CN1021244C - 螺杆旋转机构内的增压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺杆旋转机构的压力驱动增压阀门。该阀门安装在机构的一个端壁上，其功能是控制机构的内容积比。该阀门机构包括能在孔13内作水平滑动的阀门体11和在汽缸14内滑动的驱动活塞12。孔13是连接机构工作腔24和上述汽缸14的通孔。通过通道20、21和22将压缩气体输入汽缸14内，驱动活塞12，使阀门体11呈开启或关闭状态。

通过设计一种和阀门体11在结构上不相连的驱动装置，使整个制造、装配工艺大为简化。

Description

本发明涉及有关螺杆旋转机构内的一种压力驱动阀门。这种驱动阀门是安装在该机构的一个端壁内。它有一个能在孔内沿轴线滑动的阀门体，该孔的一个端面对着机构的工作腔。

螺杆旋转机构包括两个装在工作腔内的旋转体。工作腔呈一个两端被端壁限制的圆筒形密闭室，圆筒外壁面由两个不同直径的圆柱部分组成，每一个外壳内分别装着一个旋转体。在每个旋转体上各有螺旋型的凸齿和凹槽，相互啮合后形成人字形的压缩腔或膨胀腔。当进行压缩机工作时，气体从进气道进入，被压缩后从排气口排出。在每个压缩腔内，充气阶段时和进气口相通;在压缩阶段时，体积连续缩小;而在排气阶段则和排气口相通。

在这种机构上往往有阀门装置用以调节机构内的容积比、容量或其它目的。滑动式阀门一般用于需要进行连续调节的机构上，而对于只需进行简单调节的机构来说，增压阀门就已足够了。这种增压阀门安装在机构的筒形壁内或在其中的一个端壁内，一般是在高压腔端壁内。序号为2，519，913号的美国专利所公开的案例就是这种阀门装置。

对于使用外界压力为驱动力的上述机构，其压力驱动阀门面向驱动压力的一面，其表面面积须大于面向工作腔室一面的表面面积，以达到足够大的驱动力。在前述的美国专利号为2，519，913的实施例中，其阀门完全由压力所驱动（见图9）。因而，其阀门体具有直径不相等的阀门活塞圆盘，并通过活塞杆相连成一整体。直径较小的活塞圆盘构成主动阀门并面向压缩腔的工作腔;而直径较大的圆盘则受到驱动压力的作用。在已公布的美国专利号为4，737，082中公开了一种安装在圆筒壁中 的增压阀，其中同样具有两个直径不同的活塞圆盘，以便获得大到足以使驱动压力起作用的表面积。

上述文献中用于获得足以使驱动压力起作用的圆盘面积的措施往往要引起工艺问题：即，加工两个直径不同的圆盘所引起的相对于气缸的同心度问题。如果阀门的两个圆盘相互之间有不同心度，则要特别强调这一工艺问题，这是由于这两个圆盘的不同心度将直接影响到两个阀门孔的同心度要求。

本发明的目的正是为了解决这种阀门的加工工艺问题。

根据本发明，上述问题已得到解决。即，将其阀门体设计成圆柱式的阀门并由与其分离的在气缸（14）内滑动的驱动活塞（12）来操纵其工作。驱动活塞（12）和阀门体（11）在结构上不相连，它们是通过直接接触来传力的。

由于放弃了传统的具有不同直径的圆盘阀门体而代之以具有等直径的圆柱形阀门，从而克服了上述同心度的问题，并且通过制成与阀门相互分离的驱动活塞，获得了足以使驱动压力起作用的较大表面面积。

这样，阀门体的装配工艺就变得更为简便。因为装配时只需将阀门体插入镗好的孔，再将驱动活塞也塞入其孔内即可。由于阀门体和驱动活塞都制成等直径的圆柱形零件，因此它们的制造工艺非常简单。而传统的阀门体在加工时是需要专门的工夹具以保证其精确的同心度。即使在所镗出的两个孔之间有不同心度，阀门体和驱动活塞仍具有良好的工艺性。可是对于传统形式的阀门体来说，其制造和装配工艺就复杂得多，因为在孔具有不同心度的情况下，与其相配合的阀门体，其不同心度须控制在能和孔的不同心度相匹配的程度。

通过本发明的最佳实施例并参照图样来更详细地描述本发明的要点：

图1所示的是螺杆式旋转压缩机的简图。

图2所示的是本发明所设想的增压式阀门的结构示意图。

在图1中所示的结构是和本发明有关的螺纹式旋转压缩机的结构情况。该压缩机有一个壳体，里面包括一个低压端壁4、高压端壁1和它们之间的圆筒体2。壳体内装有一对相互啮合的旋转体工作腔3。气体从进气道5被吸入，并在工作腔内经螺杆式压缩，最后从排气口6排出。

这种压缩机的设计要求是：当一个压缩腔和排气口6相通时，腔内的压力要等于排气口6内的压力。而排气口内的压力是能变化的。如果排气口内的压力低于该压缩腔内的压力，则气体过度压缩会使压缩效率降低。通过设置阀门，能使压缩腔在和固定的通气口相通之前先和排气口6相通，这样压缩腔内的容积比会变小，从而使压缩腔内的端压力和排气口6内较低的压力相等。为了使压缩腔内的压力能满足各种不同的压力变化的要求，也可通过设置阀门装置来调节容量。

图2所示的是根据本发明，安装在旋转压缩机高压端壁内的一种阀门。所示的增压阀门具有如上简述的调节腔内容积比的功能。该阀门有一个圆柱形的阀门体11，它有两个与其轴线相垂直的端面16和17。阀门体能沿轴向在孔13内滑动，其中一个端面即端面16面向压缩腔的工作腔24，该端面有一部分和工作腔24相通，另一部分和与排气口相连的工作腔25相通。在如图所示的关闭状态中，阀门体11上面对工作腔24的端面16和端壁的内侧表面26同在一个平面内。孔13的另一面和直径较大的气缸14相通。气缸14的直径比孔13大，里面安装着能沿轴向滑动的驱动活塞12。气缸14的端部用圆盘15封死。驱动活塞12和阀门体11是彼此不相连的两个分离的零件。在气缸14与孔13相邻端提供了一组通道20、21，这些通道通向气缸外空间23。该空间23通过图中未示出的通道和压缩腔内关闭的一个压缩腔相通。该处的压力稍高于进气压力。在气缸14的另一端开有一通道和双向阀门相通（图中未示出）。通道22借助该阀门既能和进气通道相通又能和排气通道相通。在所示的实施例里孔13和气缸14是彼此不同心的，为转子轴颈提供了更大的空间，从而在选用轴承时 具有更大的自由度。

当压缩机逆着排气通道里压力工作时，该压力起码和某一压缩腔的压力相等，阀门处于关闭状态。这种关闭状态是通过通道22和外界压力来完成的。因此，排气口处压力将作用在驱动活塞12的左侧表面19，如图所示。驱动活塞12和阀门体11要满足如下的设计要求：由这排气口处压力所形成的作用力要大于反方向的作用力;即来自阀门体11并作用在驱动活塞12上的作用力及由作用在驱动活塞12右侧表面上的压力所形成的作用力不能被阀门体11补偿。这个压力大约等于关闭状态下的工作腔内的压力。关闭状态下的工作腔连同汽缸14的右侧通过通道20、21和空间23相通，即，该压力稍大于进气道压力。从阀门体11作用于驱动活塞12上的接触力是由作用于阀门体11右侧表面的压力形成的。这些就是于阀门开启前在压缩腔内来自工作气体并作用于阀门体11其部分端面16上的压力;而来自和排气通道相通的、在空间25内的工作气体压力则作用于上述端面16的其余部分。

如果排气口通道内的压力变得小于压缩腔内的端压力，则阀门开启。这时通过双向阀门使通道22和进气通道相通，使作用在驱动活塞12左侧表面上的压力减少，从而不能大到能克服指向左侧的作用力。在这种情况下，阀门体11和驱动活塞12就被推向左侧，直到阀门开启使工作腔和排气通道相通为止。其结果使压缩腔内的端压变小。

Claims (5)

1、螺杆旋转式机构内的一种压力驱动增压阀门，该阀门安装在机壳的端壁上，包括能在孔(13)内滑动的阀门体(11)，孔(13)的一端面面向结构的工作腔(24)，阀门体(11)是圆柱形的，其工作受到与其分离的驱动活塞(12)的操纵，驱动活塞(12)能在汽缸(14)内滑动，其特征在于：驱动活塞(12)和阀门体(11)在结构上是两个彼此分离的另件，它们之间是通过接触力来作用的。

2、根据权利要求1的阀门，其特征在于：上述汽缸（14）的轴线平行于整个机构的轴线，而孔（13）的一端和汽缸（14）相通。

3、根据权利要求2的阀门，其特征在于：驱动活塞（12）和阀门体（11）相接触，以传递所述的接触作用力。

4、根据权利要求3的阀门，其特征在于：与阀门体（11）相配合的孔（13）和与驱动活塞（12）相配合的汽缸（14），相互之间是偏心的。

5、根据权利要求1至4的任一项的阀门，其特征在于：本阀门作为压缩机工作的机构时，其阀门被安装在压缩腔的高压端壁内并控制着压缩腔内的容积比。

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