CN211144816U - 一种排气阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排气阀，其中排气阀包括阀片、限位板、连接件和支撑件或阀板等，阀板上有排气孔，其孔径或当量孔径为d，阀板上还有连接件安装孔，排气孔和安装孔的距离为L，阀片为弹性平板，其厚度为δ，阀片和限位板的安装端有供连接件穿过的通孔，限位板在通孔附近呈平板状，其另一端向上翘曲；组装时阀片无通孔的一端覆盖着排气孔，另一端由限位板压在阀板安装孔部位，由连接件把阀片、限位板和阀板装配为一体。该排气阀的δ和d的关系为：0.010≤δ/d<0.025；δ和L的关系为：70<δ/L≤150。采用该排气阀的压缩机的运行能效比和可靠性可以有效提高，排气噪声能明显降低。

Description

一种排气阀

技术领域

本实用新型属于全年降温的冷却技术领域，具体涉及一种排气阀、压缩机和泵驱动回路热管。

背景技术

数据机房或机柜、通信基站和输变电站等放置设备的空间或设备内部，全年需要冷却降温系统将设备或元器件发热量散到大气中去，来维持机房或机柜内的环境温度，保证设备的正常工作运行。为了使上述冷却降温系统能够在气温较低的季节充分利用大气自然冷源，达到节能减排的目的，中国专利200910088535.8提出了一种用于机房或机柜的带气泵分离式热虹吸管散热装置，用气泵驱动热管内的工质循环流动，通过工质相变换热将机房内的热量散到大气中；中国专利 201721170360.1又提出了一种可转换工作模式的复合全年降温冷却系统。该专利技术将分离式热管、气泵驱动热管和机械制冷三者合理集成到一套冷却系统中，它可根据气温和负荷的变化，来选择适宜的工作模式实现全年冷却降温运行，充分发挥了各种工作模式的优势，达到全年运行的能效比最优，另一方面还可以有效减小全年冷却机组的尺寸、重量和成本。

上述专利实现过程中，均涉及到气泵这个利用自然冷源降温的关键部件。实际上，气泵是一种压力提升较小的特殊压缩机，其吸、排气压差(即压力提升)仅仅是用来驱动工质在冷却系统内循环流动的，也就是说能够克服系统的流动阻力即可。图3是气泵工作模式时实测的冷凝压力与蒸发压力之差随室外气温的变化，气泵需要提升的压力范围约为0.2bar～1.2bar。如果用传统的压缩机作为气泵使用，由于其压力提升远大于实际需要的压力差，在排气阀打开的瞬间会产生等容膨胀，将较高的排气压力瞬间降低至机外管路中的压力。图4是传统压缩机用于气泵工作模式时的p—V图，即工作循环a-b-c-d-e-f-a，实际所需的工作循环为a-b-e-f-a，曲边形b-c-d即为传统压缩机用于气泵工作模式时多消耗的功。因此，传统的压缩机用作气泵使用，必然出现供需不匹配即“大马拉小车”的现象，严重降低了泵驱动热管利用自然冷源时的节能效果。

中国专利201710388732.6公开了一种压缩机的排气阀组件、压缩机及制冷设备，通过限定阀片厚度t与排气口直径d的比例，以满足最大运行频率要求，同时获得较优的能效水平。中国专利 201811361938.0公开了一种排气阀片、压缩机和空调器，所述排气阀片的厚度为t，长度为s，排气阀片的长度s为排气阀片的头部中心到排气阀片的铆钉孔或螺钉孔的中心之间的距离，该结构能够使排气阀片在承受压缩机排气孔排出的其它冲击时，所受冲击力相对最小，这样便能保证排气阀片可靠性能尽可能的高。以上专利技术涉及的排气阀及其压缩机，是适合制冷工况或空调工况使用的部件或机器，仍属于传统压缩机，不适合气泵驱动热管自然冷却系统使用；若它们用于自然冷却系统，图4示出的传统压缩机用于气泵工作模式时问题依然存在。

为解决全年降温冷却系统由于没有专门设计的气泵而造成的泵驱动热管工作模式节能效果降低的问题，进一步提高该系统全年运行的能效水平，设计出本实用新型的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的，是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种结构合理、性能优越的排气阀，以及采用该排气阀的压缩机，作为上述全年降温冷却系统高效利用自然冷源时气泵这一关键部件使用。

为了实现上述的实用新型目的，本实用新型的技术方案以下方式实现：一种排气阀，其特征在于：该排气阀包括阀片(1)、限位板 (2)、连接件(3)和阀板(4)等，阀板(4)上有排气孔，排气孔的孔径或当量孔径为d，阀板(4)上还设有与连接件(3)进行配合的安装孔，排气孔和安装孔的距离为L；阀片(1)为弹性平板，弹性平板的厚度为δ，阀片(1)和限位板(2)的安装端设有有使连接件(3)穿过的通孔，限位板(2)在通孔附近呈平板状，限位板(2)的另一端向上翘曲，且δ和d的关系为：0.010≤δ/d<0.025；组装时，阀片(1)无通孔的一端覆盖排气孔，另一端由限位板(2)压在阀板 (4)安装孔部位，由连接件(3)把阀片(1)、限位板(2)和阀板 (4)装配为一体。

所述排气阀的δ和L的关系为：70<δ/L≤150。

所述的阀板(4)能够用支撑件替换。

当排气孔为多个或非圆孔时，若所有排气孔的面积为A，当量直径为d²＝4A/π。

阀片(1)的材料为20C、7C27Mo2或3Cr13，或者是AISI 1095、 AISI 420、UHBSS716、AISI 301(18-8)或17-7PH等高强度带钢。

支撑体(4)为气缸体、气缸端盖等与压缩腔接触的零件，或者是独立的零部件，如阀板等。

排气孔四周设有凸出0.05mm～0.5mm的密封边缘。

连接件(3)是销钉、螺钉或螺栓等。

限位板(2)的型线为便于加工且最接近从排气孔中心顶开阀片时的阀片翘曲线的形状。

本实用新型还提出一种压缩机，其特征在于：包括上述的排气阀。

所述的压缩机，其特征在于：所述的压缩机为滚动活塞压缩机，或者是滑片压缩机、活塞压缩机、螺杆压缩机和涡旋压缩机等。

本实用新型还提出一种泵驱动回路热管或两相冷却回路，其特征在于：包括上述的压缩机。

本实用新型提出的排气阀，由于阀片厚度与排孔径之比的合理设计与优化，使阀片厚度能够与通过排气阀的流量匹配良好，阀片刚度能够更好地适应气泵实际的工况，有效地避免常规排气阀在气泵工况运行时产生的过压缩现象；使用该排气阀的压缩机，其压力提升能够最大限度地适应泵驱动热管自然冷却系统内的流动阻力特性，它可作为泵驱动自然冷却系统专用驱动元件-气泵使用，能有效地提高该冷却系统的节能效果；另外，通过阀片厚度与阀片长度之比的合理配置，使用该排气阀的压缩机，可以有效降低排气噪声及提高运行可靠性。这样，使用本实用新型压缩机的全年冷却系统，特别是在气泵驱动热管运行模式时，其能效水平和运行稳定性得到进一步提高。

附图说明

下面结合附图及具体的实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的排气阀的结构示意图。

图2是本实用新型的压缩机的结构示意图。

图3是气泵工作模式时实测的冷凝压力与蒸发压力之差随室外气温的变化。

图4是传统压缩机用于气泵工作模式时的p—V图。

图5是本实用新型的压缩机能效比(COP)与δ/d之间的变化曲线图。

图6是本实用新型的压缩机噪声与δ/L之间的变化曲线图。

图中：1—阀片，2—限位板，3—连接件，4—支撑件，11—气液分离器，12—吸气管，13—下轴承，14—安装板，15—下盖板，16—滚动活塞，17—气缸，18—排气阀，19—上端盖，20—偏心轴，21—上轴承，22—电机，23—壳体，24-滑板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

参考图1，该排气阀包括阀片(1)、限位板(2)、螺钉(3) 和支撑件(4)等，阀板(4)上设有一个孔径为d的排气孔，支撑件 (4)即压缩机的上端盖(19)，上端盖(19)上有螺钉(3)安装孔，排气孔和安装孔的距离为L，阀片(1)为弹性平板，其厚度为δ，阀片(1)和限位板(2)的安装端有供螺钉(3)穿过的通孔，限位板 (2)在通孔附近呈平板状，其另一端向上翘曲，且所述的δ和d的关系为：0.010≤δ/d<0.025，图5是本实用新型的压缩机能效比(COP) 与δ/d之间的变化曲线图；组装时，阀片(1)无通孔的一端覆盖着排气孔，另一端由限位板(2)压在阀板(4)安装孔部位，由螺钉(3) 把阀片(1)、限位板(2)和阀板(4)装配为一体。

上述排气阀的δ和L的关系为：70<δ/L≤150。

上述排气阀，当排气孔为多个或非圆孔时，若所有排气孔的面积为A，其当量直径为d²＝4A/π。

上述排气阀的阀片材料为20C、7C27Mo2、3Cr13，或者是AISI 1095、AISI 420、UHBSS716、AISI 301(18-8)和17-7PH等高强度带钢。

上述排气阀的排气孔四周有凸出0.05mm～0.5mm的密封边缘。

上述排气阀的限位板(2)型线为圆弧。

包括上述排气阀的压缩机为，滚动活塞压缩机。这是本实用新型的压缩机的优选结构形式。

所述的压缩机，其特征在于：所述的压缩机为或者是滑片压缩机、活塞压缩机、螺杆压缩机和涡旋压缩机等。图6是本实用新型的压缩机噪声与δ/L之间的变化曲线图。

本实用新型还提供一种泵驱动回路热管或两相冷却回路，其包括上述的压缩机。通过将阀片厚度与排孔径之比设置在0.010≤δ/d<0.025，使用该排气阀的压缩机，其压力提升能够最大限度地适应冷却系统内的流动阻力特性；通过阀片厚度与阀片长度之比设置在 70<δ/L≤150，可以有效降低排气噪声及提高运行可靠性。这样，使用本实用新型压缩机的全年冷却系统，特别是在气泵驱动热管运行模式时，其能效水平和运行稳定性得到进一步提高。

与现有技术最大的区别是：现有技术多是适合制冷和空调工况而使用的，本专利是适合气泵驱动热管自然冷却系统使用的，即适用场合适不同的；本专利的阀片厚度明显变薄，这可以从参数范围看出来。

Claims (9)

1.一种排气阀，其特征在于：该排气阀包括阀片(1)、限位板(2)、连接件(3)和阀板(4)，阀板(4)上有排气孔，排气孔的孔径或当量孔径为d，阀板(4)上还设有与连接件(3)进行配合的安装孔，排气孔和安装孔的距离为L；阀片(1)为弹性平板，弹性平板的厚度为δ，阀片(1)和限位板(2)的安装端设有有使连接件(3)穿过的通孔，限位板(2)在通孔附近呈平板状，限位板(2)的另一端向上翘曲，且δ和d的关系为：0.010≤δ/d<0.025；组装时，阀片(1)无通孔的一端覆盖排气孔，另一端由限位板(2)压在阀板(4)安装孔部位，由连接件(3)把阀片(1)、限位板(2)和阀板(4)装配为一体。

2.根据权利要求1所述的一种排气阀，其特征在于：所述排气阀的δ和L的关系为：70<δ/L≤150。

3.根据权利要求1所述的一种排气阀，其特征在于：所述的阀板(4)能够用支撑件替换。

4.根据权利要求1所述的一种排气阀，其特征在于：当排气孔为多个或非圆孔时，若所有排气孔的面积为A，当量直径为d²＝4A/π。

5.根据权利要求1所述的一种排气阀，其特征在于：阀片(1)的材料为20C、7C27Mo2或3Cr13，或者是AISI 1095、AISI 420、UHB SS716、AISI 301(18-8)或17-7PH高强度带钢。

6.根据权利要求3所述的一种排气阀，其特征在于：支撑件为气缸体、气缸端盖与压缩腔接触的零件，或者是阀板。

7.根据权利要求1所述的一种排气阀，其特征在于：排气孔四周设有凸出0.05mm～0.5mm的密封边缘。

8.根据权利要求1所述的一种排气阀，其特征在于：连接件(3)是销钉、螺钉或螺栓。

9.根据权利要求1所述的一种排气阀，其特征在于：限位板(2)的型线为便于加工且最接近从排气孔中心顶开阀片时的阀片翘曲线的形状。

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