CN1163656A - 线性压缩机用的轴向流动阀系统 - Google Patents

Abstract

一种线性压缩机用的轴向流动阀系统，它通过牢固地安装一进气阀以防止进气阀的轴向移动而能迅速可靠地完成阀的开关动作，从而能提高压缩机的运行效率，它包括一紧密地安装在活塞前端中心部分上的不会摇动的进气阀；设置在气缸盖内腔的第一和第二排气阀；安置在气缸盖内腔一端的弹性构件，用于弹性支承第一和第二排气阀；以及设置在第二排气阀和弹性构件之间用于防止第二排气阀被推开的挡块。

Description

线性压缩机用的轴向流动阀系统

本发明涉及线性压缩机用的轴向流动阀系统，尤其是一种经改进的线性压缩机用的轴向流动阀系统，它通过牢固地安装组成轴向流动阀系统的进气阀，而能防止不希望有的进气阀的轴向位移，从而能迅速完成开关动作并能提高阀开关动作的可靠性，提高压缩机的工作效果。

近来，为了克服采用旋转曲轴的压缩机的缺陷，已经发展了一种线性压缩机，利用磁铁和线圈取代曲轴，往复移动活塞，从而可以减少构件数目和降低制造成本，最终导致生产率提高。同时，可将发动机的效率提高到90％，并减少耗电量。

现有技术中的典型线性压缩机如图1所示，气缸2设置在离密闭壳体1的内底面一预定距离处。

在气缸内侧，线圈3和3′做成与气缸2一体。

在气缸2的一部分上，安装一活塞弹簧4，活塞5与活塞弹簧4的内中心部分连接，该连接能使活塞5在气缸2内作线性往复运动。

一个磁体6附加在活塞5的外圆周面上，许多安装弹簧7连接在活塞弹簧4和密闭壳体1之间，用于弹性支承上述活塞弹簧4。

一个阀组件8附加在气缸2一端的中心部分上，一个吸气消声器9和一个排气消声器10分别附着在阀组件8的两侧。

在上面所描述的现有技术的线性压缩机中，附着在气缸2上的线圈组件3、3′和附着在活塞5上的磁体6执行线性电动机的功能。

亦即，借助于电磁能和弹力，活塞5在气缸2内重复作线性往复运动，从而通过组成阀组件8的进气阀吸入致冷剂，并在压缩腔(C)内压缩致冷剂，然后再通过排气阀排出被压缩了的致冷剂。

此处，吸气消声器9和排气消声器10分别设置在吸气侧和排气侧，用于减少致冷剂产生的噪音。

在上面描述的现有技术的线性压缩机中，控制致冷剂流动的阀的开关部分是提高压缩机效率的关键因素。因此，为了提高压缩机的效率，有一公知的轴向流动阀系统，其中致冷剂的流动方向和活塞运动方向相同。

现有的线性压缩机采用的惯性模式阀系统(利用惯性打开和关闭进气阀)中，如图2所示，一圆柱形凹槽2a设置在气缸2A的内圆周面的一部分上。

此外，进气阀11用一活塞销12铆接在活塞5A的中心部分前面。此处，进气阀11设置成可以左右移动，从而可根据活塞5A的移动方向控制致冷剂流动。

气缸盖13与气缸2A的一端连接，排气阀14和弹簧15设置在气缸盖13内。因此，当气缸2A的压缩腔(C)内被压缩的致冷剂气体的压力超过弹簧15的弹力时，致冷剂推开排气阀14，然后通过气缸盖13排出。

标号5b代表用来接纳有螺纹的销12的有螺纹的孔，标号11a代表进气阀11内的销孔，标号13a代表安装在气缸盖13内的致冷剂排出管。

在现有的线性压缩机用的惯性模式阀装置中，在吸气循环中，活塞5A离开排气阀14时，致冷剂通过气缸2A的致冷剂进气口2b和活塞凹槽5a吸入活塞5A，进气阀11由于惯性力打开，致冷剂在进气阀11和活塞5A之间流动，进入压缩腔(C)内。

此处，活塞销限制进气阀11的移动，使其不会超出预定距离。

然后，如图3所示，当进行压缩循环时，压缩腔(C)内的致冷剂被压缩，导致作用在排气阀14上的压力大于弹簧的弹力时，阀14离开活塞5A，从而通过气缸盖13的致冷剂排出管排出被压缩的致冷剂。此处，进气阀11与气缸2A的前表面紧密配合，从而维持它们之间的间隙最小。

在上述压缩循环后，如图4所示，由于活塞5A移动离开排气阀14时，进气阀11离活塞5A的前表面有一定距离，接着重复上述吸气循环。此处，排气阀14由于弹簧15的回复力作用又回到初始状态。

图5至图8表示现有技术的线性压缩机用的阀装置，并图示了气缸盖13内侧的第一排气阀14A和第二排气阀14B。

如图7所示，一致冷剂排出口14a形成在第一排气阀14A的中心部分，如图8所示，第二排气阀14B做成螺旋形状，用于打开和关闭第一排气阀14A上的致冷剂排气口14a。

与图2中相同的构件采用相同标号表示。

在现有技术的线性压缩机用的其它类型轴向流动阀装置中，致冷剂通过气缸2A的致冷剂进气口2b、气缸凹槽2a以及进气阀11被吸入活塞5A，充填压缩腔(C)。

此处，由于进气阀11用活塞销安装在活塞5A上，所以阀11不可能移动超出预定距离。

然后，当活塞5A沿第一排气阀14A的方向移动，进行压缩循环时，被压缩的致冷剂流入第一排气阀14A的排气口14a。

此处，如图7和图8所示，当活塞销12在压缩冲程期间插入第一排气阀14A的排气口14a内时，第二排气阀14B的中心部分被推开，通过气缸盖13的致冷剂排出管13a排出被压缩的致冷剂。

亦即，第二排气阀14B独立的打开和关闭，从而迅速打开和关闭阀14B。

此处，当活塞5A的前端与第一排气阀14A接触时，弹簧15向第一排气阀14A和第二排气阀14B施加作用力，使排气阀稳定工作。

但是，现有技术的线性压缩机用的轴向流动阀装置中，在前一种装置的情况下，由于排气阀14由弹簧15弹性支承，当排放被压缩的致冷剂时，排气阀打开和关闭的动作慢，而且由于用来润滑活塞5A的油的压力，进气阀11可能会粘在活塞5A的前表面，在进气阀11和活塞销12之间还可能产生摩擦，或者进气阀11的往复运动可能带来这样的缺点：与活塞销12一体的进气阀11的销孔11a逐渐变大。相应地，进气阀11的工作会变得不稳定，从而可能降低线性压缩机的效率。

不仅如此，在现有技术中的后一种线性压缩机的情况下，采用第一排气阀14A和第二排气阀14B的双排气阀结构，其结果，可较好地迅速完成打开和关闭排气阀的动作。然而，由于进气阀是借助于轴向流动进行移动，因而不能克服在前一种装置中所遇到的油引起的缺点，而且由于第二排气阀14B是弹性薄膜，在排出致冷剂期间会发生许多偏移，如果使用阀14B很长时间，可能会降低阀的工作可靠性。

本发明的主要目的是提供一种经改进的线性压缩机用的轴向流动阀系统，它能获得更迅速的开关动作，并提高阀的开关动作的可靠性。

本发明的另一个目的在于提供一种经改进的线性压缩机用的轴向流动阀系统，它通过防止进气阀由于用来润滑活塞的油而粘在活塞的前表面，并防止进气阀和活塞销之间的摩擦，从而能提高压缩机的效率。

本发明的更进一步目的在于提供一种经改进的线性压缩机用的轴向流动阀系统，它通过将进气阀牢固地附着在活塞的前表面上，从而能提高压缩机的效率。

为达到上述目的，提供一种经改进的线性压缩机用的轴向流动阀系统，它包括一用一活塞销紧密地安装在位于气缸内的活塞前端中心部分上不会摇动的进气阀，以便致冷剂通过；设置在安装在气缸一端的气缸盖的内腔中的第一和第二排气阀；一设置在气缸盖的内腔一侧的弹性构件，用于弹性支承第一和第二排气阀；以及设置在第二排气阀和弹性构件之间用于防止向后推动第二排气阀的一挡块。

为达到上述目的，提供一种经改进的线性压缩机用的轴向流动阀系统，它包括一位于气缸内的其前端开槽的活塞；紧密地连接在活塞前端中心部分的中间阀；与中间阀接触并安装到活塞上的不会摇动的进气阀，以便致冷剂通过，其中心部分有一装配孔，以便用一活塞销固定进气阀，在其周缘部分，有一用于打开和关闭位于活塞前部的活塞口的弹性部分；设置在气缸盖内腔一侧用于弹性支承第一排气阀、第二排气阀和挡块的弹性构件；以及设置在第二排气阀和弹性构件之间用于防止推动第二排气阀的挡块。

通过下面结合附图详细描述，本发明会更易于理解，但是，附图仅是为了图示说明，不是用来限制本发明，附图中：

图1是横剖面图，表示现有技术中的线性压缩机的结构；

图2是横剖面图，表示现有技术中的线性压缩机用的轴向流动阀系统的一部分；

图3是横剖面图，表示现有技术中的线性压缩机用的轴向流动阀系统处于压缩循环期间；

图4是横剖面图，表示现有技术中的线性压缩机用的轴向流动阀系统处于吸入循环期间；

图5是横剖面图，表示现有技术中的线性压缩机用的另一个轴向流动阀系统的结构；

图6是横剖面图，表示图5中的轴向流动阀系统处于压缩循环期间；

图7是立体图，表示图5中处于压缩循环期间的轴向流动阀系统的第一排气阀；

图8是立体图，表示图5中处于压缩循环期间的轴向流动阀系统的第二排气阀；

图9是横剖面图，表示依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统；

图10是依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中采用的进气阀的前视图；

图11A是依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中采用的第一排气阀的后视图；

图11B是依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中采用的第一排气阀的横剖面图；

图12是依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中采用的第二排气阀的前视图；

图13A是依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中采用的挡块的前视图；

图13B是挡块的横剖面图；

图14A是依据本发明第二实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统采用的安装上进气阀的活塞的前视图；

图14B是沿图14A中XIVb-XIVb线的横剖面图；

图15是依据本发明第三实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统的前视图；

图16A是依据本发明第四实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统的前视图；

图16B是沿图16A中XVIb-XVIb线的横剖面图；

图17A是立体分解图，表示依据本发明第五实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统；

图17B是分解剖面图，表示依据本发明第五实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统；

图18是依据本发明第六实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统的前视图；

图19A是依据本发明第七实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统的前视图；以及

图19B是沿图19A中XIXb-XIXb线的剖面分解图。

下面参照附图，详细描述依据本发明的线性压缩机用的轴向流动阀系统。

首先，如图9所示，在依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动系统中，进气阀24紧密地附加在活塞22前端的中心部分上，不会摇动，并用活塞销23将其安装在气缸21内，以便致冷剂通过。

第一排气阀26和第二排气阀27设置在安装到气缸21的一端上的气缸盖25的内腔25a内。

在第二排气阀27的后侧(与活塞22相反的一侧)上，设置一挡块28，用于防止向后推动第二排气阀27，在气缸盖25的内腔25a的一端和挡块28之间，设置一诸如一压缩弹簧之类的弹性构件29，用于弹性支承第一排气阀26、第二排气阀27和挡块28。

依据本发明第一实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中的圆形进气阀24，如图10所示，有一位于其中心部分上的装配孔24a，在其周缘部分有一吸气开关部分24b、24b，用于弹性打开和关闭位于活塞22前部的活塞口(未图示出)。

如图11A和11B所示，第一排气阀26在其前侧有环状凹槽26a，在其中心部位有第一致冷剂排出口26b。

第二排气阀27做成螺旋形状，如图12所示，在其中心部位有一用于打开和关闭第一排气阀26上的第一致冷剂排气口26a的排气开关部分27a。

在挡块的前侧，如图13A和13B所示，形成一深度为0.4-0.5mm的环形凹槽28a，许多第二致冷剂排出口28b设置在使得它们不与第二排气阀27的排气开关部分接触的部分上。

标号30代表致冷剂排出管。

下面描述依据本发明第一实施例的轴向流动阀系统的运行和效果。

在活塞吸气冲程过程中，从活塞22后面供给的致冷剂沿图9中箭头方向前进，穿过活塞22的口部，推开进气阀24的吸气开关部分24b、24b，最终被吸入压缩腔(C)内。

然后，当活塞22朝向第一排气阀26移动，进行压缩循环时，致冷剂在压缩腔(C)内被压缩。

此处，在活塞压缩冲程过程中，由于进气阀24与活塞22的前表面紧密接触，因此结果是关闭了活塞的活塞口。

然后，在压缩腔(C)内被压缩的致冷剂流过第一排气阀26的致冷剂排气口26a，推开第二排气阀27的排气开关部分27a，然后通过挡块28的第二致冷剂排出口28b排入气缸盖25的内腔25a，最后通过致冷剂排出管30排到外面。

此处，由于打开第二排气阀27的排气开关部分27a受到挡块28的限制，所以其打开位移不会很大。

当活塞22的前端与第一排气阀26接触时，由于安装在活塞22前表面上的进气阀24与第一排气阀26接触，作用在第一排气阀26、第二排气阀27和挡块28上的力超过弹性构件29的弹力时，这些构件向后移动。

这样，通过第一排气阀26的缓冲作用，阀稳定地工作。

此处，活塞销23的顶部插入第一排气阀26的第一致冷剂排出口26a内，从而进气阀24推斥第一排气阀26。

当活塞22退回进行吸气循环时，第一排气阀的第一致冷剂排气口26a由第二排气阀27的排气开关部分27a的回复力关闭，以防止致冷剂进一步被排出，从活塞22的后部供入的致冷剂流过活塞22内的活塞口，推开进气阀24的吸气开关部分24b、24b，然后被吸入压缩腔(C)内。

如上所述，随活塞22的重复线性往复运动，完成致冷剂的吸气、压缩和排气循环。

下面参照附图描述依据本发明的第二实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统。

对于第二至第七实施例，仅描述固定不动的进气阀的结构和特征。

如图14A和14B所示，在依据第二实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，在活塞31的外圆周的前部形成一深度为0.1-0.5mm的切口32，切口两侧有壁32a、32a′。

进气阀41用活塞销33安装到活塞31的前端中心部分，该进气阀41有一定位部分42，用来插入活塞31的切口32内。

进气阀41也有对称分布的吸气开关部分43、43，用于打开和关闭设置在活塞31前部的活塞口31a、31a。在进气阀41的中心，有一装配孔44，用于安装活塞销34，定位部分42在两吸气开关部分43、43之间沿径向方向延伸出。

依据第二实施例的具有上述结构的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，由于带有壁32a、32a′的切口32形成在活塞31的前部，并且进气阀包括伸出的定位部分42，因此当进气阀41用活塞销33安装到活塞33上时，其定位部分42的端部就保持在活塞31的切口32的两壁32a、32a′之间，相应地，就将进气阀安装得更加稳固。

此外，在进气阀41运行期间，杜绝了进气阀的随意移动或转动，从而提高了开关进气阀41的可靠性。

如图15所示，依据本发明第三实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，定位部分142形状与图14中的部分42相似，不同的是做得更宽些，锁定部分142a、142a′形成在它的两边上，两切口134、135形成在活塞131的外圆周的前部分的两侧上，这两个切口分别带有壁134a、135a。

因此，由于定位部分142变宽，使得进气阀141的强度明显增强。

如图16A和16B所示，依据本发明的第四实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，进气阀241借助于方形突起236位于活塞231上，并用活塞销233安装到活塞231上。

方形突起236形成在进气阀241的伸出的定位部分上，并被接纳在位于活塞231前部的方形凹槽237内。

在上述本发明的第四实施例中，由于活塞231和进气阀241互相紧密连接，而且进气阀241用活塞销233安装到活塞231上，其结果是，进气阀241能更牢固且更精确地安装到活塞231上。

此处，形成突起236和凹槽237的部分不受附图中所示的实施例限制，也可以是这样：突起236形成在活塞231上，凹槽237形成在进气阀241上。

如果突起236形成在进气阀241上，方形凹槽237形成在活塞231内，最好这些构件形成在进气阀241不会发生移动的部分上，构件236、237的数目不受限制。

如图17A和17B所示，依据本发明的第五实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，在活塞331和进气阀341之间设置一中间阀351，该中间阀351与活塞331的活塞口331a连通，并由吸气开关部分343打开和关闭。

中间阀351做成具有预定厚度的圆盘形状，其安装通过将活塞销333插入位于其中心的孔，在该中心孔两侧形成两个阀孔351a、351a。

此处，中间阀351通过简单烧结制造而成，省去需要对活塞331表面进行淬火。

通过采用图14和图16所示的固定不动的进气阀结构，可将进气阀341牢固地附着到中间阀351和活塞331上。

亦即，在中间阀351的外圆周前部的一部分上，形成一其两侧具有预定深度的切口352，切口352两侧有壁352a、352a′。进气阀341的一部分伸出形成一定位部分342，用于插入中间阀的切口352内，或者用与中间阀351上的方形凹槽337匹配的方形突起336′安装进气阀。

此处，在活塞331的前表面形成一具有预定深度的圆形凹槽，活塞口331a设置在其上，以供致冷剂流入。

如图17A和17B所示，通过将图14和16所示的固定不动的进气阀结构运用到中间阀351和进气阀341上，可提高进气阀341的可靠性。

如图18所示，依据本发明的第六实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，形成一圆形轮毂447，用于紧固活塞销(未图示出)，以固定进气阀441，在圆形轮毂447的外圆周部分上设置一环形开关部分，用于打开和关闭活塞431的活塞口431a、431a。

此处，圆形轮毂447和环形开关部分分别互相连接。

因此，当用活塞销将进气阀441安装到活塞上时，尽管进气阀441的位置不固定，但由于开关部分446一直堵住活塞431的活塞口431a、431a，所以完全能准确完成进气阀441的功能。

如图19所示，依据本发明的第七实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，本发明第一实施例中的进气阀形状适用于进气阀541的形状，其中，键槽544a形成在装配孔544上，键槽538a形成在位于活塞531的前表面的中心部分上的销孔538内。

通过在进气阀541内形成键槽538a和在活塞销533上形成键533a，当活塞销533安装在活塞531的销孔538内，将进气阀541附着上时，将螺帽539锁合在伸入活塞531内的活塞销533的端部，或者借助于铆接安装上活塞销533。

亦即，依据本发明第七实施例的线性压缩机用的轴向流动阀系统中，进气阀可如下所述地更牢固地安装在合适位置。

将位于活塞上的销孔538内的键槽538a与位于进气阀541的装配孔544内的键槽544a对准后，插入带有键533a的活塞销533，然后将螺帽紧固到伸入活塞531内的活塞销533一端上，或进行铆接。

如上面详细所述，依据本发明的线性压缩机用的轴向流动阀系统有包括第一排气阀和第二排气阀的双排气阀结构，通过在第二排气阀的后面设置挡块，可以更迅速更可靠地开关排气阀。

此外，通过防止进气阀轴向移动，并防止进气阀由于用来润滑活塞的油容易粘在活塞的前表面，防止进气阀和活塞销之间的摩擦，从而可提高线性压缩机的效率。

此外，通过将进气阀安装在活塞的前表面合适位置上，从而可保证进气阀的可靠性，也提高线性压缩机的效率。

尽管为说明的目的公开了本发明的优选实施例，但应该认识到，本领域熟练技术人员可能作出的各种修改、添加和替换，均不脱离本发明后附的权利要求所表达的范围和宗旨。

Claims (10)

1.一种线性压缩机用的轴向流动阀系统，它包含：

一个用活塞销紧密地安装在位于气缸内的活塞的前端中心部分上不会摇动的进气阀，以便致冷剂通过；

设置在安装到气缸一端的气缸盖的内腔中的第一排气阀和第二排气阀；

一设置在气缸盖内腔一侧的弹性构件，用于弹性支承第一和第二排气阀；以及

一设置在第二排气阀和弹性构件之间的挡块，用于防止向后推动第二排气阀。

2.如权利要求1所述的阀系统，其特征在于，上述挡块有

一形成在其前表面上具有预定深度的环状凹槽；以及

许多致冷剂排气口，这些致冷剂排气口设置在使它们不与第二排气阀的排气开关部分接触的部分上。

3.如权利要求1所述的阀系统，其特征在于，一切口形成在活塞的外圆周前部上，一定位部分形成在进气阀上，以便插入所述活塞中的切口内。

4.如权利要求1所述的阀系统，其特征在于，活塞和进气阀借助于分别形成在其中的至少一个凹槽和形成在其上的至少一个突起，相互之间相对定位。

5.如权利要求1所述的阀系统，其特征在于，在上述进气阀中，形成一圆形轮毂，用于紧固穿过其中的活塞销，在该圆形轮毂的外圆周部分上设置一环形开关部分，用于打开和关闭活塞上的活塞口。

6.如权利要求1所述的阀系统，其特征在于，一键槽形成在活塞的一销孔内，另一键槽形成在进气阀的一装配孔内，其中的活塞销上设置一键。

7.一种线性压缩机用的轴向流动阀系统，它包含：

一设置在气缸内的活塞，该活塞有一开槽的前端；

一紧密连接在活塞的前端中心部分上的中间阀；

一与中间阀接触的进气阀，其安装到活塞上，不会摇动，以便致冷剂通过，其中心有一装配孔，以便用一活塞销固定进气阀，在其周缘部分有一弹性部分，用于打开和关闭位于活塞前部的活塞口；

一设置在气缸盖内腔一侧的弹性构件，用于弹性支承第一排气阀、第二排气阀和挡块；以及

一设置在所述第二排气阀和所述弹性构件之间的挡块，用于防止推动第二排气阀。

8.如权利要求7所述的阀系统，其特征在于，上述中间阀有一通过进气阀打开和关闭的阀孔，且该阀孔与活塞的活塞口连通。

9.如权利要求8所述的阀系统，其特征在于，一切口形成在上述中间阀的外圆周前部，所述进气阀的一定位部分伸出，以便插入所述中间阀的切口内。

10.如权利要求8所述的阀系统，其特征在于，上述中间阀和进气阀借助于分别形成在其中的至少一个凹槽和形成在其上的至少一个突起，相互之间相对定位。

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