CN1412438A - 往复式压缩机的吸气装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种往复式压缩机的吸气装置，该吸气装置包括：活塞，其设有制冷气体流经的气流通道，该活塞被插入设置在气缸内的压缩空间内，并可作线性往复运动；固定装置，其与活塞进行组合；以及惯性阀，其被插入活塞的气流通道内并可运动，其运动距离受到固定装置的限制，惯性阀用于开/闭气流通道，并根据由活塞的线性往复运动所产生的压差和惯性而运动。该吸气装置可将气体压缩空间的死容积减至最小，可便于控制冲程，并可依靠阀门响应的极佳可靠性，顺利实现制冷气体的吸入和流动，从而提高压缩性能。同时，还可通过增大结构强度，防止部件受损，从而提高了可靠性。

Description

往复式压缩机的吸气装置

发明领域

本发明涉及一种往复式压缩机的制冷气体压缩装置，具体涉及一种能够提高制冷气体压缩性能以及部件可靠性的往复式压缩机的吸气装置。

背景技术

通常，压缩机是一种用于压缩诸如空气和制冷气体等流体的设备。压缩机一般包括：驱动单元，其安装在密闭容器内，用于产生驱动力；以及压缩单元，用于通过接收上述驱动单元的驱动力来吸入和压缩制冷气体。压缩机根据压缩单元的结构被分为：旋转式压缩机、往复式压缩机和涡旋式压缩机。

其中，往复式压缩机是一种将驱动单元的驱动力传递给活塞，并由活塞通过在气缸内作线性往复运动来吸入和压缩制冷气体的压缩机。

图1和图2示出了往复式压缩机的压缩单元的实施例，并且该往复式压缩机的压缩单元包括：气缸10，其内设有通孔11，在该孔内形成压缩空间P；活塞，其被插入气缸10的通孔11内，可作线性往复运动；以及排气阀组件30，其与气缸10的端部进行组合，以罩住通孔11。

活塞20在具有一定长度的本体部分21的一侧设有头部分22，并且设有在本体部分21的另一侧延伸的连接部分23，具有一定面积。在本体部分21中形成具有一定深度的第一气体通道24，并且在头部分中设有第二气体通道25。

第一气体通道24设有一孔，而第二气体通道25设有多个通孔。

吸气阀40设置在头部分22内，用于开/闭第二气体通道25，并且活塞20的连接部分23与用于产生驱动力的驱动单元相连。

另一方面，吸气阀40设有圆形薄板，并且在该吸气阀内设有脱开部分41。吸气阀由该脱开部分41分为固定部分42以及开/闭部分43。

在吸气阀40与活塞20的头部分23的端面接触的条件下，吸气阀40与具有固定螺栓50的头部分22以固定方式进行组合。该固定螺栓50贯穿固定部分42。

而且，排气阀组件30包括：排气罩31，其罩住气缸10的端部；排放阀30，其被插入排气罩31内，用于开/闭由气缸10的通孔11与活塞20构成的压缩空间P；以及阀簧33，用于弹性支撑排气阀32。

在上述往复式压缩机的压缩单元的工作中，首先，驱动单元的驱动力被传递给活塞20，并且活塞20在气缸10内作线性往复运动。

在该过程中，如图3所示，当活塞20朝下死点a的方向运动时，排气阀32由于压差而与气缸10的端部接触，并且封锁压缩空间P。同时，与活塞20进行组合的吸气阀40被弯曲，并打开第二气体通道25，从而通过活塞20的第一气体通道24和第二气体通道25把制冷气体吸入设置在气缸10内的压缩空间P内。

当活塞20在到达下死点(a)之后运动到上死点(b)时，吸气阀40恢复原状，并且活塞20的第二气体通道25被关闭，从而对被吸入气缸10的压缩空间P内的制冷气体进行压缩。当活塞20到达上死点(b)时，排气阀32被打开，并且所压缩的制冷气体被排放。

随着上述过程的不断重复，制冷气体被压缩。

然而，在上述结构中，由于薄板形式的吸气阀40由固定螺栓50以固定方式进行组合，因而固定螺栓50的头部分在压缩空间P内设置成凸起形状，因此产生死容积，从而降低了压缩效率。而且，难以对活塞20的上死点(b)和下死点(a)进行位置检测，因而也就难以对活塞20的往复运动的冲程进行控制。

由于薄板形式的吸气阀40由固定螺栓50予以组合，因而第二气体通道25的设计受到限制。也就是说，如果第二气体通道25的流通截面较大，则制冷气体流经的流通截面也就较大。然而，薄板形式的吸气阀40会由于在使阀门弯曲时吸气压力过大而受损，并且如果第二气体通道25的流通截面的尺寸较小，则制冷气体的流动阻力会因截面较小而增大。

随着活塞20的运动，在吸气阀40重复开/闭的过程中，在吸气阀40与固定螺栓50之间产生滑动旋转，因此，压缩工作无法顺利进行，因为活塞20脱离开第二气体通道25。

而且，随着吸气阀40被弯曲和恢复原状，第二气体通道25被打开或关闭，因而产生疲劳裂纹，并且在吸气阀40的弯曲部分设有螺丝孔44，用于将固定螺栓50进行组合。因此使结构强度下降。

作为一种用于弥补上述缺点的结构，如图4所示，公开了一种实施方式，即：将吸气阀40的固定部分42通过直接焊接与活塞20的头部分22的端面相连。

采用这种结构，可减少死容积并可便于控制冲程。但是为了把吸气阀40焊接到活塞20的头部分22上，将使材料特性由于焊接热量的热转换而发生改变。当吸气阀40连续进行开/闭操作时，将会以焊接点为中心产生疲劳裂纹，从而降低了压缩机的可靠性。

发明综述

因此，本发明的目的是提供一种可顺畅吸入制冷气体并可增加结构组合强度的往复式压缩机的吸气装置。

而且，本发明的另一目的是提供一种可将制冷气体压缩空间的死容积减至最小并便于控制冲程的往复式压缩机的吸气装置。

为获得这些和其他优点并根据本发明的目的，正如本文所具体包含和全面说明的那样，提供了一种往复式压缩机的吸气装置，该吸气装置设有：活塞，其设有制冷气体流经的气流通道，该活塞被插入设置在气缸内的压缩空间内，并可作线性往复运动；固定装置，其与活塞进行组合；惯性阀，其包括阀锥部分，设置成面积比气流通道截面大并具有一定厚度，用于开/闭气流通道，并与活塞的端部表面接触或者分离；阀体部分，其在阀锥部分的一侧表面的中心延伸，并被插入气流通道内，其外径比气流通道内径小；多个导向部件，其在阀体部分的外圆周表面延伸，并与气流通道的内圆周表面接触，具有一定长度；以及惯性阀部分，其采用贯穿式设置在阀体部分内，具有一定宽度和长度，而且在该阀内插入有固定装置。

通过下文结合附图对本发明所作的详细说明，将对本发明的上述和其他目的、特点、方面和优点有更加清楚的了解。

附图的简要说明

附图包含在本文中以便于进一步了解本发明，并且纳入本说明书并构成本说明书的一部分。这些附图不仅显示本发明的实施例，而且还与说明书一起用来阐明本发明的原理。

在附图中：

图1是示出现有往复式压缩机的压缩单元的截面图；

图2是示出现有往复式压缩机的阀门组合结构的实施例的部分透视图；

图3是示出现有往复式压缩机的压缩单元的工作状况的截面图；

图4是示出现有往复式压缩机的阀门组合结构的另一实施例的截面图；

图5是示出设有根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的往复式压缩机的压缩单元的截面图；

图6是示出构成根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的惯性阀的透视图；

图7是示出构成根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的惯性阀的另一阀锥部分的实施例的截面图；

图8是示出构成根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的固定装置的另一实施例的截面图；

图9是示出构成根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的导向脚的另一修改示例的截面图；

图10是示出在设有根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的压缩机的压缩单元在吸气工作中的工作状况的截面图；以及

图11是示出在设有根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的压缩机的压缩单元在压缩工作中的工作状况的截面图。

优选实施例的详细说明

以下将对本发明的优选实施例进行详细说明，这些优选实施例的示例如附图所示。

本发明中凡与现有技术相同的部件都将标有与现有技术相同的参考编号，以下将不再说明。

图5是示出设有根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的往复式压缩机的压缩单元的截面图。如图5所示，往复式压缩机的压缩单元包括：气缸10，其内设有通孔11，在该孔内形成压缩空间P；活塞60，其设有制冷气体流经的气流通道，该活塞被插入设置在气缸10中的压缩空间内，可作线性往复运动；排气阀组件30，其与气缸10的端部进行组合，以罩住通孔11；固定装置70，其与活塞60进行组合；以及惯性阀80，其被插入气流通道F内并可运动，其运动距离受到固定装置70的限制，惯性阀80用于开/闭气流通道F，并根据由活塞60的线性往复运动所产生的压差和惯性而运动。

在此，活塞60具有一定长度，并且具有一定内径的贯穿的气流通道F设置在环杆式本体部分60的中心，而且在该本体部分61的一侧设有沿圆周方向延伸并具有一定面积的连接部分62。

位于连接部分62对面一侧的活塞本体部分61的端面设置成平面，形成密封表面63，而且连接部分62与用于产生驱动力的驱动单元相连。

固定装置70包括：销组合孔64，其以贯穿方式设置在活塞60的一侧，以便穿过活塞60的气流通道F；以及固定销71，其以插入方式被固定到销组合孔64中，用于限制惯性阀80的运动距离。

固定销71包括：销部分71a，其具有一定外径和长度；以及头部分71b，其设置在销部分71a的一侧，具有一定长度，并且其外径比销部分71a的外径大。

最好是，活塞60的本体部分61内的销组合孔64设置成具有不同内径，以使固定销71可被插入，而且在活塞本体部分61的外圆周表面上形成阶梯部分65。在该外圆周表面，销组合孔64设置成当气缸10工作时不与气缸10的内圆周表面接触。

而且，如图6所示，惯性阀80包括：阀锥部分81，其面积比气流通道F的截面大并具有一定厚度，用于开/闭气流通道F，并与活塞60的端部表面接触或者分离；阀体部分82，其在阀锥部分81的一侧表面的中心延伸，并被插入气流通道F内，其外径比气流通道F的内径小；多个导向脚83和84，其在阀体部分82的外圆周表面延伸，并与气流通道F的内圆周表面接触，具有一定长度；以及导向孔85，其以贯穿方式设置成具有一定宽度和长度，其内插入有固定装置70。

导向脚83和84包括：多个前导向脚83，其以一定间隔设置在位于阀锥部分81一侧的阀体部分82的外圆周表面上；以及多个后导向脚84，其设置在导向孔85的另一侧，距前导向脚83有一定距离。

前导向脚83最好设置成与阀体部分82的外圆周表面和阀锥部分81的内侧表面接触，以便增加结构强度。

前导向脚83以一定间隔径向设置在阀体部分82的圆周方向上，并且后导向脚84也以一定间隔径向设置在阀体部分82的圆周方向上。

前导向脚数量与后导向脚数量最好设置为相同，并且方向设置为在阀体部分82的同一轴线上。

而且，与活塞60的内圆周表面接触的导向脚83和84的端部表面设置为方形。

导向部件还可包括多个中间导向脚，其沿相同圆周方向径向设置在位于前导向脚83与后导向脚84之间的活塞60的外圆周表面。

中间导向脚可分别设置在沿阀体部分82的同一轴线上，在该轴线上设有前导向脚83和后导向脚84，并且中间导向脚可设置在该轴线的位错线上，以便于更好的导向。

另一方面，在惯性阀80中，随着阀体部分82以及导向脚83和84被插入活塞60的气流通道F内，阀锥部分81的内表面与活塞60的密封表面63以接触方式进行组合。

此时，导向脚83和84以接触方式被支撑在气流通道F的内圆周表面上。

在惯性阀80的导向孔85与设置在活塞60的销组合孔64被合成一体的条件下，构成固定装置70的固定销71以贯穿方式被插入并固定在活塞60的销组合孔64和惯性阀80的导向孔85内。

由于固定销71被插入惯性阀80的导向孔85内，因而运动距离受到固定销71的限制。

另一方面，如图7所示，在位于惯性阀80的阀锥部分81与活塞本体部分61的端面之间的密封结构的另一实施例中，一个倒角倾斜接触表面66设置在位于活塞60的端面的气流通道F的边界上，并且一个倾斜接触表面86设置在惯性阀80的阀锥部分81的内边界上，并设置成与上述倾斜接触表面66接触。

而且，如图8所示，固定装置70的另一实施例包括：螺栓组合孔67，其以贯穿方式设置在活塞60的一侧，以便穿过活塞60的气流通道F；以及固定螺栓72，其与螺栓组合孔67进行组合，用于限制惯性阀80的运动距离。

另一方面，如图9所示，导向脚83和84设置成与上述相同的位置和形状，但是这些导向脚可设置成经过改型的导向脚85和86，其端面与活塞60的内圆周表面接触，形成曲面r，从而使运动更平稳。

而且，这些导向脚设置在阀体部分82的两侧，但是这些导向脚可设置成在阀体部分82的中心部位具有多个导向脚，以便作更平稳、更可靠的运动。

排气阀组件30包括：排气罩31，其罩住气缸10的通孔11；排气阀32，其被插入排气罩31内，并由气缸10的通孔11和活塞60构成，用于开/闭压缩空间P；以及阀簧33，用于弹性支撑排气阀32。

以下将对根据本发明的往复式压缩机的吸气装置的工作和功效进行说明。

首先，往复式压缩机的压缩单元的工作进行如下。当驱动单元的驱动力被传递给活塞60，以及活塞60在气缸10内(即在压缩空间P的上死点(b)与下死点(a)之间)作线性往复运动时，惯性阀80由于气缸10的压缩空间P的压差以及惯性阀80的惯性而作线性往复运动，并且开/闭活塞60的气流通道F。因此，制冷气体通过活塞60的气流通道F被吸入气缸10的压缩空间P内，并且该制冷气体由构成排气阀组件30的排气阀32的开/闭动作予以压缩和排放。

在该过程中，首先，如图10所示，当活塞60运动到下死点(a)时，在惯性阀80的阀锥部分81的内表面与活塞60的密封表面63由于压缩空间P的内外部分的压差以及惯性阀80的停止惯性而被打开的条件下，惯性阀80由构成固定装置70的固定销71截住，并与活塞60一起运动到下死点(a)，同时，制冷气体流经活塞60的气流通道F。然后，该制冷气体途经位于惯性阀80的阀体部分82的外圆周表面与气流通道F的内壁之间的空间，并通过位于惯性阀80的阀锥部分81的内表面与活塞60的密封表面63之间的部分被吸入气缸20的压缩空间内。

如图11所示，当活塞60由于惯性阀80的惯性、压差和活塞60的运动而从下死点(a)运动到上死点(b)时，构成固定装置70的固定销71沿惯性阀80的导向孔85运动，并且支撑导向孔85的内壁。惯性阀80的阀锥部分81的内表面与活塞60的密封表面63接触，并且活塞60的气流通道F被封锁。因此，被吸入到气缸10的压缩空间P内的制冷气体随着活塞运动到上死点(b)而被压缩。

然后，当活塞60到达上死点(b)时，排气阀32被打开，并且被吸入气缸10的压缩空间P内的制冷气体被排放。

随着上述过程的重复进行，制冷气体被吸入、压缩和排放。

另一方面，随着活塞60作线性往复运动，在惯性阀80于活塞60的气流通道F内作线性往复运动的过程中，由于惯性阀80的导向脚83、84、85和86都以接触方式被支撑在气流通道F的内圆周表面上，因而惯性阀80可作均匀运动，而不会向一侧倾斜，并且惯性阀80的旋转运动受到固定装置70的限制。

而且，由于位于气缸10的压缩空间P处的惯性阀80的阀锥部分81的表面以平面方式设置在根据本发明的装置内，因而压缩空间P内的死容积被减至最小，并且对活塞60的冲程进行位置检测也变得更容易，从而便于对活塞60的冲程进行控制。也就是说，在本发明中，由于按照常规在对固定螺栓50进行组合时，把由固定螺栓50的头部分产生的死容积排除在外，因而压缩空间P较大，并且也较容易对活塞60的冲程进行位置检测。

而且，对于本发明来说，由于惯性阀80具有一定容积和重量，因而结构强度增加，并且对制冷气体流经的气体通道25的截面进行设计也不受限制。也就是说，按照常规，对制冷气体流经的气体通道25的截面进行设计是根据采用薄板形式的吸气阀40的强度进行的，因此，为增加惯性阀80的截面而进行的设计受到限制。然而，根据本发明，通过采用气体通道25，使得在根据吸气阀40的强度设计气体通道时所受的限制被消除。

而且，根据本发明，由于惯性阀80的开度受到固定装置70的限制，因而惯性阀80的响应可靠性变得极佳，并且制冷气体可被顺利吸入和排出。

如上所述，该往复式压缩机的吸气装置可将压缩空间的死容积减至最小，并可容易控制冲程。阀门响应的这种极佳可靠性使得制冷气体顺利吸入和流动，从而可提高压缩性能。同时，通过增大结构强度可防止部件受损，从而提高了压缩机的可靠性。

由于本发明可在不背离本发明的精神或主要特点的情况下采用几种形式予以实施，因此也应理解成，如果未有其他规定，上述实施例不受前面任何一种详细说明的限制，但是应在按照所附权利要求中定义的本发明的精神和范围内作广义解释。因此，凡是在权利要求得到满足和允许的范围内，或者在与此类权利要求得到满足和允许的等效范围内所作的全部变动和修改，都将包含在所附权利要求之内。

Claims (10)

1.一种往复式压缩机的吸气装置，其特征在于，它包括：

活塞，其设有供制冷气体流经的气流通道，该活塞被插入气缸中的压缩空间内，并可作线性往复运动；

固定装置，其与活塞进行组合；以及

惯性阀，其包括：

阀锥部分，其面积比所述气流通道的截面大并具有一定厚度，用于开/闭所述气流通道，并与活塞的端面接触或者分离；

阀体部分，其在阀锥部分的一侧表面的中心延伸，并被插入所述气流通道内，其外径比气流通道的内径小；

多个导向部件，其在阀体部分的外圆周表面上延伸，并与所述气流通道的内圆周表面接触，具有一定长度；以及

导向孔，其以贯穿方式设置在阀体部分内，具有一定宽度和长度，用于把所述固定装置插入阀内。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，活塞包括：

本体部分，其设置成具有一定长度的环杆形，并且在中心形成一条贯穿一定内径的气流通道；

连接部分，其沿圆周方向在本体部分的一侧延伸，并具有一定面积；以及

销组合孔，其以贯穿方式设置在本体部分的一侧，以便与所述固定装置进行组合。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，导向部件包括：

多个前导向脚，其沿相同圆周方向设置在阀体部分的外圆周表面上，定位在阀锥部分一侧；以及

多个后导向脚，其设置在位于导向孔一侧的阀体部分的外圆周表面上，并距前导向脚有一定间隔。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，前导向脚与阀体部分的外圆周表面和阀锥部分的内侧表面同时接触。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，导向部件还包括：

多个中间导向脚，其沿相同圆周方向径向设置在位于前导向脚与后导向脚之间的活塞的外圆周表面上。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，中间导向脚分别沿设有前导向脚和后导向脚的阀体部分的同一轴线方向设置。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，中间导向脚设置在阀体部分轴线方向的位错线上，在该轴线方向上设有前导向脚和后导向脚。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，导向部件的外端面的剖面形状与设置在活塞内的气流通道的内圆周表面的曲率半径相对应。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，固定装置包括：

销组合孔，其以贯穿方式设置在活塞的一侧，以便穿过活塞的气流通道；以及

固定销，其以贯穿方式被插入惯性阀内，并以插入方式被固定在销组合孔内，用于限制惯性阀的运动距离。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，固定装置包括：

螺栓组合孔，其以贯穿方式设置在活塞的一侧，以便穿过活塞的气流通道；以及

固定螺栓，其以贯穿方式被插入惯性阀内，并与螺栓组合孔进行组合，用于限制惯性阀的运动距离。

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