CN100410537C - 具有全方位依从结构的悬浮式涡卷型流体压缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明叙述了一个涡卷型流体位移装置的“悬浮涡卷”机构。在双动涡卷中螺旋形的侧壁装置在端板的相反两侧。悬浮涡卷就是双动涡卷在轴向和径向处于良好的动力学平衡状态。涡卷元件在轴向和径向都作完全依从或半依从运动，并保持零件之间的最小接触应力，取得良好的密封性；适用于高转速，具有高效率、低磨擦损耗和低功率消耗。一个曲轴——滑动关节以及周边曲轴——滑动关节机构为双动涡卷提供了径向依从运动的能力。一个同步器使三个周边曲轴的方位角得以同步，避免了机构在运转中或启动时发生卡死现象。

Description

具有全方位依从结构的悬浮式涡卷型流体压缩装置

技术领域

本发明与涡卷型的容积式流体装置有关，更具体地说，本发明是一种具有全方位依从、即轴向和径向依从结构的悬浮式涡卷型流体装置。

背景技术

涡卷式的泵、压缩机和膨胀机是众所周知的机械。这种机械里，两个互相啮合的螺旋型或渐开线型的涡卷元件相互共轭，并分别固定在各自的端板上，分别形成所谓的动涡卷和静涡卷。这二个涡卷元件互相啮合在螺旋式涡卷元件之间，形成线接触。

由一对接触线和二个端板的表面形成了至少一个密封气室。当其中一个涡卷，即动涡卷，作相对于另一个涡卷的轨道运动、即圆形的平动时，在螺旋元件的侧壁上的接触线就会沿着该侧壁移动从而改变该密封气室的容积。该密封气室的容积改变将膨胀或是压缩流体，这完全取决于轨道运动的方向。

早期授予Creux的美国专利802，182就揭示了这样一种装置的基本模式。其后一系列美国专利如：美国专利6,123,529，6,068,459，5,961,297，5,855,473，5,788,470，5,775,893，5,755,564，5,690,480，5, 632,611，5,624,247，5,616,015，5,556,269，5,322,426，5,304, 047，5,247,795，5,171,140，5,098,265，4,731,000，4,677,949，4,558,997，3,989,422，3,802,809，3,600,114，3,560,119，3, 011,694，2,494,100，2,475,247，1,041,721揭示了涡卷式的压缩机、膨胀机和真空泵。上述专利提供了所谓的“双涡卷”结构，也就是二个涡卷元件背靠背地延伸自端板的二个端面。双涡卷结构使得被压缩流体作用在端板上的轴向力在很大程度上得以抵消或互相平衡。由此，就不需要有承受动涡卷所受的轴向力的推力轴承，也减去了相应的磨损和功率消耗。

然而，在以前的技术中，无论是中心驱动，还是周边驱动，动涡卷的轨道运动半径是固定的。授予Allen E.Armstrong等人的美国专利4,192,152披露了一个径向依从的连接机构以适应在涡卷和机座的框架之间不同的热膨胀。在工业界广泛接受的典型的“径向依从”机构指的是这样一种机构，它能提供动涡卷在径向自由移动直至动静涡卷的侧壁达到接触并由此使气腔被封闭。当不可压缩流体被封闭在气腔内或是碎片被卷入涡卷之间，动涡卷能做从静涡卷向后的径向的退让，以适应上述的情况。在4,192,152中所披露的这个所谓的“径向依从”连接机构，不能提供动涡卷径向运动的自由度，因而并不是一个真正意义上的径向依从机构。

美国专利3,817,664披露了一个可绕支点转动的轴及连接装置，这也是一种机械式的径向依从机构。在此机构中，动涡卷的径向依从是由一个可绕支点转动的轴推动一个连接装置来实现。而此轴则由一个弹簧来推动。此一专利也提供了一个轴向依从机构，其中动涡卷被排出的高压气体的压力在轴向推向静涡卷，以达到涡卷之间的顶——底面的接触而实现径向的密封。这种径向依从的机构由于采用可绕支点转动的轴而不具有实际意义，尤其在每分钟数千转的高速转动中，不适合实际应用。

在无油压缩机中，困难的工作环境和在较大马力的压缩机中的高负荷，都要求比目前在涡卷式空调压缩机和喷油涡卷空压机中广泛使用的欧丹环(Oldham Ring)更强固的防止转动的连接装置。美国专利3,802,809中所披露的周边曲轴式的机构提供了强固而可靠的防止转动的连接机构。但是这种机构限制了动涡卷的径向依从运动从而削弱了在动静涡卷之间形成的气腔的切向密封性。

发明内容

为了克服上述过去专利的缺点，本发明披露了一个具有“悬浮涡卷”机构的涡卷式流体位移装置。双动涡卷在端板的二侧都有螺旋型的侧壁。在悬浮涡卷中，动涡卷在径向和轴向都处于良好的动力平衡状态。动涡卷处于径向和轴向的全依从或是半依从状态，并维持涡卷之间的最低接触力，以期在高速运转中保持高效率、低磨擦和低能量损耗的同时，保持气室的良好密封状态。双动涡卷的径向依从能力由一个曲轴——滑动关节和/或周边曲轴——滑动关节机构来实现。一个同步环用来使周边曲轴的方位角保持同步以避免该机构在起动和运转中卡死。根据压缩比，工作流体和其他应用上的要求，涡卷装置可以设计成一级或多级的装置。

本发明的目的之一就是提供一种改进的涡卷型的容积式流体位移装置，其中采用了多个周边曲轴以确保动涡卷相对于静涡卷的圆形平动，亦即轨道运动并防止动涡卷的转动。同时，该涡卷装置通过使周边曲轴保持同步，避免了曲轴可能的卡死现象，从而使得动涡卷能自由调节它的轨道运动半径，以实现对静涡卷元件的依从运动。

本发明的另一个目的就是提供一种改进的涡卷型的装置，其中动涡卷的螺旋状元件由端板相反的两端面分别延伸而出，也就是所谓的双动涡卷。在双动涡卷的端板两边的结构在动力学上是相似或是相同的，也就是说作用在双动涡卷端板两侧的轴向力是平衡的或者是其差异是很小的。通过对一个气腔加入压力气体，轴向依从机构把一个涡卷沿轴向推向另一个与之配对的涡卷。这个轴向推力是被控制得刚好够克服反力，以保持涡卷的顶——底面之间的轻微接触，从而得到径向密封。从动力平衡的意义上来说，具有径向和轴向依从机构的动涡卷是处于一种“悬浮”状态。

附图的简述

为了全面的理解本发明的原理和目的，下文的详细描述应和附图结合起来阅读。本文的附图是：

图1是一个基于本发明的具有全方位依从机构的涡卷压缩机的纵剖面图；

图2是沿图1中的剖切线2-2所作的、具有径向依从机构的动涡卷的横剖面图；

图3是沿图2中的剖切线3-3所作的周边曲轴、周边曲轴关节和周步环的放大视图；

图4是沿图2中的剖切线4-4所作的横剖面图，它描述了基于本发明的同步环、平衡块和背压室；

图5描述了同步环和同步环的轴承；

图6是一个局部放大图，它是沿图2中的剖切线6-6所作的驱动机构的中央部分的纵剖面图；

图7是沿图6中的剖切线7-7所作的驱动机构的横剖面图；

图8是沿图3中的剖切线8-8所作的周边曲轴机构的横剖面图；

图9是本发明的第2实例的纵剖面图，它描述了以同步皮带和周边曲轴的皮带轮作为同步器的机构；

图10是沿图9中的剖切线10-10所作的、基于本发明的具有同步器的悬浮涡卷压缩机的横剖面图；

图11是本发明的第3实例的纵剖面图，它描述了一个具有欧丹环作为防转动连接机构的悬浮涡卷压缩机；

图12是沿图11中的剖切线12-12所作的横剖面图，它描述了具有欧丹环作为防转动连接机构的悬浮涡卷压缩机。

具体实施方式

参看图1，它描述了基于本发明的一个涡卷型空气压缩机。压缩机10包括了一个前机壳20和一个后机壳21。主轴40由外部轴承支撑并由外部机构驱动(此图均未画出)而绕轴线S1-S1旋转。一个驱动曲轴销42由主轴40的前端伸出。其中心轴线S2-S2距主轴40的中心轴线S1-S1的距离即为动涡卷60的绕动半径Ror。绕动半径是指动涡卷60在作相对于第一静涡卷50和第二静涡卷70的圆形平动时的轨道圆半径。

第一静涡卷50(也称为前静涡卷)具有一个端板51。第一静涡卷元件52由此端板延伸而出。在端板51的中部有一孔53。主轴40由此孔伸入去驱动动涡卷60。

动涡卷60包括圆形端板61和61’。涡卷元件62和62’分别由端板61和61’的相反端面延伸而出。绕动轴承座63和63’则分别与端板61和61’的中部固连。为简便起见，包括端板61，涡卷元件62和轴承座63的零件称为前动涡卷，而包括端板61’元件62’和轴承座63’的零件被称为后动涡卷。动涡卷60包括了处于背靠背的位置的前动涡卷和后动涡卷，被称为双动涡卷或双涡卷。双涡卷中的前后动涡卷一起作轨道运动，同时在运行中相互之间可作径向的相对运动。

第二静涡卷70(也称为后静涡卷)具有端板71，涡卷元件72由其前端延伸而出。涡卷元件52与62之间以及62’与72之间分别互相啮合，并保持180°的相位角位移和等于绕动半径的径向位移。在涡卷元件52和62以及端板51和61之间至少形成了一个密封气室。在涡卷元件62’和72以及端板61’和71之间也是同样。

工作流体由进气口80和进气通道81进入压缩机10。如图1所示进气通道81形成于前机壳20、后机壳21和涡卷之间。工作流体被吸入在涡卷之间所形成的压缩气室，并由于涡卷的轨道运动而被压缩，最后由通道82，83和位于后静涡卷的端板71的中部的排气口84排出。轴封22位于第一端板51上的轴封槽23内，将排出气体密封于压缩机内以免泄漏到外部环境。

参看图1-5，下面将解释驱动、防止转动和径向依从机构。主轴40的驱动曲轴销42分别通过位于动涡卷60中部的驱动关节64和64’，以及驱动曲轴销轴承65和65’，从而驱动动涡卷60。在动涡卷60的周边有三对周边延伸部，分别是由端板61延伸出的160a，160b和160c以及由端板61’延伸出的160’a，160’b和160’c组成，如图1和2所示。为简便起见，我们只对延伸部160a和160’a以及相关零件的功能作一描述。其余两对相似的结构自可明嘹。参看图1、2和3，在前机壳20上有3个轴承孔161a，161b，161c。周边曲轴162a由两个轴承163a和164a支撑并能自由转动。周边曲轴销165a自周边曲轴162a延伸而出。周边曲轴162a的轴心线S 1a与曲轴销165a的轴心线S2a之间的距离等于绕动半径Ror。动涡卷60的延伸部160a和160’a分别具有轴承孔166a和166’a。其中分别装有周边曲轴轴承167a和167’a。周边曲轴162a通过曲轴销165a，周边曲轴关节168a和168’a，然后再通过曲轴轴承167a和167’a并和其他两对周边曲轴162b和162c加上各自相应的零件一起使动涡卷60作轨道运动并防止其转动。参看图7，在前驱动关节64中开有一槽190。驱动曲轴销42就位于该槽190内。该槽190在径向比驱动曲轴销42略长。当驱动曲轴销42如图中箭头B所示作反时针转动，曲轴销42的驱动平面191推动前驱动关节64的滑动平面192。上面的描述同样适用于后驱动关节64’及其相关零件。参看图1，7和8，当轴40转动，动涡卷60的前、后动涡卷分别受到由其轨道运动所产生的离心力Fco和F’co。除了轨道运动以外，动涡卷60的前后动涡卷在其所受离心力的作用下，将联同驱动关节64和64’，周边曲轴关节168a，168’a，168b，168’b，168c和168’c一起作径向移动，如图7中箭头C所示，直至动涡卷元件与其相应的静涡卷元件作侧壁-侧壁的接触。这就是径向依从机理。

在过去的技术中，用滑动关节——曲轴机构以达到径向依从是众所周知的。但是由于技术上的困难，这一机构，正如我们上面在背景介绍的回顾分析中所指出，从未被应用在双涡卷结构的设计中。其困难之处在于如何协调周边曲轴的方向以确保动涡卷能作轨道运动和在径向自由移动而不会被卡死。本发明实例提供了一个包括有周边曲轴、滑动关节以及周边曲轴同步器的机构，使得动涡卷能作径向依从运动。参看图1-5，下面来解释同步环170的功用。

在图4中，线段S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c分别表示将周边曲轴162a，162b和162c的中心，S1a，S1b和S1c与其相应的曲轴销165a，165b和165c的中心，S2a，S2b和A2c连接起来的线段。无论本涡卷装置是处于运行或停机状态，线段S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c必须始终保持相互平行，也就是处于同步状态。否则的话，由于每个周边曲轴关节具有的径向和切向的运动自由度，这些周边曲轴162a，162b和162c以及驱动轴40，乃至动涡卷60在启动或运行中可能会被卡死。为了使周边曲轴保持同步，如图1-5所示，同步环170分别通过同步环轴承171a，171b和171c而与周边曲轴销165a，165b和165c相连结。同步环作与动涡卷相似的圆形平动，也就是轨道运动，从而保持三个周边曲轴销处于一个三角关系，也就是被保持同步，因而使得线段S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c在任何时候都保持相互平行。现在让我们再回头看受到离心力Fco和F’co作用的动涡卷60。参看图1和图4，离心力Fco和F’co分别部份被平衡块90和91以及90’和91’所平衡，余下的离心力的合力恰好足够克服由被压缩流体所产生的径向分离力。在装置运行中，由于线段S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c保持同步，动涡卷得以在离心力作用下沿径向，也就是与线段S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c相平行的方向移动直至动涡卷的涡卷元件62和62’分别与静涡卷元件52和72有非常轻的接触，以达到涡卷之间的压缩气室之间的切向密封。涡卷所受离心力的完全平衡还有其他平衡块的参与，这是传统的作法，就不在此详述。

参照图1和图4，下面要详述双涡卷结构的轴向依从机构。动涡卷60包括有前端板61和后端板61’。这二个端板之间形成压力室67。密封件68将压力室67与气路81以及吸气腔相隔离。启动时，密封件68的弹性力分别将前、后动涡卷推向它们相应的前后静涡卷并保持涡卷的前端与底部之间的很轻的接触。压力室67通过通道82和83与排出气体相连。表面85和85’的表面积被设计得正好使作用在其上的由高压气体所产生的轴向力分别略微超过相应的作用在端板61和61’上的表面69和69’及涡卷元件62和62’的顶部的气体轴向力的总和。轴向力的合力将分别推动前后动涡卷沿轴向移向相应的前后静涡卷，以达到有关的6对接触面很轻微的接触。这六对接触面包括两对动涡卷的顶端面与其相应的静涡卷底面的接触面。还包括另外两对静涡卷的顶面与其相对应的动涡卷的底面的接触面。余下的二对接触面是前后机壳的推力支承面59和79分别与前后动涡卷的推力支承面69和69’之间的接触面。支承面59和79分别支承了动涡卷的表面69和69’，这样就避免了动涡卷的摇晃摆动。以上所述的六对表面之间接触在装配时不一定同时发生，但是在磨合以后，这六对接触面都会有轻微的接触。上述的轴向依从机构使得各压缩气室之间得到良好的径向密封，并使动静涡卷的磨损微不足道，而且能自我补偿。过去的技术提出许多轴向依从机构，其中很多都可被移植而应用到本发明来。

图9和图10描述了用于径向依从的双涡卷结构的同步器的另一个实例。在这两个图中，那些与图1至图8中的元件相对应的元件使用了相同的数字来表示。本实例中，三个周边曲轴同步皮带轮173a，173b和173c分别紧固在周边曲轴162a，162b和162c上。同步皮带174把三个同步皮带轮173a，173b和173c连系在一起并使它们保持同步，也就是使分别连接周边曲轴162a，162b和162c的中心，S1a，S1b和S1c以及周边曲轴销165a，165b和165c的中心，S2a，S2b，S2，c的线段S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c在该涡卷装置无论在运行中还是处于停机状态始终彼此之间保持平行。张紧轮175使同步皮带174保持其正常位置并保持能平稳运行的合适张力。

还有许多机构例如齿轮等等，只要它们能使线段S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c在涡卷装置无论在运行时还是处于停机状态始终能保持彼此之间的平行关系，都可以用作同步器。

图11和12描述了一个使用欧丹环以代替上述的周边曲轴机构作为防止转动和用于联接的机构，并用于悬浮式涡卷装置的另一个实例。在这个实例中，那些与图1至图10中的元件相对应的元件使用了相同的数字来表示。当曲轴40转动，曲轴销42通过驱动关节64和64’，驱动轴承65和65’使动涡卷60作反时针方向的圆形平动，即轨道运动。欧丹环的工作原理是众所周知的，因而无需过多解释。本实例的关键之点是允许前后动涡卷在离心力的作用下能分别作独立的径向移动。这样就能达成相应的成对的动静涡卷之间的螺旋型侧壁之间的接触。

以上所描述的是本发明的优先实例。那些在本行业素有训练者可能发现其他一些无论是在结构上、安排上、组成上或其他类似的变种，但其变化并没有脱离本发明的范畴。本发明应由下述的权利要求所定义。在下述权利要求的意义上引伸出来的所有装置以及(或是)方法，无论它们是在严格字面上的或是等价意义上的都应被包括在本发明中。

Claims (33)

1. 一种容积式流体位移装置(10)，包括：

a)动涡卷(60)，具有端板(85和85’)，端板二相反端面各有一个螺旋型的侧壁(62和62’)固定其上，端板周边上有三个均布的周边延伸部(160a，160’a)；

b)相对布置的静止的第一和第二静涡卷(50和70)，各自包括端板(51和71)，在各自端板内表面上各有一个螺旋侧壁(52和72)固定其上，各自与上述的动涡卷的相应的螺旋侧壁啮合，当上述动涡卷相对于上述静涡卷作轨道运动时，上述啮合的侧壁同上述的动涡卷的端板以及静涡卷的端板的内表面一起形成了可移动、能改变容积的气室及工作流体的高压及低压区域；

c)机壳(20和21)，上述机壳支持上述的第一和第二静涡卷；

d)一个位于上述机壳内的旋转驱动轴(40)，能够驱动上述的动涡卷，使之作相对于上述静涡卷的轨道运动；

e)由上述机壳支撑并能旋转的三个均布的周边曲轴(162a，162b和162c)；

其特征在于，该容积式流体位移装置还包括：

f)径向依从的连接机构(64，64’，65，65’，167a，167’a，167b，167’b，167c，167’c，168a，168’a，168b，168’b，168c，168’c和170)，把上述旋转驱动轴与上述动涡卷连接，也把上述周边曲轴和上述的动涡卷周边延伸部相连，以保持预先设定的上述各动、静涡卷之间的角相位关系，并使上述动涡卷能沿径向移动，以实现上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的切向的密封性，使得上述动涡卷在被驱动时，造成上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的移动的线接触。

2. 如权利要求1所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的动涡卷的端板由背靠背安置的前端板(62)和后端板(62’)组成；上述的动涡卷的上述螺旋侧壁分别固定在并延伸自上述前后端板的相反两侧；上述的动涡卷包括前动涡卷和后动涡卷；上述前动涡卷包括上述的前端板以及固定其上的涡卷元件，上述后动涡卷包括上述的后端板以及固定其上的涡卷元件。

3. 如权利要求2所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的前动涡卷和后动涡卷，在其作轨道运动的同时，能作相互之间的相对的径向移动。

4. 如权利要求3所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)在上述的旋转驱动轴的端头有一个驱动曲轴销(42)；

b)一个前轴承座和一个后轴承座(63和63’)分别固定在上述的前、后动涡卷的前、后端板的中部；

c)上述的径向依从连接机构具有一个前驱动关节(64)和一个后驱动关节(64’)，上述驱动关节分别装置于上述动涡卷的前后轴承座内并能作转动，上述驱动关节被上述驱动曲轴销驱动并随其转动且能分别连同上述的相应的轴承座一起沿径向移动，在上述动涡卷被驱动时，实现上述的螺旋侧壁之间的移动线接触达到其切向的密封作用。

5. 如权利要求4所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)上述的每一个周边曲轴都有一个周边曲轴销(165a，165b和165c)，该销固连在周边曲轴的一端并自该端延伸而出；

b)上述的径向依从机构还包括有三对周边曲轴关节(168a，168’a，168b，168’b和168c，168’c)，上述关节分别位于上述的动涡卷的上述的三个周边延伸部内，并能旋转，上述动涡卷在作轨道运动时带动上述周边曲轴关节，同时上述的周边曲轴关节分别带动上述周边曲轴销转动，并能分别与上述的周边延伸部一起作径向的移动，这样当上述动涡卷被驱动时，就能使上述的螺旋侧壁之间产生移动的线接触，达到有效的切向密封并且同时上述的涡卷之间保持预定的角度相位关系。

6. 如权利要求4所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的前、后驱动关节上各至少固连着一个平衡块(90，91，90’和91’)，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的未被平衡的离心力刚好够克服由被压缩流体产生的径向分离力，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微密封接触。

7. 如权利要求5所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在分别位于上述的前后动涡卷的周边延伸部内的上述的三个周边曲轴上，各自固连着至少一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的被平衡的离心力刚好足够克服由被压缩流体产生的径向分离力，使上述的动涡卷得以作径向移动，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微的密封接触。

8. 一种容积式流体位移装置，它包括：

a)动涡卷，具有端板，端板二相反端面各有一个螺旋型的侧壁固定其上，端板周边上有三个均布的周边延伸部；

b)相对布置的静止的第一和第二静涡卷，各自包括端板，在各自端板内表面上各有一个螺旋侧壁固定其上，各自与上述的动涡卷的相应的螺旋侧壁啮合，当上述动涡卷相对于上述静涡卷作轨道运动时，上述啮合的侧壁同上述的动涡卷的端板以及静涡卷的端板的内表面一起形成了可移动，能改变容积的气室及工作流体的高压及低压区域；

c)机壳，上述机壳支持上述的第一和第二静涡卷；

d)一个位于上述机壳内的旋转驱动轴，能够驱动上述的动涡卷，使之作相对于上述静涡卷的轨道运动；

e)由上述机壳支撑并能旋转的三个均布的周边曲轴；

其特征在于，该容积式流体位移装置还包括：

f)径向依从的连接机构，把上述旋转驱动轴与上述动涡卷连接，也把上述周边曲轴和上述的动涡卷周边延伸部相连，以保持预先设定的上述各动、静涡卷之间的角相位关系，并使上述动涡卷能沿径向移动，以实现上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的切向的密封性，使得上述动涡卷在被驱动时，造成上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的移动的线接触；

g)一个同步器(170)，使上述的周边曲轴保持同步，这样就使在垂直于上述旋转驱动轴的平面内，分别通过上述周边曲轴的中心并与上述动涡卷的轨道运动方向相垂直的直线(S1a-S2a，S1b-S2b，S1c-S2c)始终保持互相平行。

9. 如权利要求8所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的同步器包括一个环，环上有三个均布的周边延伸部，该延伸部与上述的周边曲轴之间有机械的连接，上述的同步器与上述的动涡卷一起作轨道运动。

10. 权利要求9所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的动涡卷的端板由背靠背安置的前端板和后端板组成；上述的动涡卷的上述螺旋侧壁分别固定在并延伸自上述前后端板的相反两侧；上述的动涡卷包括前动涡卷和后动涡卷；上述前动涡卷包括上述的前端板以及固定其上的涡卷元件，上述后动涡卷包括上述的后端板以及固定其上的涡卷元件。

11. 如权利要求10所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的前动涡卷和后动涡卷，在其作轨道运动的同时，能作相互之间的相对的径向移动。

12. 如权利要求11所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)在上述的旋转驱动轴的端头有一个驱动曲轴销；

b)一个前轴承座和一个后轴承座，分别固定在上述的前、后动涡卷的前、后端板的中部；

c)上述的径向依从连接机构具有一个前驱动关节和一个后驱动关节，上述驱动关节分别装置于上述动涡卷的前后轴承座内并能作转动，上述驱动关节被上述驱动曲轴销驱动并随其转动且能分别连同上述的相应的轴承座一起沿径向移动，在上述动涡卷被驱动时，实现上述的螺旋侧壁之间的移动线接触达到其切向的密封作用。

13. 如权利要求12所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)上述的每一个周边曲轴都有一个周边曲轴销，该销固连在周边曲轴的一端并自该端延伸而出；

b)上述的径向依从机构还包括有三对周边曲轴关节，上述关节分别位于上述的动涡卷的上述的三个周边延伸部内，并能旋转，上述的周边曲轴关节分别被上述周边曲轴销驱动，并随其一同旋转，并能分别与上述的周边延伸部一起作径向的移动，这样当上述动涡卷被驱动时，就能使上述的螺旋侧壁之间产生移动的线接触，达到有效的切向密封并且同时上述的涡卷之间保持预定的角度相位关系。

14. 如权利要求12所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在上述的前、后驱动关节上各至少固连着一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的未被平衡的离心力刚好够克服由被压缩流体产生的径向分离力，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微密封接触。

15. 如权利要求13所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在分别位于上述的前后动涡卷的周边延伸部内的上述的三个周边曲轴上，各自固连着至少一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的被平衡的离心力刚好足够克服由被压缩流体产生的径向分离力，使上述的动涡卷得以作径向移动，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微的密封接触。

16. 一种容积式流体位移装置，它包括：

a)动涡卷，具有端板，该端板包括背靠背安置的一个前端板和一个后端板，二个螺旋侧壁分别固定在并延伸自上述前后端板的相反二侧，上述的动涡卷包括由前端板及紧固其上的螺旋侧壁构成的前动涡卷和由后端板及紧固其上的螺旋侧壁构成的后动涡卷，上述的前、后端板分别有三个均布的周边延伸部。

b)相对布置的静止的第一和第二静涡卷，各自包括端板，端板上各有一个螺旋侧壁固定其上，各自与上述的动涡卷的相应的螺旋侧壁啮合，当上述动涡卷相对于上述静涡卷作轨道运动时，上述啮合的侧壁同上述的动涡卷的端板以及静涡卷的端板的内表面一起形成了可移动能改变容积的气室及工作流体的高压及低压区域；

c)机壳，上述机壳支持上述的第一和第二静涡卷；

d)一个位于上述机壳内的旋转驱动轴，能够驱动上述的动涡卷，使之作相对于上述静涡卷的轨道运动；

e)由上述机壳支撑并能旋转的三个均布的周边曲轴；

其特征在于，该容积式流体位移装置还包括：

f)径向依从的连接机构，把上述旋转驱动轴与上述动涡卷连接，也把上述周边曲轴和上述的动涡卷周边延伸部相连，以保持预先设定的上述各动、静涡卷之间的角相位关系，并使上述动涡卷能沿径向移动，以实现上述的动、静涡卷的螺旋侧壁之间的切向的密封性，使得上述动涡卷在被驱动时，造成上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的移动的线接触；

g)一个同步器，使上述的周边曲轴保持同步，这样就使在垂直于上述旋转驱动轴的平面内，分别通过上述周边曲轴的中心并与上述动涡卷的轨道运动方向相垂直的直线始终保持互相平行；

h)一个压力室(67)，该压力室形成于前动涡卷的前端板和后动涡卷的后端板之间，压力流体被引入上述压力室，从而分别将前、后动涡卷推向相应的与之啮合的静涡卷。

17. 如权利要求16所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的同步器包括一个环，环上有三个均布的周边延伸部，该延伸部与上述的周边曲轴之间有机械的连接，上述的同步器与上述的动涡卷一起作轨道运动。

18. 如权利要求17所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的前动涡卷和后动涡卷，在其作轨道运动的同时，能作相互之间的相对的径向移动。

19. 如权利要求18所述的容积式流体位移装置，其特征在于，位于上述的前、后动涡卷的前、后端板之间有一个耐磨的弹性材料制成的密封元件(68)，上述密封元件使上述的压力室保持密封，从而使被引入上述压力室的压力液体对上述机壳内有着不同压力的流体的邻接区域保持密封。

20. 如权利要求19所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)在上述的旋转驱动轴的端头有一个驱动曲轴销；

b)一个前轴承座和一个后轴承座，分别固定在上述的前、后动涡卷的前、后端板的中部；

c)上述的径向依从连接机构具有一个前驱动关节和一个后驱动关节，上述驱动关节分别装置于上述动涡卷的前后轴承座内并能作转动，上述驱动关节被上述驱动曲轴销驱动并随其转动且能分别连同上述的相应的轴承座一起沿径向移动，在上述动涡卷被驱动时，实现上述的螺旋侧壁之间的移动线接触达到其切向的密封作用。

21. 如权利要求20所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)上述的每一个周边曲轴都有一个周边曲轴销，该销固连在周边曲轴的一端并自该端延伸而出；

b)上述的径向依从机构还包括有三对周边曲轴关节，上述关节分别位于上述的动涡卷的上述的三个周边延伸部内，并能旋转，上述的周边曲轴关节分别被上述周边曲轴销驱动，并随其一同旋转，并能分别与上述的周边延伸部一起作径向的移动，这样当上述动涡卷被驱动时，就能使上述的螺旋侧壁之间产生移动的线接触，达到有效的切向密封并且同时上述的涡卷之间保持预定的角度相位关系。

22. 如权利要求20所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在上述的前、后驱动关节上各至少固连着一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的未被平衡的离心力刚好够克服由被压缩流体产生的径向分离力，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微密封接触。

23. 如权利要求21所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在分别位于上述的前、后动涡卷的周边延伸部内的上述的三个周边曲轴上，各自固连着至少一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的被平衡的离心力刚好足够克服由被压缩流体产生的径向分离力，使上述的动涡卷得以作径向移动，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微的密封接触。

24. 一种容积式流体位移装置，它包括：

a)动涡卷，具有端板，该端板包括背靠背安置的一个前端板和一个后端板，二个螺旋侧壁分别固定在并延伸自上述前后端板的相反二侧，上述的动涡卷包括由前端板及紧固其上的螺旋侧壁构成的前动涡卷和由后端板及紧固其上的螺旋侧壁构成的后动涡卷，上述的前、后端板分别有三个均布的周边延伸部；

b)相对布置的静止的第一和第二静涡卷，各自包括端板，端板上各有一个螺旋侧壁固定其上，各自与上述的动涡卷的相应的螺旋侧壁啮合，当上述动涡卷相对于上述静涡卷作轨道运动时，上述啮合的侧壁同上述的动涡卷的端板以及静涡卷的端板的内表面一起形成了可移动能改变容积的气室及工作流体的高压及低压区域；

c)机壳，上述机壳支持上述的第一和第二静涡卷；

d)一个位于上述机壳内的旋转驱动轴，能够驱动上述的动涡卷，使之作相对于上述静涡卷的轨道运动；

其特征在于，该容积式流体位移装置还包括：

e)各由上述机壳支撑并能旋转的三个均布的周边曲轴，每个周边曲轴上都固连着一个同步皮带轮；

f)径向依从的连接机构，把上述旋转驱动轴与上述动涡卷连接，也把上述周边曲轴和上述的动涡卷周边延伸部相连，以保持预先设定的上述各动、静涡卷之间的角相位关系，并使上述动涡卷能沿径向移动，以实现上述的动、静涡卷的螺旋侧壁之间的切向的密封性，使得上述动涡卷在被驱动时，造成上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的移动的线接触；

g)一个压力室，该压力室形成于前动涡卷的前端板和后动涡卷的后端板之间，压力流体被引入上述压力室，从而分别将前、后动涡卷推向相应的与之啮合的静涡卷；

h)一个同步器机构，包括有一条同步皮带和若干同步皮带张紧轮，上述同步器机构使上述的周边曲轴保持同步，这样就使在垂直于上述旋转轴的平面内，分别通过上述周边曲轴中心并与上述动涡卷的轨道运动方向相垂直的直线始终保持互相平行。

25. 如权利要求24所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的前动涡卷和后动涡卷，在其作轨道运动的同时，能作相互之间的相对的径向移动。

26. 如权利要求25所述的容积式流体位移装置，其特征在于，上述的前、后动涡卷的前、后端板之间有一个耐磨的弹性材料制成的密封元件，上述密封元件使上述的压力室保持密封，从而使被引入上述压力室的压力液体对上述机壳内有着不同压力的流体的邻接区域保持密封。

27. 如权利要求26所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)在上述的旋转驱动轴的端头有一个驱动曲轴销；

b)一个前轴承座和一个后轴承座，分别固定在上述的前、后动涡卷的前、后端板的中部；

c)上述的径向依从连接机构具有一个前驱动关节和一个后驱动关节，上述驱动关节分别装置于上述动涡卷的前后轴承座内并能作转动，上述驱动关节被上述驱动曲轴销驱动并随其转动且能分别连同上述的相应的轴承座一起沿径向移动，在上述动涡卷被驱动时，实现上述的螺旋侧壁之间的移动线接触达到其切向的密封作用。

28. 如权利要求27所述的容积式流体位移装置，其特征在于：

a)上述的每一个周边曲轴都有一个周边曲轴销，该销固连在周边曲轴的一端并自该端延伸而出；

b)上述的径向依从机构还包括有三对周边曲轴关节，上述关节分别位于上述的动涡卷的上述的三个周边延伸部内，并能旋转，上述的周边曲轴关节分别被上述周边曲轴销驱动，并随其一同旋转，并能分别与上述的周边延伸部一起作径向的移动，这样当上述动涡卷被驱动时，就能使上述的螺旋侧壁之间产生移动的线接触，达到有效的切向密封并且同时上述的涡卷之间保持预定的角度相位关系。

29. 如权利要求27所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在上述的前、后驱动关节上各至少固连着一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的未被平衡的离心力刚好够克服由被压缩流体产生的径向分离力，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微密封接触。

30. 如权利要求28所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在分别位于上述的前后动涡卷的周边延伸部内的上述的三个周边曲轴上，各自固连着至少一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的被平衡的离心力刚好足够克服由被压缩流体产生的径向分离力，使上述的动涡卷得以作径向移动，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微的密封接触。

31. 一种容积式流体位移装置，它包括：

a)动涡卷，具有端板，该端板包括背靠背安置的一个前端板和一个后端板，二个螺旋侧壁分别固定在并延伸自上述前后端板的相反二侧，上述的动涡卷包括由前端板及紧固其上的螺旋侧壁构成的前动涡卷和由后端板及紧固其上的螺旋侧壁构成的后动涡卷；

b)相对布置的静止的第一和第二静涡卷，各自包括端板，端板上各有一个螺旋侧壁固定其上，各自与上述的动涡卷的相应的螺旋侧壁啮合，当上述动涡卷相对于上述静涡卷作轨道运动时，上述啮合的侧壁同上述的动涡卷的端板以及静涡卷的端板的内表面一起形成了可移动能改变容积的气室及工作流体的高压及低压区域；

c)机壳，上述机壳支持上述的第一和第二静涡卷；

d)一个位于上述机壳内的旋转驱动轴，能够驱动上述的动涡卷，使之作相对于上述静涡卷的轨道运动，在上述的旋转驱动轴的端头有一个驱动曲轴销；

e)一个欧丹环机构，具有互相垂直的二组键，上述欧丹环的二组键分别与上述的动涡卷和机壳相关连，以保持上述互相啮合的涡卷之间的角度相位关系；

其特征在于，该容积式流体位移装置还包括：

f)一个压力室，该压力室形成于前动涡卷的前端板和后动涡卷的后端板之间，压力流体被引入上述压力室，从而分别将前后动涡卷推向相应的与之啮合的静涡卷；

g)一个前轴承座和一个后轴承座，分别固定在上述的前、后动涡卷的前、后端板的中部；

h)一个径向依从连接机构，具有一个前驱动关节和一个后驱动关节，上述驱动关节分别装置于上述动涡卷的前后轴承座内并能作转动，上述驱动关节被上述驱动曲轴销驱动并随其转动且能分别连同上述的相应的轴承座一起沿径向移动，在上述动涡卷被驱动时，实现上述的螺旋侧壁之间的移动线接触达到其切向的密封作用。

32. 如权利要求31所述的容积式流体位移装置，其特征在于，位于上述的前、后动涡卷的前、后端板之间有一个耐磨的弹性材料制成的密封元件，上述密封元件使上述的压力室保持密封，从而使被引入上述压力室的压力液体对上述机壳内有着不同压力的流体的邻接区域保持密封。

33. 如权利要求32所述的容积式流体位移装置，其特征在于，在上述的前、后驱动关节上各至少固连着一个平衡块，以直接平衡掉作用在上述的前、后动涡卷的离心力的一部分，这样使得剩余的未被平衡的离心力刚好够克服由被压缩流体产生的径向分离力，以保持上述动、静涡卷的螺旋侧壁之间的轻微密封接触。

Images