CN103032316A - 用于涡旋压缩机的联轴节和涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涡旋压缩机的联轴节，包括：具有大致环形的主体，所述主体包括沿周向均匀设置的一对凸台和一对接合梁，其中所述一对凸台和所述一对接合梁分别沿径向相对设置，所述主体还包括连接相邻的所述凸台和所述接合梁的连接部，其中，每个所述凸台具有外侧平坦表面，并且每个所述接合梁具有内侧平坦表面。此外，本发明还公开了一种具有上述联轴节的涡旋压缩机。

Description

用于涡旋压缩机的联轴节和涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机领域，尤其涉及用于涡旋压缩机的联轴节和使用该联轴节的涡旋压缩机。

背景技术

通常，压缩机是把机械能转化为可压缩流体的潜能，具体地可分为往复式压缩机、涡旋式压缩机(或涡旋压缩机)、离心式压缩机和叶片式压缩机。

典型地，涡旋压缩机的工作原理是通过动涡旋盘围绕静涡旋盘的基圆中心旋转，并逐渐缩小由所述动涡旋盘和静涡旋盘的接合所形成的气体压缩室的体积，从而达到压缩气体的目的。其中，动涡旋盘直接支撑到固定在压缩机壳体中的支架上。此外，用于驱动所述动涡旋盘转动的曲轴的一端(上端)通过支架中的中心孔连接至动涡旋盘，另一端(下端)直接支撑到固定在压缩机壳体内的下支撑架上，从而当曲轴沿着顺时针或逆时针方向转动时，可以执行相应的吸气、压缩和排气操作。其中被压缩的气体通过排放阀排放到涡旋压缩机的高压腔中，最终通过排放口排出。

涡旋压缩机的动涡旋盘和静涡旋盘通常采用十字头联轴节进行接合。该十字头联轴节的作用是满足动涡旋盘围绕静涡旋盘基圆中心作小半径的平面转动，且防止动涡旋盘自转。目前，十字头联轴节的一般形式包括两对成十字分布的从十字头联轴节的环形结构突出的键。第一对相对设置的键配合在动涡旋盘的槽内，第二对相对设置的键配合在静涡旋盘的槽内。

然而，上述的十字头联轴节在涡旋压缩机的工作过程中，由于所述键成十字分布设置，会受到扭转力矩的作用，进而使得的十字头联轴节扭转变形。上述扭转变形使得所述键与动涡旋盘和静涡旋盘之间的摩擦表面的接触面积发生变化，进而造成了较大的摩擦损耗。此外，由于采用十字头联轴节的形式，在涡旋压缩机的工作过程中，动涡旋盘和静涡旋盘等部件之间可能发生碰撞，最终导致产生噪音。上述的问题都可能造成涡旋压缩机的可靠性降低，甚至发生故障或重修。

因此，确有必要提供一种具有改善性能的联轴节，以及使用其的涡旋压缩机。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，本发明的目的之一是提供具有改善性能的用于涡旋压缩机的联轴节。

本发明的另一目的是提供使用上述的联轴节的涡旋压缩机。

根据本发明的一方面，提供一种用于涡旋压缩机的联轴节，包括：具有大致环形的主体，所述主体包括沿周向均匀设置的一对凸台和一对接合梁，其中所述一对凸台和所述一对接合梁分别沿径向相对设置，所述主体还包括连接相邻的所述凸台和所述接合梁的连接部，其中，每个所述凸台具有外侧平坦表面，并且每个所述接合梁具有内侧平坦表面。

在一实施例中，所述一对凸台的外侧平坦表面相互平行，所述一对接合梁的内侧平坦表面相互平行，以及所述外侧平坦表面垂直于所述内侧平坦表面。

在一实施例中，所述凸台从主体的圆周外侧表面、沿径向向外地凸出。

在一实施例中，所述涡旋压缩机的动涡旋盘设置有与所述一对接合梁配合的接合部，所述涡旋压缩机的静涡旋盘设置有与所述一对凸台配合的一对台阶部。

在一实施例中，所述接合部包括与所述一对接合梁的内侧平坦表面配合的一对外侧平坦表面，所述一对台阶部包括与所述一对凸台的外侧平坦表面配合的一对内侧平坦表面。

在一实施例中，所述接合梁的所述内侧平坦表面的长度大于所述接合部的所述外侧平坦表面的长度，以及所述台阶部的所述内侧平坦表面的长度大于所述凸台的外侧平坦表面的长度。

优选地，所述主体的连接部的上表面和/或下表面上设置有圆弧形狭槽，每个所述接合梁的上表面和/或下表面上设置有大致成直线的狭槽。

优选地，所述主体具有上表面和下表面都为平坦表面的大致圆环形结构。

优选地，所述连接部为弧形或扇形结构。

可选地，所述凸台、所述接合梁和所述连接部被分离地或一体地模制形成所述主体。

优选地，所述各个外侧平坦表面和所述各个内侧平坦表面上设置有耐磨层。

根据本发明的另一方面，提供一种涡旋压缩机，包括：涡旋压缩机壳体；支架，所述支架安装在所述涡旋压缩机壳体内；静涡旋盘，所述静涡旋盘固定在所述涡旋压缩机壳体内；动涡旋盘，所述动涡旋盘可转动地支撑在所述支架上且与所述静涡旋盘接合；其中，所述静涡旋盘和动涡旋盘通过上述的联轴节进行接合。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据发明的一个实施例的涡旋压缩机的剖视图；

图2a和2b分别是用于图1中的联轴节的透视图和平面视图；

图3a是用于图1中的动涡旋盘、静涡旋盘以及图2a和图2b的联轴节装配在一起的装配视图；

图3b是沿着图3a中的A-A线取的剖视图；

图4是图3a中的动涡旋盘、静涡旋盘以及联轴节的俯视分解视图；以及

图5是图3a中的动涡旋盘、静涡旋盘以及联轴节的仰视分解视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-5，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

如图1所示，示出根据本发明一实施例的涡旋压缩机100。该涡旋压缩机100包括：涡旋压缩机壳体1；支架2，该支架2固定在涡旋压缩机壳体1内；静涡旋盘3，其固定在涡旋压缩机壳体1中；动涡旋盘4，其可转动地支撑在所述支架2上且与所述静涡旋盘3接合以形成气体压缩室11；联轴节5，设置在静涡旋盘3与动涡旋盘4之间，用于接合静涡旋盘3和动涡旋盘4(将在下文中详细描述)；下支撑架511，固定在所述压缩机壳体1的下端；致动机构6，固定在涡旋压缩机100的下端，其通过曲轴机构7传递其的转动力。曲轴机构7的上端与动涡旋盘4相连接来驱动所述动涡旋盘4转动，其的下端支撑在下支撑架511上；排放阀8，用于排放所述气体压缩室11中的气体且防止气体回流到所述涡旋压缩机100中。

动涡旋盘4支撑在支架2的上表面或支撑面上；所述涡旋压缩机壳体1在其内部限定出一密闭空间，且将上述的静涡旋盘3、动涡旋盘4、支架2等部件容纳到其中。静涡旋盘3的涡旋线结构和动涡旋盘4的涡旋线结构相互配合啮合或接合形成压缩室11。静涡旋盘3设置在动涡旋盘4的上方。致动机构6为一包含定子和转子的电机，该电机通过曲轴机构7驱动动涡旋盘4。

当涡旋压缩机100工作时，从吸入口9吸入气体，在致动机构6(例如电机)启动之后，动涡旋盘4由曲轴机构7驱动且由防自转机构(例如，联轴节5)约束，围绕静涡旋盘3的基圆中心做小半径的平面转动，进而在动涡旋盘4和静涡旋盘3形成的气体压缩室11中产生高压高温气体，该高压高温气体随着动涡旋盘4的移动通过排放阀8排放到高压腔12中，此时使用排放阀8来防止高压腔12中气体的回流；最终该高压腔12中的气体通过排气口10排出。循环上述过程，可以在涡旋压缩机100中不断产生高温高压气体。

鉴于涡旋压缩机100的涡旋压缩原理、压缩操作和其它的辅助部件(尽管没有示出)均为本领域普通技术人员所熟知。因此，关于涡旋压缩机100整体结构的描述在此不再进行详细说明。

参见图2a和图2b，其示出了根据本发明一实施例的用于接合动涡旋盘4和静涡旋盘3的联轴节的透视图和平面视图。该联轴节5包括：具有大致环形的主体51，该主体51包括沿周向均匀设置的一对凸台52和一对接合梁53，其中一对凸台52和一对接合梁53分别沿径向相对设置。主体51还包括连接相邻的凸台52和接合梁53的连接部54。每个凸台52具有外侧平坦表面52a，并且每个接合梁53具有内侧平坦表面53a。

凸台52从主体51的圆周外侧表面、沿径向向外地凸出。凸台52的沿径向向外的最外侧表面即为其外侧平坦表面52a。接合梁53形成主体51的环的一部分，其中接合梁53沿径向的最内侧表面为平坦的表面，即内侧平坦表面53a。在一实施例中，一对凸台52的外侧平坦表面52a相互平行，一对接合梁53的内侧平坦表面53a相互平行，以及外侧平坦表面52a垂直于内侧平坦表面53a。

如图3和4所示，涡旋压缩机100的动涡旋盘4设置有与一对接合梁53配合的接合部41。在一个实施例中，接合部41为大致的圆形，与联轴节5的环形主体51的内圆大致一致。接合部41包括与一对接合梁53的内侧平坦表面53a配合的一对外侧平坦表面41a(仅示出一个，另一个沿径向与所示的外侧平坦表面41a相对地设置)。一对外侧平坦表面41a为接合部41沿径向最外侧的一对平坦的表面。接合梁53的内侧平坦表面53a的长度大于接合部41的外侧平坦表面41a。

涡旋压缩机100的静涡旋盘3设置有与一对凸台52配合的一对台阶部31。每个台阶部31包括与凸台52的外侧平坦表面52a配合的内侧平坦表面31a。台阶部31的内侧平坦表面31a的长度大于凸台52的外侧平坦表面52a的长度。

由此，动涡旋盘4、静涡旋盘3以及联轴节5通过内侧平坦表面与外侧平坦表面之间的配合而接合在一起。

在一个优选实施例中，联轴节5的主体51的连接部54的上表面和/或下表面上设置有圆弧形狭槽54b，每个接合梁53的上表面和/或下表面上设置有大致成直线的狭槽53b，用于减轻联轴节5的重量和降低生产成本。优选地，联轴节5的主体51具有上表面和下表面都为平坦表面的大致圆环形结构。优选地，连接部54为弧形或扇形结构。

在联轴节5的制造过程中，凸台52、接合梁53和连接部54被分离地或一体地模制到所述主体51上。另外，为了提高耐磨性，还可以在各个内侧平坦表面和各个外侧平坦表面上设置有耐磨层。

参见图4和5，静涡旋盘3上设置有第一涡旋线结构32，相应地动涡旋盘4上设置有第二涡旋线结构42。第一涡旋线结构32和第二涡旋线结构42呈现螺旋形。在将静涡旋盘3和动涡旋盘4装配在一起时，第一涡旋线结构32和第二涡旋线结构42被偏心且相差180°地安装；在将静和动涡旋盘3和4啮合在一起时，与各自的端板配合形成了一系列的月牙形主体工作容积。

在涡旋压缩机100工作时，静涡旋盘3始终保持静止不动，而动涡旋盘4在防自转机构联轴节5的约束下，由曲柄机构71带动作偏心回转平动(即，不自转，也可以称作为围绕静涡旋盘3的基圆中心的公转)。在本发明中，动涡旋盘4以几个毫米的回转半径绕静涡旋盘3的中心(主轴)作回转平动。动涡旋盘4的一次完整的回转平动如下所述。

当动涡旋盘4围绕静涡旋盘3的基圆中心平动而进行压缩时，例如沿逆时针旋转时，首先在动涡旋盘4的接合部41的外侧平坦表面41a与联轴节5的接合梁53的内侧平坦表面53a配合而联轴节5与动涡旋盘4之间保持相对固定的情况下，联轴节5的凸台52的外侧平坦表面52a沿静涡旋盘3的台阶部31的内侧平坦表面31a滑动移动(如图3a中箭头a所示)，直到凸台52被台阶部31限制不能移动；接着，在联轴节5的凸台52的外侧平坦表面52a与静涡旋盘3的台阶部31的内侧平坦表面31a配合而联轴节5与静涡旋盘3之间保持相对固定的情况下，动涡旋盘4的接合部41的外侧平坦表面41a沿联轴节5的接合梁53的内侧平坦表面53a滑动移动(如图3a中箭头b所示)，直到接合部41被接合梁53限制不能移动。然后，类似地，在动涡旋盘4的接合部41的外侧平坦表面41a与联轴节5的接合梁53的内侧平坦表面53a配合而联轴节5与动涡旋盘4之间保持相对固定的情况下，联轴节5的凸台52的外侧平坦表面52a沿静涡旋盘3的台阶部31的内侧平坦表面31a滑动移动(如图3a中箭头c所示)，直到凸台52被台阶部31限制不能移动；接着，在联轴节5的凸台52的外侧平坦表面52a与静涡旋盘3的台阶部31的内侧平坦表面31a配合而联轴节5与静涡旋盘3之间保持相对固定的情况下，动涡旋盘4的接合部41的外侧平坦表面41a沿联轴节5的接合梁53的内侧平坦表面53a滑动移动(如图3a中箭头d所示)，直到接合部41被接合梁53限制不能移动。由此，完成动涡旋盘4围绕静涡旋盘3的基圆中心的一个整周平动旋转。

可以理解，上述示出的平动回转的方向是逆时针方向滑动，当然也可以根据需要设置成沿顺时针方向滑动。

气体制冷剂从吸入口9进入静涡旋盘3和动涡旋盘4的最外圈的月牙形空间，随着动涡旋盘4的平动旋转，气体制冷剂被逐渐推向中心空间，其容积不断缩小而压力不断升高，直至与中心排气孔(未示出，其与排气口10连通)相通，最终高压气体被排出涡旋压缩机。

通过本发明的联轴节，采用在同一平面内具有两个外侧平坦表面和内侧平坦表面的环状结构取代了四个销结构，因此本发明的联轴节将不必承受扭转力。而且，降低了摩擦损耗，提高了涡旋压缩机的性能。此外，相比于设置有成十字状分布的十字头联轴节，本发明的联轴节在同一平面中，其制造过程更加简单，降低了生产成本，而且结构更加坚固，增加了可靠性，极大地降低了故障或返修率。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (12)

1.一种用于涡旋压缩机的联轴节，包括：

具有大致环形的主体，所述主体包括沿周向均匀设置的一对凸台和一对接合梁，其中所述一对凸台和所述一对接合梁分别沿径向相对设置，所述主体还包括连接相邻的所述凸台和所述接合梁的连接部，

其中，每个所述凸台具有外侧平坦表面，并且每个所述接合梁具有内侧平坦表面。

2.根据权利要求1所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述一对凸台的外侧平坦表面相互平行，所述一对接合梁的内侧平坦表面相互平行，以及所述外侧平坦表面垂直于所述内侧平坦表面。

3.根据权利要求1所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述凸台从主体的圆周外侧表面、沿径向向外地凸出。

4.根据权利要求1所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述涡旋压缩机的动涡旋盘设置有与所述一对接合梁配合的接合部，所述涡旋压缩机的静涡旋盘设置有与所述一对凸台配合的一对台阶部。

5.根据权利要求4所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述接合部包括与所述一对接合梁的内侧平坦表面配合的一对外侧平坦表面，所述一对台阶部包括与所述一对凸台的外侧平坦表面配合的一对内侧平坦表面。

6.根据权利要求5所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述接合梁的所述内侧平坦表面的长度大于所述接合部的所述外侧平坦表面的长度，以及所述台阶部的所述内侧平坦表面的长度大于所述凸台的外侧平坦表面的长度。

7.根据权利要求1所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述主体的连接部的上表面和/或下表面上设置有圆弧形狭槽，每个所述接合梁的上表面和/或下表面上设置有大致成直线的狭槽。

8.根据权利要求1所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述主体具有上表面和下表面都为平坦表面的大致圆环形结构。

9.根据权利要求8所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述连接部为弧形或扇形结构。

10.根据权利要求1所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述凸台、所述接合梁和所述连接部被分离地或一体地模制形成所述主体。

11.根据权利要求7所述的用于涡旋压缩机的联轴节，其中，

所述各个外侧平坦表面和所述各个内侧平坦表面上设置有耐磨层。

12.一种涡旋压缩机，包括：

涡旋压缩机壳体；

支架，所述支架安装在所述涡旋压缩机壳体内；

静涡旋盘，所述静涡旋盘固定在所述涡旋压缩机壳体内；

动涡旋盘，所述动涡旋盘可转动地支撑在所述支架上且与所述静涡旋盘接合；

其中，所述静涡旋盘和动涡旋盘通过根据权利要求1-11中任一项所述的联轴节进行接合。

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