一种阀组件及包含其的涡旋压缩机

文档序号:874063 发布日期:2021-03-19 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 一种阀组件及包含其的涡旋压缩机 (Valve assembly and scroll compressor comprising same ) 是由 徐嘉 单彩侠 李立民 郭求和 于 2020-12-03 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种阀组件及包含其的涡旋压缩机,涉及压缩机技术领域,解决了涡旋压缩机容量调节结构复杂、可靠性差的技术问题。该阀组件包括阀本体,阀本体上设置有分别与涡旋压缩机的排气段、吸气段和压缩段连通的排气流路、吸气流路和中压流路,阀本体内设置有能通过吸排气压力实现状态切换的调容件;当调容件处于不同状态时,吸气流路与中压流路处于连通或断开状态,以实现涡旋压缩机在部分负荷运行或全负荷运行时的容量调节;涡旋压缩机包括阀组件。本发明靠吸排压控制阀芯位置的移动实现不同压力区域的连通,实现涡旋压缩机的全负荷运行和部分负荷运行时的容量调节,降低压缩机结构的复杂程度,提高压缩机的运行可靠性。(The invention provides a valve assembly and a scroll compressor comprising the same, relates to the technical field of compressors, and solves the technical problems of complex structure and poor reliability of capacity adjustment of the scroll compressor. The valve component comprises a valve body, wherein an exhaust flow path, an air suction flow path and a medium pressure flow path which are respectively communicated with an exhaust section, an air suction section and a compression section of the scroll compressor are arranged on the valve body, and a volume adjusting piece capable of realizing state switching through air suction and exhaust pressure is arranged in the valve body; when the volume adjusting piece is in different states, the air suction flow path and the medium pressure flow path are in a connected or disconnected state, so that the volume adjustment of the scroll compressor in partial load operation or full load operation is realized; the scroll compressor includes a valve assembly. The invention realizes the communication of different pressure areas by the movement of the position of the suction and discharge control valve core, realizes the capacity adjustment of the scroll compressor during full load operation and partial load operation, reduces the complexity of the compressor structure and improves the operation reliability of the compressor.)

一种阀组件及包含其的涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域,尤其是涉及一种阀组件及包含其的涡旋压缩机。

背景技术

对于涡旋压缩机来说,在其设计之初,都会依照其运行过程中存在的最大负荷进行能力制定。但是,在运行过程中,部分时间压缩机所需发挥能力均达不到最大值,但压缩机仍旧按最大容量运行,如此,会影响系统整体性能,造成不必要的能量浪费。

为解决该问题,传统上,通常在压缩机内部设置机械结构,如中国专利CN105026764B及CN106032799B中公开的涡旋压缩机,通过电磁阀控制动静盘的接触与分离,以此实现容量调节作用,这种机械动力控制涡旋压缩机内部动、静盘之间的接触分离的控制方式,不仅存在结构复杂的问题,还存在增加可靠性风险的问题。

因此,本发明提出了一种具有减载功能的阀组件以及包含该阀组件的涡旋压缩机,以此实现压缩机容量的调节,达到变容的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阀组件及包含该阀组件的涡旋压缩机,以解决现有技术中存在的涡旋压缩机容量调节结构复杂、可靠性差的技术问题。

为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:

本发明提供的一种阀组件,包括设置在涡旋压缩机内的阀本体,所述阀本体上设置有分别与涡旋压缩机的排气段、吸气段和压缩段连通的排气流路、吸气流路和中压流路,所述阀本体内设置有能通过吸排气压力实现状态切换的调容件;当所述调容件处于不同状态时,所述吸气流路与所述中压流路处于连通或断开状态,以实现涡旋压缩机在部分负荷运行或全负荷运行时的容量调节。

作为本发明的进一步改进,所述调容件包括两种运行状态,分别为涡旋压缩机全负荷运行的第一状态和部分负荷运行的第二状态;所述调容件处于第一状态时,所述吸气流路与所述中压流路彼此分开保持断开,吸入冷媒全部参与压缩过程;所述调容件处于第二状态时,所述吸气流路与所述中压流路彼此连接保持连通,吸入冷媒部分回流,部分参与压缩过程。

作为本发明的进一步改进,所述阀本体包括一端敞口的阀座和封盖在所述阀座敞口处的盖板;所述调容件放置在所述阀座内,通过弹性件与所述盖板连接,能沿所述阀座轴向往复移动;所述阀座底部设置有与所述排气流路连接的排气接通孔、侧壁上设置有与所述中压流路连接的中压接通孔;所述盖板上设置有与吸气腔连通的吸气接通孔,所述吸气流路设置在所述调容件内,与所述调容件的侧部和头部均连通,当所述调容件处于第二状态时,所述中压接通孔与所述吸气流路连通。所以弹性件处于自然伸长状态时,所述调容件与所述阀座底部接触连接。当涡旋压缩机的排气压力大于吸气压力与所述弹性件的弹力之和时,所述调容件处于第一状态;当涡旋压缩机的排气压力小于吸气压力与所述弹性件的弹力之和时,所述调容件处于第二状态。

作为本发明的进一步改进,当涡旋压缩机的排气压力大于吸气压力与所述弹性件

作为本发明的进一步改进,所述调容件包括规格形状与所述阀座内腔相同的阀芯、设置在所述阀芯头部的轴向通孔、设置在所述阀芯侧部的径向通孔、设置在所述阀芯外壁上沿轴向设置的环形凹槽、嵌设在所述环形凹槽内以将所述阀座和所述阀芯外壁之间形成多个独立腔室的密封圈,所述吸气流路一端与所述轴向通孔连接,另一端与所述径向通孔连接;当所述调容件处于第一状态或第二状态时,所述中压接通孔与不同的独立腔室连通,所述径向通孔位于与所述中压接通孔连通的其中一个独立腔室处。

作为本发明的进一步改进,所述独立腔室包括三个,分别为排压室、中压室和吸压室,所述排气接通孔与所述排压室连通;所述吸气接通孔与所述吸压室通过所述吸气流路连通;所述中压室位于所述吸压室和所述排压室之间,所述阀芯往复移动时,所述中压接通孔与所述中压室或所述吸压室连通。

作为本发明的进一步改进,相邻两个所述环形凹槽之间的间隔相等。

作为本发明的进一步改进,当所述调容件处于第一状态时,所述阀芯底部与所述阀座底部之间的距离H1大于所述中压接通孔与所述吸压室之间最大距离H2。

作为本发明的进一步改进,所述排气流路包括排气软管和排气通道,所述排气通道开设在分隔板上,一端与所述排气段连通,另一端与所述排气软管连通。

作为本发明的进一步改进,所述排气段为静盘排气口或排气腔。

作为本发明的进一步改进,所述中压流路包括中压软管和中压通道,所述中压通道开设在静盘上,一端与静盘的压缩腔连通,另一端与所述中压软管连通。

本发明提供的一种涡旋压缩机,包括所述阀组件。

作为本发明的进一步改进,所述涡旋压缩机包括壳体、分隔板、静盘、动盘和曲轴,所述阀组件安装在分隔板上。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果:

本发明提供的具有减载功能的涡旋压缩机,通过设置靠吸排压控制阀芯位置的移动实现不同压力区域的连通,从而实现涡旋压缩机的全负荷运行和部分负荷运行时的容量调节,可避免机械动力机构的使用,降低压缩机结构的复杂程度,提高压缩机的运行可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明阀组件第一种实施例安装到涡旋压缩机后的剖面图;

图2是图1中A局部放大图;

图3是图1中B局部放大图;

图4是本发明阀组件中盖板的结构示意图;

图5是本发明阀组件中垫片的结构示意图;

图6是本发明阀组件中阀座的结构示意图;

图7是本发明阀组件中密封圈的结构示意图;

图8是本发明阀组件中弹簧的结构示意图;

图9是本发明阀组件中阀芯的结构示意图;

图10是本发明阀组件沿轴向切开后的切面爆炸图;

图11是本发明阀组件处于第一状态时的剖面图;

图12是本发明阀组件处于第二状态时的剖面图;

图13是本发明阀组件第二种实施例安装到涡旋压缩机后的局部剖面图。

图中1、静盘排气口;2、分隔板;3、阀组件;4、压缩腔;5、静盘;6、动盘;7、壳体;8、排气管;9、排气腔;10、排气通道;11、中压通道;12、排气软管;13、中压软管;14、盖板;15、垫片;16、阀座;1601、阀端面;1602、螺纹孔;1603、阀内壁;17、吸气接通孔;18、中压接通孔;19、排气接通孔;20、密封圈;21、弹簧;22、阀芯;2201、环形凹槽;2202、径向通孔;2203、轴向通孔;2204、外壁面;23、螺钉;24、曲轴;25、吸气腔;26、排压室;27、中压室;28、吸压室;29、吸气流路。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种能利用吸排压调节压缩机容量的阀组件,通过设置该阀组件,压缩机具有减载功能,能够使压缩机在部分负荷运行时减少内部冷媒容量;具体的,阀组件3包括设置在涡旋压缩机内的阀本体,阀本体上设置有分别与涡旋压缩机的排气段、吸气段和压缩段连通的排气流路、吸气流路29和中压流路,阀本体内设置有能通过吸排气压力实现状态切换的调容件;当调容件处于不同状态时,吸气流路29与中压流路处于连通或断开状态,以实现涡旋压缩机在部分负荷运行或全负荷运行时的容量调节。

进一步需要说明的是,调容件包括两种运行状态,分别为涡旋压缩机全负荷运行的第一状态和部分负荷运行的第二状态;当涡旋压缩机处于全负荷运行时,其排气压力大于吸气压力与弹性件的弹力之和,调容件处于第一状态,吸气流路29与中压流路彼此分开保持断开,吸入冷媒全部参与压缩过程;当涡旋压缩机处于部分负荷运行时,其排气压力小于吸气压力与弹性件的弹力之和,调容件处于第二状态,吸气流路29与中压流路彼此连接保持连通,吸入冷媒部分回流,部分参与压缩过程。

作为本发明的一种可选实施方式,阀本体包括一端敞口的阀座16和封盖在阀座16敞口处的盖板14;调容件放置在阀座16内,通过弹性件与盖板14连接,能沿阀座16轴向往复移动,进一步的,在本发明的一种实施例中,弹性件为弹簧21;当弹簧21处于自然伸长状态时也就是未受压或受拉状态时,调容件与阀座16内腔底部接触连接,此时也是调容件的第二状态;阀座16底部设置有与排气流路连接的排气接通孔19、侧壁上设置有与中压流路连接的中压接通孔18;盖板14上设置有与吸气腔25连通的吸气接通孔17,吸气流路29设置在调容件内,与调容件的侧部和头部均连通,当调容件处于第二状态时,中压接通孔18与吸气流路29连通。

更进一步的,调容件包括规格形状与阀座16内腔相同的阀芯22、设置在阀芯22头部的轴向通孔2203、设置在阀芯22侧部的径向通孔2202、设置在阀芯22的外壁面2204上沿轴向设置的多个环形凹槽2201、嵌设在环形凹槽2201内以将阀座16和阀芯22外壁之间形成多个独立腔室的密封圈20,吸气流路一端与轴向通孔2203连接,另一端与径向通孔2202连接;当调容件处于第一状态或第二状态时,中压接通孔18与不同的独立腔室连通,径向通孔2202位于与中压接通孔18连通的其中一个独立腔室处。

独立腔室包括三个,分别为排压室26、中压室27和吸压室28,排气接通孔19与排压室26连通;吸气接通孔17与吸压室28通过吸气流路29连通;中压室27位于吸压室28和排压室26之间,阀芯22往复移动时,中压接通孔18与中压室27或吸压室28连通。

作为本发明的一种可选实施方式,相邻两个环形凹槽2201之间的间隔相等。

当调容件处于第一状态时,阀芯22底部与阀座16底部之间的距离H1大于中压接通孔18与吸压室28之间最大距离H2,通过此结构设置,可保证在调容件处于第二状态时,中压接通孔18与吸压室28能够连通,从而保证涡旋压缩机内的中压冷媒能够经吸压室28、吸气流路29回流到吸气腔25中,实现容量调节。

排气流路包括排气软管12和排气通道10,排气通道10开设在分隔板2上,一端与排气段连通,另一端与排气软管12连通。

进一步的,排气段为静盘排气口1或排气腔9。

进一步的,中压流路包括中压软管13和中压通道11,中压通道11开设在静盘5上,一端与静盘5的压缩腔4连通,另一端与中压软管13连通。

本发明还提供了一种涡旋压缩机,包括上述的阀组件3,阀组件3安装在涡旋压缩机内。

更进一步的,涡旋压缩机包括壳体7、分隔板2、静盘5、动盘6和曲轴24,阀组件3安装在分隔板2上。

实施例1:

如图1所示,本发明提供了一种涡旋压缩机,涡旋压缩机主要由分隔板2、静盘5、动盘6、壳体7、排气管8、曲轴24等部件组成,分隔板2与壳体7之间为排气腔9,静盘排气口1与排气腔9连通,排气管8安装在壳体7上与排气腔9连通。曲轴24与动盘6传动连接,能带动动盘6旋转;静盘5与壳体7之间为吸气腔25;运行过程中,在曲轴24的驱动下,动盘6围绕静盘5做回旋平动,以此在二者之间形成一系列月牙形压缩腔4,实现气态冷媒的压缩过程。

还包括设置在涡旋压缩机内的阀组件3,如图1-图3所示,阀组件3装配在分隔板2上,二者可以焊接、螺栓固定等方式连接在一起;如图4所示,盖板14上开设有用于与阀座16连接的螺钉通孔及吸气接通孔17;如图5所示,为垫片15结构,垫片15设置在盖板14和阀座16之间,垫片15上设置有螺钉通孔;如图6所示,为阀座16结构示意图,阀座16为圆柱体筒形结构,一端封口,一端敞口,阀座16敞口端设置有向外延伸形成的环形阀端面1601,阀端面1601上设置有用于与螺栓连接的螺纹孔1602,阀座16的阀内壁1603上开设有中压接通孔18,阀芯22放置在阀座16内腔中,阀座16底部开设有排气接通孔19;如图7所示,为密封圈20结构示意图;如图8所示,为弹簧21结构示意图;如图9所示,为阀芯22结构示意图,阀芯22上开设有周向环形凹槽2201,外壁面2204上开设有径向通孔2202,头部也就是靠近盖板14一侧开设有轴向通孔2203,径向通孔2202与轴向通孔2203通过吸气流路29贯通;如图10所示,为阀组件3沿轴向切开后的切面爆炸图;如图11所示,为阀组件3处于第一状态时的剖面图;如图12所示,为阀组件3处于第二状态时的剖面图。

阀组件3组装过程中:将分隔板2上通过排气通道10引出的排气压力气态冷媒引入阀座16上的排气接通孔19;将静盘5上通过中压通道11引出的中间压力气态冷媒引入阀座16上的中压接通孔18;将吸气压力引入阀座16上的吸气接通孔17。分隔板2上排气通道10与阀座16上排气接通孔19之间、静盘5上中压通道11与阀座16上中压接通孔18之间分别采用排气软管12和中压软管13连接在一起。

阀组件3的组成包括盖板14、垫片15、阀座16、弹簧21及阀芯22等部件,装配过程中弹簧21一端与盖板14连接,另一端与阀芯22相连,密封圈20可装配于阀芯22的周向环形凹槽2201内,阀座16、垫片15与盖板14通过螺钉固定连接到一起。其中阀芯22的外壁面2204、阀座16的阀内壁1603及密封圈20将阀芯22与阀座16之间的间隙空间分为吸压室28、中压室27及排压室26,阀芯22上开设有径向通孔2202和轴向通孔2203,二者之间通过吸气流路29贯通,可将吸气压力引入吸压室28。同时,阀组件3装配过程中,需满足:在调容件处于第一状态时,阀芯22底部与阀座16底部之间的距离H1大于中压接通孔18与吸压室28之间最大距离H2,也就是H2<H1,且中压接通孔18的直径φd小于吸压室28或中压室27长度,也就是φd<H3=H4。

压缩机在正常工况下运行时,排气压力较大幅度大于吸气压力,此时阀组件3处于第一状态,此时静盘5的压缩腔与吸气冷媒不连通,压缩机处于全负荷状态运行;当处于部分负荷工况运行时,吸气压力及弹簧21对阀芯22提供的力大于排气压力对阀芯22提供的力,此时阀组件3处于第二状态,此时,静盘5的压缩腔与吸气冷媒连通,压缩机的压缩腔内部分中间压力冷媒泄露到压缩机吸气侧,实现容量调节功能。

实施例2:

如图13所示,在本实施例中仅说明与实施例1的区别之处,实施例2与实施例1的区别仅在于,排气通道10的引入端并非静盘排气口1,而是排气腔9。在本实施例中,排气通道10竖直贯穿分隔板2设置,顶端与排气腔9连通,下端与排气软管12连接。在本实施例2内,引排气腔9内排气冷媒至阀组件3排压室,在部分负荷时,实现对阀芯位置变换的驱动。

这里首先需要说明的是,“向内”是朝向容置空间中央的方向,“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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