專利名稱：往復式壓縮機的排氣閥組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種往復式壓縮機的排氣閥組件，更具體地說，涉及一種能夠增進汽缸中被排放的壓縮氣體的排放效率并將產生的噪音減到最小的往復式壓縮機的排氣閥組件，。
背景技術：
簡要地說，往復式壓縮機是一種當活塞在汽缸中直線往復運動時吸入并壓縮制冷氣體的設備。往復式壓縮機根據驅動機構大致分為兩種方法。一種方法是將旋轉運動轉變為直線往復運動，并將直線往復運動傳遞給活塞。另一種方法是直接將電機的直線往復運動傳遞給活塞。
圖1為示出往復式壓縮機的一個例子的示圖。如圖所示，往復式壓縮機包括與吸氣管1和排氣管2相連的外殼10；前支架20和中支架30，它們以一定間隔安裝在外殼10中并由彈簧(未示出)彈性地支撐；安裝在前支架20與中支架30之間的驅動電機40，產生直線往復驅動力；插在前支架20中的汽缸50；接受驅動電機40的驅動力并因此在汽缸50中直線往復運動的活塞60；遮蓋活塞60的后支架70；彈性地支撐活塞60并引起活塞60的諧振運動的諧振彈簧80；與活塞60的端面相連的吸氣閥90，吸氣閥90根據活塞60的直線往復運動控制進入汽缸50的氣流；以及安裝在汽缸50一側的排氣閥組件100，排氣閥組件100根據活塞60的直線往復運動控制汽缸50中壓縮氣體的排放。
驅動電機40包括安裝在前支架20與中支架30之間的外定子41；插在外定子41中并安裝在前支架20上的內定子42；與外定子41相連的線圈43；以及插在外定子41與內定子42之間能夠直線移動的活動部件44。活動部件44包括汽缸固定件45以及與固定件45相連的多個磁體46，并且固定件45與活塞60相連。
排氣閥組件100包括排氣蓋101，用于遮蓋汽缸50的內部空間；位于排氣蓋101中并打開/關閉汽缸的內部空間的排氣閥102；以及彈性地支撐排氣閥102的閥彈簧103。排氣管與排氣蓋相連。
未在以上說明的104和105，分別為連接螺栓和螺母。
以下將說明上述往復式壓縮機的工作原理。
首先，當壓縮機接通電源時，驅動電機40產生直線往復驅動力，并因此，驅動電機的活動部件44直線往復運動。活動部件44的直線往復運動傳遞給活塞60，從而活塞60在汽缸50的內部空間中直線往復運動。根據活塞60在汽缸50的內部空間中的直線往復運動，當吸氣閥90和排氣閥組件100通過汽缸59中產生的壓力差打開/關閉氣道時，氣體被吸入汽缸50、壓縮并排出。在汽缸50的內部空間被壓縮并從其中排出的氣體，經過排氣蓋101內部并通過排氣管2排放到外殼10的外部。以上的這個過程不斷重復，因此能夠將氣體壓縮。
在該往復式壓縮機中，產生噪聲的程度受到排氣閥組件100的工作影響，排氣閥組件用于排出被活塞50的直線往復運動所壓縮的氣體。而且，排氣閥100的工作影響排出氣體的流阻，進而影響排氣量。因此，對于排氣閥組件100的研究是增加可靠性并提高效率的重要因素，有很多研究正在進行。
圖2為示出用于往復式壓縮機的排氣閥組件的傳統結構的一個例子的示圖。如圖所示，用于傳統往復式壓縮機的排氣閥組件包括用于遮蓋汽缸50的內部空間的排氣蓋110；插在排氣蓋110中并用于打開/關閉汽缸50的內部空間的排氣閥120；以及用于彈性地支撐排氣閥120的閥彈簧130。排氣蓋110形成為具有一定厚度的帽蓋形狀。即，排氣蓋110具有在圓柱形部分111的一側彎曲并延伸的固定部件112，圓柱形部分111具有一定長度和直徑并且與前支架20相連；與圓柱形部分111一側的排氣管2相連的排氣孔113；以及形成在圓柱形部分111另一側的支撐壁部分115，該支撐壁部分遮蓋著圓柱形部分111。支撐壁部分115與圓柱形部分111垂直相交。
排氣閥120具有在半球121的一側凸出的彈簧連接部分122，且圓形壓縮板123將汽缸50的內部空間封閉，并位于主體部分121的另一側。
閥彈簧130為一個具有一定長度的盤簧。
閥彈簧103的一側與排氣閥的彈簧連接部分122相連，且其另一側由排氣蓋110的支撐壁部分的內表面114接觸地支撐。此時，排氣閥的壓縮板123與接觸表面S1相接觸，該接觸表面S1為氣缸50的一個端面。與閥彈簧130相接觸的排氣蓋101的支撐壁部分的內表面114為一個平面，其平行于與排氣閥的壓縮板123相接觸的氣缸50的接觸表面S1。
以下將詳細說明上述的用于傳統往復式壓縮機的排氣閥組件的工作原理。
如圖3所示，當活塞60從頂部死點移動到底部死點時，氣缸50的內表面處的壓力差使排氣閥的壓縮板123貼在氣缸50的接觸表面S1上。在此貼附的同時，吸氣閥90打開，從而通過形成在活塞60中的通道將氣體引入氣缸50的內部空間。
如圖4所示，當活塞60從底部死點移動到頂部死點時，吸氣閥90將活塞60的氣道封閉，從而將吸入汽缸50的內部空間的氣體逐漸壓縮。當氣體處于預定的壓縮狀態時，閥彈簧130支撐的排氣閥120打開，從而排出壓縮氣體。此過程不斷重復，因此能夠將氣體壓縮。
在上述排氣閥組件中，將用于排氣的汽缸50的內部空間以及用于打開/關閉氣缸50的內部空間的排氣閥90的形狀構造成具有最大排氣面積。因此，排氣氣流平穩，并且由于一次排出大量氣體，所以排氣效率很高。
但是，彈性支撐排氣閥120的彈簧閥130的彈性剛度設計得較低，以便使排氣閥120平滑地運動。所以，當排氣閥120移動時，其移動寬度將變大，從而閥120與氣缸50接觸時產生的沖擊將增強，從而產生高頻的閥接觸噪音。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種用于往復式壓縮機的排氣閥組件，其能夠將產生的噪音減到最小，并增加在氣缸中壓縮并排出的氣體的排氣效率。
為獲得本發明的這些以及其他優點并根據本發明的目的，如此處具體所示例并大致說明的，提供一種用于往復式壓縮機的排氣閥組件，包括與前支架相連的排氣蓋，以便遮蓋活塞所插入其中的汽缸；插入排氣蓋中并用于打開/關閉汽缸的內部空間的排氣閥，氣體在該空間中壓縮；以及非平衡且彈性的支撐裝置，該裝置彈性地支撐排氣閥，從而使當排氣閥與汽缸相接觸時施加在排氣閥上的接觸壓力是不平衡的。
從下面的結合附圖對本發明進行的詳細說明中，本發明的上述以及其他的目的、特點、方面和優點將變得更為清晰。
對本發明提供進一步理解的附圖包含在說明書中并構成本說明書的一部分、示出本發明的實施例并與說明書一起用來解釋本發明的原理。
在圖中圖1為示出一般往復式壓縮機的剖視圖；圖2為示出用于傳統往復式壓縮機的排氣閥組件的剖視圖；圖3和圖4分別為示出用于傳統往復式壓縮機的排氣閥組件的工作狀態的剖視圖；圖5為示出根據本發明的用于往復式壓縮機的排氣閥組件的一個
具體實施例方式
將具體參照本發明的優選實施例進行說明，優選實施例在附圖中作為例子示出。
圖5為示出根據本發明的用于往復式壓縮機的排氣閥組件的一個實施例的剖視圖，且圖6為沿圖5中A-B線截開的剖視圖。
如圖所示，往復式壓縮機的排氣閥組件包括與前支架相連從而遮蓋汽缸200的排氣蓋210；插入排氣蓋210中用于打開/關閉汽缸200的內部空間的排氣閥220，氣體在該空間中被壓縮；以及非平衡且彈性的支撐裝置，該裝置彈性地支撐著排氣閥220，從而使當排氣閥220與汽缸200的接觸面S1相接觸時施加在排氣閥220上的接觸壓力是不平衡的。
在汽缸200中，活塞230所插入的插入孔202在圓柱形的主體部分201中形成，與排氣閥220相接觸的接觸面S1形成在主體部分201的一個側面上。汽缸200與支架240相連，且活塞230插在汽缸的插入孔202中，以便直線往復運動。
活塞230具有形成在其中以便穿過活塞230的氣道231，以及安裝在其一側端用于打開/關閉氣道231的吸氣閥232。
排氣蓋210包括具有一定厚度和預定長度的圓柱形部分211；遮蓋圓柱形部分211的一側的支撐壁部分212；以及在圓柱形部分211的另一側彎曲并延伸的固定部分213。支撐壁部分212的內表面以預定角度形成傾斜面214。排氣蓋210的固定部件213與支架240相連，以便遮蓋汽缸的接觸面S1一側。
排氣閥220呈半球形，且半球221的平面為與汽缸的接觸面S1相接觸的壓縮板222。在壓縮板222的相對一側，形成從半球221凸出的連接部分223。排氣閥220與汽缸的接觸面S1相接觸，從而其壓縮板222能夠封閉汽缸200的內部空間。
非平衡彈性支撐裝置包括閥彈簧250，其一側與排氣閥220的連接部分223相連，且其另一側由排氣蓋210的支撐壁部分212的內表面接觸地支撐，該閥彈簧在離開中心的兩側分別具有不同的匝數；以及排氣蓋的支撐壁部分212的內表面，即斜面214，閥彈簧250被支撐在該處。
排氣蓋210的內表面，即斜面214以汽缸的接觸面S 1為基礎傾斜，該接觸面與排氣閥220相接觸，且傾斜角大于4度。形成排氣閥210的支撐壁部分212的厚度為常數，支撐壁部分212以汽缸的接觸面S1為基礎傾斜。在此時，支撐壁部分212的外表面215也是以汽缸的接觸面S1為基礎的斜面。
閥彈簧250為一盤簧，且該盤簧呈圓錐形。當制造該盤簧時，將圓錐形盤簧卷曲，從而其開始部分和末尾部分彼此重疊。因此，該盤簧的末尾部分和起始部分所在的盤簧一側的匝數不同于其另一側的匝數。在閥彈簧250中，匝數較多一側的彈性剛度小于匝數較少一側的彈性剛度。
當閥彈簧250的一側與排氣閥的連接部分223相連，且其另一側由排氣蓋的斜面214接觸地支撐時，閥彈簧250具有較多匝數的一側，即，具有較小彈性剛度的一側，位于斜面214距離汽缸接觸面S1最遠的一側，且閥彈簧250具有較少匝數的一側，即具有較大彈性剛度的一側，則位于斜面214距離汽缸接觸面S1最近的一側。此時，在由閥彈簧250彈性支撐并壓在汽缸接觸面S1上的排氣閥220中，在排氣閥220的由閥彈簧250的較小彈性剛度一側支撐的部分上施加有較低的壓力，而在排氣閥220的由閥彈簧250的較大彈性剛度的另一側支撐的相對的部分上施加有較高的壓力。
用于防止閥彈簧250轉動的防轉凸起216形成在排氣蓋的斜面214上，閥彈簧250由該斜面支撐。閥彈簧250的盤簧末端位于該防轉凸起216處。
作為改進方案的例子，可以使用圓柱形盤簧作為閥彈簧。圓柱形盤簧的彈性剛度在其以中心為基礎的兩側有所不同。即，圓柱形盤簧的起始部分及其末尾部分彼此重疊，所以盤簧的起始部分和末尾部分重疊的一側匝數多于其相對一側。此時，彈簧具有較多匝數的一側具有較小的彈性剛度，而彈簧具有較少匝數的另一側具有較大的彈性剛度。
氣體通過排氣孔217排放到外殼之外，該排氣孔217位于排氣蓋的圓柱形部分211處。在圓柱形部分211形成有排氣孔217的一側，汽缸的接觸面S1與排氣蓋的斜面214之間的距離最近。因此，從排氣孔217排出的氣流很流暢。
圖7為示出根據本發明的用于往復式壓縮機的排氣閥組件的另一實施例的剖視圖。在此圖中，與以上實施例相同的部分由相同的標號示出。
以下將參考圖7說明用于往復式壓縮機的排氣閥組件的另一實施例。
活塞230插入與支架240相連的汽缸200中，且排氣蓋260與支架240相連，從而覆蓋汽缸200的一側。
排氣蓋260包括具有一定厚度和預定長度的圓柱形部分261；遮蓋圓柱形部分261的一側的支撐壁部分262；以及在圓柱形部分261的另一側彎曲并延伸的固定部分263。支撐壁部分262具有一定厚度并且與圓柱形部分261垂直相交。排氣孔264位于圓柱形部分261的一側，氣體通過該排氣孔排出。排氣蓋260的固定部分263與支架240相連，從而覆蓋接觸面S1，接觸面S1為汽缸200的一個側表面。此時，排氣蓋的支撐壁部分的內表面265與汽缸的接觸面S1彼此平行。
而且，用于打開/關閉汽缸200的內部空間的排氣閥270插在排氣蓋260中。排氣閥270呈半球形，且半球的平面為與汽缸的接觸面S1相接觸的壓縮板272。具有預定面積的斜面273形成在半球271的壓縮板272的相對側，并形成從斜面273中心處凸出的凸出部分274。排氣閥的斜面273以排氣閥與汽缸的接觸面S1相接觸的壓縮板272為基礎傾斜，且傾角大于4度。排氣閥270的插入方式使得壓縮板272與汽缸的接觸面S1相接觸。
用于彈性地支撐排氣閥270的閥彈簧280與排氣蓋260的內側相連。閥彈簧280的一側由排氣蓋的內側面265支撐，且其另一側與凸出部分274相連，同時，由斜面273接觸地支撐。
閥彈簧280為一盤簧，在其以中心為基礎的兩側具有不同的彈性剛度。如上所述，閥彈簧280為圓錐形盤簧或圓柱形盤簧。
閥彈簧280的一側由排氣蓋的內側面265支撐，而其另一側則與排氣閥270相連，閥彈簧280的彈性剛度較小的一側位于距離排氣閥270的壓縮板272最近的斜面273一側，而閥彈簧280的彈性剛度較大的一側位于其相對側。此時，在由閥彈簧250彈性支撐并壓在汽缸接觸面S1上的排氣閥270中，在排氣閥270的由閥彈簧250的較小彈性剛度一側支撐的部分上施加有較低的壓力，而在其由閥彈簧250的較大彈性剛度的另一側支撐的相對部分上施加有較高的壓力。
用于防止閥彈簧轉動的防轉凸起形成在排氣蓋的內側面的一側，或形成在排氣閥的斜面的一側。
排氣孔264形成在排氣蓋210一側，在該側排氣閥的斜面與排氣閥的壓縮板之間的距離最近。
以下，將說明用于往復式壓縮機的排氣閥組件的工作效果。
驅動電機的驅動力傳遞給活塞230，因此活塞230在汽缸200內直線往復運動。此時，當活塞230從上部死點向底部死點移動時，如圖8所示，汽缸200的內部空間的壓力差將排氣閥的壓縮板222貼附在汽缸的接觸面S1上。同時，吸氣閥232打開并因此通過活塞230的氣道將氣體引入汽缸200的內部空間。
如圖9所示，當活塞230從底部死點向上部死點移動時，吸氣閥232關閉活塞230的氣道，從而將吸入汽缸200內部空間的氣體逐漸壓縮。此時，當氣體處于預定壓縮狀態時，由閥彈簧250支撐的排氣閥220打開，因此將壓縮氣體排出。此時，由于閥彈簧250對排氣閥220施加不平衡的壓力且排氣閥的壓縮板222上受到的是恒定的氣體壓力，所以在排氣閥上施加較低彈力的部分處，打開閥門的時間點變快。通過這些操作，可以迅速排放大量氣體。
之后，當活塞230從上部死點再次向底部死點移動時，閥彈簧250的彈力將曾被汽缸200的內部空間的壓力差打開的排氣閥220貼附在汽缸的接觸面S1上，并因此封閉汽缸200的內部空間。此時，由于閥彈簧250產生的不平衡彈力排氣閥220上受到較大彈力的部分，首先與汽缸的接觸面S1接觸。以此方式，排氣閥的壓縮板222貼附在汽缸的接觸面S1上。因此，當排氣閥220封閉汽缸的內部空間時，減輕了排氣閥220與汽缸200之間的沖擊。
不斷重復上述過程，氣體能夠被吸入、壓縮并排出。
圖10為根據排氣蓋的斜面的傾斜角和排氣閥斜面的斜角繪成的噪音和排氣效率的曲線圖。如圖所示，排氣效率在傾斜角為5度時最高，且當傾斜角變大時噪音變小。圖11為示出傳統往復式壓縮機排氣閥組件與本發明的往復式壓縮機排氣閥組件所產生噪音的曲線圖。
如上所述，在往復式壓縮機的排氣閥組件中，彈性地并且非平衡地支撐排氣閥的彈力施加在排氣閥220上。因此，當排氣閥220通過活塞230往復運動產生的壓力差打開/封閉汽缸200的內部空間時，減弱了排氣閥220與汽缸200之間的沖擊。因此，減小了排氣閥220與汽缸接觸時產生的噪音，從而提高了可靠性。而且，壓縮后的氣體快速而流暢地排放，從而能夠根據排氣量的增長而提高排氣效率。
由于在不背離本發明的精神和要旨的前提下，本發明可以以多種形式實施，因而還應理解，除非特別說明，上述實施例并不限于前述說明的任何具體內容，而是應將其寬泛地視為處于所附權利要求中所確定的宗旨和范圍內，并因此處于該權利要求的范圍內或其等同物內的所有的變更和修改都意圖由所附權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種用于往復式壓縮機的排氣閥組件，包括排氣蓋，該排氣蓋與前支架相連從而遮蓋活塞插入其內的汽缸；排氣閥，該排氣閥插在排氣蓋中，并打開/關閉汽缸的內部空間，氣體在該內部空間被壓縮；以及非平衡彈性支撐裝置，該裝置彈性地支撐排氣閥，從而使得當閥與汽缸的接觸表面接觸時施加在排氣閥上的接觸壓力是不平衡的。
2.根據權利要求1的排氣閥組件，其特征在于，非平衡彈性支撐裝置包括閥彈簧，其一側與排氣閥固定連接，且其另一側由排氣蓋的內側面接觸地支撐；以及支撐閥彈簧的排氣蓋的傾斜表面。
3.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，排氣蓋的傾斜表面的傾斜角大于4度。
4.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，閥彈簧在離開中心的兩側具有不同的彈性剛度。
5.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，排氣蓋的傾斜表面以與排氣閥相接觸的汽缸接觸表面為基礎而傾斜；且閥彈簧具有較大彈性剛度的一側位于傾斜表面上距離汽缸的接觸面最近的一側。
6.根據權利要求4的排氣閥組件，其特征在于，排氣蓋的傾斜表面以與排氣閥相接觸的汽缸接觸面為基礎而傾斜；且閥彈簧具有較小彈性剛度的一側位于傾斜表面214上距離汽缸的接觸面S1最遠的一側。
7.根據權利要求4的排氣閥組件，其特征在于，在排氣閥的傾斜表面上形成用于防止閥彈簧轉動的防轉凸起。
8.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，排氣蓋的傾斜表面的外表面隨著傾斜表面傾斜，且排氣蓋的傾斜表面與其外表面形成的壁的厚度是恒定的。
9.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，用于排氣的排氣孔形成在排氣蓋的一側，在該側，汽缸接觸面與排氣蓋的傾斜表面之間的距離最近。
10.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，閥彈簧為圓柱形盤簧。
11.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，閥彈簧為圓錐形盤簧。
12.根據權利要求2的排氣閥組件，其特征在于，非平衡彈性支撐裝置包括閥彈簧，其一側與排氣閥固定連接，且其另一側由排氣蓋的內側面接觸地支撐；以及支撐閥彈簧的排氣閥的傾斜表面。
13.根據權利要求12的排氣閥組件，其特征在于，排氣閥的傾斜表面的傾斜角大于4度。
14.根據權利要求12的排氣閥組件，其特征在于，閥彈簧在離開中心的兩側具有不同的彈性剛度。
15.根據權利要求12的排氣閥組件，其特征在于，排氣閥的傾斜表面以排氣閥的壓縮板為基礎而傾斜，該壓縮板與汽缸的接觸面相接觸；且閥彈簧具有較小彈性剛度的一側位于傾斜表面上距離排氣閥的壓縮板最近的一側。
16.根據權利要求14的排氣閥組件，其特征在于，排氣閥的傾斜表面以排氣閥的壓縮面為基礎而傾斜，該壓縮面與汽缸的接觸面相接觸；且閥彈簧具有較小彈性剛度的一側位于傾斜表面上距離排氣閥的壓縮板最近的一側。
17.根據權利要求12的排氣閥組件，其特征在于，在排氣蓋的內部側面的一側或者在排氣閥的傾斜表面的一側形成用于防止閥彈簧轉動的防轉凸起。
18.根據權利要求12的排氣閥組件，其特征在于，用于排氣的排氣孔形成在排氣蓋的一側，在該側，排氣閥的傾斜表面與排氣閥的壓縮板之間的距離最近。
19.根據權利要求12的排氣閥組件，其特征在于，閥彈簧為圓柱形盤簧。
20.根據權利要求12的排氣閥組件，其特征在于，閥彈簧為圓錐形盤簧。
全文摘要
一種用于往復式壓縮機的排氣閥組件包括排氣蓋，該排氣蓋與前支架相連從而遮蓋插入活塞的汽缸；排氣閥，該排氣閥插在排氣蓋中，并打開/關閉汽缸的內部空間，氣體在該內部空間中壓縮；以及非平衡彈性支撐裝置，該裝置彈性地支撐排氣閥，從而使得閥接觸汽缸表面時施加在排氣閥上的接觸壓力是不平衡的。因此，排氣閥組件能夠改善在汽缸中壓縮和排出的氣體的排氣效率，并能夠將排氣閥在運動中與汽缸接觸時產生的噪音減至最小。
文檔編號F04B53/10GK1621689SQ20031011861
公開日2005年6月1日 申請日期2003年11月27日 優先權日2003年11月27日
發明者金光旭, 金鎮東, 宋桂永, 金正雨 申請人:Lg電子株式會社