专利名称：用于压缩机装置的阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种配置成在压缩机装置中使用的阀。本发明尤其涉及一种配置成在压缩机的分离器和贮油槽之间以便提供选择性的流体连通的阀。
背景技术：
旋转螺杆式压缩机通常包括至少两个油满液式(oil-flooded)啮合转子，两个啮合转子共同旋转形成压缩气流。转子被浸在润滑剂例如油中，以润滑并冷却转子。由于转子浸在油中，油被夹带在压缩气流中。通常不希望油被夹带在压缩气流中，因为油会损坏利用这些压缩气体的设备。另外，回收并再次利用油的失败导致需要持续增加油以补充压缩机系统。因此，在经压缩的气体被传送至该设备前，利用油分离器使相当大量的被夹带的油从压缩气流中去除。分离出来的油可以传送至贮油槽保存并在压缩机中再次使用。另外，在直接返回压缩机再次使用之前，分离出来的油可以传送至油冷却器来冷却油，和/或传送至油过滤器来过滤油。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种压缩机装置，其包括具有分离器空间的分离器。该分离器可用来从液体和气体的混合物中去除液体。该装置包括具有贮油槽空间的贮油槽，该空间被设置用来接收来自分离器的液体。阀位于分离器空间和贮油槽空间之间，并可响应于贮油槽空间和分离器空间之间的预定流量移动至关闭位置。一偏压元件设置为朝打开位置偏压该阀。
在另一个实施例中，本发明提供一种操作压缩机装置的方法，该压缩机装置具有与分离器流体连通的贮油槽。该方法包括输送液体和气体的混合物到分离器。该混合物限定分离器压力。该方法还包括从混合物中分离相当大量的液体，并输送液体到贮油槽，以限定贮油槽压力。该方法还包括朝着打开位置偏压一阀，当分离器压力和贮油槽压力之间的差超过预定值时，通过朝着关闭位置移动该阀从而阻止相当大量的液体进入贮油槽。
在又另一个实施例中，本发明提供了一种阀，其包括阀腔和贮油槽。阀腔被设置为接收包括液体和气体的流体流。贮油槽用来容纳流体。该阀还包括阀壳体和阀门元件。该阀壳体至少部分位于贮油槽内，以限定一与阀腔流体连接的阀空间。该阀壳体限定出一孔，该孔提供了阀空间和贮油槽之间的流体连通。阀门元件至少部分位于阀壳体内，并可在打开位置和关闭位置之间移动，在打开位置流体从阀腔流向贮油槽，在关闭位置阀腔和贮油槽之间的流动被阻止。一偏压元件朝着打开位置偏压阀门元件，阀门元件响应于大于预定值的贮油槽和阀腔之间的压差从而朝着关闭位置移动。
通过参考详细说明书和附图，本发明的其他特征会更明显。
图1是使用本发明的压缩机装置的立体图；图2是压缩机装置的部分截面图，压缩机装置包括体现本发明的处于打开位置的阀；和图3是压缩机装置的部分立体截面图，压缩机装置包括处于关闭位置的图2所示的阀。
在详细解释本发明的任何实施例之前，应该明白，本发明没有将其申请限制为下述说明书和附图所示的具体结构和元件的设置。本发明可以有其他实施例，并以多种方式实施和实现。而且，应理解为这里所用的措辞和术语意在进行说明性描述，而不应认为是限制性的。这里所使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变形的含义是包含后面所列的零件及其等同形式和附件。除非特别指出或限制，术语“安装”，“连接”，“支撑”，“联接”及其变形被广泛使用，并包括直接或间接地安装、连接、支撑、和联接。进一步地，“连接”和“联接”不局限于物理或化学方式的连接或联接。
具体实施例方式
图1给出了一种压缩机装置10，其包括压缩机芯(compressor core)12、贮油槽14和分离器16。压缩机芯12连接于贮油槽14，包括驱动元件18和压缩机20，例如油满液的旋转式螺杆压缩机、离心式压缩机或其他合适的压缩机构造。图示的贮油槽14包括支撑元件21，其连接于贮油槽14以在底座上支撑贮油槽14。在其他结构中，贮油槽14设在底座上来支撑压缩机装置10。图示的压缩机20、贮油槽14和分离器16包括例如通过铸造一体成形的部分。在另一种结构中，压缩机装置10可通过例如焊接或螺栓连接将压缩机20和分离器16连接于贮油槽14而形成。
如图2所示，贮油槽包括贮油槽壳体24，贮油槽壳体24包括至少一个壁25、基座26和盖28。壁25、基座26和盖28相互连接大体上围成一个贮油槽空间30。在优选结构中，壁25、基座26和盖28相互之间永久性连接(例如焊接)，或作为单个部件一体成形，或相互结合。在这些结构中，不破坏或损坏一个或多个部件，部件的拆分通常是不可能的。贮油槽14可由钢、铝或其他合适的材料制成并可使用任何合适的方法形成，例如铸造、注塑、锻造、焊接、硬钎焊、螺栓连接等等。贮油槽空间30容纳液体，例如油、水、制冷剂、冷却剂等等。
盖28是基本上扁平的元件，其延伸并与每个壁25相连以大体封住贮油槽空间30的顶部。在优选结构中，盖28限定了接收压缩机20、驱动元件18和分离器16的部件支撑区。在这些结构中，盖28为其支撑的元件提供结构支撑。盖28包括穿过盖28延伸的盖孔32。虽然图示的盖孔32是圆形孔，但是，应当理解，盖孔32可以是任何形状。盖28还包括与盖孔32毗邻的部分34，其具有增加的厚度以在毗邻盖孔32的区域为盖28提供额外的强度。
基座26是基本上扁平的元件，其延伸并与每个壁25相连以大体封住贮油槽空间30的底部。图示的基座26包括贯穿基座26延伸的基座孔36，且正好位于盖孔32的下方，这样基座孔36与盖孔32的中心位于大体垂直于基座26的同一轴线上。图示的基座孔36基本上是圆柱形的，并包括螺纹部分38。图示的基座26包括具有增加厚度的部分40，其毗邻基座孔36，用来在毗邻基座孔36的区域为基座26提供额外的强度和螺纹长度。在其他结构中，可以使用其他的基座孔形状。
继续参考图2，盖28至少部分地限定了一个分离器壳体42，分离器壳体42从盖28延伸以至少部分地形成分离器空间44。在优选结构中，分离器空间44正好位于盖孔32的上方。图示的分离器壳体42一体成形为盖28的一部分。分离器壳体42可以通过铸造、注塑、锻造或其他合适的成形方法一体成形为盖28的一部分。在另一种结构中，分离器壳体42可以包括用合适的连接方式连接于盖的分隔件，例如焊接、硬钎焊或螺栓连接。
具有阀壳体48的阀46位于贮油槽空间30和分离器空间44之间。阀壳体48包括第一端56、第二端58和连接于第一端56的塞子60。
塞子60包括盲孔(blind bore)62、凹槽64和外螺纹部分66，外螺纹部分66与基座孔36的螺纹38相接合以将阀壳体48连接于基座26。图示的塞子60还包括位于塞子60和基座26之间的O形圈密封68，用来阻止容纳在贮油槽空间30的液体通过基座孔36泄漏。在优选结构中，阀壳体48与塞子60被一体机加工成单个部件。可选地，阀壳体48与塞子60可铸造、锻造或注模成单个部件。在另一种结构中，阀壳体48和塞子60可利用焊接、硬钎焊、软钎焊或其他连接技术制造。
阀壳体48贯穿盖孔32延伸，使得阀壳体48的第二端58位于盖孔32的分离器一侧。第二端58在盖孔32处与盖28相连，以实现将阀壳体48连接于贮油槽14。阀壳体48的第二端58包括配置成用来容纳O形圈密封70的切口。O形圈密封70防止液体不经过阀壳体48就从分离器空间44流动到贮油槽空间30。
阀壳体48限定了至少一个阀壳体孔72，阀壳体孔72提供了分离器空间44和贮油槽空间30之间的流体连通。图示的阀壳体48包括两个基本上圆形的阀壳体孔72。在其他结构中，可以使用单个孔或多于两个的孔。例如，一种结构中使用几排绕阀壳体48延伸的小孔。在又另一种结构中，孔可以是其他形状的或包括几种尺寸的孔。
阀壳体48还限定了阀座74，其位于阀壳体孔72和阀壳体48的第二端58之间。图示的阀座74与阀壳体48一体形成，可以与阀壳体48通过机加工、铸造、锻造或注模一体形成。在另一种结构中，阀座74可以是单独的元件，其使用任何合适的连接方式连接于阀壳体48，例如焊接、硬钎焊、螺栓连接或螺纹连接等。
除了阀壳体48，阀46还包括阀门元件75、阀杆76和偏压元件77，偏压元件77大体位于阀壳体48内部。阀杆76包括第一端78、第二端79和位于第一端78和第二端79之间的肩部80。第一端78包括与塞子60的盲孔62接合以将阀杆76连接于塞子60的部分。可以理解，阀杆可以用任何合适的连接方式连接于塞子，例如螺纹、焊接、硬钎焊或冷缩配合连接。在又另一种结构中，阀杆76通过机加工、铸造、锻造或其他成形技术与塞子60一体成形。
阀杆76的第二端79通过盖孔32延伸，包括接收螺母82和板84的螺纹部分。螺母82螺纹连接在阀杆76的第二端79以将板84连接于阀杆76。在另一种结构中，板84可以用焊接或硬钎焊连接方式连接于阀杆76。在又另一种结构中，板84可以与阀杆一体成形，例如通过机加工、铸造、锻造或其他合适的工艺。
阀门元件75限定了阀门元件孔86，其尺寸设成容纳阀杆76同时仍允许阀门元件75沿着阀杆76在肩部80以下的部分滑动。然而，阀杆76的肩部80防止阀门元件75沿着阀杆76向第二端79进一步滑动。此外，阀门元件75的尺寸设置成这样，使阀门元件75和阀壳体48的内部相互配合限定了环形通道81。同时，阀门元件75的尺寸设成与阀座74相接合，该阀座74防止阀门元件75沿着阀杆76向阀杆76的第一端78进一步滑动。
图示的阀门元件75还包括多个排放孔88。虽然图示了至少两个圆形的排放孔88，阀门元件75可以包括任何的合适位置或形状的少于两个或多于两个的排放孔88。
阀门元件75包括凸台90和凹槽92。凸台90从阀门元件75的底部开始延伸，以进一步限定凹槽92。图示的凸台90与阀门元件75一体成形，例如通过机加工、铸造、注塑或其他合适的方法。在另一种结构中，凸台可以使用焊接或硬钎焊连接方式与阀门元件连接。凹槽92可以通过合适的方法形成于阀门元件75内，例如通过机加工、冲压、铸造或锻造。
如图2所示，偏压元件77配置成朝着肩部80偏压阀门元件75。图示的偏压元件77包括螺旋弹簧，其绕着阀杆76设置并连接于阀门元件75和塞子60。阀门元件75的凸台90和凹槽92限定了加强偏压元件77和阀门元件75之间的连接的导向装置。塞子60中的凹槽64接合偏压元件77的相对端，加强偏压元件77和塞子60之间的连接。
参考图2和3，图示的阀结构允许通过基座和盖孔36、32接收整个阀46。因此，阀46可以在贮油槽空间30的外部组装，作为单个组装件经由基座和盖孔36、32安装。
在工作过程中，压缩机芯12工作产生压缩气流，通常是空气。压缩气体包括一些被夹带的润滑油，其一起形成了混合物。混合物进入分离器空间44，至少一部分液体从压缩气流中分离出来。分离出来的液体沿着分离器壳体42向盖孔32排放。其间，板84主要分离任何来自液体流的气体涡流，以减少压缩气体中液体的再次夹带。在正常的工作条件下，阀门元件75处于打开位置，如图2所示，允许流体从分离器空间44向阀壳体48流动，经过圆形的流体通道81、阀壳体孔72，进入贮油槽空间30。
在压缩机工作过程中，分离器空间44和贮油槽空间30均处于大体一致的压力下。分离器空间44中的液体和压缩气体的混合物限定了分离器压力，而贮油槽空间30中的液体限定了贮油槽压力。在正常的工作条件下，分离器空间44和贮油槽空间30之间的流动路径造成了分离器压力和贮油槽压力之间的微小差别。通常，贮油槽压力会略微小于分离器压力。当在这些条件下工作时，向阀门元件75施加一向下的力。向下的力是由阀门元件75两端的压差造成的。然而，偏压元件77施加相反的力，其使阀门元件77保持在打开位置，如图2所示。
在非正常工作条件下，例如当液体快速流出贮油槽14时，将会增加贮油槽压力和分离器压力之间的差异。分离器空间44和贮油槽空间30之间的压差(分离器压力减去贮油槽压力)产生较大的向下的力。较大的向下的力足够克服偏压元件77的力，由此朝阀座74或朝关闭位置推动阀门元件75，如图3所示。当阀门元件75朝关闭位置移动时，从分离器空间44到贮油槽空间30的流量减少。
阀门元件75处于关闭位置，排放孔88仅仅允许有限的流量从分离器空间44传送到贮油槽空间30。当流出贮油槽14的液体流变慢或停止后，通过排放孔88的有限的流量最终减少分离器空间44和贮油槽空间30之间的压差。在预定的压差下，偏压元件77将开始使阀门元件75沿着阀杆76朝肩部80移动，或从关闭位置朝图2的打开位置移动。偏压元件77的强度决定了压差，在该压差下阀门元件75从关闭位置移动到打开位置。同样地，偏压元件77的强度决定了使阀门元件75从打开位置移动到关闭位置的压差。因此，可选择偏压元件77来确定使阀门元件75在打开位置和关闭位置之间移动的压差。
因此，本发明尤其是提供了这样一种阀46，其配置成用于压缩机装置10，且响应于分离器空间44和贮油槽空间30之间的预定流量或压差，在打开位置和关闭位置之间移动。本发明的各种特征和优点在下述的权利要求书中阐述。
权利要求
1.一种压缩机装置，包括分离器，其具有一分离器空间，并可用于从液体和气体混合物中去除液体；贮油槽，其具有一贮油槽空间，并设置成便于接收来自分离器的液体；阀，其位于该分离器空间和该贮油槽空间之间，且响应于该贮油槽空间和该分离器空间之间的预定流量从而朝关闭位置移动；和偏压元件，其设置成便于朝打开位置偏压该阀。
2.如权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，所述阀包括排放孔，该排放孔在贮油槽空间和分离器空间之间提供连续的流体连通。
3.如权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，所述偏压元件是螺旋弹簧。
4.如权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，所述分离器至少部分地形成为贮油槽的一部分。
5.如权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，所述贮油槽包括基座，且所述阀的一部分连接于该基座。
6.如权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，还包括位于贮油槽和分离器之间的板。
7.如权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，所述阀包括阀杆，其大体上相对于贮油槽固定；和阀门元件，该阀杆且响应于贮油槽空间和分离器空间之间的流量沿着阀杆移动。
8.如权利要求7所述的压缩机装置，其特征在于，所述阀门元件连接于偏压元件，以便使得偏压元件朝打开位置偏压该阀门元件，并且所述阀杆限定出一防止阀门元件朝打开位置移动的肩部。
9.如权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，所述阀与贮油槽以螺纹方式接合。
10.一种操作压缩机装置的方法，该压缩机装置具有与分离器流体连通的贮油槽，该方法包括将液体和气体的混合物传送至分离器，该混合物限定分离器压力；从混合物中分离大量的液体；将液体传送至贮油槽，以限定贮油槽压力；朝打开位置偏压一阀；和当分离器压力和贮油槽压力之间的差值超过预定值时，通过朝关闭位置移动该阀从而阻止大量的液体流入该贮油槽。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括选择偏压元件以便选择预定值。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括通过在贮油槽和分离器之间设置板从而防止液体再次夹带进气体。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将阀杆固定地连接于贮油槽，并将阀门元件可移动地连接于阀杆，阀门元件在关闭位置和打开位置之间是可移动的。
14.一种阀，包括阀腔，其设置成用来接收包括液体和气体的流体流；贮油槽，其用来容纳液体；阀壳体，其至少部分地设置在贮油槽中，以便用来限定一与该阀腔流体连通的阀空间，该阀壳体限定出提供该阀空间和该贮油槽之间的流体连通的孔；阀门元件，其至少部分地设置在该阀壳体中，并在打开位置和关闭位置之间是可移动的，在该打开位置液体从阀腔流向贮油槽，在关闭位置阀腔和贮油槽之间的流动被阻止；和偏压元件，其朝该打开位置偏压该阀门元件，并且该阀门元件响应于大于预定值的贮油槽和阀腔之间的压差，可朝该关闭位置移动。
15.如权利要求14所述的阀，其特征在于，阀壳体连接于贮油槽。
16.如权利要求14所述的阀，其特征在于，阀腔至少部分地形成为贮油槽的一部分。
17.如权利要求14所述的阀，其特征在于，阀壳体的第一端连接于阀腔，阀腔在操作上用于从气体中分离出液体。
18.如权利要求14所述的阀，其特征在于，还包括位于贮油槽和分离器之间的板。
19.如权利要求14所述的压缩机装置，其特征在于，该阀包括阀杆，其大体上相对于贮油槽固定；和阀门元件，其连接于阀杆且响应于贮油槽空间和分离器空间之间的流量沿阀杆移动。
20.如权利要求19所述的压缩机装置，其特征在于，所述的阀门元件连接于偏压元件，以便该偏压元件朝着打开位置偏压阀门元件，并且所述阀杆限定出一防止阀门元件朝打开位置移动的肩部。
全文摘要
一种压缩机装置，其包括具有一分离器空间的分离器。该分离器可用于从液体和气体的混合物中去除液体。该压缩机装置包括具有一贮油槽空间的贮油槽，贮油槽空间设置成便于接收来自分离器的液体。一阀位于分离器空间和贮油槽空间之间，并响应于贮油槽空间和分离器空间之间的预定流量可移动至关闭位置。一偏压元件设置成便于朝打开位置偏压该阀。
文档编号F04C29/02GK101042141SQ20071010357
公开日2007年9月26日 申请日期2007年2月17日 优先权日2006年2月24日
发明者N·P·洛维 申请人:英格索尔-兰德公司