一种用于直线压缩机的排气阀组的制作方法

1.本发明设计冰箱及空调制冷，具体涉及冰箱及空调制冷用直线压缩机的一种排气阀组。


背景技术：

2.据统计，我国夏季空调能耗占总能耗的17%，而普通家用电冰箱消耗居民家庭总用电量的一半左右。其中压缩机是其最主要的耗能部件，占冰箱消耗功率80%。因此提高冰箱用压缩机的节能水平对于应对能源紧缺问题意义重大。在这种背景下，高效节能的直线压缩机已成为当前国内外的研究重点。
3.阀片作为压缩机的“心脏”，对压缩机性能的好坏有着举足轻重的作用，设计得好的气阀能使流动阻力损失在压缩机轴功率的占比仅为3%~7%左右，而设计欠佳的可能会高达20%，同时好的阀片设计能够进一步提高阀片的使用寿命。动磁式直线压缩机可采用气体轴承技术，实现无油润滑，可以任意方向放置，不需考虑重力对压缩机回油的影响，能够应用在各种环境下的家用空调和家用冰箱领域，更好的阀片结构能让压缩机具有更高的性能和更加节能环保。


技术实现要素：

4.为了解决上述所说阀片存在的损失问题和寿命问题，本发明提供一种用于冰箱及空调制冷用直线压缩机的一种排气阀组，从而提高冰箱、空调用压缩机的性能和节能水平。
5.本发明是一种用于直线压缩机的排气阀组，主要包括排气阀、垫圈、升程限制器。其特征在于：所述排气阀为簧片式，中间为圆板，外部为圆环，通过两根或多根梁臂相连，梁臂型线采用阿基米德线型，为圆板提供径向的支撑力和轴向的弹簧力；外部圆环采用4颗螺钉进行多点固定，避免因单点固定时预紧力过大导致中间阀板向上翘起。另外，采用该结构使得阀片开启和关闭时受力更均匀，阀板不容易发生变形或扭曲，可有效提高阀片的密封性，从而提高压缩机性能。同时，均匀的受力可使梁臂不容易被扭曲或断裂，阀片寿命更长。
6.可以理解，常用的簧片阀为单梁臂，在使用过程中阀片在高频运行下容易发生不可逆形变，如自由端在长期高频运行后会向上翘起，使密封失效；另外，单臂梁簧片阀也容易由于固定端预紧力过大而造成自由端向上翘起，从而使密封失效，不利于提高压缩机的性能。
7.排气阀的外部圆环上分别有一组用于螺纹孔的贯通孔ⅰ和一组用于气缸连通孔的贯通孔ⅱ，每组数量为4，其中贯通孔ⅰ与贯通孔ⅱ夹角为45
°
。排气阀安装在排气腔的阀座上，下方设有排气孔，排气孔直径比排气阀中间圆板直径小0.5~1mm，用于密封。排气阀上方安装有排气垫片，为排气阀提供升程高度。
8.本方案中的阀座设有一组均布的螺纹孔及一组均布的连通孔，每组数量为4，螺纹孔与连通孔夹角为45
°
，阀座中心设有排气孔。
9.本方案中的排气垫片为圆环状，上方安装有升程限制器，其内环与外环直径均与
排气阀的内、外环直径相同，排气垫片上有两组用于螺纹孔的贯通孔ⅲ和贯通孔ⅳ以及一组用于气缸连通孔的贯通孔
ⅴ
，每组数量为4，其中贯通孔ⅲ和贯通孔ⅳ的夹角为22.5
°
，贯通孔ⅲ与贯通孔
ⅴ
的夹角为45
°
，当采用贯通孔ⅲ对排气垫片进行固定时，贯通孔
ⅴ
与贯通孔ⅱ连通，此时被压缩的高温高压制冷剂气体能够通过贯通孔ⅱ、
ⅴ
从排气腔进入气缸的连通孔和喷气孔并喷射到动子活塞表面形成气膜，产生气体轴承的效果；当采用贯通孔ⅳ对排气垫片进行固定时，贯通孔
ⅴ
不与贯通孔ⅱ连通，此时气体不能进入气缸的连通孔处，因此不能产生气体轴承的效果。
10.本方案中的升程限制器外部为圆环状，其内、外环直径与排气阀内、外环直径相同，其内部为十字直杆，用于限制排气阀中间圆板的升程，同时直杆与中间圆板接触时为两个平面接触，能够完全贴合，避免了某点应力过大导致圆板发生变形，提高了阀片的使用寿命。升程限制器上分别有一组用于螺纹孔的贯通孔
ⅵ
和一组用于气缸连通孔的贯通孔
ⅶ
，其数量、大小和位置分布于排气阀相同。
11.本发明的作用与效果：采用两根或多根阿基米德型线的梁臂使中间圆板受力更加均匀，阀片的开启与关闭更加及时，泄漏损失更小。
12.进一步地，梁臂更加均匀的受力，可以避免梁臂某处因应力过大导致的断裂，提高了阀片的使用寿命。
13.进一步地，排气阀的升程可以根据工况调整排气垫片的数量，避免排气阀两端的压差过大，使排气阀在运行过程中压力损失更小。
14.进一步地，排气垫片的贯通孔设计可以让直线压缩机的运行模式根据需求进行切换，分别是采用气体轴承模式和不采用气体轴承模式。
附图说明
15.图1是本发明所用于的直线压缩机示意图；图2是本发明的结构示意图；图3是本发明的排气阀示意图；图4是本发明的排气垫片示意图；图5是本发明的升程限制器示意图。
具体实施方式
16.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的一种用于直线压缩机的排气阀组作具体阐述。
17.如图1、2所示，本发明所用于的直线压缩机包括气缸1，机壳2，直线电机3，板弹簧5，动子活塞7，永磁体8，永磁体支架9，吸气阀12和排气阀组13构成。所述气缸1内壁上下均布有8个喷气孔9，通过连通孔10与排气腔14相连，排气腔中的高温高压制冷剂工质通过连通孔10和喷气孔9喷射在动子活塞7表面形成气膜。
18.所述排气阀组13包括升程限制器101，排气垫片102和排气阀103，排气阀103采用簧片式，中间为圆板304，外部为圆环302，采用3根阿基米德线型的梁臂303相连，为中间圆板304提供径向支撑力和轴向弹簧力。排气阀103的外部圆环303上分别布有一组用于螺纹
孔的贯通孔ⅰ305和一组用于气缸连通孔10的贯通孔ⅱ301，每组数量为4，其中贯通孔ⅰ305与贯通孔ⅱ301的夹角为45
°
，排气阀103安装在气缸1的阀座上，上方安装有排气垫片102。排气垫片102为圆环状，上方安装有升程限制器101，其内环与外环直径均与排气阀103的内、外环直径相同，排气垫片圆环402上有两组用于螺纹孔的贯通孔ⅲ402和贯通孔ⅳ403以及一组用于气缸连通孔10的贯通孔
ⅴ
404，每组数量为4，其中贯通孔ⅲ402和贯通孔ⅳ403的夹角为22.5
°
，贯通孔ⅲ402与贯通孔
ⅴ
404的夹角为45
°
。当采用贯通孔ⅲ402对排气垫片102进行固定时，贯通孔
ⅴ
404与贯通孔ⅱ301连通，此时被压缩的高温高压制冷剂气体能够通过贯通孔ⅱ301、贯通孔
ⅴ
404从排气腔13进入气缸1的连通孔10和喷气孔9并喷射到动子活塞7表面形成气膜，产生气体轴承的效果；当采用贯通孔ⅳ403对排气垫片102进行固定时，贯通孔
ⅴ
404不与贯通孔ⅱ301连通，此时气体不能进入气缸1的连通孔10处，因此不能产生气体轴承的效果。升程限制器101外部为圆环状，其内、外环直径与排气阀103内、外环直径相同，其内部为十字直杆503，用于限制排气阀103中间圆片304的升程，升程限制器101上分别有一组用于螺纹孔的贯通孔
ⅵ
504和一组用于气缸连通孔10的贯通孔
ⅶ
501，其数量、大小和位置分布于排气阀103相同。排气阀组12在压缩机排气过程中打开，其余过程关闭。
19.将上述结构部件组成的排气阀组用于直线压缩机中，由于采用多臂形式对排气阀中间圆板进行支撑，圆板抬升变时各梁臂受力均匀，不易发生断裂或变形，能够保证排气阀具有更好的密封性和更长的使用寿命；同时排气垫片的贯通孔分布可以随时切换压缩机的运行模型，可根据需求来选择是否采用气体轴承。
20.本发明的一种用于直线压缩机的排气阀组，首先在直线电机的铜线圈中通以150v120hz的交流电，此时铜线圈会产生感应磁场，并在内磁轭和外磁轭的作用下使得感应磁场进一步增强，与永磁体自身的恒定磁场相互作用，推动动子活塞进行往复运动，对制冷剂工质进行压缩。
21.模式一：采用贯通孔ⅲ对排气垫片进行固定。当制冷剂工质的压力被压缩至高于冷凝压力时，排气阀的中部圆板会由于两端的压差而被打开，此时高温高压的制冷剂气体进入排气腔，一部分工质通过气缸上的连通孔和喷气孔喷射到活塞表面的接气沉孔中形成气膜，提供了支撑力，避免动子活塞与气缸内壁发生接触，另一部分工质则进入排气管道继续进行循环。当压缩机进入膨胀过程时，气缸内部的压力开始减小，排气阀被关闭。
22.模式二：采用贯通孔ⅳ对排气垫片进行固定。当制冷剂工质的压力被压缩至高于冷凝压力时，排气阀的中部圆板会由于两端的压差而被打开，此时高温高压的制冷剂气体进入排气腔，由于排气垫片上的贯通孔
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不与排气阀处的贯通孔ⅱ连通，气体无法通过贯通孔ⅱ和贯通孔
ⅴ
进入连通孔中，无法在活塞表面形成气体轴承，此时制冷剂工质全部进入排气管道继续进行循环。当压缩机进入膨胀过程时，气缸内部的压力开始减小，排气阀被关闭。
23.上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。