CN102062097B

CN102062097B - 一种用于涡旋压缩机的防自转机构

Info

Publication number: CN102062097B
Application number: CN 201110028449
Authority: CN
Inventors: 吴华根; 李星星; 宋晶; 齐井文; 唐昊; 邢子文
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: CN102062097A

Abstract

本发明公开了一种用于涡旋压缩机的防自转机构，所述平面十字联轴节为一平面环形件，该平面十字联轴节外缘对称设置有第一凸台和第二凸台；所述第一凸台外侧设置有第一工作面，第二凸台外侧设置有第二工作面，第一工作面和第二工作面平行；所述平面十字联轴节顶端设置有第一端部平面、底端设置有第二端部平面，第一端部平面和第二端部平面平行；所述第一凸台顶端设置有第一凸键、第二凸台顶端设置有第二凸键；第一凸键两侧设置第三工作面和第四工作面，第二凸键两侧设置第五工作面和第六工作面，凸键上的工作面与凸台上的工作面垂直。此种凸台和键的布置形式消除了传统十字联轴节分别布置的两对键之间存在的扭转力矩。本发明解决了现有涡旋压缩机十字联轴节所存在的振动、噪音和寿命短的问题。

Description

一种用于涡旋压缩机的防自转机构

技术领域：

本发明涉及一种涡旋机械领域。特别地，本发明涉及一种在这些涡旋机械中使用的独特的防自转机构。

背景技术：

在本领域通常被称为“涡旋”机械的这类机器用于各类型流体的输运。这种涡旋机械可做成涡旋膨胀机、涡旋压缩机、涡旋发动机、涡旋泵等。本发明的特点适用于这些机器的任何一种。然而，为举例说明起见，所公开的实施例呈密封式制冷剂涡旋式压缩机形式。

涡旋压缩机越来越普遍地用作制冷和空调应用中的压缩机。通常，涡旋压缩机主要由动涡盘、静涡盘、十字联轴节、轴承座、曲轴、电机、密封外壳等构成。涡旋压缩机中的涡旋装置包括两个形状类似的涡卷，每一个涡卷安装在一个单独的端板上，以限定一个涡形件。所述两个涡旋件互相配合在一起，其中动涡旋盘相对静涡旋盘旋转180度并偏心对置安装。涡旋压缩机中的电机带动曲轴使得动涡旋盘相对于静涡旋盘沿轨道运行，于是在动涡旋盘和静涡旋盘的涡卷之间形成一系列月牙形空间。在动涡旋盘沿轨道运行的过程中，最外缘的月牙形空间不断地向中心移动的同时月牙形空间的体积也在减小，从而使该空间中的气体体积减小压力升高，直到与中心排气孔连通，从而将压缩后的气体排出压缩机。

涡旋压缩机的防自转机构是在满足动涡旋盘绕静涡旋盘中心公转的同时，用以防止动涡旋盘自转。防止动涡旋盘相对静涡旋盘自转的联轴节可采取多种形式，但一般包括两对从环形件伸出的键。第一对键配合在动涡旋盘的槽内，第二对键配合在静涡旋盘的槽内。尽管这种带四个键的十字联轴节可有效地防止动涡旋盘相对于静涡旋盘的自转运动，但是这种十字联轴节在工作过程中会出现很多问题。由于这四个键的存在，十字联轴节在工作过程会受到扭转力矩的作用，从而使十字联轴节扭转变形，这样使键的接触面积减小加速了键表面的磨损。结果导致涡旋压缩机的噪音和振动增大，压缩机的使用寿命缩短。同时，正是由于这四个键的存在，十字联轴节在工作过程容易在动涡旋盘端板和静涡旋盘端板之间反复碰撞，发出周期性的倾斜振动噪音。这不但缩短了压缩机的寿命，还不断发出有害振动和噪音。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题的防自转机构，所述防自转机构在工作过程中环形架发生的扭转变形很小，同时消除在动涡旋盘端板和静涡旋盘端板之间发生的倾斜振动。

为了实现上述的目的，本发明的提供一种用于涡旋压缩机的防自转机构，所述平面十字联轴节为为一平面环形件，该平面十字联轴节外缘沿纵向对称设置有第一凸台和第二凸台；所述第一凸台外侧设置有第一工作面，第二凸台外侧设置有第二工作面，第一工作面和第二工作面平行；所述平面十字联轴节顶端设置有第一端部平面、底端设置有第二端部平面，第一端部平面和第二端部平面相互平行；所述第一凸台顶端设置有第一凸键、第二凸台顶端设置有第二凸键，所述第一、第二凸键沿平面十字联轴节半径向外均有一段悬臂段。

所述第一工作面和第二工作面沿平面十字联轴节轴向的高度都等于第一端部平面和第二端部平面之间的间距。

所述第一凸键两侧分别设置有相互平行的第一接合面和第二接合面，第一接合面和第二接合面分别与第一工作面垂直；所述第二凸键两侧分别设置有相互平行的第三接合面和第四接合面，第三接合面和第四接合面分别与第二工作面垂直；

所述第一工作面和第二工作面上都覆有一层耐磨层。

所述第一端部平面和第二端部平面上都覆有一层耐磨层。

所述第一接合面、第二接合面、第三接合面和第四接合面上都覆有一层耐磨层。

本发明的优点在于：一是防自转机构在工作过程中受力时不对环形架产生轴线方向上的变形，很大程度地减小了环形架的总体变形；二是防自转机构在工作过程不会由于倾斜而使局部工作表面磨损，基本上消除了防自转机构在工作过程中与动静涡旋盘上下碰撞而发出的噪音；三是本防自转机构很大的工作面积对动涡旋盘的防自转作用更加精确，而且降低了防自转机构工作面的表面接触应力，改善了防自转机构的工作状况，再加上工作面上镀有一层氧化膜，增大了工作面的耐磨性，从而使涡旋压缩机的工作寿命延长。

附图说明：

图1为本发明防自转机构的结构示意图；其中1a为主视图，1b为右视图；

图2为本发明防自转机构的等轴测图；

图3为本发明动涡旋盘的主视图；

图4为本发明动涡旋盘的等轴测图；

图5为本发明静涡旋盘的主视图；

图6为本发明静涡旋盘的等轴测图；

图7为采用本发明防自转机构的涡旋压缩机剖视示意图；

图8为本发明防自转机构与动涡旋盘和静涡旋盘的装配图；

图9为图8中所示装配体的俯视图；

图10为图8中所示装配体的俯视图第一个剖视图；

图11为图8中所示装配体的俯视图的第二个剖视图；

图12为图8中所示装配体的俯视图的第三个剖视图。

其中：1为防自转机构第一工作面；2为防自转机构第二工作面；3为防自转机构第三工作面；4为防自转机构第四工作面；5为防自转机构第五工作面；6为防自转机构第六工作面；7为防自转机构第一端面；8为防自转机构第二端面；9为动涡旋盘第一摩擦面；10为动涡旋盘第二摩擦面；11为动涡旋盘第三摩擦面；12为动涡旋盘第四摩擦面；13为动涡旋盘端板面；14静涡旋盘第一摩擦面；15静涡旋盘第二摩擦面；16静涡旋盘端板面；17为动涡旋盘；18为防自转机构；19为静涡旋盘；20为螺栓；21为支架；22为轴承；23为曲轴；24为电机定子；25为电机转子；26为中机壳；27为隔油板；28为下机壳；29为离心甩油轮；30为上机壳。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1-12，虽然本发明的原理可以应用于许多不同类型的涡旋机械中，但是为了示范说明，这里所描述的是全封闭涡旋压缩机。

下面来看附图，在所有附图中，形同的标号表示所有附图中相同的零部件或者零部件的面。图7中示出了一种涡旋压缩机的剖视示意图，它包括按照本发明所述的独特的防自转机构，并且用标号18表示。涡旋压缩机包括压缩机中壳体26、下壳体28、上壳体30，支架21，支架固定在压缩机中壳体26中；静涡旋盘19固定在压缩机壳体内；动涡旋盘17通过防自转机构18与静涡旋盘19配合，并且动涡旋盘17与支架21的上表面配合；曲轴23穿过安装在支架21中的轴承220与动涡旋盘17配合，这样曲轴23的圆周转动通过防自转机构18的作用使动涡旋盘17做平面圆周运动。

本发明的目的在于图1和图2中描述的独特的防自转机构18。本发明涉及防自转机构18的第一工作面1，第二工作面2，第三工作面3，第四工作面4，第五工作面5，第六工作面6，防自转机构第一端面5，防自转机构第二端面6；凸键上，第三工作面3与动涡旋盘的第一摩擦面9接触，第四工作面4与动涡旋盘的第二摩擦面10接触，第五工作面5与动涡旋盘的第三摩擦面11接触，第六工作面6与动涡旋盘的第四摩擦面12接触；同时防自转机构的第一工作面1与静涡旋盘的第一摩擦面14接触；防自转机构第二工作面2与静涡旋盘的第二摩擦面15接触；动涡旋盘的端板面13与防自转机构的第二端面8贴合；静涡旋盘19的端板面16与防自转机构的第一端面7贴合。

参看图9和图11，防自转机构第一工作面1和静涡旋盘的第一摩擦面14平行且贴合，防自转机构第二工作面2和静涡旋盘的第二摩擦面15平行且贴合，防自转机构的第一端面7和静涡旋盘的端板面16平行且贴合。工作过程中，本发明防自转机构18在静涡旋盘上的两个平行的第一摩擦面14和第二摩擦面15上来回滑动，同时防自转机构在静涡旋盘端板面16上来回滑动。

参看图9和图10，防自转机第三工作面3和动涡旋盘的第一摩擦面9平行且贴合，第四工作面4和动涡旋盘的第二摩擦面10平行且贴合，第五工作面5和动涡旋盘的第三摩擦面11平行且贴合，第六工作面6和动涡旋盘的第四摩擦面12平行且贴合，工作过程中，本发明防自转机构18在动涡旋盘上的四个平行的第一摩擦面9，第二摩擦面10，第三摩擦面11，第四摩擦面12上来回滑动，同时防自转机构在动涡旋盘端板面13上来回滑动。

参看图8、图9、图10、图11、图12，本发明的防自转机构的一对凸台在防自转机构端平面上间隔180°的布置，每个凸台都直接连接一个凸键。工作中，防自转机构的第三工作面3与动涡旋盘的第一摩擦面9接触，第四工作面4与动涡旋盘的第二摩擦面10接触，第五工作面5与动涡旋盘的第三摩擦面11接触，第六工作面6与动涡旋盘的第四摩擦面12接触；同时防自转机构的第一工作面1与静涡旋盘的第一摩擦面14接触，第二工作面2与静涡旋盘的第二摩擦面15接触。在动涡旋盘运动时，对于防自转机构一个凸台和其上的凸键分析受力，凸键摩擦面3、4的受力作用点与凸台工作面1的受力作用点在防自转机构轴线方向上为同一位置，使这两个力不对防自转机构的环形架产生轴线方向的扭曲力矩，很大程度地减小了环形架的总体变形。另一个凸台和其上的凸键的受力情况与前者相同。防自转机构的第一端面7与静涡旋盘的端板面16贴合，在防自转机构运动过程中，防自转机构的第一端面7在静涡旋盘的端板面16上滑动。由于防自转机构第一端面7的整个面在平行的动涡旋盘端面16上滑动，所以在涡旋压缩机的工作过程中，动涡旋盘的涡卷中受到不均匀的气体力时，动涡旋盘17只有极轻微的倾斜。这样就减轻了防自转机构在工作过程中由于动涡旋盘的倾斜而使防自转机构在动静涡旋盘的端板间来回碰撞，本发明的优点一是基本上消除了防自转机构在工作过程中由于上下碰撞而发出的噪音，二是改善了防自转机构的工作状况，即防自转机构在工作过程不会由于键和凸台的受力而发生环形架扭曲变形，不会使工作表面发生严重磨损。

本发明的防自转机构的六个工作面的工作面积均大于同型号带有四个键的十字联轴节的键的工作面积，这样大的工作面积一是可以降低防自转机构18的凸台工作面的表面接触应力，二是对动涡旋盘17的防自转更加精确。再加上本发明防自转机构的工作面上镀有一层氧化膜，增大了防自转机构工作面的耐磨性，从而使涡旋压缩机的工作寿命延长。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种用于涡旋压缩机的防自转机构，其特征在于：所述平面十字联轴节为为一平面环形件，该平面十字联轴节外缘沿纵向对称设置有第一凸台和第二凸台；所述第一凸台外侧设置有第一工作面，第二凸台外侧设置有第二工作面，第一工作面和第二工作面平行；所述平面十字联轴节顶端设置有第一端部平面、底端设置有第二端部平面，第一端部平面和第二端部平面相互平行；所述第一凸台顶端设置有第一凸键、第二凸台顶端设置有第二凸键，所述第一、第二凸键沿平面十字联轴节半径向外均有一段悬臂段；

2.如权利要求1所述一种用于涡旋压缩机的防自转机构，其特征在于：所述第一凸键两侧分别设置有相互平行的第一接合面和第二接合面，第一接合面和第二接合面分别与第一工作面垂直；所述第二凸键两侧分别设置有相互平行的第三接合面和第四接合面，第三接合面和第四接合面分别与第二工作面垂直。

3.如权利要求1所述一种用于涡旋压缩机的防自转机构，其特征在于：所述第一工作面和第二工作面上都覆有一层耐磨层。

4.如权利要求1所述一种用于涡旋压缩机的防自转机构，其特征在于：所述第一端部平面和第二端部平面上都覆有一层耐磨层。

5.如权利要求2所述一种用于涡旋压缩机的防自转机构，其特征在于：所述第一接合面、第二接合面、第三接合面和第四接合面上都覆有一层耐磨层。