CN202926632U - 压力控制阀和涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种压力控制阀（100，200），包括：阀座（140，160），其中形成有阀孔（142，262）；第一阀片构件（110，210），其遮蔽所述阀孔并且其上形成有流体通道（118，218）；以及第二阀片构件（120，220），其设置在阀座和第一阀片构件之间并且遮蔽所述流体通道，其中假定从第二阀片构件指向第一阀片构件的方向为第一方向，当第一阀片构件和第二阀片构件两侧的压力差指向第一方向并且大于或等于第一预定值时，第一阀片构件被打开；当所述压力差指向与第一方向相反的第二方向并且大于或等于第二预定值时，第二阀片构件被打开。本公开还涉及一种包括压力控制阀或节流阀的涡旋压缩机。

Description

压力控制阀和涡旋压缩机
技术领域
本实用新型涉及一种压力控制阀和一种涡旋压缩机。
背景技术
本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。
通常的单向阀包括形成有阀孔的阀座和打开或关闭阀孔的阀片。当阀片两侧的压力差大于预定值并且指向打开阀片的第一方向时，阀片打开以允许流体流过单向阀。当阀片两侧的压力差指向与第一方向的相反的第二方向时，不管阀片两侧的压力差的数值如何，阀片都不会打开从而阻止流体沿相反的方向流动。这种单向阀为流体提供了单向流动的能力。
然而，在某些情况下，不但需要单向阀能够在沿第一方向的压力差达到第一预定值时能够打开，而且需要单向阀能够在沿第二方向的压力差达到第二预定值时能够打开以实现例如压力释放。
本领域技术人员通常采用电磁阀和布置在电磁阀上下游的压力传感器来实现上述功能。这种布置相对复杂并且昂贵。
因此，需要一种能够根据阀两侧的压力差为流体提供双向流动功能的阀构造。
实用新型内容
本实用新型的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种能够根据阀两侧的压力差为流体提供双向流动功能的压力控制阀。
本实用新型的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种结构简单且成本较低的压力控制阀。
本实用新型的一个或多个实施方式的又一个目的是提供一种运行性能得以优化的涡旋压缩机。
为了实现上述目的中的一个或多个，根据本实用新型的一个方面，提供了一种压力控制阀，所述压力控制阀可以包括：阀座，所述阀座中形成有阀孔；第一阀片构件，所述第一阀片构件遮蔽所述阀孔并且其上形成有流体通道；以及第二阀片构件，所述第二阀片构件设置在所述阀座和所述第一阀片构件之间并且遮蔽所述流体通道，其中假定从所述第二阀片构件指向所述第一阀片构件的方向为第一方向，当所述第一阀片构件和所述第二阀片构件两侧的压力差指向所述第一方向并且大于或等于第一预定值时，所述第一阀片构件被打开以允许流体流过所述压力控制阀；当所述第一阀片构件和所述第二阀片构件两侧的压力差指向与所述第一方向相反的第二方向并且大于或等于第二预定值时，所述第二阀片构件被打开以允许流体流过所述压力控制阀。
在一些方面中，所述第一阀片构件可以包括：相对于所述阀座固定的第一基部；从所述第一基部延伸出的弹性的第一颈部；以及与所述第一颈部相连的头部，其中所述头部可以遮蔽所述阀孔，并且所述流体通道可以由形成在所述头部中的至少一个通孔构成。
在一些方面中，所述第二阀片构件可以包括：相对于所述阀座固定的第二基部；从所述第二基部延伸出的弹性的第二颈部；以及与所述第二颈部相连的舌部，所述舌部可以遮蔽所述第一阀片构件的所述流体通道并且能够沿所述第二方向运动。
在一些方面中，所述舌部的面积可以小于所述头部的面积。
在一些方面中，所述第二阀片构件可以进一步包括与所述第二颈部相连并且环绕所述舌部的周边部，所述周边部在所述阀孔的周围抵靠所述阀座，并且所述第一阀片构件的所述头部可以经由所述周边部遮蔽所述阀孔。
在一些方面中，所述第一预定值可以通过设定所述第一阀片构件的弹性和压力接收面积中的至少一项来设定，所述第二预定值可以通过设定所述第二阀片构件的弹性和所述流体通道的面积中的至少一项来设定。
在一些方面中，所述第一阀片构件的所述压力接收面积可以由所述第二阀片构件的所述周边部和所述舌部之间的面积限定。
在一些方面中，所述第一阀片构件的弹性主要由所述第一颈部来提供，并且所述第二阀片构件的弹性主要由所述第二颈部来提供。
在一些方面中，所述压力控制阀可以进一步包括限制所述第一阀片构件沿所述第一方向的位移的阀挡构件。
在一些方面中，所述阀挡构件、所述第一阀片构件、所述第二阀片构件可以通过紧固件固定到所述阀座上。
在一些方面中，所述第二阀片构件和所述第一阀片构件可以形成为一体。
在一些方面中，所述压力控制阀可以进一步包括为第一阀片构件提供沿所述第二方向的偏置力的第一弹性构件和为第二阀片构件提供沿所述第一方向的偏置力的第二弹性构件。
在一些方面中，所述第一阀片构件可以包括能够相对于所述阀座运动并且遮蔽所述阀孔的本体部，并且其中所述流体通道可以由形成在所述本体部上的至少一个通孔形成。
在一些方面中，所述压力控制阀可以进一步包括将所述第一阀片构件和所述第二阀片构件保持在所述阀座中的保持环。
在一些方面中，所述第一弹性构件可以设置在所述第一阀片构件和所述保持环之间。
在一些方面中，第一阀片构件可以进一步包括沿所述第二方向从所述本体部延伸的延伸部以及从所述延伸部突出的突出部。
在一些方面中，所述第二阀片构件上形成有供所述第一阀片构件的所述延伸部穿过的通孔。
在一些方面中，所述第二弹性构件可以设置在所述第二阀片构件和所述突出部之间。
在一些方面中，所述第二弹性构件可以设置在所述第二阀片构件和所述阀座之间。
在一些方面中，所述第二阀片构件可以与所述第一阀片构件形成为一体。进一步地，所述第二阀片构件可以包括：与所述第一阀片构件连接在一起的基部；从所述基部延伸出的弹性的颈部，以及与所述颈部相连的至少一个舌部，所述至少一个舌部遮蔽所述第一阀片构件的所述至少一个通孔。
在一些方面中，所述颈部可以用作所述第二弹性构件。
在一些方面中，所述第一弹性构件可以为螺旋弹簧，所述第二弹性构件可以为弹性支架。
在一些方面中，所述第一预定值可以通过设定所述第一弹性构件的弹性和所述第一阀片构件的压力接收面积中的至少一项来设定，所述第二预定值可以通过设定所述第二弹性构件的弹性和所述流体通道的面积中的至少一项来设定。
在一些方面中，所述第一阀片构件的压力接收面积可以由所述第一阀片构件与所述阀孔的重叠面积来限定。
在一些方面中，所述第二预定值可以设定成大于或等于所述第一预定值。
在一些方面中，所述第二预定值可以设定成小于所述第一预定值。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种包括上述压力控制阀的涡旋压缩机。更具体地，所述涡旋压缩机可以包括：动涡旋部件，所述动涡旋部件可以包括第一端板和形成在所述第一端板上的动涡旋叶片；定涡旋部件，所述定涡旋部件可以包括第二端板和形成在所述第二端板上的定涡旋叶片，所述定涡旋叶片与所述动涡旋叶片可以彼此接合以在其间形成一系列压缩腔，所述第二端板的与形成有所述定涡旋叶片的一侧相反的一侧可以形成有凹部；以及设置在所述凹部中的密封组件，所述凹部和所述密封组件之间的空间可以形成背压腔，所述背压腔可以经由连通通道与其中一个所述压缩腔流体连通；其中所述压力控制阀设置在所述连通通道中。
在一些方面中，定涡旋部件的所述连通通道周围的部分可以用作所述压力控制阀的阀座，所述连通通道可以用作所述压力控制阀的阀孔。
在一些方面中，所述压力控制阀的阀座可以配合在所述连通通道中。
根据本实用新型的又一个方面，提供了一种涡旋压缩机，包括：动涡旋部件，所述动涡旋部件包括第一端板和形成在所述第一端板上的动涡旋叶片；定涡旋部件，所述定涡旋部件包括第二端板和形成在所述第二端板上的定涡旋叶片，所述定涡旋叶片与所述动涡旋叶片彼此接合以在其间形成一系列压缩腔，所述第二端板的与形成有所述定涡旋叶片的一侧相反的一侧形成有凹部，以及设置在所述凹部中的密封组件，所述凹部和所述密封组件之间的空间形成背压腔，所述背压腔经由连通通道与其中一个所述压缩腔流体连通，其中在所述连通通道中设置有防止或减弱流体从所述背压腔向所述压缩腔的回流的节流阀。
在一些方面中，所述节流阀可以为允许流体从所述压缩腔朝向所述背压腔流动的单向阀。
根据本实用新型的一种或几种实施方式的压力控制阀和/或涡旋压缩机的优点在于：
在根据本实用新型一种实施方式的压力控制阀中，设置有用于遮蔽或封闭阀座中的阀孔的第一阀片构件以及用于遮蔽或封闭第一阀片构件中的流体通道的第二阀片构件，并且当第一阀片构件和第二阀片构件两侧的压力差指向第一方向且大于或等于第一预定值时，第一阀片构件可以被打开，而当第一阀片构件和第二阀片构件两侧的压力差指向第二方向且大于或等于第二预定值时，第二阀片构件可以被打开。从而根据本实施方式的压力控制阀可以具有根据压力差允许流体沿两个方向流动的能力。此外，与采用电磁阀和压力传感器的方案相比，根据本实施方式的压力控制阀结构简单且成本大幅度降低。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，第一预定值和第二预定值可以设定成相同或者不同。从而根据本实施方式的压力控制阀可以方便地应用于各种应用。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，第一预定值例如可以通过设定第一阀片构件的弹性和压力接收面积中的至少一项来设定。换言之，通过改变第一阀片构件的材料特性或者形状特性（例如厚度和宽度），或者通过改变第一阀片构件的压力接收面积，或者通过改变上述二者，可以容易地改变或设定第一预定值。同理，第二预定值可以通过设定第二阀片构件的弹性和流体通道的面积中的至少一项来设定。因此，根据本实施方式的压力控制阀可以方便地通过改变第一阀片构件和/或第二阀片构件的特性来适配于不同的应用。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，第一阀片构件和第二阀片构件都可以是从金属板上冲压出的冲压构件或者通过弹性材料模制成的模制件。因此，第一阀片构件和第二阀片构件可以容易地低成本地制造。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，第一阀片构件和第二阀片构件可以形成为一体。例如，第一阀片构件和第二阀片构件可以通过模制工艺直接形成为一体。或者，第一阀片构件和第二阀片构件可以单独形成然后通过任意合适的连接手段（例如焊接、粘接、铆接等）结合在一起。这种构造的压力控制阀进一步减少了部件的数量并且简化了阀的构造。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，还可以进一步包括限制第一阀片构件沿第一方向的位移的阀挡构件。从而能够降低第一阀片构件过度变形和/或疲劳破坏的风险，增加了压力控制阀的可靠性。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，阀挡构件、第一阀片构件、第二阀片构件可以通过紧固件固定到阀座上，从而形成完整的组件。这在安装到诸如压缩机的应用中时是有利的。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，第一预定值还可以通过设定为第一阀片构件提供偏置力的第一弹性构件的弹性和第一阀片构件的压力接收面积中的至少一项来设定。另外，第二预定值还可以通过设定为第二阀片构件提供偏置力的第二弹性构件的弹性和流体通道的面积中的至少一项来设定。在根据本实施方式的压力控制阀中，可以通过精确设定第一弹性构件和第二弹性构件的弹性来精确设定或改变第一预定值和第二预定值，从而改善了压力控制阀对压力差响应的精度。
在根据本实用新型其他实施方式的压力控制阀中，第一阀片构件、第二阀片构件、第一弹性构件和第二弹性构件可以通过保持环保持在阀座中从而形成完整的组件。这在安装到诸如压缩机的应用中时是有利的。
在根据本实用新型一种实施方式的涡旋压缩机中，在连通背压腔和其中一个压缩腔（例如中压腔）的连通通道中设置了根据上述任一种实施方式的压力控制阀。因此，当压缩机在例如相对重载的工况下运转时，中压腔中的压力大于背压腔中的压力从而形成沿第一方向的压力差，此时中压腔中的流体可以流入背压腔以为涡旋组件提供合适的背压。另外，由于压力控制阀的设置，在背压腔和中压腔之间的压力差低于特定值时，不会在背压腔和中压腔之间产生流体流动，从而降低了背压腔中的压力波动。当压缩机例如从相对重载的工况回到相对轻载的工况时，背压腔中的压力大于中压腔中的压力从而形成沿第二方向的压力差。当该压力差达到一定值时，背压腔中的流体可以流入中压腔以实现背压腔的压力释放。在这种情况下，可以保持背压腔中的压力具有较低值，从而能够减轻两个涡旋部件之间的接触压力，从而降低涡旋组件以及其他相关部件的磨损。换言之，根据本实施方式的涡旋压缩机不但降低了背压腔中的压力波动而且能够根据压缩机的运转工况提供可变的背压，从而优化了压缩机的运行性能。
在根据本实用新型其他实施方式的涡旋压缩机中，定涡旋部件的连通通道周围的部分可以用作压力控制阀的阀座，连通通道可以用作压力控制阀的阀孔。换言之，压力控制阀的阀座可以由定涡旋部件的一部分形成，这进一步简化了压缩机的结构。
在根据本实用新型其他实施方式的涡旋压缩机中，压力控制阀的整个组件或阀座可以配合在连通通道中，这进一步简化了压缩机的装配工艺。
在根据本实用新型另一种实施方式的涡旋压缩机中，在连通背压腔和其中一个压缩腔（例如中压腔）的连通通道中设置了防止或减弱流体从背压腔向压缩腔的回流的节流阀。在根据本实施方式的涡旋压缩机中，即使压缩机在恶劣的工况下运行时也能够保证背压腔中具有足够的背压力，从而提高了压缩机的运行性能。此外，当压缩机在不同的工况下交替运行时，能够降低背压腔中的压力波动，从而进一步改善压缩机的运行性能。特别是，该节流阀可以为允许流体从压缩腔朝向背压腔流动的单向阀。因此，能够进一步降低压缩机的总体制造成本。
通过本文提供的说明，其他的应用领域将变得显而易见。应该理解，本部分中描述的特定示例和实施方式仅处于说明目的而不是试图限制本公开的范围。
附图说明
本部分描述的附图仅出于说明目的而不是视图以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开第一实施方式的涡旋压缩机的纵剖视图。
图2是图1的局部放大图。
图3A是示出背压腔中的压力变化的示意图。
图3B是对应于图3A中的背压力变化的压缩腔的变化的示意图。
图4A是包括根据第一实施方式的压力控制阀的定涡旋部件的组装立体图。
图4B是图4A的压力控制阀和定涡旋部件的分解立体图。
图5A是压力控制阀和定涡旋部件的局部纵剖视图。
图5B是压力控制阀和定涡旋部件的局部剖开的立体图。
图6A是第一阀片构件、第二阀片构件和阀挡的立体图。
图6B是第一阀片构件、第二阀片构件和阀挡的俯视图。
图7是根据第一实施方式的第一阀片构件和第二阀片构件的一种变型的立体图。
图8A是根据第一实施方式的另一种变型的压力控制阀的组装立体图。
图8B是图8A的压力控制阀的分解立体图。
图9A是包括根据第二实施方式的压力控制阀的定涡旋部件的组装立体图。
图9B是图9A的压力控制阀和定涡旋部件的分解立体图。
图10A是第一阀片构件、第二阀片构件、第一弹性构件和第二弹性构件的立体图。
图10B是第一阀片构件、第二阀片构件、第一弹性构件和第二弹性构件的侧视图。
图11是安装有根据第二实施方式的压力控制阀的定涡旋部件的局部剖视图。
图12A是根据第二实施方式的一种变型的压力控制阀的组装立体图。
图12B是图12A的压力控制阀的分解立体图。
图13是安装有图12A所示变型的压力控制阀的定涡旋部件的局部剖视图。
图14是根据第二实施方式的一种变型的平面图。
图15是根据本实用新型又一实施方式的分解立体图。
具体实施方式
下文的描述性质上仅是示例性的而不是试图限制本公开、应用及用途。应当理解，在这些附图中，相应的参考数字指示相似的或相应的部件及特征。
下面将参照图1、2、3A和3B描述根据本公开一种实施方式的涡旋压缩机10的基本构造和原理。
如图1所述，涡旋压缩机10一般包括大致圆筒形的壳体12、设置在壳体12一端的顶盖14、设置在壳体12另一端的底盖16以及设置在顶盖14和壳体12之间以将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板15。隔板15和顶盖14之间构成高压侧，而隔板15、壳体12和底盖16之间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入流体的进气接头（未示出），在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气接头18。壳体12设置有由定子22和转子24构成的电机20。转子24中设置有驱动轴30以驱动由定涡旋部件80和动涡旋部件70构成的压缩机构。同时参见图2，动涡旋部件70包括端板72、形成在端板一侧的毂部74和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片76。定涡旋部件80包括端板82、形成在端板一侧的螺旋状的叶片86和形成在端板的大致中央位置处的排气口88。在定涡旋部件80的螺旋叶片86和动涡旋部件70的螺旋叶片76之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔。径向最外侧的压缩腔处于吸气压力，径向最内侧的压缩腔处于排气压力。中间的压缩腔处于吸气压力和排气压力之间，从而也被称之为中压腔。
动涡旋部件70的一侧由主轴承座40的上部支撑。在此，主轴承座40的支撑所述动涡旋部件70的部分构成止推构件。在其他实施方式中，止推构件可以与主轴承座分开形成，然后通过紧固装置固定在一起。主轴承座40通过合适的紧固装置相对于壳体12固定。
驱动轴30由设置在主轴承座40中的主轴承44以及设置在下轴承座50中的下轴承52可转动地支撑。下轴承座50经由例如支架54相对于壳体12或底盖16固定。另外，可以在驱动轴30上或者在转子24上设置平衡块26和28以保持动平衡。
驱动轴30的一端设置有偏心曲柄销36。在偏心曲柄销36和动涡旋部件70的毂部74之间设置有卸载衬套38。通过电机20的驱动，动涡旋部件70能够相对于定涡旋部件80平动转动（即，动涡旋部件70的中心轴线绕定涡旋部件80的中心轴线旋转，但是动涡旋部件70本身不会绕自身的中心轴线旋转）以实现流体的压缩。上述平动转动通过定涡旋部件70和动涡旋部件80之间设置的十字滑环48来实现。
经过定涡旋部件70和动涡旋部件80压缩后的流体通过排气口88排出到高压侧。为了防止高压侧的流体在特定情况下经由排气口88回流到低压侧，在排气口88处设置有单向阀或排气阀89。所述排气阀89允许压缩腔中的流体流动到高压侧，但是阻止高压侧的流体回流到压缩腔。
可替代地或额外地，可以在排气口88的下游设置停机阀90。在图1和图2所示的示例中，停机阀90设置在隔板15的开口19处。开口19与定涡旋部件80的排气口88大致对齐。停机阀90可以包括基部92、与基部92相连的细长的管道部94以及遮蔽开口19的阀片96。基部92可以包括多个支腿以在支腿之间形成供流体流动的间隙。管道部94的一端延伸到排气接头18中或排气接头18附近，管道部94的另一端固定在基部92上并且面对阀片96。在压缩机正常运转中，从排气口88排出的流体将向上推动阀片96使其抵靠基部92的内侧表面，并且排出的流体从基部各个支腿之间的间隙流入高压侧，进而从排气接头18排出。当压缩机停机时，可能存在从排气接头18朝向高压侧流动的流体。此时，一部分回流的流体将通过管道部94直接作用在阀片96的表面上，从而将阀片96迅速向下推动到与隔板15的开口19抵靠的位置。由此，防止了回流的流体压力作用在定涡旋部件上。
驱动轴30的由下轴承座50支撑的一端可包括油孔32。优选地，油孔32与驱动轴30的旋转轴线同心，因此也将该油孔称为同心孔32。驱动轴30还可包括与同心孔32流体连通并且相对于同心孔32偏心且大致沿驱动轴的纵向延伸到偏心曲柄销36的端面的偏心孔34。在驱动轴30的设置有同心孔32的一端可以设置泵油装置56。例如，泵油装置56可以是转子泵、叶轮泵、油叉等任何合适装置。
采用上述构造，当压缩机运行时，位于壳体12底部的润滑油将首先通过泵油装置56供给到驱动轴30的同心孔32中，然后经由与同心孔32流体连通的偏心孔34供给到偏心曲柄销36的端部。然后，从偏心曲柄销36排出的润滑油可以在重力作用下或者通过活动部件的飞溅供给到压缩机内的各种部件以实现润滑和冷却。此外，所飞溅的润滑油液滴还可能与从进气接头流入的流体混合并且被流体所携带进入压缩机构和高压侧，从而对涡旋部件和其他部件进行润滑和冷却。
为了实现定涡旋部件80的螺旋叶片86的顶端与动涡旋部件70的端板72之间以及动涡旋部件70的螺旋叶片76的顶端与定涡旋部件80的端板82之间的轴向密封，通常，在定涡旋部件80的端板82的与螺旋叶片86相反的一侧设置有凹部84。在凹部84中设置有密封组件85，密封组件85的轴向位移受到隔板15的限制。凹部84和密封组件85之间的空间构成定涡旋部件80的背压腔。背压腔通过端板82中形成的轴向延伸的连通通道83与中压腔流体连通从而形成将定涡旋部件80朝向动涡旋部件70挤压的力。由于动涡旋部件70的一侧由主轴承座40的上部支撑，所以利用背压腔中的压力可以有效地将定涡旋部件80和动涡旋部件70压在一起。当各个压缩腔中的压力超过设定值时，这些压缩腔中的压力所产生的合力将超过背压腔中提供的下压力从而使得定涡旋部件80向上运动。此时，压缩腔中的流体将通过定涡旋部件80的螺旋叶片86的顶端与动涡旋部件70的端板72之间的间隙以及动涡旋部件70的螺旋叶片76的顶端与定涡旋部件80的端板82之间的间隙泄漏到低压侧以实现卸载，从而为涡旋压缩机提供了轴向柔性。
本申请的发明人发现，由于连通通道83在背压腔和中压腔之间提供了间歇性的连通，背压腔中的压力存在波动。如图3A和3B所示，当定涡旋部件80和动涡旋部件70处于（a）所示的相对位置时，P1点的压力对应于图3A中的压力I，随着动涡旋部件70的平动转动，P1的压力逐渐升高并且在（b）所示的相对位置达到最大压力II。在保持一段时间的最大压力II后，在（c）所示的相对位置P1的压力出现大的压力降III。随着压缩机的运转，背压腔提供的背压力循环地波动。
然而，当压缩机在恶劣的工况下运行时，这种背压力的波动可能导致某一时刻的背压力不足，从而造成压缩机的性能下降。
为了解决上述问题，在一种实施方式中，申请人提出在背压腔和中压腔之间的连通通道中设置单向阀300，如图15所示。单向阀300的阀片310可以覆盖连通通道83的端部。阀片310可以由弹性材料例如金属支撑。这样，当中压腔的压力高于背压腔的压力时，中压腔中的流体可以推开阀片310以流动到背压腔中。而当背压腔的压力高于中压腔时，阀片310可以关闭连通通道83，从而背压腔中的流体不能流动到中压腔中。因此，不管在什么工况下，都能够提供足够的背压力。此外，为了进一步防止阀片310过度变形，可以在阀片310的与连通通道83的端部相反的一侧设置阀挡320。由阀片310和阀挡320构成的单向阀300可以通过例如紧固件330固定到定涡旋部件80上。
虽然通常理解单向阀是一种允许流体沿一个方向流动并且阻止流体沿相反方向流动的阀装置，但是本领域技术人员应该理解在本实用新型的构思中，即使单向阀在上述相反的方向上允许少量流体通过也是可行的并且也能够实现较好的效果，例如可以在单向阀的阀片上设置一个或多个小孔，或者在单向阀的阀片或阀座（在图15的示例中，阀座可以为连通通道83端部周围的壁面）之间保持一定的间隙等。换言之，在上述示例中可以采用能够防止或减弱流体从背压腔向压缩腔的回流的节流阀来代替上述单向阀。
随之，本申请的发明人又发现，当设置了这种单向阀时，当压缩机从恶劣工况或相对重载的工况回到相对轻载的工况时，由于单向阀的阻挡，背压腔中压力无法释放，从而导致背压力过大而增加了压缩机的磨损和功耗。
为此，本申请的发明人进一步提出一种能够根据阀两侧的压力差为流体提供双向流动功能的压力控制阀。
图1和图2中示出了设置在连通通道83中的根据本公开第一实施方式的压力控制阀100。图4A进一步示出了安装有压力控制阀100的定涡旋部件80的立体图。如图4B的分解立体图所示，压力控制阀100可以包括第一阀片构件110和第二阀片构件120。第一阀片构件110可以遮蔽或封闭连通通道83。如图6A和6B所示，第一阀片构件100上可以形成有流体通道118。第二阀片构件120可以设置成遮蔽或封闭第一阀片构件110中的流体通道83。
具体地，第一阀片构件110可以包括：基部112；从基部112延伸出的弹性的颈部114；以及与颈部114相连的头部116。头部116可以遮蔽或封闭连通通道83。在图中所示示例中，第一阀片构件110中的流体通道118可以由形成在头部116中的一个通孔构成。但是本领域技术人员应该理解，流体通道118也可以由多个通孔形成。
第二阀片构件120可以包括：基部122；从基部122延伸出的弹性的颈部124；与颈部124相连的舌部126；以及与颈部124相连的并且环绕舌部126的周边部128。舌部126可以经由其自身的颈部125连接到颈部124。舌部126的面积可以小于头部116的面积。舌部126可以遮蔽或封闭第一阀片构件110的流体通道118并且能够沿背离第一阀片构件110的方向运动。相应地，第一阀片构件110可以沿背离第二阀片构件120或连通通道83的方向运动。第一阀片构件110和第二阀片构件120的回复弹力主要由它们各自的颈部114和124提供。但是本领域技术人员应该理解，第一阀片构件和第二阀片构件的各个部分都可能提供这种回复弹力。
压力控制阀100可以进一步包括限制第一阀片构件110的位移的阀挡构件130。阀挡构件120可以包括基部132和从基部132延伸出的止挡部134。本领域技术人员应该理解，阀挡构件130并不是必需的，而是可以被省略。
第一阀片构件110和第二阀片构件120可以以叠置在一起的方式安装在定涡旋部件80的连通通道83中，使得第二阀片构件120的周边部128抵靠在连通通道83周围的台阶部上并且第一阀片构件110的头部110叠置在第二阀片构件120的舌部126和周边部128上。
在图5A和5B所示的示例中，阀挡构件130、第一阀片构件110、第二阀片构件120通过将诸如销的紧固件150穿过它们各自的固定孔133、113和123而固定到定涡旋部件80上。
第一阀片构件110和第二阀片构件120可以是从金属板上冲压出的冲压构件或者通过弹性材料模制成的模制件。因此，第一阀片构件110和第二阀片构件120可以容易地低成本地制造。本领域技术人员应该理解，第一阀片构件和第二阀片构件可以采用不同的材料制成，或者采用不同厚度的相同材料制成。
假定从第二阀片构件120指向第一阀片构件110的方向为第一方向。在如此构造的压力控制阀100中，当第一阀片构件110和第二阀片构件120两侧的压力差（即，中压腔和背压腔之间的压力差）指向第一方向并且大于或等于第一预定值时，第一阀片构件110沿第一方向运动从而被打开，以允许流体流过压力控制阀。当第一阀片构件110和第二阀片构件120两侧的压力差指向与第一方向相反的第二方向并且大于或等于第二预定值时，第二阀片构件120沿第二方向运动从而被打开，以允许流体流过压力控制阀。
第一预定值和第二预定值可以设定成相同或者不同。例如，第二预定值可以设定成大于或等于第一预定值。或者，第二预定值可以设定成小于第一预定值。因此，压力控制阀100可以方便地应用于各种应用。
在根据本实施方式的压力控制阀100中，第一预定值例如可以通过设定第一阀片构件110的弹性和压力接收面积中的至少一项来设定。例如可以通过改变第一阀片构件110的材料特性或者形状特性（例如颈部114的厚度和宽度），或者通过改变第一阀片构件110的压力接收面积，或者通过改变上述二者，可以容易地改变或设定第一预定值。在图6A所示的示例中，第一阀片构件110的压力接收面积可以例如由第二阀片构件120的周边部128和舌部126之间的面积来限定。此处的压力接收面积可以理解为是第一阀片构件110承受流体压力的面积。由于第二阀片构件120的周边部128和舌部126遮蔽了第一阀片构件110的一部分并且由于第二阀片构件本身能够承受一定的力，所以第一阀片构件110的压力接收面积可以大致与第二阀片构件120的周边部128和舌部126之间的面积相等。
同理，第二预定值可以例如通过设定第二阀片构件120的弹性（例如特别是舌部126自身的颈部125的厚度、宽度或材料）和流体通道118的面积中的至少一项来设定。
通过合理设定第一预定值和第二预定值可以合理地控制中压腔和背压腔之间的压力差，从而一方面能够降低背压腔中的压力波动，另一方面能够根据压缩机的运转工况提供可变的背压，从而优化了压缩机的运行性能。
例如，当压缩机10在正常运转时或者从相对轻载的工况转变到相对重载的工况时，中压腔中的压力大于背压腔中的压力从而形成沿第一方向的压力差。当该压力差达到第一预定值时，第一阀片构件110打开从而使得中压腔中的流体流入背压腔以向定涡旋部件80提供合适的背压。另外，由于压力控制阀100的设置，在背压腔和中压腔之间的沿第二方向的压力差低于例如第二预定值时，第二阀片构件120不会打开，因此背压腔和中压腔之间不会产生流体流动，从而避免了背压腔中的压力波动。当压缩机例如从相对重载的工况回到相对轻载的工况时，背压腔和中压腔之间的沿第二方向的压力差可能大于第二预定值。此时，第二阀片构件120打开以允许背压腔中的流体流入中压腔从而实现背压腔的压力释放。在这种情况下，可以保持背压腔中的压力具有较低值，从而能够减轻定涡旋部件80和动涡旋部件70之间的接触压力，从而降低其间的磨损。
在图5A和5B所示的示例中，第一阀片构件110经由第二阀片构件120的周边部128遮蔽连通通道83。然而，本领域技术人员应该理解，周边部128可以省略，从而第一阀片构件110可以直接遮蔽连通通道83。
此外，在图6A和6B所示示例中，流体通道118形成在第一阀片构件110的头部116。然而，流体通道118还可以例如形成其他合适的位置，例如形成在颈部114中。相应地，第二阀片构件120的舌部126的位置也可以相应改变，并且可以在连通通道83中设置供舌部126变形的空间。
在图6A和6B所示示例中，第一阀片构件110和第二阀片构件120独立形成并且通过例如紧固件150固定在一起。然而，根据本实施方式的一种变型，第一阀片构件和第二阀片构件可以形成为一体。例如，第一阀片构件和第二阀片构件可以通过模制工艺直接形成为一体。或者，第一阀片构件和第二阀片构件可以单独形成然后通过任意合适的连接手段（例如焊接、粘接、铆接等）结合在一起。例如，图7示出了第一阀片构件110和第二阀片构件120A的一种变型的仰视立体图。第一阀片构件110可以具有与图6A中的第一阀片构件完全相同的构造。第二阀片构件120A可以包括基部122A、从基部122A延伸出的弹性的颈部125A和与颈部125A相连的舌部126A。基部122A可以例如焊接在第一阀片构件110的颈部114，舌部126A可以遮蔽第一阀片构件110的流体通道118。如此构造的第一阀片构件和第二阀片构件进一步减少了压力控制阀的部件数量并且简化了其结构。对于根据本变型的压力控制阀，用于设定第一预定值的第一阀片构件110的压力接收面积可以由第一阀片构件110与连通通道83的重叠面积来限定。
在图5A和5B所示的示例中，压力控制阀100利用定涡旋部件80中的连通通道83周围的部分作为阀座，并且利用连通通道83作为阀孔。根据本实施方式的另一种变型，压力控制阀可以形成为独立的组件。例如如图8A和8B所示，压力控制阀100B可以包括第一阀片构件110、第二阀片构件120、阀挡构件130和阀座140。其中阀座140中形成有阀孔142。在本变型中，阀挡构件130、第一阀片构件110、第二阀片构件120和阀座140通过例如两个紧固件150穿过它们各自的固定孔133、113和123和143而固定在一起。根据本变型的作为独立组件的压力控制阀100B可以直接配合在定涡旋部件80的连通通道83中。根据本变型的压力控制阀100B的其他构造和工作原理与参见图5A、5B和6A、6B所述的实施方式基本相同，因此在此不再赘述。
图9A-图11示出了根据第二实施方式的压力控制阀200。其中图9A示出了安装有根据本实施方式的压力控制阀200的定涡旋部件80的立体图，图9B示出了压力控制阀200的分解立体图。
同时参照图9B、10A和10B，压力控制阀200可以包括第一阀片构件210、第二阀片构件220、为第一阀片构件110提供偏置力的第一弹性构件230和为第二阀片构件220提供偏置力的第二弹性构件240。第一阀片构件210、第二阀片构件220、第一弹性构件230和第二弹性构件240例如可以通过保持环250固定在连通通道83中。
更具体地，第一阀片构件210可以包括遮蔽连通通道83的本体部212、沿第二方向（即从第一阀片构件210指向第二阀片构件220的方向，或者从背压腔指向中压腔的方向）从本体部212延伸的延伸部214以及从延伸部214径向向外突出的突出部216。流体通道218可以由形成在本体部212上的至少一个通孔形成。
第二阀片构件220上可以形成有供第一阀片构件210的延伸部214穿过的通孔222。
第一弹性构件230可以设置在第一阀片构件210和保持环250之间以向第一阀片构件210提供遮蔽或封闭连通通道83的偏置力。第二弹性构件240设置在第二阀片构件220和突出部216之间以向第二阀片构件220提供遮蔽或封闭流体通道218的偏置力。
图11示出了安装有根据本实施方式的压力控制阀200的定涡旋部件80的局部剖视图。类似地，当第一阀片构件210和第二阀片构件220两侧的压力差（即，中压腔和背压腔之间的压力差）指向第一方向（即从中压腔指向背压腔的方向）并且大于或等于第一预定值时，第一阀片构件210克服第一弹性构件230的弹性力沿第一方向运动从而被打开，以允许流体流过压力控制阀。此时，由于第一阀片构件210的突出部216和第二弹性构件240的作用，第二阀片构件220也随第一阀片构件210一起沿第一方向运动。当第一阀片构件210和第二阀片构件220两侧的压力差指向与第一方向相反的第二方向并且大于或等于第二预定值时，第一阀片构件210的周边被连通通道83周围的台阶部支撑而不会沿第二方向运动，但是第二阀片构件220能够克服第二弹性构件240的弹性力而沿第二方向运动从而被打开，以允许流体流过压力控制阀。
在本实施方式中，类似地，第一预定值可以通过设定第一弹性构件的弹性（例如弹簧常数）和第一阀片构件的压力接收面积中的至少一项来设定，而第二预定值可以通过设定第二弹性构件的弹性（例如弹簧常数）和流体通道的面积中的至少一项来设定。这里，由于第一阀片构件210沿第一方向打开时，第二阀片构件220会随第一阀片构件210一起运动，所以作用在第二阀片构件220上的流体压力也会传递到第一阀片构件210上。因此，第一阀片构件210的压力接收面积可以由第一阀片构件210与连通通道83的重叠面积来限定。
在图9A和9B所示的示例中，压力控制阀200利用定涡旋部件80中的连通通道83周围的部分作为阀座，并且利用连通通道83作为阀孔。根据本实施方式的一种变型，压力控制阀可以形成为独立的组件。例如如图12A和12B所示，压力控制阀200A可以进一步包括阀座260。在阀座260中形成有阀孔262。第一阀片构件210、第二阀片构件220、第一弹性构件230和第二弹性构件240可以通过保持环250保持在阀座260中从而形成一个独立的组件。如图13所示，根据本变型的作为独立组件的压力控制阀200A可以直接配合在定涡旋部件80的连通通道83中。根据本变型的压力控制阀200A的其他构造和工作原理与参见图11所述的实施方式基本相同，因此在此不再赘述。
在图10A所示的示例中，第一弹性构件230由螺旋弹簧形成，而第二弹性构件240由弹簧支架形成。本领域技术人员应该理解，第一弹性构件和第二弹性构件的具体形式并不局限于此，而是可以采用各种其他的合适形式。例如，第一弹性构件可以形成为弹性支架、弹性挡环或片状弹簧，第二弹性构件可以形成为螺旋弹簧、弹性挡环或片状弹簧。
在图11所示的示例中，第一弹性构件230设置在保持环250和第一阀片构件210之间。本领域技术人员可以理解，可以省略保持环250并且第一弹性构件可以直接相对于定涡旋部件固定。此外，在图11所示的示例中，第二弹性构件设置在第二阀片构件和第一阀片构件的突出部之间。本领域技术人员可以理解，可以省略突出部216和/或延伸部214并且第二弹性构件可以直接相对于定涡旋部件固定。例如，第二弹性构件可以设置在第二阀片构件和连通通道83周围的台阶部之间。同理，对于图12A所示的变型，可以省略突出部216和/或延伸部214，并且第二弹性构件可以设置在第二阀片构件和阀座的台阶部之间。
此外，第一实施方式的特征和第二实施方式的特征可以结合。例如，如图14所示，图14示出了第一阀片构件和第二阀片构件的仰视图。第二阀片构件220B可以与第一阀片构件210B形成为一体。具体地，第一阀片构件210B上可以形成由至少一个通孔218B构成的流体通道。第二阀片构件220B可以包括与第一阀片构件210B连接在一起的基部222B、从基部222B延伸出的弹性的颈部224B、以及与颈部224B相连的舌部226B。舌部226B可以遮蔽第一阀片构件210B中的通孔218B。在图14所示的示例中，示出了第一阀片构件210B具有四个通孔218，相应地第二阀片构件220B具有四个颈部224B和四个舌部226B。但是本领域技术人员应该理解，通孔、颈部和舌部的数量可以根据需要任意改变，例如形成为1至3个或更多个。在此，弹性的颈部224B可以用作为第二弹性构件。如此构造的第一阀片构件构件和第二阀片构件可以应用于图11或13所示的示例中以代替其中的第一阀片构件、第二阀片构件和第二弹性构件。本变型的其他构造和工作原理与上述实施方式的相同，因此不再赘述。
尽管上文参照背压腔设置在定涡旋部件上的构造描述了本实用新型的压力控制阀和包括该压力控制阀的涡旋压缩机，但是本领域技术人员应该理解本实用新型的压力控制阀也可以应用于背压腔设置在动涡旋部件一侧的涡旋压缩机。另一方面，本领域技术人员应该理解，根据本实用新型的压力控制阀也可以应用于除涡旋压缩机之外的其他应用以根据两侧的压力差实现流体的双向控制。
尽管在此已详细描述本公开的各种实施方式，但是应该理解本公开并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本公开的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件、部件或特征都可以由其他结构上和功能上等同的构件、部件或特征来代替。

Claims (33)

1.一种压力控制阀（100，200），包括：
阀座（140，260），所述阀座中形成有阀孔（142，262）；
第一阀片构件（110，210），所述第一阀片构件遮蔽所述阀孔并且其上形成有流体通道（118，218）；以及
第二阀片构件（120，220），所述第二阀片构件设置在所述阀座（140，260）和所述第一阀片构件（110，210）之间并且遮蔽所述流体通道，
其特征在于，假定从所述第二阀片构件（120，220）指向所述第一阀片构件（110，210）的方向为第一方向，当所述第一阀片构件（110，210）和所述第二阀片构件（120，220）两侧的压力差指向所述第一方向并且大于或等于第一预定值时，所述第一阀片构件（110，210）被打开以允许流体流过所述压力控制阀；当所述第一阀片构件（110，210）和所述第二阀片构件（120，220）两侧的压力差指向与所述第一方向相反的第二方向并且大于或等于第二预定值时，所述第二阀片构件（120，220）被打开以允许流体流过所述压力控制阀。
2.如权利要求1所述的压力控制阀，其中所述第一阀片构件（110）包括：
相对于所述阀座固定的第一基部（112）；
从所述第一基部（112）延伸出的弹性的第一颈部（114）；以及
与所述第一颈部（114）相连的头部（116），
其中所述头部（116）遮蔽所述阀孔，并且所述流体通道（118）由形成在所述头部（116）中的至少一个通孔构成。
3.如权利要求2所述的压力控制阀，其中所述第二阀片构件（120）包括：
相对于所述阀座固定的第二基部（122）；
从所述第二基部（122）延伸出的弹性的第二颈部（124）；以及
与所述第二颈部（124）相连的舌部（126），所述舌部（126）遮蔽所述第一阀片构件（110）的所述流体通道（118）并且能够沿所述第二方向运动。
4.如权利要求3所述的压力控制阀，其中所述舌部（126）的面积小于所述头部（116）的面积。
5.如权利要求4所述的压力控制阀，其中所述第二阀片构件（120）进一步包括与所述第二颈部（124）相连并且环绕所述舌部（126）的周边部（128），所述周边部（128）在所述阀孔（142）的周围抵靠所述阀座（140），并且
所述第一阀片构件（110）的所述头部（116）经由所述周边部（128）遮蔽所述阀孔（142）。
6.如权利要求5中所述的压力控制阀，其中所述第一预定值通过设定所述第一阀片构件（110）的弹性和压力接收面积中的至少一项来设定，所述第二预定值通过设定所述第二阀片构件（120）的弹性和所述流体通道（118）的面积中的至少一项来设定。
7.如权利要求6所述的压力控制阀，其中所述第一阀片构件（110）的所述压力接收面积由所述第二阀片构件（120）的所述周边部（128）和所述舌部（126）之间的面积限定。
8.如权利要求6所述的压力控制阀，其中所述第一阀片构件（110）的弹性主要由所述第一颈部（114）来提供，并且所述第二阀片构件（120）的弹性主要由所述第二颈部（124）来提供。
9.如权利要求1-8中任一项所述的压力控制阀，进一步包括限制所述第一阀片构件（110）沿所述第一方向的位移的阀挡构件（130）。
10.如权利要求9所述的压力控制阀，其中所述阀挡构件（130）、所述第一阀片构件（110）、所述第二阀片构件（120）通过紧固件（150）固定到所述阀座（140）上。
11.如权利要求1-4中任一项所述的压力控制阀，其中所述第二阀片构件（120A）和所述第一阀片构件（110）形成为一体。
12.如权利要求1所述的压力控制阀，进一步包括为第一阀片构件（210）提供沿所述第二方向的偏置力的第一弹性构件（230）和为第二阀片构件（220）提供沿所述第一方向的偏置力的第二弹性构件（240）。
13.如权利要求12所述的压力控制阀，其中所述第一阀片构件（210）包括能够相对于所述阀座运动并且遮蔽所述阀孔（262）的本体部（212），并且
其中所述流体通道（218）由形成在所述本体部（212）上的至少一个通孔形成。
14.如权利要求13所述的压力控制阀，进一步包括将所述第一阀片构件（210）和所述第二阀片构件（220）保持在所述阀座（260）中的保持环（250）。
15.如权利要求14所述的压力控制阀，其中所述第一弹性构件（230）设置在所述第一阀片构件（210）和所述保持环（250）之间。
16.如权利要求15所述的压力控制阀，所述第一阀片构件（210）进一步包括沿所述第二方向从所述本体部（212）延伸的延伸部（214）以及从所述延伸部（214）突出的突出部（216）。
17.如权利要求16所述的压力控制阀，其中所述第二阀片构件（220）上形成有供所述第一阀片构件（210）的所述延伸部（214）穿过的通孔（222）。
18.如权利要求17所述的压力控制阀，其中所述第二弹性构件（240）设置在所述第二阀片构件（220）和所述突出部（216）之间。
19.如权利要求15所述的压力控制阀，其中所述第二弹性构件（240A）设置在所述第二阀片构件（220A）和所述阀座（260）之间。
20.如权利要求15所述的压力控制阀，其中所述第二阀片构件（220B）与所述第一阀片构件（210B）形成为一体。
21.如权利要求20所述的压力控制阀，其中所述第二阀片构件（220B）包括：
与所述第一阀片构件（210B）连接在一起的基部（222B）；
从所述基部（222B）延伸出的弹性的颈部（224B），以及
与所述颈部（224B）相连的至少一个舌部（226B），所述至少一个舌部遮蔽所述第一阀片构件（210B）的所述至少一个通孔。
22.如权利要求21所述的压力控制阀，其中所述颈部（224B）用作所述第二弹性构件。
23.如权利要求12-19中任一项所述的压力控制阀，其中所述第一弹性构件（230）为螺旋弹簧，所述第二弹性构件（240）为弹性支架。
24.如权利要求12-22中任一项所述的压力控制阀，其中所述第一预定值通过设定所述第一弹性构件（230）的弹性和所述第一阀片构件（210）的压力接收面积中的至少一项来设定，所述第二预定值通过设定所述第二弹性构件（240）的弹性和所述流体通道（218）的面积中的至少一项来设定。
25.如权利要求24所述的压力控制阀，其中所述第一阀片构件（210）的压力接收面积由所述第一阀片构件（210）与所述阀孔（262）的重叠面积来限定。
26.如权利要求1所述的压力控制阀，其中所述第二预定值设定成大于或等于所述第一预定值。
27.如权利要求1所述的压力控制阀，其中所述第二预定值设定成小于所述第一预定值。
28.一种涡旋压缩机（10），其特征在于包括：如权利要求1-27中任一项所述的压力控制阀（100，200）。
29.如权利要求28所述的涡旋压缩机，进一步包括：
动涡旋部件（70），所述动涡旋部件（70）包括第一端板（72）和形成在所述第一端板上的动涡旋叶片（76）；
定涡旋部件（80），所述定涡旋部件（80）包括第二端板（82）和形成在所述第二端板上的定涡旋叶片（86），所述定涡旋叶片（86）与所述动涡旋叶片（76）彼此接合以在其间形成一系列压缩腔，所述第二端板（82）的与形成有所述定涡旋叶片（86）的一侧相反的一侧形成有凹部（84），以及
设置在所述凹部（84）中的密封组件（85），所述凹部（84）和所述密封组件（85）之间的空间形成背压腔，所述背压腔经由连通通道（83）与其中一个所述压缩腔流体连通，
其中所述压力控制阀（100，200）设置在所述连通通道（83）中。
30.如权利要求29所述的涡旋压缩机，其中定涡旋部件（80）的所述连通通道（83）周围的部分用作所述压力控制阀的阀座，所述连通通道（83）用作所述压力控制阀的阀孔。
31.如权利要求29所述的涡旋压缩机，其中所述压力控制阀（100，200）的阀座（140，260）配合在所述连通通道（83）中。
32.一种涡旋压缩机，包括：
动涡旋部件，所述动涡旋部件包括第一端板和形成在所述第一端板上的动涡旋叶片；
定涡旋部件，所述定涡旋部件包括第二端板和形成在所述第二端板上的定涡旋叶片，所述定涡旋叶片与所述动涡旋叶片彼此接合以在其间形成一系列压缩腔，所述第二端板的与形成有所述定涡旋叶片的一侧相反的一侧形成有凹部，以及
设置在所述凹部中的密封组件，所述凹部和所述密封组件之间的空间形成背压腔，所述背压腔经由连通通道与其中一个所述压缩腔流体连通，
其特征在于，在所述连通通道中设置有防止或减弱流体从所述背压腔向所述压缩腔的回流的节流阀。
33.如权利要求32所述的涡旋压缩机，其中所述节流阀为允许流体从所述压缩腔朝向所述背压腔流动的单向阀。
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