往復(fù)式制冷壓縮機(jī)吸入閥座的制作方法
【專利說明】往復(fù)式制冷壓縮機(jī)吸入閥座
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求了 2012年9月4日提交的且名稱為〃往復(fù)式制冷壓縮機(jī)吸入閥座(Reciprocating Refrigerat1n Compressor Suct1n Valve Seating) 〃的美國(guó)專利申請(qǐng)序列第61/696729號(hào)的權(quán)益，其公開內(nèi)容通過引用如同最后闡明那樣以其整體并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開內(nèi)容涉及制冷壓縮機(jī)。更具體而言，其涉及容積式壓縮機(jī)(例如，往復(fù)式活塞壓縮機(jī))，其用于壓縮氣體，如，低全球變暖潛力(GWP)的及自然的制冷劑。
【背景技術(shù)】
[0003]在往復(fù)式壓縮機(jī)中，活塞頭在下位置與上或〃頂部〃位置之間驅(qū)動(dòng)；在下位置處，待壓縮的流體進(jìn)入壓縮缸；在上或"頂部"位置處，壓縮流體從缸向外驅(qū)動(dòng)。閥板典型地置于缸的頂部處。用語(yǔ)〃頂部〃和〃底部〃并未要求任何相關(guān)或絕對(duì)垂直定向，而是僅表示缸中的相對(duì)位置。閥板承載入口閥和出口閥兩者，以允許流體流入缸，且在活塞的往復(fù)移動(dòng)中的適合點(diǎn)處流出缸。在往復(fù)活塞壓縮機(jī)等中，在壓縮機(jī)的各個(gè)軸回轉(zhuǎn)期間，壓力促動(dòng)閥典型地開啟和閉合一次。
[0004]各種類型的閥是已知的，且已經(jīng)使用了各種類型的閥板。一種類型的壓縮機(jī)閥結(jié)構(gòu)使用簧片閥?；善y可覆蓋多個(gè)沿周向間隔開的端口。當(dāng)閥閉合時(shí)，其由于閥剛度和/或壓力促動(dòng)接觸閥座，因此對(duì)于吸入閥而言密封離開缸的流，或?qū)τ谂欧砰y而言密封進(jìn)入缸的流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開內(nèi)容的一個(gè)方面涉及一種用于簧片閥的壓縮機(jī)閥板。板具有用于安裝簧片的底座部分的安裝表面部分。壓縮機(jī)具有端口。座包繞端口。環(huán)(trepan)包繞座。深度小于環(huán)的緩和區(qū)域在環(huán)的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)延伸。
[0006]在各種實(shí)施方式中，存在多個(gè)所述端口，其環(huán)為鄰接的。緩和區(qū)域可具有至少1.0mm的跨距。緩和區(qū)域可具有0.1到0.3mm的深度。緩和區(qū)域可具有環(huán)深度的40到60%的深度。
[0007]本公開內(nèi)容的另一個(gè)方面涉及包括此類板和簧片的壓縮機(jī)閥組件?；善哂邪惭b在安裝表面部分上的底座，以及在環(huán)的遠(yuǎn)側(cè)的緩和區(qū)域上的末梢。
[0008]在各種實(shí)施方式中，簧片為安裝成控制穿過多個(gè)所述端口的流的單個(gè)簧片。末梢可在緩和區(qū)域上突出至少1.0mm或端口的最大橫向尺寸的至少15%，或環(huán)徑向跨距的至少75%。
[0009]本公開內(nèi)容的另一個(gè)方面涉及包括此類壓縮機(jī)閥組件的壓縮機(jī)。在各種實(shí)施方式中，電動(dòng)馬達(dá)可在聯(lián)接到曲軸上的殼內(nèi)。閥可為吸入閥?？纱嬖诙鄠€(gè)所述端口，其環(huán)鄰接。簧片可為安裝成控制穿過多個(gè)所述端口的流的單個(gè)簧片。
[0010]一種使用壓縮機(jī)的方法可包括:運(yùn)行壓縮機(jī)，以便簧片的閉合引起簧片至少部分地容納在緩和區(qū)域中。
[0011]本公開內(nèi)容的另一個(gè)方面涉及一種用于制造此類壓縮機(jī)的方法。閥板為缺少緩和區(qū)域的現(xiàn)有的閥板的替換物，或通過再設(shè)計(jì)此類現(xiàn)有閥板的構(gòu)造來形成。
[0012]本公開內(nèi)容的其它方面涉及包括此類壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)可包括穿過壓縮機(jī)的再循環(huán)流動(dòng)通路。第一熱交換器可沿壓縮機(jī)下游的流動(dòng)通路定位。膨脹裝置可沿第一熱交換器下游的流動(dòng)通路定位。第二熱交換器可沿膨脹裝置下游的流動(dòng)通路定位。制冷劑裝料可包括按重量至少50%的二氧化碳或碳氟化合物。該系統(tǒng)可為固定的制冷系統(tǒng)。固定制冷系統(tǒng)還可包括多個(gè)制冷空間?？纱嬖诙鄠€(gè)所述第二熱交換器，其各自定位成冷卻相關(guān)聯(lián)的此類制冷空間。
[0013]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在附圖和以下描述中闡明。其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從描述和附圖清楚，且從權(quán)利要求清楚。
【附圖說明】
[0014]圖1為壓縮機(jī)的側(cè)視圖。
[0015]圖2為圖1的壓縮機(jī)的垂直縱向截面視圖。
[0016]圖3為圖1的壓縮機(jī)的缸的部分垂直縱向截面視圖。
[0017]圖3A為圖3的缸的閥區(qū)域的放大視圖。
[0018]圖4為閥板和吸入閥簧片組件的下側(cè)視圖。
[0019]圖5為圖4的閥板的視圖。
[0020]圖5A為圖5的閥板的吸入端口組的放大視圖。
[0021]圖6為處于中間位置的圖3的缸的視圖，其中閥的壓縮狀態(tài)以實(shí)線示出，而膨脹/吸入狀態(tài)以虛線示出。
[0022]圖7為制冷系統(tǒng)的示意性視圖。
[0023]圖8為固定商業(yè)制冷系統(tǒng)的示意性視圖。
[0024]圖9為現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)的缸的部分垂直縱向截面視圖。
[0025]各圖中相似的參考數(shù)字和標(biāo)號(hào)指示相似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1和2示出了示例性壓縮機(jī)20。壓縮機(jī)20具有殼體(殼)組件22。示例性壓縮機(jī)包括電動(dòng)馬達(dá)24(圖2)。示例性殼22具有吸入端口(入口)26和排放端口(出口)28。殼體限定多個(gè)缸30、31和32。各個(gè)缸容納相關(guān)聯(lián)的活塞34，其安裝成用于至少部分地在缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。示例性多缸構(gòu)造包括:一列式；V形(V字形)；以及水平相對(duì)的。示例性一列式壓縮機(jī)包括三個(gè)缸。各個(gè)缸均包括吸入位置和排放位置。例如，缸可平行地聯(lián)接，以便吸入位置為由吸入端口 26給送的共用/公共吸入室，而排放位置為給送排放端口28的共用/公共排放室。在其它構(gòu)造中，缸可共用吸入位置/狀態(tài)，但具有不同的排放位置/狀態(tài)。在其它構(gòu)造中，缸可為串聯(lián)的。示例性的基于碳氟化合物的制冷劑為R-410A。示例性的基于二氧化碳(CO2)(例如，按質(zhì)量/重量至少50%的CO2)制冷劑為R-744。
[0027]各個(gè)活塞34均通過相關(guān)聯(lián)的連接桿36聯(lián)接到曲軸38上。示例性曲軸38通過軸承保持在殼內(nèi)，以用于圍繞軸線500旋轉(zhuǎn)。示例性曲軸與馬達(dá)24的轉(zhuǎn)子40和定子42同軸。各個(gè)活塞30-32經(jīng)由相關(guān)聯(lián)的肘銷44聯(lián)接到其相關(guān)聯(lián)的連接桿36上。圖3將銷44示為具有中心部分46，其安裝成在連接桿36的遠(yuǎn)側(cè)端部部分50中的孔口 48中旋轉(zhuǎn)。示例性孔口可在連接桿的主件中套管(未示出)過盈配合。銷具有安裝在活塞(例如，經(jīng)由過盈配合(如壓配合)或經(jīng)由軸接配合)的相關(guān)的收納部分的孔口 54和55中的第一端部部分52和第二端部部分53。
[0028]示例性活塞具有遠(yuǎn)側(cè)端部面60 (圖3)和側(cè)向/周向表面62。一個(gè)或多個(gè)密封環(huán)64可承載在表面62中的對(duì)應(yīng)凹槽66中。缸各自具有缸壁/表面70。
[0029]圖3示出了由閥板80(用于簧片閥系統(tǒng))的下側(cè)78形成的缸上端部/壁76。示例性閥板80安裝到殼的缸體84的上面82上，其中墊圈86在其間用于密封。
[0030]各個(gè)缸均具有延伸穿過其上表面與下表面之間的板80的多個(gè)入口 /吸入端口 90和出口 /排放端口 92。穿過端口的流由閥控制。在該實(shí)例中，入口閥94和出口閥96兩者均為簧片閥。圖3還示出了吸入閥簧片100和排放閥簧片102。各個(gè)簧片均具有剛性地安裝到殼上的近側(cè)/底座端部部分(底座)104、106。各個(gè)簧片均具有遠(yuǎn)側(cè)端部部分108、110，其可通過簧片的彎曲轉(zhuǎn)移，以解鎖相關(guān)聯(lián)的端口，且可松弛來阻擋相關(guān)聯(lián)的端口。圖3還示出了限制排放閥簧片的彎曲范圍的排放閥襯墊物111。
[0031]圖4為閥板的下側(cè)視圖，其中僅三個(gè)吸入閥簧片100安裝到其上。為了易于圖示，未包括下文將看到的排放閥簧片和襯墊物。圖4與示例性三缸的缸體相關(guān)聯(lián)。給定壓縮機(jī)上存在一個(gè)或多個(gè)此類缸體。其它數(shù)目的缸顯然也可能。
[0032]圖5為單獨(dú)的板的對(duì)應(yīng)視圖。對(duì)于各個(gè)缸，存在三個(gè)吸入端口 90 (單獨(dú)標(biāo)為90A、90B和90C)，以及三個(gè)排放端口 92 (單獨(dú)地標(biāo)為92A、92B和92C)。圖4將各個(gè)簧片100示為阻擋所有三個(gè)相關(guān)聯(lián)的端口。簧片的底座104具有端部/邊緣130。示例性底座104包括橫向腹板，其具有一對(duì)孔口，孔口收納用于使簧片與板套準(zhǔn)的定位銷132。銷132延伸至板中的對(duì)應(yīng)孔口，且可與簧片壓配合對(duì)齊。示例性簧片具有一對(duì)臂或分支134和136，其從底座104向遠(yuǎn)側(cè)延伸，且分別穿過相鄰的排放端口之間，其中134穿過92A和92B之間，且136穿過92B和92C之間。這些分支134和136在遠(yuǎn)側(cè)端部部分108處再連結(jié)，遠(yuǎn)側(cè)端部部分108形成有示例性的三個(gè)葉140A、140B和140C(共同且單獨(dú)為140)，其分別與吸入端口相關(guān)聯(lián)。各個(gè)葉均還包括大體上圓形的主要部分，以及向遠(yuǎn)側(cè)突出的末梢部分或凸片142。示例性葉的主要部分與彼此合并，其中葉140A和140C的主要部分分別與分支134和136和其間的葉140B合并來連結(jié)它們。
[0033]圖5A還將各個(gè)閥端口示為具有外接相關(guān)聯(lián)的端口的相關(guān)聯(lián)的閥座150。閥座150具有邊沿152，其可形成為原來的板的平的下表面的完整部分(例如，板80可從板的原料加工，板原料具有對(duì)應(yīng)于最終的上表面和下表面的兩個(gè)表面)。各個(gè)閥座均由環(huán)154包繞。示例性環(huán)為垂直的緩和/加工區(qū)域。示例性環(huán)為環(huán)形，其中各個(gè)環(huán)僅與相鄰吸入端口的環(huán)合并。圖3A將環(huán)示為具有底座表面156，且從內(nèi)側(cè)壁158 (其形成座150的外壁)延伸至外側(cè)壁160。環(huán)的深度對(duì)應(yīng)于座高度Ητ。圖3A將端口示為具有軸線540和在座處的半徑Rs (沿座的內(nèi)表面161)。圖3還將座厚度或座徑向跨距示為DRS。環(huán)徑向跨距看作是DRT。
[0034]圖6為處于中間位置的圖3的缸的視圖，其中閥的壓縮狀態(tài)以實(shí)線示出，而膨脹/吸入狀態(tài)以虛線示出。在膨脹狀態(tài)下，末梢142處的吸入簧片100 (位置100’)的下側(cè)抵靠缸壁中的止擋隔間212的底座210觸底。環(huán)限制閥與板之間的接觸(且限定座)。通過設(shè)立較窄的座，環(huán)限制了可能為油膜的接觸區(qū)域。如果端口處存在寬的接觸區(qū)域，則油將引起靜摩擦。通過限定座，將存在圍繞端口的更有限的接觸區(qū)域，以及大大減少的靜摩擦。環(huán)寬度有效略微超過至少遠(yuǎn)離凸片和腿部/臂的閥葉外形。這在閥開啟時(shí)有助于破壞靜摩擦。閉合的排放閥簧片以虛線示為102’，而開啟以實(shí)線示出。
[0035]圖3A和5A示出了環(huán)的外側(cè)的緩和區(qū)域180、182。圖9示出了缺少緩和區(qū)域的基準(zhǔn)閥板。緩和區(qū)域可在基準(zhǔn)壓縮機(jī)構(gòu)造的再設(shè)計(jì)中加入。此外，其可在壓縮機(jī)的翻新中實(shí)施，如，通過以本閥板來替換基準(zhǔn)閥板。最小的此類再設(shè)計(jì)或翻新