一种排气阀组件及包括其的压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机的排气阀组件。


背景技术：

2.压缩机排气阀组件对压缩机的可靠性有着十分重要的影响，排气阀组件的阀片是压缩机结构优化的重要环节之一。如图2和图3所示，排气阀组件主要由阀片3和挡板1组成，当气缸内的高压气体推开阀片3冲出气缸时，阀片3的升程受到挡板1的限制。当气体排出后气压回落，阀片 3回复至关闭位置。如图1所示压缩机排气阀组件，挡板1和阀片3通过螺栓或者铆钉安装在排气阀座上，并且阀片盖住排气阀座5上的排气孔4，阻止冷媒排出。在压缩机运转时，冷媒被压缩，到达排气压力后阀片3 向上打开，冷媒通过排气孔向上方排出6。
3.此结构下，阀片3受到的气体压力不均，阀片3的局部压力大于其他部分，容易造成阀片3在升程中扭转；同时阀片3在压缩机运转时不断撞击挡板1，未优化的阀片3和挡板1尺寸导致阀片3可靠性下降，甚至产生断裂的问题。随着压缩机转速更高，排量更大，此问题愈发突出。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供了一种排气阀组件及包括其的压缩机，旨在通过对阀片和挡板尺寸和构造的改进设计，提高排气阀组件的可靠性以及压缩机的能效。
5.本实用新型提供一种排气阀组件，用于压缩机，所述压缩机包括气缸、排气阀座和设置于所述排气阀座上的排气孔，所述排气阀组件包括：
6.阀片，所述阀片包括固定部、运动部和头部，所述阀片固定部固定于所述排气阀座的固定处，闭合状态下，所述阀片的头部盖合于所述排气阀座上的所述排气孔之上，阻止所述气缸中冷媒排出；当所述压缩机运转时，所述冷媒在所述气缸中被压缩，到达排气压力后推动所述头部向所述排气方向运动，带动所述运动部向排气方向弯曲，所述阀片打开，所述冷媒通过所述排气孔排出，排气压力降低，所述阀片回复至闭合状态；所述阀片远离所述排气阀座的一侧为上表面；所述头部的上表面为半径为rv的圆形；
7.挡板，所述挡板位于所述阀片的远离所述排气阀座的一侧，所述挡板包括固定安装段、过渡连接段和升程限位段，所述挡板固定安装段固定于所述排气阀座的所述固定处，所述升程限位段位于所述阀片的所述头部的上方，并呈弯曲翘起状，所述过渡连接段的两端分别连接所述固定安装段和升程限位段；所述挡板靠近所述排气阀座的一侧为下表面；所述升程限位段的下表面最大宽度为b；
8.所述最大宽度b和所述头部的半径rv的比值满足1＜b/rv＜1.6；
9.所述阀片打开供所述排气孔排气时，所述挡板在所述阀片的运动路径上，当所述阀片完全打开时，所述挡板的下表面与所述阀片的上表面贴合,对所述阀片进行限位。
10.可选的，所述阀片的运动部与所述固定部和所述头部不相连的两侧边成内凹的圆
弧形，所述圆弧的半径为r。
11.可选的，所述圆弧的半径r与所述阀片的头部的半径rv的比值满足 1.2＜r/rv＜3.6。
12.可选的，所述挡板的升程限位段的下表面为直径尺寸为b的圆形，或宽度尺寸为b的正方形、椭圆形或长方形。
13.可选的，所述挡板的厚度t与所述头部的半径rv的比值满足 t/rv>0.1。
14.可选的，所述挡板的所述升程限位段为网格状。
15.可选的，所述头部的厚度不均，按照所述排气孔处排气的气压分布，气压较强处对应的所述头部的厚度大于气压较弱处对应的所述头部的厚度。
16.可选的，所述挡板的所述下表面具有弹性材料，当该下表面与所述阀片的上表面相贴合并对其限位时，所述弹性材料的弹性驱使所述阀片回复至闭合状态。
17.可选的，所述阀片的材料为合金钢或者低碳钢。
18.本实用新型提供一种压缩机，包括上述任一项所述的排气阀组件。
19.本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：
20.本实用新型的排气阀组件，通过优化挡板头部的宽度、阀片过渡圆弧的半径、以及阀片头部圆弧的半径的尺寸比例，提高阀片的可靠性以及压缩机的能效。本实用新型适用于各类运用排气阀组件的压缩机，在较广的频域具有较现有技术更有针对性、更优越的效果。
21.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
23.图1为排气阀组件的装配示意图；
24.图2为现有技术的排气阀组件的挡板正视图；
25.图3为现有技术的排气阀组件的阀片俯视图；
26.图4为排气阀组件的俯视图；
27.图5a为本实用新型的排气阀组件中阀片的俯视图；
28.图5b为本实用新型的排气阀组件中挡板的俯视图；
29.图6为现有技术的排气阀组件中阀片扭转的示意图；
30.图7为本实用新型的排气阀组件中不同r和b时的阀片最大应力；
31.图8为图7中阀片最大应力的折线图；
32.图9为本实用新型的排气阀组件中阀片的右侧侧视图。
33.附图标记
[0034]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
挡板
[0035]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定安装段
[0036]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
过渡连接段
[0037]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
升程限位段
[0038]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀片
[0039]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定部
[0040]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
运动部
[0041]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
头部
[0042]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
排气孔
[0043]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
排气阀座
[0044]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷媒高压气体排出方向
[0045]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气缸
具体实施方式
[0046]
以下将对本实用新型的实施例给出详细的说明。尽管本实用新型将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本实用新型并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
[0047]
另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本实用新型同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
[0048]
本文的“纵”向指曲轴延伸的方向，挡板各段和阀片各部的“长度”指固定处和排气孔连线方向的尺寸，挡板各段和阀片各部的“宽度”指与固定处和排气孔连线方向垂直的方向的尺寸，“水平”面指与气缸横截面平行的平面，“下表面”指挡板靠近排气阀座的一侧，“上表面”指阀片远离所述排气阀座的一侧。
[0049]
如图4所示，阀片3在x轴和y轴负方向区域内部分所受气体推力要大于正向区域，这就会造成阀片3受力不均出现扭转现象。如图6所示，为从头部33向固定部31方向的角度，在现有压缩机的气阀结构下，阀片3收到y轴方向不均的推力，图中阀片3的左侧(即y轴负方向)打开程度大于右侧(即y轴正方向)打开程度，致使阀片3扭转，排气不均匀。同理，x轴方向不均的气体推力使得阀片3在长度方向上受力不均，加剧了扭转。扭转造成阀片3在升程中上表面无法快速地完全贴合挡板1 的下表面，产生振荡，以及回复中下表面无法同时覆盖气缸的排气孔4，不仅减缓了阀片3开闭的时间、使得阀片3局部收到较大的冲击应力，久而久之，阀片3容易产生形变影响气缸的密封性和可靠性。
[0050]
除此之外，在扭转的基础上，阀片3的头部33与挡板1的升程限位部13的尺寸比例也会使得问题加剧。若挡板1的升程限位部13的宽度b 过大，阀片3和挡板1的撞击位置靠近阀片3头部33的边缘，阀片3与挡板1撞击接触的区域较小，阀片3局部受到过大的冲击应力，影响阀片可靠性；若b过小，尽管冲击应力相应减小，但同样挡板1和阀片3不能很好的贴合接触，挡板1不能起到很好的升程限制作用，阀片3在升程中发生较大的局部弯曲变形，影响长期的可靠性。同时，在阀片3和挡板 1的接触面存在压缩机内部的油，油的粘滞对阀片3施加向上的力，阻碍阀片3回复和排气孔4的关闭。
[0051]
为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种排气阀组件及压缩机。排气阀组件包括阀片3和挡板1。阀片3和挡板1均固定于气缸排气阀座5上的同一固定处，且向同一方向延伸，阀片3位于挡板1和排气阀座5之间。挡板1包括固定安装段11、过渡连接段12，和
升程限位段 13。过渡连接段12，和升程限位段13均成翘起状，与排气阀座5形成锐角。当阀片3打开供排气孔4排气时，挡板1在阀片3的运动路径上，当阀片3完全打开时，挡板1的下表面与阀片3的上表面贴合，对阀片3 进行限位。
[0052]
阀片3包括固定部31、运动部32和头部33，阀片3固定部31固定于排气阀座5的固定处。闭合状态下，阀片3的头部33盖合于排气阀座5上的排气孔4之上，阻止气缸中冷媒排出；当压缩机运转时，冷媒在气缸中被压缩，到达排气压力后推动头部33向排气方向运动，带动运动部32向排气方向弯曲，阀片3打开，冷媒通过所述排气孔4排出，排气压力降低，阀片 3在重力以及由形变产生的弹性回复力作用下回复至闭合状态。
[0053]
阀片3远离所述排气阀座5的一侧为上表面；所述头部的上表面为半径为rv的圆形；挡板1靠近排气阀座5的一侧为下表面；升程限位段13的下表面的最大宽度为b；如图5b所示，最大宽度b和头部33的半径rv的比值满足1＜b/rv＜1.6。在对一款装配本使用新型的压缩机的仿真试验中发现，在过渡圆弧半径r＝10,挡板宽度b＝12.4的方案中出现了阀片3由于冲击应力过大而断裂的情况，在更换为r＝10，b＝11的方案后阀片3未出现过断裂。以此压缩机为例，计算不同阀片3和挡板1尺寸方案下的最大应力情况，如图7所示中以阀片3断裂的方案(100.00和89.08，均以灰色标记) 为对比基准，列出不同方案下的计算结果，可以发现如图8所示，在本方案规定范围内(虚线框起)的阀片3和挡板1尺寸组合均可以保证阀片3的可靠性。
[0054]
可选的，挡板1的升程限位段13的下表面为直径尺寸为b的圆形，或宽度尺寸为b的正方形、椭圆形或长方形，或者是满足条件的其他形状。比如五边形、六边形、多边形，直角变为弧度的正方形或长方形。
[0055]
在本实用新型的一个实施例中，阀片3的运动部32与固定部31和头部33不相连的两侧边成内凹的圆弧形，圆弧的半径为r。当r较大时，该处抗扭转强度大，阀片3扭转程度减小，可靠性更好，但是r值过大时，会造成阀片3的运动部32的宽度增加，刚性增加，压缩机的排气阻力损失增大。
[0056]
进一步的，如图5a所示，圆弧的半径r与阀片3的头部33的半径 rv的比值满足1.2＜r/rv＜3.6。
[0057]
可选的，挡板1的厚度t与头部33的半径rv的比值满足t/rv>0.1。头部33越大，势能越大，对挡板1产生的冲击力越大。在挡板1的下表面面积满足一定范围时，调整挡板1的厚度有助于避免由挡板1自身振荡引起的阀片3的谐振。此谐振使得阀片3的弹力散失，回复变慢。
[0058]
在本实用新型的其他实施例中，升程限位段13为网格状或格栅状。网格状和格栅状具有相似的特点，既能使升程限位段13部分镂空，减小阀片3 上升时遇到的气体阻力，又可以保持挡板1的结构强度。同时，阀片3和挡板1的接触面积减小，受油的粘滞效果减弱，回复更快速。
[0059]
在本实用新型的另一实施例中，头部33的厚度不均。如图9所示，按照排气孔4处排气的气压分布，气压较强处(对应y轴负方向)对应的头部 33位置的厚度t2大于气压较弱处(对应y轴正方向)对应的头部33位置的厚度t1。沿x轴和y轴方向作厚度的分配可以有效的抵消因气压分布不均造成的扭转。同理，头部33的x轴方向也可设置不同的厚度来抵消x轴的扭转。
[0060]
可选的，挡板1的下表面具有弹性材料，当该下表面与阀片3的上表面相贴合并对其限位时，弹性材料的弹性抵消表面油的粘滞，驱使阀片3 更快回复至闭合状态。
[0061]
可选的，阀片3的材料选择合金钢或者低碳钢，实现理想的刚度和弹性。
[0062]
本实用新型实施例还提供一种压缩机，压缩机设置有上述任一项所述的排气阀组件。该压缩机更可靠，能效更强。
[0063]
综上所述，本实用新型的排气阀组件与现有技术相比，具有以下优点：
[0064]
一、对阀片3的运动部32构造的改良大幅减小了阀片的扭转，改善了排气阀组件和压缩机的可靠性；
[0065]
二、对挡板1的升程限位段13宽度的改良，减小了阀片的局部撞击，避免了压缩机高转速下阀片3可靠性降低甚至断裂的问题，提高了压缩机的能效。
[0066]
以上内容是结合具体的可选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。