排放单向阀中的环形阻焊器的制作方法

本发明总体上涉及用于压缩制冷剂的涡旋压缩机，更具体地涉及涡旋压缩机的排放单向阀组合件。

背景技术：

涡旋压缩机是一种特定类型的压缩机，其用于压缩制冷剂以用于诸如制冷、空调、工业冷却和冷冻机应用等应用和/或可以使用压缩流体的其它应用。这种现有的涡旋压缩机是已知的，例如在下述专利中示例的那样：授予hasemann的美国专利第6,398,530号；授予kammhoff等人的美国专利第6,814,551号；授予kammhoff等人的美国专利第6,960,070号；授予kammhoff等人的美国专利第7,112,046号；和授予beagle等人的美国专利第7,997,877号，所有这些专利都被转让给与本受让人密切相关的比泽尔公司实体。由于本公开涉及可在这些或其它涡旋压缩机设计中实现的改进，因此将美国专利6,398,530、7,112,046、6,814,551、7,997,877和6,960,070以其全部内容通过引用并入本文。

另外，涡旋压缩机的具体实施例在授予wallis等人的美国专利第6,582,211号、授予wallis等人的美国专利第6,428,292号和授予wallis等人的美国专利第6,171,084号中公开，上述专利的教导和公开内容由此以其全文通过引用并入本文。

如由这些专利所示例的那样，涡旋压缩机通常包括外部壳体，其中容纳有涡旋压缩机。涡旋压缩机包括第一涡旋压缩机构件和第二涡旋压缩机构件。第一压缩机构件通常被布置成静止的并固定在外部壳体中。第二涡旋压缩机构件可相对于第一涡旋压缩机构件运动，以便在相应的涡旋肋之间压缩制冷剂，所述涡旋肋在相应的基部上方升高并相互接合。通常情况下，为了压缩制冷剂的目的，可动涡旋压缩机构件沿着围绕中心轴线的轨道路径被驱动。通常在同一壳体内设置适当的驱动单元(通常为电动马达)以驱动可动涡旋构件。

在常规的两部件式阀组合件中，在安装阀内部组件(例如阀、弹簧、弹簧保持器等)之前，主体可以被焊接到外壳。引入焊接热量可能会损坏这些内部组件，因此它们通常在以后安装。阀主体和排放管之间的任何空间提供适于焊接材料的入口点，其可以沿着阀主体和排放管之间的界面行进并进入阀腔。

对此，一种可能的解决方案是收紧直径公差，例如阀主体和排放管之间的过盈配合，使得适于焊接材料的空间被最小化或消除，以使得焊接材料不能进入阀组合件。收紧公差对于制造过程而言可能是昂贵且耗时的。然而，当由于焊接热量导致的圆度误差或翘曲会影响组件时，任何紧密的间隙或过盈配合都可能受到不利影响，使得排放单向阀组合件损坏或未正确密封。另一种可能的解决方案是使得阀主体和排放管的阶梯部定制尺寸，使得阶梯部集成到阀主体中。这也是昂贵的，并且增加了制造过程的时间和复杂性。

本发明的实施例提供解决上述问题的排放单向阀组合件。通过本文提供的对本发明的描述，本发明的这些和其它优点以及附加的发明特征将是明显的。

技术实现要素：

在一个方面，本发明的实施例提供一种排放单向阀组合件，其适于具有排放口的压缩机。排放单向阀组合件包括适于定位在压缩机的排放口处的阀主体。排放管组装到阀主体上，并且单向阀构件设置在阀主体中并由偏压弹簧偏压到闭合位置。阻焊构件定位在阀主体和排放管之间的界面处，并且第一焊缝在第一焊接点处联接排放管和阀主体。

在一些实施例中，弹簧保持器将偏压弹簧保持在阀主体中。在另一个实施例中，阻焊构件用作适于弹簧保持器的座。阀主体可以是具有内表面的管状体，并且阻焊构件可以是设置在内表面中的环形槽中的卡环。在特定实施例中，阻焊构件将偏压弹簧、弹簧保持器和阀构件保持在阀主体内。

在另一方面，本发明的实施例包括涡旋压缩机，其包括上述排放单向阀组合件。涡旋压缩机包括：壳体，该壳体包括围绕垂直延伸的轴线布置的圆柱形外壳部分；在壳体中的涡旋压缩机主体，其具有相应的基部以及相应的涡旋肋，涡旋肋从相应的基部突出并且相互接合用于压缩流体；具有定子和转子的电动马达；以及用于旋转的驱动轴。转子作用在驱动轴上，该驱动轴进而作用在涡旋压缩机主体上以促进涡旋压缩机主体之间的相对轨道运动。排放单向阀组合件在第二焊接点处焊接到涡旋压缩机壳体。第一焊接点可以与第二焊接点间隔开。在某些实施例中，阻焊构件是环形的。此外，阻焊构件可以由钢制成。

在另一方面，本发明的实施例提供一种适于具有排放口的压缩机的排放单向阀组合件。排放单向阀组合件包括适于定位在压缩机的排放口处的阀主体、附接到阀主体的排放管、设置在阀主体内的单向阀构件，以及偏压弹簧和将偏压弹簧固定在阀主体内的弹簧保持器。阻焊构件附接到焊接体的内表面上。阻焊构件被布置成将弹簧保持器保持在阀主体内，使得弹簧保持器夹置于阻焊构件和阀主体的开放入口端之间。

排放单向阀组合件还可以包括在第一焊接点处联接排放管和阀主体的第一焊缝。此外，排放单向阀组合件可以在与第一焊接点间隔开的第二焊接点处焊接到涡旋压缩机壳体。在一些实施例中，阻焊构件用作弹簧保持器的座。在另一实施例中，阀主体是具有内表面的管状体，并且阻焊构件是设置在内表面中的环形槽中的卡环。阻焊构件可以将偏压弹簧、弹簧保持器和阀构件保持在阀主体内。在特定实施例中，阻焊构件抵接排放管并且在组装期间用作排放管的座。

在另一方面，本发明的实施例提供一种制造涡旋压缩机的方法。该方法包括以下步骤：将阀主体焊接到涡旋压缩机的制冷剂出口端口内，将阀构件、偏压弹簧和弹簧保持器组装到阀主体中，以及将阻焊构件组装在阀主体的出口端处，使得阻焊构件防止焊接材料进入阀主体。该方法还包括将排放管焊接到阀主体。

在该方法的一些实施例中，将阻焊构件组装在阀主体的出口端处需要将卡环组装到阀主体的出口端处的环形槽中。在其它实施例中，将阻焊构件组装在阀主体的出口端处包括组装适于作为弹簧保持器的座的阻焊构件。在某些实施例中，在焊接排放管之前，阻焊构件用于将阀构件、偏压弹簧和弹簧保持器保持于其在阀主体中的最终位置。此外，该方法可以包括在将排放管焊接到阀主体之前将排放管抵靠阻焊构件安置。

通过以下结合附图进行的详细描述，本发明的其它方面、目的和优点将变得更加明显。

附图说明

结合到说明书中并形成说明书一部分的附图说明本发明的若干方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明实施例的涡旋压缩机组件的剖视等轴测视图；

图2是图1所示涡旋压缩机组合件的上部部分的剖视等轴测视图；

图3是根据本发明实施例的排放单向阀组合件的剖视图；以及

图4是根据本发明实施例的图3所示排放单向阀组合件的剖视图，其中示出示例性弹簧保持器。

虽然将结合某些优选实施例描述本发明，但是并不意旨将本发明限制于那些实施例。相反，意旨涵盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有替代、修改和等同物。

具体实施方式

本发明的一个实施例在附图中被示出为通常包括外部壳体12的涡旋压缩机组合件10，在外部壳体12中涡旋压缩机14可由驱动单元16驱动。涡旋压缩机组合件10可布置在用于制冷、工业冷却、冷冻、空调或其它需要压缩流体的适当应用的制冷剂回路中。合适的连接端口提供到制冷回路的连接，并且包括延伸通过外部壳体12的制冷剂入口端口18和制冷剂出口端口20。涡旋压缩机组合件10可通过驱动单元16的操作来操作涡旋压缩机14，从而压缩进入制冷剂入口端口18并以压缩的高压状态离开制冷剂出口端口20的合适的制冷剂或其它流体。涡旋压缩机组合件10在制冷剂入口端口18处接收低压制冷剂，并压缩制冷剂以输送到高压室180，在该高压室180中制冷剂可通过制冷剂出口端口20排放。

用于涡旋压缩机组合件10的外部壳体12可以采取多种形式。在本发明的特定实施例中，外部壳体12包括多个外壳部分。在图1的实施例中，外部壳体12包括中央圆柱形壳体部分24和顶端壳体部分26以及用作安装基部的底端壳体部分28。在某些实施例中，壳体部分24、26、28由合适的钢板形成并焊接到一起以形成永久的外部壳体12封装件。然而，如果需要拆卸壳体，则可以制造可以包括金属铸件或机加工组件的其它壳体组合件，其中壳体部分24、26、28使用紧固件附接。

如从图1中的实施例可以看出的那样，中央壳体部分24是圆柱形的，与顶端壳体部分26结合。在该实施例中，为分隔板30形式的分隔件设置在顶端壳体部分26中。在组装过程中，可组装这些组件以使得围绕外部壳体12的内表面的单个周向焊缝将顶端壳体部分26和分隔板30结合。第二周向焊缝可以在外部将顶端壳体部分26和中央圆柱形壳体部分24结合。在特定实施例中，将中央圆柱形壳体部分24焊接到单件底部外壳28，然而尽管如上所述，替代实施例可包括将外部壳体12的这些部分结合(例如，通过紧固件结合)的其它方法。

外部壳体12的组装导致形成封闭腔室31，该封闭腔室围绕驱动单元16并且部分地围绕涡旋压缩机14。在特定实施例中，顶端壳体部分26总体上是圆顶形的，并且包括相应的圆柱形侧壁区域32，其与中央圆柱形壳体部分24的顶部可伸缩地配合，并且提供成用于封闭外部壳体12的顶端。如也可从图1中看出的那样，中央圆柱形壳体部分24的底部与底端壳体部分28的圆柱形侧壁区域34可伸缩地配合。在本发明的至少一个实施例中，中央圆柱形壳体部分24和底端壳体部分28通过围绕外部壳体12底端圆周的外部焊缝而结合。

在特定实施例中，驱动单元16为电动马达组合件40的形式。电动马达组合件40可操作地旋转并驱动轴46。此外，电动马达组合件40通常包括定子50和转子52，该定子包括电绕组，该转子联接到驱动轴46以便一起旋转。定子50由外部壳体12直接地支撑或通过适配器支撑。定子50可以直接压配合到外部壳体12中，或者可以与适配器(未示出)配合并压配合到外部壳体12中。在特定实施例中，转子52安装到由上部轴承构件42和下部轴承构件44支撑的驱动轴46上。对定子50进行激励可操作成可旋转地驱动转子52，从而使驱动轴46围绕中心轴线54旋转。

申请人指出，当术语“轴向”和“径向”在本文中用于描述组件或组合件的特征时，它们相对于中心轴线54限定。具体地，术语“轴向”或“轴向延伸”是指在大致平行于中心轴线54的方向上突出或延伸的特征，而术语“径向”或“径向延伸”表示在大致垂直于中心轴线54的方向上突出或延伸的特征。从平行和垂直有一些微小的变化是允许的。

参考图1，下部轴承构件44包括中央的大致圆柱形的毂58，其包括中央衬套和开口，以提供圆柱形轴承60，驱动轴46被轴颈支承在圆柱形轴承60上以用于旋转支撑。下部轴承构件44的板状凸缘区域68从圆柱形毂58径向向外突出，并用于将定子50的下部部分从润滑油底壳76分开。在本发明的一个实施例中，下部轴承构件44可以搁置在底端壳体部分28的顶面64上。下部轴承构件44进而在定子壳体48的下端开口66处径向对中。

在图1的实施例中，驱动轴46具有附接在驱动轴46底端处的叶轮管47。在特定实施例中，叶轮管47的直径小于驱动轴46的直径，并且与中心轴线54同心地对准。如从图1中可以看出的那样，驱动轴46和叶轮管47穿过下部轴承构件44的圆柱形毂58中的开口。在其上端处，驱动轴46被轴颈支承以在上部轴承构件42内旋转。上部轴承构件42也可被称为“曲轴箱”。

驱动轴46还包括偏移的偏心驱动部分74，该偏移的偏心驱动部分74具有圆柱形驱动表面75(图2中所示)，该圆柱形驱动表面75围绕相对于中心轴线54偏移的偏移轴线。该偏移的驱动部分74被轴颈支承在涡旋压缩机14的可动涡旋压缩机主体112的空腔内，以便当驱动轴46围绕中心轴线54旋转时沿轨道路径驱动可动涡旋压缩机主体112。为了提供对所有各种轴承表面的润滑，外部壳体12在外部壳体12的底端处提供润滑油底壳76，在其中提供合适的润滑油。叶轮管47具有在叶轮管47端部处形成的润滑油通路和入口端口78。当驱动轴46旋转时，叶轮管47和入口端口78一起作为油泵，从而将油从润滑油底壳76泵送出来以进入在驱动轴46内限定的内部润滑油通路80中。在驱动轴46旋转期间，离心力用于克服重力的作用驱动润滑油向上通过润滑油通路80。润滑油通路80具有从其突出的各种径向通路，以便通过离心力将油供给到适当的轴承表面，从而根据需要润滑滑动表面。

上部轴承构件42或曲轴箱包括中央轴承毂87，驱动轴46被轴颈支承到其中以便旋转。从中央轴承毂87向外延伸的是盘形部分86，其终止于间断的周边支撑表面88内。在图1和图2的实施例中，中央轴承毂87在圆盘状部分86的下方延伸，而推力轴承84组装在圆盘状部分86的上方，并包含推力表面96，该推力表面为可动涡旋压缩机主体112提供轴向支撑。在某些实施例中，间断的周边支撑表面88适于具有与外部壳体12的过盈配合和压配合。应当理解的是，本发明的特定实施例可以包括具有螺纹孔的曲轴箱柱，以接收紧固件以用于组装。本发明的替代实施例还包括其中柱与导向环而不是曲轴箱42成一体的那些实施例。

更具体地转到涡旋压缩机14，涡旋压缩机14包括第一涡旋压缩机主体和第二涡旋压缩机主体，其优选地包括静止的固定涡旋压缩机主体110和可动涡旋压缩机主体112。尽管术语“固定的”通常意味着在本申请的上下文中是静止的或不可移动的，更具体地，“固定的”是指非轨道运动的、不受驱动的涡旋构件，因为如已知的那样，可能是由于热膨胀和/或设计公差，可能造成某些受限范围内的轴向、径向和旋转运动。

为了压缩制冷剂的目的，可动涡旋压缩机主体112布置成相对于固定涡旋压缩机主体110进行轨道运动。固定涡旋压缩机主体包括从板状基部116轴向突出并设计为螺旋形的第一涡旋肋114。类似地，可动涡旋压缩机主体112包括从板状基部120轴向突出并且具有类似螺旋形形状的第二涡旋肋118。涡旋肋114、118彼此接合并密封地抵接在相应的另一个涡旋压缩机主体112、110的基部120、116的相应表面上。结果，在压缩机主体112、110的涡旋肋114、118和基部120、116之间形成多个压缩室122。在压缩室122内，发生制冷剂的逐渐压缩。制冷剂经由在外部径向区域中围绕涡旋肋114、118的进气区域124而以初始低压流动(例如参见图1至图2)。在压缩室122中逐渐压缩(随着压缩室逐渐地被径向向内限定)后，制冷剂经由压缩出口126离开，压缩出口126居中限定在固定涡旋压缩机主体110的基部116内。在涡旋压缩机14的操作期间，被压缩到高压的制冷剂可经由压缩出口126离开压缩室122。

可动涡旋压缩机主体112与驱动轴46的偏心偏移驱动部74接合。更具体地，可动涡旋压缩机主体112的接收部分包括圆柱形衬套驱动毂128，该驱动毂可滑动地接收偏心偏移驱动部分74，而可滑动的轴承表面设置在其中。具体地，偏心偏移驱动部分74接合圆柱形衬套驱动毂128，以便在驱动轴46围绕中心轴线54旋转期间使得可动涡旋压缩机主体112沿着围绕中心轴线54的轨道路径移动。

考虑到该偏移关系导致相对于中心轴线54的重量不平衡，组合件通常包括以固定的角度取向安装到驱动轴46的配重130。配重130用于抵消由偏心偏移驱动部分74和沿着轨道路径驱动的可动涡旋压缩机主体112所导致的重量不平衡。配重130包括附接轴环132和偏移重量区域134，偏移重量区域134提供配重作用，从而平衡围绕中心轴线54旋转的部件的总重量。这提供通过内部平衡或抵消惯性力来减小整体组合件的振动和噪声。

图3是根据本发明实施例的具有阻焊构件202的排放单向阀组合件200的剖视图。图4是图3所示排放单向阀组合件200的剖视图，并包括弹簧保持器205。排放单向阀组合件200位于涡旋压缩机10的制冷剂出口端口20处(参见图1)。然而，尽管本文中关于在涡旋压缩机中的应用来描述本发明，但是本领域技术人员将认识到，本发明可以用于可具有排放单向阀的任何压缩机中。

排放单向阀组合件200包括组装到压缩机10的制冷剂出口端口或开口20的阀主体204(图1所示)。在图3和图4的实施例中，阀主体204在焊接点212处被焊接在压缩机的制冷剂出口端口20中。排放管206附接到阀主体204。将排放管206附接到阀主体204的一种方法是焊接，例如在与焊接点212间隔开的第二焊接点214处进行焊接。在阀主体204内具有阀构件201、偏压弹簧203和弹簧保持器205。在特定实施例中，阀主体204是管状的并且具有圆柱形内表面208，圆柱形内表面208中具有环形槽211。在这样的实施例中，阻焊构件202是设置在圆柱形内表面208中的环形槽211中的卡环。在某些实施例中，阻焊构件202是圆形的或环形的，并且由钢或坚硬耐用的类似材料构成。

在操作中，偏压弹簧203将阀构件201推向闭合位置。阀构件201通过到压缩机制冷剂出口端口20的流体流动的压力打开。弹簧保持器205使偏压弹簧203保持对准并处于适当的位置。位于阀主体204的出口端处的阻焊构件202在阀主体204和排放管206的界面处针对焊接材料起到屏障的作用。当排放管206焊接到阀主体204时，阻焊构件202防止焊接材料进入阀主体204内部并对阀组件产生不利影响。阻焊构件202可以固定到阀主体204的内表面208，诸如使用焊接、粘合剂、机械紧固件等多种合适的手段固定到阀主体204的内表面208。

此外，阻焊构件202为弹簧保持器205提供硬化的座。在打开和运行状态下，阀构件通过偏压弹簧203在弹簧保持器205上施加振动力。弹簧保持器205通常由能够进入排放管206的硬弹簧钢制成。如果没有阻焊构件202，则可能需要使整个排放管206硬化，例如使用较硬的(和化学上与主体不相似的)和更昂贵的材料，或使用专门制造的硬化垫圈。然而，与成本较低且易于组装的阻焊构件202相比，这些替代方法是昂贵且耗时的。

如图所示，阻焊构件202同时用于至少两个目的(即，用于弹簧保持器的硬化座以及阻焊器)。阻焊构件202为阀组合件的功能内部组件(阀构件201、偏压弹簧203和弹簧保持器205)提供容积，同时还用作焊接材料的屏障，否则焊接材料将进入阀主体204内的阀组合件。该特征有助于组合件的制造，因为在组装期间，阻焊构件202在排放管206被附接时将偏压弹簧203、阀构件201和弹簧保持器205捕获并保持在位。

另外，阻焊构件202可以在排放单向阀组合件200的组装期间抵接排放管206并用作排放管206的座。在本发明的特定实施例中，通过在将排放管206焊接到阀主体204之前将排放管206引导到阀主体204中时提供硬的止动部，阻焊构件202有助于组装。

所有参考文献，包括本文引用的公开、专利申请和专利由此通过引用并入本文，其程度如同每篇参考文献被单独地和具体地指出通过引用并入并且在本文中以其全文进行阐述那样。

在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)使用术语“一”和“一个”和“该”以及类似的指示语应被解释为涵盖单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”将被解释为开放式术语(即意味着“包括但不限于”)，除非另有说明。除非本文另有说明，否则本文中对值范围的引述仅旨在用作单独提及落在该范围内的每个单独值的速记方法，并且将每个单独的值并入本说明书中，如同在本文中单独列举一样。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或以其它方式明确地与上下文相矛盾。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，而并不对本发明的范围构成限制，除非由权利要求所要求保护。说明书中的任何语言不应被解释为指示任何未被要求保护的元素对于实施本发明的是必需的。

本文描述了本发明的优选实施例，包括本发明人已知的用于实施本发明的最佳模式。在阅读前面的描述之后，这些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员而言将变得明显。本发明人期望本领域技术人员根据需要采用这些变化，并且发明人预料到以与本文具体描述不同的方式实施本发明。因此，本发明包括如由适用法律所允许的所附权利要求中列举主题的所有变型和等同物。此外，除非本文另有说明或以其它方式明确地与上下文相矛盾，否则本发明涵盖上述元素在其所有可能变化内的任何组合。