压缩机的空载起动阀的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月14日提交的临时申请us62/767,106的优先权，该临时申请的公开内容以引用的方式并入本文中。

本发明大体涉及气体压缩机装置，其包括起动阀，起动阀减少了用于起动气体压缩机所需的功率量。

背景技术：

压缩机装置可以包括马达、由马达驱动的气体压缩机、以及用于储存已被气体压缩机压缩的气体的储罐。马达可以是电马达、内燃机或其他类型的马达。气体可以是空气或其他气体。压缩机可以是往复活塞式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机、具有阴阳压缩机元件的螺杆式压缩机、或其他类型的压缩机。储罐可以是筒、储器或其他类型的罐，用于容纳压缩气体，直到其被用于向设备(例如工具)提供动力、或者被最终用户使用、或者释放到大气中为止。在大多数情况下，将空气从大气中抽吸到气体压缩机的进气侧，然后例如借助活塞或阴阳转子将其在气体压缩机的压缩腔室内机械压缩成较小体积。压缩气体经管道等流动到储罐。随着最终用户使用来自储罐的压缩空气，可以操作压缩机以维持设定压力。驱动压缩机的马达上的负载将取决于多种因素，例如用户需求、背压、起动等。

例如，在广泛用于各种工业用和家用的往复式压缩机中，马达用于驱动皮带轮以驱动曲轴，曲轴使活塞往复式移动，气体典型地通过入口歧管进入吸气侧，借助往复式驱动的活塞进行压缩，然后以高压排出到罐中。

然而，当起动往复式压缩机时，马达消耗最大量的功率以起动往复式压缩机。在首次起动时电动马达具有涌浪电流，并且在使往复式马达从停止状态起动时，使往复式压缩机从停顿(例如停止)到全速所需的功率最大。这至少是因为往复式压缩机随着起动而正在压缩空气，这增加了起动所需的功率。为了减少起动往复式压缩机所需的功率量并减小马达上的负载，可以将压缩机卸载，以使得压缩机不会增大系统中的残余空气压力，例如，必须压缩比大气压力更大的压缩空气。

虽然已有用于将往复式压缩机卸载的若干种方法，但这些方法通常需要特定的压缩机设计或使用带有定时继电器的电磁阀来完成此卸载，这会给压缩机和/或系统的设计增加大量且显著的成本。

鉴于已知方法的上述缺点，需要提供一种用于在起动时卸载压缩机的更简单、更小型且更具成本效益的结构。

技术实现要素：

通过对现有技术提供改进，本发明解决了现有技术的缺陷。本发明的目的是提供一种以若干方式对现有技术进行了改进的起动阀，至少是因为它的成本比具有特定卸载构造的压缩机设计要少、更小型并且可以直接附接到任何压缩机的压缩机排气口，例如往复式压缩机的排气口。

本发明不需要用于特殊卸载方法的特定压缩机设计，而是使用起动阀，起动阀可用于将压缩机的排气转移到大气中，从而减小起动时马达上的负载。在起动压缩机之后，可以使用一小段延时，然后关闭向大气的排气，然后压缩机恢复正常压缩。

在本发明的一个实施例中，起动阀包括：阀体，具有入口、内部通道和出口；阀柱塞，连接在阀体的入口处；以及弹簧，设置在内部通道内并连接到阀柱塞。起动阀配置成使得：当弹簧处于松弛状态(例如，长度比处于压缩状态时更长)时，阀柱塞定位成离开内部通道，以允许气体在阀柱塞和阀体周围流动或流过阀柱塞和阀体。随着压缩机起动且气流增大，弹簧被压缩，直到阀柱塞抵接内部通道从而密封了阀体入口并且气体不再流过阀体为止。

当这种压缩机关闭时，弹簧返回到松弛状态，并促使阀柱塞离开内部通道，以允许气体在阀柱塞和阀体周围流动或流过阀柱塞和阀体，从而使压缩机卸载。

在本发明的另一实施例中，本发明包括压缩机和起动阀，起动阀包括：阀体，具有入口、内部通道和出口；阀柱塞，连接在阀体的入口处；以及弹簧，设置在内部通道内并连接到阀柱塞。起动阀配置成使得：在压缩机的起动期间当弹簧处于松弛状态时，阀柱塞定位成离开内部通道，以允许气体在阀柱塞和阀体周围流动或流过阀柱塞和阀体。在压缩机起动且气流/气体压力增大后，弹簧被压缩，直到阀柱塞抵接内部通道从而关闭且密封了阀体入口使得气体不再流过阀体为止。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述，会更清楚地理解本发明的特征和目的，在附图中：

图1a示出了具有根据本发明的起动阀的压缩机。

图1b示出了具有根据本发明的起动阀的压缩机的流程。

图2示出了根据本发明的起动阀的分解立体图。

图3示出了根据本发明的起动阀的剖视图。

图4a至图4c示出了具有一实施例消声器的起动阀的实施例。

图5a至图5b示出了具有另一实施例消声器的起动阀的实施例。

在各图中，类似元件具有类似附图标记。应注意，附图不是必定按比例绘制，而是绘制成提供对各构件的更好理解，并且不意图限制范围，而是提供示范性图示。

具体实施方式

下面将针对具体实施例且参照一些附图来对本发明进行描述，但本发明不限于此，并且本发明能够与各不同实施例中的某些特征可互换地组合。

图1a至图1b示出了压缩机，可以是单级或双级往复式压缩机或活塞式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机、具有阳式压缩机元件和阴式压缩机元件的螺杆式压缩机等，压缩机包括根据本发明的起动阀200。在该实施例中，压缩机10是往复式压缩机，具有一用来压缩气体(例如空气)的活塞缸。其他实施例可以包括多个活塞缸。从压缩机10的进气口12接收用来压缩的气体。起动阀200设置在压缩机10的排气口14处，在排气口处，沿气流方向f提供压缩气体。压缩机10由马达(未示出)通过皮带轮18和皮带(未示出)来驱动。在其他实施例中，气动式或电动式马达可使曲轴旋转，以使活塞往复运动，从而对压缩机10的活塞缸中的气体进行压缩。压缩气体然后通过排气口14从压缩机10排出到管道(未示出)等，再流动到储罐(未示出)。压缩气体可以从储罐分配给用户。在其他实施例中，压缩气体可以直接分配给用户。

起动阀200设置在压缩机10的排气口14处，在排气口14处，起动阀可以直接附接在压缩机出口或是附接到与压缩机出口相连的管道。起动阀200可以通过螺纹配合、压配合、螺栓连接、焊接或用于将起动阀连接到压缩机出口或管道的其他紧固手段来连接。止回阀可以设置在起动阀200与储罐之间，以允许气体通过起动阀200排出，但不会影响储罐中的压力。

图2示出了起动阀，其包括阀体210、阀柱塞220、调节螺栓230、弹簧240、保持环250、o形环260以及消声器270。阀体210包括入口212和出口214，并且包括穿过阀体210把入口212和出口214连接起来的通道216，例如，穿过阀体的中空中心通道或连接通道。

图3示出了阀体210的入口212包括腔室213，来自压缩机的气体在腔室中进入阀体210。腔室213可以包括多个开口，以允许气体从/朝向压缩机、储器和/或朝向阀体210的入口212流动，例如，第一开口可以连接到压缩机的排气口，第二开口连接到阀体的入口，并且第三开口连接到压缩机的储器。可替代地，开口可以设置在与储器相连的腔室213内，在弹簧240处于松弛状态时开口由阀柱塞220密封，但是在弹簧240处于压缩状态并且阀柱塞220抵接通道216时开口打开。

阀柱塞220、保持环250和o形环260设置在腔室213中。具体地，保持环250设置在沿着腔室213的壁设置且在阀柱塞220下方的接合狭槽内，并且可以由金属、碳化物、硬质塑料等制成，以便能够将阀柱塞220保持在起动阀200的阀体210内。阀柱塞220包括主体、柱塞以及穿过或围绕阀柱塞220主体的狭槽，并且定位成使得阀柱塞220的柱塞能够可滑动地与阀体210的通道216接合。o形环260设置在阀柱塞220的主体的底座内，底座的直径大于通道216的直径。o形环可以是密封垫圈等。

连接到阀柱塞220的柱塞的是弹簧240，弹簧240设置在通道216内。弹簧240的一端与阀柱塞220的主体接合，而另一端与调节螺栓230接合。调节螺栓230允许通过调节弹簧240上的张力来调节通过起动阀200的气体流量(可增大或减小背压)，例如，调节螺栓230可被拧紧以压缩弹簧240。也就是说，调节螺栓230提供了针对不同尺寸压缩机设定通过起动阀的不同气体流量水平的手段。还应当理解，对于不同尺寸的压缩机，可以使用具有不同弹性和不同弹簧常数的不同弹簧。

在阀体210的出口214处设置有消声器270，消声器可以通过通道216内的螺纹配合、焊接、粘接或通过用于将消声器270附接到阀体210的其他装配方式或紧固手段而附接到阀体210。消声器270将气体排出到大气中，并且消声器270优选地包括通常与气动工具一起使用的软质多孔材料以降低噪声并过滤废气，并且消声器270可以包括支撑件、o形环、插入通道中的管杆、或其他类似结构。例如，气体流过消声器270内的通道，并通过软质多孔材料排出到大气中。

如图4a至图4c所示，在消声器的一个实施例中，消声器270设置有支撑件271，支撑件具有围绕支撑件外周的多个开口272。消声器270包括调节螺钉273，调节螺钉允许调节通过起动阀200的气体流量。应当理解，这种消声器设计可以包括调节螺栓230，或者调节螺钉273可以直接与内部通道216接合，调节螺钉273在内部通道216中旋转以改变调节螺钉273的相对位置，从而改变通过支撑件270内多孔材料的气体流量。

如图5a至图5b所示，在本发明的另一个实施例中，消声器270包括软质多孔主体274，软质多孔主体274附接到支撑件275，支撑件275具有螺纹配合以用于与起动阀200的阀体接合。具体地，消声器270附接在阀体210的一端处，其中，调节螺栓230和弹簧240位于阀柱塞220与消声器270之间的通道216中。o形环260设置在阀柱塞220的表面上，阀柱塞220通过保持环250保持在阀体210中。

起动阀的操作如下(参考图3)：在起动阀200连接到往复式压缩机的排气侧并且起动往复式压缩机之后，压缩气体在阀体210的底部(例如，入口212)处进入，在底部处，压缩气体围绕阀柱塞220流动。压缩气体然后流过阀体210的通道216，并通过消声器270流出阀体210的出口214。随着压缩机继续其起动过程，气流随着马达达到全速而增大。随着气流增大(例如压力增大)，气流将阀柱塞220推向入口的顶部部分，从而压缩弹簧240。当阀柱塞220到达腔室的顶部时，o形环260抵接通道216周围的区域，密封隔绝了通过起动阀200的任何其他气流，并且压缩机将压缩气体正常地输送到储器(或最终用户)。

类似地，当压缩机关闭时，随着压缩机系统中的压力减小，例如由于压缩机关闭、或在不包括止回阀的情况下储器中的压力释放、或压力从压缩机的排气侧泄放，弹簧240返回到松弛状态，这促使阀柱塞220(和o形环260)离开内部通道，以允许气体围绕阀柱塞220和阀体210流动并经消声器270排出。在有必要的情况下，该动作使压缩机中的压力卸载以允许压缩机的空载起动。处于松弛状态的弹簧的长度比处于压缩状态的弹簧的长度更长，例如，弹簧随着压缩机压力增大而压缩，随着压缩机压力减小而松弛。

鉴于以上结构和特征，本发明通过提供一种用于压缩机装置的空载起动阀来解决现有技术的缺陷，空载起动阀能够排出压缩机压力以进行压缩机的空载起动。这是以若干方式对现有技术的改进。这些特征的成本低于以特殊方式设计来卸载的压缩机的成本或使用电磁阀来卸载的压缩机的成本。本发明还提供了一种较小尺寸的卸载装置，可以直接附接到压缩机排气口，例如通过螺纹配合。

本文中所论述的发明针对的是具体实施例，但设计不限于对示范性发明的描述，而是仅由所附权利要求书的范围限制。因此，存在采用本发明有益特点的多种实施例，每个实施例提供一不同优点，且可在不脱离本发明实质和范围的情况下与本发明各不同实施例的各种方面组合和/或互换。