CN1012200B - 涡卷型机器 - Google Patents

Abstract

本发明是一个涡卷压缩机，其中两涡卷之一或二者在接近形成起始点的入口处减厚(切削一部分)，这里叶片理论上相互密封啮合以开始压缩，此外，涡卷之一或二者也可以在接近排出口处减厚(即切除)，此外叶片分离并因而形成与排出口相通的压缩室。在这些啮合点上提供光滑的传动有助于减小压缩机工作其间的噪声和磨损。

Description

本发明涉及一种涡卷型机器，特别是其涡卷的构型能减少该机器操作时的噪音和磨损的机器。

涡卷式机器一般包括配套的第一、第二涡卷构件，它们有各自的端板，在它们上面直立的螺旋涡卷相互交插，相互啮合的涡卷基本上是线性啮合，于是，当一个涡卷围绕另一个作轨道运动时，将形成容积变化的运动空间，这种机器可以是泵、压缩机或扩散器。

一些涡卷机器在操作中产生令人讨厌的噪声。试图寻找噪声原因时发现，在机器制造过程中，机械力使得一个或两个螺旋形涡卷的外自由端轻微地沿径向向外弯曲。机器加工完成后，自由端又弹回其原来的位置，这样就导致轻微的不能对正的凸起，当相对运动时，此突起可能在有关的涡卷之间引起不当的啮合。另外，当涡卷加工为没有自由端的完整表面时，工具的弯曲而不是涡卷的弯曲会产生，而最终结果是一样的，这个线接触不仅会造成呯呯的敲击噪声，而且也耗损涡卷的部件，同时加重了曲轴的负担。即使涡卷的末端没有变形，也证明这里是机器产生噪音的区域。噪音也可能由于某点突然的动力变化所致，这种变化发生在操作过程中的两个涡卷的内端与出口首次接触和/或彼此分离时。

日本特开昭58-13184公开了一种涡卷型压缩机，在该压缩机的涡卷上有凹陷的表面。

本发明的首要目的是提供一种涡卷型机器，以解决前面所提到 的噪音和磨损问题。这种解决方法既简单又不昂贵，同时也不会导致这种机器的效率有任何重大的损失。

本发明的其他优点及进一步的描述通过下面的说明书及附图能很清楚地看出。

图1是密封涡卷式压缩机的涡卷部分的垂直剖面图，它将本发明的原理具体表现出来了。

图2是沿着图1中剖面线2-2剖切的剖面图。

图3和4是图2局部的放大截面图，它放大地展示了涡卷的功能部分的外端。

尽管本发明的原理能用到许多不同类型的涡卷机器上，这里所讨论的是具有一对相同形状（圆形渐开螺旋线）叶片的密封式机器，一个叶片不运动而另一个通过曲轴驱动作有规律的轨道运动，这种机器特别适用于空调和冷冻中致冷剂压缩，此类型的机器记载于受让人的未授权的申请书，该申请的序号为NO.899003，申请日为1986年8月22日，其题目为《涡卷式机器》，本说明书中引用了其中的一些内容作为参考说明。

根据本发明构思而成的具有代表意义的涡卷压缩机10，具体包括一个压缩气体的涡卷机构12，一个马达（图未示），一个垂直安置的曲轴，在其一端包括一个曲柄销14，以便将涡卷部件通过驱动套15可传动地连接到马达上，一个压缩机体16，一个包住所有上述部件的外壳18，涡卷组件12包括一个沿轨道运行的涡卷构件20，而后者又包括一个底平面22和一个直立插入其中的具有所需形状（例如，圆形渐开螺旋线形）的涡卷24，一个不动的涡卷26，它包括有一个涡卷端平面28和一个直立插入其中 的具有相似形状的涡卷30，压缩机体16通过一般的推力表面31支撑有规律运动的底端面22。涡卷部件还包括位于中央的出口32，它位于不动的底端面28之上，涡卷组件还有一个具有相似形状并位于作轨道运动的底平面22上的流体输送凹槽33和一个抽取进口34。

涡卷24和30的有效端部分别被设置在一条直径上的相对的“x”和“y”轴线上，涡卷24的端部在36处，涡卷30的端部在38处，（后一个涡卷顺着圆弧继续向外延伸形成了抽吸通道，但是所延伸的部份由于它不同作有规律运动的涡卷相啮合，所以没有起到涡卷的作用）。不动涡卷30的内端部标示为40，轨道运动涡卷24的内端标示为42。

按照本发明的改进能够给带来益处，这就是将每个涡卷与另一个涡卷外端啮合处的外表面削去一些以改变其啮合情形。如图所示有规律运动的涡卷24有一个在靠近其径向外自由端36处的在径向外表面上切除或切削过的加工表面50，它始于涡卷自由端A并延伸了大约180度～190度到达点B刚好过了“Y”轴，接着的是按一定斜率由点B到点C径向向外倾斜（大约20度的弧度）的斜面52，C点位于涡卷的实际渐开螺旋线上，虚线“D”（图4）表示作有规律运动涡卷24的外侧表面没有按照本发明那样被削去一部份时的情形。

同样，不运动的涡卷30有一个被削去了一部分而形成的表面60，它位于点E和点F之间，延伸大约8～9度的弧度，表面62是位于点“F”至点“G”之间，它是按照一恒定斜率径向向外倾斜的斜面，延伸大约20～21度的弧度。G点代表涡卷30恢复到其 原始形状及厚度的点。虚线H（图3）表示没有按照本发明切削时的不动涡卷30的渐开螺旋线侧表面的情形。

改进了的表面50和60借助于对涡卷的机械切削很轻微地沿径向向内偏移一点（例如涡卷机器的整个运动涡卷轨道外缘直径为85mm时偏移0.04mm）这样就削成了一个类同于一般渐开螺旋线表面的偏移表面。其泄漏量很小，原因是偏移很小，同时这个部分属于机器的低压区。

将靠近涡卷内端的一部份涡卷削去一部份也会收到良好的效果。即在运动的涡卷24上有一部分沿径向向内陷的表面，它是将邻近于内自由端42的部分涡卷面沿径向削掉或减少一部分以减少该部分涡卷的厚度。削去的一部分形成了一个改造过的表面64，它位于点“J”到点“K”之间，是按照一恒定的斜率沿径向向外斜削而成。同样，在不动涡卷30上也有沿径向向内陷的加工表面，它是将邻近径向内自由端40的部分涡卷面沿径向削掉以减小部分涡卷的厚度，削掉的一部分形成了改进的表面66，它是以点“L”到点“M”按照一定斜率径向地向外倾斜的斜面。点“J”和“L”位于涡卷侧面上的涡卷通常分离点的径向稍靠外的地方，最好是位于出口32和凹槽33开口的地方。出口32（以及相应的凹槽33）的构造，详细记载于受让人的题目为《涡卷式机器中央出口》的申请案中，该申请是以加里J.安德森的名义而申请的，具体记载于其中的情报可以作为参考。如果涡卷具有真实的螺旋渐开线侧表面，则点“K”和“M”位于涡卷正常分离点稍微径向向内处，在图中很大程度放大了的改进了的斜面使涡卷的末端可以很光滑地从负载到卸载来回滑动，在斜面上的泄漏也不会成为问题， 因为此时出口已经打开。

按照该方法对涡卷侧表面进行改进，证明是可以减少噪音和损耗的，同时也使得机加工过程中不要很高的精度，能加快加工速度，这样就降低了成本。

很明显所记载的本发明的具体实施方案具有上述众多的优点，本发明也容易在不离开其适用范围或没超出后面权利要求的含意上进行修改、变化和改进。

Claims (13)

1、一种涡卷型机器包括有，第一和第二个涡卷部件，所说的涡卷部件各自包括一个具有向外凸出的螺旋形涡卷的端板，各个所说的涡卷具有有效的侧面和径向内端部分，以及外部和中心部分，用于引入和排出流体，所说的涡卷相互交插，使得所说的涡卷的有效侧面相互在多处啮合，形成了多个空间，当一个所说涡卷构件相对于另一个所说的涡卷构件作有规律的轨道运动时，所说的各个空间将在所说的进出口之间运动，借助所说进口使流体进入所说空间之一，然后通过所述的中心部分后从排出口排出流体，所述每个涡卷的外侧面上有一周向延伸向内凹陷的第一凹陷表面，其特征是所述的向内凹陷的第一表面从一点开始沿着所述的侧面周向延伸，所述的这一点刚好位于另一涡卷侧面的外端的周向外侧，涡卷上除了凹陷的表面外就是有效侧面和一斜面，该斜面在所述凹陷表面的周向内端和邻近的所述涡卷上的有效侧面之间径向向外延伸，所述的斜面周向延伸一定距离，其长度基本上大于所述凹陷表面的径向深度。

2、如权利要求1所述的机器，其特征是所述的有效表面具有一定的外形，所说的凹陷表面平行于所说的外形，并径向向内凹陷。

3、如权利要求2所述的机器，其特征是所说的外形是一几何形状的渐开螺旋线形。

4、如权利要求3所述的机器，其特征是所说的几何形状是圆形。

5、权利要求2中所述的机器，其特征是所述的有效侧面有相同的外形。

6、如权利要求1中所述的机器，其特征是所述的斜面是按照恒定的变化率沿径向向外延伸。

7、如权利要求1中所述的机器，其特征是所述的两个涡卷上都有凹陷的表面。

8、如权利要求1所述的机器，其特征是还包括有第二个凹陷的表面，所说的第二个凹陷的表面位于所说每个涡卷的内侧面上，它邻近于其内端，所在处是涡卷有效侧面轮廓的端部理论分离点。

9、如权利要求8所述的机器，其特征是所说的第二个凹陷的表面有一个从所述的涡卷表面沿径向向外延伸的部分。

10、如权利要求9所述的机器，其特征是所说的凹陷表面部分是按照恒定的变化率沿径向向外延伸的。

11、如权利要求8所述的机器，其中所述的两个涡卷都有第二凹陷表面。

12、如权利要求1所述的机器，所说的形成在不动涡卷上的凹陷表面从所说点起有28°到30°的弧度长。

13、如权利要求12所述的机器，所述的凹陷表面包括一个偏移部分，它从所说的点开始延伸，和斜面部分，斜面部分位于所说偏移部分和所说涡卷之一的有效侧面之间。

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