排氣閥裝置、壓縮機及換熱設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種排氣閥裝置、壓縮機及換熱設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓縮機是換熱設(shè)備中的重要組成部分，是一種能夠?qū)⒌蛪簹怏w轉(zhuǎn)換為高壓氣體的 機械裝置，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機運轉(zhuǎn)帶動活塞對其進(jìn)行壓縮 后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為換熱循環(huán)提供動力，從而實現(xiàn)壓縮一冷凝一膨 脹一蒸發(fā)的制冷循環(huán)。
[0003] 壓縮機的排氣過程主要依靠排氣閥裝置來控制，當(dāng)需要排氣時將排氣閥打開，排 氣結(jié)束后將排氣閥關(guān)閉，傳統(tǒng)的往復(fù)式壓縮機，其閥座都固定在壓縮機的機體上，再配合例 如專利文獻(xiàn)CN103835923A公開的排氣閥結(jié)構(gòu)，將排氣閥的一端通過升程限位器壓實不動， 另一端隨著壓力的改變而實現(xiàn)啟閉，但是此種類型的排氣閥不能滿足后來出現(xiàn)的一種新型 壓縮機的需求，因為新型壓縮機的活塞通過電機來控制，由于電機控制存在誤差，使得活塞 運動到終點位置時可能對閥體和氣缸造成沖擊，因而現(xiàn)有技術(shù)中又采取了另外一種結(jié)構(gòu)的 排氣閥。
[0004] 此種排氣閥應(yīng)用在新型壓縮機中的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在殼體16a的側(cè)壁上設(shè)有殼 體吸氣口 la和殼體排氣口 14a，殼體16a內(nèi)部的底面上通過第一彈簧8a支撐固定有氣缸 7a，氣缸7a的主體部分同軸設(shè)有電機定子6a和電機動子2a，電機動子2a的上方固定有第 二彈簧15a，彈簧蓋4a通過固定板5a設(shè)置在電機定子6a上，活塞3a可在氣缸7a內(nèi)做往復(fù) 直線運動，排氣閥9a在排氣閥簧10a的作用下抵靠在氣缸7a的下端面上并將壓縮腔封閉， 且排氣閥簧l〇a的兩端分別與排氣閥9a和排氣閥支承件1 la連接，整個排氣閥裝置的外部 罩有排氣閥蓋12a，排氣閥蓋12a上連接內(nèi)排氣管13a與殼體排氣口 14a連通。
[0005] 此種壓縮機的工作原理為：電機線圈通電后，在電機定子6a形成閉合交變磁路， 驅(qū)動電機動子2a運動，從而帶動活塞3a相對于氣缸7a作往復(fù)運動，實現(xiàn)氣體的吸入、壓縮 和排出的過程。氣體經(jīng)殼體吸氣口 la被吸入殼體16a內(nèi)，殼體16a內(nèi)的低壓氣體經(jīng)過吸氣 閥被吸入壓縮腔，此時排氣閥9a與氣缸7a密封；當(dāng)腔體內(nèi)的氣體被壓縮后達(dá)到一定壓力 時，排氣閥9a與氣缸7a分離，此時排氣閥9a打開，高壓氣體經(jīng)內(nèi)排氣管13a從殼體排氣口 14a排出。
[0006] 但是這種壓縮機中采用的排氣閥存在以下問題：（1)排氣閥質(zhì)量較大，使閥的慣 性力較大，從而導(dǎo)致排氣閥的及時開啟和關(guān)閉性能較差；（2)由于排氣閥剛度較大，壓縮腔 的壓力要克服排氣閥簧力，會導(dǎo)致排氣損失過大（參見圖2所示工作曲線的排氣段），壓縮 機效率低；（3)排氣口的直徑等于氣缸直徑，尺寸較大。導(dǎo)致排氣腔至壓縮腔的泄漏面周長 大，容易出現(xiàn)動態(tài)泄漏，導(dǎo)致余隙膨脹量大（參見圖2所示工作曲線的膨脹段），降低了壓縮 機的有效排量，使得制冷量低，進(jìn)而導(dǎo)致壓縮機效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提出一種排氣閥裝置、壓縮機及換熱設(shè)備，能夠在滿足上述新型 壓縮機使用需求的同時，使排氣閥具備較好的及時啟閉特性，并提高壓縮機的效率。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種排氣閥裝置，包括排氣閥座、排氣閥 和排氣閥簧，所述排氣閥座設(shè)有與待排氣腔體連通的排氣口，所述排氣閥簧用于將所述排 氣閥和所述排氣閥座壓靠在所述待排氣腔體對應(yīng)的外殼上，且所述排氣閥位于所述排氣閥 簧和所述排氣閥座之間，所述排氣閥為彈性片，并貼靠在所述排氣閥座的一端面上以封閉 所述排氣口，用于在所述待排氣腔體的壓力大于設(shè)定值時抬起，使得所述排氣口打開以進(jìn) 行排氣，在排氣結(jié)束后所述排氣閥彈回將所述排氣口關(guān)閉。
[0009] 進(jìn)一步地，所述排氣閥包括排氣口密封部和彈性臂，所述排氣口密封部用于密封 所述排氣口，所述彈性臂用于接收所述排氣閥簧的壓力使得所述排氣閥貼靠在所述排氣閥 座的所述端面上。
[0010] 進(jìn)一步地，還包括排氣閥限位器，所述排氣閥限位器設(shè)置在所述排氣閥簧與所述 排氣閥之間，且所述排氣閥限位器設(shè)有與所述彈性臂相適配的限位槽，所述限位槽只允許 所述排氣閥的徑向位移。
[0011] 進(jìn)一步地，所述限位槽的橫截面徑向上向內(nèi)減縮。
[0012] 進(jìn)一步地，所述排氣閥座和所述排氣閥限位器之間設(shè)有導(dǎo)向柱，所述彈性臂的自 由端設(shè)有導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向柱穿設(shè)在所述導(dǎo)向槽內(nèi)，用于對所述排氣閥相對于所述排氣閥 座的運動進(jìn)行導(dǎo)向。
[0013] 進(jìn)一步地，還包括設(shè)在所述外殼上的排氣閥支承件和排氣閥蓋，所述排氣閥蓋套 設(shè)在所述排氣閥支承件外，所述排氣閥蓋的側(cè)壁上設(shè)有排氣孔，所述排氣閥支承件的底面 設(shè)有通氣孔，所述排氣閥蓋的內(nèi)壁與所述排氣閥支承件的外壁之間形成消聲腔。
[0014] 進(jìn)一步地，所述排氣口靠近所述排氣閥一側(cè)的邊緣設(shè)有凸出面，所述凸出面的頂 點不低于所述排氣閥和排氣閥座之間的安裝面。
[0015] 進(jìn)一步地，排氣閥座壓在所述外殼上的面為精加工面。
[0016] 進(jìn)一步地，所述排氣閥裝置的有效通流面積K4與所述排氣口的面積（KA) i和閥隙 有效面積（KA)2的關(guān)系滿足如下公式：
[0018] 其中，
，:山為所述排氣口的直徑，d2為閥 隙有效直徑，h為所述排氣閥的抬起高度，K2為流量系數(shù)，且K與h/0. 5d 2相關(guān)；
[0019] 所述排氣閥裝置的有效通流面積Aji過如下公式得到：
[0021] 其中，Μ為馬赫數(shù)，Qd為排氣體積流量；且KA e= A de。
[0022] 進(jìn)一步地，所述排氣閥的剛度k通過如下公式得到：
[0024] 其中，he為所述排氣閥的最大升程，P為氣體密度。
[0025] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面提供了一種壓縮機，包括上述實施例所述的排 氣閥裝置，所述待排氣腔體為壓縮腔，所述外殼為氣缸。
[0026] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三方面提供了一種換熱設(shè)備，包括上述實施例所述的 壓縮機。
[0027] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例的排氣閥裝置用于壓縮機時，采用排氣閥簧將 排氣閥和排氣閥座壓靠在氣缸上，當(dāng)活塞在電機的控制下運動超出氣缸的缸頭時，排氣閥 裝置跟隨活塞一起運動，能避免零件被撞壞，因而能夠滿足前面提到的新型壓縮機的需求。 此種排氣閥裝置中的排氣閥采用彈性片，不僅能夠減小閥的慣性力，使閥的及時開啟和關(guān) 閉速度較快，而且由于排氣閥剛度較小，能夠減小排氣損失，從而提高壓縮機的效率；另外， 由于排氣口的直徑小于氣缸直徑，可以降低動態(tài)泄漏，從而減少余隙膨脹量，進(jìn)而提高壓縮 機的有效排量，提高制冷量，進(jìn)一步提高壓縮機的效率。
【附圖說明】
[0028] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0029] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中適用于新型壓縮機的排氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2為圖1所示壓縮機的實際工作過程曲線與理論工作曲線的對比示意圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明排氣閥裝置的一個實施例的分解示意圖；
[0032] 圖4a和圖4b分別為本發(fā)明排氣閥裝置中排氣閥座的一個實施例的剖視圖和俯視 圖；
[0033] 圖5a和圖5b分別為本發(fā)明排氣閥裝置中排氣閥座的另一個實施例的剖視圖和俯 視圖；
[0034] 圖6為本發(fā)明排氣閥裝置中排氣閥的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖7a和圖7b分別為本發(fā)明排氣閥裝置中排氣閥限位器的剖視圖和俯視圖；
[0036] 圖8為本發(fā)明排氣閥裝置中排氣閥座、排氣閥和排氣閥限位器的裝配示意圖；
[0037] 圖9為本發(fā)明排氣閥裝置安裝在壓縮機氣缸中排氣結(jié)束后的狀態(tài)示意圖；
[0038] 圖10為本發(fā)明排氣閥裝置安裝在壓縮機氣缸中排氣階段的狀態(tài)示意圖；
[0039] 圖11為本發(fā)明壓縮機在工作過程中活塞凸出缸頭的狀態(tài)示意圖；
[0040] 圖12a和圖12b分別為本發(fā)明排氣閥裝置中排氣閥蓋和排氣閥支承件組合的主視 圖和K 一 K剖視圖；
[0041] 圖13為本發(fā)明排氣閥裝置的有效通流面積與排氣閥升程的對應(yīng)關(guān)系示意圖；
[0042] 圖14為本發(fā)明排氣閥裝置在排氣閥剛度偏小時的排氣升程曲線。
[0043] 附圖標(biāo)記說明
[0044] la -殼體吸氣口；2a -電機動子；3a -活塞；4a -彈簧蓋；5a -固定板；6a -電 機定子；7a -氣缸；8a -第一彈簧；9a -排氣閥；10a -排氣閥簧；11a -排氣閥支承件； 12a -排氣閥蓋；13a -內(nèi)排氣管；14a -殼體排氣口；15a -第二彈簧；16a -殼體；
[0045] 1 -排氣閥蓋；2 -排氣閥