專利名稱：用于氣密制冷壓縮機(jī)的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及氣密制冷壓縮機(jī)，更具體地說，是涉及通常用于家用冰箱的較小型壓縮機(jī)的吸入閥和排出閥。
在往復(fù)式的具有小工作容量(小氣缸容量)的氣密壓縮機(jī)中，吸入閥和排出閥對于壓縮機(jī)的性能產(chǎn)生很大的影響。
使閥系統(tǒng)形成一個(gè)整體的閥板和閥葉組件直接影響到壓縮機(jī)的動(dòng)力和總體效率。
其能量損失的主要特征在于，有使閥不能快速打開的阻力，和氣體進(jìn)入和排出時(shí)的氣流阻力。這種能量損失直接與閥葉運(yùn)動(dòng)至閥的打開位置的速度和準(zhǔn)備狀態(tài)有關(guān)。
主要是由于閥葉打開的延遲引起了能量損失，而使其發(fā)生的主要因素是-氣孔和/或閥座的不適當(dāng)?shù)耐庑位驇缀涡螤睿灾麻y不具備使葉片最初打開所需的最大的有效壓力區(qū)域;
-葉片的慣性，它是由于超重(質(zhì)量)和/或不適當(dāng)?shù)膸缀涡螤钏鸬摹?br> -葉片對于閥板的附著粘性，它是由于有粘稠的潤滑油所產(chǎn)生的。
當(dāng)這些因素在吸入閥中出現(xiàn)時(shí)，它們就對壓縮機(jī)的容積效率產(chǎn)生很大的影響，當(dāng)這些因素在排出閥中出現(xiàn)時(shí)，其損失主要是動(dòng)能損失，即，將葉片推至其初始打開位置的超壓損失。
當(dāng)今通常使用和推薦的閥系統(tǒng)的理論如美國專利US4，642，037和4，580，604所述的類型。在上述的先有技術(shù)的方案中，其發(fā)明的唯一目的是減少葉片打開的延遲，它是通過減小由潤滑油的粘度引起的附著力(粘性)來實(shí)現(xiàn)的。
然而，另一個(gè)十分重要的問題并沒有被解決，即，減少一主要是在閥打開的初始瞬間一葉片的慣性作用。
在考慮到當(dāng)今可用的材料的同時(shí)，通過減少葉片厚度，可以很有效地減少其重量(質(zhì)量)，也就減小了其慣性。然而，這能導(dǎo)致葉片上的一主要是在孔上面的葉片區(qū)域上的很高的壓力。結(jié)果，就必須要減小孔的直徑，這就減小了有效力和流通面積，所以就降低了壓縮機(jī)的性能。
也應(yīng)該考慮到，雖然吸入閥和排出閥是在稍微不同的條件下工作，但是上面提到的情況對于兩個(gè)閥來說都是共同的。
本發(fā)明的目的是提供一種包括吸入閥或排出閥的閥系統(tǒng)，它能在葉片打開的初始瞬間，通過減少葉片的附著性和慣性作用而增加壓縮機(jī)的動(dòng)力效率和容積效率，而不致減小所需的氣孔直徑和葉片厚度。
本發(fā)明的簧片閥用于往復(fù)式氣密壓縮機(jī)，該機(jī)包括一個(gè)有一端面的氣缸體;一個(gè)形成于所述氣缸體中的氣缸，它具有朝所述氣缸體端面開口的端部;一個(gè)裝在氣缸中的往復(fù)活塞;一個(gè)有前表面和與之相對的背面的閥板，該背面在氣缸開口端裝在氣缸體端面上，閥板具有至少一對軸向氣孔，通過各自的簧片閥使氣缸內(nèi)部與閥板的前表面相連通，每個(gè)簧片閥包括一個(gè)柔性葉片元件，它有一個(gè)基部和一個(gè)密封部分，該基部附著在閥板上開有各自氣孔的出口端的表面上，該密封部分可在一個(gè)座落于氣孔出口端的關(guān)閉位置和一個(gè)離開所述氣孔出口端的打開位置之間運(yùn)動(dòng)，所述密封部分的運(yùn)動(dòng)是由于氣缸內(nèi)和閥板前表面之間的壓差引起葉片彈性變形而產(chǎn)生的。
根據(jù)本發(fā)明，各簧片閥還包括一個(gè)偏壓裝置，它裝在各自的葉片元件和閥板之間，以致能持續(xù)地使葉片元件的密封部分偏置到一個(gè)使閥部分打開的位置，該偏壓裝置的尺寸應(yīng)使當(dāng)氣缸內(nèi)和閥板前表面氣孔區(qū)域之間達(dá)到壓力平衡時(shí)，能立即使葉片元件的密封部分移動(dòng)至閥的部分打開位置，當(dāng)閥上游的氣壓超過其下游的氣壓時(shí)，葉片密封部分能移動(dòng)至閥的最大打開位置，一旦當(dāng)閥下游的氣壓超過其上游的氣壓時(shí)，葉片就能克服偏壓裝置的作用而使其密封部分移動(dòng)至一個(gè)關(guān)閉位置。
上述結(jié)構(gòu)的閥形成這樣一種裝置，其中，偏壓裝置在葉片元件的密封部分向閥的打開位置運(yùn)動(dòng)的初始瞬間，向其打開的方向推動(dòng)該密封部分。
這種結(jié)構(gòu)的裝置不僅大大減少了由于閥座部分的潤滑油作用而引起的延遲打開，并且主要是大大減少了由于葉片的慣性作用而引起的延遲打開，還是因?yàn)槿~片受到了該裝置的偏置作用，而其質(zhì)量不是由流經(jīng)閥板氣孔的氣流所推動(dòng)的。
本發(fā)明的方案使葉片元件的密封部分能產(chǎn)生一個(gè)附加的加速作用，所以，也就減小了曲軸達(dá)到一個(gè)使閥全部打開所需的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
該偏壓裝置可采取一個(gè)彈簧的方式，該彈簧裝在位于固定閥的閥板表面上的一個(gè)凹座中。
下面參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述。


圖1顯示了往復(fù)式氣密壓縮機(jī)的氣缸體，氣缸體和活塞組件的部分縱剖圖，它是沿圖2中Ⅰ-Ⅰ線剖視的;
圖2顯示了閥板的后平面圖，它去掉了吸入和排出閥，該視圖是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線剖視的;
圖3是圖2中閥板的剖視圖，它的沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線剖視的;
圖4是用作偏壓裝置的彈簧的平面圖;
圖5顯示了圖4中彈簧的側(cè)視圖;
圖6是與圖1相似的氣缸體和閥板組件縱剖圖，它是沿圖2中Ⅵ-Ⅵ線剖視的，該閥板裝有吸入閥，在其部分打開位置是用實(shí)線表示的，在其最大打開位置是用虛線表示的;
圖7顯示了圖6中吸入閥的平面圖;
圖8顯示了閥板的橫剖面圖，它是沿圖9中Ⅷ-Ⅷ線剖視時(shí)，其中用實(shí)線表示排出閥的部分打開位置，用虛線表示其最大打開位置;
圖9顯示了圖8中組件的前平面圖;
如圖1所示，作為本發(fā)明的一個(gè)推薦實(shí)施例的壓縮機(jī)是一個(gè)往復(fù)式壓縮機(jī)，它包括一個(gè)裝在一個(gè)氣密外殼(未顯示)中的氣缸體10，它有一個(gè)園柱形腔，下面稱為氣缸C，在氣缸中一個(gè)活塞20可往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
氣缸體10有一個(gè)端面，氣缸C的口開在該端面上，一個(gè)閥板30和一個(gè)氣缸頭50通過一個(gè)墊片11固定在該端面上，氣缸頭50與閥板30一起形成兩個(gè)內(nèi)腔，一個(gè)是吸入腔50a，一個(gè)是排出腔50b，閥板30具有一個(gè)前表面30a，該表面與氣缸頭50一起分別限定了所述吸入腔50a和排出腔50b，閥板還有一個(gè)朝向氣缸體10的相反的表面30b，它與活塞20一起在氣缸C內(nèi)限定了一個(gè)壓縮腔。通過位于閥板30上的各自的軸向氣孔，使氣缸C與所述吸入腔50a和排出腔50b的每一個(gè)保持流體的連通。在附圖所示的實(shí)施例中，與氣缸C相反的閥板的前表面30a上分別形成了一個(gè)吸氣孔31的入口端31a和一個(gè)排氣孔32的出口端32b、閥板的背面30b上形成了吸氣孔31的出口端31b和排出孔32的入口端32a。出口端31b和32b分別形成了吸入閥和排出閥的閥座。
按照壓縮機(jī)的工作要求設(shè)計(jì)的簧片閥分別裝在各軸向氣孔31和32的出口端。
圖2和圖3顯示了本發(fā)明的閥板30，其背面30b有一個(gè)T形輪廓的凹部33，其中間縱向部與吸入孔31對齊并稍微隔開，以致能精確地定位于吸入葉片元件60下面，如圖1，圖6和圖7所示，它限定了壓縮機(jī)的吸入閥。
柔性吸入葉片元件60有一個(gè)基部61和一個(gè)密封部分62，通過任何已知的方法，例如一對鉚釘或鏍釘65，將基部61固定在閥板30的背面30b，鉚釘或鏍釘穿過吸入葉片元件60的基部61上的對應(yīng)的孔(未顯示)，并固定在閥板30背面30b上的一對孔35中。
在吸入孔31，閥板背面30b的凹部33和用于容納將吸入葉片元件60固定在閥板30上的固定裝置65的孔35之間的相對位置，應(yīng)使所述吸入葉片元件60在凹部33上面延伸，其密封端部62直接地位于吸入孔31的出口端31b的正面，以便在氣鋼C內(nèi)的氣體壓縮周期期間能密封所述吸入孔。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)由適當(dāng)材料，例如彈簧鋼制造的片狀彈簧元件70裝在凹部33中，它具有與所述凹部相同的外形，并具有適當(dāng)?shù)暮穸仁蛊淠芘c凹部33相配合，所述片狀彈簧元件70的縱向中央莖部具有一個(gè)端部71，該端部71向上彎曲成一傾斜平面，或采取任何其它的相似的布置，以致它能在吸入葉片元件60的密封部件62的下面從由閥板30背面30b所限定的平面稍微向外突出。彈簧元件70的其余部分嵌入在凹部之中，并通過吸入葉片元件60自身的基部61將其保持在該處。
片狀彈簧元件70的端部71變形的尺寸應(yīng)使其能恒定地和彈性地將吸入葉片元件60的密封部分62推到一個(gè)離開吸入孔31的出口端31b一定距離的位置。另一方面，片狀彈簧元件70的結(jié)構(gòu)應(yīng)使只有當(dāng)氣缸C和吸入腔50a內(nèi)的壓力相等時(shí)，葉片元件60的密封部分62才能相對于對應(yīng)的閥座離開一個(gè)距離或部分打開。
于是，在活塞20的吸氣行程開始之前，氣缸C內(nèi)的壓力仍然與吸氣腔50a內(nèi)的壓力相等，彈簧元件70將立即將葉片元件60推至一個(gè)吸入閥的部分打開位置，如圖6所示，即使是在氣體壓差或通過吸入孔31的氣流壓力引起的任何力作用在所述葉片元件60的密封部分62之前，也是這樣。彈簧元件70在葉片元件60上的偏壓僅僅作用于閥打開的最初階段，以使葉片元件60立即呈現(xiàn)一個(gè)部分打開的位置，它對應(yīng)于彈簧元件70處于一個(gè)靜止位置。隨著彈簧元件70彈性變形的端部移動(dòng)至其靜止位置，由于通過吸入孔31的氣流本身的作用，葉片元件60將繼續(xù)作彈性變形直至達(dá)到其最大打開位置，如圖6中虛線所示。
當(dāng)活塞20的抽出行程結(jié)束之后不久，就使通過吸入孔31的氣流停止，這時(shí)，氣缸C內(nèi)的壓力逐漸上升，并當(dāng)葉片元件60返回至其部分打開位置-在該位置，處于靜止?fàn)顟B(tài)的彈簧元件70仍使葉片元件作彈性變形-時(shí)，氣缸C內(nèi)的壓力與吸入腔50a中的壓力達(dá)到瞬間的平衡。
當(dāng)氣缸C內(nèi)的壓力稍微超過吸入腔50a中的壓力時(shí)，葉片元件60將被移動(dòng)至一個(gè)閥的關(guān)閉位置，在該處，葉片元件的密封部分62壓靠在吸入閥的閥座31b上，并使吸入彈簧元件70的突出端部71彈性變形。
可以看到，吸入彈簧元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)使一旦下游壓力(相對于氣流方向)超過上游壓力，它能使閥容易地關(guān)閉，由此而避免不希望出現(xiàn)的氣體經(jīng)該閥的回流，因?yàn)檫@種回流能引起壓縮機(jī)的容積效率的損失。
本發(fā)明的排出閥的結(jié)構(gòu)與吸入閥的原理相同，如圖2，3，8和9所示，排出孔32的出口端32b位于閥板30前表面30a上的一個(gè)長園形凹部36的底部，該凹部36的尺寸應(yīng)能容納由一個(gè)柔性葉片元件80所限定的一個(gè)排出閥，葉片元件80的結(jié)構(gòu)與吸入閥的葉片元件60相同。
排出閥的葉片元件80具有一個(gè)基部81，該基部81通過任何適當(dāng)?shù)姆椒?例如用于吸入閥的方法)或通過一個(gè)止動(dòng)元件37而附著于凹部36的底部，葉片元件80還有一個(gè)密封部分82，它位于排出孔32的出口端32b，并能在該閥的打開位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。
位于排出葉片元件80基部下面的凹部36的底部區(qū)域，還具有另一個(gè)凹部38，它可以具有和吸入閥的凹部33相同的形狀，以便在其中容納并保持(在排出葉片元件80的其部81的協(xié)助下)一個(gè)排出偏壓裝置90，在本發(fā)明中，該偏壓裝置90的結(jié)構(gòu)為一個(gè)與吸入偏壓裝置70相同的彈簧鋼片的形式、排出彈簧或偏壓裝置90也有一個(gè)處于排出葉片元件80的密封部分82下面的部分91，它從閥板30前表面30a的平面向外突出。排出彈簧元件90的其余部分被容納在對應(yīng)的凹部38中，并通過排出葉片元件80的基部81將其固定在那里。
在圖示的實(shí)施例中，用于固定排出葉片元件80的止動(dòng)件37具有一個(gè)有中間主延伸部分的金屬莖部，該主延伸部分沿排出葉片元件80的縱向設(shè)置，并與葉片元件80相互間隔開，止動(dòng)件37還具有兩個(gè)向凹部36的底部彎曲的端部，并具有能與凹部36相對的端壁相配合的相對的縱向延伸部分。
排出彈簧元件90的端部91變形的尺寸應(yīng)能在排出葉片元件80上產(chǎn)生如同對于吸入閥所述的同樣的作用。
在吸入和壓縮周期時(shí)，在排出腔50b中的壓力保持高于氣缸C中的壓力，這就使排出葉片元件80的密封部分82完全地靠在排出孔32的出口端32b，所述出口端32b形成了排出閥的閥座，于是它可以保持完全地封閉。
當(dāng)壓縮循環(huán)結(jié)束，氣缸C和排出腔50b之間達(dá)到壓力平衡時(shí)，由于葉片元件80處于關(guān)閉位置而使之彈性變形的排出彈簧元件90的端91立即將密封部分82推至一個(gè)部分打開位置，如圖8實(shí)線所示，這就最大程度地減少了由于打開閥的超壓所引起的能量損失，隨著彈簧元件90的彈性變形的結(jié)束而到達(dá)一個(gè)靜止位置，葉片元件80繼續(xù)彈性變形，直至到達(dá)閥的最大打開位置，如圖8的虛線所示。
在活塞20的壓縮行程結(jié)束之后不久，通過排出孔32的氣流停止，這時(shí)，氣缸C中的壓力下降，并當(dāng)葉片元件80返回其部分打開位置而彈簧元件90處于其靜止位置時(shí)，氣缸中的壓力與排出腔50b中的壓力達(dá)到瞬間的平衡。
當(dāng)氣缸C中的壓力低于排出閥50b中的壓力時(shí)，排出葉片元件80將又被移動(dòng)至閥的關(guān)閉位置，在該位置，其密封部分82將壓靠著排出閥的閥座32b，并使排出彈簧元件90的突出端部91作彈性變形。在其上游和下游的壓力出現(xiàn)不平衡之后，閥在相對于正常氣流的相反方向立即關(guān)閉，這就避免了由于通過閥的回流引起的容量損失。
從圖6和圖8可清楚地看出，吸入彈簧70和排出彈簧90的尺寸和布置應(yīng)能作用于對應(yīng)的葉片元件60和80上偏離于各自的閥座31b和32b的一個(gè)區(qū)域下面，或作用于葉片中部，所以，彈簧元件70和90不受任何氣流或壓差的直接作用，而位于閥座31b和32b上的葉片元件的密封部分62和82，當(dāng)受到閥的上游和下游的壓力變化時(shí)，能作為閥的密封裝置而自由動(dòng)作，所述兩個(gè)視圖也顯示了凹部33和38的邊緣，葉片元件60和80的基部61和81和閥座31b和32b對于所述吸入閥和排出閥的每一個(gè)最好位于同一平面，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，偏壓裝置整個(gè)容納在凹部33，38中。
權(quán)利要求
1.一種用于氣密制冷壓縮機(jī)的閥，包括一個(gè)具有一個(gè)端面的氣缸體(10)；一個(gè)形成于所述氣缸體(10)中的氣缸(C)，它有一個(gè)開在所述氣缸體端面的端部；一個(gè)裝在氣缸內(nèi)的往復(fù)活塞(20)；一個(gè)具有前表面(30a)和一個(gè)背面(30b)的閥板(30)，該背面(30b)在氣缸開口端連接于氣缸體(10)的端面，閥板(30)具有至少一對軸向氣孔(31，32)，氣孔通過對應(yīng)的簧片閥將氣缸(c)內(nèi)部與閥板(30)的前表面連通，每個(gè)簧片閥包括一個(gè)柔性葉片元件(60，80)，葉片元件有一個(gè)基部(61，81)，所述基部附著于閥板(30)上開有各自氣孔(31，32)出口端的表面上，葉片元件還有一個(gè)密封部分(62，82)，所述密封部分可在一個(gè)座落于氣孔(31，32)出口端(31b，32b)的封閉位置和一個(gè)離開所述氣孔出口端的打開位置之間運(yùn)動(dòng)，所述密封部分(62，82)的運(yùn)動(dòng)是由于氣缸(c)內(nèi)和閥板前表面(30b)之間的壓差引起的葉片元件(60，80)的彈性變形而產(chǎn)生的，所述閥的特征在于它還包括裝在各自的葉片元件(60，80)和閥板(30)之間的偏壓裝置(70，90)，以致能持續(xù)地使葉片元件(60，80)的密封部分(62，82)偏置到各自孔(31，32)的打開位置，該位置對應(yīng)于閥的部分打開狀態(tài)，所述偏壓裝置(70，90)的尺寸應(yīng)使當(dāng)氣缸(c)內(nèi)和閥板前表面(30a)對應(yīng)的氣孔(31，32)區(qū)域之間達(dá)到壓力平衡時(shí)，能立即使葉片元件(60，80)的密封部分(62，82)移動(dòng)至所述閥的部分打開位置，當(dāng)閥上游的氣體壓力超過其下游的氣體壓力時(shí)，葉片元件(60，80)的密封部分(62，82)被移動(dòng)至閥的最大打開位置，一旦當(dāng)閥下游的氣體壓力超過其上游的氣體壓力時(shí)，葉片元件的密封部分(62，82)就能克服偏壓裝置(70，90)的作用而移動(dòng)至一個(gè)關(guān)閉位置。
2.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于所述偏壓裝置(70，90)作用于葉片元件(60，80)上的偏離于閥板(30)上對應(yīng)氣孔(31，32)的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的閥，其特征在于偏壓裝置(70，90)作用于葉片元件(60，80)的中部。
4.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于偏壓裝置(70，90)固定在閥板(30)的凹部(33，38)中，它還有一個(gè)端部(71，91)，當(dāng)所述閥的上游和下游部分達(dá)到壓力平衡時(shí)，它從所述凹部(33，38)向外突出，以致將各自的葉片元件(60，80)移動(dòng)至閥的部分打開位置，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，所述端部被容納在凹部(33，38)中。
5.如權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于所述凹部(33，38)的邊緣與葉片元件基部(61，81)的附著表面是共平面的，并與各自氣孔(31，32)的出口端(31b，32b)是共平面的，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，偏壓裝置(70，90)整個(gè)容納在凹部(33，38)中。
6.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于偏壓裝置(70，90)采用裝在葉片元件(60，80)和閥板(30)之間的彈簧元件的形式。
7.如權(quán)利要求6所述的閥，其特征在于彈簧元件是一個(gè)彈簧鋼片(70，90)，它具有彎曲的端部(71，91)，當(dāng)在閥的上游和下游區(qū)域之間達(dá)到所述壓力平衡時(shí)，該端部(71，91)保持突出于各自的凹部(33，38)。
8.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于當(dāng)所述葉片元件(60，80)的密封部分(62，82)在閥的所述部分打開位置和最大打開位置之間移動(dòng)時(shí)，該密封部分不受偏壓裝置(70，90)的作用。
全文摘要
用于往復(fù)式氣密制冷壓縮機(jī)的閥，包括氣缸體，形成于氣缸體中并裝有一個(gè)活塞的氣缸；具有前表面和與氣缸體相連的背面的閥板，其上有至少一對軸向氣孔，通過各自的簧片閥使氣缸(c)內(nèi)部與閥板(30)的前表面連通，各閥包括葉片和位于葉和閥板之間的偏壓裝置，一旦閥的上游和下游之間達(dá)到壓力平衡，使葉片移動(dòng)至部分打開位置，當(dāng)閥下游的氣壓超過上游氣壓時(shí)，葉片使偏壓裝置彈性變形，使閥關(guān)閉。
文檔編號F04B39/10GK1057706SQ9110356
公開日1992年1月8日 申請日期1991年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月19日
發(fā)明者馬希奧·魯茨·杜迪斯卡特, 約西·拉諾爾·德里森, 迪特馬·埃理奇·伯恩哈德·利利 申請人:巴西船用壓縮機(jī)有限公司