一种转子式压缩机
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。
目前的转子式压缩机中的排气阀通常采用舌簧阀结构，舌簧阀结构通常如图1所示，其包括螺栓或铆钉1、挡板2、阀片3、座圈4和阀座5，其中的座圈4通常是由粉末冶金材料制成后压入并贯穿阀座5，或者，利用阀座5的铸铁材料将阀座5和座圈4直接铣削加工成一体的结构。
但是，现有的转子式压缩机至少存在以下问题：由于转子式压缩机包含舌簧阀结构，舌簧阀结构的阀片与挡板和座圈频繁地撞击，导致噪音较大，并且舌簧阀结构的可靠性较差。
发明内容
本发明提供了一种转子式压缩机，以降低转子式压缩机的噪音，并提高排气阀的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了一种转子式压缩机，包括壳体、电机及泵体部分，所述泵体部分包括气缸、曲轴、上缸盖和下缸盖，所述气缸、上缸盖或/和所述下缸盖上设有气缸排气口，对应所述气缸排气口设置有排气阀；
所述排气阀包括阀座、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；
所述排气阀内置于所述气缸的本体中或所述缸盖的本体中，所述排气阀的吸入口与气缸排气口连通，所述排气阀的排出口与所述壳体的内腔连通。
可选的，所述气缸的个数n≥2，相邻的气缸之间设置有中间板，所述中间板的本体中设置有所述排气阀。
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，所述气缸包括滑片槽，所述排气阀的安装位置与所述滑片槽之间的夹角k满足270°≤k≤360°。
可选的，所述气缸排气口为腰形口、圆形口或方形口。
可选的，所述排气阀的形状为圆柱体。
可选的，所述棘轮为摩擦式棘轮、外齿式棘轮或内齿式棘轮。
本发明提供的转子式压缩机，由于排气阀由叶轮组成，与现有的排气阀相比，本发明的排气阀工作时由于不会发生阀片与挡板或座圈撞击的情况，从而提高了排气阀的可靠性，并降低了压缩机的噪音。
附图说明
图1是现有技术中的一种排气阀的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种排气阀安装于气缸的本体中的结构示意图
图3是图2的简化剖视图；
图4是本发明实施例提供的一种排气阀的结构示意图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是本发明实施例提供的一种排气阀安装于缸盖的本体中的结构示意图；
图7是图6的简化右视图；
图8是本发明实施例提供的一种节流密封结构的结构示意图。
[附图标记说明如下]：
1-螺栓或铆钉；
2-挡板；
3-阀片；
4-座圈；
5-阀座；
21-气缸；22-排气阀；23-卡簧；
221-阀座；
222-叶轮；
223-棘轮；
224-吸入口；
225-排出口；
226-轮轴；
227-中心线；
228-端盖；
61-缸盖；62-加固板。
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。
本发明实施例提供了一种转子式压缩机，转子式压缩机包括壳体、电机及泵体部分，壳体位于电机和泵体的外部，泵体部分包括气缸、曲轴、上缸盖和下缸盖，气缸、上缸盖或/和下缸盖上设有气缸排气口，气缸排气口设置有排气阀，参考图2和图6所示，气缸排气口设置有排气阀22，排气阀22的吸入口与气缸排气口连通，排气阀22的排出口与壳体的内腔连通，气缸21通过排气阀22排出气缸21中的气体或/和液体；
可选的，排气阀22内置于气缸21的本体中或缸盖61的本体中；
可选的，为了增加排气效果，排气阀的安装位置与压缩机的滑片槽之间的夹角k通常设置为270°≤k≤360°，夹角k如图2所示，位于正上方的滑片槽与排气阀之间沿逆时针方向形成的角度满足270°≤k≤360°；较优的，可以将夹角k设置为340°≤k≤360°；
排气阀安装在缸盖时的夹角条件与安装在气缸上的夹角条件相同，即根据缸盖与气缸安装配合后，中间板在气缸的投影位置确定对应排气阀的安装位置；参考图6和图7所示，排气阀22内置于缸盖61的本体中，为了加固排气阀22，可以在排气阀22的上表面安装加固板62；
本发明实施例中的排气阀22参考图4和图5所示，该排气阀22包括阀座221、叶轮222和棘轮223；阀座221具有一形状与叶轮222形状相匹配的内腔，叶轮222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222的中部设置有轮轴226，轮轴226处设置有棘轮223，叶轮222通过棘轮223能够实现在内腔中向预设方向单向转动；其中，棘轮223可以是摩擦式棘轮、外齿式棘轮或者内齿式棘轮。阀座221开设有与内腔连通的吸入口224和排出口225，当吸入口224的压力大于排出口225的压力时，冷媒带动叶轮222向预设方向单向转动，使冷媒从吸入口224流向排出口225；当吸入口224的压力小于或等于排出口225的压力时，棘轮223使叶轮222停止转动。
本发明实施例提供的转子式压缩机包含的排气阀可以采用内置式的安装方式安装于气缸的本体中或缸盖的本体中，并且排气阀由叶轮组成，与现有的排气阀相比，本发明的排气阀工作时由于不会发生阀片3与挡板2或座圈4撞击的情况，从而提高了排气阀的可靠性，并降低了压缩机的噪音。并且，排气阀为整体式，方便安装和更换；排气阀不需要挡板和阀片，阀座可以不做成内陷薄壁结构，并且可以减小因在阀座上铆接挡板和阀片引起的阀座形变。
可选的，排气阀22的形状可以制作成圆柱体形状，使排气阀22作为一个独立的部件安装于气缸的本体中或缸盖的本体中。在其它实施例中，也可以根据实际需要，将排气阀22制作成长方体或其它形状。
可选的，当转子式压缩机的气缸的个数n≥2时，相邻的气缸之间设置有中间板，中间板的本体中设置有排气阀。排气阀安装在中间板时的夹角条件与安装在气缸上的夹角条件相同，即根据中间板在气缸的投影位置确定对应排气阀的安装位置，气缸可以通过中间板中的排气阀排出气体或/和液体。
本发明实施例提供的转子式压缩机，由于排气阀采用内置式的安装方式安装于中间板的本体中，可以方便排气阀的安装和更换。
可选的，气缸排气口为腰形孔、圆形口或方形口，排气阀22的吸入口224和排出口225设置有与气缸排气口相匹配的腰形口、圆形口或方形孔。如图3所示，排出口225设置为方形口，可以增加冷媒的流通面积，而现有技术中的排气阀受阀片和密封性能的限制，吸入口和排出口通常只能设置成圆形口。
可选的，转子式压缩机还包括卡簧，卡簧位于排气阀的两端，卡簧对排气阀进行轴向定位。参考图3所示，卡簧23可以分别安装在排气阀22的两端，以进一步固定排气阀22。
可选的，转子式压缩机还包括骑缝定位销，骑缝定位销用于固定排气阀22。为了进一步固定排气阀22，可以在排气阀22与气缸21的接触面位置安装骑缝定位销，同理，在排气阀22与中间板的接触面位置安装骑缝定位销。
可选的，叶轮222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221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222轴心的一端与阀座221内腔的内壁之间的距离间隔很小，所以各腔室与阀座221内腔的内壁形成节流密封结构，当吸入口224有冷媒进入时，吸入口224的冷媒压力大于排口225的冷媒压力，冷媒对叶轮222的推力与棘轮223的控制方向顺向，进而带动叶轮222转动，使腔室中的冷媒从吸入口224流向排出口225；当吸入口224的冷媒压力小于排口225的冷媒压力时，此时冷媒对叶轮222的推力与棘轮223的控制方向相反，叶轮222停止转动；当吸入口224的冷媒压力等于排口225的冷媒压力，叶轮222由于两侧受力平衡，叶轮222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221内腔的内壁形成腔室，各叶片的外围与阀座221内腔的内壁之间的距离间隔很小，各腔室与阀座221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上段所述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。
可选的，吸入口224对应的吸入通道和排出口225对应的排出通道位于同一直线上。如图5所示，将吸入通道和排出通道设置于同一直线上，并且设置于中心线227的同侧，这样可以保证在吸入口224的压力大于排出口225的压力时，冷媒带动叶轮222向预设方向进行单向转动，图5中表示的预设方向时逆时针方向，以使冷媒从吸入口224传输至排出口225；当吸入口224的压力小于或等于排出口225的压力时，由于棘轮223的作用，叶轮222不转动，以防止冷媒回流。另外，将吸入通道和排出通道设置在同一直线上，也便于生产加工。
在其它实施例中，吸入通道和排出通道也可以不在同一直线上，吸入通道和排出通道也可以与中心线227不平行，只要满足从吸入口224进入的冷媒对叶轮的合力与预设方向相同，并且从排出口225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222包含的叶片的个数m满足m≥4。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222包含的腔室的个数m满足m≥4。各叶片与基座221的内壁之间的距离很小，该距离可以根据叶片的材质、基座的材质和冷媒的膨胀特性进行具体的设置，通常叶片与基座221的内壁之间的距离的最小值e可以设置为0＜e＜3毫米，以使叶轮222与基座221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。
迷宫密封结构的原理参考图8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y，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y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，因此采用迷宫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。
本发明提供的排气阀，在吸入口224的压力大于排出口225的压力时，冷媒带动叶轮222向预设方向进行单向转动，以使冷媒从吸入口224传输至排出口225；当吸入口224的压力小于或等于排出口225的压力时，由于棘轮223的作用，叶轮222不转动，以防止冷媒回流；叶轮222与阀座221形成节流密封结构，这样可以进一步地阻止冷媒从排出口225向吸入口224回流。本发明提供的排气阀不包含弹簧，提高了排气阀的可靠性；并且，本发明提供的排气阀不存在阀芯与阀座之间的撞击声，减少了排气阀工作时产生的噪音。
参考图2、图4和图5可知，本发明提供的排气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，排气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224的压力大于排出口225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，从而起到单向排气的作用。
可选的，叶轮222的各叶片均匀地分布在叶轮222上。将叶片均匀地布置在叶轮222上，可以使叶片之间的分割腔的大小相等，当叶轮222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222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222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221由多个分体组成，各分体上分别设置有定位销孔。通过定位销孔可以在安装排气阀时，对排气阀进行精确的定位。
可选的，阀座221的各分体之间的连接位置通过焊接的方式连接。在组装排气阀时，为了增强排气阀的密封效果，可以采用焊接的方式对阀座221的各分体之间的连接位置进行焊接，例如图4中的端盖228和阀座221可以通过焊接的方式连接。
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。
