CN1019994C - 涡型流体机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种涡型流体机械，其中，一对静止涡形体和旋转涡形体分别以其端板上布置的螺旋体相互啮合，并在静止涡形体的端板外侧形成一高压流体腔，其特征在于：在静止涡形体端板和高压流体腔之间形成一低压流体腔或一中压流体腔。因此，低压流体或中压流体的压力作用在静止涡形体端板的外侧。因而，可防止或减轻端板的变形并提高流体机械的可靠性。

Description

本发明涉及一种用作压缩机、膨胀机和类似机械的涡型流体机械。
图4为现有技术中涡型压缩机的一个例子，其相应的日本专利公开号为62-182494（182494/1987）和62-130196（130196/1987）。
如图4所示，一涡型压缩机构C安装在密封机壳8的上部，一电动马达4安装在密封机壳8的下部，它们通过旋转轴5而彼此连接。
涡型压缩机构C包括一静止涡形体1，一旋转涡形体2，一个用以防止旋转涡形体绕自己的轴旋转的诸如欧氏连接器的机构3，该机构3只允许旋转涡形体2作行星运动而不允许其绕自身轴旋转，一用以组装静止涡形体1和电动马达4的框架6，一支持旋转轴5的上部轴承71和下部轴承72，以及支持旋转涡形体2的一旋转轴承73和一止推轴承74。
静止涡形体1包括一端板11和一螺旋体12，在端板11上设一放气口13和一开闭放气口13的放气阀17。
旋转涡形体2包括一端板21，一螺旋体22和 一套筒23。一驱动套管54通过旋转轴承73安装在套筒23内。另外，一从旋转轴5上端伸出的偏心销53可转动地安装在套筒54内。
贮存在机壳8底部的润滑油81由于旋转轴5的旋转运动产生的离心力而被吸入进口孔洞51，流径润滑油注入通道52，而后润滑下部轴承72、偏心销53、上部轴承71、防止旋转涡形体绕自身轴旋转的机构3、旋转轴承73、止推轴承74和其它部分，然后通过腔61和排泄孔62流回到机壳8的底部。
当电动马达转动时，这种旋转运动通过一种行星运动驱动机构，即旋转轴5，偏心销53、驱动套管54和旋转轴承73而传给旋转涡形体2，旋转涡形体2作行星运动，同时，其绕自身轴的转动通过机构3的作用而被制止。
然后，气体通过一吸气管82而被吸入机壳8内，从而冷却电动马达4，而后，气体通过开在静止涡形体1上的一吸气通道15和一吸气腔16而被吸入由静止涡形体1和旋转涡形体2相互啮合而形成的一系列密封空间24中。然后，随着旋转涡形体2作行星运动时密封空间24的体积减小，气体受到压缩而到达中央部位，然后推开放气口13上的放气阀17而到达第一放气腔14。然后，压缩气体通过隔离墙31上的孔18而进入第二放气腔19，并从那里通过放气管83而放出。此外，84为一附着在驱动套管54上的平衡重量块。
在上述现有技术中的涡型压缩机中，高压气体通过放气口13进入第一放气腔14，而在此放气腔14中的高压气体则作用在静止涡形体1的端板11的整个外表面上，从而使端板11变形，在中央形成一约数十μm深的凹陷。
因而，令人担心的是在端板11的内表面，特别是其中央部位会与旋转涡形体2的螺旋体22的端部相碰而产生卡死的现象。
本发明的目的是提供一种涡型流体机构，以避免由于高压气体的作用使端板的内表面，特别是其中央部位会与旋转涡形体的螺旋体的端部相碰而产生卡死现象。
为了达到上述目的，本发明的关键如下所述：
（Ⅰ）一种涡型流体机械，其中，一对静止涡形体和旋转涡形体分别以其端板上布置的螺旋体相互啮合，并在静止涡形体的端板外侧形成一高压流体腔，其特征在于：在静止涡形体和高压流体腔之间形成一低压流体腔。
（Ⅱ）一种涡型流体机械，其中，一对静止涡形体和旋转涡形体分别以其端板上布置的螺旋体相互啮合，并在静止涡形体的端板外侧形成一高压流体腔，其特征在于：在静止涡形体和高压流体腔之间形成一低压流体腔，该低压流体腔通过开在低压流体腔周边上的通道而与内装有一对静止涡形体和旋转涡形体、一防止旋转涡形体绕自身轴旋转的机构和一驱动旋转涡形体作行星运动的机构的密封机壳内的低压流体空间相互连通。
上述发明（Ⅰ）和（Ⅱ）中所述结构中，流入低压流体腔中的低压流体的低压作用在静止涡形体端板的外表面。因而，可防止或减轻端板的变形。
在这种方式中，有可能防止静止涡形体端板内表面和旋转涡形体上的螺旋体端部之间所谓“卡死”现象的产生，因而可提高涡型流体机械的可靠性。
（Ⅲ）一种涡型流体机械，其中，一对静止涡形体和旋转涡形体分别以其端板上布置的螺旋体相互啮合，从而在这两个涡形体之间形成体积随着旋转涡形体的行星运动而变化的密封空间，并且在静止涡形体的端板外侧形成一高压流体腔，其特征在于：在静止涡形体端板和高压流体腔之间形成一中压流体腔。在静止涡形体端板上开有一和密封空间相通的中压引入孔，密封空间中的中压流体通过此孔进入中压流体腔中。
本发明提供的上述结构中，密封空间中的中压流体通过引入孔引入中压流体腔，中压作用在静止涡形体端板的外表面上。因而，作用在端板内表面上的密封空间内的流体压力被抵消了。
因此，有可能防止或减小静止涡形体端板的变形。因而，有可能防止静止涡形体内表面和旋转涡形体上的螺旋体的端部之间所谓“卡死”现象的产生，进而可提高涡型流体机械的可靠性。
图1为本发明第一个实施例的部分纵剖面图;
图2为本发明第二个实施例的部分纵剖面图;
图3为本发明第三个实施例的部分纵剖面图;
图4为现有技术中涡型压缩机的纵剖面图;
图1为本发明的第一个实施例。
在静止涡形体1的端板11的上表面上形成一围绕放气口13的套筒30，该套筒30的顶端以密封方式紧靠隔离墙31的下部，第一放气腔32由 套筒30的内圆周表面，端板11的外表面和隔离墙31的内表面形成，并且在第一放气腔32中安置有一放气阀17。
此外，由竖立在端板11的外表面边缘上与其成一整体的环形凸缘34的内圆周表面、套筒30的外圆周表面、端板11的外表面和隔离墙31的内表面构成一环形低压流体腔35，该低压流体腔35通过凸缘34上的槽口36和机壳8内的低压流体相互连通。
其它结构和图4中所示的现有装置相同，并且相应的部件采用了相同的标号。
现在，吸入机壳8中的低压气体通过槽口36进入环形低压腔35中。因而，作用在静止涡形体1端板11的外表面的气体压力减小。因此，和现有技术相比向下作用在端板11上的压力显著减小，因而可防止或减轻端板11向下的变形。
图2为本发明的第二个实施例。
在如图2所示的实施例中，在静止涡形体1的端板11的上表面环绕放气孔13的位置上安置有一环形垫圈37，同时在端板11的上表面的外圆周边缘上安置有一环形垫圈38，这两垫圈37和38附着在隔离墙31的下侧。
此外，在第二放气腔19中安置有放气阀17，一孔18通过放气阀17而开闭。而且，在垫圈38上也开有一槽口40。
在这种方式中，由垫圈37的外圆周表面、垫圈38的内圆周表面、端板11的上表面和隔离墙31的下侧形成低压流体腔41，低压流体腔41通过槽口40和机壳8中的低压流体相通。
在第二个实施例中，第一放气腔32不存在了，但低压流体腔41的面积可比第一个实施例中的大，并且结构也简化了。
如上所述，根据本发明，由于在静止涡形体端板和高压流体腔之间形成有一低压流体腔，引入低压流体腔中的低压流体的低压作用在静止涡形体端板的外表面上。因此，可防止或减轻端板的变形。
图3为本发明的第三个实施例。
在静止涡形体1的端板11的上表面形成一围绕放气口13的套筒30，该套筒30的顶端以密封方式紧靠隔离墙31的下侧。第一放气腔32由套筒30的内圆周表面、端板11的外表面和隔离墙31的内表面形成，放气阀17放置在第一放气腔32中。
此外，由竖立在端板11的外表面边缘上与其成一整体的环形凸缘34的内圆周表面、套筒30的外圆周表面，端板11的外表面和隔离墙31的内表面形成一环形中压流体腔135。该中压流体腔135通过开在端板11上的导入孔136而与压缩过程中的密封空间24相通。
其它结构和图4中所示的现有设备相似，并且相应的部分采用了相同的标号。
在压缩机运行过程中，密封空间24中的流体压力随着其向螺旋体中央的运动而增加，静止涡形体1的端板11被密封空间24中的流体压力向上推压。
另一方面，压缩过程中密封空间24中的中压气体通过中压气体导入孔136而流入环形中压流体腔135，并且静止涡形体1的端板11被中压流体腔135中的中压流体的压力向下推压。
压缩过程中密封小腔24中的中压MP的表达式如下：
MP＝LP（ (Vth)/(V) ）K
其中，LP为吸入压力;
Vth为放气量;
V为与导入孔136相通的密封腔的体积;
K为一绝热指数。
压力MP根据吸入压力LP而变化。
因此，有可能使由中压流体腔135作用在端板11上的向下的推压力和由密封空间24中流体作用在端板11上的向上的推压力之差即使在压缩机工作条件改变时也非常的小。这样，就可防止或减轻端板11的变形。
如上所述，根据本发明，在静止涡形体端板和高压流体腔之间有一隔离墙，在隔离墙和静止涡形体端板之间形成一中压流体腔，密封空间中的中压流体通过开在端板上的中压导入孔而导入中压流体腔中。因而在静止涡形体端板外表面作用一中压，以抵销作用在端板内表面上的密封空间中的流体压力。

Claims (12)

1、一种涡型流体机械，其中，一对静止涡形体和旋转涡形体分别以其端板上布置的螺旋体相互啮合，而在静止涡形体的端板外侧形成一高压流体腔，其特征在于：在静止涡形体的端板和上述高压流体腔之间形成一低压流体腔。
2、根据权利要求1所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述的低压流体腔是由一隔离墙和安置在静止涡形体端板外侧和高压流体腔之间的两个环形构件构成的。
3、根据权利要求1所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述低压流体腔是由各环形构件的外圆周侧边形成的，此环形构件构成一围绕开在静止涡形体端板中心部位的高压流体放气口并使此放气口与高压流体腔连通的通道。
4、根据权利要求2所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述的两个环形构件和静止涡形体端板构成一整体。
5、根据权利要求2所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述的两个环形构件由位于静止涡形体端板和高压流体腔之间的垫圈构成。
6、一种涡型流体机械，其中，一对静止涡形体和旋转涡形体分别以其端板上布置的螺旋体相互啮合，并在静止涡形体的端板外侧形成一高压流体腔，其特征在于：在静止涡形体的端板和高压流体腔之间形成一低压流体腔，该低压流体腔通过开在低压流体腔周边上的通道而与内装有一对静止涡形体和旋转涡形体，一防止旋转涡形体绕自身轴旋转的机构和一驱动旋转涡形体作行星运动的机构的密封机壳内的低压流体空间相互连通。
7、根据权利要求6所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述通道为一开在由隔离墙和位于静止涡形体端板外表面和高压流体腔之间的两个环形构件形成的低压流体腔周边上的一个环形构件上的槽口。
8、根据权利要求6所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述通道为一开在由隔离墙和位于静止涡形体端板外侧和高压流体腔之间的两个环形垫圈构成的低压流体腔周边上的一个环形垫圈上的槽口。
9、一种涡型流体机械，其中，一对静止涡形体和旋转涡形体分别以其端板上布置的螺旋体相互啮合，从而在这两个涡形体之间形成体积随着旋转涡形体的行星运动而变化的密封空间，并且在静止涡形体端板外侧形成一高压流体腔，其特征在于：在静止涡形体端板和高压流体腔之间形成一中压流体腔，在静止涡形体端板上开有和密封空间相通的中压导入孔，密封空间中的中压流体通过此孔进入中压流体腔中。
10、根据权利要求9所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述的中压流体腔由一隔离墙和位于静止涡形体端板外侧和高压流体腔之间的两个环形构件构成。
11、根据权利要求9所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述的中压流体腔是由各环形构件的外圆周侧边形成的，此环形构件构成一围绕开在静止涡形体端板中心部位的高压流体放气口并使此放气口与高压流体腔连通的通道。
12、根据权利要求10所述的一种涡型流体机械，其特征在于，所述的两个环形构件和静止涡形体端板构成一整体。
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