CN1105423A - 采用有桩外壳的压缩机装置 - Google Patents

Abstract

一种用来连接机箱与外壳的方法。外壳通过塑 性变形进入形成在机箱上的许多孔中。壳材料的变 形使部分材料进入到轴承箱单元的孔中，但不穿透壳 壁，从而保持了壳的完整性。移置的壳部分的形状， 构成了带有尖角的柱形载荷支承面，用来承受颇大的 轴向和周向力。

Description

本发明涉及一种密封的压缩机装置。更具体地说，本发明涉及一种有外壳的密封压缩机装置，外壳用桩固定，以独特的方式来抵抗轴向和周向过大的荷载。

密封电动压缩机的各种设计，在技术上是大家熟知的。这些设计包括活塞/汽缸型和涡管型（Scroll type）。本发明可适用于所有这些不同的电动压缩机装置的设计;作为示例，下面将结合一种密封涡管型流体机械来加以说明。

涡管型流体机械有压缩机部分和电动机部分，都装在一个密封的外壳中，流体的通路是形成在密封外壳的壁中。流体的通路一般通过连接管道到与外部设备（例如，应用于制冷系统中的蒸发器和冷凝器）相连接。

涡管型压缩机部分有一压缩机，它包含一个与轨道涡形管元件（orbiting scroll member）配合的非轨道涡形管元件（non-orbit-ing scroll member）。这些涡形管元件有螺旋形外罩，外罩通常按照一接近渐开线的曲线成型，以便从端板竖直立起。这些涡形管元件组合在一起，通过它们外罩的彼此紧密配合，在其间形成压力腔。这些压力腔的体积，随轨道涡形管元件的轨道移动而逐渐改变。流体的吸入口与非轨道涡形管元件相连，该元件靠近沿径向压力腔最外部的外端，而流体的出口则开在接近非轨道涡形管元件的中心部位。一个奥氏环状装置（Oldham′s ring mechanism）设在轨道涡形管元件和非轨道涡形管元件之间，以防止轨道涡形管元件绕它自己的轴线转动。

非轨道涡形管元件通过许多延伸的螺栓固定于机箱，这样可以允许在机箱和非轨道涡形管元件之间的相对有限轴向移动，作为非轨道涡形管元件的附加装置，公开于题为“涡管型机械的非轨道涡形管安装方式”的专利申请中（申请号为07/591，444，申请日为1990年10月1日），此外作为现有技术加以引用。

轨道涡形管元件由一曲轴驱动，以产生相对于静止的涡形管元件的轨道运动。结果是前面提到的压力腔的体积逐渐地减小，使封闭在腔内的流体得以压缩。因压力腔与出口连接，受压流体将从出口排出。机箱固定于密封外壳处，机箱和密封外壳的连接方法包括采用螺栓、销钉或点焊连接，以及/或者压紧或过盈配合（press or shrink fitting）。这几种方法中的每一种都有其优点，但各自也有其不利的方面。

压紧或过盈配合是最经济的连接方法，它有能力承受通常由装配产生的大部分的力。然而，压缩机装置在一定条件下可产生超出压入配合设计的承载能力的力。当产生这样的过大的力时，机箱可以沿轴向或周向相对于密封外壳滑动，从而对压缩机装置的运行产生不利影响。

焊接的机箱可以解决这一困难，能够承受超出正常的力，但大批生产的成本相对较高。

用螺栓将机箱连接于外壳也可解决这一问题，可承受超出正常的力，但其成本包括准备外壳和内部元件，以便适合于螺栓连接并仍保留必需的密封性能，使得这种方法在技术上不适合大量生产。此外，准确地完成紧固操作和十分牢靠的连结件的成本问题，也使得该法失去吸引力。

因此，需要一种将电动压缩机机箱单元牢靠地固定于密封外壳上的方法，该密封外壳应有能力承受压缩机运转时产生的正常和非正常的力。该固定机箱的方法应当既便宜又可靠，适合于大批生产。

本发明提供了一种把机箱连接于电动压缩机密封壳的技术，该法便宜、可靠，并有能力承受电动压缩机操作过程中产生的正常或非正常的力。

本发明中的密封壳通过塑性变形进入形成在电动压缩机上的许多桩孔中，壳的变形使其部分材料移置到了孔中，但不损坏密封壳壁，从而保持了封闭腔的完全密封性。壳的移置部分和孔的形状，创造了一个其本为柱形的载荷支承面，它有能力承受轴向和周向的力。

下面结合附图，通过进一步的详细叙述及附后的权利要求，本发明的目的，特征和优点将会看的更清楚。

附图中：

机械10的压缩机部分14。封密腔52由紧密配合的螺旋形盘绕件28和36所限定，并布置得与非轨道涡形管18中心位置的正常出口54相连通。出口54与由隔离板19和上盖帽15形成的泄出腔56连通。

机箱22有许多（3或4个）沿径向外伸的凸起部（Lobes）38并固定在密封壳装置12上。机箱的凸起部38与非轨道涡形管元件18的凸起30对齐，并有螺纹孔40用来容纳螺栓32以固定非轨道涡形管元件18。在它的外端，每个凸起部38都开有一园柱形凹槽42。

压缩机部分14还包括一曲柄轴46，它具有一通过传动套管和轴承装置50而接合于轨道涡形管元件20的偏心轴部分48。平衡重60固定于曲柄轴46，该曲柄轴的下端由下轴承装置64支承。下轴承装置64牢固地固定在壳装置12上，其中央部分66有一个加长的孔68，其中设置一轴颈轴承70，用来容纳曲柄轴46的下端。

马达驱动部分16由牢固地固定下壳13（最好采用压入配合）的马达定子80和接合于压缩机部分14的曲柄轴46的马达转子82组成。

机箱22的凸起部38是通过压入配合到密封壳装置12的内径。机箱22在下壳13中适当定位后，一“打桩工具”（Staking tool）90沿径向压向壳体，将下壳13塑性地压入凹槽42而形成多个环形加桩部分92，如图3所示。下壳13充分变形后，使凹槽42的边94咬住壳的金属材料而形成一桩形定位面92。由于壳体材料的过度削弱或穿

图1是根据本发明的密封压缩机的横剖面侧视图。

图2是根据本发明用来实现桩形成型（Staking forming）的工具的放大图。

图3是图1圆圈3-3中桩形部分形状的进一步放大图;。

本发明将通过一密闭涡管型压缩机作为示例。当然本发明并不局限于用在涡管型压缩机，它的桩形结构实际上有可能被用到任何型式的电动压缩机或类似的机械上。

图中数字10代表采用本发明的一台涡管型流体机械，它是制冷系统的压缩机，流体机械10由密封壳装置12，压缩机部分14和马达驱动部分16组成。密封壳装置12由下壳13、上盖帽15、下底盖17和隔离板19组成。下底盖17、下壳13、隔离板19和上盖帽15是在组装流体机械10以形成密封的吸入腔21和泄出腔56时，采用焊接方法牢固地，密封地配接上的。密封壳12有一个进口件23和一个出口件25。

压缩机部分14由非轴道涡形管元件18，轨道涡形管元件20和机箱22组成。非轨道涡形管元件18由端板和开有一个腔26的部件24组成，腔中放了一个螺旋形盘绕件28。非轨道涡形管有许多凸起30，它们适合于用螺栓32与机箱22进行连接。

轨道涡形管元件20由端板34和一个从端板34竖直伸进腔26的螺旋盘绕件36组成。螺旋形盘绕件36与非轨道涡形管元件18的螺旋形盘绕件28以通常的方式紧密配合、与机箱22结合形成流体

轧引起的上部壳的塑性变形，并不会影响封闭腔21的密封性。在涡管型流体机械工作时，压缩机产生的轴向和周向力必须由凸起部38和下壳13之间的连接来平衡。凹槽42的尺寸和数目最好是能够承担可能发生的最大预期不正常力。

图2、3中的“打桩工具”90包含一基本平的园环状面100，该面上有一凸出的球面102。圆角部104连接了球面102和环形面100。上述两面相接处的园周直径106取作基准直径。

对于用具有拉延特性的热轧钢的壳材料来说，只要基准直径106等于机箱22上的凹槽42直径的1.3到1.35倍，就可得到满意的结果。球面102从平的园环面100凸出的距离称为鼻高。鼻高应当近似地等于要被“打桩”的下壳的材料的厚度。最后，球面102的半径称为鼻半径，它应近似等于凹槽42直径的0.85倍。根据这些要求，就可以得到类似于图2所示的打桩面。柱形定位面92的宽度近似等于要被“打桩”的下壳13的材料厚度的1/3。

应当指出，通过试验涡管形单元10发现，当下壳厚度近似等于3.00毫米时最为可靠。机箱22带有4个直径都近似等于12.70毫米的凹槽。机箱22是用大约2000磅水压力在0.20/0.46毫米的过盈配合下，压入配合到下壳13的。然后，下壳13用4个打桩工具90打入4个直径12.70毫米的凹槽42;每个打桩工具90的基准直径106大约为16，764毫米，鼻高大约为3.045毫米，鼻半径大约为10.80毫米。这样做成的桩形如图2和3所示，它具有一个宽1.0到1.3毫米的柱形定位面92。

上面对本发明优实选施例的叙述很好地表明了本发明的优点;应当指出，在不违背本发明权利要求范围下可以对本发明进行修改，变形和改进。

Claims (12)

1、一台密封的压缩机包含：

外壳；

装入所述外壳内的压缩机，该压缩机有一机箱；

压缩机机箱和外壳之间有多个机械连接，每个连接包括箱上的凹槽，在壳体上设置在凹槽中的向内变形部分，这些连接共同提供足够的保持力来承受压缩机工作时产生的相当大的力；以及

装入外壳的马达，它为压缩机提供动力。

2、根据权利要求1的密封压缩机，其特征在于所述机箱在这样的条件下，即承受机箱的外壁和壳的内壁采用正常操作条件下的压入配合而产生的正常力，以及承受所提到的机械连接的非正常力条件下仍能保持在适当位置。

3、一台密封的压缩机包括：

外壳;

装入外壳内的压缩机，压缩机有一机箱，该箱有外表面和一纵向轴;

在外壳和压缩机机箱之间至少有一个机械连接，每个连接包含箱上的凹槽、在壳体上设置在凹槽中向内变形部分，凹槽有基本垂直压缩机机箱外表面的面，该面基本平行上述纵向轴，并与壳体向内变形的那部分联合来抵抗壳体相对于压缩机机箱的转动力矩，所述连接共同提供足够的保持力来承受压缩机工作时产生的颇大的力;以及

一台装入壳内为压缩机提供动力的马达。

4、根据权利要求3中的密封马达压缩机，其特征在于，外壳得以延伸，以便沿压缩机轴向放置马达。

5、根据权利要求4的密封马达压缩机，其特征在于，所述的力是轴向的。

6、根据权利要求4的密封马达压缩机，其特征在于，所述的力相对于所述壳的纵轴的周向。

7、根据权利要求4的密封马达压缩机，其特征在于，所述的力是相对于壳纵轴的轴向和周向。

8、根据权利要求3的密封马达压缩机，其特征在于，所述压缩机是回转式压缩机。

9、根据权利要求8的密封马达压缩机，其特征在于，所述压缩机是涡管型压缩机。

10、根据权利要求3的密封马达压缩机，其特征在于，还包含驱动压缩机的驱动轴，该轴伸入压缩机机箱。

11、根据权利要求3的密封马达压缩机，其特征在于，所述机箱上的所述凹槽基本为柱形内表面;所述壳体的向内变形部分有一球面部分和一柱面部分，该柱面部分与凹槽的柱形内表面紧密接触。

12、根据权利要求11的密封马达压缩机，其特征在于，所述外壳是与所述凹槽的边接触配合的。

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