CN100362239C - 用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置 - Google Patents

Abstract

用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置，包括机壳、固定卷体、绕行卷体、转轴、偏心部分和滑套，固定卷体安装于机壳内；绕行卷体与固定卷体啮合，并在它们之间限定压缩单元；转轴具有与驱动单元相连接的轴部；偏心部分偏心于轴部一端的中心整体地形成；滑套内具有插入孔，并且该滑套插置入于转轴的偏心部分和绕行卷体之间。该装置包括：转轴的偏心部分，具有两个形成于外表面的外平面和斜面，该斜面由两个外平面中的一个伸出，并相对于基准线倾斜，基准线为转轴轴部的轴线与偏心部分的轴线的连线；滑套，具有两个形成于插入孔内表面的内平面，内平面与形成于转轴的偏心部分外表面的平面相对应，斜面相对于基准线由两个内平面中的一个倾斜地伸出。

Description

用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置

技术领域

本发明涉及一种涡旋式压缩机，尤其是一种用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置，其能够防止压缩机在与压缩流体的运行方向相反的方向上运转。

背景技术

通常，根据一种压缩方法的各种类型的压缩机能够用于各种设备，并且涡旋式压缩机主要用于小型的、轻质的空调设备。

图1示出了一种根据现有技术的涡旋式压缩机的截面图。

根据现有技术的涡旋式压缩机包括一个形成一定封闭空间的机壳1，该机壳1分别与吸入流体的吸入口11和排出流体的排气口12相连；一个驱动单元(D)安装于机壳1的下部，并产生一个驱动力；一个压缩单位(P)设于机壳1的上部，用于压缩由吸入口11吸入的流体并由排气口1排出压缩的流体。该压缩单位使用由驱动单位(D)的驱动力产生的转轴23的旋转力。

一个主支架2安装于机壳1上部，用于支撑压缩单元(P)，并支撑转轴23的一端以使得转轴23能够转动。一个下支架3安装于机壳1的下部，用于可转动地支撑转轴23的另一端。

驱动单元(D)包括一个定子4、一个转子5和转轴23。其中，定子4安装于机壳1上，转子5可转动地插入定子4内，并且在转子5内转轴23被按压并插入。转轴23包括一个轴部20和一个偏心部分21。轴部20具有一定长度，按压并插入于转子5内；形成于轴部20一端的偏心部分21与轴部20的中心偏心，并与压缩单元(P)相连。

压缩单元(P)包括一个固定卷体7和一个绕行卷体8。涡管7与主机架2固定相连；绕行卷体8与固定卷体7啮合，并且其也与转轴23相连。一个滑套6插入于绕行卷体8下部，并且转轴23的偏心部分21插入滑套6与其配合。吸气孔7a形成于固定卷体7的一侧，通过吸气孔7a，由吸气管11吸入的气体流入绕行卷体8和固定卷体7之间形成的压缩空间。排出压缩气体的排出孔7b形成于固定卷体7上部，用于防止排出流体回流的止回阀(未示出)安装于排出孔7b之上。用于防止绕行卷体自旋的Oldham环9安装于绕行卷体8和主机架2之间。一个用于将机壳1内部分成低压区(N)和高压区(M)的分隔板10安装于固定卷体7的上表面。

图2示出了根据现有技术的转轴的滑套和偏心部分的分解透视图。

如图所示，其中转轴的偏心部分21为具有一定长度的圆柱形状。外圆周表面24a和24b与第一和第二外平面23a和23b相连形成偏心部分外围。第一和第二平面23a和23b平行地或与基准线成预定角度地形成，基准线为转轴轴部20的中心和偏心部分21中心之间连线。

同样滑套6也是具有一定长度的圆柱形，并且滑套6内有一插入孔40穿过，因此转轴的偏心部分21可以在它们之间的一个可变缝隙中插入滑套6。吸气孔40的内圆周表面形成有第一和第二内平面26a和26b。第一和第二内平面26a和26b分别对应于形成于转轴偏心部分21外圆周表面的第一和第二外平面23a和23b。

具有上述结构的传统涡管压缩机的运行将在下面描述。

当对定子4施加能量时，通过定子4和转子5的电磁相互作用转子5转动，并且固定转子5的转轴23主动地转动。此时，第一和第二外平面23a和23b中的一个与滑套6的插入孔40内圆周表面的第一和第二内平面26a和26b中的一个接触。第一和第二外平面23a和23b朝着相对于基准线的正向旋转方向形成，基准线为转轴23轴部20的轴线与其上偏心部分21的轴线的连线。通过上述平面的接触，转轴23的旋转力传递到滑套6，最后传递到插入滑套6的外圆周表面并与其相连的绕行卷体8。此时，绕行卷体8开始公转。

通过旋绕的绕行卷体8和固定卷体7的互相作用，压缩吸入口11吸入的流体并排出流体。

此时，在排出孔7b安装一个止回阀(未示出)，防止已经由排出孔7b排放到高压区(M)的流体回流到低压区(N)。

然而，对于上述传统的涡旋式压缩机，为了防止由下述原因产生反向旋转所引起的压缩机的损坏，采用了若干用于防止反向旋转的装置，但是这里仍然存在问题。

在使用单相电机作为驱动单元用于产生旋转力情况下，如果在压缩机运行期间产生的负荷变得大于电机转矩，那么电机的旋转力被减少。更进一步讲，电机反向地转动，因而绕行卷体反向地旋转。因此压缩机产生不规则的振动和噪声，并且降低了压缩机的可靠性。

同样，在使用一个三相电动机作为驱动单元用于产生旋转力情况下，如果电机的接线不正确，因此供电发生变化，从而电机反向地转动，因而损坏了压缩机。为了解决这些问题，加入了一个反相防止电路。当电源的相改变时，反相防止电路停止为压缩机供电，因此压缩机不能运行，因而保护了压缩机。然而，由于安装所述的电路从而导致费用的增加，并且由于压缩机的复杂结构，仍然存在压缩机病态运转的可能，从而降低了压缩机的可靠性。

同样，还有一种在转轴23和下支架3之间使用单向离合器结构的方法，但是在这种情况下同样增加了安装费用。同样，由于离合器的滚子部分即使在正常运行时也必须连续地运转。由于不必要的运动产生了能量的损失，从而降低了效率并且还会产生噪声。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置，该装置通过阻止绕行卷体反向运行，从而能够防止压缩机的损坏、产生不规则的振动以及产生噪声，并可减少安装费用。绕行卷体反向运行是由于压缩机的驱动单元沿与压缩流体相反的方向驱动，或在压缩机运行期间产生的负荷大于电机转矩所引起的。

为实现这些及其他优点并根据本发明的目的，在这里详细并广义地地描述了一种用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置包括一个机壳、一个固定卷体、一个绕行卷体、一个转轴、一个偏心部分和一个滑套，其中固定卷体安装于机壳内；绕行卷体与固定卷体啮合，并在它们之间形成一个压缩单元；转轴具有与驱动单元相连的轴部；偏心部分偏心于轴部一端的中心整体地形成；滑套布置于转轴的偏心部分和绕行卷体之间，其中所述的装置包括：转轴的偏心部分，具有两个形成于外表面的外平面，和一个斜面，该斜面由两个外平面中的一个伸出，并相对于基准线倾斜，基准线为转轴轴部的轴线与偏心部分的轴线的连线；和滑套，具有可将偏心部分插入其内的插入孔，两个形成于插入孔内表面的内平面，内平面与形成于转轴的偏心部分外表面的平面相对应，一个斜面相对于基准线倾斜地由两个内平面中的一个伸出。

通过以下结合附图对本发明的详细说明，前述以及本发明的其它目的、特点、方面和优点将变得更加明显。

附图说明

附图提供对本发明的更进一步理解，是并入以及组成说明书的一部分。本发明示出的实施例与说明书一起足以阐明本发明的原理。

在附图中：

图1示出了根据现有技术的一种涡旋式压缩机的纵向截面图；

图2示出了现有转轴的偏心部分和滑套的分解透视图；

图3示出了根据本发明的转轴的偏心部分和滑套的分解透视图；

图4是图3的平面视图，示出了根据本发明的正向转动的转轴的偏心部分和滑套；以及

图5是图3的平面图，示出了根据本发明的反向转动的转轴的偏心部分和滑套。

具体实施方式

下面将参照本发明的优选实施例详细描述，附图中示出了实施例的例子。

在下文，一种根据本发明一个实施例的用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置将参考附图详细描述。

附图中，与现有技术相同的结构将使用同样的附图标记，并且不再重复说明。

图3示出了转轴的偏心部分和滑套的分解透视图。图4是图3的平面视图，示出了根据本发明的正向转动的转轴的偏心部分和滑套。图5是图3的平面图，示出了根据本发明的反向转动的转轴的偏心部分和滑套。

如图3所示，一种根据本发明的用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置包括一个圆柱形偏心部分210和一个圆柱形滑套60。圆柱形偏心部分210形成于连接到驱动单元(D)的转轴23的轴部200的一端，偏心于轴部200的轴线转动；并且圆柱形滑套60具有一个穿过其中心的插入孔400，以在它们之间的可变间隙中与偏心部分210结合。

在偏心部分210的外圆周表面，两个外平面50a和50b平行地或相对于基准线成一定角度地相对形成，基准线为转轴的轴部200中心与偏心部分210的中心的连线。在外平面50a和50b的两个端面之间，分别形成了一个外外圆周表面52和一个内外圆周表面53。并且一个第一斜面70从外平面50a和50b中的一个外平面50a伸出，并朝着相对于基准线的反向旋转方向定位。第一斜面70邻近转轴轴部的外圆周形成。

形成于滑套60的插入孔400的内圆周表面，与形成于偏心部分210的外圆周表面的平面对应地形成。两个内平面51a和51b分别形成于插入孔400的内圆周表面，以与偏心部分210的两个外平面50a和50b平行地面对。在内平面51a和51b之间，分别形成外内圆周表面54和内内圆周表面55。一个第二斜面80从内平面51a和51b中的一个内平面51b倾斜地伸出，并朝着相对于基准线的反向旋转方向定位。第二斜面80邻近转轴轴部的外圆周形成。

依据上述，外平面50a与内平面51a彼此接触，并正向运转，也就是说在压缩流体的方向上运转，这两个面成为正向旋转运转工作表面50a和51a，其中，外平面50a为转轴偏心部分210的外平面50a和50b中第一斜面70不在其上延伸的一个，内平面51a为滑套60的内平面51a和51b中第二倾斜表面80不在其上延伸的一个。相反地，当偏心部分210的第一斜面70与滑套的第二斜面80彼此接触并反向运行时，也就是说在与压缩流体方向相反的方向运转，这两个平面成为反向旋转运转工作表面70和80。

在下文，将描述根据本发明的用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置的运转。

图4示出了当根据本发明的涡旋式压缩机的转轴在压缩流体方向旋转时，转轴的偏心部分和滑套之间位置关系的平面图。图5示出了当根据本发明的涡旋式压缩机的转轴反向旋转时，转轴的偏心部分与滑套之间位置关系的平面图。

如图4和5所示，基准线与反向旋转工作表面70和80之间的工作角比基准线与正旋工作表面50a和51a之间的工作角大出预定值，基准线为转轴23轴部200的中心与偏心部分210的中心连线。通过角度的差异，当沿压缩流体的正向方向旋转时，通过沿径向施加一个适当的力，将绕行卷体8的卷与固定卷体7的卷粘合，因此气体可在上述两个卷形成的压缩空间内被压缩。同样，在反向旋转时，通过沿径向施加的力，绕行卷体8和固定卷体7之间的摩擦力大于驱动单元(D)的电机驱动转矩，因此能够防止压缩机的反向旋转。

通常，沿径向施加的力可通过下面的公式简单计算。

Frs＝Fω-Fgr+Fgt·tan(α-φ)

在这里，

Fω＝Fω.os+Fω.sb(绕行卷体的离心力+滑套的离心力)

Fgr＝2×a×h×(Pd-Ps)：沿径向的气体反作用力

Pd：排气压力

Ps：吸气压力

a：具有卷形式的基圆的半径

h：卷的高度

Fgt：沿切线方向的气体反作用力(由卷的形

式和压缩机的工作条件确定)

α：工作角

φ：αtan(τ)＝0.05(τ：工作表面的表面摩擦系数)

对于一般的压缩机，考虑到Fgt10倍于Fgr，根据工作角(α)的增加，Frs(沿径向施加的力)迅速地增加。

就目前的描述，根据本发明的用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置能够防止压缩机的损坏。压缩机的损坏是因为在压缩机的驱动单元的驱动方向与压缩流体的方向相反时，压缩单元内形成真空；或者由于压缩机工作期间产生的负荷大于电机转矩时，驱动单元沿相反方向驱动时引起的。因此，能够增加压缩机的安全性和可靠性，并且由于用于防止反向旋转的装置结构简单易于制造，同样提高了生产率。此外，用于防止反向旋转的装置在降低费用的情况下，能够实现与附加传统的反相防止电路或者使用单向离合器结构的相同的作用。

由于本发明在不脱离本发明的精神或必要特征的情况下可以以多种方式实施，还可以理解的是上述的实施例并不被前述说明书的任何细节所限制，除非特别注明，可以在所附权利要求所定义的精神和范围内很宽泛的解释，因此属于权利要求的边界和范围内的所有改变和修改，或者这种边界和范围的等同结构也因此包含于所附的权利要求中。

Claims (9)

1.一种用于防止涡旋式压缩机反向旋转的装置，包括一个机壳、一个固定卷体、一个绕行卷体、一个转轴、一个偏心部分和一个滑套，其中固定卷体安装于机壳内；绕行卷体与固定卷体啮合，并在它们之间限定一个压缩单元；转轴具有与驱动单元相连接的轴部；偏心部分偏心于轴部一端的中心整体地形成；滑套内具有一个插入孔，并且该滑套插置入于转轴的偏心部分和绕行卷体之间，

其特征在于所述的装置包括：

转轴的偏心部分，具有两个形成于外表面的外平面，和一个斜面，该斜面由两个外平面中的一个伸出，并相对于基准线倾斜，基准线为转轴轴部的轴线与偏心部分的轴线的连线；以及

滑套，具有两个形成于插入孔内表面的内平面，内平面与形成于转轴的偏心部分外表面的平面相对应，一个斜面相对于基准线由两个内平面中的一个倾斜地伸出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于外平面朝着相对于基准线压缩流体的转动方向形成，该外平面是转轴偏心部分的两个外平面中斜面不由其伸出的一个。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于外平面朝着相对于基准线压缩流体的转动方向的相反方向形成，该外平面是转轴偏心部分的两个外平面中斜面由其伸出的一个。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于滑套的两个内平面中斜面不由其伸出的一个朝着相对于基准线压缩流体的转动方向形成。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于滑套的两个内平面中斜面由其伸出的一个朝着相对于基准线压缩流体的转动方向的相反方向形成。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于偏心部分的斜面接近转轴轴部的外圆周形成。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于滑套的斜面接近转轴轴部的外圆周形成。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在沿压缩流体的正向的旋转中，偏心部分的斜面不由其伸出的外平面与滑套的斜面不由其伸出的内平面彼此接触，从而成为将驱动单元产生的旋转力传递到绕行卷体的工作表面；在与压缩流体方向相反的旋转中，偏心部分的斜面与滑套的斜面彼此接触，并成为将所述的旋转力传递到绕行卷体的工作表面。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，反向旋转中的工作表面与基准线之间的角度比正向旋转中工作表面与基准线之间的角度大出预定值。

Images