适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀的制作方法

1.本发明适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀，涉及压缩机技术领域，尤其涉及适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀。


背景技术：

2.近年来，随着我国冷链物流体系的快速发展，低温冷库与速冻冷库迎来了建设发展高速期，对低温制冷设备的需求量逐年提升。同时，在我国大力推进“双碳”背景下，对制冷设备的能效标准日益增加，对压缩机的可靠性、振动及噪声性能的要求也愈发严格。压缩机作为制冷设备的核心部件，其性能直接决定制冷机组的品质。
3.涡旋压缩机是继往复压缩机、转子压缩机和螺杆压缩机之后的第三代压缩机，具有结构简单、零件少以及振动小、噪声低等优点，在压缩机领域的市场占有率逐年提升。涡旋压缩机的吸气和排气压力均取决于蒸发温度与冷凝温度。在中温工况下，涡旋压缩机蒸发温度较高，吸气压力和冷媒循环量均较大。工作过程中的压力比与容积比接近，涡旋压缩机为连续排气过程，通常无需设置排气阀。而压缩机在低温工况下(吸气温度在-25℃及以下)运行，冷媒循环量明显减小，蒸发压力显著降低，造成极高的压力比。此时，涡旋压缩机为不连续排气过程，必须在排气口处安装排气止回阀以防压缩结束时冷媒从外部高压区回流至压缩腔内。冷媒的反复压缩容易引起压缩机排气温度过高，能效低等问题。同时，在压缩机停止后外部高温高压的冷媒会回流至蒸发器导致冷库温度骤升。
4.更严重的是，涡旋压缩机排气阀受内、外压力驱动。低温工况下内、外压差极大，需经多次累积压缩过程使排气口内部压力高于外部压力，极易引起阀片急速向上开启撞击限位器。而排气结束后，排气口内部压力大幅度下降。阀片外部压力显著高于内部压力，阀片会急速反向运动加速撞击阀座。因此在低温工况下排气阀片会反复拍击阀座和限位器，这极易引起阀片的损伤、破坏并产生异常噪声。
5.针对降低压缩机阀片的损伤及破坏，当前各位专家提出了众多优化方法，如cn 105298848 a发明专利公开的排气阀，其将两片舌簧阀叠加使用。该气阀有效增大了排气面积、降低排气阻力，减小冷媒回流。但该舌簧阀并不能降低气阀的拍击噪声，使该气阀不适用于低温压缩机。
6.cn 106609758 a发明专利公开的排气阀。其设计的排气阀在开启过程中，受容纳腔形成的真空区域影响，阀片开启后吸附在阀座上端，有效避免了对阀座的拍击。然而在排气结束后，阀片同样受顶部真空区影响并不会快速回落，因而该气阀结构的止回性能相对较弱。
7.通常排气阀的损伤及可靠性由阀隙马赫数来判断，提高阀体的运行速度容易引起阀体的损伤，降低阀体的运行速度又会导致气阀关闭不及时，影响压缩机的能效等性能。因此，开发一款适用于低温制冷涡旋压缩机，同时兼顾气阀自身可靠性、噪声性能以及止回性能的排气阀结构是当前低温制冷压缩机设计及制造面临的核心难题。
8.针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的适用于低温制冷压缩机
低噪声的排气止回阀，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

9.根据上述现有技术提出的提高阀体的运行速度容易引起阀体的损伤，降低阀体的运行速度又会导致气阀关闭不及时，影响压缩机的能效等性能的技术问题，而提供一种适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀。基于此，本发明提供如下技术方案，有效解决当前低温涡旋压缩机气阀存在的易损伤、排气阻力大、止回性能差以及噪声大等难题。
10.本发明采用的技术手段如下：
11.一种适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀包括：限位器、阀体和阀座；
12.进一步地，阀座一体成型于定涡旋上；
13.进一步地，阀体装于阀座上；
14.进一步地，限位器通过螺栓与阀座相连接，并将阀体封装于限位器和阀座之间，限制阀体垂直方向的移动距离。
15.进一步地，限位器由上端板和两个柱状支腿一体加工而成；
16.进一步地，两个柱状支腿对称设置于上端板的两侧；
17.进一步地，上端板上有沿两个柱状支腿径向开设的三个通孔，通孔直径为1mm；当阀体开启向上运动时，阀体挤压外部冷媒通过此微小气孔排气形成气垫，具有缓冲作用。当排气结束后，外部高压可通过上部排气孔道流回腔内加速阀体反向运动
18.进一步地，两个柱状支腿上分别设置有螺栓通孔；
19.进一步地，两个柱状支腿的下端面需经光滑处理；
20.进一步地，阀体由圆柱状阀板和环状支腿一体加工而成；
21.进一步地，圆柱状阀板为圆形板状结构；
22.进一步地，圆柱状阀板的阀板外圆面和阀板下表面均经光滑处理；
23.进一步地，环状支腿位于圆柱状阀板的下端，并且二者同心设置；
24.进一步地，环状支腿的环状支腿外圆表面直径略小于圆柱状阀板的外圆表面，避免阀体快速回落与油槽侧壁产生剐蹭。环状支腿长度略小于油槽深度，在压缩机停止后，阀片会缓慢落回至油槽内，使排气孔完全闭合，保证气阀的气密性。
25.进一步地，阀座为圆形柱状结构，其底部与定涡旋一体加工；
26.进一步地，阀座的轴心处加工有与定涡旋压缩腔连通的排气孔；
27.进一步地，阀座的上端面加工有环状油槽，停机状态下环状支腿伸入环状油槽中，阀板覆盖于排气孔上方；压缩机运行过程中随冷媒循环的润滑油会流入油槽中，形成缓冲减速带；阀体回落至缓冲油槽带中，立刻形成密闭空间，防止冷媒回流；
28.进一步地，环状油槽与排气孔同心设置；
29.进一步地，环状油槽的外部设置有两个与螺栓通孔相对应的螺栓孔，用于装配限位器；
30.进一步地，阀座上表面需经光滑处理，用于与阀板下表面光滑贴合，将排气口密封。同时限位器支腿下端面也需光滑处理安装于阀座上表面，保证垂直度要求。
31.具体为涡旋压缩机润滑油，用于润滑各部件，如动涡旋、定涡旋、曲轴以及上、下支撑连接处。在压缩机运行过程中，润滑油除了由压缩机底部油箱提供外，还随冷媒一同循环
流动。冷媒与润滑油受压缩后均需从排气口排出，阀座油槽环绕压缩机排气口开设，部分润滑油会流入油槽中，保证阀座油槽内油量充足。
32.进一步地，上端板三个通孔中心的通孔与排气孔同心设置；
33.进一步地，两个柱状支腿的柱状支腿内表面为弧形结构，其内表面尺寸随阀板外圆表面的尺寸加工；
34.进一步地，柱状支腿内表面与阀板外圆表面均经光滑处理，二者通过间隙配合；在排气阶段阀体完全打开，在支腿限制作用下排气结束后阀片仍能回落至油槽中。
35.进一步地，环状油槽开孔尺寸略大于阀体环状支腿的尺寸。
36.进一步地，环状油槽的环状油槽外壁面尺寸与限位器支腿内壁面尺寸一致；
37.进一步地，环状油槽的环状油槽内壁面尺寸略小于阀体环状支腿内壁面的尺寸。
38.进一步地，环状油槽的深度略大于阀体环状支腿的长度，保证阀体对排气孔的密封，提高气阀的气密性。
39.一种适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀包括：限位器、阀体和阀座；
40.进一步地，阀体为具有一定厚度的板状结构，其上表面、下表面和外壁需经光滑处理；
41.进一步地，限位器由上端板和两个柱状支腿一体加工而成；两个柱状支腿对称设置于上端板的两侧；两个柱状支腿上分别设置有螺栓通孔；两个柱状支腿的下端面需经光滑处理；两个柱状支腿的柱状支腿内表面为弧形结构，其内表面尺寸随阀体的尺寸加工；柱状支腿内表面经光滑处理，与阀体的外表面通过间隙配合；
42.进一步地，阀座为圆形柱状结构，其底部与定涡旋一体加工；阀座的轴心处加工有与定涡旋压缩腔连通的排气孔；阀座上表面需经光滑处理，用于与阀板下表面光滑贴合；阀座上加工有两个与螺栓通孔相对应的螺栓孔，用于装配限位器。
43.一种适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀包括：限位器、阀体和阀座；
44.进一步地，限位器由上端板和两个柱状支腿一体加工而成；两个柱状支腿对称设置于上端板的两侧；上端板上有沿两个柱状支腿径向开设的三个通孔，通孔直径为1mm；两个柱状支腿上分别设置有螺栓通孔；两个柱状支腿的下端面需经光滑处理；
45.进一步地，阀体由圆柱状阀板和两根柱型支腿一体加工而成；圆柱状阀板为圆形板状结构；圆柱状阀板的阀板外圆面和阀板下表面均经光滑处理；两根柱型支腿对称设置于圆柱状阀板的下端，其外壁经光滑处理；
46.进一步地，阀座为圆形柱状结构，其底部与定涡旋一体加工；阀座的轴心处加工有与定涡旋压缩腔连通的排气孔；阀座的上加工有两个与两根柱型支腿相对应的盲孔；阀座上加工有两个与螺栓通孔相对应的螺栓孔，用于装配限位器；阀座上表面需经光滑处理，用于与阀板下表面光滑贴合。
47.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
48.1、本发明提供的适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀，在阀座上表面开设有环状油槽，采用油槽作为缓冲带能够降低气阀高速回落对阀座的冲击速度。油槽深度略大于阀体环状支腿长度，阀体进入缓冲带后缓慢降落，最终将阀口完全密闭；
49.2、本发明提供的适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀，限位器上端板处开设有若干细小微孔，在阀片开启阶段形成缓冲气垫，降低气阀高速开启后对限位器的冲击
速度。同时，在排气结束后，外部高压冷媒会通过此孔洞结构流入限位器腔体内，加速气阀回落，保证气阀优良的止回性；
50.3、本发明提供的适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀，限位器侧壁与阀体外圆周均通过光滑处理并采用间隙配合，保证气阀顺利移动，并精准回落至油槽中。同时有效抑制阀片在运行过程中的偏心及振动。当阀体环状支腿与油槽内的缓冲油带接触后，立刻形成密封区域，抑制冷媒的回流。
51.综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中提高阀体运行速度容易引起阀体的损伤，降低阀体的运行速度又会导致气阀关闭不及时，影响压缩机的能效等性能的问题。
附图说明
52.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
53.图1为本发明立体分解示意图；
54.图2为本发明限位器的剖视图；
55.图3为本发明阀体的剖视图；
56.图4为本发明阀座的剖视图；
57.图5为本发明运行过程中向上开启示意图；
58.图6为本发明运行过程中向下闭合示意图，阀体与油槽缓冲带接触；
59.图7为本发明运行过程中向下闭合示意图，阀体经油槽缓速后与阀座贴合；
60.图8为本发明实施例2立体分解示意图；
61.图9为本发明实施例3立体分解示意图。
62.图中：
63.1、限位器101、上端板102、柱状支腿103、通孔104、螺栓通孔105、柱状支腿内表面；
64.2、阀体201、圆柱状阀板202、环状支腿203、阀板外圆面204、阀板下表面205、环状支腿外圆表面206、阀体环状支腿内壁面207、柱型支腿；
65.3、阀座301、302、阀座上表面303、排气孔304、环状油槽305、306、环状油槽外壁面307、盲孔；
66.4、螺栓
67.5、定涡旋。
具体实施方式
68.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
69.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实
施例，本领域普通技术人员在没有做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。
70.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
71.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
72.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
73.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
74.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
75.实施例1
76.如图1-7所示，本发明提供了一种适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀包括：限位器1、阀体2和阀座3；阀座3一体成型于定涡旋5上；阀体2装于阀座3上；限位器1通过螺栓4与阀座3相连接，并将阀体2封装于限位器1和阀座3之间，限制阀体垂直方向的移动距离。
77.限位器1由上端板101和两个柱状支腿102一体加工而成；两个柱状支腿102对称设置于上端板101的两侧；上端板101上有沿两个柱状支腿102径向开设的三个通孔103，通孔103直径为1mm，外部高压冷媒通过此通孔排出和进入；三个通孔103中心的通孔103与排气孔303同心设置，其余两通孔相对中心通孔对称开设，以免引起排气不均匀导致阀体偏心；
两个柱状支腿102上分别设置有螺栓通孔104；两个柱状支腿102的下端面需经光滑处理。限位器1开设高度由两柱状支腿102高度决定，根据充分排气原则设置，在不增加压缩机排气阻力的情况下选取最小阀隙间隙。
78.阀体2由圆柱状阀板201和环状支腿202一体加工而成；圆柱状阀板201为圆形板状结构；圆柱状阀板201的阀板外圆面203和阀板下表面204均经光滑处理，具有良好的平面度，可以保证与阀座光滑上表面贴合；环状支腿202位于圆柱状阀板201的下端，并且二者同心设置；环状支腿202的环状支腿外圆表面205直径略小于圆柱状阀板201的外圆表面，避免运行过程中环状支腿202与阀座3发生碰撞。
79.阀座3为圆形柱状结构，其底部与定涡旋5一体加工，避免额外增加阀座3带来的密封难题；阀座3为圆柱状，其外圆柱表面301经光滑处理用于安装高低压隔板；阀座3的轴心处加工有与定涡旋5压缩腔连通的排气孔303；阀座3的上端面加工有环状油槽304；环状油槽304与排气孔303同心设置；环状油槽304的外部设置有两个与螺栓通孔104相对应的螺栓孔，用于装配限位器1；阀座3上表面302需经光滑处理，用于安装限位器1并保证与阀板下表面204光滑贴合。
80.两个柱状支腿102的柱状支腿内表面105为弧形结构，其内表面尺寸随阀板外圆表面203的尺寸加工；限位器1对阀体2具有导向功能，抑制阀体运行过程中的偏心和振动，并使阀体在限位器中上、下可顺利运行；柱状支腿内表面105与阀板外圆表面203均经光滑处理，二者通过间隙配合。
81.环状油槽304开孔尺寸略大于阀体环状支腿202的尺寸。
82.环状油槽304的环状油槽外壁面306尺寸与限位器支腿内壁面105尺寸一致；环状油槽304的环状油槽内壁面305尺寸略小于阀体环状支腿内壁面206的尺寸。
83.环状油槽304的深度略大于阀体环状支腿202的长度，保证阀体2对排气孔303的密封，提高气阀的气密性。
84.如图5-7所示，气阀运行过程包含三个阶段，在排气初期，排气口303处压力高于外部，加速阀体2向上运动撞击限位器1；而排气结束后阀体2回落经历两个历程，受压差影响阀体2会快速回落；当阀体2与环状油槽304接触即可形成密封，抑制冷媒回流。此环状油槽304可大幅度减小阀体2运行速度，使阀体环状支腿202缓慢落入环状油槽304内将排气口303密封住。
85.实施例2
86.如图8所示，(在实施例1的基础上，)本发明还提供了一种适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀包括：限位器1、阀体2和阀座3；
87.阀体2为具有一定厚度的板状结构，其上表面、下表面和外壁需经光滑处理；
88.限位器1由上端板101和两个柱状支腿102一体加工而成；两个柱状支腿102对称设置于上端板101的两侧；两个柱状支腿102上分别设置有螺栓通孔104；两个柱状支腿102的下端面需经光滑处理；两个柱状支腿102的柱状支腿内表面105为弧形结构，其内表面尺寸随阀体2的尺寸加工；柱状支腿内表面105经光滑处理，与阀体2的外表面通过间隙配合安装；
89.阀座3为圆形柱状结构，其底部与定涡旋5一体加工；阀座3的轴心处加工有与定涡旋5压缩腔连通的排气孔303；阀座3上表面302需经光滑处理，用于与阀板下表面204光滑贴
合；阀座3上加工有两个与螺栓通孔104相对应的螺栓孔，用于装配限位器1。
90.在运行过程中，阀体受排气口处高压影响迅速开启向上运动；然而受润滑油影响，在阀体上端面与限位器端板下表面以及阀体外圆柱面与限位器柱状支腿之间形成油膜，使阀体与限位器紧密贴合；因此，采用此气阀机构可避免阀体反复冲撞阀座以及限位器，使气阀拥有极佳的寿命，也有效避免了由撞击产生的异常噪声；然而压缩机在运行过程中此阀体向下运行受阻，运动速度缓慢容易引起排出冷媒的回流，进而增加低温制冷压缩机的排气温度并降低能效。
91.实施例3
92.如图9所示，(在实施例1的基础上，)本发明还提供了一种适用于低温制冷压缩机低噪声的排气止回阀包括：限位器1、阀体2和阀座3；
93.限位器1由上端板101和两个柱状支腿102一体加工而成；两个柱状支腿102对称设置于上端板101的两侧；上端板101上有沿两个柱状支腿102径向开设的三个通孔103，通孔103直径为1mm；两个柱状支腿102上分别设置有螺栓通孔104；两个柱状支腿102的下端面需经光滑处理；
94.阀体2由圆柱状阀板201和两根柱型支腿207一体加工而成；圆柱状阀板201为圆形板状结构；圆柱状阀板201的阀板外圆面203和阀板下表面204均经光滑处理；两根柱型支腿207对称设置于圆柱状阀板201的下端，其外壁经光滑处理；
95.阀座3为圆形柱状结构，其底部与定涡旋5一体加工；阀座3的轴心处加工有与定涡旋5压缩腔连通的排气孔303；阀座3上加工有两个与两根柱型支腿207相对应的盲孔307，用于作为油槽，盲孔307直径略大于柱型支腿207直径，盲孔307深度略大于柱型支腿207长度，保证阀体底部能够与阀座上表面贴合；同时柱型支腿207长度要大于阀隙间隙，保证阀体不会从阀座3中脱离，导致阀体失效。阀座3上加工有两个与螺栓通孔104相对应的螺栓孔，用于装配限位器1；阀座3上表面302需经光滑处理，用于与阀板下表面204光滑贴合。
96.压缩机运行过程中，阀板随排气口处压力的变化在限位器与阀座之间反复上、下运动；然而在气阀闭合时，阀座的油槽存储润滑油，形成减速带有效减缓气阀运行速度；但此减速效果也使气阀与阀座之间产生了缝隙，使高压区的冷媒可通过此间隙回流。
97.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。