往复式制冷压缩机吸入阀座的制作方法
【专利说明】往复式制冷压缩机吸入阀座
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求了 2012年9月4日提交的且名称为〃往复式制冷压缩机吸入阀座(Reciprocating Refrigerat1n Compressor Suct1n Valve Seating) 〃的美国专利申请序列第61/696729号的权益，其公开内容通过引用如同最后阐明那样以其整体并入本文中。
技术领域
[0002]本公开内容涉及制冷压缩机。更具体而言，其涉及容积式压缩机(例如，往复式活塞压缩机)，其用于压缩气体，如，低全球变暖潜力(GWP)的及自然的制冷剂。
【背景技术】
[0003]在往复式压缩机中，活塞头在下位置与上或〃顶部〃位置之间驱动；在下位置处，待压缩的流体进入压缩缸；在上或"顶部"位置处，压缩流体从缸向外驱动。阀板典型地置于缸的顶部处。用语〃顶部〃和〃底部〃并未要求任何相关或绝对垂直定向，而是仅表示缸中的相对位置。阀板承载入口阀和出口阀两者，以允许流体流入缸，且在活塞的往复移动中的适合点处流出缸。在往复活塞压缩机等中，在压缩机的各个轴回转期间，压力促动阀典型地开启和闭合一次。
[0004]各种类型的阀是已知的，且已经使用了各种类型的阀板。一种类型的压缩机阀结构使用簧片阀。簧片阀可覆盖多个沿周向间隔开的端口。当阀闭合时，其由于阀刚度和/或压力促动接触阀座，因此对于吸入阀而言密封离开缸的流，或对于排放阀而言密封进入缸的流。
【发明内容】
[0005]本公开内容的一个方面涉及一种用于簧片阀的压缩机阀板。板具有用于安装簧片的底座部分的安装表面部分。压缩机具有端口。座包绕端口。环(trepan)包绕座。深度小于环的缓和区域在环的近侧和远侧延伸。
[0006]在各种实施方式中，存在多个所述端口，其环为邻接的。缓和区域可具有至少1.0mm的跨距。缓和区域可具有0.1到0.3mm的深度。缓和区域可具有环深度的40到60%的深度。
[0007]本公开内容的另一个方面涉及包括此类板和簧片的压缩机阀组件。簧片具有安装在安装表面部分上的底座，以及在环的远侧的缓和区域上的末梢。
[0008]在各种实施方式中，簧片为安装成控制穿过多个所述端口的流的单个簧片。末梢可在缓和区域上突出至少1.0mm或端口的最大横向尺寸的至少15%，或环径向跨距的至少75%。
[0009]本公开内容的另一个方面涉及包括此类压缩机阀组件的压缩机。在各种实施方式中，电动马达可在联接到曲轴上的壳内。阀可为吸入阀。可存在多个所述端口，其环邻接。簧片可为安装成控制穿过多个所述端口的流的单个簧片。
[0010]一种使用压缩机的方法可包括:运行压缩机，以便簧片的闭合引起簧片至少部分地容纳在缓和区域中。
[0011]本公开内容的另一个方面涉及一种用于制造此类压缩机的方法。阀板为缺少缓和区域的现有的阀板的替换物，或通过再设计此类现有阀板的构造来形成。
[0012]本公开内容的其它方面涉及包括此类压缩机的制冷系统。制冷系统可包括穿过压缩机的再循环流动通路。第一热交换器可沿压缩机下游的流动通路定位。膨胀装置可沿第一热交换器下游的流动通路定位。第二热交换器可沿膨胀装置下游的流动通路定位。制冷剂装料可包括按重量至少50%的二氧化碳或碳氟化合物。该系统可为固定的制冷系统。固定制冷系统还可包括多个制冷空间。可存在多个所述第二热交换器，其各自定位成冷却相关联的此类制冷空间。
[0013]一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中阐明。其它特征、目的和优点将从描述和附图清楚，且从权利要求清楚。
【附图说明】
[0014]图1为压缩机的侧视图。
[0015]图2为图1的压缩机的垂直纵向截面视图。
[0016]图3为图1的压缩机的缸的部分垂直纵向截面视图。
[0017]图3A为图3的缸的阀区域的放大视图。
[0018]图4为阀板和吸入阀簧片组件的下侧视图。
[0019]图5为图4的阀板的视图。
[0020]图5A为图5的阀板的吸入端口组的放大视图。
[0021]图6为处于中间位置的图3的缸的视图，其中阀的压缩状态以实线示出，而膨胀/吸入状态以虚线示出。
[0022]图7为制冷系统的示意性视图。
[0023]图8为固定商业制冷系统的示意性视图。
[0024]图9为现有技术的压缩机的缸的部分垂直纵向截面视图。
[0025]各图中相似的参考数字和标号指示相似的元件。
【具体实施方式】
[0026]图1和2示出了示例性压缩机20。压缩机20具有壳体(壳)组件22。示例性压缩机包括电动马达24(图2)。示例性壳22具有吸入端口(入口)26和排放端口(出口)28。壳体限定多个缸30、31和32。各个缸容纳相关联的活塞34，其安装成用于至少部分地在缸内往复移动。示例性多缸构造包括:一列式；V形(V字形)；以及水平相对的。示例性一列式压缩机包括三个缸。各个缸均包括吸入位置和排放位置。例如，缸可平行地联接，以便吸入位置为由吸入端口 26给送的共用/公共吸入室，而排放位置为给送排放端口28的共用/公共排放室。在其它构造中，缸可共用吸入位置/状态，但具有不同的排放位置/状态。在其它构造中，缸可为串联的。示例性的基于碳氟化合物的制冷剂为R-410A。示例性的基于二氧化碳(CO2)(例如，按质量/重量至少50%的CO2)制冷剂为R-744。
[0027]各个活塞34均通过相关联的连接杆36联接到曲轴38上。示例性曲轴38通过轴承保持在壳内，以用于围绕轴线500旋转。示例性曲轴与马达24的转子40和定子42同轴。各个活塞30-32经由相关联的肘销44联接到其相关联的连接杆36上。图3将销44示为具有中心部分46，其安装成在连接杆36的远侧端部部分50中的孔口 48中旋转。示例性孔口可在连接杆的主件中套管(未示出)过盈配合。销具有安装在活塞(例如，经由过盈配合(如压配合)或经由轴接配合)的相关的收纳部分的孔口 54和55中的第一端部部分52和第二端部部分53。
[0028]示例性活塞具有远侧端部面60 (图3)和侧向/周向表面62。一个或多个密封环64可承载在表面62中的对应凹槽66中。缸各自具有缸壁/表面70。
[0029]图3示出了由阀板80(用于簧片阀系统)的下侧78形成的缸上端部/壁76。示例性阀板80安装到壳的缸体84的上面82上，其中垫圈86在其间用于密封。
[0030]各个缸均具有延伸穿过其上表面与下表面之间的板80的多个入口 /吸入端口 90和出口 /排放端口 92。穿过端口的流由阀控制。在该实例中，入口阀94和出口阀96两者均为簧片阀。图3还示出了吸入阀簧片100和排放阀簧片102。各个簧片均具有刚性地安装到壳上的近侧/底座端部部分(底座)104、106。各个簧片均具有远侧端部部分108、110，其可通过簧片的弯曲转移，以解锁相关联的端口，且可松弛来阻挡相关联的端口。图3还示出了限制排放阀簧片的弯曲范围的排放阀衬垫物111。
[0031]图4为阀板的下侧视图，其中仅三个吸入阀簧片100安装到其上。为了易于图示，未包括下文将看到的排放阀簧片和衬垫物。图4与示例性三缸的缸体相关联。给定压缩机上存在一个或多个此类缸体。其它数目的缸显然也可能。
[0032]图5为单独的板的对应视图。对于各个缸，存在三个吸入端口 90 (单独标为90A、90B和90C)，以及三个排放端口 92 (单独地标为92A、92B和92C)。图4将各个簧片100示为阻挡所有三个相关联的端口。簧片的底座104具有端部/边缘130。示例性底座104包括横向腹板，其具有一对孔口，孔口收纳用于使簧片与板套准的定位销132。销132延伸至板中的对应孔口，且可与簧片压配合对齐。示例性簧片具有一对臂或分支134和136，其从底座104向远侧延伸，且分别穿过相邻的排放端口之间，其中134穿过92A和92B之间，且136穿过92B和92C之间。这些分支134和136在远侧端部部分108处再连结，远侧端部部分108形成有示例性的三个叶140A、140B和140C(共同且单独为140)，其分别与吸入端口相关联。各个叶均还包括大体上圆形的主要部分，以及向远侧突出的末梢部分或凸片142。示例性叶的主要部分与彼此合并，其中叶140A和140C的主要部分分别与分支134和136和其间的叶140B合并来连结它们。
[0033]图5A还将各个阀端口示为具有外接相关联的端口的相关联的阀座150。阀座150具有边沿152，其可形成为原来的板的平的下表面的完整部分(例如，板80可从板的原料加工，板原料具有对应于最终的上表面和下表面的两个表面)。各个阀座均由环154包绕。示例性环为垂直的缓和/加工区域。示例性环为环形，其中各个环仅与相邻吸入端口的环合并。图3A将环示为具有底座表面156，且从内侧壁158 (其形成座150的外壁)延伸至外侧壁160。环的深度对应于座高度Ητ。图3A将端口示为具有轴线540和在座处的半径Rs (沿座的内表面161)。图3还将座厚度或座径向跨距示为DRS。环径向跨距看作是DRT。
[0034]图6为处于中间位置的图3的缸的视图，其中阀的压缩状态以实线示出，而膨胀/吸入状态以虚线示出。在膨胀状态下，末梢142处的吸入簧片100 (位置100’)的下侧抵靠缸壁中的止挡隔间212的底座210触底。环限制阀与板之间的接触(且限定座)。通过设立较窄的座，环限制了可能为油膜的接触区域。如果端口处存在宽的接触区域，则油将引起静摩擦。通过限定座，将存在围绕端口的更有限的接触区域，以及大大减少的静摩擦。环宽度有效略微超过至少远离凸片和腿部/臂的阀叶外形。这在阀开启时有助于破坏静摩擦。闭合的排放阀簧片以虚线示为102’，而开启以实线示出。
[0035]图3A和5A示出了环的外侧的缓和区域180、182。图9示出了缺少缓和区域的基准阀板。缓和区域可在基准压缩机构造的再设计中加入。此外，其可在压缩机的翻新中实施，如，通过以本阀板来替换基准阀板。最小的此类再设计或翻新