排气阀装置、压缩机及换热设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种排气阀装置、压缩机及换热设备。
【背景技术】
[0002] 压缩机是换热设备中的重要组成部分，是一种能够将低压气体转换为高压气体的 机械装置，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩 后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为换热循环提供动力，从而实现压缩一冷凝一膨 胀一蒸发的制冷循环。
[0003] 压缩机的排气过程主要依靠排气阀装置来控制，当需要排气时将排气阀打开，排 气结束后将排气阀关闭，传统的往复式压缩机，其阀座都固定在压缩机的机体上，再配合例 如专利文献CN103835923A公开的排气阀结构，将排气阀的一端通过升程限位器压实不动， 另一端随着压力的改变而实现启闭，但是此种类型的排气阀不能满足后来出现的一种新型 压缩机的需求，因为新型压缩机的活塞通过电机来控制，由于电机控制存在误差，使得活塞 运动到终点位置时可能对阀体和气缸造成冲击，因而现有技术中又采取了另外一种结构的 排气阀。
[0004] 此种排气阀应用在新型压缩机中的结构如图1所示，在壳体16a的侧壁上设有壳 体吸气口 la和壳体排气口 14a，壳体16a内部的底面上通过第一弹簧8a支撑固定有气缸 7a，气缸7a的主体部分同轴设有电机定子6a和电机动子2a，电机动子2a的上方固定有第 二弹簧15a，弹簧盖4a通过固定板5a设置在电机定子6a上，活塞3a可在气缸7a内做往复 直线运动，排气阀9a在排气阀簧10a的作用下抵靠在气缸7a的下端面上并将压缩腔封闭， 且排气阀簧l〇a的两端分别与排气阀9a和排气阀支承件1 la连接，整个排气阀装置的外部 罩有排气阀盖12a，排气阀盖12a上连接内排气管13a与壳体排气口 14a连通。
[0005] 此种压缩机的工作原理为：电机线圈通电后，在电机定子6a形成闭合交变磁路， 驱动电机动子2a运动，从而带动活塞3a相对于气缸7a作往复运动，实现气体的吸入、压缩 和排出的过程。气体经壳体吸气口 la被吸入壳体16a内，壳体16a内的低压气体经过吸气 阀被吸入压缩腔，此时排气阀9a与气缸7a密封；当腔体内的气体被压缩后达到一定压力 时，排气阀9a与气缸7a分离，此时排气阀9a打开，高压气体经内排气管13a从壳体排气口 14a排出。
[0006] 但是这种压缩机中采用的排气阀存在以下问题：（1)排气阀质量较大，使阀的惯 性力较大，从而导致排气阀的及时开启和关闭性能较差；（2)由于排气阀刚度较大，压缩腔 的压力要克服排气阀簧力，会导致排气损失过大（参见图2所示工作曲线的排气段），压缩 机效率低；（3)排气口的直径等于气缸直径，尺寸较大。导致排气腔至压缩腔的泄漏面周长 大，容易出现动态泄漏，导致余隙膨胀量大（参见图2所示工作曲线的膨胀段），降低了压缩 机的有效排量，使得制冷量低，进而导致压缩机效率低。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提出一种排气阀装置、压缩机及换热设备，能够在满足上述新型 压缩机使用需求的同时，使排气阀具备较好的及时启闭特性，并提高压缩机的效率。
[0008] 为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种排气阀装置，包括排气阀座、排气阀 和排气阀簧，所述排气阀座设有与待排气腔体连通的排气口，所述排气阀簧用于将所述排 气阀和所述排气阀座压靠在所述待排气腔体对应的外壳上，且所述排气阀位于所述排气阀 簧和所述排气阀座之间，所述排气阀为弹性片，并贴靠在所述排气阀座的一端面上以封闭 所述排气口，用于在所述待排气腔体的压力大于设定值时抬起，使得所述排气口打开以进 行排气，在排气结束后所述排气阀弹回将所述排气口关闭。
[0009] 进一步地，所述排气阀包括排气口密封部和弹性臂，所述排气口密封部用于密封 所述排气口，所述弹性臂用于接收所述排气阀簧的压力使得所述排气阀贴靠在所述排气阀 座的所述端面上。
[0010] 进一步地，还包括排气阀限位器，所述排气阀限位器设置在所述排气阀簧与所述 排气阀之间，且所述排气阀限位器设有与所述弹性臂相适配的限位槽，所述限位槽只允许 所述排气阀的径向位移。
[0011] 进一步地，所述限位槽的横截面径向上向内减缩。
[0012] 进一步地，所述排气阀座和所述排气阀限位器之间设有导向柱，所述弹性臂的自 由端设有导向槽，所述导向柱穿设在所述导向槽内，用于对所述排气阀相对于所述排气阀 座的运动进行导向。
[0013] 进一步地，还包括设在所述外壳上的排气阀支承件和排气阀盖，所述排气阀盖套 设在所述排气阀支承件外，所述排气阀盖的侧壁上设有排气孔，所述排气阀支承件的底面 设有通气孔，所述排气阀盖的内壁与所述排气阀支承件的外壁之间形成消声腔。
[0014] 进一步地，所述排气口靠近所述排气阀一侧的边缘设有凸出面，所述凸出面的顶 点不低于所述排气阀和排气阀座之间的安装面。
[0015] 进一步地，排气阀座压在所述外壳上的面为精加工面。
[0016] 进一步地，所述排气阀装置的有效通流面积K4与所述排气口的面积（KA) i和阀隙 有效面积（KA)2的关系满足如下公式：
[0018] 其中，
，:山为所述排气口的直径，d2为阀 隙有效直径，h为所述排气阀的抬起高度，K2为流量系数，且K与h/0. 5d 2相关；
[0019] 所述排气阀装置的有效通流面积Aji过如下公式得到：
[0021] 其中，Μ为马赫数，Qd为排气体积流量；且KA e= A de。
[0022] 进一步地，所述排气阀的刚度k通过如下公式得到：
[0024] 其中，he为所述排气阀的最大升程，P为气体密度。
[0025] 为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种压缩机，包括上述实施例所述的排 气阀装置，所述待排气腔体为压缩腔，所述外壳为气缸。
[0026] 为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种换热设备，包括上述实施例所述的 压缩机。
[0027] 基于上述技术方案，本发明实施例的排气阀装置用于压缩机时，采用排气阀簧将 排气阀和排气阀座压靠在气缸上，当活塞在电机的控制下运动超出气缸的缸头时，排气阀 装置跟随活塞一起运动，能避免零件被撞坏，因而能够满足前面提到的新型压缩机的需求。 此种排气阀装置中的排气阀采用弹性片，不仅能够减小阀的惯性力，使阀的及时开启和关 闭速度较快，而且由于排气阀刚度较小，能够减小排气损失，从而提高压缩机的效率；另外， 由于排气口的直径小于气缸直径，可以降低动态泄漏，从而减少余隙膨胀量，进而提高压缩 机的有效排量，提高制冷量，进一步提高压缩机的效率。
【附图说明】
[0028] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0029] 图1为现有技术中适用于新型压缩机的排气装置的结构示意图；
[0030] 图2为图1所示压缩机的实际工作过程曲线与理论工作曲线的对比示意图；
[0031] 图3为本发明排气阀装置的一个实施例的分解示意图；
[0032] 图4a和图4b分别为本发明排气阀装置中排气阀座的一个实施例的剖视图和俯视 图；
[0033] 图5a和图5b分别为本发明排气阀装置中排气阀座的另一个实施例的剖视图和俯 视图；
[0034] 图6为本发明排气阀装置中排气阀的一个实施例的结构示意图；
[0035] 图7a和图7b分别为本发明排气阀装置中排气阀限位器的剖视图和俯视图；
[0036] 图8为本发明排气阀装置中排气阀座、排气阀和排气阀限位器的装配示意图；
[0037] 图9为本发明排气阀装置安装在压缩机气缸中排气结束后的状态示意图；
[0038] 图10为本发明排气阀装置安装在压缩机气缸中排气阶段的状态示意图；
[0039] 图11为本发明压缩机在工作过程中活塞凸出缸头的状态示意图；
[0040] 图12a和图12b分别为本发明排气阀装置中排气阀盖和排气阀支承件组合的主视 图和K 一 K剖视图；
[0041] 图13为本发明排气阀装置的有效通流面积与排气阀升程的对应关系示意图；
[0042] 图14为本发明排气阀装置在排气阀刚度偏小时的排气升程曲线。
[0043] 附图标记说明
[0044] la -壳体吸气口；2a -电机动子；3a -活塞；4a -弹簧盖；5a -固定板；6a -电 机定子；7a -气缸；8a -第一弹簧；9a -排气阀；10a -排气阀簧；11a -排气阀支承件； 12a -排气阀盖；13a -内排气管；14a -壳体排气口；15a -第二弹簧；16a -壳体；
[0045] 1 -排气阀盖；2 -排气阀