CN1491322A - 往复式压缩机阀连接结构及其连接方法 - Google Patents

Abstract

一种往复式压缩机阀连接结构及其连接方法，包括一活塞，它在一气缸内作线性往复运动，并具有气体在其内流动的一气体流动通道，一阀，其定位以贴合在活塞的端面上，以便打开和关闭活塞的气流通道；和一扩散粘接部分，其扩散并且连接在一部分活塞端面和阀接触面上，阀的接触面通过使用外部能源构成阀的原子运动或者原子之间的运动而贴合在一部分活塞端面上，使气缸和阀的连接状态更加牢固。

Description

往复式压缩机阀连接结构及其连接方法

技术领域

本发明涉及一种往复式压缩机，具体说，涉及往复式压缩机的阀连接结构及其连接方法，能够防止连续打开/关闭气体流道的吸气阀的变形和损坏，并能减小压缩腔的死容积。

背景技术

一般地说，压缩机是压缩例如空气和制冷剂气体等流体的设备。压缩机通常包括一个安装在封闭壳体内的马达部件，用以产生驱动力，和一个压缩部件，用以通过接受上述马达部件的驱动力吸入和压缩制冷剂气体。按照压缩部件的结构，分为旋转式压缩机、往复式压缩机和蜗旋式压缩机。

其中往复式压缩机是这样一种压缩机，其中马达部件的驱动力传递给活塞，而活塞在气缸内作线性往复运动，吸入、压缩和排出制冷剂气体。

图1和2示出一种往复式压缩机的压缩部件，包括一气缸10，成形有一个通孔11，在孔内形成一个压缩腔P，一插入气缸10通孔11内的能够进行往复运动的活塞，和一排气阀组件30，连接在气缸10的端部，以覆盖该通孔11。

活塞20具有一位于本体部分21一侧的头部22，本体部分21具有一定长度，和一个连接部分23，它在本体部分21的另一侧延伸成一定面积。一具有一定深度的第一气体流道24，成形在本体部分21的另一侧，本体部分21和头部22内成形有气流通道F，使制冷剂可以流动。

吸气阀40定位在头部22上，用以打开和关闭第二气体通道25。活塞20的连接部分23，连接在产生驱动力的马达部件(未示)上。

另一方面，吸气阀40由一圆形薄板构成，具有一位于一圆板内侧的切槽41。圆板被切槽41分成一固定部分42和打开和关闭部分43。

吸气阀40固定连接在活塞20的头部22，具有一固定螺栓50，当吸气阀40贴合在活塞20的头部22的端面上时，螺栓50被吸气阀40的固定部分42穿过。

此外，排气阀组件30包括一排气盖31，它被连接后可以覆盖气缸10的端部，一排气阀32，插在该排气盖31中，用以打开和关闭由气缸10的通孔11和活塞20形成的压缩腔P，和一阀弹簧33，用以弹性地支撑排气阀32。

以下，说明传统压缩机的压缩部件的操作：

首先，马达部件的驱动力传递给活塞20，活塞20在气缸10内作线性往复运动。

在这一过程中，如图3所示，当活塞20向下死点a的方向运动时，排气阀32在压力差作用下，贴靠在气缸10的端部上，封闭压缩腔P。同时，连接在活塞20上的吸气阀40产生弯曲，制冷剂气体通过成形在活塞内侧的气流通道F，吸入气缸10的压缩腔P。

当活塞20到达下死点(a)然后向上死点(b)运动时，吸气阀40恢复原始状态，活塞20的气流通道F被关闭，对应地，吸入气缸10的压缩腔P的制冷剂气体被压缩。而当活塞20到达上死点(b)，排气阀32被打开，然后排出制冷剂气体。随着上述过程不断重复，制冷剂气体得到压缩。

然而，上述结构中，由于成形为一个板件的吸气阀40，是用固定螺栓50固定连接的，活塞进行线性往复运动时，反复进行打开/关闭吸气阀40的过程中，吸气阀会出现滑转。随后，由于吸气阀40与穿过成形在头部22中的气流通道F错开，压缩机可能会丧失压缩功能，并且，由于吸气阀上成形有用于连接固定螺栓50的通孔44，压缩机的结构强度被削弱。

由于固定螺栓50的头部是以深入压缩腔P的方式定位的，产生的死容积会降低压缩效率。此外，固定螺栓50的伸出的头部，会使活塞20的上死点(b)和下死点(a)的检测困难，因此，控制活塞20往复运动的冲程也变得困难。

作为解决上述问题的结构，有人建议一种用焊接将固定部分42连接在活塞头部22的端面的结构，但是，由于将吸气阀40焊接在活塞20的头部的过程中的焊接热产生的热变形，会改变吸气阀40的材料特性，又由于打开和关闭吸气阀40是连续进行的，疲劳破坏会出现在焊接点集中的部位。

发明内容

因此，本发明的目的，是提供一种往复式压缩机的阀连接结构及其连接方法，能够防止连续打开/关闭气体流道的吸气阀的变形和损坏，并能减小压缩腔的死容积。

为实现这样和那样的优点，按照本发明的目的，作为可实施的和概括的描述，提供了一种往复式压缩机的阀连接结构，包括一活塞，它在一气缸内作线性往复运动，并具有气体在其内流动的气体流动通道；一阀，使其定位贴合(contact)在活塞的端面上，以打开和关闭活塞的气流通道；和一扩散粘接部分，它是扩散而成的，并且连接在一部分活塞端面和阀接触面上，阀的接触面通过使用外部能源，使构成阀的原子运动或者原子之间的运动接合在活塞端面上。

此外，还提供了一种往复式压缩机阀连接方法，包括如下步骤：处理活塞和阀的一个端面，阀与活塞的该端面接触；将阀的接触面贴合在活塞端面上；进行第一次增压步骤，通过对活塞和贴合在活塞端面上的阀的端面的一部分增压，使活塞的表面和阀的表面，在活塞和阀的端面的接触面受到增压的部分产生永久变形；进行第二次增压步骤，当活塞的表面和阀的表面产生永久变形时，使上述材料的原子产生运动和形成连接；并对施加在活塞和阀上的压力卸压。

附图说明

图1为一示出传统往复式压缩机的压缩部件的横剖视图；

图2为一分解透视图，示出传统往复式压缩机的吸气阀连接结构的实施例；

图3为一横剖视图，示出传统往复式压缩机的压缩部件的工作状态，

图4为一横剖视图，示出本发明的往复式压缩机的压缩部件，它具有一吸气阀连接结构；

图5为一横剖视图，示出按照本发明的往复式压缩机的另一种实施例；

图6为一流程图，示出按照本发明的往复式压缩机的吸气阀连接方法；

图7为一放大的视图，示出按照本发明的往复式压缩机的吸气阀连接结构及其方法，吸气阀和活塞头的接触面的内部结构的变化过程；

图8为一横剖视图，示出按照本发明的往复式压缩机的吸气阀连接结构的工作状态。

具体实施方式

详细参考本发明的几种优选实施例，其中给出的实例示出在各附图中。

以下，按照本发明的往复式压缩机的阀连接结构及其连接方法，将参考示出在各附图中的实施例进行说明。

图4为一横剖视图，示出本发明的往复式压缩机的压缩部件，它具有一吸气阀连接结构。如图所示，该往复式压缩机的压缩部件包括一气缸10，其中成形的一个通孔11形成一压缩腔P，一活塞20，它插在气缸10的通孔11中，从而可以作线性运动，一排气阀组件30，连接在气缸10的一端，以覆盖通孔11，和一吸气阀40，以原子运动的方式连接在活塞20的一端面上，用于打开和关闭贯穿和形成在活塞内侧的气流通道F。

活塞20包括一位于有一定长度的本体部分21一侧的头部22，一在本体部分21另一侧延伸出的连接部分23，它具有一定面积，和贯穿的气流通道F，允许制冷剂气体在本体部分21和头部22内流动。活塞20的连接部分23连接在产生驱动力的马达部件(未示)上。

一吸气阀40通过扩散粘接方法与活塞20的头部22连接在一起。该扩散粘接方法借助原子运动连接打开和关闭气流通道F的吸气阀40。

即，这种扩散粘接方法意指一种在预定温度条件下，通过施压和固定，连接两件物体的方法。该温度条件不会熔化两件物体，但能借助金属原子间的自然的和强制的扩散(固态扩散)使原子产生运动。

为引起金属间的扩散，采用一种预先确定的外部能源造成预定的温度条件。在本发明中，该温度设定在低于450°左右的低温。

在吸气阀40中，一切槽41(示出在图2中)设置在一圆形板的内侧，而切槽41又将圆形板分隔成一固定部分42。

也就是说，在吸气阀40中，扩散和粘接而成的扩散粘接部分D，是在固定部分42和活塞20的头部端面的条件下形成的，这样，便不存在构成吸气阀40的固定部分42和活塞头部22的端面的原子的运动所产生的热影响部分。

扩散粘接部分D，对应吸气阀40的固定部分42和活塞头部22的一端面的一些区域，该端面与该区域接触。

以下，说明按照本发明的往复压缩机的吸气阀连接结构的另一种实施例。

即，如图5所示，在活塞头部22的与吸气阀40接触的端面，成形一具有预定面积和深度的镶嵌槽24，在该镶嵌槽24中，镶嵌、定位和固定一按照镶嵌槽24的形状成形的镶嵌材料60。此外，扩散粘接部分D，它是扩散和连接而成的，这样便不存在由构成吸气阀40的原子和构成镶嵌材料60的原子的运动所产生的热影响的部分。

扩散粘接部分D，对应吸气阀40的固定部分42的一些区域和镶嵌材料60的与该区域接触的一些区域。

镶嵌材料60由具有良好粘接性能的材料制成，而且理想的是，镶嵌材料60用具有与吸气阀40类似原子结构的材料制成，材料60镶嵌在活塞20的镶嵌槽24中，并用钎焊固定连接。

理想的是，吸气阀40的材料属于不锈钢系列。

另一方面，排气阀组件30包括一排气盖31，它被连接后可以覆盖气缸10的通孔11，排气阀32插在该排气盖31中，用以打开和关闭由气缸10的通孔11和活塞20形成的压缩腔P，和一阀弹簧33，用以弹性地支撑排气阀32。

以下，说明按照本发明的往复式压缩机的吸气阀连接方法。

如图6所示，该连接方法包括如下步骤：处理活塞的端面，其中吸气阀将要定位在该端面上，亦即活塞头部22的端面；处理吸气阀40的接触面，该接触面贴合在活塞头部22的端面上；和将吸气阀40的接触面贴合在活塞20的端面上。

该方法还包括如下步骤：进行第一次增压步骤，通过对贴合在活塞20的端面上的吸气阀40端面的一部分的增压，使活塞20的表面和吸气阀40的表面，在活塞20和吸气阀40的端面的增压部分，产生永久变形；和进行第二次增压步骤，当活塞20的表面和吸气阀40的表面，在活塞20和吸气阀40的端面的增压部分产生永久变形时，通过对吸气阀40的一部分进行增压，使上述材料的原子产生运动和形成连接。

随着第一和第二次增压步骤的进行，一个改变接触面内部结构的处理，即活塞20的端面和吸气阀40的接触面完成连接的处理，将结合图7进行说明。

这时，活塞20的端面和吸气阀40的接触面的连接，尚未通过加热形成，因而，热变形部分没有产生。

然后，进行卸压步骤，对施加在活塞20和吸气阀40上的压力卸压。

另一方面，在镶嵌材料60镶嵌在活塞20内的情况下，吸气阀40是与镶嵌和连接在活塞20中的镶嵌材料60连接在一起的。

以下，说明这种往复式压缩机吸气阀连接结构和连接方法的工作效果。

首先如图8所示，在这种往复式压缩机的压缩部件工作时，当活塞20在气缸10内，即，在压缩腔P的上死点(b)和下死点(a)之间作线性往复运动时，连接在活塞20上的吸气阀40的弯曲和伸展反复进行，活塞20的气流通道F被打开和关闭，制冷剂气体通过活塞20的气流通道F吸入气缸10的压缩腔P，通过构成排气阀组件30的排气阀32的打开和关闭操作被压缩和被排放。上述过程，反复进行。

由于活塞10和吸气阀40的连接，是通过构成活塞20和吸气阀40的原子的运动实现的，其连接状态非常牢固，并可防止热变形，因此，可以防止吸气阀40反复运动因故障造成的损坏，并且可以防止吸气阀旋转。

此外，吸气阀40是借助原子运动产生的连接而固定和连接在活塞20上的，因而，位于压缩腔P中的表面成形成如同一个平板，这样，与传统固定螺栓50相关联的、固定螺栓50头部产生的死容积可以消除，从而增加了压缩腔P的容积，并可以方便地控制活塞20的冲程，因为活塞20冲程的伸出位置是容易确定的。

由于采用上述往复式压缩机的吸气阀连接结构及其连接方法，在气缸内作直线往复运动的气缸和吸气阀的连接状态变得更牢固。由于可以避免热变形，吸气阀反复运动引起的故障造成的损坏可以得到控制。由于可以防止吸气阀的旋转运动，零件的寿命期限可以得到延长。此外，由于气流通道的打开和关闭可以精确完成，死容积可以减小，并且由于可以方便地控制冲程，压缩性能也得到改善。

就本发明而言，在不脱离其精神和显著特征的条件下，还可以以多种形式实施，可以理解，上述实施例除非特别规定，不会被上述说明的任何细节所限制，相反，在权利要求的精神和范围内可以概括形成。因此，所有落入权利要求保护范围的的变化和变型或者等同物，皆应被权利要求所覆盖。

Claims (8)

1、一种往复式压缩机阀连接结构，包括：

一活塞，它在一气缸内作线性往复运动，并具有一气体在其内流动的气体流动通道；

一阀，其定位以贴合在活塞的端面上，以便打开和关闭活塞的气流通道；和

一扩散粘接部分，其扩散并且连接在一部分活塞端面和阀接触面上，阀的接触面通过使用外部能源构成阀的原子运动或者原子之间的运动而贴合在活塞端面上。

2、如权利要求1所述的结构，其中阀用不锈钢材料制成。

3、如权利要求1所述的结构，其中具有与阀类似原子结构的镶嵌材料，镶嵌并结合而固定在与阀接触的活塞端面上。

4、如权利要求3所述的结构，其中活塞和镶嵌材料借助钎焊相互连接在一起。

5、如权利要求3所述的结构，其中阀用不锈钢材料制成。

6、如权利要求1所述的结构，其中能源通过使用在两接触面间通以电流产生的预定电阻热形成。

7、如权利要求6所述的结构，其中预定电阻热低于450℃。

8、一种往复式压缩机阀连接方法，包括如下步骤：

处理活塞和阀的一个端面的接触表面，阀与活塞的该端面接触；

将阀的接触面贴合在活塞端面上；

进行第一次增压步骤，通过对活塞和贴合在活塞端面上的阀的端面的一部分增压，使活塞的表面和阀的表面，在活塞和阀的端面的接触面受到增压的部分产生永久变形；

进行第二次增压步骤，当活塞的表面和阀的表面产生永久变形时，使上述材料的原子产生运动和形成连接；和

对施加在活塞和阀上的压力卸压。

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