道内；

排气阀片，沿靠近或者远离吸气内侧壁的方向活动安装至排气腔内，且呈对应压缩通道设置，排气阀片活动以封闭或者打开压缩通道；以及，

驱动装置，驱动活塞杆活动；

其中，活塞杆与排气阀片之间包围的压缩通道形成压缩腔。

根据本发明提供的压缩机，排气阀片与排气内侧壁之间设置有第二弹性件，用以驱动排气阀片朝向吸气内侧壁活动。

根据本发明提供的压缩机，排气阀片朝向排气内侧壁的端面上凹设有减重凹槽。

根据本发明提供的压缩机，压缩通道的内侧壁上设置有气体轴承；或者，

活塞杆的外侧壁上设置有气体轴承。

在本发明提供的活塞结构中，在活塞杆上设置有吸气槽，通过吸气阀片控制吸气槽的启闭，在活塞杆的工作过程中，进气结构向吸气槽内送入气体，通过启闭结构，使得吸气阀片活动脱离吸气槽，以打开吸气槽，气体即可离开活塞杆进入对应的位置，也即，进入用以压缩气体的空间内，而在完成进气后，在启闭结构的作用下，吸气阀片自动封闭吸气槽，以便以活塞杆进行气体压缩，将进气结构与排气分离，使得活塞杆仅仅负责进行进气并进行压缩，避免换热和流道阻力大的问题，同时，避免阀片的高强度工作带来的寿命问题和安装吸排气阀导致的压缩机额外余隙容积的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1为本发明提供的活塞结构的立体结构示意图；

图2为图1中吸气阀片一实施例的剖视结构示意图；

图3为图1中吸气阀片另一实施例的剖视结构示意图；

图4为本发明提供的压缩机一实施例的剖视结构示意图；

图5为图4中排气阀片的正视结构示意图；

图6为本发明提供的压缩机另一实施例的剖视结构示意图。

附图标记：

100、活塞结构；1、活塞杆；11、安装孔；12、进气孔；2、吸气阀片；21、阀片杆；3、第一弹性件；4、连接螺杆；5、气缸本体；6、排气阀片；7、驱动装置；8、气体轴承。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种活塞结构100，包括活塞杆1、吸气阀片2以及启闭结构；活塞杆1一端端面上凹设有吸气槽，吸气槽的底壁面上设置有进气结构；吸气阀片2沿垂直吸气槽底壁面的方向活动安装至吸气槽内，吸气阀片2活动以封闭或者打开吸气槽；启闭结构设于吸气槽与吸气阀片2之间，用以控制吸气阀片2活动。

在本发明提供的活塞结构100中，在活塞杆1上设置有吸气槽，通过吸气阀片2控制吸气槽的启闭，在活塞杆1的工作过程中，进气结构向吸气槽内送入气体，通过启闭结构，使得吸气阀片2活动脱离吸气槽，以打开吸气槽，气体即可离开活塞杆1进入对应的位置，也即用以压缩气体的空间内，而在完成进气后，在启闭结构的作用下，吸气阀片2自动封闭吸气槽，以便以活塞杆进行气体压缩，将进气结构与排气分离，使得活塞杆仅仅负责进行进气并进行压缩，避免换热和流道阻力大的问题，同时，避免阀片的高强度工作带来的寿命问题和安装吸排气阀导致的压缩机额外余隙容积问题。

请参阅图2，进一步的，吸气槽的底壁面上设置有安装孔11；吸气阀片2朝向吸气槽底壁面的端面上设置有螺纹孔；启闭结构包括连接螺杆4，连接螺杆4一端螺纹连接至螺纹孔内，另一端活动安装至安装孔11内。在本实施例中，为了便于吸气阀片2活动安装至吸气槽内，吸气阀片2螺纹连接在连接螺杆4上，以此保证吸气阀片2安装的稳固性以及可拆卸性，同时，通过连接螺杆4的活动带来吸气阀片2活动，使得吸气阀片2的运动更加稳定，结构更加简单，保证其结构质量和使用寿命，且避免活动异响。

连接螺杆4在安装孔11内的活动方式有多种，例如在安装孔11的底壁面与连接螺杆4的端面之间设置驱动件，驱动连接螺杆4活动。

具体的，在本实施例中，安装孔11的内侧壁呈台阶状设置，形成背向吸气槽的台阶面；启闭结构包括第一弹性件3，第一弹性件3设于连接螺杆4与台阶面之间，用以驱动连接螺杆4向安装孔内活动。在本实施例中，通过第一弹性件的预压驱动连接螺杆4活动，以使得吸气阀片2向吸气槽内活动，进而封闭吸气槽，在进气结构向吸气槽内进气时，才会顶起吸气阀片2，以向后续压缩腔内输送气体，而在输送完毕后又会自动封闭，实现活塞结构100的自动进气和自动封闭。

需要说明的是，在本实施例中，第一弹性件为安装弹簧，安装弹簧套设于连接螺杆4上，且一端连接至台阶面上，另一端连接在连接螺杆4上，通过弹簧的预先压缩以便于驱动连接螺杆4活动。

另外，吸气阀片2朝向吸气槽底壁面的端面上凸设有阀片杆21，阀片杆21穿设于安装孔内，螺纹孔设置于阀片杆21的端面上，其中，安装孔处于吸气槽底壁面的中心位置，螺纹孔对应安装孔设置。在本实施例中，通过阀片杆21的设置，使得吸气阀片2形成菌状阀，阀片杆21穿设于安装孔内，便于控制吸气阀片2的活动路径，使其沿着安装孔的轴向活动，进一步的保证其活动的稳定性。

在本发明中，沿靠近吸气槽底壁面的方向，吸气阀片2的截面宽度呈逐渐减小设置。在本实施例中，通过吸气阀片2的宽度改变，使得吸气阀片2既能够完全封堵吸气槽，同时，与吸气槽之间会形成有间隙，便于进气结构进气时先停留在吸气槽中，以蓄积足够的动力将吸气阀片2推出吸气槽，以及一次提供足够的气体，减小吸气阀片2的打开时间。

在本发明提供的一实施例中，吸气阀片2的截面呈梯形设置，吸气阀片2的短边对应吸气槽的底壁面设置。在本实施例中，通过梯形的吸气阀片2，使得吸气阀片2能够封闭吸气槽的槽口，同时在内部形成一定的空间用以容置气体。

同样的，请参阅图3，在本发明提供的另一实施例中，吸气阀片2的截面呈半圆形设置，吸气阀片2的弧边对应吸气槽的底壁面设置。

另一方面，吸气槽的底壁面上贯设有多个进气孔12，多个进气孔12形成进气结构。在本实施例中，通过贯设的多个进气孔12，实现向吸气槽内灌入气体，多个进气孔12保证一次进气的进气量的充足，同时便于减轻活塞杆1的重量。

需要说明的是，为了保证活吸气阀片2的可靠性和使用寿命，吸气阀片2的材质为高性能工程塑料。例如聚醚醚铜、聚酰亚胺以及聚四氟乙烯中的一种为原料或其混合物为原料加工而成，在此不做具体限制。

基于上述活塞结构100，本发明还提供一种压缩机，压缩机包括上述活塞结构100，也包括上述活塞结构100的全部技术特征，因此，也具有上述全部技术特征带来的技术效果，在此不再赘述。

请参阅图4，本发明提供一种压缩机，还包括气缸本体5、排气阀片6以及驱动装置7；气缸本体5具有相对的吸气端以及排气端，气缸本体5内形成有排气腔，排气腔内具有靠近吸气端的吸气内侧壁以及靠近排气端的排气内侧壁，吸气内侧壁上贯设有压缩通道，排气内侧壁上对应压缩通道贯设有排气通道；活塞杆1往复活动安装至压缩通道内；排气阀片6沿靠近或者远离吸气内侧壁的方向活动安装至排气腔内，且呈对应压缩通道设置，排气阀片6活动以封闭或者打开压缩通道；驱动装置7驱动活塞杆1活动；其中，活塞杆1与排气阀片6之间包围的压缩通道形成压缩腔。

在本发明提供的压缩机中，活塞杆1在驱动装置带动下，沿远离排气阀片6的方向活动时，排气阀片6此时关闭，压缩腔内的压力降低，且在进气结构内气压的作用下，使得第一弹性件3无法支持吸气阀片2继续压持在吸气槽内，第一弹性件3被进一步压缩，使得活塞杆1上的吸气阀片2打开，使得进气结构向压缩腔内送入气体，也即压缩机在吸气过程中，活塞杆达到远离排气阀片6的最大位置时，活塞杆不再继续远离排气阀片6运动，压缩腔内的压力与进气结构的压力达到相等，吸气阀片2在第一弹性件的弹力作用下回弹，使得吸气阀片2再次封闭吸气槽从而关闭进气结构。

在完成进气后，活塞杆1在驱动装置7的带动下，向靠近排气阀片6的方向运动，压缩腔体积不断减小，此时吸气阀片2以及排气阀片6均处于闭合状态，压缩腔内气体因压缩腔体积的减小而逐渐增大，即压缩机的压缩过程，当压缩腔内的气体压力达到预设值，也即大于排气阀片6压持在压缩通道上的压力后，排气阀片6打开，进行排气，而当排气完成后，也即压缩腔内气体压力等于排气腔内气体压力，排气阀片6关闭，压缩机完成排气过程。

活塞杆在驱动装置的带动下远离排气阀方向运动，从而重复上述压缩机工作过程。本发明将进气结构与排气分离，使得活塞杆仅仅负责进行进气并进行压缩，可有效避免排气与进气之间的换热和进气、排气流道阻力大的问题，同时，避免阀片的高强度工作带来的寿命问题和安装吸排气阀导致的压缩机额外余隙容积问题。

需要说明的是，为了保证气缸本体5的稳固，气缸本体5固定安装至气缸紧固件上。

进一步的，排气阀片6与排气内侧壁之间设置有第二弹性件，用以驱动排气阀片6朝向吸气内侧壁活动。在本实施例中，实现排气阀片6自动封闭压缩通道，以形成压缩腔，且在气体压缩到一定的程度时，排气阀片6自动打开，以排出气体。

同样的，在本实施例中，第二弹性件也可以设置为弹簧。

另外，请参阅图5，排气阀片6朝向排气内侧壁的端面上凹设有减重凹槽。以减轻排气阀片6的重量。

同样的，在本实施例中，排气阀片6的材质也为高性能工程塑料。以保证使用寿命和使用可靠性，并可以避免金属拍打的噪音问题。

需要说明的是，在本实施例中，减震凹槽呈圆形或者多边形设置，在此不作具体限制。

另外，在本实施例中，排气阀片6同样为菌状阀，其中排气阀片6的长边对应压缩通道设置。

请参阅图6，在本发明提供的一实施例中，压缩通道的内侧壁上设置有气体轴承8。以便于活塞杆1在压缩通道内的活动。

同样的，在本发明提供的另一实施例中，活塞杆1的外侧壁上设置有气体轴承。

另一方面，在本实施例中，通过驱动装置7驱动活塞杆1活动，其中，驱动装置7有多种实施方式，例如直线电机或为带曲斌连杆结构的旋转电机，只要能够完成活塞杆1的往复运动即可，在此不做具体限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种活塞结构，其特征在于，包括：

活塞杆，一端端面上凹设有吸气槽，所述吸气槽的底壁面上设置有进气结构；

吸气阀片，所述吸气阀片沿垂直所述吸气槽底壁面的方向活动安装至所述吸气槽内，所述吸气阀片活动以封闭或者打开所述吸气槽；以及，

启闭结构，设于所述吸气槽与所述吸气阀片之间，用以控制所述吸气阀片活动。

2.根据权利要求1所述的活塞结构，其特征在于，所述吸气槽的底壁面上设置有安装孔；

所述吸气阀片朝向所述吸气槽底壁面的端面上设置有螺纹孔；

所述启闭结构包括连接螺杆，所述连接螺杆一端螺纹连接至所述螺纹孔内，另一端活动安装至所述安装孔内。

3.根据权利要求2所述的活塞结构，其特征在于，所述安装孔的内侧壁呈台阶状设置，形成背向所述吸气槽的台阶面；

所述启闭结构还包括第一弹性件，所述第一弹性件设于所述连接螺杆与所述台阶面之间，用以驱动所述连接螺杆向所述安装孔内活动。

4.根据权利要求2所述的活塞结构，其特征在于，所述吸气阀片朝向所述吸气槽底壁面的端面上凸设有阀片杆，所述阀片杆穿设于所述安装孔内，所述螺纹孔设置于所述阀片杆的端面上；

其中，所述安装孔处于所述吸气槽底壁面的中心位置，所述螺纹孔对应所述安装孔设置。

5.根据权利要求1所述的活塞结构，其特征在于，沿靠近所述吸气槽底壁面的方向，所述吸气阀片的截面宽度呈逐渐减小设置。

6.根据权利要求1所述的活塞结构，其特征在于，所述吸气槽的底壁面上贯设有多个进气孔，多个所述进气孔形成所述进气结构。

7.一种压缩机，其特征在于，包括：

气缸本体，具有相对的吸气端以及排气端，所述气缸本体内形成有排气腔，所述排气腔内具有靠近所述吸气端的吸气内侧壁以及靠近所述排气端的排气内侧壁，所述吸气内侧壁上贯设有压缩通道，所述排气内侧壁上对应所述压缩通道贯设有排气通道；

活塞结构，所述活塞结构为根据权利要求1至6中任意一项所述的活塞结构，所述活塞杆往复活动安装至所述压缩通道内；

排气阀片，沿靠近或者远离所述吸气内侧壁的方向活动安装至所述排气腔内，且呈对应所述压缩通道设置，所述排气阀片活动以封闭或者打开所述压缩通道；以及，

驱动装置，驱动所述活塞杆活动；

其中，所述活塞杆与所述排气阀片之间包围的所述压缩通道形成压缩腔。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述排气阀片与所述排气内侧壁之间设置有第二弹性件，用以驱动所述排气阀片朝向所述吸气内侧壁活动。

9.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述排气阀片朝向所述排气内侧壁的端面上凹设有减重凹槽。

10.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述压缩通道的内侧壁上设置有气体轴承；或者，

所述活塞杆的外侧壁上设置有气体轴承。

Images