ITUD940106A1 - Compressore frigorifero con valvola di scarico sferica - Google Patents

Abstract

Un piccolo compressore frigorifero ermetico monocilindrico (10) ha una piastra piana (33) di valvola che si estende trasversalmente all'estremità del cilindro (24). Un'apertura di scarico (48) è formata nella piastra di valvola con una sede sferica (65) di valvola ed un elemento sferico a fungo (68) è mobile da e verso la sede di valvola. Una molla a lamina piana (51) ed un elemento di arresto di valvola (56) sono montati sopra il fungo per controllare il suo movimento e la testa sferica del fungo, quando chiuso, si estende oltre la superficie della piastra di valvola in allineamento con un incavo di impegno (76) sulla testa del pistone per rendere minimo lo spazio nocivo del compressore.

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale avente per titolo "COMPRESSORE FRIGORIFERO CON VALVOLA DI SCARICO SFERICA",

La presente Invenzione riguarda i compressori frigoriferi in generale, e piu' particolarmente i compressori frigoriferi ermetici con motore frazionarlo usati negli elettrodomestici quali frigoriferi e congelatori.

Si e' registrata una crescente necessita' di migliorare il rendimento di queste apparecchiature ed un'area in cui e' stato ottenuto un notevole miglioramento e' quella dei compressori ermetici. Mentre molto miglioramento si e' avuto per il motore elettrico del compressore, rimane ancora ulteriore spazio nell'area del rendimento volumetrico e di compressione del compressore alternativo a pistone.

Uno dei fattori che influenza il rendimento volumetrico di questi compressori e' lo spazio nocivo o il volume di riespansione del cilindro di pompaggio, che e' definito come il volume dello spazio nel cilindro di pompaggio quando il pistone e‘ all'estremità' superiore della sua corsa pompaggio. Questo spazio consiste essenzialmente nello fra la testa del pistone e la piastra di valvola su cui sono montate le valvole a lamina di aspirazione e di scarico come pure nel volume dell 'apertura di scarico che si estende attraverso la piastra di valvola. Dato che la valvola a lamina di scarico e' sul lato esterno della piastra di valvola, e la piastra di valvola deve avere un determinato spessore minimo che gli conferisca la richiesta resistenza, il volume dell'apertura di scarico e' necessariamente una parte importante del volume totale dello spazio nocivo. Il compressore ideale non dovrebbe avere spazio nocivo, e generalmente maggiore e‘ lo spazio nocivo, minore e' il rendimento del compressore. La ragione per cui lo spazio nocivo influenza negativamente il rendimento e‘ che questo volume contiene gas che richiedono ulteriore lavoro o energia per la compressione nella corsa di lavoro del pistone, e questa energia viene soltanto parzialmente recuperata attraverso la ri-espansione nella corsa di aspirazione quando il cilindro viene nuovamente riempito attraverso l'apertura di aspirazione. Pertanto, la riduzione dello spazio nocivo aumenterà' il rendimento del compressore purché' anche altri fattori non siano negativamente influenzati.

Dato che lo spazio nocivo consiste principalmente del due componenti descritti, gli sforzi per ridurre questo volume hanno preso la strada della riduzione della distanza fra testa del pistone e la piastra di valvola, o piu' specificamente la superficie di valvola che incorpora la lamina della valvola di aspirazione. Per quanto riguarda il volume dell'apertura di scarico, il diametro non può' essere ridotto al di sotto di un certo minimo polche' ciò' aumenterebbe la restrizione del flusso di scarico, e la lunghezza dell'apertura deve essere sufficiente in termini di spessore della piastra di valvola per avere la necessaria resistenza alle forze del refrigerante compresso.

Anche se una certa riduzione nella lunghezza dell'apertura e' stata ottenuta facendo rientrare la valvola di scarico nella piastra di valvola come descritto nel brevetto U.S. No.

4,723,896, concèsso il 9 febbraio 1988 a J. F. Frltchman e ceduto alla titolare della presente invenzione, e' sempre necessario avere un sufficiente spessore del materiale della piastra di valvola cosicché' l'apertura di scarico rimane una parte importante del volume totale dello spazio nocivo. Un altro approccio al problema di ridurre il volume dello spazio nocivo dell'apertura di scarico e' stato quello di provvedere un tappo o un prolungamento sulla testa del pistone che si estende nell'apertura di scarico e la riempie parzialmente. Ciò' può' essere fatto come mostrato nel brevetto U.S. No.

5,149^254 del presente inventore, concesso il 22 settembre 1992, ma questo dispositivo ha un costo di fabbricazione relativamente alto e richiede sempre uno spazio nocivo lati del tappo e la superficie di parete dell ' apertura stessa.

Ancora un altro approccio e' stato quello di provvedere una valvola che sporge oltre l 'effettiva sede di tenuta della valvola nel l 'apertura di scarico stessa per riempire sostanzialmente il volume fra l 'elemento di valvola ed il pistone. Nel caso di grandi compressori di maggiore potenza c o' e' stato realizzato usando una valvola a fungo disposta centralmente e una valvola di aspirazione circostante di tipo ad anello. La valvola di scarico può' avere la forma sia di un fungo guidato sia di un fungo libero mantenuto in posizione da una molla di spinta e una grande sede conica di valvola con le dimensioni del fungo che consente alla superficie piana del fungo di estendersi vicino alla testa del pistone. Esempi di una tale soluzione sono mostrati nei brevetti U.S. No. 4,368,755 e 4,543,989. Tuttavia, queste soluzioni non si sono dimostrate applicabili ai compressori frigoriferi per elettrodomestici molto piu' piccoli per le loro dimensioni limitate e la semplicita' di costruzione. La realizzazione preferita della presente invenzione fornisce una nuova valvola di scarico sferica che elimina sostanzialmente il volume dello spazio nocivo dell'apertura di scarico. Il compressore e' di tipo monocilindrico con l'estremità' apèrta del cilindro chiusa da una piastra di valvola piana. La valvola di aspirazione ha la forma di sottile foglio di acciaio elastico che si estende fra piastra di valvola ed il blocco cilindro con il tagliato per formare la valvola di aspirazione e per fornire un'area aperta attorno all'apertura di scarico. L'apertura di scarico stessa e' formata come una sede sferica di valvola con la forma del segmento di una sfera definito dai piani dei lati interno ed esterno della piastra di valvola con il bordo in cui la sede di valvola Intercetta la superficie interna della piastra di valvola che e' smussato per eliminare il bordo acuto.

La valvola ha la forma di un fungo flottante o lasco con una testa completamente sferica avente lo stesso raggio di curvatura della sede di valvola. Sul lato lontano dalla testa, il fungo ha un gambo o perno corto e cilindrico che termina in una superficie piana perpendicolare all'asse del fungo. Una molla di valvola piana e a lamina si estende trasversalmente al gambo del fungo e può' essere a contatto o leggermente distanziata dall'estremità' del fungo per spingere i l fungo verso la posizione chiusa, mentre un elemento di arresto rigido e' fissato alla piastra di valvola sopra; la mol la ed i l fungo per l imitare lo spostamento del fungo di valvola nella direzione di apertura. Dato che il fungo ha una forma completamente sferica, il centro del fungo si estende attraverso l'apertura di scarico oltre il lato interno della piastra di valvola quando i fungo e' nella posizione di chiusura Mentre ciò' elimina sostanzialmente il volume dello spazio nocivo dell'apertura di scarico, e' necessario provvedere una depressione di adatte dimensioni sulla superficie del pistone per creare il necessario spazio minimo di lavoro per impedire il contatto fra il fungo di valvola ed il pistone. Oltre alla depressione sulla superficie del pistone, la superficie del pistone attorno a questa depressione può' anche essere leggermente incavata o in rilievo come descritto nel succitato brevetto U.S. No. 5,149,254.

Preferibilmente il fungo e‘ fatto di materiale plastico ad alta prestazione quale una resina poliimmide caricata con grafite che e' resistente alle alte temperature e all'attacco dei refrigeranti, pur fornendo una elevata prestazione di tenuta. Dato che la sede di valvola e la testa del fungo sono formate con lo stesso raggio di curvatura, il fungo può' ruotare rispetto alla sede di valvola senza influire sulla sua capacita' di tenuta, sebbene la forza di spinta applicata all'estremità' dalla molla di valvola dia una azione di centraggio.

Queste ed altre caratteristiche risulteranno chiare dalla seguente descrizione, avente titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli allegati disegni, in cui:

- Fig. 1 e' una sezione trasversale in elevazione di un compressore frigorifero che incorpora una reali zzazione preferita della presente invenzione;

- Fig. 2 e' una sezione trasversale parziale e Ingrandita attraverso il pistone, il cilindro e la piastra di valvola che mostra la posizione del pistone vicino all'inizio della corsa di compressione;

- Fig. 3 e' una vista slmile a quella di Fig. 2 ma che mostra 11 pistone vicino all'estremità' della corsa appena prima che la va.lvola di scarico cominci ad aprirsi;

- Fig. 4 e' una vista slmile a quelle delle Figure 2 e 3 che mostra la valvola di scarico quando comincia ad aprirsi;

- Fig. 5 e‘ una vista simile a quelle delle Figure 2-4 che mostra il pistone all'estremità' della sua corsa con la valvola di scarico completamente aperta;

- Fig. 6 e' una sezione trasversale parziale e ingrandita simile a quella di Fig. 5 che mostra i particolari del pistone e della valvola di scarico;

- Fig. 7 e' una vista in pianta Ingrandita della piastra di valvola con inserito il meccanismo della valvola di scarico;

- Fig. 8 e' una vista dell'estremita' del pistone;

- Fig. 9 e' una sezione trasversale ingrandita della piastra di valvola e della valvola di scarico secondo un'altra realizzazione dell’invenzione;

- Fig. 10 e' una sezione trasversale presa sulla linea 1010 di Fig. 9; e

- Fig. 11 e' una vista in pianta della piastra di valvo prima dell'assiemaggio della valvola.

Con riferimento !ora al disegni in maggior dettaglio, e in particolare alla Fig. 1, un compressore frigorifero 10 di tipo monocilindrico, con pistone alternativo, ed ermetico comprende un Involucro metallico 11 nel quale e' montato un blocco cilindro ! 12 supportato elasticamente su molle 14 che appoggiano su bracci di supporto 16 fissati al l ' Interno del l ' Involucro 11. Il motore elettrico che comanda il compressore comprende uno statore 18 che e ' f issato direttamente sulla superficie superiore del blocco cilindro 12. Un rotore 19 e' posizionato dentro lo statore 18 ed e' supportato da un albero a manovella 21 girevole e imperniato In un mozzo di cuscinetto 22 al centro del blocco cilindro. Il blocco cilindro 12 comprende un cilindro 24 che si estende in orizzontale ,e che e' forato attraverso il blocco da un'estremità' all'altra in allineamento radiale con l'albero a manovella 21 e che termina alla sua estremità' esterna con una superficie 26 formata sul blocco cilindro e giacente in un plano perpendicolare all'asse del cilindro 24. Un pistone 28 e' montato scorrevole nel cilindro 24 con un elemento di tenuta ed e' collegato in modo noto da un'asta di collegamento 29 ad una manovella 31 sull'albero a manovella 21 cosicché' quando l'albero a manovella 21 ruota, il pistone 28 si muove alternativamente nel cilindro 24 da e verso superficie di estremità' 26.

Una piastra di valvola 33 a' montata sulla superficie di estremità' 26 per estendersi completamente trasversaImente al cilindro 24 e alle porzioni circostanti la superficie di estremità* , e una lamina 34 di valvola di aspirazione in sottile acciaio elastico e‘ montata sul lato interno o superficie 36 della piastra di valvola fra la piastra di valvola e l'estremità' 26 del blocco cilindro. Una testa di cilindro 37 e' fissata sul lato esterno della piastra di valvola 33 e si estende generalmente sopra l'intera piastra di valvola per formare sia una camera di aspirazione sia una camera di scarico. La camera di aspirazione (non mostrata) viene alimentata con gas refrigerante dalla linea di ritorno attraverso una marmitta di aspirazione 39 e consente ai gas aspirati di fluire attraverso un'apertura di aspirazione mostrata con 38 (vedere Fig. 7) oltre una valvola di aspirazione a lamina formata nel foglio di valvola 34 per consentire al cilindro di essere riempito quando il pistone e' nella corsa di aspirazione. La porzione maggiore della testa di cilindro 37 e' all'esterno della camera di scarico 40 che e' collegata attraverso adatte marmitte (non mostrate) ad una linea di scarico 41 per collegarsl con l'esterno dell'involucro 11.

La piastra di valvola 33 ha una cavita' di scarico 43 sul lato o superficie esterno 42 nella camera di scarico 40 scopo della cavita' di scarico 43 e' quello di consentire che la piastra di valvola 33 sia piu' sottile In quest'area ridurre l'altezza della struttura di valvola e migliorar flusso di gas come sara' piu' dettagliatamente descritto in seguito. C'e' una porzione in rilievo su ciascun lato della cavita' 43 di profondità' minore al di sotto della superficie esterna 42. Pertanto, la porzione In rilievo 44 si estende in una direzione, verso sinistra in Fig. 7 ed e' relativamente stretta, mentre una porzione In rilievo piu‘ ampia 46 della stessa profondità' della porzione 44 si estende verso destra ed ha una larghezza sostanzialmente identica a quella della cavita' 43. L'apertura di scarico 48 e' posizionata nella cavita’ 43 vicino alla porzione in rilievo di destra 46. Una molla di valvola plana e a lamina 51 si estende trasversalmente alla cavita' 43 in entrambe le porzioni in rilievo 44 e 46. La molla ha una larghezza soltanto leggermente minore di quella della porzione in rilievo di sinistra 44 cosicché' quando l'estremità' della molla 52 e' Inserita nella porzione in rilievo 44, il movimento laterale dell'altra estremità' 53 nella porzione in rilievo 46 e' abbastanza limitato cosicché' la molla viene tenuta lateralmente in posizione.

Un elemento di arresto rigido 56 e' montato sopra la molla 51 ed ha un'estremità' 57 nella porzione in rilievo 44 dove un rivetto 58 si estende attraverso adatte aperture nell'elemento di arresto 56 sia nell'estremità' di molla 52 per essere fissato nella piastra di valvola 33 e per mantenere fermamente bloccati assieme questi elementi e per mantenere l'elemento di arresto e la molla in posizione. La sezione centrale 59 dell'elemento di arresto 56 e‘ conformata con una porzione incurvata verso l'alto che si estende sopra la cavita' 43 da un'estremità' 57 all'altra estremità' 61 nell'altra porzione in rilievo 46. Un prolungamento laterale 62 si estende dall'estremità' 61 dell'elemento di arresto ed e' leggermente sfalsato verso il basso e verso la piastra di valvola cosicché' esso e' in contatto di battuta con quest 'ultima. Un rivetto 63 e' fissato alla piastra di valvola 33 per mantenere In posizione il prolungamento 62 e l'adiacente estremità' dell'elemento di arresto. Quindi, si vede che l'elemento di arresto 56 e' rigidamente fissato ad entrambe le estremità' alla piastra di valvola mentre la molla 51 e' fissata soltanto ad un'estremità' 52, mentre l'altra estremità' 53 ha un limitato spostamento verticale fra la porzione In rilievo 46 e l'estremità' di arresto 61. La sede di valvola 65 e' formata attorno all'apertura di scarico 48 nella'cavita' 43 ed ha una forma sferica cosicché' una sfera di diametro esatto fara' superficialmente battuta con l'intera superficie della sede di valvola. Un adatto smusso 66 e' formato fra la sede di valvola 65 e il lato interno 36 della piastra di valvola 33 sia per migliorare le caratteristiche di flusso attraverso l'apertura sia per eliminare qualsiasi bordo acuto e, tranne per lo smusso, la sede di valvola si estende dall'intero spessore della piastra di valvola alla cavita' 43. Un fungo di valvola 68 ha una testa sferica 69 con la superficie sferica che si estende preferibilmente sull'Intera superficie della testa 69 fino ad un bordo 70 che definisce una superficie posteriore 73. Tuttavia si deve notare che soltanto la porzione di testa 69 che contatta la sede di valvola 65 deve essere sferica e che la porzione centrale potrebbe essere appiattita o comunque non-sferica. Un corto gambo cilindrico 71 si estende verso l'alto dalla testa 69 e termina in una superficie relativamente piana 72 adiacente alla molla di valvola 51. Il raggio sferico della testa 69 e' uguale a quello della sede di valvola 65 cosicché' quando il fungo 68 e‘ montato nella sede, la testa 69 fa battuta superficialmente con l'intera superficie sferica della sede di valvola. Con questa soluzione, si può' vedere che il fungo 68 può' effettivamente ruotare per una limitata distanza attorno al suo centro di curvatura e mantenere sempre un contatto di tenuta, sebbene il contatto di battuta superficiale fra la superficie terminale 72 e la molla 51 tenda a mantenere il fungo in una posizione allineata. Sebbene l'effettiva lunghezza di spostamento del fungo di valvola 68 da e verso la sede di valvola 65 sia relativamente piccola, il fatto che essa funzioni ad una elevata velocita' di circa 3450 oscillazioni per minuto In accordo con la velocita' del motocompressore, rende importante che la massa del fungo sia la minore possibile. Ciò' e‘ particolarmente Importante dato che la sola forza per aprire la valvola e' la pressione del gas nel cilindro di pompaggio, mentre la pressione nella camera di scarico 40 costituisce anche un Importante fattore per il movimento di chiusura del fungo per Incrementare la forza fornita dalla molla di valvola 51. Data questa necessita' di una pìccola massa, si e' trovato che materiali polimerici di elevata resistenza che mantengono le loro proprietà' a temperature elevate alle quali e' esposto il fungo sono 1 materiali preferiti per il fungo di valvola 68. Attualmente, il materiale preferito per il fungo di valvola 68 e' una resina poliimmide venduta con il marchio "VESPEL" della società' Dupont di Wilmington, Delaware. Questo materiale e' disponibile in diversi tipi e anche se un tipo caricato con grafite quale SP-22 e' stato usato e sembrerebbe essere particolarmente adatto per il fungo dato il suo basso coefficiente di espansione termica e le proprietà' lubrificanti fornite dalla carica di grafite, tuttavia la resina non caricata di tipo SP-1 si e' trovato che fornisce risultati superiori con un elevato grado di affidabllita'. Per fornire una tenuta positiva, si e' trovato che e' abbastanza importante avere una finitura estremamente li sia sulla testa del fungo 69 sia sulla sede di valvol anche se sembrerebbe che la normale presenza di un fil olio in queste zone proveniente dall'olio di lubrificazione del compressore fornisca una tenuta adeguata. Perciò', si e' trovato che preferibilmente la sede di valvola 65 dovrebbe avere una finltura superficiale non maggiore di sei micropollici mentre la testa 69 del fungo di valvola dovrebbe avere una finltura superficiale massima di almeno dodici micropollici. Si deve notare che il diametro del bordo 70 sulla testa 69 dovrebbe essere maggiore del diametro massimo della sede di valvola 65 nella cavita' 43 per garantire che anche se il fungo ruota alquanto attorno al centro di curvatura della testa 69, ci sara' sempre un completo contatto di battuta superficiale sull'intera sede di valvola 65. Questa configurazione assicura che la testa di valvola 69 sporgerà' oltre il lato interno 36 della piastra di valvola 33. Per questa ragione, la superficie di estremità' 75 del pistone e' provvista di un Incavo sferico 74 in allineamento con il fungo di valvola 68 per evitare qualsiasi possibile contatto fra il pistone e il fungo di valvola pur mantenendo il volume dello spazio nocivo ad un minimo assoluto. Inoltre, l'estremità' del pistone 75 e' preferibilmente provvista di un incavo smussato 76 attorno all'incavo sferico 74 per consentire un migliore flusso del gas refrigerante quando l'estremità' 75 del pistone s1 avvicina al punto morto superiore per consentire una ancora maggiore riduzione del volume dello spazio nocivo come mostrato e discusso nel succitato brevetto U.S. No. 5,149,254.

Il funzionamento della valvola a fungo può' essere molto chiaramente visto nelle Figure 2-5. In normali condizioni operative, quando le pressioni nel sistema si sono stabilizzate, il tipico frigorifero o congelatore domestico avra’ una pressione sul lato alto o di scarico che e' circa da 8 a 10 volte maggiore della pressione sul lato basso o di aspirazione. La pressione di aspirazione determina la pressione nel cilindro di pompaggio quando il pistone comincia la sua corsa di compressione, dato che il riemp imento viene realizzato attraverso una valvola di aspirazione a lamina comandata dalla pressione, e il pistone deve muoversi per un tratto sufficiente affinché' la pressione del gas nel cilindro sia maggiore di quella sul lato di scarico nella camera di scarico 40 prima che la valvola di scarico possa aprirsi. C1o‘ significa che il pistone deve essersi spostato per la maggior parte della sua corsa comprimendo il gas nel cilindro prima di qualsiasi movimento di apertura della valvola di scarico.

Quando il pistone e' vicino al fondo della sua corsa come mostrato In Fig. 2, la valvola di scarico viene chiusa con il fungo 68 in impegno di stretta tenuta con la sede di valvola 65. La molla di valvola 51 avra' l'estremità' libera 53 ch e si appoggia contro la porzione in rilievo 46 e, in questa posizione, si e' trovato desiderabile avere un piccolo spaz io nocivo fra l'estremità' 72 del fungo e la molla 51. Questo spazio nocivo non e‘ dannoso per la tenuta perche' la forza di base della tenuta che mantiene il fungo contro la sede di valvola e' la pressione nella camera di scarico 40 piuttosto che una qualsiasi forza applicata dalla molla 51, il cui scopo principale e‘ quello di fornire la forza iniziale di chiusura vicino alla posizione di completa apertura che muove il fungo verso l'impegno con la sede di valvola anziché' mantenere efficacemente la valvola in posizione di chiusura. Quando il pistone ha raggiunto una posizione vicina alla fine della sua corsa^ come mostrato in Fig. 3, la pressione nel cilindro eguaglia la pressione nella camera di scarico 40 consentendo al fungo 68 di uscire dall'Impegno di tenuta con la sede di valvola. Se nessuna forza viene applicata dalla molla 51, la forza principale che deve essere superata e' la forza di adesione generata da un film di olio presente fra il fungo 68 e la sede di valvola 65. Con il fungo libero di muoversi per un breve tratto, diciamo dell'ordine di 0,1 mm, prima di contattare la molla, la valvola comincera' allora rapidamente ad aprirsi per effetto di un minimo differenziale di pressione determinato soltanto dalla forza di adesione prodotta dal film di olio.

Quando il pistone si muove ulteriormente come mostrato in Fig. 4 quando la pressione nel cilindro sostanzialmente supera quella nella camera di scarico, il fungo può' allora muoversi e cominciare a piegare la molla cosicché' l'estremità' libera 53 della molla 51 si stacca dalla porzione in rilievo 46 fino a che essa impegna il lato inferiore dell'estremità' 61 dell'arresto 56. Durante questo breve movimento dell’estremità' di molla 53, la forza della molla e' determinata soltanto dalla flessione della molla a sbalzo all’estremità' opposta 52. Tuttavia, una volta che l'estremità' della molla 53 entra in contatto con l'estremità' dell'arresto 61, la molla viene effettivamente tenuta ad entrambe le estremità' e la sua rigidità' aumenta notevolmente cosicché' un ulteriore movimento del fungo 68 deve essere fatto incurvando la porzione centrale della molla 51 verso l'alto e verso la sezione centrale 59 dell'elemento di arresto 56, come mostrato In Fig. 5. Con questa disposizione, la molla 51 ha una deformazione progressiva in quanto la deformazione aumenta quando il fungo si muove per il tratto maggiore come dovrebbe verificarsi durante l'avviamento in cui non c'e' retro-pressione nella camera di scarico 40. Pertanto, se il fungo si apre per un tratto maggiore, c'e' una forza di molla molto piu' grande che tende a chiuderlo e questa forza scende fino a zero prima che la valvola raggiunga la sede, e ammesso che d sia uno spazio nocivo fra l'estremità' del gambo 72 e la molla 51 in posizione di chiusura, il completamento delle forze di chiusura risulta interamente dalla pressione del gas l'Inerzia del fungo nel suo movimento di chiusura. Ino quando il fungo e‘ aperto, la molla provvede una minima resistenza alla rapida apertura per garantire che d sia un tempo adeguato per scaricare la massima quantità' di gas compresso nella camera di scarico.

La presente invenzione aumenta il rendimento del compressore sostanzialmente in due modi diversi. Innanzitutto, il fatto che la testa del fungo sia sferica, come la sede della valvola, assicura un percorso di flusso libero con minima turbolenza quando la valvola e‘ distanziata dalla sede dato che c'e' un minore cambiamento nella direzione del flusso del gas rispetto a quello che si verifica con una valvola a lamina piana che agisca su una sede plana. Inoltre, e' possibile ridurre notevolmente il volume dello spazio nocivo nel compressore come ulteriormente descritto nel succitato brevetto U.S. No. 5,149,254. Per 1 motivi precisati in detto brevetto, la presenza dell'incavo 76 sulla superficie del pistone 75 consente alla rimanente porzione della superficie del pistone di chiudersi maggiormente rispetto al lato interno della valvola di aspirazione 34 per ridurre i volume di spazio nocivo attorno all'apertura della valvola. Inoltre, il fatto che la testa a fungo della valvola 69 possa sporgere oltre la superficie della piastra di valvola 33 e della lamina di valvola 34 nell'Incavo sferico 74 elimina soltanto una piccola parte del volume di spazio nocivo che e' occupati dall'apertura della valvola di scarico nei compressori con valvola di scarico a lamina. Preferibilmente, l'Incavo sferico 74 e’ dimensionato in modo che quando il pistone e' al suo punto morto superiore o molto vicino alla piastra di valvola 33, ci sara' sempre un minimo spazio nocivo fra la testa di fungo 69 e l'incavo 74 se il fungo fosse nella posizione di chiusura completamente inserito nella sede di valvola 65. d o' garantisce contro qualsiasi possibilità' di contatto fra il fungo della valvola ed il pistone in qualunque condizione.

Un'altra realizzazione dell'invenzione e' mostrata nelle Figure 9-11 in cui la disposizione di montaggio per la valvola a fungo evita rivetti o elementi di fissaggio che si estendono attraverso la piastra di valvola pur consentendo un facile assemblaggio. Questa realizzazione ha In generale degli elementi alquanto simili alla valvola di scarico di tipo a lamina mostrata nel brevetto U.S. No. 4,723,896, concesso il 9 febbraio 1988 a Jack F. Fritchman e ceduto alla titolare di questa domanda. La piastra di valvola 80, tranne quanto descritto in seguito, e' generalmente simile alla piastra di valvola 33 ed ha lati o superfici parallele interna ed esterna 81 e 82, rispettivamente. Un'apertura di aspirazione 84 si estende attraverso la piastra di valvola per ricevere una valvola di aspirazione di tipo a lamina non mostrata). Un incavo 86 e‘ formato nella superficie superiore 82 per comprendere una parete di fondo 87 che si estende parallela alle superf ici della piastra di valvola e generalmente definito dal bordi laterali 88. La parete di fondo 87 ha sostanzialmente una profondità' uniforme per tutta la sua estensione e generalmente serve per ridurre lo spessore della piastra di valvola in questa area per consentire l'uso di un fungo di valvola piu‘ piccolo che può' quindi avere una massa minore per un dato diametro cosi' da assicurare una rapida risposta del fungo alle forze di apertura e di chiusura. L'apertura di scarico 91 e' ricavata su un lato dell'Incavo 86, per ragioni descritte in seguito, e comprende una sede sferica di valvola 92 provvista di un bordo smussato 93.

A ciascuna estremità', l'Incavo 86 e‘ provvisto di superfici di supporto 94 e 96 leggermente in rilievo che si estendono trasversalmente all'incavo e che hanno superfici giacenti in un piano parallelo alle superfici 81 e 82 della piastra di valvola. Nell'area delle superfici di supporto 94 e 96, la piastra di valvola ha uno spessore maggiore che nell'area dell'incavo 86, ed uno spessore minore di quello delle porzioni della piastra di valvola lontane dall'incavo 86. La superficie di supporto 96 ha una coppia di incavi sporgenti 97 per accogliere porzioni di una molla di valvola come sara' descritto piu' in dettaglio successivamente. A d ascuna estremità' dell'Incavo 86, esternamente alle superfici di supporto 94 e 96, la piastra di valvola ha aperture rettangolari 99 e 101 che si estendono completamente attraverso la piastra di valvola.

Il fungo 103 e' preferibilmente formato dello stesso materiale del fungo 68 ma e' leggermente diverso nella forma. Il fungo 103 ha una testa sferica 104 dello stesso raggio di curvatura della sede di valvola 92 e di diametro leggermente maggiore per assicurare un impegno positivo di tenuta anche se il fungo 103 ruota in allineamento non preciso rispetto alla sede di valvola. Il fungo 103 comprende una porzione di base avente una corta superficie di parete cilindrica 107 assieme ad una estremità' piana 108 avente l'intero diametro della porzione di base ed una superficie che si estende perpendicolare all'asse della superficie cilindrica 107. Una molla di valvola ili a lamina plana si estende trasversalmente all'incavo 86 con la porzione centrale 112 che si estende sulla superficie terminale del fungo di valvola 108. Un'estremità' 113 della molla di valvola 111 fa battuta contro la superficie di supporto 96 ed ha una coppia di prolungamenti (non mostrati) che si estendono negli incavi 97 per mantenere la molla di valvola in posizione. L'altra estremità' 116 della molla di valvola normalmente fa battuta sulla superficie di supporto 94. La molla di valvola 111 e' piana e normalmente si impegna con le due superfici di supporto 94 e 96 e può' essere in contatto con l'estremita' 108 del fungo di valvola oppure può' avere un leggero nocivo che la distanzia da quest'ultima come descritto precedentemente.

Un elemento di arresto rigido 118 per la valvola e' montato sopra la molla di valvola 111 ed ha una sezione centrale 119 distanziata verso l'alto dalla molla di valvola 111 per consentire alla molla di valvola di flettere verso l'alto quando il fungo di valvola si allontana dalla sede di valvola.

Alla sua estremità' 121, l'arresto di valvola 118 fa battuta sull'estremità' 116 della molla di valvola e la blocca contro la superficie di supporto 96. L 'altra'estremi ta ' 122 dell'arresto di valvola poggia sulla superficie di supporto 94 ma ha una superficie di arresto incavata 123 distanziata sopra la superficie di supporto 96 per consentire un piccolo movimento verso l'alto dell'estremità' lbera 116 della molla di valvola rispetto alla superficie di supporto 94 durante il movimento preliminare di apertura del fungo di valvola 103. Ciò' fornisce un'azione progressiva cosicché' quando c'e' un gioco Iniziale fra l'estremità' 108 del fungo di valvola e la molla di valvola 111, il movimento Iniziale del fungo fuori dalla sede di valvola sara ' contrastato soltanto dal differenziale di pressione del fluido che agisce sul fungo Quando qualsiasi gioco e' eliminato, la molla di valvola Inizia a flettersi piegandosi vicino all'estremita‘ del testa 113 cosicché' l'estremità' libera 116 si solleva dalla superficie di supporto 94 fino ad entrare In contatto con la superficie di arresto 123. A questo punto, un ulteriore movimento del fungo trova una resistenza maggiore dato che la molla di valvola deve flettersi completamente nel mezzo dato che entrambe le estremità' sono ora fissate in posizione. Per tenere in posizione l'arresto di valvola 118, una punta sporgente 126 si Inserisce nell'apertura 101 adiacente la superficie di supporto 96 e preferibilmente fa battuta sul fianco dell'apertura 101 per posizionare positivamente l'arresto di valvola rispetto alla piastra di valvola. All'altra estremità', una punta 127 si estende verso il basso nell'apertura 99 adiacente la superficie di supporto 94. Per mantenere ulteriormente l'arresto di valvola 118 In posizione, un elemento pesante a molla 130 si Inserisce sull'arresto di valvola con una sezione centrale arcuata 131. Ad una estremità' 132, l'elemento poggia contro la superficie superiore dell'arresto di valvola 118 ed ha una punta 134 che si estende nell'apertura 101. L'altra estremità' dell'elemento 130 ha una forma analoga 133 che Impegna la superficie superiore dell'arresto di valvola 118 all'estremità' 122, ed essa ha a sua volta una punta 135 che si estende nell'apertura 99 La testa di scarico del cilindro 137 e' montata ,mediante bulloni che si estendono attraverso la testa del cilindro, la piastra di valvola e il blocco cilindro ed e‘ separata mediante una guarnizione 138 dalla piastra di valvola per fare tenuta contro la fuga dei gas di scarico nella camera di scarico 141 definita dalla testa di cilindro 137 e'dalla piastra di valvola 80. La testa di cilindro 137 presenta un perno sporgente 139 posizionato per Impegnare la sezione centrale 131 dell'elemento 130 quando la testa del cilindro e' fissata in posizione e pertanto tiene l'elemento 130, l'arresto di valvola 118 e la molla di valvola 111 fermamente in posizione sulla piastra di valvola. Sebbene sia stata mostrata e descritta la soluzione preferita dell'invenzione, si ammette che altre modifiche e disposizioni possano essere effettuate senza uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle rivendicazioni.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Assieme di valvola di scarico per un compressore frigorifero comprendente una piastra di valvola (33) avente una superficie interna (36) esposta verso uno spazio di compressione ed una superficie esterna (42) esposta verso uno spazio di scarico, detta piastra di valvola avendo un'apertura di scarico (48) che si estende passante fra dette superfici interna ed esterna, una sede di valvola (65) che circonda detta,apertura su detta superficie esterna, detta sede di valvola avendo una superficie sferica, un fungo di valvola (68) avendo una porzione di base rivolta dalla parte opposta a detta sede di valvola ed una porzione di testa sferica (69) rivolta verso detta sede di valvola, detta sede di valvola e detta porzione di testa avendo il medesimo raggio di curvatura cosicché' detta porzione di testa fa contatto superficiale di battuta a tenuta con detta sede di valvola in posizione di chiusura, detta superficie sferica della porzione di testa avendo un diametro maggiore del diametro di detta sede di valvola, un elemento di arresto di valvola (56) estendendosi su detto fungo di valvola distanziato da detta porzione di base, e mezzi a molla (51) impegnando detta porzione di base del fungo per spingere detto fungo verso detta sede di valvola.
2. 2. Assieme di valvola di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui detta testa (69) del fungo di valvola si estende oltre detta superficie Interna (36) della piastra di valvola (33) in detto spazio del compressore quando detto fungo di valvola (68) impegna detta sede di valvola (65) .
3. 3. Assieme di valvola di scarico secondo la rivendicazione 2, in cui la porzione di detta superficie esterna di detta piastra di valvola (33) adiacente a detta apertura di scarico (48) e detta sede di valvola (65) e' incavata per avere uno spessore minore dello spessore rimanente di detta piastra di valvola.
4. 4. Assieme di valvola di scarico secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi a molla sono una molla a lamina piana (51) e detta porzione di base del fungo di valvola (68) ha una superficie piana adiacente a detta molla a lamina.
5. 5. Assieme di valvola di scarico secondo la rivendicazione 4, in cui detta superficie piana della porzione di base e' distanziata da detta molla a lamina (51) quando detta porzione di testa (69) e‘ in impegno con detta sede di valvola (65).
6. 6. Assieme di valvola di scarico secondo la ri vendi cazione 1, in cui detto fungo di valvola (68) e' di materiale polimerico.
7. 7. Assieme di valvola di scarico secondo la rivendicazione 6, in cui detto materiale polimerico e‘ una resina poliimmide.
8. 8. Compressore frigorifero ermetico comprendente un blocco cilindro (12) avente una superficie di estremità (26), un foro di cilindro che si estende attraverso blocco cilindro da detta superficie di estremità’ e che definisce un asse perpendicolare a detta superficie di estremità', una piastra di valvola (33) fissata a detta superficie di estremità’ ed estendentesi trasversalmente a detto foro di cilindro, un pistone (28) montato per muoversi alternativamente in detto foro di cilindro, mezzi (21) per muovere alternativamente detto pistone in detto foro di cilindro da e verso detta piastra di valvola, un'apertura di scarico (48) che si estende attraverso detta piastra di valvola e che si apre in detto foro di cilindro, una sede di valvola (65) che circonda detta apertura di scarico sul lato distante da detto pistone, detta sede di valvola avendo una superficie sferica, un fungo di valvola (68) avente una testa con una superficie sferica impegnabile in detta sede di valvola, mezzi a molla (51) che spingono detto fungo verso detta sede di valvola, detto fungo quando in impegno con detta sede di valvola avendo una porzione centrale che si estende attraverso detta sede di valvola oltre la superficie di detta piastra di valvola affacciata a detto pistone, detto pistone (28) avendo una superficie di estremità' che si estende adiacente a detta piastra di valvola, detta superficie di estremità' comprendendo una porzione incav allineata con detta apertura di scarico per accogliere d porzione centrale di detto fungo.
9. 9. Compressore frigorifero ermetico secondo la rivendicazione 8, comprendente un elemento di arresto di valvola (56) che si estende sopra detto fungo di valvola (68).
10. 10. Compressore frigorifero ermetico secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi a molla sono una molla a lamina piana (51) che si estende fra detto fungo e detto elemento di arresto.
11. 11. Compressore frigorifero ermetico secondo la rivendicazione 10, in cui detto fungo di valvola (68) ha una porzione di base con una superficie piana adiacente a detta molla a lamina piana.
12. 12. Compressore frigorifero ermetico secondo la rivendicazione 11, in cui detta molla (51) e‘ distanziata da detta superficie piana quando detto fungo e' in impegno a tenuta con detta sede di valvola.
13. 13. Compressore frigorifero ermetico secondo la rivendicazione 8, in cui la porzione di detta piastra di valvola (33) adiacente a detta apertura di scarico (48) e' incavata per ridurre lo spessore di detta piastra di valvola in detta area.
14. 14. Compressore frigorifero ermetico secondo la rivendicazione 8, in cui detto fungo di valvola (68) e' in materiale polimerico.
15. 15. Compressore frigorifero ermetico secom rivendicazione 14, in cui detto materiale polimerico e' una resina poliimmide.
16. 16. Compressore frigorifero ermetico secondo la rivendicazione 8, in cui detta superficie sferica si estende sull'intera superficie di detta testa (69).