CN1688813A - 用于小型密封式压缩机的吸入阀 - Google Patents

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Abstract

一用于带有一压缩气缸(1)的小型密封式压缩机的吸入阀，其中，压缩气缸具有一由阀板(2)所封闭的末端，该阀板具有排出孔(3)和吸入孔(4)所述阀包括一挠性翼(10)，该翼如下面构造：一固定在阀板(2)上的固定末端部分(11)；一提供有中央开口(13)的弯曲中央部分(12)，该中央开口与排出孔(3)相对齐；以及与吸入孔(4)运行结合的密封末端部分(14)，在挠性翼(10)的外部边缘(15)和中央开口(13)的轮廓的相邻内部边缘(16)之间的距离沿着挠性翼(10)的更高弯曲区域(17)逐渐减少，从在与固定末端部分(11)相接近时的最大值减少到与更高弯曲区域(17)的边界相邻时的最小值。

Description

用于小型密封式压缩机的吸入阀
技术领域
本发明涉及一种用于诸如冰箱、冷冻机、喷水器等小型制冷设备的密封式压缩机的吸入阀。
背景技术
制冷作用的小型密封式压缩机的高效率主要取决于控制气流的阀门的良好性能。
用于家用制冷设备中的压缩机采用在工作中控制气流的单向阀。一吸入阀控制气流，该气流来自与制冷***的低压侧相连的吸入管路，并且该吸入阀通过压缩气缸进行吸气，并且排出阀控制已被压缩气体，使该气体直接流入制冷***的高压侧。
吸入和排出阀通常由一个或多个位于阀板上的气流通道孔和从薄钢板上获得的挠性翼所形成，并且这些阀通过其末端中的一个被固定，从而在通过阀的压力差动发生时，挠性翼能被移动，进而允许气流在一优选所需的方向流动。
需要考虑一些设计的因素以便获得这种类型阀的适合的运行，例如：气流通道孔的面积；刚性和挠性翼的固有频率以及具有最后的声滤波器的安装特征。
除了这些运行的特征，也需要考虑可靠性因素，这意味着在压缩机的正常工作范围内实现与疲劳破坏相关的无限寿命情况。发生在挠性翼中的疲劳破坏的主要类型为：靠近阀固定区域的高弯曲应力；在气流通道孔上面区域的高弯曲应力；对座或者停止器的高的冲击应力。
当前的阀的制造考虑到设计的约束，事实上，在一些方面限定其工作效率。这些效率受到用于挠性翼所限定的刚度的程度强烈的影响。
在挠性翼的刚度和消耗以用于执行吸入或排出过程的能量之间具有相关性，其中能量越高，刚度越高。该组件的动态运行因素需要考虑，从而刚度的减少有效的导致了压缩机性能的提高，其中阀需要实现正确的关闭点以避免回流。
因此，挠性翼的刚度的减少能提高产品的性能，但是导致了该移动组件更高的挠性，并且在一确定的工作情况下，挠性翼的移动将最终到达一范围，在该范围下在固定区域中的弯曲应力达到禁止的程度。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一用于小型密封式压缩机的吸入阀，该阀具有最小的刚度而且不损坏其弯曲抵抗力。
本发明的进一步的目的是提供一如上述的吸入阀，能够允许从具有较薄厚度的板中获得一挠性翼，并且其具有对挠曲破坏更强的抵抗力。
本发明的又一个目的是提供一上述的的吸入阀，通过提供一挠性翼适当的***的精加工，能导致在压缩死体积和弯曲应力的抵抗力增加之间的最佳平衡，。
这些和其它目的通过一用于小型密封式压缩机的吸入阀来实现，该类型的压缩机提供具有末端被一阀板所封闭的压缩气缸。
本发明的吸入阀包括一挠性翼，该翼如下面构造：一固定在阀板上的固定末端部分；一提供有中央开口的弯曲中央部分，该中央开口与阀板中的排出孔相对齐；以及一与提供在阀板中的吸入孔运行结合的密封末端部分，在挠性翼的外部边缘和中央开口的相邻的内部边缘之间的距离沿着挠性翼的更高弯曲区域逐渐减少，从在与固定末端部分相接近时的最大值减少到与挠性翼的更高弯曲区域的边界相邻时的最小值。
附图简述
参照附图，本发明将在下面进行描述，其中：
图1表示从容纳阀板的压缩缸一侧所看到的根据本发明构造的吸入阀的平面图，并且在后者中表示了吸入和排出孔。
图2表示与一阀板联接的的吸入阀的部分纵剖面图，并且在一打开状态。
图3表示挠性翼在其更高弯曲区域中的宽度变化的标定曲线，该曲线为在该区域中的长度变化的函数，以及根据现有的标定曲线，从在该弯曲区域的长度和宽度限定值中得到的两条附加的曲线。
图4表示通过切割与本发明的吸入阀的挠性翼相结合的阀叶片的平面图。
具体实施方式
下面将对本发明所涉及的小型密封式压缩机进行描述，该压缩机包含：在一个未示出的壳体内部，一马达压缩机组件，该组件包括限定一压缩气缸1的气缸体，缸内容纳一往复式活塞(未示出)，该活塞在马达压缩机组件的电马达驱动时，引入和压缩制冷气体。压缩气缸1具有一被阀板2所封闭的末端，该阀板固定在所述的气缸体上，并且设置有一排出孔3和至少一吸入孔4(仅仅示出了一个)。在压缩气缸1内部，一未示出的压缩腔定义在活塞顶部和阀板2之间。气缸体还安装了一未示出的缸盖，该缸盖固定在阀板2上，用于隔开高压侧和低压侧，并且该缸盖在内部限定了吸入和排出腔(未示出)，这些腔通过排出孔3和吸入孔4分别保持有选择的与压缩腔流体连通。该有选择的连通利用吸入阀和排气阀的打开和关闭来确定，上述阀都以翼形式构成，并且每个阀作用在相应的吸入孔4和排出孔3上。
根据附图，阀板2提供有排出孔3，该排出孔设置在与压缩气缸1内部轮廓的轴向投影5的大致中心处，和吸入孔4，该吸入孔设置在压缩气缸1内部轮廓的所述的轴向投影5的内部以及排出孔3的轮廓的外部。
在图示的结构中，排出孔3是圆形的并且与压缩气缸1的内部轮廓同轴，并且吸入孔4为环扇形，其至少与压缩气缸1和排出孔3的内部轮廓两者之一基本上同心。
将对本发明所涉及的小型密封式压缩机的吸入阀进行描述，所述阀为包含一挠性翼10的类型，该挠性翼压印在一支承板6上，如图4所示，所述支承板6被限定为一具有合适特征的材料，以用于在吸入孔4打开和关闭期间挠性翼的运行，并且该支承板被紧固在阀板2和气缸头之间通过合适的方式，例如紧固所述的气缸头到阀板上以及到气缸体(未示出)上的方式。支承板6提供有孔F，该孔容纳固定元件(未示出)以用于保持在气缸头和阀板2之间保持所述支承板6。
挠性翼10以一种方式构造表示：一附加在阀板2上的固定末端部分11；一提供有中央开口13的弯曲中央部分12；以及一密封末端部分14，该部分与吸入孔4运行相连，所述的中央开口13与阀板2中的排出孔3对齐并且传递给(imparting)挠性翼10，在挠性翼10的弯曲中央部分12和密封末端部分14中，具有被固定末端部分11所结合多边的“U”形。
根据本发明，翼10提供一确定的几何结构，该几何机构在翼10中限定了在刚度和最大弯曲应力之间的最优化关系的结果，如下所述。
本发明的翼10限定为一具有挠性材料和减少厚度的薄板，并且包括一限定翼的外部轮廓的外部边缘15，例如大致为“U”形，和一内部边缘16，其限定了中央开口13的轮廓。
根据本发明，在挠性翼10的外部边缘15和限定了中央开口13的内部边缘16的相邻部分之间的距离沿着翼10的更高弯曲区域17逐渐减少，从在与固定末端部分11相接近时的最大值减少到与更高弯曲区域17的边界相邻时的最小值。
在本发明的解决方案中，打开翼10的力沿着更高弯曲部分17分布，该更高弯曲部分从固定末端部分11向挠性翼10长度的约50％-60％延伸，优选所述长度的55％，在图1中用标记Co表示所述区域的最大长度。
更高弯曲区域17存在一沿着其长度变化的宽度L，其最大值在具有一固定末端部分11的边界区域上。弯曲区域的最大宽度在图1中用Lo表示，并且根据下面数学公式变化：
L/Lo＝ax4+bx3+cx2+dx+1，其中系数a，b，c和d定义为支承叶片6的刚度和弯曲参数的函数，并且x为比率C/Co，其中C为从固定末端部分11的边界所测得的更高弯曲区域17的延伸量，Co为更高弯曲区域17的长度。
根据本发明，在翼10的外部边缘15和内部边缘16之间的距离在靠近固定末端部分11的区域比沿着更高弯曲区域17的其它区域减少的更快，可以从附图3中看出，其中曲线L/Lo为C/Co的函数，按照上述的的数学关系获得，其中系数a，b，c，和d分别表示下述值：1.4946；-4.4452；5.028和-2.7254。根据上述数学关系式，挠性翼的几何形状由沿着更高弯曲区域17的宽度L的变化所限定，并且为与固定末端部分11的边界线相关的延伸线C的函数，进一步接受适当的与所述数学公式获得的值相关的宽度L加或减20％的变化所获得的曲线。
在本发明的解决方案中，挠性翼10的中央开口13的宽度从与固定末端部分11相邻的区域至少到更高弯曲区域17的相对边界逐渐的增加，但是挠性翼10总的宽度在一初始部分，从固定末端部分11减少，并且随后该总的宽度从更高弯曲区域17的相对边界较前部分向密封末端部分14逐渐的增加。
在图示的结构中，阀的挠性翼10的中央开口13在沿着更高弯曲区域17基本上为半椭圆轮廓，其顶点与固定末端部分11相切，例如，一基本上椭圆轮廓，其轴线与阀的挠性翼10的轴线一致。根据本发明并且如附图中所示，挠性翼从支承叶片6中切割，从而具有与限定在支承叶片6中的相邻切割边缘7相间隔开的外部边缘15，该间隙8在与挠性翼10的固定末端部分11相邻的部分具有更大的宽度，从而易于在构造挠性翼10轮廓的边缘和在该区域中支承叶片6的切割边缘7的精加工，并且限定了在挠性翼10其它部分的附近一最小宽度。
挠性翼10的外部边缘15和支承叶片6的切割边缘7的精加工受到滚动抛光和将所述边缘修成一圆形的修边的影响。
间隙8越小，则越难获得挠性翼10外部边缘15的精加工，从而导致在压缩死体积的减少和弯曲应力的抵抗力增加之间的最佳平衡，该弯曲应力是由挠性翼***的精加工所产生的。
因此，本发明的间隙8在挠性翼10的轮廓周围获得一最小值，除了在与固定末端部分11相邻的区域之外，在该区域间隙8为一更高的值，并且允许在更高受力的该区域中，挠性翼10更好的精加工从而增加其对弯曲应力的抵抗力。
由于在挠性翼10的密封末端部分14的角度的变化，其外部边缘15和支承叶片6的相邻切割边缘7的滚动抛光，在沿着挠性翼10的密封末端部分14和中央部分12时比在与所述挠性翼10的固定末端部分11相邻的区域更加容易实现，这样允许沿这中央部分12和密封末端部分14的区域限定一最小间隙8，在该区域表示挠性翼的一最大角度的变化。
在已知的现有技术的结构中，在与固定末端部分11相邻的挠性翼10的区域中，存在一所述挠性翼10的更小的挠度，从而较难实现滚动抛光，近而减少了挠性翼10的抵抗力。
根据本发明，与挠性翼10的固定末端部分11相邻的间隙8的增加导致翼10的外部边缘15和支承叶片6的切割边缘7更佳的滚动抛光，从而导致在该区域中的挠性翼10对弯曲应力的抵抗力的增加。
本发明的解决方案允许设计一种挠性翼，该挠性翼的刚度显著地低于传统的挠性翼的刚度，并且其在固定区域中的弯曲应力等于目前生产的组件的弯曲应力，但是弯曲应力所分布的区域大于传统的翼，通常集中在与固定末端11相邻的区域中，从而在没有减少产品的可靠性和其使用寿命的前提下，使密封式压缩机具有更加有效的性能。
本发明先前确定了一最优的曲线来定义挠性翼10和中央开口13的轮廓，这样减少了最大应力，并且在挠性翼10的弯曲区域中实现良好的分布应力。

Claims (8)

1.一用于带有一压缩气缸(1)的小型密封式压缩机的吸入阀，其中，压缩气缸具有一由阀板(2)所封闭的末端，所述阀包括一挠性翼(vane)(10)，该翼如下面构造：一固定在阀板(2)上的固定末端部分(11)；一提供有中央开口(13)的弯曲中央部分(12)，该中央开口与排出孔(3)相对齐；以及一与提供在阀板(2)中的吸入孔(4)运行结合的密封末端部分(14)，其特征在于，在挠性翼(10)的外部边缘(15)和中央开口(13)相邻的内部边缘(16)之间的距离沿着阀的挠性翼(10)的更高弯曲区域(17)逐渐减少，从在与固定末端部分(11)相接近时的最大值减少到与挠性翼(10)的更高弯曲区域(17)的边界相接近的最小值。
2.如权利要求1所述的吸入阀，其特征在于，挠性翼(10)的中央开口(13)的宽度从与固定末端部分(11)相邻的区域至少到更高弯曲区域(17)的相对边界逐渐地增加，但是挠性翼(10)的总的宽度在初始部分从固定末端部分(11)减少，并且随后该总的宽度从更高弯曲区域(17)的相对边界较前的部分向密封末端部分(14)逐渐地增加。
3.如权利要求2所述的吸入阀，其特征在于，阀的中央开口(13)沿着更高弯曲区域(17)基本上为半椭圆轮廓，其顶点与固定末端部分(11)相切。
4.如权利要求3所述的吸入阀，其特征在于，挠性翼(10)的中央开口(13)基本上为一椭圆轮廓，其轴线与阀的轴线一致。
5.如权利要求1所述的吸入阀，其特征在于，在的外部边缘(15)和内部边缘(16)之间的距离在靠近固定末端部分(11)的区域比沿着更高弯曲区域(17)的其它区域减少的更快。
6.如权利要求1所述的吸入阀，其特征在于，更高弯曲区域(17)从固定末端部分(11)的区域延伸直到挠性翼(10)长度的约50％处。
7.如权利要求1所述的吸入阀，其特征在于，更高弯曲区域(17)的宽度(L)由公式L/Lo＝ax4+bx3+cx2+dx+1所确定，其中Lo表示最大宽度；系数a，b，c和d根据挠性翼(10)的刚度和弯曲参数的所定义；并且x为比率C/Co，其中C为从固定末端部分(11)的边界所测得的更高弯曲区域(17)的延伸量，Co为更高弯曲区域(17)的长度。
8.如权利要求1所述的吸入阀，挠性翼(10)从支承叶片(6)中切割，从而具有通过一间隙(8)与限定在所述支承叶片(6)中的一相邻切割边缘(7)相间隔开的外部边缘(15)，其特征在于，该间隙(8)在与挠性翼(10)的固定末端部分(11)相邻的区域更大。
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