一种止回阀及转子式压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种止回阀及转子式压缩机。
背景技术
转子式压缩机被广泛应用于空调、冰箱等电器设备中，压缩机的容积效率是评价压缩机性能的主要参数之一。
目前，为了提高转子式压缩机在低温制热时的容积效率，在带有补气增焓结构的压缩机中，通常会安装止回阀，止回阀可以减少冷媒回流，从而增加压缩机的容积效率。现有技术中的止回阀通常如图1和图2所示，止回阀包括基座1、阀芯2、复位弹簧3和用于行程限位及联接的部件4，止回阀可以有效地较少冷媒从出气口6向进气口5回流；冷媒通常包含气体和液体，冷媒经过通流通道向出气口6流通，为了增加通流通道的面积，基座的内侧或者阀芯的外径上还需要加工若干通流槽7，以便冷媒顺利地向出气口6的方向流通。另外，在高温环境制冷或高压比工况制冷或制热条件下，为了提高压缩机泵体的可靠性，避免排气温度过高引起零部件过热，导致冷冻机油劣化及零部件异常磨损，一般会增加喷射结构。在喷射结构中采用止回阀同样能提高压缩机的容积效率。
但是，现有技术中的止回阀至少存在以下问题：现有技术中的止回阀对弹簧的依赖程度很大，但是弹簧由于频繁地压缩和伸展容易损坏，所以导致止回阀的可靠性较低。
发明内容
本发明提供了一种止回阀和转子式压缩机，以提高止回阀的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了一种止回阀，所述止回阀包括阀座、叶轮和棘轮；
所述阀座内设置有用于容置所述叶轮的内腔，所述叶轮具有若干叶片，叶片之间形成有分割空腔；
所述叶轮通过所述棘轮实现向预设方向单向转动；
所述阀座开设有与所述内腔连通的吸入口和排出口，当所述阀座中叶轮两侧存在压差，所述吸入口内的压力大于所述排出口内的压力时，进入叶片间分割空腔的气体或/和液体通过所述叶轮的旋转从所述吸入口传输到所述排出口；所述吸入口内的压力小于所述排出口内的压力时，所述棘轮限制所述叶轮反向转动。
可选的，所述阀座用于容置所述叶轮的内腔的形状与所述叶轮的形状相匹配，所述叶轮设置于所述内腔中并与所述内腔的内壁通过间隙配合形成节流密封结构。
可选的.所述叶轮还具有轮轴和2个圆形挡板，所述若干叶片围绕所述轮轴均匀分布，2个圆形挡板垂直于轮轴的轴向方向对称连接在叶片的两侧。
可选的，所述叶轮包含的叶片的个数不小于4。
可选的，所述吸入口对应的吸入通道和所述排出口对应的排出通道位于同一直线上。
可选的，所述阀座由多个分体组成，各分体之间的连接位置通过焊接的方式连接。
本发明还提供了一种转子式压缩机，所述转子式压缩机包括气缸，所述转子式压缩机包含上述任一所述的止回阀；所述止回阀的排出口与气缸吸入口连通，所述止回阀的吸入口与经济器或闪发器连通。
可选的，所述吸入通道和/或所述排出通道通过螺纹、焊接或螺纹带卡套的方式与外界管路进行连接。
可选的，所述转子式压缩机还包括透镜，所述透镜的安装位置与所述叶轮的安装位置相对应，所述透镜用于观察所述叶轮的运转状况。
可选的，所述转子式压缩机还包括用于测量所述止回阀转速的转速测量装置，或用于测量通过所述止回阀的冷媒的流量测量装置。
本发明提供的止回阀，在吸入口的压力大于排出口的压力时，冷媒带动叶轮向预设方向进行单向转动，以使冷媒从吸入口传输至排出口；当吸入口的压力小于或等于排出口的压力时，由于棘轮的作用，叶轮不转动，以防止冷媒回流；叶轮与阀座形成节流密封结构，这样可以进一步地阻止冷媒从排出口向吸入口回流。本发明提供的止回阀不包含弹簧，提高了止回阀的可靠性；并且，本发明提供的止回阀不存在阀芯与阀座之间的撞击声，减少了止回阀工作时产生的噪音。
附图说明
图1是现有技术中的一种止回阀的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明实施例提供的一种止回阀的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种节流密封结构的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种叶轮的结构示意图。
[附图标记说明如下]：
1-基座；
2-阀芯；
3-弹簧；
4-用于行程限位及联接的部件；
5-进气口；
6-出气口；
7-通流槽；
21-阀座；
22-叶轮；
23-棘轮；
24-吸入口；
25-排出口；
26-吸入通道；
27-排出通道；
28-定位销孔；
29-中心线。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的一种止回阀及转子式压缩机作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图3所示，为本发明实施例提供的止回阀的一种结构示意图，该止回阀包括阀座21、叶轮22和棘轮23；
阀座21具有一形状与叶轮22形状相匹配的内腔，叶轮22设置于内腔中并与内腔的内壁通过间隙配合形成节流密封结构，叶轮22的中部设置有轮轴，轮轴处设置有棘轮23，叶轮22通过棘轮23能够实现在内腔中向预设方向单向转动；其中，棘轮23可以是摩擦式棘轮、外齿式棘轮或者内齿式棘轮。
阀座21开设有与内腔连通的吸入口24和排出口25，当吸入口24的压力大于排出口25的压力时，冷媒带动叶轮22向预设方向单向转动，使冷媒从吸入口24流向排出口25；当吸入口24的压力小于或等于排出口25的压力时，棘轮23使叶轮22停止转动。
可选的，叶轮22的结构可以如图5所示，叶轮22具有2个圆形挡板和多个叶片，各叶片位于2个圆形挡板之间，相邻的叶片与圆形挡板形成用于传输冷媒的腔室。其中，叶片与圆形挡板可以组装在一起的，也可以是一体成型的；2个圆形挡板的形状与阀座21的内腔的形状相匹配，相邻的叶片和圆形挡板形成腔室，该腔室用于传输冷媒，各叶片远离叶轮22轴心的一端与阀座21内腔的内壁之间的距离间隔很小，所以各腔室与阀座21内腔的内壁形成节流密封结构，当吸入口24有冷媒进入时，吸入口24的冷媒压力大于排口25的冷媒压力，冷媒对叶轮22的推力与棘轮23的控制方向顺向，进而带动叶轮22转动，使腔室中的冷媒从吸入口24流向排出口25；当吸入口24的冷媒压力小于排口25的冷媒压力时，此时冷媒对叶轮22的推力与棘轮23的控制方向相反，叶轮22停止转动；当吸入口24的冷媒压力等于排口25的冷媒压力，叶轮22由于两侧受力平衡，叶轮22不转动。
在其它实施例中，当叶片的两侧没有设置圆形挡板时，相邻的叶片和阀座21内腔的内壁形成腔室，各叶片的外围与阀座21内腔的内壁之间的距离间隔很小，各腔室与阀座21内腔的内壁也可以形成节流密封结构。但是这种结构的叶轮与阀座的密封效果相对于图5所示的闭式叶轮与阀座的密封效果较差，因为这种结构的叶轮的周向和两侧与阀座内腔的内壁之间均存在微小的间隙，从而导致冷媒的泄漏量较多。
在设置叶片与阀座21内腔的内壁之间的距离时，可以根据叶片的材质、阀座的材质和冷媒的膨胀特性进行具体的设置，通常叶片与阀座的内壁之间的距离的最小值n可以设置为0＜n＜3毫米，以使叶轮22与阀座21形成节流密封结构，节流密封结构也可以称为迷宫密封结构。节流密封结构的原理参考图4所示，图中分为5个区域，分别为P0、P1、P2、P3和P4，冷媒经过这5个区域时这5个区域的压力依次用P0、P1、P2、P3和P4表示，假设高压区P0和低压区P4之间的原始压差为n，当冷媒从高压区P0泄漏到低压区P4时，泄漏量跟间隙a及原始压差n正相关，当一部分冷媒从P0通过间隙a流到P1空间时，冷媒在P1区域发生膨胀，冷媒压力下降，使得P1＜P0，以此类推可得P4＜P3＜P2＜P1＜P0，因此采用节流密封结构的泄漏量要远小于冷媒从P0区直接泄漏到P4区时的泄漏量，从而起到密封作用。
本发明提供的止回阀，在吸入口24的压力大于排出口25的压力时，冷媒带动叶轮22向预设方向进行单向转动，以使冷媒从吸入口24传输至排出口25；当吸入口24的压力小于或等于排出口25的压力时，由于棘轮23的作用，叶轮22不转动，以防止冷媒回流；叶轮22与阀座21形成节流密封结构，这样可以进一步地阻止冷媒从排出口25向吸入口24回流。本发明提供的止回阀不包含弹簧，提高了止回阀的可靠性；并且，本发明提供的止回阀不存在阀芯与阀座之间的撞击声，减少了止回阀工作时产生的噪音。
参考图3可知，本发明提供的止回阀通过叶轮旋转实现喷射冷媒气体或液体的传输，并且叶轮中部的轮轴处带有棘轮结构，因此实现叶轮的单向旋转。需要喷射时，止回阀中叶轮两侧存在压差，吸入侧压力大于排出侧压力，即吸入口24的压力大于排出口25的压力，进入叶轮叶片间分割空腔的冷媒气体或液体通过叶轮的旋转从吸入侧传输到排出侧，实现冷媒的通流。冷媒流量大小可以根据压差通过叶轮的转速实现自动调节。当压差平衡时，叶轮停止转动；由于棘轮的作用，当吸入侧压力小于排出侧压力时，叶轮不能反向旋转。同时，叶轮分割腔与阀座的轮廓间隙间形成节流密封结构，可有效阻止冷媒气体或液体从排出侧向吸入侧回流，从而起到单向止回阀的作用。
可选的，吸入口24对应的吸入通道26和排出口25对应的排出通道27位于同一直线上。如图3所示，将吸入通道26和排出通道27设置于同一直线上，并且设置于中心线29的同侧，这样可以保证在吸入口24的压力大于排出口25的压力时，冷媒带动叶轮22向预设方向进行单向转动，图3中表示的预设方向时逆时针方向，以使冷媒从吸入口24传输至排出口25；当吸入口24的压力小于或等于排出口25的压力时，由于棘轮23的作用，叶轮22不转动，以防止冷媒回流。另外，将吸入通道26和排出通道27设置在同一直线上，也便于生产加工。
在其它实施例中，吸入通道26和排出通道27也可以不在同一直线上，吸入通道26和排出通道27也可以与中心线29不平行，只要满足从吸入口24进入的冷媒对叶轮的合力与预设方向相同，并且从排出口25回流的冷媒对叶轮的合力与预设方向相反即可，本发明对此不作限定。
可选的，叶轮22包含的叶片的个数m满足m≥4，m取正整数。根据迷宫密封原理，密封效果和腔室的个数有关，当腔室的个数达到一定数量后，密封效果可以接近完全密封。基于实际的试验结果，当腔室的个数为4时，即叶片的个数为4时，密封效果可以达到92％左右，所以本实施例设定叶轮22包含的腔室的个数m满足m≥4。
可选的，叶轮22的各叶片均匀地分布在叶轮22上。将叶片均匀地布置在叶轮22上，可以使叶片之间的分割腔的大小相等，当叶轮22转动时，由于各分割腔中的冷媒体积相同，对于压力不变的冷媒，叶轮22可以保持均衡的转速转动。在本实施例和其它实施例中，对于压力变化的冷媒，叶轮22可以依靠冷媒的压力，自动调整自身的转速以完成冷媒的传输。
可选的，阀座21由多个分体组成，各分体上分别设置有定位销孔28。参考图3所示，阀座21由上下2个半圆柱组成，半圆柱分别位于中心线29的上部和下部，在每个半圆柱上分别设置至少1个定位销孔28，以便在安装止回阀时，对止回阀进行精确的定位。
可选的，阀座21的各分体之间的连接位置通过焊接的方式连接。在组装止回阀时，为了增强止回阀的密封效果，可以采用焊接的方式对阀座21的各分体之间的连接位置进行焊接。
基于相同的技术构思，本发明还提供了一种转子式压缩机，转子式压缩机包括气缸和缸盖，该转子式压缩机包含上述任一所述的止回阀；止回阀外置于气缸或缸盖的外部，止回阀的排出口与气缸吸气口连接，止回阀的吸入口与经济器或闪发器等供应冷媒的器件连接。本发明提供的止回阀在压缩机中的安装方式与现有技术中的止回阀的安装方式相同。
当压缩机包含的气缸的个数n≥2，相邻的气缸之间设置有中间板，本发明提供的止回阀也可以安装在中间板的外部，以连通相邻的气缸。
本发明提供的转子式压缩机，在止回阀的吸入口24的压力大于排出口25的压力时，冷媒带动叶轮22向预设方向进行单向转动，以使冷媒从吸入口24传输至排出口25；当吸入口24的压力小于或等于排出口25的压力时，由于棘轮23的作用，叶轮22不转动，以防止冷媒回流；叶轮22与阀座21形成节流密封结构，这样可以进一步地阻止冷媒从排出口25向吸入口24回流。本发明提供的止回阀不包含弹簧，提高了止回阀的可靠性；并且，本发明提供的止回阀不存在阀芯与阀座之间的撞击声，减少了止回阀工作时产生的噪音。
可选的，吸入通道26和/或排出通道27通过螺纹、焊接或螺纹带卡套等方式与外界管路进行连接。例如，为了便于吸入通道26与经济器或闪发器连接，可以在吸入通道26上设置内螺纹，以便连接相应的管路；为了便于排出通道27与压缩机的气缸吸气口连接，可以在排出通道27上设置内螺纹，以便连接相应的管路。在其它实施例中，吸入通道26和排出通道27可以没有内螺纹，其通过焊接或卡套等方式与外界管路进行连接。
可选的，转子式压缩机还包括透镜，透镜的安装位置与止回阀的安装位置相对应，透镜用于观察止回阀的运转状况。在具体实施时，还可以标定转速与流量的对应关系，通过叶轮22的转速和标定的内容得到当前的冷媒流量值。
可选的，转子式压缩机还包括用于测量止回阀转速的转速测量装置，或用于测量通过止回阀的冷媒的流量测量装置。本实施例提供的压缩机还可以包括转速测量装置或流量测量装置，转速测量装置可以测量止回阀的叶轮22的转速，流量测量装置可以测量通过止回阀的冷媒的流量，这样可以方便用户获取相关的数据。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明的权利要求书的保护范围。
