CN117178119A - 往复式压缩机中的带有可移除地固定的引导件的压缩机阀组件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种压缩机阀组件。该阀组件包括具有筒形杯部分和筒形杆部分的引导件，该筒形杆部分在承窝中轴向延伸，其中，引导件可以以可移除的方式固定至止挡板。所公开的阀组件有利于用户友好的可维修性，同时实现了增大的流动面积与在相对较高的压力下的操作能力以及实际上不易受弯曲应力的影响。
Description
技术领域
所公开的实施方式总体上涉及压缩机阀，并且更具体地，涉及用于往复式压缩机的压缩机阀组件。
背景技术
往复式压缩机是正排量式压缩机。在往复式压缩机中，待压缩流体经由入口进入腔室，并且通过出口离开腔室。压缩是流体通过活塞头部的往复运动而被压缩的循环过程。多个压缩机阀组件可以绕腔室布置。压缩机阀组件由于跨压缩机阀组件的压力差而响应于活塞头部的往复运动在关闭状态与打开状态之间切换。
附图说明
图1是所公开的包括引导件的实施方式的压缩机阀组件的示意性横截面图，该引导件可以以可移除的方式固定至压缩机阀组件的结构。
图2是所公开的压缩机阀组件的局部等距视图，该局部等距视图包括沿着由图4中的线2-2限定的切割平面的横截面图。
图3是所公开的压缩机阀组件的局部等距视图，该局部等距视图包括沿着由图4中的线3-3限定的切割平面的横截面图。
图4是所公开的压缩机阀组件的俯视图，该压缩机阀组件可以布置在整个止挡板上。
图5是引导件的实施方式的等距视图，其图示了引导件的某些部分的结构细节。
图6是用于使增大的出口流动面积概念化的曲线图，增大的出口流动面积可以由所公开的压缩机阀组件来有效地实现。
具体实施方式
本发明人已经认识到的是，压缩机阀组件的给定结构设计可以影响阀组件的操作的多个方面，并且最终影响压缩机的整个操作。例如，阀组件的构型可以影响通过阀组件的流体流动动力学，包括影响例如密封有效性、压降以及操作成本。流体流动计算可以例如通过无量纲系数K来指示由阀组件中的配件和/或部件引起的阻力，其中，较高的K值可以指示对流体流动的较高阻力，这在阀组件中通常不是期望的特性。另外，阀组件的设计可以影响阀组件的可靠性、维护频率、复杂性、制造成本、安装难度和/或可维修性。
例如，某些已知的阀组件设计、比如涉及蘑菇式阀头部的阀组件设计已经用于增大流动面积(例如，从而导致相对较低的K值)。然而，蘑菇式阀头部容易受到弯曲应力，并且这可以降低这种阀组件设计的广泛适用性。相比之下，子弹式阀头部可以在相对较高的压力下操作，并且不易受到弯曲应力，这提高了阀组件的可靠性。然而，子弹式阀头部倾向于减小阀组件的流动面积(例如，从而导致相对较高的K值)。涉及子弹式阀头部和蘑菇式阀头部两者的某些方面的混合式阀头部设计(例如，俗称为锤头式)提供了折衷方案，该折衷方案试图解决上述问题，但是在某些方面可能有些不足，比如具有略微减小的流动面积。
至少鉴于上述考虑，本发明人公开了一种压缩机阀组件，该压缩机阀组件成本有效且可靠地结合了所谓的子弹式阀头部设计的全部益处，并且有效地增大了流动面积。另外，所公开的压缩机阀组件有效地允许引导件以可移除的方式固定至止挡板，并且因此所公开的设计有利于单个引导件的用户友好的可维修性，同时实现了增大的流动面积以及子弹式阀头部的全部益处。
在以下详细描述中，阐述了各个具体细节以提供对这样的实施方式的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践所公开的实施方式，本发明的各方面不限于所公开的实施方式，并且本发明的各方面可以在各种替代性实施方式中实践。在其他情况下，没有对本领域技术人员将很好理解的方法、过程和部件进行详细地描述，以避免不必要且繁琐的解释。
此外，可以将各种操作描述为以有助于理解本发明的实施方式的方式执行的多个离散步骤。然而，除非另有说明，否则描述的顺序不应解释为暗示这些操作需要按照这些操作被呈现的顺序来执行，也不应解释为这些操作甚至依赖于顺序。此外，短语“在一个实施方式中”的重复使用不一定指同一实施方式，尽管该短语的重复使用可以指同一实施方式。
要注意的是，所公开的实施方式不需要被解释为相互排斥的实施方式，因为所公开的这些实施方式的各方面可以由本领域技术人员根据给定应用的需要来适当地组合。
图1是所公开的压缩机阀组件10的横截面图，该压缩机阀组件10包括设置在压缩机阀组件10的入口侧14处的坐置部12。坐置部12包括多个入口流动孔16。作为示例，图1仅图示了两个这样的入口流动孔16，其中，典型的坐置部12具有给定应用可能期望的任何数目的入口流动孔16。
图1还图示了设置在压缩机阀组件10的出口侧20处的止挡板18。止挡板18以抵接关系抵靠坐置部12。止挡板18包括多个引导件22，该多个引导件可以各自以可移除的方式固定至止挡板18。作为示例，图1仅示出了两个这样的引导件22。
每个引导件22具有筒形杯部分24和筒形杆部分26，筒形杆部分26在由止挡板18中的筒形壁30限定的承窝28中轴向延伸。在一个非限制性实施方式中，筒形杯部分的基部周缘25相对于止挡板18的底部间隔开。在一个非限制性实施方式中，引导件22还包括锥形过渡部27，该锥形过渡部27设置在筒形杯24的基部周缘25与筒形杆部分26之间。在一个非限制性实施方式中，筒形壁30的内表面31具有螺纹，该螺纹构造成提供与筒形杆部分26的螺纹配合表面29(图5)的螺纹连接。在图5中示出的引导件22的单独的等距视图中可以更好地理解引导件22的前述结构部分中的至少一些结构部分。
在一个实施方式中，锥形过渡部27限定了锥角δ(图5)，比如可以相对于与引导件的纵向轴线50平行的线来限定锥角δ。在一个非限制性实施方式中，锥角可以具有从25度至65度的范围。在另一非限制性实施方式中，锥角可以具有从30度至60度的范围。在又一非限制性实施方式中，锥角可以具有35度至55度的范围。将理解的是，所公开的实施方式不需要包括锥形过渡部27。
返回图1，在一个非限制性实施方式中，在筒形杯部分24中设置有密封元件32和弹簧34。筒形杯部分24的内表面36构造成引导密封元件32沿着筒形杯部分24的内表面36行进，使得在压缩机阀组件的操作期间，密封元件32的密封头部33在弹簧34未被压缩时移动成关闭入口流动孔16，并且在弹簧34被压缩时移动成远离入口流动孔16。后者的情况允许工作流体从压缩机阀组件10的入口侧14流动至压缩机阀组件10的出口侧20，并且这由带有箭头的线38示意性地表示。
密封头部33可以具有流线型构型，但不限于此。即，密封头部33属于在上面描述为涉及子弹式阀头部的密封头部的类别，并且因此密封头部33提供了以上结合子弹式阀头部所指出的所有益处。这些益处的非限制性示例包括在相对较高的压力下的操作能力以及不易受到弯曲应力。
在一个非限制性实施方式中，在止挡板18中设置有一组出口流动孔40。一组出口流动孔40围绕筒形杆部分26布置。作为示例，图1示出了围绕图1中示出的筒形杆部分26中的每个筒形杆部分的两个这样的出口流动孔40。在一个非限制性实施方式中，一组出口流动孔40的相应横截面的部段由筒形杯24横跨，并且在一个非限制性实施方式中，该部段延伸至由筒形壁30的外表面外接的点。
在一个非限制性实施方式中，一组出口流动孔40的相应横截面的每个部段具有出口流动面积，该出口流动面积通过由相应的出口流动孔40形成的具有半径(r2)的圆(例如，图6中的圆C2)和由筒形杯24的基部周缘25形成的具有半径(r1)的圆(例如，图6中圆C1)的局部重叠部来限定。(为了进一步便于理解，半径(r1)和(r2)也在图3中标记)。这些圆的各自的中心点彼此相距一距离(d)(例如，这个距离d在图3和图6中标记)。将理解的是，相应的出口流动孔40的半径(r2)相对于筒形杯的基部周缘的半径(r1)较小。由于出口流动孔40以及筒形杯24的基部周缘25位于不同的平面上(例如，彼此轴向间隔开)，因此将进一步理解的是，圆C1表现出到圆C2上的投影。这通过用虚线图示的圆C1来示意性地表示。
图2是所公开的压缩机阀组件10的局部等距视图，该局部等距视图包括沿着由图4中的线2-2限定的切割平面的横截面图，并且连同图3中示出的等距视图一起，这些视图允许在视觉上至少更好地理解以上所描述的压缩机阀组件10的结构细节。
如可以在图4中理解的，在一个非限制性实施方式中，一组出口流动孔——围绕任何给定的引导件22的筒形杆部分——可以由四个出口流动孔(401至404)形成，这些出口流动孔布置成以引导件22的纵向轴线为中心的正方形。将理解的是，所公开的实施方式的各方面不限于围绕任何给定的引导件22的筒形杆部分的一组四个出口流动孔或者不限于正方形布置。将理解的是，穿过止挡板18的出口流动孔可以安置成相对更靠近每个相邻引导件22的相应纵向轴线(例如，相应的中心线)。这允许安装增加的数量的引导件和相关联的阀元件，并且允许相应的增加的数量的流动孔用于给定尺寸的阀组件直径。在一个非限制性示例中，这导致阀流动面积与先前类似尺寸的阀相比增加约33％，但不限于此。
如上所述，图6示出了半径分别为r1和r2的两个相交的圆C1和圆C2，并且其中，圆的中心之间的距离为d。具有半径(r2)的圆2表示相应的出口流动孔，并且具有半径(r1)的圆1表示筒形杯的基部周缘。可以看出的是，圆的相交面积(Aint)通过以下等式来限定：
其中
并且
面积(Aint)表示由所公开的压缩机阀组件有效地实现的增大的出口流动面积。
对于对以上等式的巧妙推导感兴趣的读者，参照由Diego Assencio在以下URL中发表的标题为“两个圆的相交面积(The intersection Area of Two Circles)”的文章：https://diego.assencio.com/？index＝8d6ca3d82151bad815f78addf9b5c1c6
在操作中，所公开的实施方式实现了一种压缩机阀组件，该压缩机阀组件成本有效且可靠地结合了所谓的子弹式阀头部设计的全部益处，并且有效地增加了压缩机阀组件的流动面积。另外，所公开的实施方式有效地允许引导件可以单独以可移除的方式固定至止挡板，并且因此所公开的设计有利于单个引导件的用户友好地可维修性，同时实现了增大的流动面积与子弹式阀头部的全部益处。
虽然已经以示例形式公开了本公开的实施方式，但是对于本领域技术人员而言将明显的是，在不脱离如以下权利要求中所阐述的本发明及其等同物的范围的情况下，可以在本发明中进行许多修改、添加和删除。
Claims (20)
1.一种压缩机阀组件，所述压缩机阀组件包括：
坐置部，所述坐置部设置在所述压缩机阀组件的入口侧，所述坐置部包括入口流动孔；
止挡板，所述止挡板设置在所述压缩机阀组件的出口侧，所述止挡板以抵接关系抵靠所述坐置部；
引导件，所述引导件以可移除的方式固定至所述止挡板，所述引导件具有筒形杯部分和筒形杆部分，所述筒形杆部分在由所述止挡板中的筒形壁限定的承窝中轴向延伸，所述筒形杯部分的基部周缘相对于所述止挡板的底部间隔开；以及
一组出口流动孔，所述一组出口流动孔设置在所述止挡板中并且围绕所述筒形杆部分布置，所述一组出口流动孔的相应横截面的部段由所述筒形杯横跨并且延伸至由所述筒形壁的外表面外接的点。
2.根据权利要求1所述的压缩机阀组件，其中，所述引导件还包括锥形过渡部，所述锥形过渡部设置在所述筒形杯的所述基部周缘与所述筒形杆部分之间。
3.根据权利要求2所述的压缩机阀组件，其中，所述锥形过渡部相对于所述引导件的纵向轴线限定有锥角。
4.根据权利要求3所述的压缩机阀组件，其中，所述锥角具有从25度至65度的范围。
5.根据权利要求4所述的压缩机阀组件，其中，所述锥角具有从30度至60度的范围。
6.根据权利要求5所述的压缩机阀组件，其中，所述锥角具有从35度至55度的范围。
7.根据权利要求1所述的压缩机阀组件，其中，所述筒形壁的内表面具有螺纹，所述螺纹构造成提供与所述筒形杆部分的螺纹配合表面的螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的压缩机阀组件，还包括设置在所述引导件的所述筒形杯部分中的密封元件和弹簧，所述引导件的所述筒形杯形部分的内表面构造成引导所述密封元件沿着所述筒形杯部分的所述内表面行进，使得在所述压缩机阀组件的操作期间，所述密封元件的密封头部在所述弹簧未被压缩时移动成关闭所述入口流动孔，并且在所述弹簧被压缩时移动成远离所述入口流动孔。
9.根据权利要求1所述的压缩机阀组件，其中，所述一组出口流动孔的所述相应横截面的每个部段具有出口流动面积，所述出口流动面积通过由相应出口流动孔形成的具有半径(r2)的圆和由所述筒形杯的所述基部周缘形成的具有半径(r1)的圆的局部重叠部来限定，其中，所述圆的各自的中心点彼此相距一距离(d)，其中，所述相应出口流动孔的所述半径(r2)相对于所述筒形杯的所述基部周缘的所述半径(r1)较小。
10.根据权利要求1所述的压缩机阀组件，其中，所述一组出口流动孔由四个出口流动孔形成，所述四个出口流动孔布置成以所述引导件的纵向轴线为中心的正方形。
11.根据权利要求9所述的压缩机阀组件，其中，所述局部重叠部的面积通过以下等式来限定：
其中
并且
12.一种压缩机阀组件，所述压缩机阀组件包括：
引导件，所述引导件以可移除的方式固定至止挡板，所述引导件具有筒形杯部分和筒形杆部分，所述筒形杆部分在由所述止挡板中的筒形壁限定的承窝中轴向延伸，所述筒形杯部分的基部周缘相对于所述止挡板的底部间隔开，
一组出口流动孔，所述一组出口流动孔设置在所述止挡板中并且围绕所述筒形杆部分布置，所述一组出口流动孔的相应横截面的部段由所述筒形杯横跨并且延伸至由所述筒形壁的外表面外接的点，
其中，所述一组出口流动孔的所述相应横截面的每个部段具有出口流动面积，所述出口流动面积通过由相应出口流动孔形成的具有半径(r2)的圆和由所述筒形杯的所述基部周缘形成的具有半径(r1)的圆的局部重叠部来限定，其中，所述圆的各自的中心点彼此相距一距离(d)，其中，所述相应出口流动孔的所述半径(r2)相对于所述筒形杯的所述基部周缘的所述半径(r1)较小。
13.根据权利要求12所述的压缩机阀组件，其中，所述局部重叠部的面积通过以下等式来限定：
其中
并且
14.根据权利要求12所述的压缩机阀组件，其中，所述引导件还包括锥形过渡部，所述锥形过渡部设置在所述筒形杯的所述基部周缘与所述筒形杆部分之间。
15.根据权利要求14所述的压缩机阀组件，其中，所述锥形部分相对于所述引导件的纵向轴线限定有锥角，其中，所述锥角具有从25度至65度的范围。
16.根据权利要求15所述的压缩机阀组件，其中，所述锥角具有从30度至60度的范围。
17.根据权利要求16所述的压缩机阀组件，其中，所述锥角具有从35度至55度的范围。
18.根据权利要求12所述的压缩机阀组件，其中，所述筒形壁的内表面具有螺纹，所述螺纹构造成提供与所述筒形杆部分中的螺纹配合表面的螺纹连接。
19.根据权利要求12所述的压缩机阀组件，还包括设置在所述引导件的所述筒形杯部分中的密封元件和弹簧，所述引导件的所述筒形杯形部分的内表面构造成引导所述密封元件沿着所述筒形杯部分的所述内表面行进，使得在所述压缩机阀组件的操作期间，所述密封元件的密封头部在所述弹簧未被压缩时移动成关闭所述入口流动孔，并且在所述弹簧被压缩时移动成远离所述入口流动孔。
20.根据权利要求12所述的压缩机阀组件，其中，所述一组出口流动孔由四个出口流动孔形成，所述四个出口流动孔布置成以所述引导件的纵向轴线为中心的正方形。
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