一种活塞式压缩机吸气阀的制作方法

本发明涉及压缩机技术领域。

背景技术：

压缩机是一种将低压气体提升至高压气体的从动流体机械。吸气阀是压缩机压缩腔的大门，其响应速度、密封效果以及动作摩擦直接影响压缩机整机的产气量、功率和噪音。目前，人们的环保意识越来越强，对节能、高效的要求越来越高，较目前市场上活塞压缩机一般为三级能效，市场有对高能效压缩机的需求。

现有往复活塞式压缩机吸气阀多采用如图2的结构形式，吸气阀片为片状，材料为钢质。压缩机吸气时活塞下行，在吸气阀片上、下两面产生压差，吸气阀片弯曲变形后与阀板间形成缝隙，空气从此缝隙进入气缸；活塞上行压缩空气时吸气阀片上、下两面压差消失，吸气阀片回复平直状态，紧贴阀板起到密封压缩气体作用。压缩机运行时吸气阀片频繁开合，且阀板也为钢质，相互碰撞因而产生噪音。吸气阀片与阀板间为平面密封，密封性差泄漏大，压缩机容积效率低。针对上述提出的进气密封差，噪音大以及进气间隙的问题，本发明提出了一种适合活塞式压缩机的解决方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种活塞式压缩机吸气阀，该吸气阀阀杆底面与阀体底面保持同一平面，可以使压缩机活塞在压缩状态时无限接近该平面，将压缩余隙降至最低，大幅提升了容积效率，提高了能效比；通过阀杆的上下往复运动进行吸气改变了进气方式，同时也保证了吸气阀的噪音小和寿命长。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种活塞式压缩机吸气阀，包括阀体、阀杆、进气道、弹性机构和限位机构；所述阀杆套装在阀体内部，且阀杆底部与阀体内部的进气道密封，并通过弹性机构与限位机构可上下运动，所述弹性机构设置在阀体与阀杆之间，所述限位机构设置在阀杆顶部或阀体顶部的任意位置或两者结合的相适配位置。

进一步优化的技术方案为所述阀杆为倒T型结构，上部为活动杆，下部为密封块，且阀杆的垂直高度高于阀体的垂直高度，所述密封块的大小与进气道相适配，所述阀体设有与阀杆相适配的中心导向孔。

进一步优化的技术方案为所述进气道为设置在阀体内部的通气孔，所述通气孔至少为一个，所述通气孔底部为连通孔，且与阀杆底部的密封块大小相适配。

进一步优化的技术方案为所述密封块为半球面或锥面凸块结构，密封块的上凸面与进气道的内表面相吻合，形成密封；密封块的下平面与阀体的下平面在同一平面。

进一步优化的技术方案为所述弹性机构由第一弹簧组成，所述第一弹簧通过限位机构固定在阀杆与阀体之间，呈压缩状态或非压缩状态，使其吸气阀工作时，阀杆上下运动能与进气道密封和开合。

进一步优化的技术方案为所述第一弹簧的内部或外部还设有第二弹簧，所述第二弹簧为限位弹簧，且第二弹簧的弹性模量大于第一弹簧。

进一步优化的技术方案为所述限位机构主要由第一挡圈组成，所述第一挡圈设置在阀杆的顶部，且与弹性机构配合连接。

进一步优化的技术方案为所述限位机构还设有第二挡圈，所述第二挡圈设置在阀体顶部，用于限制弹性机构。

进一步优化的技术方案为所述第一弹簧设置在第一挡圈或第二挡圈的相适配位置或同时设置在第一挡圈或第二挡圈的相适配位置，所述第二弹簧设置在第二挡圈的相适配位置。

进一步优化的技术方案为所述阀体采用金属材质，所述阀杆采用非金属聚醚醚酮材质或非金属聚四氟乙烯材质或不锈钢材质，所述弹性机构和限位机构采用金属材质。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明改变了传统压缩机吸气阀的进气方式，解决了传统吸气阀所存在的密封性差泄漏大，压缩机容积效率低，噪音大以及进气间隙的问题；将阀杆设计成倒T型结构，且底部密封块设计成半球面或锥面凸块结构，保证了与进气道的内表面相吻合，形成密封，并采用PEEK非金属材质加工而成，使其在工作时，与阀体碰撞产生的噪音大为减小，从而降低了压缩机的噪音，阀杆的密封块与阀体内部的进气道的接触面经过硬化和光洁处理，提高了两者接触面的密封性，同时阀杆的密封块底面与阀体底面在同一水平面上，可以使压缩机活塞在压缩状态时无限接近该平面，将压缩余隙降至最低，大幅提升了容积效率，提高了能效比。

附图说明

图1是本发明吸气阀整体结构示意图；

图2是目前传统使用吸气阀结构示意图；

图3是图2的局部放大图；

图4是本发明吸气阀开启工作时状态结构示意图；

图5是本发明实施例1的结构示意图；

图6是本发明实施例2的结构示意图；

1压缩机压缩腔、2阀板、3阀杆、31活动杆、32密封块、4弹性机构、41第一弹簧、42第二弹簧、5限位机构、51第一挡圈、52第二挡圈、6阀体、7进气道、71通气孔、72连通孔、8缸体、9活塞、10吸气阀片、11压缩机阀板、12排气阀片、13排气挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图4所示，本实用新型公开了一种活塞式压缩机吸气阀，包括阀体6、阀杆3、进气道7、弹性机构4和限位机构5；所述阀杆3套装在阀体6内部，且阀杆3底部与阀体6内部的进气道7密封，并通过弹性机构4与限位机构5可上下运动，所述弹性机构4设置在阀体6与阀杆3之间，所述限位机构5设置在阀杆3顶部或阀体6顶部的任意位置或两者结合的相适配位置。

进一步优化的实施例为所述阀杆3为倒T型结构，上部为活动杆31，下部为密封块32，且阀杆3的垂直高度高于阀体6的垂直高度，所述密封块32的大小与进气道7相适配，所述阀体6设有与阀杆3相适配的中心导向孔，其中心导向孔用于保持阀杆3上下方向运动，限制阀杆3垂直方向的自由度，所述活动杆31上设有至少一个防卡槽，其用于防止吸气阀长时间工作，空气中的杂质积累而导致阀杆3卡滞。

进一步优化的实施例为所述进气道7为设置在阀体6内部的通气孔71，所述通气孔71至少为一个，所述通气孔71底部为连通孔72，且直径大小与阀杆3底部的密封块32大小相适配。

进一步优化的实施例为所述密封块32为半球面或锥面凸块结构，密封块32的上凸面与进气道7的内表面相吻合，形成密封；密封块32的下平面与阀体6的下平面在同一平面。

进一步优化的实施例为所述弹性机构4由第一弹簧41组成，所述第一弹簧41通过限位机构5固定在阀杆3与阀体6之间，呈压缩状态或非压缩状态，使其吸气阀工作时，阀杆3上下运动能与进气道7密封和开合。

进一步优化的实施例为所述第一弹簧41的内部或外部还设有第二弹簧42，所述第二弹簧42为限位弹簧，且第二弹簧42的弹性模量大于第一弹簧41。

进一步优化的实施例为所述限位机构5主要由第一挡圈51组成，所述第一挡圈51设置在阀杆3的顶部，且与弹性机构4配合连接。

进一步优化的实施例为所述限位机构5还设有第二挡圈52，所述第二挡圈52设置在阀体6顶部，用于限位固定弹性机构4。

进一步优化的实施例为所述第一弹簧41设置在第一挡圈51或第二挡圈52的相适配位置或同时设置在第一挡圈51或第二挡圈52的相适配位置，所述第二弹簧42设置在第二挡圈52的相适配位置。

进一步优化的实施例为所述阀体6采用金属材质，所述阀杆3采用非金属聚醚醚酮材质或非金属聚四氟乙烯材质或不锈钢材质，所述弹性机构4和限位机构5采用金属材质。

如图4所示，吸气阀为开启状态。活塞下行时压缩机吸气，在阀杆锥体部分的上、下两面产生压差，阀杆向下移动使第一锥面和第二锥面出现缝隙，空气由此缝隙进入压缩机压缩腔内；压缩机吸气结束后活塞上行空气被压缩，阀杆在弹性机构和气体压力作用下复位，这时第一锥面和第二锥面贴合，起到密封压缩气体作用。

综上所述，在压缩机工作状态，该吸气阀重复开启和关闭运动。压缩机运行时吸气阀虽然频繁开合，但因阀杆体积小，材质为非金属聚醚醚酮，质量轻惯性小，与阀座碰撞产生的噪音大幅降低，从而降低了压缩机整机的噪音。阀体和阀杆的密封面为硬化和光洁处理，密封面之间的密封性好泄漏小；关闭后阀体和阀杆下平面处于同一水平面，所以压缩机容积效率高。

实施例1

如图5所示，该实施例为本方案最佳实施例，主要由阀杆、第一弹簧、第二弹簧、第一挡圈、阀体和第二挡圈组成。其阀杆采用非金属聚醚醚酮,其强度、韧性以及耐疲劳性保证了吸气阀的开闭的噪音小和使用寿命长。其与阀体中心连通孔装配密封连接，进行上下往复运动。其与阀体配合的密封凸面，进行了光洁处理，粗糙度到达Ra0.4，保证了良好密封性能。

弹性机构由第一弹簧和第二弹簧组成，均采用不锈钢材质制作而成，第一弹簧装配后处于压缩状态；第二弹簧的弹性模量大于第一弹簧，且在吸气阀关闭状态第二弹簧处于不受力状态；当吸气阀完全开启状态时第二弹簧处于微压缩状态。第一挡圈固定在阀杆顶部，其下方安装有第一弹簧，第二挡圈固定在阀体顶部，用于辅助阀体固定在阀板上。

阀体材质为铜合金，其为多孔装置，连通孔和与阀杆配合密封锥面进行光洁处理。其通气孔在本次实施案列中，当吸气阀完全开启情况下，其保证在压差0.02Mpa下通气量为0.4m³/min。当吸气阀完全关闭状态或压缩机不工作状态其阀座密封面和阀杆密封面完全贴合，阀座下平面和阀杆下平面处于同一平面。

该实施方案，使压缩机在吸气开始和排气结束两个状态下，活塞可以无限接近吸气阀下平面，使压缩余隙接近于0，大幅提升了容积效率，提高了能效比。该吸气阀良好的往复运动性能和极小的吸气噪音在实际应用中起到了节能降噪的功能。

实施例2

如图6所示，本实施例主要由阀板、阀杆、弹性机构（弹簧）、限位机构（挡圈）组成。阀板与阀杆装配相连，中间有弹簧辅助阀杆上下运动，挡圈安装固定在阀杆上。

阀板材质为钢，吸气阀的底座同时为压缩机压缩腔的上阀板，其为有一定厚度的多孔平板，上下平面及与阀杆配合的密封面和中孔做光洁处理，保证密封性和减小运动摩擦。该阀板与阀杆的密封面成球面，受力均匀，密封性好。

阀杆材质为06Cr19Ni10不锈钢，阀杆密封面为球面，受弹簧和阀板中心孔配合，阀杆进行上下运动。

弹簧材质为不锈钢，弹簧上部固定于阀板，下部固定阀杆，起到拉簧的作用。

挡圈材质为不锈钢，固定在阀杆上，其为吸气阀完全开启状态时，阀杆的限位。

上述实施例经过实施验证，能效比较普通吸气阀压缩机提升了20～30%，节能30%以上，根据《GB19153-2009 容积式压缩机能效限定值及能效等级》，能效比达到了一级能效标准。活塞式压缩机容积效率到达了89.5%,噪音降低到了70dB。