CN1525067A

CN1525067A - 压缩机阀片

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Publication number: CN1525067A
Application number: CNA2003101202214A
Authority: CN
Inventors: 欧内斯特・R・伯格曼; 欧内斯特·R·伯格曼; ・D・舒尔策; 斯科特·D·舒尔策; ・A・舒尔策; 布拉德·A·舒尔策
Original assignee: Copeland Corp LLC
Current assignee: Copeland LP
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2004-09-01
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: CN100480509C; KR20040076567A; US7618244B2; AU2004200755A1; EP1452735A2; BR0304779A; EP1452735A3; CA2444082C; CN1270088C; EP1452735B1; JP2004257374A; BR0304779B1; AR041844A1; KR100991710B1; MXPA04001581A; US7040877B2; US20060177331A1; CA2444082A1; CN1896514A; TWI223052B

Abstract

一种阀片组件包括一上阀片、一下阀片、一环形垫片和一中心垫片。环形垫片被设置在上阀片和下阀片之间，并位于上阀片和下阀片的外周边周围。中心垫片被大致设置在阀片组件的几何中心，以便为阀片组件提供附加支撑。

Description

压缩机阀片

技术领域

本发明总体上涉及制冷压缩机。更具体地说，本发明是涉及这样一种往复活塞式制冷压缩机，即，这种压缩机具有独特设计的阀片组件，这种阀片组件能改善阀片垫圈的夹紧特性，从而能改善阀片垫圈的密封性能。

发明的背景和概述

往复活塞式压缩机通常采用由吸收和排放压力所驱动的阀，这种阀被安装在一阀片组件上，该阀片组件被安装在由压缩机主体形成的缸体的端部。阀片组件通常被夹在压缩机盖和压缩机主体之间。在阀片组件和压缩机主体之间安装一阀片垫圈，用于对接触面进行密封。

通常，通过压缩机盖与压缩机主体的连接产生一夹紧力，利用这个夹紧力来压紧阀片垫圈。压缩机盖通过一些盖螺栓连被连接到压缩机主体上，所说的盖螺栓穿过压缩机盖、穿过盖垫圈、穿过阀片组件、穿过阀片垫圈、最终被拧接到压缩机主体上。当盖螺栓被拧紧时，就可以压紧阀片垫圈。

通常，盖螺栓被设置在压缩机盖、阀片组件和阀片垫圈的外周边周围。于是，阀片垫圈承受来自这个外周边的大部分夹紧力。由于这个夹紧力产生于阀片垫圈的外周边，因此，夹紧力较小，从而在与外周边间隔开的阀片垫圈中心部分的阀片垫圈的压紧力较小。由于在所说的中心部分，阀片垫圈的压紧力较小，因此，大部分的阀片垫圈故障发生在这个中心部分。

除了利用盖螺栓来压紧阀片垫圈以外，位于阀片组件上部的高压排放气体也产生阀片垫圈的压紧力。所说的高压排放气体使所说的阀片组件挤压着阀片垫圈和压缩主体。通常，阀片组件由一上阀片、一下阀片和一个或多个位于所说上阀片和下阀片之间的垫片组成。在这种阀片组件的中心区域中，没有上面所描述的盖螺栓，因此也就没有垫片，由于在上阀片和下阀片之间没有垫片，因此会产生一敞开的空隙。这就意味着由高压排放气体所产生的力就会作用在上阀片上，所作用的这个压力不会直接传递到中心部分的下阀片。

本发明提供了一种独特的阀片组件，这种阀片组件提高了中心部分的阀垫圈夹紧力，从而可以显著减小阀垫圈发生故障。本发明的这种独特的阀片组件包括一个中心垫片，该中心垫片被设置在阀片组件的中心部分的上阀片和下阀片之间。通过采用这种附加的中心垫片，就可以增大阀片组件在中心部分所施加的夹紧力，从而也就增大阀片垫圈的压紧力，于是就可以改善它的性能和耐用性。

在本发明的第一实施例中，中心垫片具有一螺栓孔，该螺栓孔穿过该垫片。利用这个螺栓孔来安装一中心螺栓，使中心螺栓穿过阀片组件，并且把该螺栓拧接到压缩机主体上。当这个中心螺栓被拧紧时，该螺栓就向中心部分的阀片垫圈提供附加的夹紧力，从而在整个阀片垫圈中产生更均匀的夹紧力，于是可改善了发表和耐用性，同时还可减少故障的发生。中心螺栓只能通过阀片组件和阀片垫圈穿入到压缩机主体内，如果需要的话，该中心螺栓可通过压缩机盖、阀片组件和阀片垫圈穿入压缩机主体内。

在本发明的另一个实施例中，中心垫片不具有螺栓孔。中心垫片被设置在阀片组件的中心部分内，以便把夹紧力和由高压排放气体所施加的压力从上阀片传递到下阀片、传递到阀片垫圈、最后传递到压缩机主体。这个施加到阀片垫圈中心部分上的附加力增大了中心部分的垫圈的压紧力，从而在整个阀片垫圈中产生更均匀的夹紧力，于是就可以改善性能和耐用性，同时还可以减少故障的发生。如果由于压缩机卸载系统或压缩机的其它特征所处的位置的限制而不能靠近阀片组件的中心部分，从而不能安装一中心螺栓，在这种情况中，这个附加的实施例就非常有用。

通过下面对本发明的描述就可以更清楚地理解本发明其它的应用方面。应当知道，尽管在本发明中，在这里所作的详细描述和具体例子只是为解释目的的，本发明的范围并不局限于这些详细的描述和具体例子。

附图简述

通过结合附图所作的详细描述，就可以更全面地理解本发明。在其中的附图中：

图1是根据本发明的具有独特的阀片组件的压缩机装置的侧视图；

图2是图1所示压缩机装置的顶视图；

图3是图1和图2所示的压缩机装置的局部剖面图，其中，每个罐体都被绕着中心轴转动了90度；

图4是图1-3所示的独特的阀片组件的顶视平面图；

图5是图4所示的独特的阀片组件的侧剖图；

图6是根据本发明另一个实施例的类似于图3的压缩机装置的局部剖面图；

图7是根据本发明另一个实施例的独特的阀片组件的侧剖图。

优选实施例的详细描述

下面对优选实施例所作的描述只是示例性的，绝非是限制本发明的应用或用途。在图1至图5中表示出一种压缩机装置10，该压缩机装置10包括根据本发明的独特的阀片组件。压缩机装置10包括：一压缩机主体12；一压缩机盖14；一盖垫圈16；一阀片组件18和一阀片垫圈20。

压缩机主体12限定一对压缩汽缸22，在所说压缩汽缸22内可滑动地设置有活塞24。每个压缩汽缸22都通过阀片组件18与一排放室和一吸入室相连通。

阀片组件18包括：一上阀片26；一下阀片28；一环形垫片30；许多内部垫片32；一中心垫片34。阀片组件18限定了一对吸入通道36和一对排放通道38。其中所说的这对吸入通道36与压缩机装置10的吸入室连通，所说的这对排放通道38与压缩机装置10的排放室连通。每条排放通道38都是由在阀片组件18的上表面42和下表面44之间延伸并沿径向倾斜的或斜面的侧壁40限定而成。所说的斜面侧壁40是由上阀片26形成的。斜面侧壁40的一表面46为一排放阀元件48提供了一阀座，利用排放气体的压力以及在排放阀元件48和一桥式固定器52之间延伸的一弹簧来挤压所说的排放阀元件48，使排放阀元件48与所说的阀座接合。

如图所示，排放阀元件48的大小和形状相对于排放通道38而言是这样子的，即，能使该排放阀元件的下表面54与阀片组件18的下表面44基本上呈共面关系。弹簧50被设置在固定器52中的一槽56内。排放阀元件48实质上是由压力驱动的，所选择的弹簧50主要用于提供稳定性，而且还提供初始闭合偏压力或预荷载，以便形成初始密封。除了图中所示类型的弹簧以外，当然也可采用其它类型的弹簧来适合这种用途。

固定器52也用作一止动件，用于限制阀元件48的打开移动，该固定器52通过一对适合的连接件58被固定到阀片组件18上。

环形垫片30被设置在上阀片26和下阀片28之间，环形阀片30与上阀片26和下阀片28形成吸入通道36。所说的许多内部垫片32被设置在每个压缩汽缸22周围，如图4所示。当压缩机盖4被固定到压缩机主体12上时，阀片组件18就被固定到压缩机主体12上。阀片组件18被夹在压缩机盖14和压缩机主体12之间，使得阀片垫圈20被夹在阀片组件18与压缩机主体12之间，以及使盖垫圈16被夹在阀片组件18和压缩机盖14之间。

许多螺栓60穿过压缩机盖14、盖垫圈16、阀片组件18的上阀片26、阀片组件18的环形垫片30、阀片组件18的下阀片28、阀片垫圈20，并且被拧接到压缩机主体12上。拧紧的螺栓60对阀片垫圈20进行压紧，从而在阀片组件18和压缩机主体12之间形成密封关系，以及在阀片组件18和压缩机盖14之间形成一密封关系。如图所示，所说的许多螺栓60和阀片组件18的环形垫圈30被设置在压缩机盖14和阀片组件18的外周边部分周围。在现有技术中，许多螺栓60穿压缩机盖14、盖垫圈16、阀片组件18、阀片垫圈20，并被拧接到压缩机主体12上，而且这些螺栓是向阀片垫圈20提供压紧力的唯一的机械装置。尽管这个压紧力足够用于阀片垫圈20的外周边部分时，但是，由于中心部分和众多的螺栓中的每个螺栓60之间存在着距离，因此，阀片垫圈20的中心部分的压紧力要小于外周边部分的压紧力。

本发明通过增加中心垫片34来改善阀片垫圈20的压缩特性，从而改善了阀片垫圈20的性能和耐用性。中心垫片34大致被设置在阀片组件18的几何中心，并且位于在一个压缩汽缸22的几何中心和一相邻的压缩汽缸22的几何中心之间延伸的直线上。这样就使中心垫片34大致位于阀片组件18的宽度中央，也位于阀片组件18的长度中央。中心垫片34在上阀片26和下阀片28之间延伸，并且被接收在由下阀片28所限定的一孔62内。尽管图中表示出中心垫片被接收在下阀片28中的孔62内，但是，根据需要，孔62可以被设置在上阀片26中，从而使中心垫片34可从图中所示的状况被倒过来。中心垫片34限定一通孔64，该通孔64与穿过上阀片26的一孔66相对齐。一中心螺栓68穿过上阀片26的通孔66、穿中心垫片34的通孔64，并被拧接在压缩机主体12内。拧紧中心螺栓68，就可以为阀片垫圈20在阀片垫圈20的中心提供附加的压紧力，增大对阀片垫圈20的挤压，从而可以在整个阀片垫圈20中提供更均匀的夹紧力，于是就可以改善阀片垫圈20的性能和密封功能的持久性。

阀片组件18还限定一环形阀座70，侧壁40在其终端限定一环形阀座72。在阀座70和阀座72之间设置一吸入通道36。

侧壁40的阀座72被设置成与阀片组件18的阀座70呈共面关系。呈圆环形式的一吸入簧片阀元件76在其闭合状态中密封地与阀片组件18的阀座70及侧壁40的阀座72接合，以便防止流全从压缩汽缸22流入到吸入通道36内。在吸入簧片阀元件76中设置一中心开口78，该中心开口78被设置成与排放通道38共轴，以便允许在压缩汽缸22和排放阀元件48的下表面54之间可以形成直接的流体连通。吸入簧片阀元件76还包括一对沿直径方向对置的径向朝外延伸的突片80。一个突片80用于把簧片阀元件76固定到阀片组件18上，并且利用了一对驱动销。

由于在吸入冲程期间，压缩汽缸22内的活塞24从阀片组件18移开，因此，压缩汽缸22和吸入通道36之间的压差会使吸入簧片阀元件76相对于压缩汽缸22向内偏斜到它的打开位置(如图3中的虚线所示)，从而使得气流可以从吸入通道36在阀座70和72之间流入压缩汽缸22内。由于只有吸入簧片阀元件76的突片80向外突出超过压缩汽缸22的侧壁，因此，吸入流体很容易从吸入簧片阀元件76的整个内周边和外周边流入到压缩汽缸22内。当活塞24的压缩冲程开始时，吸入簧片阀元件76就与阀座70及阀座72密封接合。由于在压缩汽缸22内的压力超过排放通道内的压力，并且由弹簧50施加了作用力，因此，排放阀元件48开始打开。经压缩的气体将通过中心开口78、经过排放阀元件48、并进入到排放通道38内。阀片组件18和簧片阀元件76的这种同心布置使得覆盖在压缩汽缸22上的整个可获得的表面可被用于吸入和排放的进出口，从而可以允许最大的气流流入和流出压缩汽缸22。

活塞24在压缩汽缸22内的连续冲程连续地使吸入簧片阀元件76和排放阀元件48在它们的打开位置和关闭位置之间移动。压缩机主体12包括一倾斜的或弯曲的部分84该倾斜的或弯曲的部分位于吸入簧片阀元件76的自由端附近的压缩汽缸22外边缘，以便提供为吸入簧片阀元件76提供一友好的表面，以便吸入簧片阀元件76抵靠着该表面弯曲，从而可显著地减小在自由端突片80内所产生的弯曲应力。

参照图6，图中表示出了根据本发明另一实施的一压缩机装置110。在图6中所表示的实施例中，除了中心螺栓68已被中心螺栓168所取代以外，其余的与图3所示的实施例中的相同。中心螺栓68穿过阀片组件18和阀片垫圈20，并被拧接在压缩机主体12上。而图6中所示的中心螺栓168穿过汽缸盖14、阀片组件18和阀片垫圈20，并被拧接在压缩机主体12上。为了施加附加的压紧力，在汽缸盖14中增加一延伸件170，中心螺栓168穿过该延伸件170。压缩机装置110的操作、功能和特征与上面所描述的压缩机装置10相同。

参照图7，图中表示出根据本发明另一个实施例的阀片组件118。除了中心垫片34已被中心垫片134所取代以外，阀片组件118与阀片组件18是相同的。中心垫片134被设置在与中心垫片34相同的位置，这个位置大致位于阀片组件118的几何中心。这样就使中心垫片134大致位置阀片组件118的宽度和长度的中央，或者位于与图4所示中心垫片34相同的位置。中心垫片134在上阀片26和下阀片28之间延伸，并且被接收在由上阀片26所限定的一孔隙62内。尽管图中所表示的是中心垫片被接收在上阀片26中的孔162内，但是，可根据需要，把孔162设置在下阀片28中，并且使中心垫片134从图中所示的状态被倒过来。由于中心垫片134是一坚固元件，并且不具有中心螺栓68或168，因此，阀片垫圈20的中心部分不会因中心螺栓的拧紧而受到附加的压紧力的作用。而是通过增加类似于图6所示延伸件170的一中心肋条，并且通过阀片组件118上部的排气室中的压缩气体的压力，来向阀片垫圈20的中心部分施加附加的压紧力。具有排放压力的压缩气体向上阀片26施加一个力，这个力通过中心垫片134被直接传递到下阀片28。此外，拧紧的螺栓60通过中心肋条(图中未示)在上阀片26上施加一个力，这个力也通过中心垫片134被直接传递到下阀片28。于是，施加在下阀片28上的力就被施加在阀片垫圈20上，以便为阀片垫圈20在阀片垫圈20的中心提供附加的压紧力，增大阀片垫圈20的压紧力，从而在整个阀片垫圈20中提供更均匀的夹紧力，并且改善阀片垫圈的性能和密封功能的持久性。在现有技术中，不具有中心垫片134，施加在上阀片26上的压力不直接被传递到下阀片28。

本发明的描述只是示例性的，因此，本发的范围包括那些不脱离本发明要旨的各种变型。这些各种变型不应被视为脱离了本发明的构思和范围。

Claims

1、一种制冷压缩机，包括：

一压缩机主体，该压缩机主体限定一第一压缩汽缸和一第二压缩汽缸；

一压缩机盖，该压缩机盖与所说的压缩机主体相连；

一阀片组件，该阀片组件被设置在所说的压缩机盖和所说的压缩机主体之间，所说的阀片组件包括：

一上阀片；

一下阀片；

一环形垫片，该环形垫片被设置在所说的上阀片和所说的下阀片之间，环形垫片环绕着所说的第一压缩汽缸和第二压缩汽缸；

一中心垫片，该中心垫片被设置在所说的上阀片和所说的下阀片之间，所说的中心垫片位于所说的第一压缩汽缸和所说的第二压缩汽缸之间。

2、根据权利要求1所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片被设置在这样一条直线上，即，这条直线在所说的第一压缩汽缸的几何中心和所说第二压缩汽缸的几何中心之间延伸。

3、根据权利要求2所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片限定一通孔。

4、根据权利要求2所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。

5、根据权利要求4所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片限定一通孔。

6、根据权利要求1所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。

7、根据权利要求6所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片限定一通孔。

8、根据权利要求1所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片限定一通孔，该通孔与穿过所说上阀片的一孔以及穿过所说下阀片的一孔同心。

9、根据权利要求8所述的制冷压缩机，还包括一螺栓，该螺栓穿过所说的上阀片中的所说孔、穿过所说通孔、穿过所说下阀片中的所说孔，并且所说的螺栓被拧接在所说的压缩机主体上。

10、根据权利要求9所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片被设置在这样一条直线上，即，这条直线在所说的第一压缩汽缸的几何中心和所说第二压缩汽缸的几何中心之间延伸。

11、根据权利要求10所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。

12、根据权利要求9所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。

13、根据权利要求1所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片被设置在由所说上阀片所限定的一孔内。

14、根据权利要求13所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片被设置在这样一条直线上，即，这条直线在所说的第一压缩汽缸的几何中心和所说第二压缩汽缸的几何中心之间延伸。

15、根据权利要求14所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。

16、根据权利要求13所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。

17、根据权利要求1所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片被设置在由所说下阀片所限定的一孔内。

18、根据权利要求17所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片被设置在这样一条直线上，即，这条直线在所说的第一压缩汽缸的几何中心和所说第二压缩汽缸的几何中心之间延伸。

19、根据权利要求18所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。

20、根据权利要求17所述的制冷压缩机，其中，所说的中心垫片大致位于所说阀片组件的几何中心。