一种吸排气装置和压缩机的制作方法

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种吸排气装置和压缩机。

背景技术：

压缩机阀组结构的好坏直接影响压缩机运转的可靠性和经济性。阀片挡板是压缩机阀组结构的重要组成部件，其形状和尺寸将直接影响阀片的运动规律和使用寿命，同时也将影响气流的有效流通面积和压缩机容积效率。如图1所示，当压缩机吸/排气时，工质通过吸/排气孔进入/排出气缸，当气流的推力大于阀片的弹簧力时，阀片开启与挡板产生撞击，工质进入/排出气缸，当吸/排气结束时，气阀在自身弹力的作用下关闭，与阀座接触来盖住吸/排气口，完成吸/排气过程。在压缩机运转过程中，吸/阀片与挡板和阀座的长期往复撞击会使阀片产生疲劳断裂，同时也会使压缩机的噪声加大。为了提高阀片的使用寿命，降低压缩机因吸/阀片与挡板和阀座撞击产生的噪音，急需提供一种经济可靠的压缩机阀片挡板。

现有技术公开了一种单向阀减震技术方法，但是该方法只是通过对限位元件(挡板)设置一层弹性体材料来减缓阀片对限位元件的冲击。现有技术还公开了一种双限位器排气系统，其通过双限位器来减缓阀片对限位器的冲击作用以提高阀片组件的使用寿命，但该方法也未考虑阀片对阀座的冲击作用以及阀片升程问题。现有技术还公开了一种压缩机挡板，其通过在挡板头部位置设置凹槽形成两层层叠的柔性结构来起到缓冲作用，但该方法容易造成与阀片直接接触的下层挡板从凹槽处断裂失效。现有技术还公开了一种压缩机的挡板及排气结构，其通过在挡板的限位部朝向压缩机一侧设置长度逐渐减小的多个叠片，来解决压缩机阀片挡板不能兼顾压缩机性能和生产成本的问题，但是没有考虑到阀片对挡板的冲击问题。

目前在压缩机的设计研究中，阀片频繁的疲劳断裂是影响压缩机性能和可靠性的首要问题，急需解决。经研究阀片运动规律发现，阀片开启时，阀片运动曲线上升较快，速度较高，因而撞击挡板的能量较高，阀片对挡板的冲击破坏作用更为强烈，阀片因撞击挡板产生的疲劳断裂较可能性较大。因此要解决阀片的疲劳断裂问题，应使阀片与挡板撞击的应力要小，即避免局部接触，减少接触应力，从而提高阀片的使用寿命，以确保阀片组件的可靠性及压缩机的正常运行。

由于现有技术中的传统压缩机排气限位器会遭受阀片的冲击作用，导致阀片产生冲击疲劳断裂等问题，因此本发明研究设计出一种吸排气装置和压缩机。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题主要在于克服现有技术中的压缩机排气限位器会遭受阀片的冲击作用，导致阀片产生冲击疲劳断裂的缺陷，从而提供一种吸排气装置和压缩机。

为了解决上述问题，本发明提供一种吸排气装置，其中：

包括阀片和限位装置，所述阀片包括阀片尾部、阀片腰部和阀片头部，所述阀片尾部、所述阀片腰部和所述阀片头部连接为一体，且所述阀片腰部位于所述阀片尾部和所述阀片头部之间，且所述限位装置覆盖所述阀片尾部的全部和覆盖所述阀片腰部的至少部分，所述限位装置的长度小于等于所述阀片尾部和所述阀片腰部的长度之和。

优选地，所述限位装置只包括挡板尾部和挡板腰部，所述挡板尾部和挡板腰部连接为一体，所述挡板尾部与所述阀片尾部相对设置，所述挡板腰部与所述阀片腰部相对设置。

优选地，所述挡板尾部的长度与所述阀片尾部的长度相等，所述挡板腰部的长度小于等于所述阀片腰部的长度。

优选地，所述阀片上设置有第一铆钉孔，所述阀片尾部和所述阀片腰部的相接位置到所述第一铆钉孔的圆心之间的距离为l，

所述限位装置上设置有第二铆钉孔，所述限位装置在不工作状态下开始翘起的圆弧起始位置为固定端，且有所述第二铆钉孔的圆心到所述固定端之间的距离尺寸为a，并有0＜a≤l。

优选地，还包括铆钉，所述铆钉穿设所述第一铆钉孔和所述第二铆钉孔、以将所述阀片和所述限位装置固定为一体。

优选地，所述限位装置包括自由端，且所述自由端在不工作状态下翘起，且所述自由端翘起时其下端距离所述限位装置未翘起部分的下端之间的高度为h，h/2＜h＜h，其中h为所述阀片的升程。

优选地，所述阀片为排气阀片或吸气阀片。

优选地，所述阀片的所述阀片头部与压缩机的排气口或吸气口相对设置，所述限位装置不存在与所述排气口或吸气口相对的部分。

优选地，所述限位装置包括自由端，所述限位装置的所述自由端为弧面过渡；和/或，所述限位装置的表面为整体光滑过渡。

本发明还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的吸排气装置。

本发明提供的一种吸排气装置和压缩机具有如下有益效果：

本发明通过将阀片的限位装置只覆盖阀片尾部和阀片腰部的至少部分、限位装置的长度小于等于所述阀片尾部和所述阀片腰部的长度之和，在满足阀片尾部和腰部完全贴合挡板的条件下，将挡板的头部型线与阀片运动型线不一致的位置缩短，使阀片型线不一致的头部不受挡板约束，有助于减少阀片头部与挡板的撞击，提高阀片的可靠性和有效使用寿命。同时也会有助于阀片有效升程的提高，增大气流的有效流通面积，提高压缩机的容积效率，降低压缩机的噪音，提高压缩机的性能和可靠性。该挡板结构简单，易于加工，变形小，曲率与阀片运动规律相符合，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的吸排气装置的分解结构图；

图2是本发明的吸排气装置中的阀片结构图；

图3是本发明的吸排气装置中的限位装置的结构图；

图4是本发明的吸排气装置的剖面主视结构图；

图5是本发明的吸排气装置的剖面三维结构图；

图6是本发明的吸排气装置在工作状态下的剖面主视结构图；

图7是本发明替代实施例的吸排气装置在工作状态下的剖面主视结构图。

附图标记表示为：

1、限位装置；11、挡板尾部；12、挡板腰部；13、第二铆钉孔；14、固定端；15、自由端；2、阀片；21、阀片尾部；22、阀片腰部；23、阀片头部；24、第一铆钉孔；3、铆钉；4、法兰；5、阀座；6、排气口；7、吸气口。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明提供一种吸排气装置，其中：

包括阀片2和限位装置1(优选挡板)，所述阀片2包括阀片尾部21、阀片腰部22和阀片头部23，所述阀片尾部21、所述阀片腰部22和所述阀片头部23连接为一体，且所述阀片腰部22位于所述阀片尾部21和所述阀片头部23之间，所述限位装置1、与所述阀片尾部21和所述阀片腰部22加起来的部分相对设置，且所述限位装置1覆盖所述阀片尾部21的全部和覆盖所述阀片腰部22的至少部分，所述限位装置1的长度小于等于所述阀片尾部21和所述阀片腰部22的长度之和。

本发明通过将阀片的限位装置只覆盖阀片尾部和阀片腰部的至少部分、限位装置的长度小于等于所述阀片尾部和所述阀片腰部的长度之和，在满足阀片尾部和腰部完全贴合挡板的条件下，将挡板的头部型线与阀片运动型线不一致的位置缩短，使阀片型线不一致的头部不受挡板约束，有助于减少阀片头部与挡板的撞击，提高阀片的可靠性和有效使用寿命。同时也会有助于阀片有效升程的提高，增大气流的有效流通面积，提高压缩机的容积效率，降低压缩机的噪音，提高压缩机的性能和可靠性。该挡板结构简单，易于加工，变形小，曲率与阀片运动规律相符合，使用寿命长。

分别对阀片腰部位置和头部顶端位置的阀片运动规律进行分析发现，在阀片开启阶段，其头部顶端瞬时的与挡板撞击接触，而其腰部及尾部则能与挡板完全贴合。由于阀片在上升过程中，其头部形变极小几乎成直线，即使增大几倍载荷也难使其头部型线与挡板型线一致。因此在满足阀片尾部和腰部完全贴合挡板的条件下，将挡板的头部型线与阀片运动型线不一致的位置缩短，使阀片型线不一致的头部不受挡板约束，有助于减少阀片头部与挡板的撞击，提高阀片的可靠性和有效使用寿命。同时也会有助于阀片有效升程的提高，增大气流的有效流通面积，提高压缩机的容积效率，降低压缩机的噪音，提高压缩机的性能和可靠性。该挡板结构简单，易于加工，变形小，曲率与阀片运动规律相符合，使用寿命长。

图1为本发明阀片组件的分解图，包括法兰、阀片、挡板和铆钉。阀片头部盖在法兰排气孔上方，挡板安装在阀片上方用于限制阀片开启时的升程，挡板根部连接孔与阀片连接孔及法兰连接孔相对齐，并通过铆钉或螺钉连接。

图2为本发明阀片图，如图将阀片分为尾部、腰部和头部三部分。从阀片左端连接孔最外边缘开始到阀片宽度开始变窄的位置为阀片尾部；阀片右端盖在排气孔上方的圆形部位为阀片的头部；阀片头部和尾部中间段为阀片的腰部。阀片连接孔到阀片腰部起始段为挡板固定阀片的位置，长度为l。在压缩机排气时，工质通过排气孔排出气缸，高压的气流推开阀片，阀片从尾部固定端到头部逐渐开启并与挡板贴合，由于阀片头部在开启过程中变形几乎为直线(由于阀片在上升过程中与挡板逐渐饶贴，自由端长度逐渐减小阀片刚度逐渐增大，到阀片头部位置时，阀片的刚度非常大，因此头部基本保持平面向上弯曲运动，如果看成一维的话头部就基本保持直线线上运动)，因此传统技术中阀片头部顶端直接与挡板产生撞击。

因此本发明根据阀片与挡板的贴合方式对挡板的尺寸进行了约束，使挡板的长度恰好达到阀片开启过程中与挡板完全贴合点的位置，挡板头部使用圆角过渡，挡板表面整体光滑过渡。通过对阀片挡板尺寸的约束，阀片头部运动恰好不被挡板约束，为自由运动，缓解了阀片在开启时阀片头部对挡板的冲击作用，同时阀片的有效升程得到适当提高，增大了气流的有效流通面积，提高了压缩机的效率，同时降低了阀片的冲击疲劳断裂率和气/排气过程产生的噪音。

优选地，所述限位装置1只包括挡板尾部11和挡板腰部12，所述挡板尾部11和挡板腰部12连接为一体，所述挡板尾部11与所述阀片尾部21相对设置，所述挡板腰部12与所述阀片腰部22相对设置。

这是本发明的限位装置的进一步优选结构形式，即有效使得挡板尾部与所述阀片尾部相对设置，使得阀片在打开过程中阀片尾部与挡板尾部进行相接，挡板腰部与所述阀片腰部相对设置，使得阀片在打开过程中阀片腰部与挡板腰部进行相接，有效地保证了限位装置只作用与阀片的尾部和腰部，使得阀片头部具有较大活动空间，根据阀片与挡板的贴合方式对挡板的尺寸进行了约束，使挡板的长度恰好达到阀片开启过程中与挡板完全贴合点的位置，挡板头部使用圆角过渡，挡板表面整体光滑过渡。通过对阀片挡板尺寸的约束，阀片头部运动恰好不被挡板约束，为自由运动，缓解了阀片在开启时阀片头部对挡板的冲击作用，同时阀片的有效升程得到适当提高，增大了气流的有效流通面积，提高了压缩机的效率，同时降低了阀片的冲击疲劳断裂率和气/排气过程产生的噪音。

优选地，所述挡板尾部11的长度与所述阀片尾部21的长度相等，所述挡板腰部12的长度小于等于所述阀片腰部22的长度。这是本发明的挡板尾部与阀片尾部、以及挡板腰部与阀片腰部之间的优选尺寸关系，这样能够有效保证限位装置的挡板腰部不会伸出阀片腰部的前端(即挡板腰部不会与阀片头部相对)，使得阀片头部运动恰好不被挡板约束，为自由运动，缓解了阀片在开启时阀片头部对挡板的冲击作用，同时阀片的有效升程得到适当提高，降低了阀片的冲击疲劳断裂率和气/排气过程产生的噪音。

优选地，所述阀片2上设置有第一铆钉孔24，所述阀片尾部21和所述阀片腰部22的相接位置到所述第一铆钉孔24的圆心之间的距离为l，

所述限位装置1上设置有第二铆钉孔13，所述限位装置1在不工作状态下开始翘起的圆弧起始位置为固定端14，且有所述第二铆钉孔13的圆心到所述固定端14之间的距离尺寸为a，并有0＜a≤l。

这是本发明的阀片和限位装置之间的进一步优选结构形式，能够有效保证阀片能够与挡板完全贴合，提高阀片的有效升程和气流的通流面积。图3为本发明挡板尺寸示意图。挡板连接孔到挡板开始翘起的圆弧起始位置为固定端，尺寸为a；挡板开始翘起的圆弧起始位置到挡板翘起端的边缘为挡板的限位端，挡板翘起的高度为h。为了保证阀片能够与挡板完全贴合，提高阀片的有效升程和气流的通流面积，0＜a≤l即挡板的固定端长度小于等于阀片连接孔到阀片腰部起始段的长度(防止挡板固定端过长，从而影响阀片实际升程，避免阀片实际升程过小)。

优选地，还包括铆钉3，所述铆钉穿设所述第一铆钉孔24和所述第二铆钉孔13、以将所述阀片2和所述限位装置1固定为一体。本发明有效通过铆钉能够将限位装置和阀片固定到阀座或法兰上。

优选地，所述限位装置1包括自由端15，且所述自由端15在不工作状态下翘起，且所述自由端15翘起时其下端距离所述限位装置1未翘起部分的下端之间的高度为h，h/2＜h＜h，其中h为所述阀片2的升程。这样的设置形式能够有效限制阀片的实际升程。为了有效限制阀片的实际升程h/2＜h＜h(阀片的升程)，即挡板翘起的高度小于阀片的设计升程高度并大于实际升程高度的一半，限制挡板翘起的高度是为了限制阀片的升程不能过大，也不能太小。挡板整体采用圆滑过渡。

优选地，所述阀片2为排气阀片或吸气阀片。如图6和7，图6表示的是阀片为排气阀片、设置在排气口处，图7表示的是阀片为吸气阀片、设置在吸气口处。

优选地，所述阀片2的所述阀片头部23与压缩机的排气口或吸气口相对设置，所述限位装置1不存在与所述排气口或吸气口相对的部分。本发明通过阀片与吸气口或排气口相对，限位装置不与排气口或吸气口相对，能够有效让出阀片头部相对的位置，缓解了阀片在开启时阀片头部对挡板的冲击作用，同时阀片的有效升程得到适当提高，降低了阀片的冲击疲劳断裂率和气/排气过程产生的噪音。

优选地，所述限位装置1包括自由端15，所述限位装置1的所述自由端15为弧面过渡；和/或，所述限位装置1的表面为整体光滑过渡。本发明通过弧面过渡的限位装置的自由端能够对阀片起到完全贴合以及缓冲的作用，防止阀片由于冲击较大而发生断裂的情况，整体光滑过渡的限位装置也能够起到对阀片起到完全贴合以及缓冲的作用，防止阀片由于冲击较大而发生断裂。

本发明还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的吸排气装置。

图4和图5分别为阀片组件的二维视图，阀片头部盖在法兰排气孔上方，挡板位于阀片之上，并将阀片尾部与挡板固定端连接孔用铆钉固定在法兰阀片连接孔上，挡板限位端限制阀片尾部及腰部开启时的升程，阀片头部无挡板限制，在阀片开启时可以最大限度上升。

如图6所示为排气阀片开启过程中阀片与挡板的位置变化。当压缩机排气时，气缸内高压气体排出使阀片开启，阀片从尾部固定端开始与挡板贴合，到升程最大位置恰好和挡板完全贴合，阀片头部形变几乎为直线，并且没有受到挡板的约束。在排气过程中，由于阀片固定端和阀片腰部位置与挡板完全贴合，阀片的头部位置没有挡板约束可以最大限度上升，因此阀片的有效升程可以得到适当的提高，气流的有效流通面积增大，从而压缩机的性能有所提高。由于阀片头部没有挡板约束，因此阀片头部与挡板的接触应力减小，阀片撞击挡板产生的疲劳断裂可能性降低，噪音减小，压缩机的可靠性提高。

相应的此类型挡板的设计，也可适用于有挡板的吸气阀片。如图7为吸气阀片开启过程中阀片、挡板的位置变化。当压缩机吸气时，气缸外高压气体进入气缸使阀片开启，阀片从尾部固定端开始与挡板贴合，到升程最大位置恰好和挡板完全贴合，阀片头部形变几乎为直线，并且没有受到挡板的约束。在吸气过程中，由于阀片固定端和阀片腰部位置与挡板完全贴合，阀片的头部位置没有挡板约束可以最大限度上升，因此阀片的有效升程可以得到适当的提高，气流的有效流通面积增大，从而提高压缩机的吸气效率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。