排气阀装置、压缩机及换热设备

摘要

本发明涉及一种排气阀装置、压缩机及换热设备，排气阀装置包括排气阀座(6)、排气阀(5)和排气阀簧(3)，排气阀座(6)设有与待排气腔体连通的排气口(61)，排气阀簧(3)用于将排气阀(5)和排气阀座(6)压靠在待排气腔体对应的外壳上，且排气阀(5)位于排气阀簧(3)和排气阀座(6)之间，排气阀(5)为弹性片，贴靠在排气阀座(6)的端面上封闭排气口(61)，用于在待排气腔体的压力大于设定值时抬起，使得排气口(61)打开以进行排气，在排气结束后弹回将排气口(61)关闭。此种排气阀装置能够提高阀的及时启闭性能，并且减少排气损失和动态泄漏，从而提高有效排气量，进而提高压缩机效率。

权利要求

1.一种排气阀装置，其特征在于，包括排气阀座(6)、排气阀(5)、排气阀簧(3)和排气阀限位器(4)，所述排气阀座(6)设有与待排气腔体连通的排气口(61)，所述排气阀簧(3)用于将所述排气阀(5)和所述排气阀座(6)压靠在所述待排气腔体对应的外壳上，且所述排气阀(5)位于所述排气阀簧(3)和所述排气阀座(6)之间，所述排气阀(5)为弹性片，并贴靠在所述排气阀座(6)的一端面上以封闭所述排气口(61)，用于在所述待排气腔体的压力大于设定值时以中间拱起的弹性变形状态抬起，使得所述排气口(61)打开以进行排气，在排气结束后所述排气阀(5)弹回将所述排气口(61)关闭；

所述排气阀(5)包括排气口密封部(51)和弹性臂(52)，所述排气口密封部(51)用于密封所述排气口(61)，所述弹性臂(52)用于接收所述排气阀簧(3)的压力使得所述排气阀(5)贴靠在所述排气阀座(6)的所述端面上；

所述排气阀限位器(4)设置在所述排气阀簧(3)与所述排气阀(5)之间，且所述排气阀限位器(4)设有与所述弹性臂(52)相适配的限位槽(43)，所述限位槽(43)只允许所述排气阀(5)的径向位移。

2.根据权利要求1所述的排气阀装置，其特征在于，所述限位槽(43)的横截面径向上向内减缩。

3.根据权利要求1所述的排气阀装置，其特征在于，所述排气阀座(6)和所述排气阀限位器(4)之间设有导向柱(62)，所述弹性臂(52)的自由端设有导向槽(53)，所述导向柱(62)穿设在所述导向槽(53)内，用于对所述排气阀(5)相对于所述排气阀座(6)的运动进行导向。

4.根据权利要求1～3任一所述的排气阀装置，其特征在于，还包括设在所述外壳上的排气阀支承件(2)和排气阀盖(1)，所述排气阀盖(1)套设在所述排气阀支承件(2)外，所述排气阀盖(1)的侧壁上设有排气孔(11)，所述排气阀支承件(2)的底面设有通气孔(21)，所述排气阀盖(1)的内壁与所述排气阀支承件(2)的外壁之间形成消声腔(C)。

5.根据权利要求1～3任一所述的排气阀装置，其特征在于，所述排气口(61)靠近所述排气阀(5)一侧的边缘设有凸出面(63)，所述凸出面(63)的顶点不低于所述排气阀(5)和排气阀座(6)之间的安装面(B)。

6.根据权利要求1～3任一所述的排气阀装置，其特征在于，排气阀座(6)压在所述外壳上的面(A)为精加工面。

7.根据权利要求1～3任一所述的排气阀装置，其特征在于，所述排气阀装置的有效通流面积(KA)e与所述排气口(61)的面积(KA)1和阀隙有效面积(KA)2的关系满足如下公式：其中， d1为所述排气口(61)的直径，d2为阀

隙有效直径，h为所述排气阀(5)的抬起高度，K2为流量系数，且K2与h/0.5d2相关；

所述排气阀装置的有效通流面积Ade通过如下公式得到：

其中，M为马赫数，Qd为排气体积流量；且(KA)e＝Ade。

8.根据权利要求7所述的排气阀装置，其特征在于，所述排气阀(5)的刚度k通过如下公式得到：其中，hc为所述排气阀(5)的最大升程，ρ为气体密度。

9.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1～8任一所述的排气阀装置，所述待排气腔体为压缩腔(8)，所述外壳为气缸(7)。

10.一种换热设备，其特征在于，包括权利要求9所述的压缩机。

说明书

排气阀装置、压缩机及换热设备

技术领域

[0001] 本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种排气阀装置、压缩机及换热设备。

背景技术

[0002] 压缩机是换热设备中的重要组成部分，是一种能够将低压气体转换为高压气体的机械装置，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为换热循环提供动力，从而实现压缩－冷凝－膨胀－蒸发的制冷循环。

[0003] 压缩机的排气过程主要依靠排气阀装置来控制，当需要排气时将排气阀打开，排气结束后将排气阀关闭，传统的往复式压缩机，其阀座都固定在压缩机的机体上，再配合例如专利文献CN103835923A公开的排气阀结构，将排气阀的一端通过升程限位器压实不动，另一端随着压力的改变而实现启闭，但是此种类型的排气阀不能满足后来出现的一种新型压缩机的需求，因为新型压缩机的活塞通过电机来控制，由于电机控制存在误差，使得活塞运动到终点位置时可能对阀体和气缸造成冲击，因而现有技术中又采取了另外一种结构的排气阀。

[0004] 此种排气阀应用在新型压缩机中的结构如图1所示，在壳体16a的侧壁上设有壳体吸气口1a和壳体排气口14a，壳体16a内部的底面上通过第一弹簧8a支撑固定有气缸7a，气缸7a的主体部分同轴设有电机定子6a和电机动子2a，电机动子2a的上方固定有第二弹簧15a，弹簧盖4a通过固定板5a设置在电机定子6a上，活塞3a可在气缸7a内做往复直线运动，排气阀9a在排气阀簧10a的作用下抵靠在气缸7a的下端面上并将压缩腔封闭，且排气阀簧
10a的两端分别与排气阀9a和排气阀支承件11a连接，整个排气阀装置的外部罩有排气阀盖
12a，排气阀盖12a上连接内排气管13a与壳体排气口14a连通。

[0005] 此种压缩机的工作原理为：电机线圈通电后，在电机定子6a形成闭合交变磁路，驱动电机动子2a运动，从而带动活塞3a相对于气缸7a作往复运动，实现气体的吸入、压缩和排出的过程。气体经壳体吸气口1a被吸入壳体16a内，壳体16a内的低压气体经过吸气阀被吸入压缩腔，此时排气阀9a与气缸7a密封；当腔体内的气体被压缩后达到一定压力时，排气阀9a与气缸7a分离，此时排气阀9a打开，高压气体经内排气管13a从壳体排气口14a排出。

[0006] 但是这种压缩机中采用的排气阀存在以下问题：(1)排气阀质量较大，使阀的惯性力较大，从而导致排气阀的及时开启和关闭性能较差；(2)由于排气阀刚度较大，压缩腔的压力要克服排气阀簧力，会导致排气损失过大(参见图2所示工作曲线的排气段)，压缩机效率低；(3)排气口的直径等于气缸直径，尺寸较大。导致排气腔至压缩腔的泄漏面周长大，容易出现动态泄漏，导致余隙膨胀量大(参见图2所示工作曲线的膨胀段)，降低了压缩机的有效排量，使得制冷量低，进而导致压缩机效率低。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提出一种排气阀装置、压缩机及换热设备，能够在满足上述新型压缩机使用需求的同时，使排气阀具备较好的及时启闭特性，并提高压缩机的效率。

[0008] 为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种排气阀装置，包括排气阀座、排气阀和排气阀簧，所述排气阀座设有与待排气腔体连通的排气口，所述排气阀簧用于将所述排气阀和所述排气阀座压靠在所述待排气腔体对应的外壳上，且所述排气阀位于所述排气阀簧和所述排气阀座之间，所述排气阀为弹性片，并贴靠在所述排气阀座的一端面上以封闭所述排气口，用于在所述待排气腔体的压力大于设定值时抬起，使得所述排气口打开以进行排气，在排气结束后所述排气阀弹回将所述排气口关闭。

[0009] 进一步地，所述排气阀包括排气口密封部和弹性臂，所述排气口密封部用于密封所述排气口，所述弹性臂用于接收所述排气阀簧的压力使得所述排气阀贴靠在所述排气阀座的所述端面上。

[0010] 进一步地，还包括排气阀限位器，所述排气阀限位器设置在所述排气阀簧与所述排气阀之间，且所述排气阀限位器设有与所述弹性臂相适配的限位槽，所述限位槽只允许所述排气阀的径向位移。

[0011] 进一步地，所述限位槽的横截面径向上向内减缩。

[0012] 进一步地，所述排气阀座和所述排气阀限位器之间设有导向柱，所述弹性臂的自由端设有导向槽，所述导向柱穿设在所述导向槽内，用于对所述排气阀相对于所述排气阀座的运动进行导向。

[0013] 进一步地，还包括设在所述外壳上的排气阀支承件和排气阀盖，所述排气阀盖套设在所述排气阀支承件外，所述排气阀盖的侧壁上设有排气孔，所述排气阀支承件的底面设有通气孔，所述排气阀盖的内壁与所述排气阀支承件的外壁之间形成消声腔。

[0014] 进一步地，所述排气口靠近所述排气阀一侧的边缘设有凸出面，所述凸出面的顶点不低于所述排气阀和排气阀座之间的安装面。

[0015] 进一步地，排气阀座压在所述外壳上的面为精加工面。

[0016] 进一步地，所述排气阀装置的有效通流面积KAe与所述排气口的面积(KA)1和阀隙有效面积(KA)2的关系满足如下公式：

[0017]

[0018] 其中， d1为所述排气口的直径，d2为阀隙有效直径，h为所述排气阀的抬起高度，K2为流量系数，且K与h/0.5d2相关；

[0019] 所述排气阀装置的有效通流面积Ade通过如下公式得到：

[0020]

[0021] 其中，M为马赫数，Qd为排气体积流量；且KAe＝Ade。

[0022] 进一步地，所述排气阀的刚度k通过如下公式得到：

[0023]

[0024] 其中，hc为所述排气阀的最大升程，ρ为气体密度。

[0025] 为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种压缩机，包括上述实施例所述的排气阀装置，所述待排气腔体为压缩腔，所述外壳为气缸。

[0026] 为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种换热设备，包括上述实施例所述的压缩机。

[0027] 基于上述技术方案，本发明实施例的排气阀装置用于压缩机时，采用排气阀簧将排气阀和排气阀座压靠在气缸上，当活塞在电机的控制下运动超出气缸的缸头时，排气阀装置跟随活塞一起运动，能避免零件被撞坏，因而能够满足前面提到的新型压缩机的需求。此种排气阀装置中的排气阀采用弹性片，不仅能够减小阀的惯性力，使阀的及时开启和关闭速度较快，而且由于排气阀刚度较小，能够减小排气损失，从而提高压缩机的效率；另外，由于排气口的直径小于气缸直径，可以降低动态泄漏，从而减少余隙膨胀量，进而提高压缩机的有效排量，提高制冷量，进一步提高压缩机的效率。

附图说明

[0028] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0029] 图1为现有技术中适用于新型压缩机的排气装置的结构示意图；

[0030] 图2为图1所示压缩机的实际工作过程曲线与理论工作曲线的对比示意图；

[0031] 图3为本发明排气阀装置的一个实施例的分解示意图；

[0032] 图4a和图4b分别为本发明排气阀装置中排气阀座的一个实施例的剖视图和俯视图；

[0033] 图5a和图5b分别为本发明排气阀装置中排气阀座的另一个实施例的剖视图和俯视图；

[0034] 图6为本发明排气阀装置中排气阀的一个实施例的结构示意图；

[0035] 图7a和图7b分别为本发明排气阀装置中排气阀限位器的剖视图和俯视图；

[0036] 图8为本发明排气阀装置中排气阀座、排气阀和排气阀限位器的装配示意图；

[0037] 图9为本发明排气阀装置安装在压缩机气缸中排气结束后的状态示意图；

[0038] 图10为本发明排气阀装置安装在压缩机气缸中排气阶段的状态示意图；

[0039] 图11为本发明压缩机在工作过程中活塞凸出缸头的状态示意图；

[0040] 图12a和图12b分别为本发明排气阀装置中排气阀盖和排气阀支承件组合的主视图和K－K剖视图；

[0041] 图13为本发明排气阀装置的有效通流面积与排气阀升程的对应关系示意图；

[0042] 图14为本发明排气阀装置在排气阀刚度偏小时的排气升程曲线。

[0043] 附图标记说明

[0044] 1a－壳体吸气口；2a－电机动子；3a－活塞；4a－弹簧盖；5a－固定板；6a－电机定子；7a－气缸；8a－第一弹簧；9a－排气阀；10a－排气阀簧；11a－排气阀支承件；12a－排气阀盖；13a－内排气管；14a－壳体排气口；15a－第二弹簧；16a－壳体；

[0045] 1－排气阀盖；2－排气阀支承件；3－排气阀簧；4－排气阀限位器；5－排气阀；6－排气阀座；7－气缸；8－压缩腔；9－吸气阀固定件；10－排气腔；11－排气孔；21－通气孔；41－斜面；42－导向孔；43－限位槽；51－排气口密封部；52－弹性臂；53－导向槽；61－排气口；62－导向柱；63－凸出面；64－圆柱销；71－缸头。

具体实施方式

[0046] 以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。

[0047] 本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

[0048] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”和“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。

[0049] 为了解决现有技术中排气阀装置存在的问题，本发明第一方面提出了一种改进的排气阀装置，如图3至图6所示，包括排气阀座6、排气阀5和排气阀簧3，排气阀座6设有与待排气腔体连通的排气口61，排气阀簧3用于将排气阀5和排气阀座6压靠在待排气腔体对应的外壳上，且排气阀5位于排气阀簧3和排气阀座6之间，排气阀5为弹性片，并贴靠在排气阀座6的一端面上以封闭排气口61，用于在待排气腔体的压力大于设定值时抬起，使得排气口61打开以进行排气，在排气结束后排气阀5弹回将排气口61关闭。

[0050] 本发明的排气阀装置中，排气阀为弹性片，与图1对应现有技术中采用锥形块作为排气阀的结构相比，质量较小，这样阀的惯性力较小，从而使排气阀在达到开启或关闭压力时，能够迅速开启或关闭，即提高了响应速度，使阀的及时启闭性能较好；而且弹性片作为排气阀刚度较小，能够尽量减小排气过程中使排气阀抬起的压力损失；另外，排气阀座压靠在待排气腔体对应的外壳上，排气口开设在排气阀座上，与图1相比，排气口的直径减小，相应的泄漏面周长减小，能够尽量减少动态泄漏。

[0051] 此种排气阀装置可以应用在各种需要控制排气的设备中，优选地用在压缩机中，用于连通或者隔离压缩腔和排气腔，以实现是否进行排气。本发明的方案通过采用排气阀簧将排气阀和排气阀座压靠在气缸上，当活塞在电机的控制下运动超出气缸的缸头(缸头的位置参见图11)时，排气阀装置跟随活塞一起运动，能避免零件被撞坏，因而能够满足前面提到的新型压缩机的需求。而且，该排气阀装置能够减小排气压力损失的优点可以提高压缩机的效率；能够减少动态泄漏的优点可以减小压缩机的余隙膨胀量，从而提高压缩机的有效排量，提高制冷量，以进一步提高压缩机的效率，这样压缩机的综合性能就得到了提升。其中，余隙膨胀量是指当活塞运动到气缸7靠近缸头71的位置时，余隙容积内的高压气体会残留在气缸中，不能完全排出，当活塞反向运动时，吸气阀在压差的作用下不能立即开启，这部分高压气体会先膨胀，然后才能进行吸气过程，余隙膨胀会减少活塞的有效吸气行程，从而减少有效吸气量。

[0052] 在了解了本发明排气阀装置的主要优点后，下面均以应用在压缩机中为例，对其结构中各组成部分进行详细的介绍。

[0053] 在一个实施例中，如图6、图9和图11所示，排气阀5这一弹性片包括排气口密封部51和弹性臂52，排气口密封部51用于密封排气口61，弹性臂52用于接收排气阀簧3的压力使得排气阀5贴靠在排气阀座6的端面上，且排气阀5无需紧固在任何零件上。在该实施例中，排气阀簧3压在弹性臂52上处于预压缩状态，预压缩力用以克服压缩腔8与排气腔10的压力差，不仅能够使排气阀座6紧贴缸头71，确保排气阀座6与气缸7之间处于良好的密封状态，还能在活塞在电机的控制下凸出缸头71时，排气阀簧3变形，使得排气阀座6、排气阀5和排气阀限位器4随着活塞一起运动，从而避免零件被撞坏，进而提高排气阀装置的使用寿命。

[0054] 若排气口61开在排气阀座6的中心，参考图10和图11，排气口61可以给吸气阀固定件9让位，以减小压缩机的排气余隙，排气口61的大小取决于排气阀装置所需的有效通流面积。对于该实施例，优选地可以在圆形排气口密封部51的两侧对称地设置两个弹性臂52，这样在排气过程中，排气阀5的中间部分拱起，两个自由端仍被压在排气阀座6上，受力更加均匀，当然也可以改变这两个弹性臂52之间的夹角，或者只设置一个弹性臂52。

[0055] 在图4a和图5a对应的实施例中，排气阀座6为圆盘形结构，排气口61靠近排气阀5一侧的边缘设有凸出面63，凸出面63的顶点不低于排气阀5和排气阀座6之间的安装面B，以避免气体的泄漏。优选地，可采用圆弧形的凸出面63，这样排气口密封部51与排气阀座6的接触形式为线接触，这样可以改善排气阀的及时开启性能。进一步地，排气阀座6压在外壳上的面A为精加工面，能够提高排气阀座6与缸头71之间的密封性能。

[0056] 在本发明的另一个实施例中，如图7a所示的剖视图和图7b所示的俯视图，该排气阀装置还包括排气阀限位器4，排气阀限位器4设置在排气阀簧3与排气阀5之间，且排气阀限位器4设有与弹性臂52相适配的限位槽43，限位槽43只允许排气阀5的径向位移。该实施例中限位槽43的设置可进一步限制排气阀5的位置，只允许排气阀5沿限位槽43抬起或放平，不能相对于排气阀限位器4发生相对转动。

[0057] 在一个较佳的实施例中，限位槽43的横截面在径向上向内减缩，从而使限位槽43的槽底形成斜面41，并与水平面形成夹角α，用于对排气阀5中间的抬起高度进行限制，夹角α取决于排气阀5离排气口61的最大升程hc。

[0058] 在本发明的再一个实施例中，为了使排气阀5在运动时更加稳定，如图4a、4b、5a、5b和图6所示，在排气阀座6和排气阀限位器4之间设有导向柱62，弹性臂52的自由端设有导向槽53，导向槽53可以是长圆孔或者一端开放的长圆孔，导向柱62穿设在导向槽53内，用于在排气阀5相对于排气阀座6的运动时，导向柱62在导向槽53内滑动以为排气阀5的滑动弹性变形提供导向作用。

[0059] 在第一种实现形式中，如图4a和4b所示，两个导向柱62对称设置在排气阀座6靠近圆周的位置，且与排气阀座6的主体形成整体式结构，相应地，在排气阀限位器4的限位槽43内开设导向孔42，导向柱62的自由端穿过导向槽53后进入导向孔42，参考图8。在第二种实现形式中，如图5a和5b所示，导向柱62为圆柱销64，将其插入到排气阀座6主体上开设的孔内，相应地，在排气阀限位器4的限位槽43内开设导向孔42。在第三种实现形式中，在排气阀座6上设置导向孔42，而在排气阀限位器4的限位槽43内设置导向柱62。

[0060] 将上述实施例中提到的排气阀限位器4、排气阀5和排气阀座6组装成部件，如图8所示，排气阀5不被固定约束，在小位移范围内，排气阀5在组件中处于自由状态；在大位移范围内，排气阀5受约束于排气阀座6的安装面B、限位槽43和排气阀限位器4的升程限位部分。

[0061] 在上述实施例的基础上，如图9和图12a、12b所示，该排气阀装置还可包括排气阀支承件2和排气阀盖1，排气阀支承件2用于对排气阀簧3进行支撑，排气阀盖1套设在排气阀支承件2外，且固定在气缸7的安装面上，该安装面低于缸头71，可以对排气阀支承件2与安装面之间进行密封。而且，排气阀盖1的侧壁上设有排气孔11，排气阀支承件2的底面设有通气孔21，排气阀盖1的内壁与排气阀支承件2的外壁之间形成消声腔C，高压气体从孔进入消声腔C扩张后，用于减弱排气过程中的气流噪声，从而实现消声的功能。

[0062] 为了使本领域技术人员清楚地了解本发明排气阀装置的工作过程，下面将以其应用在压缩机中为例，并结合图9、图10和图11所示的一系列状态示意图进行详细的说明。

[0063] 如图9所示，当压缩腔8里余气膨胀、气体被吸入和压缩时，因排气腔10的气体压力大于压缩腔8的气体压力，排气阀5的A1面(上表面)与排气口61的圆弧凸出面63贴合密封。

[0064] 如图10所示，当压缩腔8的气体被压缩后，其压力稍大于排气腔10的气体压力，排气阀5的A1面与排气口61的圆弧凸出面63分离，排气阀5的B1面(下表面)受到排气阀限位器4的A2面的限制，排气阀5的导向槽53沿导向柱62滑动，排气阀限位器4的B2面被排气阀簧3压紧，此时排气阀5呈中间拱起的弹性变形状态，此为压缩机的排气阶段。排气阀5离排气口
61的最大升程hc由排气阀装置的有效通流面积确定。

[0065] 压缩机排气结束时，在排气阀5自身弹性力的作用下，排气阀5沿排气阀限位器4的A2面和导向柱62滑动，排气阀5由中间拱起的状态变回为一形，排气阀A1面与排气口61的圆弧凸出面63贴合，即回到图9所示的状态。

[0066] 如图11所示，当活塞在电机的控制下凸出缸头71的距离为h0时，排气阀簧3变形，使得排气阀座6、排气阀5和排气阀限位器4随着活塞一起运动，从而避免零件被撞坏。

[0067] 针对不同型号的压缩机，需要根据排气需求设计不同尺寸的排气阀装置，排气阀装置中各零件的关键参数设计方法如下：

[0068] 排气阀装置的有效通流面积KAe与排气口61的面积KA1和阀隙有效面积KA2的关系满足如下公式：

[0069]

[0070] 其中， d1为排气口61的直径，d2为阀隙有效直径，h为排气阀5的抬起高度，即升程；

[0071] 对于此种结构形式的阀，流量系数K2主要与h/0.5d2相关，可根据下表1进行选取：

[0072]h/0.5d2 0.1 0.2 0.3 0.4
K2 0.92～0.7 0.85～0.65 0.75～0.6 0.70～0.58
h/0.5d2 0.5 0.60 0.7 0.8
K2 0.6～0.5 0.54～0.53 0.52 0.49

[0073] 表1流量系数K2选取表

[0074] 当排气阀5的升程h很小时，气体流过排气阀5时，阻力主要来自于阀隙。随着升程h的增加，当增加大一定程度后，流动阻力主要来源于排气阀5与排气阀支承件2之间的通道。有效通流面积KAe随升程h的变化如图13所示。

[0075] 实际压缩机排气体积流量为Qd时，压缩机使用的冷媒和工况决定了 那么不同的马赫数M设计要求下，需要不同的有效通流面积Ade，排气阀装置的有效通流面积Ade还能通过如下公式得到：

[0076]

[0077] 马赫数M设计要求在0.15～0.25之间，计算得到有效通流面积Ade后，根据图13所示的KAe曲线对应出排气阀的最大升程hc。再令公式(1)的KAe等于公式(2)的Ade，从而可以确定一定马赫数M下排气口61的直径d1与阀隙有效直径d2之间的关系，在设计时给出其中一个参数，即可获得另外一个参数。

[0078] 接下来将计算排气阀5的刚度k，排气阀5在气体推力的作用下，必须能达到最大升程hc。在整个排气阀5开启的周期中，气体力的性质相当复杂。根据冲量定律粗略估算使排气阀5达到开启高度时所需的平均气体力，如下：

[0079]

[0080] 其中，hc为排气阀5的最大升程，ρ为气体密度。

[0081] 根据公式(3)估算得到排气阀5的刚度k，结合排气阀升程测试实验，消除排气阀延迟关闭现象，最终确定排气阀5的刚度k，该参数要确保排气阀5能及时达到最大升程hc，并且能及时关闭。如图14所示的排气升程曲线反映出排气阀刚度偏小存在延迟关闭，其中S1曲线是活塞位移曲线，S2曲线为排气阀升程曲线。

[0082] 下一步可以综合排气阀5的刚度k和排气阀5的最大升程hc，通过有限元分析来确定排气阀限位器4中斜面41的角度α。

[0083] 本发明第二方面还提供了一种压缩机，如图9、图10和图11所示，包括上述各实施例所述的排气阀装置，这种排气阀装置中的待排气腔体为压缩腔8，外壳为气缸7。前面已经以该排气阀装置应用在压缩机中为例，详细地介绍了各部件之间安装关系以及所起的作用，这里仅简要地说明排气阀的改进对压缩机性能的影响，主要体现在：(1)排气开启和关闭动作随压缩腔内压力的变化响应迅速；(2)排气损失减小会使压缩机的效率提高；(3)排气时的动态泄漏减少能够减小压缩机的余隙膨胀量，使活塞的有效位移增大，从而增大压缩机的有效排量，提高制冷量，进而提高压缩机的效率；(4)排气阀座依靠排气阀簧支承，能够缓冲活塞对排气阀座和气缸的撞击，有效地提高压缩机的使用寿命。

[0084] 本发明第三方面还提供了一种换热设备，包括上述实施例所述的压缩机，上一段已经介绍了本发明的压缩机所具备的各项优点，那么安装了此种压缩机的换热设备也能够相应地达到更好的换热性能。

[0085] 以上对本发明所提供的一种排气阀装置、压缩机及换热设备进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。