CN106795880B - 用于带导向的涡旋压缩机的固定板 - Google Patents
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Abstract
一种涡旋压缩机,其包括壳体和设置在壳体中的涡旋压缩机主体。涡旋主体包括非回转涡旋主体(也称为“固定涡旋主体”)和可动主体,其中涡旋主体具有相应基部和从相应基部突出的相应涡旋肋。涡旋肋构造成相互接合,并且可动涡旋主体相对于固定涡旋主体沿轨道运动,以压缩流体。导向环接合固定涡旋主体的周边表面,以限制固定涡旋主体在径向方向上的运动。简化的固定板防止导向环和固定涡旋主体之间的旋转。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于压缩制冷剂的涡旋压缩机,更具体地涉及一种设备,其用于在涡旋压缩机的操作期间控制和/或限制涡旋构件之间的相对轴向运动、径向运动和旋转运动中的至少一种。
背景技术
涡旋压缩机是一种特定类型的压缩机,其用于压缩制冷剂以用于诸如制冷、空调、工业冷却和冷冻机应用等应用和/或可使用压缩流体的其它应用。这种现有的涡旋压缩机例如是已知的,如在授予Hasemann的号为6,398,530的美国专利;授予Kammhoff等人的号为6,814,551的美国专利;授予Kammhoff等人的号为6,960,070的美国专利;和授予Kammhoff等人的号为7,112,046的美国专利中所示例的那样,所有这些专利都转让给了与本受让人密切相关的比泽尔公司实体。由于本公开涉及可以在这些或其它涡旋压缩机设计中实现的改进,因此号为6,398,530、7,112,046、6,814,551和6,960,070的美国专利的全部内容通过引用并入本文。
如这些专利所示例的那样,涡旋压缩机组合件通常包括外壳体,其具有容纳于其中的涡旋压缩机。涡旋压缩机包括第一涡旋压缩机构件和第二涡旋压缩机构件。第一压缩机构件通常静止地布置并固定在外壳体中。第二涡旋压缩机构件可相对于第一涡旋压缩机构件运动,以便在相应的涡旋肋之间压缩制冷剂,所述涡旋肋升高到相应基部的上方并且彼此接合。通常情况下,为了压缩制冷剂的目的,可动涡旋压缩机构件围绕中心轴线围绕轨道路径被驱动。通常在同一壳体内设置合适的驱动单元,通常为电动马达,以驱动可动涡旋构件。
在一些涡旋压缩机中,已知具有轴向约束,由此固定涡旋构件具有受限的运动范围。由于当回转涡旋主体和固定涡旋主体的温度升高导致这些部件膨胀时的热膨胀,上述约束可能是期望的。在授予Caillat等人的号为5,407,335的美国专利中示出了控制这种约束的设备的示例,其全部公开内容通过引用并入本文。另一个示例是Bush(并转让给本受让人)的号为2013/0252568的美国专利公开,其全部公开内容通过引用并入本文。
本发明因为其涉及涡旋压缩机的上述特征和其它特征而提供了优于现有技术的改进。
发明内容
本发明的第一发明方面涉及一种涡旋压缩机中的固定板,其沿着在横向于涡旋压缩机主体的轴线的方向上取向的接触表面与非回转涡旋主体形成面面接触(surface tosurface contact)。涡旋压缩机包括壳体;在壳体中的回转涡旋主体,以及在壳体中的非回转涡旋主体。所述回转涡旋主体包括第一基部和第一涡旋肋,其中所述第一涡旋肋从所述第一基部突出。非回转涡旋主体包括第二基部和第二涡旋肋,其中所述第二涡旋肋从第二基部突出。第一涡旋肋和第二涡旋肋相互接合,而回转涡旋主体能够相对于非回转涡旋主体围绕轴线沿轨道路径运动,以压缩流体。导向环定位成接合非回转涡旋主体的导向表面,以限制非回转涡旋主体在径向方向上的运动。固定板固定导向环和非回转涡旋主体,以防止非回转涡旋主体和导向环之间的旋转。在导向环和导向表面之间保持并限定1毫米或更小的间隙以用于引导运动。固定板沿着在横向于所述轴线的方向上取向的接触表面与非回转涡旋主体形成面面接触。
固定板可在水平并垂直于轴线的平面中与非回转涡旋主体形成面面接触,其中压缩机轴线是竖直的。
固定板可包括在固定板的整个长度上延伸的水平平坦的顶表面和底表面。
在实施例中,为了便于固定板附接,非回转涡旋主体包括在其外周处沿着上侧的台肩部,台肩部包括凸起的凸台区域,该凸台区域具有水平延伸(且优选地垂直于轴线水平延伸)的机加工平面,该机加工平面形成非回转涡旋主体与固定板的所述面面接触。
在一些实施例中,固定板包括相对的端部区域和中央区域,中央区域位于相对的端部区域之间。中央区域固定到非回转涡旋主体,并且相对的端部区域固定到导向环。每个区域包括安装孔,其中每个安装孔在垂直通过固定板的方向上延伸。
固定板可包括顶表面和底表面,以及连接顶表面和底表面的外周边缘。固定板包括水平延伸的长度、横向于长度水平延伸的宽度,以及横向于长度和宽度垂直延伸的厚度。优选地,在固定板的整个跨度上在整个固定板上,宽度小于长度并且大于厚度。
固定板还可包括在中央区域的相对侧上的收缩的颈部区域。每个颈部区域可位于相对的端部区域中的一个和中央区域之间。因此,横截面面积(例如宽度和/或宽度区域中的厚度)可以是变化的,并且覆盖颈部区域中的减小的跨度,其提供足够的附加柔性,以允许非回转涡旋主体和导向环之间的接触。
在一些实施例和其它发明方面,自定位特征设置在涡旋压缩机中。固定板包括顶表面和底表面,以及连接顶表面和底表面的外周边缘。导向环包括第一定位表面和第二定位表面,其中第一定位表面和第二定位表面从导向环的主体垂直延伸。第一定位表面横向于第二定位表面延伸。固定板适于沿着外周边缘接触第一定位表面和第二定位表面,以相对于导向环定位固定板。
定位特征可在端部处间隔开。例如,在固定板上,第一端部区域可接触第一定位表面,以及第二端部区域可接触第二定位表面,其中到导向环的连接沿着中央区域在其中间。
优选地,当利用自定位特征时,第一定位表面和第二定位表面垂直延伸。较不优选的实施例具有平行或以其它方式横穿的定位表面。
另一个特征和发明方面是,相同的螺钉也可将固定板固定到导向环,但是也将导向环固定到曲轴箱。导向环可独立于曲轴箱形成,多个柱在曲轴箱和导向环之间轴向延伸(由导向环和曲轴箱两者或其中之一形成)。涡旋主体位于附接的导向环和曲轴箱中。螺钉固定导向环和曲轴箱,其中至少两个所述螺钉也将固定板固定到导向环。
涡旋压缩机可包括在涡旋主体下面容纳在壳体中的马达,马达在驱动轴上具有旋转输出,驱动轴上的偏心件接合回转涡旋主体,以在马达的运行期间使得回转涡旋主体进行轨道运动。
优选地,涡旋压缩机壳体包括围绕导向环的外环形壳,其中导向环不与外环形壳的内周接触而是与其径向间隔开。相反,曲轴箱安装到导向环,其中曲轴箱与外环形壳接触。
另一个发明方面涉及固定板定位。涡旋压缩机包括壳体;在壳体中的回转涡旋主体,以及在壳体中的非回转涡旋主体。所述回转涡旋主体包括第一基部和第一涡旋肋,其中所述第一涡旋肋从所述第一基部突出。非回转涡旋主体包括第二基部和第二涡旋肋,其中所述第二涡旋肋从第二基部突出。第一涡旋肋和第二涡旋肋相互接合,而回转涡旋主体能够相对于非回转涡旋主体围绕轴线沿轨道路径运动,以压缩流体。导向环定位成接合非回转涡旋主体的导向表面,以限制非回转涡旋主体在径向方向上的运动。固定板固定导向环和非回转涡旋主体,以防止非回转涡旋主体和导向环之间的旋转。固定板通过与导向环外表面上的至少一个台肩部接触而位于导向环上。
在另一发明特征中,该定位可以在两个维度上进行。
根据该特征的一些实施例,固定板包括顶表面和底表面,以及连接顶表面和底表面的外周边缘。导向环包括由所述至少一个台肩部提供的第一定位表面和第二定位表面。第一定位表面和第二定位表面从导向环的主体垂直延伸。第一定位表面横向于第二定位表面延伸。固定板适于沿着外周边缘接触第一定位表面和第二定位表面,以相对于导向环定位固定板。
为了提供不同的定位表面,导向环优选地包括分别由第一台肩部和第二台肩部提供的第一定位表面和第二定位表面。固定板包括相对的第一端部区域和第二端部区域和中央区域,中央区域位于相对的端部区域之间。中央区域固定到非回转涡旋主体,并且相对的端部区域固定到导向环。第一端部区域接触第一定位表面,以及第二端部区域接触第二定位表面。
优选地,如在一些实施例中那样,第一定位表面和第二定位表面相对于彼此垂直延伸。
导向环包括顶表面,并且顶表面可包括分别提供上述第一台肩部和第二台肩部的第一凸起垫和第二凸起垫。第一凸起垫和第二凸起垫被机加工成包括第一端部区域和第二端部区域位于其上的第一中间平台和第二中间平台。此外,凹入区域可位于第一中间平台和第二中间平台之间。
另一个发明方面涉及简化的组装。涡旋压缩机包括壳体;在壳体中的回转涡旋主体,以及在壳体中的非回转涡旋主体。所述回转涡旋主体包括第一基部和第一涡旋肋,其中所述第一涡旋肋从所述第一基部突出。非回转涡旋主体包括第二基部和第二涡旋肋,其中所述第二涡旋肋从第二基部突出。第一涡旋肋和第二涡旋肋相互接合,而回转涡旋主体能够相对于非回转涡旋主体围绕轴线沿轨道路径运动,以压缩流体。导向环定位成接合非回转涡旋主体的导向表面,以限制非回转涡旋主体在径向方向上的运动。固定板固定导向环和非回转涡旋主体,以防止非回转涡旋主体和导向环之间的旋转。螺钉(例如螺栓或其它螺纹紧固件)固定导向环和曲轴箱,其中所述螺钉中的至少两个还将固定板固定到导向环。
固定板还可沿着导向环的外表面经由至少一个垂直延伸的表面定位,该垂直延伸的表面在螺钉的扭转期间防止固定板和导向环之间的相对旋转。
本发明的另一个发明方面涉及一种涡旋压缩机中的不扭曲的固定板。涡旋压缩机包括壳体;在壳体中的回转涡旋主体,以及在壳体中的非回转涡旋主体。所述回转涡旋主体包括第一基部和第一涡旋肋,其中所述第一涡旋肋从所述第一基部突出。非回转涡旋主体包括第二基部和第二涡旋肋,其中所述第二涡旋肋从第二基部突出。第一涡旋肋和第二涡旋肋相互接合,而回转涡旋主体能够相对于非回转涡旋主体围绕轴线沿轨道路径运动,以压缩流体。导向环定位成接合非回转涡旋主体的导向表面,以限制非回转涡旋主体在径向方向上的运动。固定板固定导向环和非回转涡旋主体,以防止非回转涡旋主体和导向环之间的旋转。在导向环和引导表面之间保持并限定1毫米或更小的间隙以用于引导运动。固定板包括相对的端部区域和中央区域,中央区域位于相对的端部区域之间。中央区域固定到非回转涡旋主体,并且相对的端部区域固定到导向环。固定板包括顶表面和底表面以及连接顶表面和底表面的外周边缘,其中顶表面和底表面是不扭曲的从而没有扭曲区域。
根据另外的发明方面,在整个相对的端部区域和中央区域中,顶表面和底表面可在公共平面内延伸或者平行于公共平面延伸。
此外,每个端部区域和中央区域包括安装孔,每个安装孔可沿相同方向延伸穿过固定板。
根据另一特征,固定板的底表面水平地平放在非回转涡旋主体和导向环中的每个上。
本发明的其它方面、目的和优点从下面结合附图的详细描述将变得更清晰。
附图说明
结合在说明书中并形成说明书一部分的附图示出本发明的多个方面,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
图1是根据本发明实施例的涡旋压缩机组合件的剖视等轴测视图;
图2是图1所示涡旋压缩机组合件的上部部分的剖视等轴测视图;
图3是图1所示涡旋压缩机组合件的选定部件的分解等轴测视图;
图4是根据本发明实施例的示例性键联接和可动涡旋压缩机主体的透视图;
图5是根据本发明实施例构造的导向环的俯视等轴测视图;
图6是图5所示导向环的仰视等轴测视图;
图7是根据本发明实施例的导向环、曲轴箱、键联接件和涡旋压缩机主体的分解等轴测视图;
图8是示出处于组装状态下的图7所示部件的等轴测视图;
图9是根据本发明实施例的在外壳体的顶端部分中的部件的剖视等轴测视图;
图10是图9所示部件的分解等轴测视图;
图11是根据本发明实施例的浮动密封件的俯视等轴测视图;
图12是图11所示浮动密封件的仰视等轴测视图;
图13是用于涡旋压缩机组合件的替代实施例的选定部件的分解等轴测视图;以及
图14是根据本发明实施例构造的涡旋压缩机组合件的一部分的剖视等轴测视图;
图15是部分部件的等轴测视图,所述部件包括非回转(固定)涡旋主体,其组装有导向环、曲轴箱和固定板组合件,固定板组合件可在前面附图中所示的涡旋压缩机组合件中使用和应用。
图16是图15中所示组合件的俯视图;
图17是图15至图16中应用的固定板的俯视图;
图18是可与前面附图中所示的涡旋压缩机组合件一起使用的固定板的替代实施例的俯视图;
图19是可与前面附图中所示的涡旋压缩机组合件一起使用的固定板的替代实施例的侧视图;
图20是图19中所示的固定板的俯视图;
图21是可与前述附图中所示的涡旋压缩机组合件一起使用的固定板的替代实施例的俯视图;
图22是可与前面附图中所示的涡旋压缩机组合件一起使用的固定板的替代实施例的俯视图。
虽然将结合一些优选实施例描述本发明,但是并非意图将本发明限制于那些实施例。相反,意图是涵盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有替代、修改和等同物。
具体实施方式
在转到图15至图22中的各种实施例的固定板310的特征之前,将首先描述图1至图14的其中结合有固定板310的柔性涡旋压缩机组合件10的细节。如下所述,应当理解的是,图15至图22中的任一个附图中所示的固定板310的实施例被应用于并结合到图1至图14中所示的涡旋压缩机组合件10中,为了背景的目的首先对该涡旋压缩机组合件进行论述。另外,固定板310的特征可在其它柔性涡旋压缩机中使用,并且可以代替现有的扭曲固定板,诸如授予Caillat等人的号为5,407,335的美国专利中那样。
本发明的实施例在附图中示出为涡旋压缩机组合件10,其通常包括外壳体12,涡旋压缩机14可在该外壳体中由驱动单元16驱动。涡旋压缩机组合件10可布置在制冷剂回路中以用于制冷、工业冷却、冷冻、空调或其它需要压缩流体的合适应用。合适的连接端口设置成用于连接到制冷回路并且包括延伸穿过外壳体12的制冷剂入口端口18和制冷剂出口端口20。涡旋压缩机组合件10可操作用于通过驱动单元16的操作来操作涡旋压缩机14,从而压缩进入制冷剂入口18的合适的制冷剂或其它流体并使其以压缩的高压状态离开制冷剂出口20。
用于涡旋压缩机组合件10的外壳体可以采取多种形式。在本发明的具体实施例中,外壳体12包括多个壳体部分。在图1的实施例中,外壳体12包括中央圆柱形壳体部分24和顶端壳体部分26,以及用作安装基座的单件式底壳28。在一些实施例中,壳体部分24、26、28由合适的钢板形成并焊接在一起以形成永久性外壳体12的封装。然而,如果需要拆卸壳体,则可以进行其它壳体组合件设置,其可包括金属铸件或机加工部件,其中壳体部分24、26、28使用紧固件附接。
从图1的实施例中可以看出,中央壳体部分24是圆柱形的,与顶端壳体部分26结合。在该实施例中,隔板30设置在顶端壳体部分26中。在组装期间,这些部件可以组装,使得当顶端壳体部分26结合到中央圆柱形壳体部分24时,围绕外壳体12圆周的单个焊缝结合顶端壳体部分26、隔板30和中央圆柱形壳体部分24。在具体实施例中,中央圆柱形壳体部分24焊接到单件式底壳28,但是如上所述,替代实施例可以包括将外壳体12的这些部分结合(例如,紧固)的其它方法。外壳体12的组装形成了封闭腔室31,该封闭腔室围绕驱动单元16并且部分地围绕涡旋压缩机14。在具体实施例中,顶端壳体部分26通常是拱顶形的,并且包括相应的圆柱形侧壁区域32,圆柱形侧壁区域32抵接中央圆柱形壳体部分24的顶部,并且用于封闭外壳体12的顶端。如还从图1中可见的那样,中央圆柱形壳体部分24的底部抵接刚好在底端壳体部分28的凸起环形肋34外侧的平坦部分。在本发明的至少一个实施例中,中央圆柱形壳体部分24和底端壳体部分28通过围绕外壳体12底端圆周的外部焊缝而结合。
在具体实施例中,驱动单元16是电动马达组合件40的形式。电动马达组合件40可操作地旋转并驱动轴46。此外,电动马达组合件40通常包括定子50和转子52,其中定子包括电气线圈以及转子联接到驱动轴46以便一起旋转。定子50由外壳体12直接地支撑或经由适配器支撑。定子50可直接压配合到外壳体12中,或者可通过适配器(未示出)装配并压配合到外壳体12中。在具体实施例中,转子52安装在驱动轴46上,该驱动轴由上轴承42和下轴承44支撑。给定子50赋能可操作用于可旋转地驱动转子52,从而围绕中心轴线54旋转驱动轴46。申请人注意到,当术语“轴向”和“径向”在本文中用于描述部件或组合件的特征时,它们相对于中心轴线54限定。具体而言,术语”轴向“或”轴向延伸“是指在平行于中心轴线54的方向上突出或延伸的特征,而术语“径向”或“径向延伸”指示在垂直于中心轴线54的方向上突出或延伸的特征。
参照图1,下轴承构件44包括中央的大致圆柱形的毂58,其包括中央衬套和开口以提供圆柱形轴承60,驱动轴46轴颈连接到该圆柱形轴承60上以用于旋转支撑。下轴承构件44的板状凸缘区域68从中央毂58径向向外突出,并且用于将定子50的下部从润滑油槽76分离。下轴承构件44的轴向延伸的周边表面70可与中央壳体部分24的内径表面接合,以居中地定位下轴承构件44,从而保持其相对于中心轴线54的位置。这可通过下轴承构件44和外壳体12之间的干涉和压配合支撑布置来实现。
在图1的实施例中,驱动轴46具有附接在驱动轴46的底端处的叶轮管47。在具体实施例中,叶轮管47具有比驱动轴46小的直径,并且与中心轴线同心地对准。如可从图1看到的那样,驱动轴46和叶轮管47穿过下轴承构件44的圆柱形毂58中的开口。在其上端部处,驱动轴46轴颈连接以在上轴承构件42内旋转。上轴承构件42也可被称为“曲轴箱”。
驱动轴46还包括偏移的偏心驱动部分74,其具有圆柱形驱动表面75,该圆柱形驱动表面围绕相对于中心轴线54偏移的偏移轴线(图2中所示)。该偏移驱动部分74轴颈连接在涡旋压缩机14的可动涡旋压缩机主体112的空腔内,以便当驱动轴46围绕中心轴线54旋转时围绕轨道路径驱动可动涡旋压缩机主体112。为了提供所有各种轴承表面的润滑,外壳体12在外壳体12的底端处提供润滑油槽76,在其中提供合适的润滑油。叶轮管47具有润滑油通道和形成在叶轮管47的端部处的入口端口78。叶轮管47和入口端口78一起在驱动轴46旋转时用作油泵,从而将油从润滑油槽76泵送到限定在驱动轴46内的内部润滑剂通道80内。在驱动轴46旋转期间,离心力起作用以克服重力的作用经由润滑剂通道80向上驱送润滑油。润滑剂通道80具有从其突出的各种径向通道,以通过离心力将油供给到合适的轴承表面,从而根据需要润滑滑动表面。
如图2和图3中所示,上轴承构件或曲轴箱42包括中心轴承毂87和推力轴承84,驱动轴46轴颈连接在该中心轴承毂87中以便旋转,该推力轴承84支撑可动涡旋压缩机主体112。(也参见图9)。从中心轴承毂87向外延伸的是盘状部分86,其终止于由离散地间隔开的柱89所限定的不连续的周边支撑表面88。在图3的实施例中,中心轴承毂87在盘状部分86下方延伸,而推力轴承84在盘状部分86上方延伸。在一些实施例中,不连续的周边支撑表面88适于具有与外壳体12的干涉和压配合。在图3的实施例中,曲轴箱42包括四个柱89,每个柱具有构造成接收螺纹紧固件的开口91。应当理解的是,本发明的替代实施例可包括具有多于或少于四个柱的曲轴箱,或者柱可以都是单独的部件。本发明的替代实施例还包括其中柱与导向环而不是曲柄箱成一体的那些实施例。
在一些实施例中,诸如图3中所示的实施例中,每个柱89具有从外壳体12的内表面径向向内隔开的弧形外表面93、成角度的内表面95以及可支撑导向环160的大致平坦的顶表面97。在该实施例中,不连续的周边支撑表面88抵接外壳体12的内表面。此外,每个柱89在柱89的顶部外侧具有倒角边缘94。在具体实施例中,曲轴箱42包括在相邻柱89之间的多个间隔244。在所示的实施例中,这些间隔244通常是凹形的,并且由这些间隔244界定的曲轴箱42的部分将不接触外壳体12的内表面。
上轴承构件或曲轴箱42还通过轴承支撑件经由推力轴承84的轴向推力表面96向可动涡旋压缩机主体112提供轴向推力支撑。虽然如图1至图3中所示,曲轴箱42可由单个整体部件一体地提供,但是图13和图14示出替代实施例,其中轴向推力支撑由单独的轴环构件198提供,该轴环构件198沿着台阶式环形界面100组装并同心地位于上轴承构件199的上部部分内。轴环构件198限定中心开口102,其尺寸足够大以除了偏心的偏移驱动部分74之外还能够不阻碍可动涡旋压缩机主体112的圆柱形衬套驱动毂128,并允许其沿轨道的偏心运动。
更具体地转到涡旋压缩机14,该涡旋压缩机包括第一涡旋压缩机主体和第二涡旋压缩机主体,其优选地包括静止的固定涡旋压缩机主体110和可动涡旋压缩机主体112。虽然术语“固定”通常在本申请的上下文中是指静止或不可动,但是更具体地“固定”是指非回转的、不受驱动的涡旋构件,因为得承认由于热膨胀/或设计公差可能有一些受限范围的轴向运动、径向运动和旋转运动。
可动涡旋压缩机主体112布置成相对于固定涡旋压缩机主体110进行轨道运动,以便压缩制冷剂的目的。固定涡旋压缩机主体包括从板状基部116轴向突出的第一涡旋肋114,其被设计为螺旋形式。类似地,可动涡旋压缩机主体112包括从板状基部120轴向突出的第二涡旋肋118,并且第二涡旋肋为类似螺旋的形状。涡旋肋114、118彼此接合并密封地抵接在相应的另一个压缩机主体112、110的基部120、116的相应表面上。结果是,多个压缩腔室122形成在压缩机主体112、110的涡旋肋114、118以及基部120、116之间。在腔室122内,发生制冷剂的渐进压缩。制冷剂经由在外部径向区域中围绕涡旋肋114、118的进气区域124(例如参见图1至图2)以初始低压力流动。在腔室122中逐渐压缩之后(随着腔室逐渐被径向向内限定),制冷剂经由压缩出口126离开,压缩出口126被居中限定在固定涡旋压缩机主体110的基部116内。已经压缩到高压力的制冷剂可在涡旋压缩机14的操作期间经由压缩出口126离开腔室122。
可动涡旋压缩机主体112接合驱动轴46的偏心偏移驱动部分74。更具体地,可动涡旋压缩机主体112的接收部分包括圆柱形轴衬驱动毂128,其可滑动地接收偏心偏移驱动部分74,其具有设置在其中的可滑动的轴承表面。具体地,偏心偏移驱动部分74接合圆柱形衬套驱动毂128,以便在驱动轴46围绕中心轴线54旋转期间使得可动涡旋压缩机主体112围绕中心轴线54围绕轨道路径运动。考虑到这种偏移关系导致相对于中心轴线54的重量失衡,该组合件通常包括以相对于驱动轴46的固定角度取向安装的配重130。配重130用于补偿由偏心偏移驱动部分74和围绕轨道路径驱动的可动涡旋压缩机主体112导致的重量失衡。配重130包括附接轴环132和偏移重量区域134(参见在图2和图3中最佳示出的配重130),其提供配重平衡效果,从而平衡围绕中心轴线54旋转的部件的总重量。这通过内部平衡或抵消惯性力而提供整个组合件的减小的振动和噪声。
参照图4和图7,可以看到涡旋压缩机14的引导运动。为了引导可动涡旋压缩机主体112相对于固定涡旋压缩机主体110的轨道运动,可以提供合适的键联接件140。键联接件140在涡旋压缩机领域中通常被称为“奥尔德姆联轴器(Oldham coupling)”。在该实施例中,键联接件140包括外环主体142,并且包括两个轴向突出的第一键144,第一键144沿着第一横向轴线146线性地间隔开,并且在固定涡旋压缩机主体的两个相应的键槽轨道或槽115(图1和图2中所示)内紧密和线性地滑动,两个相应的键槽轨道或槽115也沿着第一轴线146线性间隔开并对准。槽115由静止的固定涡旋压缩机主体110限定,使得键联接件140沿着第一横向轴线146的线性运动是相对于外壳体12并且垂直于中心轴线54的线性运动。键可包括槽或沟槽,或者如图所示从键联接件140的环形主体142轴向(即,平行于中心轴线54)突出的突起。沿着第一横向轴线146的这种运动控制引导可动涡旋压缩机主体112的整个轨道路径的一部分。
具体参照图4,键联接件140包括四个轴向突出的第二键152,其中对置成对的第二键152相对于垂直于第一横向轴线146的第二横向轴线154基本上平行地线性对准。存在两组第二键152,其协作地用于接收在可动涡旋压缩机主体112的相对侧上从基部120突出的突出滑动引导部分254。由于引导部分254沿着成组的第二键152滑动线性引导运动,引导部分254线性地接合并被引导以便进行沿着第二横向轴线154的线性运动。
在图4中可以看到四个滑动接触表面258设置在键联接件140的四个轴向突出的第二键152上。如图所示,每个滑动接触表面258包含在其自身的单独象限252中(象限252由相互垂直的横向轴线146、154限定)。如图所示,协作且成对的滑动接触表面258设置在第一横向轴线146的每一侧上。
由于键联接件140,可动涡旋压缩机主体112具有沿着第一横向轴线146和第二横向轴线154相对于固定涡旋压缩机主体110受到约束的运动。这导致防止可动涡旋主体的相对旋转,因为其仅允许平移运动。更具体地,固定涡旋压缩机主体110将键联接件140的运动限制为沿着第一横向轴线146的线性运动;并且当键联接件140沿着第一横向轴线146运动时,键联接件140进而沿着第一横向轴线146承载可动涡旋件112。另外,通过由容纳在第二键152之间并在第二键152之间滑动的引导部分254提供的相对滑动运动,可动涡旋压缩机主体可沿着第二横向轴线154相对于键联接件140独立地运动。通过允许在两个相互垂直的轴线146、154中的同时运动,由驱动轴46的偏心偏移驱动部分74在可动涡旋压缩机主体112的圆柱形衬套驱动毂128上提供的偏心运动被转换成可动涡旋压缩机主体112相对于固定涡旋压缩机主体110的轨道运动。
为了承载轴向推力负荷,可动涡旋压缩机主体112还包括在相对于引导凸缘部分262垂直的方向(例如沿着第一横向轴线146)上突出的凸缘部分268。这些附加的凸缘部分268优选地包含在由引导凸缘部分262产生的直径边界内,以便最佳地实现尺寸减小的益处。该设计的另一个优点是可动涡旋压缩机主体112的滑动面254是开放的并且不包含在槽内。这在制造期间是有利的,因为其便于后续的机加工操作,诸如用于产生期望的公差和运行间隙的精磨加工。
通常情况下,具有可动涡旋压缩机主体和固定涡旋压缩机主体的涡旋压缩机需要对于固定涡旋压缩机主体110的某种类型的约束,其限制径向运动和旋转运动,但是其允许一定程度的轴向运动,使得固定涡旋压缩机主体110和可动涡旋压缩机主体112在涡旋压缩机14的操作期间不被损坏。在本发明的实施例中,该约束由导向环160提供,如图5至图9中所示。图5示出根据本发明实施例构造的导向环160的顶侧。导向环160具有顶表面167、圆柱形外周表面178和圆柱形第一内壁169。图5中所示的导向环160包括四个孔161,紧固件(例如螺栓)可以通过这些孔插入,以允许将导向环160附接到曲轴箱42上。在具体实施例中,导向环160具有孔161位于其中的轴向凸起部分171(也称为安装凸台)。本领域技术人员将认识到,导向环的替代实施例可具有多于或少于四个用于紧固件的孔。导向环160可以是机加工的金属铸件,或者在替代实施例中,可以是铁、钢、铝或一些其它类似合适材料制成的机加工部件。
图6示出导向环160的底视图,示出四个孔161以及形成在导向环160中的两个槽162。在图6的实施例中,槽162在导向环160上间隔开大约180度。每个槽162在两侧上由轴向延伸的侧壁193界定。如图6中所示,导向环160的底侧包括基部163,基部163围绕导向环160的整个圆周连续,形成完整的圆柱体。但是在两个槽162的每一侧上,存在半圆形台阶状部分164,其覆盖基部部分163的一部分,使得在导向环160的部分上形成从每个半圆形台阶状部分164径向向内的凸缘165。凸缘165的最内直径由第一内壁169界定。
第二内壁189沿每个半圆形台阶状部分164的内径延伸。每个半圆形台阶状部分164还包括底表面191、凹口部分166和倒角唇缘190。在图6的实施例中,每个倒角唇缘190延伸半圆形台阶状部分164的整个长度,使得倒角唇缘190也是半圆形的。每个倒角唇缘190位于底表面191的径向最外边缘上,并且从底表面191轴向延伸。此外,每个倒角唇缘190包括在倒角唇缘190内径上的倒角边缘表面192。当组装时,倒角边缘表面192被构造成与曲轴箱的每个柱89上的倒角边缘94配合。这些倒角表面的配合允许更容易、更适配的组装,并且减少由于制造公差而造成组装问题的可能性。
在图6的实施例中,凹口部分166在导向环160上分开大约180度,并且每个凹口部分大约在半圆形台阶状部分164的两端之间的中间。凹口部分166在侧面由侧壁部分197界定。因此凹口部分166径向和轴向地延伸到导向环160的半圆形台阶状部分164内。
图7示出根据本发明实施例的涡旋压缩机14组合件的分解图。所示的最靠顶部的部件是导向环160,其适于装配在固定涡旋压缩机主体110的顶部上方。固定涡旋压缩机主体110具有一对第一径向向外突出的限位突出部111。在图7中的实施例中,一对第一径向向外突出的限位突出部111中的一个附接到第一涡旋肋114的最外周边表面117,而该对第一径向向外突出的限位突出部111中的另一个在周边表面119的下方附接到固定涡旋压缩机主体110的周边部分。在另一实施例中,该对第一径向向外突出的限位突出部111间隔开大约180度。此外,在具体实施例中,该对第一径向向外突出的限位突出部111中的每一个在其中具有槽115。在具体实施例中,槽115可以是U形开口、矩形开口,或具有其它合适的形状。
固定涡旋压缩机主体110还具有一对第二径向向外突出的限位突出部113,在该实施例中,它们间隔开大约180度。在一些实施例中,第二径向向外突出的限位突出部113与第一径向向外突出的限位突出部111共面。另外,在图7的实施例中,该对第二径向向外突出的限位突出部113中的一个附接到第一涡旋肋114的最外周边表面117,而该对第二径向向外突出的限位突出部113中的另一个在周边表面119的下方附接到固定涡旋压缩机主体110的周边部分。可动涡旋压缩机主体112构造成保持在键联接件140的键内并与固定涡旋压缩机主体110配合。如上所述,键联接件140具有两个轴向突出的第一键144,其构造成被接收在第一径向向外突出的限位突出部111中的槽115内。当组装时,键联接件140、固定涡旋压缩机主体110和可动涡旋压缩机主体112全部构造成设置在曲轴箱42内,它们可通过在导向环160上方示出的螺栓168附接到导向环160。
仍然参考图7,固定涡旋压缩机主体110包括板状基部116(参见图14)和与板状基部116轴向间隔开的周边表面119。在具体实施例中,整个周边表面119围绕涡旋压缩机主体110的第一涡旋肋114并且构造成抵接导向环160的第一内壁169,但是可设想到其中导向环和固定涡旋压缩机主体在少于整个周边处接合的实施例。在本发明的具体实施例中,第一内壁169具有精确的公差以紧密地围绕周边表面119配合,从而限制第一涡旋压缩机主体110的径向运动,并且因此为第一涡旋压缩机主体110提供径向约束。板状基部116还包括从周边表面119径向向内延伸的径向延伸顶表面121。径向延伸顶表面121朝向台阶状部分123(参见图8)径向向内延伸。从该台阶状部分123,圆柱形内毂区域172和外周边沿174轴向延伸(即,当组装到涡旋压缩机组合件10中时平行于中心轴线54)。
图8示出图7的部件完全组装后的状态。导向环160相对于可动涡旋压缩机主体112和键联接件140将固定涡旋压缩机主体110牢固地保持在位置上。螺栓168附接导向环160和曲轴箱42。如图8中可看到的那样,一对第一径向向外突出的限位突出部111中的每一个定位在导向环160的相应的槽162中。如上所述,该对第一径向向外突出的限位突出部111中的槽115被构造为接收两个轴向突出的第一键144。以这种方式,该对第一径向向外突出的限位突出部111接合导向环槽162的侧部193,以防止固定涡旋压缩机主体110的旋转,而联接第一键144的键将接合槽115的侧部以防止键联接件140的旋转。限位突出部111还提供附加(补充限位突出部113)的轴向限位止挡。
虽然在图8的视图中不可见,但是该对第二径向向外突出的限位突出部113(参见图7)中的每一个嵌套在导向环160的相应的凹口部分166内,以约束固定涡旋压缩机主体110的轴向运动,从而限制固定涡旋压缩机主体110的可获得的轴向运动范围。导向环凹口部分166构造成在导向环160和该对第二径向向外突出的限位突出部113之间提供一些间隙,以便在涡旋压缩机操作期间提供在固定涡旋压缩机主体110和可动涡旋压缩机主体112之间的轴向约束。然而,径向向外突出的限位突出部113和凹口部分166也将固定涡旋压缩机主体110的轴向运动范围保持在可接受的范围内。
应当指出的是,“限位突出部”通常用于指代径向向外突出的限位突出部111、113中的任一个或两者。本发明的实施例可以仅包括成对的径向向外突出的限位突出部中的一对或者可以仅包括一个径向向外突出的限位突出部,并且本文的具体权利要求可包括这些各种替代实施例。
如图8所示,曲轴箱42和导向环160的设计允许键联接件140以及固定涡旋压缩机主体110和可动涡旋压缩机主体112的直径大致等于曲轴箱42和导向环160的直径。如图1中所示,这些部件的直径可抵接或几乎抵接外壳体12的内表面,因此,这些部件的直径大致等于外壳体12的内径。还显然的是,当键联接件140与周围的压缩机外壳体12一样大时,使得进而在键联接件140内为更大的推力轴承提供更多的空间,这又允许更大的涡旋组。这使得在给定直径的外壳体12内的涡旋压缩机14可获得的位移最大化,并且因此与现有涡旋压缩机设计相比以更少的成本使用更少的材料。
可以设想到图7和图8的实施例,其中第一涡旋压缩机主体110包括四个径向向外突出的限位突出部111、113,这些限位突出部111、113可以提供第一涡旋压缩机主体110的径向约束以及轴向和旋转约束。例如,径向向外突出的限位突出部113可被构造成紧密地配合凹口部分166,使得这些限位突出部113充分地限制第一涡旋压缩机主体110沿着第一横向轴线146的径向运动。另外,径向向外突出的限位突出部111中的每一个可以具有凹口部分,该凹口部分构造成抵接导向环160的槽162附近的第一内壁169的部分,以提供沿第二横向轴线154的径向约束。虽然这种方案可能需要保持对于限位突出部111、113或凹口部分166和槽162的一定公差,但在这些情况下,将不需要对导向环160的整个第一内壁169精确地确定公差,因为不需要这种特定特征来提供第一涡旋压缩机主体110的径向约束。
参考图9至图12,固定涡旋件110的上侧(例如,与涡旋肋相对的一侧)支撑浮动密封件170,在浮动密封件170上方设置隔板30。在所示的实施例中,为了容纳浮动密封件170,固定涡旋压缩机主体110的上侧包括环形的以及更具体地圆柱形的内毂区域172,以及从内毂区域172径向向外间隔开的外周边沿174。内毂区域172和外周边沿174通过基部116的径向延伸的盘状区域176连接。如图11中所示,浮动密封件170的下侧具有适于容纳固定涡旋压缩机主体110的内毂区域172的圆形切除部。此外,如图9和图10中所示,浮动密封件的周边壁173适于一定程度上紧密地配合在周边边沿174内。以这种方式,固定涡旋压缩机主体110相对于中心轴线54居中并保持浮动密封件170。
在本发明的具体实施例中,浮动密封件170的中央区域包括多个开口175。在所示的实施例中,多个开口175中的一个定中在中心轴线54上。该中央开口177适于接收固定到浮动密封件170的杆181。如图9至图12中所示,环形阀179组装到浮动密封件170,使得环形阀179覆盖浮动密封件170中的除了杆181插入通过其中的中央开口177之外的多个开口175。杆181包括上凸缘183和杆部187,该上凸缘183具有通过其中的多个开口185。如图9中可见,隔板30具有中心孔33。杆181的上凸缘183适于穿过中心孔33,而杆部187通过中央开口177插入。环形阀179根据需要沿着杆181上下滑动以防止来自高压腔室180的回流。通过这种布置,隔板30和固定涡旋压缩机主体110的组合用于将高压腔室180从外壳体12内的低压力区域分隔开。杆181引导和限制环形阀179的运动。虽然隔板30被示出为接合并径向约束在顶端壳体部分26的圆柱形侧壁区域32内,隔板30可备选地为圆柱形定位的并且由涡旋压缩机14的一些部分或部件轴向支撑。
在一些实施例中,当浮动密封件170安装在内毂区域172和外周边沿174之间的空间中时,浮动密封件170下方的空间由穿过固定涡旋压缩机主体110到腔室122(图2所示)钻出的通气孔(未示出)加压。这将浮动密封件170向上推靠在隔板30上(如图9中所示)。圆形肋182压靠在隔板30的下侧,形成高压排出气体和低压吸入气体之间的密封。
虽然隔板30可以是冲压钢部件,但是其也可以被构造为铸造构件和/或机加工构件(并且可由钢或铝制成),以提供用于在涡旋压缩机14输出的高压制冷剂气体附近操作所需的能力和结构特征。通过以这种方式铸造或机加工隔板30,可避免这种部件的重型冲压。
在操作期间,涡旋压缩机组合件10可操作以在壳体入口端口18处接收低压制冷剂,并且压缩制冷剂以输送到高压腔室180,在那里制冷剂可通过壳体出口端口20输出。这允许低压制冷剂流过电动马达组合件40,从而冷却并从电动马达组合件40带走可由马达的操作产生的热量。然后,低压制冷剂可纵向通过电动马达组合件40,围绕并穿过其中的空隙空间朝向涡旋压缩机14流动。低压制冷剂填充形成在电动马达组合件40和外壳体12之间的腔室31。低压制冷剂可从腔室31通过多个间隔244穿过上轴承构件或曲轴箱42,该多个间隔244由围绕曲轴箱42的圆周的凹部限定以便在曲轴箱42和外壳体12之间产生间隙。多个间隔244可相对于曲轴箱42的圆周成角度地间隔开。
在经过曲轴箱42中的多个间隔244之后,低压制冷剂然后进入固定涡旋压缩机主体110和可动涡旋压缩机主体112之间的进气区域124。从进气区域124,低压制冷剂进入相对侧(在固定涡旋压缩机主体110的每一侧上的一个进气口)上的涡旋肋114、118之间,并且通过腔室122逐渐压缩,直到制冷剂在压缩出口126处达到其最大压缩状态,所述制冷剂从压缩出口126随后经由多个开口175通过浮动密封件170并进入高压腔室180。然后,高压压缩制冷剂从该高压腔室180从涡旋压缩机组合件10流动通过壳体出口端口20。
图13和图14示出本发明的替代实施例。代替形成为单件的曲轴箱42,图13和图14示出与分离的轴环构件198(轴环构件198参见图14)组合的上轴承构件或曲轴箱199,其为涡旋压缩机14提供轴向推力支撑。在具体实施例中,轴环构件198(图14)沿着台阶状环形界面100组装到上轴承构件或曲轴箱199的上部部分中。分离的轴环构件198允许配重230组装在曲轴箱199内,曲轴箱199附接到导向环160。与配重130位于曲轴箱42外部的前述实施例相比,这允许更紧凑的组装。
如从图13的分解图可以明显看出的那样以及如上所述,以与其在前述实施例中附接到曲轴箱42相同的方式,导向环160可通过多个螺纹紧固件附接到上轴承构件或曲轴箱199。配重230的扁平轮廓允许其被嵌套在上轴承构件199的内部部分201内,而不干涉轴环构件198、键联接件140或可动涡旋压缩机主体112。
现在转到图15至图17,可以看出,固定板310对导向环160和固定涡旋主体110进行固定。这些图示出一个实施例,其中导向环160、固定涡旋主体110、曲轴箱42和固定板310的部件进行组装,它们在所述的先前附图的涡旋压缩机组合件10中是可互换的或可用的。因此,使用相同的附图标记。
应当指出的是,在这种类型的布置中并且如针对之前的附图所描述的那样,导向环160通过间隙312与固定涡旋主体110分离(间隙312限定在圆柱形内壁169和外周表面119之间)。该间隙312具体地限定用于起到导向的作用,以允许在涡旋压缩机组合件10的操作期间在非回转的固定涡旋主体和导向环之间的面面接触。该导向环和固定涡旋件的导向表面之间限定的间隙小于1毫米以便于引导,该间隙更典型地为200微米或100微米或更小。另外,如图所示的导向环不像先前附图中所示那样与外壳或壳体组合件直接接触或触碰或直接由外壳或壳体组合件支撑。相反,导向环160优选地附接到曲轴箱42,其中曲轴箱然后压配合或以其它方式固定到壳体组合件,如先前的附图所述。但是在其它实施例中,导向环可直接附接到外壳体。
在该实施例中,固定板310被配置为保持角度相对位置,以防止固定涡旋主体110和导向环160之间的旋转,同时允许这些部件之间的受限的相对轴向和径向运动,用于轴向和径向柔性。实际上,由于所提供的控制间隙312,预期在操作期间导向环160和固定涡旋件110之间进行接触。因此,导向环160引导并控制或限制可用于固定涡旋主体110的运动,使得与沿着基本轨道路径驱动的在先前附图中所示的可动涡旋主体112相比,其通常被认为是固定的或不可动的。此外,固定板310通过设置这些部件相对于彼此的角度位置来防止固定涡旋主体110和导向环160之间的相对旋转。
在该实施例中,固定板310在横向于中心轴线54并且水平地延伸(即主要在水平方向上)的平面314中与固定涡旋主体110形成面面接触。更优选地,固定板310沿着水平且与压缩机的垂直或中心轴线54垂直的平面314形成面面接触。如在涡旋压缩机中典型的那样,中心轴线54通常垂直定向,使得在操作期间,油将排入如前所述的在涡旋压缩机组合件的底部处的油槽内。公共平面314可由导向环和固定涡旋主体限定,例如如图所示。
如图所示,固定板310是大致平放的,其具有平坦的顶表面316和平坦的底表面318,在一个实施例中,两者均在固定板的整个长度上延伸。
为了便于固定板310的安装,非回转或固定涡旋主体110包括沿着其上部或顶侧以及在其外周处的台肩部320。台肩部320可由具有水平延伸的机加工平面324的凸起的凸台区域322形成。机加工的平面324在非回转涡旋件和固定板之间形成面面接触,并且形成公共平面314的一部分。如图所示,螺栓337(也称为螺钉)可用于将固定板310固定到固定涡旋主体110的凸起的凸台区域322。还可以看出,固定板310的中央区域326固定到该机加工的平坦或凸台区域322。
为了将固定板310固定到导向环160,固定板310包括设置在中央区域326的相对侧上的相对的端部区域328、330,其间具有中央区域326。如图所示,螺栓336、338(也称为“螺钉”)用于将固定板310的两个端部区域328、330附接到导向环160。以这种方式,固定涡旋主体110因此附接并固定到固定板310,固定板310进而固定到导向环160,以严格地限制其间的可获得的运动,上述限制可通过由小间隙312提供的引导运动和接触来提供,以将固定涡旋主体110的位置固定。固定板310也以这种方式防止固定涡旋主体110和导向环160之间的相对旋转。
此外,可以看出,利用这种构造,固定板及其每个区域包括安装孔332、333、334,每个安装孔沿垂直穿过固定板310的方向并沿着彼此平行的孔轴线延伸。此外,螺栓336、337和338分别穿过相应的孔332、333、334突出,以便一方面将固定板固定到导向环160,另一方面将固定板固定到固定涡旋主体110。
此外,固定板的最薄尺寸可为垂直尺寸。
例如,固定板包括平坦的顶表面316和底表面318,其中外周边缘340在表面316、318之间垂直延伸。外周边缘340也是厚度,并且限定固定板310的在垂直方向上的最小尺寸。固定板还包括在端部区域328、330之间水平延伸的长度以及水平横过并优选垂直于长度延伸的宽度。通过这种构造,在固定板的整个跨度上在整个固定板上,宽度小于长度但大于厚度。因此,这为固定板提供一些弹性,以允许由于固定板厚度上的挠曲而导致在导向环160和固定涡旋主体110之间的受限范围的轴向运动。
另外,由于固定板在该方向上的挠曲以及由于小的亚毫米量级的间隙312,固定板310提供相对的径向运动(相对于中心轴线54)。为了便于附加的挠曲,固定板可进一步包括设置在中央区域326的相对侧上的颈部区域342。因此,每个颈部区域342限定在中央区域326和端部区域328和330之间。因此,颈部区域342位于其中固定板通过螺栓336、337、338安装的位置中间。颈部区域中的宽度在颈部区域342处相对于其它区域326、328、330减小。如可以看出的那样,宽度因此可以是变化的,并且覆盖颈部区域342中的减小的跨度,其足以允许固定板310中的一些挠曲,以允许在涡旋压缩机组合件10的操作期间在非回转涡旋主体110和导向环160之间的接触。这允许引导操作和导向环的功能,以限制和允许受限的运动柔性。
优选地,固定板310还可包括相对于导向环160定位固定板310的自定位特征,以便保持导向间隙312的尺寸的精度或准确度,该尺寸小于1毫米并且通常小于200或100微米,以有助于引导功能。
为了提供导向特征,导向环160包括沿着导向环160的顶表面167限定的第一定位表面344和第二定位表面346。这些定位表面344、346从导向环160的主体垂直延伸并且为垂直边缘的优选形式。如可以看到的那样,第一定位表面344相对于第二定位表面346横向延伸,并且优选地,这些定位表面相对于彼此垂直地定向,以提供在两个分离的相互垂直平面中的定位,并且此特征也不需要固定板总长度上有精确的精度/公差。如可以看到的那样,在固定板中每个定位表面344、346接触固定板310的周边边缘340以自定位固定板。
更具体地,固定板310包括接触第一定位表面344的第一端部边缘348和接触第二定位表面346的第二端部边缘350。端部边缘348、350相对于彼此横向定向并且优选地垂直或竖直,具有与定位表面344、346的定向相同的定向。横向意味着是交叉的或非平行的,以包括各种角度。
由于通过定位表面和端部边缘的这种自定位特征,在拧紧各种螺栓336、337、338期间,固定板310在扭转期间的任何扭曲或位移被消除或至少最小化,以便足以围绕固定涡旋主体始终将引导间隙312以一致的间隙维持在可接受的公差内。
此外,优点可以是用于将固定板310连接到导向环160的相同螺栓336和338(或两者都标记为168)还可以附加地用于将导向环160固定到曲轴箱42。因此,这将劳动量最小化,并且还用于降低复杂性以及不同部件或部分之间的不同的累积公差。
为了便于安装并且允许固定板310中的一些附加挠曲,导向环160的顶表面167可以包括为安装凸台171形式的第一凸起垫和第二凸起垫,其可以被机加工成具有凹部以包括沿着这些安装凸台171提供台肩部的第一中间平台352和第二中间平台354。此外,在这些中间平台352、354之间限定凹入区域356。如可看到的那样,固定板310沿平台352、354平放,但是不与凹入区域356接触,允许该部分是自由的并且可用于一些挠曲。
如上所述,外部螺栓336、338与曲轴箱42的柱89对准,并且是延伸穿过导向环160并且与曲轴箱42螺纹接合91的长螺栓。因此,螺栓336、338不仅将固定板310固定到导向环160上,而且还将导向环160固定到曲轴箱42上。还应指出的是,导向环的尺寸相对于曲轴箱在外周边或直径上减小。以这种方式,参考之前的图可以看出,在一个实施例中,导向环不接触外壳体。相反,导向环连接到曲轴箱,曲轴箱进而与外壳体接触并固定到外壳体。
固定板360、362、366和368的另外的实施例相应地在图18、图19至图20、图21和图22中示出。这些实施例中的每一个可与任何上述实施例中的固定涡旋主体和导向环结合使用。因此,本领域技术人员将容易理解的是这些实施例中的每一个将如何把导向环固定到固定涡旋件,因为固定板360至368的这些实施例中的每一个可以在各种实施例中替代固定板310。
关于图18,固定板360也被示出为类似于固定板310,其为平面构件,其也不扭曲并且还与固定涡旋主体和导向环水平地或沿着共同平面接触。
在图19和图20中,示出弯曲但是不扭曲的固定板362的另一实施例,但是在两个限定的弯曲之间具有各种平坦或更平坦的区域。然而,在该实施例中,固定板362将沿着与固定到导向环的平面不同的平面固定到固定涡旋主体。具体地,在该实施例中,固定板362具有垂直延伸的平坦部分364,其沿着垂直平面接触固定涡旋主体,但是沿着水平平面通过端部区域接触导向环。然而,与扭曲的固定板示例不同,该示例总体上不扭曲以包括在端部区域和竖直平坦区域364之间延伸的平坦的中间过渡段365,其中在弯曲处形成过渡部,而不是固定板主体的旋转扭曲。与现有技术示例不同,整个区域不扭曲,而是存在间隔开的限定的弯曲。
图21示出固定板366,类似于固定板310,其中中心安装孔从外部安装孔的线偏离。而且,可以看出的是,该实施例包括类似于前述端部边缘348、350的笔直的端部边缘,但在这种情况下,端部边缘是平行的,以便仅沿着一个平面抵靠导向环定位。
图22示出固定板368,其也具有端部边缘,其类似于之前描述的经定向以便于定位的端部边缘,但是在这种情况下,类似于先前实施例的固定板310,端部边缘横向延伸并且优选地彼此垂直延伸以便定位。在该实施例中,固定板368(类似于固定板366、固定板360和固定板310)是平坦的,并且也沿着公共平面接触导向环和固定涡旋主体。
本文引用的所有参考文献,包括出版物、专利申请和专利通过引用并入本文,其程度如同每篇参考文献被单独地和具体地指示为通过引用并入本文并且在本文中以其全文阐述一样。
在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)使用的术语“一”和“一个”和“该”以及类似的指示应被解释为涵盖单数和复数,除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。除非另有说明,否则术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语(即,意味着“包括但不限于”)。除非本文中另有说明,否则本文中数值范围的列举仅旨在用作分别涉及落在该范围内的每个单独值的速记方法,并且每个单独值被并入本说明书中,如同其在本文中单独列举一样。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行,除非本文另有说明或上下文明显矛盾。本文提供的任何和所有例子或示例性语言(例如,“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本发明,而不对本发明的范围构成限制,除非明确要求保护。说明书中的语言不应被解释为指示任何未要求保护的元素对于实施本发明是必要的。
本文描述了本发明的优选实施例,包括发明人已知的用于实施本发明的最佳模式。在阅读前面的说明之后,那些优选实施例的各种变型对于本领域技术人员而言是显明的。本发明人期望技术人员合适地采用这样的变型,并且本发明人意图以本文具体描述以外的方式实施本发明。因此,本发明包括适用法律所允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同物。此外,除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾,否则本发明包括上述元素在其所有可能变型中的任何组合。
Claims (15)
1.一种涡旋压缩机,包括:
壳体;
在壳体中的回转涡旋主体,所述回转涡旋主体包括第一基部和第一涡旋肋,所述第一涡旋肋从所述第一基部突出;
在壳体中的非回转涡旋主体,所述非回转涡旋主体包括第二基部和第二涡旋肋,所述第二涡旋肋从第二基部突出,其中第一涡旋肋和第二涡旋肋相互接合,回转涡旋主体能够相对于非回转涡旋主体围绕轴线沿轨道路径运动,以压缩流体;
导向环,其定位成接合非回转涡旋主体的导向表面,以限制非回转涡旋主体在径向方向上的运动;以及
固定板,其固定所述导向环和非回转涡旋主体,以防止非回转涡旋主体和导向环之间的旋转并且保持在导向环和导向表面之间限定的1毫米或更小的间隙以用于引导,
其中固定板包括相对的端部区域和中央区域,中央区域位于相对的端部区域之间,中央区域固定到非回转涡旋主体,并且相对的端部区域固定到导向环,其中固定板包括顶表面和底表面以及连接顶表面和底表面的外周边缘,其中所述固定板是不扭曲的从而没有扭曲区域。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,在整个相对的端部区域和中央区域中,顶表面和底表面在公共平面内延伸或者平行于公共平面延伸。
3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,每个端部区域和中央区域包括安装孔,每个安装孔沿相同方向延伸穿过固定板。
4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机,其特征在于,固定板的底表面水平地平放在非回转涡旋主体和导向环中的每个上。
5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,固定板沿着在横向于所述轴线的方向上取向的接触表面与非回转涡旋主体形成面面接触。
6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机,其特征在于,固定板在水平并垂直于所述轴线的平面中与非回转涡旋主体形成面面接触,其中所述轴线是竖直的。
7.根据权利要求5所述的涡旋压缩机,其特征在于,非回转涡旋主体包括在其外周处沿着上侧的台肩部,台肩部包括凸起的凸台区域,该凸台区域具有水平延伸的平面,该平面形成非回转涡旋主体与固定板的所述面面接触。
8.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,固定板包括水平延伸的长度、横向于长度水平延伸的宽度,以及横向于长度和宽度垂直延伸的厚度,在固定板的整个跨度上,在整个固定板上,宽度小于长度并且大于厚度。
9.根据权利要求8所述的涡旋压缩机,其特征在于,固定板包括相对的端部区域和中央区域,中央区域位于相对的端部区域之间,中央区域固定到非回转涡旋主体,以及相对的端部区域固定到导向环,还包括在中央区域的相对侧上的收缩的颈部区域,每个颈部区域位于相对的端部区域中的一个和中央区域之间,所述固定板的宽度区域中的横截面面积是变化的,并且覆盖颈部区域中的减小的跨度,其足以允许非回转涡旋主体和导向环之间的接触。
10.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,导向环包括第一定位表面和第二定位表面,该第一定位表面和第二定位表面从导向环的主体垂直延伸,第一定位表面横向于第二定位表面延伸,固定板适于沿着外周边缘接触第一定位表面和第二定位表面,以相对于导向环定位固定板。
11.根据权利要求10所述的涡旋压缩机,其特征在于,固定板包括相对的第一端部区域和第二端部区域以及中央区域,中央区域位于相对的端部区域之间,中央区域固定到非回转涡旋主体,并且相对的端部区域固定到导向环,并且其中第一端部区域接触第一定位表面,以及第二端部区域接触第二定位表面。
12.根据权利要求10所述的涡旋压缩机,其特征在于,第一定位表面和第二定位表面相对于彼此垂直延伸。
13.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,导向环独立于曲轴箱形成,多个柱在曲轴箱和导向环之间轴向延伸,涡旋主体位于附接的导向环和曲轴箱中,并且还包括固定导向环和曲轴箱的紧固件,其中至少两个所述紧固件也将固定板固定到导向环。
14.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,固定板通过与导向环外表面上的至少一个台肩部接触而位于导向环上。
15.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,导向环包括顶表面,顶表面包括分别提供第一台肩部和第二台肩部的第一凸起垫和第二凸起垫,第一凸起垫包括第一端部区域位于其上的第一中间平台,第二凸起垫包括第二端部区域位于其上的第二中间平台,顶表面还包括第一中间平台和第二中间平台之间的凹入区域。
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