CN103696949A - 活塞式压缩机的气缸盖装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞式压缩机的气缸盖装置，该压缩机具有在其中形成压缩室的气缸体，压缩室在一侧上由被夹紧在气缸体和气缸盖罩之间的阀片界定。为了提供一种具有高度紧固性并且能以有效成本的方式制造的气缸盖装置，阀片在至少一侧具有至少一个从涉及的阀片表面上突出的突缘。

Description

活塞式压缩机的气缸盖装置

本申请是申请号为200710100682.3、申请日为2007年2月21日、发明名称为“活塞式压缩机的气缸盖装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种活塞式压缩机的气缸盖装置，该压缩机具有在其中形成压缩室的气缸体，压缩室在一侧由被夹紧在气缸体和气缸盖罩之间的阀片界定。

背景技术

在德国专利文件DE19915918C2中公知一种压缩机，在该压缩机中，气缸盖的端面、阀片的顶和底侧面以及气缸盖罩的密封表面都被作成平面。这些独立的部件以平垫圈作为中间层借助螺栓连接在一起。已知的这种压缩机可以用作例如制冷压缩机。在操作过程中，制冷压缩机会发生气缸盖罩下面的排放侧压力急剧增加的情况。这可能是由于例如管路受约束甚至于阻塞，或者相关的制冷***的冷凝器的热耗散减少造成的。为了在这种情况下避免密封垫圈的泄漏或损坏，上述部件必须用很大的压紧力紧固在一起。一方面，这对安装过程和螺栓的材料特性都要有很高的要求。另一方面，由于螺栓被拧入紧邻气缸的气缸盖中，气缸会发生变形，这将增大通过活塞-气缸之间的缝隙发生泄漏的风险，进而又降低压缩机的效率。

由于压紧螺栓定位在基本成矩形的气缸盖的边缘，压缩室内压力的增加会引起阀片的中心区域远离压缩室的凹陷，这将减少压缩表面和表面压力，从而导致垫圈失效。为了避免这种问题的发生，气缸盖罩的密封表面的形状可以是略微凸起形的，这样，罩密封表面的中心区域可以紧紧的压靠在阀片上。由于这种预应力而引起的阀片沿气缸方向的偏转可以通过在阀片和气缸体之间加装厚一些的垫圈来补偿，但是这将造成压缩机的静体积的少量增加。此外，具有凸形密封表面的气缸盖的制造成本也很高。

为了增加第一垫圈的表面压力和平衡可能发生的制造公差，可以在这种气缸盖罩上的凸形密封表面设置圆周突缘。但是这仍然需要安装螺栓的很大的压紧力来确保气缸体和阀片之间的第二垫圈的有效密封。通常，制冷压缩机的气缸盖罩是由铝铸件制成。由于材料相对较软，这种部件上的突缘在组装过程的操作中很容易被损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种如权利要求1的前序部分所述的气缸盖装置，它具有高度的坚固性并且可以有效的成本方式制造。

一种活塞式压缩机的气缸盖装置，该压缩机包括在其中形成压缩室的气缸体，该压缩室在一侧上由被夹紧在气缸体和气缸盖罩之间的阀片界定。通过至少在一侧上阀片具有至少一个从涉及的阀片表面突出的突缘(bead)来达到上述的目的。该突缘将大大增加阀片的表面压力。从而用相对较小的压紧力可以保证高压力的可靠的密封。此外，还可以避免对涉及的阀片表面进行的昂贵的磨削。

气缸盖装置的一个优选实施例的特征在于，突缘沿着一条封闭的线延伸，突缘也不必须完全封闭，当由小的开口中断时也是有效的。但是，突缘完全封闭更有利。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，阀片的两侧具有从对应阀片表面突出的突缘，突缘沿着基本上封闭的线延伸。这样提供的优点是，产生在两个垫圈上的表面压力都增加。此外，也可以使用具有平面密封表面的气缸盖罩。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，阀片是由烧结的部件制成。用烧结的方法制造阀片的优点是，通过在未烧结的阀片工件上加压来成形具有突缘或多突缘的阀片的工艺已经相对简单了，而且还可以避免随后对阀片所进行的磨削。阀片优选由烧结金属制成。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，至少在一侧上，特别是在两侧上，阀片具有至少一个特别是多个垫片。垫片的目的是防止被加压的、未烧结的阀片工件在多个阀片堆叠在一起的烧结过程中结块。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，垫片从相应的阀片表面的突起略微大于相关的突缘。垫片比突缘略微高一点将有效的防止阀片在烧结过程中结块。当垫片位于垫圈或突缘的区域内的情况下，在突缘或垫圈处形成凹部以容纳垫片是有利的。或者，垫片在烧结后在垫圈或突缘区域内会发生变形，从而使其高度小于突缘的高度。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，在阀片内制成多个通孔。通孔有不同的作用，例如它们可以作为介质出入压缩室的通道。另外，通孔还可以作为定位或固定元件的***孔。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，将进气阀的阀座和排气阀的阀座压入阀片。优选地，进气阀和排气阀都被固定在阀片上。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，阀片和气缸体之间及阀片和气缸盖罩之间均分别配置有垫圈。用很少量的加工就可使突缘和垫圈之间的结合提供高度紧固性。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，突缘垂直于所属阀片表面的延伸小于涉及的垫圈的厚度。这将防止垫圈的不需要的切割。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，突缘垂直于所属阀片表面的延伸是垫圈厚度的5-75%，特别是25-50%。在结合所涉及的发明中这些数值已经验证是特别有利的。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，在面对气缸体的阀片表面上，突缘围绕着在阀片表面上的压缩室的开口的突出部(projection)。这将防止介质在阀片和气缸体之间从压缩室中不希望的逸出。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，在面对气缸体的阀片表面上，突缘围绕至少一个进气开口和至少一个排气开口。该开口属于允许介质出入压缩室的通道的通孔。

气缸盖装置的一个优选实施例的进一步特征在于，在面对气缸盖罩的阀片表面上，突缘围绕在阀片表面上的排气室的开口的突出部。这将防止介质在阀片和气缸盖罩之间从压缩室中不希望的逸出。

通过下文可以对本发明的优点、特征和细节作进一步的了解，下面将结合附图对本发明的具体实施例进行描述。

附图说明

图1为具有阀片的气缸盖装置的截面图；

图2为图1中的阀片的俯视图；

图3为图1中的阀片的仰视图；

图4为沿图3中Ⅳ-Ⅳ线的截面图；

图5为图4中截面Ⅴ的放大图；

图6-9为突缘的不同实施例的截面图。

具体实施方式

图1表示制冷机中活塞式压缩机的气缸盖1的截面图。气缸盖1通过螺栓(图中未示出)固定在气缸体2上。气缸体2具有气缸孔3，其也称为压缩室。以已知的方式，气缸孔起到容纳活塞式压缩机的活塞的作用。

气缸盖1包括气缸盖罩5和阀片6。第一垫圈8位于气缸盖罩5和阀片6之间。第二垫圈9位于阀片6和气缸体2之间。排气室10形成于气缸盖罩5中，其通过阀片6上的至少一个通孔连接到气缸体2内的压缩室3上。

图2和图3分别为图1中的阀片的俯视图和仰视图。阀片6包括一正方形的烧结金属材料的阀片基体20。基体20有一边缘处倒圆的正方形基部表面。图2中所示的面对压缩室3的阀片底侧标记为21。图3中所示的压缩室3远离的阀片顶侧标记为22。在阀片6的四个边角区域有4个用于穿过固定螺栓的通孔24-27。

图2中的虚线圆30表示在阀片底侧21上气缸孔(图1中的3)的突出部，由于突出部30的形状是圆形，所以它也被称作圆。在圆30内侧制成一吸气通孔31和一排气通孔32，这两个通孔31和32允许被吸入压缩室(图1中的3)并且被压缩的制冷剂通过。

在公知的方式中，吸气通孔31可以由制冷剂吸入压缩室时打开的进气阀关闭。同样在公知的方式中，压力通孔32可以由活塞式压缩机的活塞(未示出)在一工作行程之后连接压缩室(图1中的3)和排气室(图1中的10)的排气阀关闭。

圆30的径向外侧，在两个通孔24和27之间还制作两个附加通孔34和35。这两个通孔的作用是容纳吸气阀的固定销。吸气通孔31、压力通孔32和两个通孔34、35被闭合的突缘40围绕。

突缘40从阀片底侧21突出，并具有大致是围绕圆30的拱形圆41的形状。在两个通孔34和35的区域内突缘40径向向外扩展，因此两个通孔34和35也被突缘40围绕。在通孔34和35的区域内，突缘40基本上具有椭圆孔42的形状。椭圆孔42是由两个拱形圆组成，其一端连接到拱形圆41的一端，另一端通过直线相互连接。例如在剖面图中突缘40的横截面是圆段形，但是突缘40也可以是带圆端头的大致三角形或梯形横截面。

在阀片上的突缘40外侧还制作有6个附加通孔44-49。通孔44和45允许压缩制冷剂从排气室10通过并且因而也分别被封闭的突缘51和52包围。通孔46和47起固定排气阀的作用。通孔48和49起容纳吸气装置的定位销的作用。

另外，图2中所示的通孔44由圆形突缘51包围。同样通孔45和46也由突缘52包围。另外，通孔47由突缘53包围。此外，多个垫片61-66从阀片的底侧21突出，所述垫片垂直向上延伸至图示高度。定位垫片62、63、65、66中的每一个分别与通孔27、26、25、24中的一个邻近。两个垫片61和64大致位于阀片6的中心。垫片61-66的高度比突缘40、51-53的高度大一些。因此，在阀片的制造过程中，可以防止多个阀片工件在烧结过程中被结块。

图3示出的阀片顶侧22上设有一封闭的突缘50。在与图2中的突缘40横截面相同的突缘50中，配置有通孔32、34、35、44、45、46和47。但是对于阀片上的不同的突缘可以采用不同的横截面和高度。在突缘50外侧配置有通孔24-27、48、49和31，突缘50基本上呈U型，并且在通孔24-27的区域形成圆弧形凹部。

在阀片6上制作突缘40和50将会增加相应的密封表面上的表面压力。突缘40、50和垫圈9、8之间的接触区域上增加的表面压力可以在高压的情况下确保可靠的密封。同时，可以减小使气缸盖5和气缸体2上的阀片6安全压紧所需的压紧力。此外，因为可以避免阀片的平面磨削，因而简化了阀片的制造。

优选的是，通过烧结金属的烧结方法来制造阀片，只有进气阀和排气阀的阀座必须需要加压。在任何情况下，虽然存在制造公差，突缘40、50可以确保保持整体的和有效的密封压力。此外，如上面所述，可以减小固定阀片6的所需的压紧力，也就是说，使用的固定螺栓无需压的太紧。这将减小对压缩机的效率产生绝对影响的气缸形状缺陷及通过气缸和活塞之间的间隙的泄漏。

根据本发明的再一个重要方面，突缘的高度，即突缘40、50的延伸程度比所属的垫圈9、8的厚度小。因此，可以避免突缘对垫圈的不希望的切割。突缘的高度最好是垫圈厚度的5-75%，特别优选是垫圈厚度的25-50%。

另外，图3示出多个垫片71-75也设置在阀片的上侧22上。垫片71、72和74、75位于突缘50内。垫片73位于突缘50外侧。垫片71-75的高度比突缘50的高度大一些。

图4显示沿图3中Ⅳ-Ⅳ线的截面图。该截面视图更清楚的显示垫片64-66和71-73从所属的阀片表面突出的比该截面图中未标记的突缘突出的更多。

图5显示图4中截面Ⅴ的放大图，放大的截面显示突缘40的截面具有圆环部分的形状。

图6提出突缘40(图2中的51至53和图3中的50)的横截面也可以有带圆边缘的矩形81。

图7提出突缘的横截面也可以有椭圆截面82的形状。

图8提出突缘的横截面也可以有等边梯形83的形状。

图9提出突缘的横截面也可以有三角形84的形状。

Claims (14)

1.一种活塞式压缩机的气缸盖装置，该压缩机具有在其中形成压缩室(3)的气缸体(2)，该压缩室在一侧上由被夹紧在气缸体(2)和气缸盖罩(5)之间的阀片(6)界定，其特征在于，在至少一侧上阀片(6)具有至少一个从涉及的阀片表面(21，22)突出的突缘(40，50)，所述至少一个突缘(40，50)与所述阀片(6)形成整体。

2.如权利要求1所述的气缸盖装置，其特征在于，突缘(40，50)沿一条封闭的线延伸。

3.如权利要求1所述的气缸盖装置，其特征在于，阀片(6)的两侧具有从相应的阀片表面(21，22)突出的突缘(40，50)，突缘沿着基本上封闭的线延伸。

4.如权利要求1所述的气缸盖装置，其特征在于，阀片(6)由烧结的部件制成。

5.如上述权利要求中的一项所述的气缸盖装置，其特征在于，至少在阀片(6)的一侧上特别是在两侧上具有至少一个特别是多个垫片(61-66，71-75)。

6.如权利要求5所述的气缸盖装置，其特征在于，垫片(61-66，71-57)从相应的阀片表面(21，22)突出的比相关的突缘(40，50)突出的多一些。

7.如上述权利要求中的一项所述的气缸盖装置，其特征在于，在阀片(6)中制作多个通孔(31，32，34，35，44-49)。

8.如上述权利要求中的一项所述的气缸盖装置，其特征在于，在阀片(6)中加压吸气阀和排气阀的阀座。

9.如上述权利要求中的一项所述的气缸盖装置，其特征在于，垫圈(9，8)分别位于阀片(6)和气缸体(2)及阀片(6)和气缸盖罩(5)之间。

10.如权利要求9所述的气缸盖装置，其特征在于，突缘(40，50)垂直于所属阀片表面(21，22)的延伸小于涉及的垫圈(9，8)的厚度。

11.如权利要求10所述的气缸盖装置，其特征在于，突缘(40，50)垂直于所属阀片表面(21，22)的延伸是涉及的垫圈(9，8)厚度的5-75%，特别是25-50%。

12.如上述权利要求中的一项所述的气缸盖装置，其特征在于，在面对气缸体(2)的阀片表面(21)上，突缘(40)围绕在该阀片表面(21)上的压缩室(3)的开口的突出部(30)。

13.如上述权利要求中的一项所述的气缸盖装置，其特征在于，在面对气缸体(2)的阀片表面(21)上，突缘(40)围绕至少一个吸气开口(31)和至少一个压力开口(32)。

14.如上述权利要求中的一项所述的气缸盖装置，其特征在于，在面对气缸盖罩(5)的阀片表面(22)上，突缘(50)围绕在该阀片表面(22)上的排气室(10)的开口的突出部。

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