吸排气阀、热泵反转型转子式压缩装置及空调系统的制作方法

[0001]
本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种吸排气阀、热泵反转型转子式压缩装置及空调系统。


背景技术：

[0002]
转子式压缩机由于具备噪音低、无需吸排气阀、效率高、体积小及重量轻等特点，被广泛应用到空调系统中。目前为了实现夏季制冷和冬季制热的转换，且又无需在空调系统上安装四通阀，一般将转子式压缩机设置成反转型转子式压缩机，即压缩机可进行正、反转，以实现制冷、制热的转换。其中，反转型转子式压缩机在自身气缸的两个吸排气口处各设置有吸排气阀，吸排气阀的阀芯在高压气体的作用下可上顶以封闭吸排气口。然而，当反转型转子式压缩机刚启动时，其产生的高压气体的压力不是很大，无法带动吸排气阀的阀芯完全向上顶，不能完全关闭吸排气口，导致气缸漏气，进而影响反转型转子式压缩机的能效。


技术实现要素：

[0003]
基于此，本发明针对现有的吸排气阀在反转型转子式压缩机刚启动时不能完全关闭吸排气口的问题，提供一种吸排气阀、热泵反转型转子式压缩装置及空调系统，可以解决该问题。
[0004]
一种吸排气阀，包括：阀座、阀芯组件及至少一个弹性件；
[0005]
所述阀座上具有高压储气槽和阀芯安装孔，所述阀芯组件安装在所述阀芯安装孔处；
[0006]
所述弹性件与所述阀座连接，所述弹性件用于当所述高压储气槽通有预设压强的气体时发生形变，进而带动所述阀座运动。
[0007]
在其中的一个实施例中，所述高压储气槽为梯形槽，所述高压储气槽的宽度沿所述弹性件的形变方向逐渐减小。
[0008]
在其中的一个实施例中，所述高压储气槽和所述弹性件设置在所述阀座相对的两个端部上。
[0009]
在其中的一个实施例中，所述弹性件为弹簧。
[0010]
在其中的一个实施例中，所述吸排气阀还包括：安装座，所述弹性件的第一端与所述安装座连接，所述弹性件的第二端与所述阀座连接，其中所述弹性件的第一端、第二端相对分布。
[0011]
在其中的一个实施例中，所述安装座靠近所述阀座的壁上具有第一安装槽，所述弹性件的第一端置于所述第一安装槽中；
[0012]
所述阀座靠近所述安装座的壁上具有第二安装槽，所述弹性件的第二端置于所述第二安装槽中。
[0013]
在其中的一个实施例中，所述阀芯组件包括：阀芯和覆设在所述阀芯侧壁上的阀
芯挡板。
[0014]
在其中的一个实施例中，所述阀芯组件上具有降噪孔。
[0015]
在其中的一个实施例中，所述阀芯组件包括：相连接的安装部及挡气部，所述安装部沿所述弹性件的变形方向的长度小于所述挡气部沿所述弹性件的变形方向的最大长度；
[0016]
所述安装部与所述阀座连接，所述降噪孔开设在所述挡气部上。
[0017]
一种热泵反转型转子式压缩装置，包括：压缩机、第一分液器、第二分液器、第一高压储气罐、第二高压储气罐以及上述任一项所述的吸排气阀；
[0018]
所述第一高压储气罐、所述第二高压储气罐的进口均与所述压缩机的高压排气口连通，所述第一高压储气罐、所述第二高压储气罐的出口分别与所述压缩机的两个高压储气腔入口连通，所述第一分液器、所述第二分液器的进出口分别与所述压缩机的两个吸排气口连通，所述吸排气阀设置于对应的所述吸排气口中；
[0019]
当所述吸排气口未通入预设压强的气体时，对应的所述吸排气阀的弹性件处于非极限形变状态以打开所述吸排气口，且所述吸排气阀的高压储气槽与所述吸排气口间配合形成与对应的所述高压储气腔入口相通的高压气体密封腔；
[0020]
当所述吸排气口通所述预设压强的气体时，所述弹性件发生形变，以带动所述吸排气阀的阀座运动直至所述吸排气阀的阀芯组件封闭所述吸排气口。
[0021]
一种空调系统，所述空调系统包括上述所述的热泵反转型转子式压缩装置。
[0022]
如上所述的吸排气阀、热泵反转型转子式压缩装置及空调系统，当压缩机处于制冷模式或制热模式时，压缩机排放的高压气体可流向至自身对应的吸排气口中，通过作用于该对应的吸排气口内的吸排气阀的高压储气槽使得弹性件发生形变，进而带动阀座运动直至吸排气阀的阀芯封闭该对应的吸排气口，其中阀座可通过自身的高压储气槽与对应的吸排气口间配合形成高压气体密封腔，高压气体流入至高压气体密封腔中不发生泄露进而可快速增大至能够有效驱动弹性件发生形变的压力，使得吸排气阀的阀芯能够完全封闭吸排气口，避免气缸漏气，提高转型转子式压缩机的能效。
附图说明
[0023]
图1为本发明一实施例提供的吸排气阀的结构示意图；
[0024]
图2为本发明一实施例提供的空调系统的结构示意图；
[0025]
图3为本发明一实施例提供的热泵反转型转子式压缩装置的结构示意图；
[0026]
图4为本发明一实施例提供的气缸的结构示意图；
[0027]
图5为本发明一实施例提供的装配有吸排气阀件的气缸的俯视图；
[0028]
图6为本发明一实施例提供的热泵反转型转子式压缩装置的俯视图；
[0029]
图7(a)、7(b)、7(c)分别为本发明一实施例提供的热泵反转型转子式压缩装置在停机模式、制冷模式及制热模式下的吸排气阀件分别与气缸间的配合示意图；
[0030]
图8为本发明一实施例的吸排气阀的爆炸示意图；
[0031]
图9为本发明一实施例提供的高压储气罐的正视剖面图；
[0032]
图10为本发明一实施例提供的吸排气口的内部结构示意简图。
[0033]
其中，附图中的标号说明如下：
[0034]
100、吸排气阀；100a、第一吸排气阀；100b、第二吸排气阀；110、阀座；110a、高压储
气槽；110b、阀芯安装孔；120、阀芯组件；120a、降噪孔；121、阀芯挡板；122、阀芯；130、弹性件；140、安装座；200、压缩机；210、壳体；220、泵体组件；221、曲轴；222、上法兰；223、滚子；224、气缸；2241、滑片槽；2242、第一吸排气口；2243、第二吸排气口；2244、第一高压储气腔入口；2245、第二高压储气腔入口；2246、第一通气管；2247、第二通气管；225、下法兰；230、电机组件；231、副平衡块；232、电机转子；233、电机定子；234、电机主平衡块；310、第一分液器；320、第二分液器；410、第一高压储气罐；420、第二高压储气罐；400a、罐体；400b、排气管；400c、滤网支架；400d、过滤网；400e、第一弯管；400f、第二弯管；400g、回油管；500、室外机换热器；600、主毛细管；700、单向阀；800、室内机换热器；900、辅助毛细管。
具体实施方式
[0035]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0036]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0037]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0038]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0039]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0040]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0041]
参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的吸排气阀100的结构示意图，本发明一实
施例提供了的吸排气阀100，包括阀座110、阀芯组件120及至少一个弹性件130；阀座110上具有高压储气槽110a和图8所示出的阀芯安装孔110b，阀芯组件120安装在阀芯安装孔110b处；弹性件130与阀座110连接，弹性件130用于当高压储气槽110a通有预设压强的气体时发生形变，进而带动阀座110运动。
[0042]
作为一种示例，吸排气阀100应用于空调系统的热泵反转型转子式压缩机200中，主要用来控制压缩机200的两个吸排气口的开与闭，进而实现空调系统夏天制冷与冬天制热的转换。其中，吸排气阀100设置于压缩机200的吸排气口中，吸排气口与压缩机200的高压排气口连通，以使压缩机200排放的高压气体通入至阀座110的高压储气槽110a中进而带动弹性件130变形。
[0043]
如图2所示，空调系统的工作过程可描述为：当制冷时，压缩机200正向(例如顺时针)转动，把制冷剂从第一分液器310吸入至图3所示出的气缸224中进行压缩，之后排入至第二分液器320中，制冷剂流过室外机换热器500被冷凝放热，再流经主毛细管600被节流降压，之后通过单向阀700后流入室内机换热器800蒸发制冷；当制热时，压缩机200反向(例如逆时针)转动，把制冷剂从第二分液器320吸入气缸224压缩，之后排入第一分液器310，高温高压制冷剂流过室内机换热器800冷凝制热，流经辅助毛细管900和主毛细管600被节流降压，再流过室外机换热器500蒸发吸收外界热量。可见，对于装配有热泵反转型转子式压缩机200的空调系统而言，无需安装四通换向阀，可以避免四通换向阀所引起的压降、热损及泄露等问题，节能效果明显。需要说明的是，图2的实线箭头代表制冷剂的流动方向，图2的虚线箭头代表高温高压制冷剂的流动方向。
[0044]
下面在结合图7对吸排气阀100的工作过程进行描述之前，先对热泵反转型转子式压缩机200、分液器、高压储气罐及吸排气阀100这四者之间的装配关系进行说明：
[0045]
如图3及图6所示，第一分液器310、第二分液器320的进出口分别与压缩机200的气缸224的两个吸排气口(即图5所示出的第一吸排气口2242、第二吸排气口2243)连通；第一高压储气罐410的进口、第二高压储气罐420的进口与气缸224的高压排气口连通，第一高压储气罐410的出口、第二高压储气罐420的出口分别与气缸224的两个高压储气腔入口(即图4示出的第一高压储气腔入口2244、第二高压储气腔入口2245、)连通。其中，如图3所示，压缩机200包括：壳体210及位于壳体210内的泵体组件220和电机组件230，泵体组件220包括曲轴221、上法兰222、滚子223、气缸224、下法兰225等部件；电机组件230包括副平衡块231、电机转子232、电机定子233、电机主平衡块234等部件。具体地，如图4及图5所示，气缸224上设置有关于滑片槽2241对称的两个高压储气腔入口、两个吸排气口，每个吸排气口处安装有用于与对应的分液器的进出口连通的通气管(即图4所示出的第一通气管2246、第二通气管2247)，每个吸排气口内也各自安装有吸排气阀100(即图5所示出的第一吸排气阀100a、第二吸排气阀100b)，其中每个吸排气口包括图10所示出的相交汇的通气区域和安装区域，通气区域用于将气缸224与对应的分液器连通，安装区域与对应的高压储气腔入口连通，吸排气阀100设置在安装区域中。
[0046]
如图7(a)所示，当压缩机200停机时，气缸224上的两个吸排气阀100(即第一吸排气阀100a、第二吸排气阀100b)处于开启状态，此时，吸排气阀100的弹性件130处于非极限形变状态(例如非极限压缩状态)并将吸排气阀100的阀座110向上顶入至吸排气口的安装区域中，进而使得阀座110的高压储气槽110a与吸排气口的安装区域之间形成与对应的高
压储气腔入口相通的高压气体密封腔。
[0047]
如图7(b)所示，当压缩机200处于制冷模式时，即将如图2所示出的制冷剂从第一分液器310吸入至气缸224中进行压缩之后排入至第二分液器320中，将与第二分液器320对应的第二高压储气罐420(即第二高压储气罐420相通的高压储气腔入口与第二分液器320相通的吸排气口相通)接通，压缩机200内的高压气体便依次经气缸224的高压气体排出口、第二高压储气罐420流向气缸224的第二高压储气腔入口2245，之后流入至第二吸排气阀100b的高压储气槽110a与第二吸排气口2243之间所配合形成的高压气体密封腔中，由于高压储气槽110a的密封性良好，高压储气槽110a内的气压便迅速压缩弹性件130，进而带动第二吸排气阀100b的阀座110运动直至阀芯组件120关闭对应的吸排气口，使得第二吸排气阀100b处于排气状态，同时第一吸排气阀100a由于第一高压储气罐410未与气缸224的高压气体排出口接通处于吸气状态。
[0048]
如图7(c)所示，当压缩机200处于制热模式时，即将如图2所示出的制冷剂从第二分液器320吸入至气缸224中进行压缩之后排入至第一分液器310中，将与第一分液器310对应的第一高压储气罐410(即第一高压储气罐410相通的高压储气腔入口与第一分液器310相通的吸排气口相通)接通，压缩机200内的高压气体便依次经气缸224的高压气体排出口、第一高压储气罐410流向气缸224的第一高压储气腔入口2244，之后流入至第一吸排气阀100a的高压储气槽110a与第一吸排气口2242之间所配合形成的高压气体密封腔中，由于高压储气槽110a的密封性良好，高压储气槽110a内的气压便迅速压缩弹性件130，进而带动第一吸排气阀100a的阀座110运动直至阀芯组件120关闭对应的吸排气口，使得第一吸排气阀100a处于排气状态，同时第二吸排气阀100b由于第二高压储气罐420未与气缸224的高压气体排出口接通处于吸气状态。
[0049]
如上所述的吸排气阀100，可应用于空调系统的热泵反转型转子式压缩机200中，当压缩机200处于制冷模式或制热模式时，压缩机200排放的高压气体可流向至自身对应的吸排气口中，通过作用于该对应的吸排气口内的吸排气阀100的高压储气槽110a使得弹性件130发生形变，进而带动阀座110运动直至吸排气阀100的阀芯122封闭该对应的吸排气口，其中阀座110可通过自身的高压储气槽110a与对应的吸排气口间配合形成高压气体密封腔，高压气体流入至高压气体密封腔中不发生泄露进而可快速增大至能够有效驱动弹性件130发生形变的压力，使得吸排气阀100的阀芯122能够完全封闭吸排气口，避免气缸224漏气，提高转型转子式压缩机200的能效。
[0050]
如图1所示，在本发明的一些实施例中，高压储气槽110a为梯形槽，高压储气槽110a的宽度沿弹性件130的形变方向逐渐减小。该类结构的高压储气槽110a便于加工，且也可使高压气体有效作用于高压储气槽110a的槽底。当然了，在本发明的其他一些实施例中，高压储气槽110a也可以为矩形槽、圆形槽或其它形状不规则的结构。
[0051]
需要说明的是，弹性件130的形变方向是指高压气体作用于高压储气槽110a时，弹性件130发生形变的方向，例如图1所示出的压缩方向。
[0052]
如图1所示，在本发明的一些实施例中，高压储气槽110a和弹性件130设置在阀座110相对的两个端部上。如此，可以便于高压储气槽110a的开设。当然了，在本发明的另外一些实施例中，高压储气槽110a和弹性件130设置在阀座110同一端部上，需要说明的是，当高压气体作用于高压储气槽110a时，弹性件130以拉伸的方式进行形变。
[0053]
如图1所示，在本发明的一些实施例中，弹性件130为弹簧。该类结构的弹性件130便于获取。当然了，在本发明的另外一些实施例中，弹性件130也可以通过可变形也可复位的材质制备获取，例如橡胶。关于弹性件130的数目及安装位置本发明实施例不进行具体限制，示例地，图1所示出的阀座110的一端上设置有沿自身中轴线对称分布的两个弹性件130。
[0054]
如图1所示，在本发明的一些实施例中，吸排气阀100还包括：安装座140，弹性件130的第一端与安装座140连接，弹性件130的第二端与阀座110连接，其中弹性件130的第一端、第二端相对分布。安装座140用于安装弹性件130。可选地，安装座140可以为块状结构，可以采用焊接、螺钉等方式连接与压缩机200的吸排气口处。
[0055]
进一步地，在本发明的一些实施例中，安装座140靠近阀座110的壁上具有第一安装槽，弹性件130的第一端置于第一安装槽中；阀座110靠近安装座140的壁上具有第二安装槽，弹性件130的第二端置于第二安装槽中。如此，既可以避免弹性件130脱落，保证吸排气阀100的正常工作，也便于弹性件130的更换。
[0056]
如图8所示，在本发明的一些实施例中，阀芯组件120包括：阀芯122和覆设在阀芯122侧壁上的阀芯挡板121。阀芯挡板121可以避免阀芯122在高压气体的作用下而发生变形。可选地，阀芯挡板121、阀芯122和阀座110三者采用铆钉进行连接。可选地，阀芯挡板121的周缘沿着阀芯安装孔110b的轴向凸出，以与阀芯安装孔110b的孔壁相贴合，如此可以保证吸排气阀100的密封性。
[0057]
如图1所示，在本发明的一些实施例中，阀芯组件120上具有降噪孔120a。降噪孔120a可以降低吸排气阀100在排气过程中所产生的噪音。关于降噪孔120a的结构，本发明实施例不进行具体限制，只要能有效降噪即可，例如设置为方形孔、图1示出的圆形孔或其他形状不规则的结构。
[0058]
进一步地，在本发明的一些实施例中，阀芯组件120包括：相连接的安装部及挡气部，安装部沿弹性件130的变形方向的长度小于挡气部沿弹性件130的变形方向的最大长度；安装部与阀座110连接，降噪孔120a开设在挡气部上。如此，即可以保证开设有降噪孔120a的阀芯组件120的强度，也便于阀芯组件120在阀座110上的安装。可选地，安装部为矩形条状结构，挡气部为圆盘状结构。需要说明的是，如图8所示，阀芯安装孔110b与安装部相对的部位为盲孔结构，利于阀芯组件120的阀芯挡板121在阀座110的固定；阀芯安装孔110b与挡气部相对的部位为通孔结构。
[0059]
本发明另一实施例还提供了一种热泵反转型转子式压缩装置，如图2所示，该热泵反转型转子式压缩装置包括：压缩机200、第一分液器310、第二分液器320、第一高压储气罐410、第二高压储气罐420以及上述任一项所述的吸排气阀100；第一高压储气罐410、第二高压储气罐420的进口均与压缩机200的高压排气口连通，第一高压储气罐410、第二高压储气罐420的出口分别与压缩机200的两个高压储气腔入口连通，第一分液器310、第二分液器320的进出口分别与压缩机200主体的两个吸排气口连通，吸排气阀100设置于对应的吸排气口中；当吸排气口未通入预设压强的气体时，对应的吸排气阀100的弹性件130处于非极限形变状态以打开吸排气口，且吸排气阀100的高压储气槽110a与吸排气口间配合形成与对应的高压储气腔入口相通的高压气体密封腔；当吸排气口通入预设压强的气体时，弹性件130发生形变，以带动阀座110运动直至阀芯组件120封闭对应的吸排气口。
[0060]
如上所述的热泵反转型转子式压缩装置，可应用于空调系统中，当压缩机200处于制冷模式或制热模式时，压缩机200排放的高压气体可流向至自身对应的吸排气口中，通过作用于该对应的吸排气口内的吸排气阀100的高压储气槽110a使得弹性件130发生形变，进而带动阀座110运动直至吸排气阀100的阀芯122封闭该对应的吸排气口，其中阀座110可通过自身的高压储气槽110a与对应的吸排气口间配合形成高压气体密封腔，高压气体流入至高压气体密封腔中不发生泄露进而可快速增大至能够有效驱动弹性件130发生形变的压力，使得吸排气阀100的阀芯122能够完全封闭吸排气口，避免气缸224漏气，提高转型转子式压缩机200的能效。
[0061]
在本发明的一些实施例中，如图9所示，第一高压储气罐410、第二高压储气罐420均包括：罐体400a、位于罐体400a内的排气管400b及通过滤网支架400c安装于罐体400a内的过滤网400d；罐体400a的第一端口连通有第一弯管400e，罐体400a的第二端口连通有第二弯管400f；排气管400b与罐体400a的第二端口连通；过滤网400d、排气管400b沿由罐体400a的第一端口至第二端口依次分布。过滤网400d用于过滤高压气体的液体及高压气压的中的杂质，过滤之后的高压气体经排气管400b排出。
[0062]
进一步地，在本发明的一些实施例中，如图9所示，罐体400a上设置有与压缩机200的腔底连通的回油管400g。回油管400g可以将高压储气罐中的润滑油流入压缩机200油池中，从而降低压缩机200吐油率以及防止压储气罐中油量过满影响输气功能。
[0063]
本发明一实施例还提供了一种空调系统，如图2所示，包括上述所述的热泵反转型转子式压缩装置。
[0064]
如上所述的空调系统，当压缩机200处于制冷模式或制热模式时，压缩机200排放的高压气体可流向至自身对应的吸排气口中，通过作用于该对应的吸排气口内的吸排气阀100的高压储气槽110a使得弹性件130发生形变，进而带动阀座110运动直至吸排气阀100的阀芯122封闭该对应的吸排气口，其中阀座110可通过自身的高压储气槽110a与对应的吸排气口间配合形成高压气体密封腔，高压气体流入至高压气体密封腔中不发生泄露进而可快速增大至能够有效驱动弹性件130发生形变的压力，使得吸排气阀100的阀芯122能够完全封闭吸排气口，避免气缸224漏气，提高转型转子式压缩机200的能效。
[0065]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0066]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。