CN1141496C - 封闭式旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明封闭式旋转压缩机，包括旋转缸套和偏置在该缸套内的转子，转子上有圆弧槽，槽内转动配装有包含扁平滑槽的转柱，旋转缸套两端紧固有随动端盖，扁平状隔离叶片密封紧固在旋转缸套和随动端盖上，并与滑槽滑配。因摒弃缸体和缸孔，故解决了旋转缸套与原缸孔摩擦损耗大的问题。因隔离叶片、旋转缸套与随动端盖紧固为一体，故减少了侧端处的摩擦和泄露。因隔离叶片相对于转子既可滑动又可摆动，故避免了与转子发生干涉。

Description

封闭式旋转压缩机

本发明涉及一种压缩机，具体地说，涉及一种旋转式压缩机，更具体地说，涉及一种封闭式旋转压缩机。

中国专利申请CN1153259A公开了一种旋转压缩机，该旋转压缩机有一个封闭式壳体，一个固定机架，一个缸体，一个转子，一个旋转缸套，一个隔离叶片和两个固定侧端盖。其中：所述缸体有一个缸孔，所述转子有一个回旋外表面，所述旋转缸套有一个回旋内孔面，所述隔离叶片呈扁平状。缸体置于所述封闭式壳体内，旋转缸套置于所述缸孔内，转子偏置在所述旋转缸套内，固定侧端盖分置在所述旋转缸套的两端侧。转子两端分别支承在固定侧端盖上并绕转子回旋外表面的轴线作定轴转动，旋转缸套支承在缸体缸孔内并绕自身回旋内孔面的轴线作定轴转动。转子回旋外表面与旋转缸套回旋内孔面转动接触配合，旋转缸套外表面与缸体缸孔转动接触配合。隔离叶片沿平行于旋转缸套回旋内孔面轴线的方向设置，其外端与旋转缸套内孔壁紧固连接，其内端插入转子沿半径方向所形成的扁平状槽内，并与该槽滑动配合。隔离叶片将旋转缸套、转子、两固定侧端盖所封闭的空间分隔成两个工作腔，当转子旋转时，其中一个工作腔的容积逐渐增大而成为吸气腔，与此同时，另一个工作腔的容积则逐渐减少而成为压缩腔。

上述旋转压缩机的缺点是：旋转缸套外表面与缸体缸孔内壁面采用转动接触配合的结构，因该配合面的旋转直径较大而必然使得相对速度过高，结果导致摩擦损耗的增加；此外，旋转缸套、隔离叶片及转子与两侧固定端盖之间存在有较大的相对运动速度，也会导致摩擦损耗的增加；另外，转子两端均采用轴承结构支撑在两侧固定端盖上，不仅结构复杂，而且摩擦损耗也较大；最后，隔离叶片与转子之间还会发生干涉卡滞现象，同样会导致摩擦损耗的增加甚至会卡死，这是因为转子沿半径方向形成的槽与隔离叶片滑动配合，它限定了隔离叶片必须始终指向转子的回旋外表面的轴线，但由于隔离叶片与旋转缸套紧固为一体并绕旋转缸套回旋内孔面的轴线作定轴转动，而旋转缸套回旋内孔面的轴线与转子回旋外表面的轴线不重合，因此隔离叶片不能始终指向转子的回旋外表面的轴线。典型的情形是当隔离叶片沿旋转缸套的径向方向布置时，隔离叶片必须只能始终指向旋转缸套的回旋内孔面的轴线，这显然会导致隔离叶片与转子出现干涉现象。

本发明针对现有技术中所存在的上述问题，提供了一种封闭式旋转压缩机，其目的在于：该封闭式旋转压缩机可以有效地解决旋转缸套与缸体缸孔之间的摩擦损耗问题，并可以有效地解决旋转缸套、隔离叶片及转子与两侧固定端盖之间的摩擦损耗问题，同时可以简化转子的轴承支承结构，减少该处的摩擦损耗，最后还可以有效地解决隔离叶片与转子之间的干涉问题。

本发明的上述目的是这样实现的：提供一种封闭式旋转压缩机，所述压缩机包括一个封闭式壳体，一个固定机架，一个转子，一个旋转缸套和一个隔离叶片；所述转子有一个回旋外表面，所述旋转缸套有一个回旋内孔面，所述隔离叶片呈扁平状；固定机架、转子、旋转缸套和隔离叶片等均置于所述封闭式壳体内；所述旋转缸套绕自身回旋内孔面的轴线作定轴转动，所述转子偏置在旋转缸套内并绕转子回旋外表面的轴线作定轴转动，转子的回旋外表面与旋转缸套的回旋内孔面转动接触配合；所述隔离叶片置于旋转缸套内并沿平行于旋转缸套回旋内孔面轴线的方向设置，其外端紧固连接在旋转缸套的内孔壁面上；其特征在于所述旋转缸套的两端分别定位紧固有随动端盖，其中一个随动端盖用轴承结构支承在所述固定机架上，该轴承的轴线与旋转缸套回旋内孔面的轴线同轴，所述旋转缸套由上述随动端盖支承；所述转子的一端采用悬臂结构，转子的另一端用轴承结构与所述固定机架联系，在转子上开设有一个与转子回旋外表面的轴线平行的圆弧槽，在该圆弧槽内转动配装有一个圆柱形转柱，在该转柱上沿平行转柱轴线方向开设有一个扁平状的滑槽，所述隔离叶片的内端插入该滑槽内并与之滑动配合；所述旋转缸套、隔离叶片和随动端盖密封紧固为一体并同步绕旋转缸套回旋内孔面的轴线作定轴转动，由转子、转柱、隔离叶片、旋转缸套和两侧随动端盖，便构成了容积可以周期变化的两个工作腔，辅以适当的吸气口和排气口，即可构成封闭式旋转压缩机；

在一个优选实施例中，隔离叶片的内端与转子紧固连接，其外端则通过转柱结构与旋转缸套联系，以此避免隔离叶片与转子之间发生干涉，其特征在于旋转缸套的两端分别定位紧固有随动端盖，其中一个随动端盖用轴承结构支承在所述固定机架上，该轴承的轴线与旋转缸套回旋内孔面的轴线同轴，所述旋转缸套由上述随动端盖支承，所述转子的一端采用悬臂结构，转子的另一端用轴承结构与所述固定机架联系，在旋转缸套上开设有一个与旋转缸套回旋内孔面的轴线平行的圆弧槽，在该圆弧槽内转动配装有一个圆柱形转柱，在该转柱上沿平行转柱轴线方向开设有一个扁平状的滑槽，所述隔离叶片的外端插入上述转柱滑槽内并与之滑动配合，隔离叶片的内端紧固连接在所述转子上；

在另一个优选实施例中，隔离叶片的外端与旋转缸套内孔壁的连接采用铰接结构，也可以避免隔离叶片与转子之间的干涉，其特征在于所述旋转缸套的两端分别定位紧固有随动端盖，其中一个随动端盖用轴承结构支承在所述固定机架上，该轴承的轴线与旋转缸套回旋内孔面的轴线同轴；所述转子的一端采用悬臂结构，转子的另一端用轴承结构与所述固定机架联系；转子上除了可以径向设置扁平滑槽外，还可以沿平行于转子回旋外表面轴线的其他方向设置扁平滑槽；在所述旋转缸套的内孔壁上开设有一个与旋转缸套回旋内孔面轴线平行的圆弧槽，所述隔离叶片的外端铰接在该圆弧槽内并与之转动配合，隔离叶片的内端插入上述转子的扁平滑槽内并与之滑动配合。

本发明的封闭式旋转压缩机由于摒弃了文献CN1153259A所述旋转压缩机的缸体和缸孔，转而采用旋转直径相对较小的随动端盖配固定支架之轴承结构来支承旋转缸套，故有效地减少了原旋转缸套与缸体缸孔之间的摩擦损耗；同时，由于旋转缸套、随动端盖、隔离叶片和转子的转动方向相同，因此它们之间只存在很小的相对速度，故亦有效地减少了旋转缸套、隔离叶片及转子与两侧端盖之间的摩擦损耗；此外，转子采用悬臂支撑结构，可以减少一个高速摩擦副，这对降低转子与端盖之间的摩擦损耗有利；由于采用在转子上开设圆弧槽并配装含有扁平滑槽的转柱的结构，使得隔离叶片在运动过程中既可以相对转子滑动又可以相对转子摆动，从而克服了隔离叶片与转子之间发生干涉的矛盾；采用在旋转缸套上开设圆弧槽并配装含有扁平滑槽的转柱的结构，使得隔离叶片在运动过程中既可以相对旋转缸套滑动又可以相对旋转缸套摆动，也可以解决原隔离叶片与转子之间发生干涉的问题；采用隔离叶片的外端与旋转缸套内孔壁铰接的结构，使得隔离叶片在运动过程中既可以相对转子滑动又可以相对旋转缸套摆动，同样可以避免隔离叶片与转子之间出现干涉现象。

下面结合附图对本发明的几个优选实施例进行具体描述，其中：

图1是本发明封闭式旋转压缩机的一个实施例的纵剖面示意图；

图2是图1所示封闭式旋转压缩机的横剖面示意图；

图3～5是图1～2所示封闭式旋转压缩机随动端盖与旋转缸套定位紧固的几种结构的局部剖面示意图；

图6是图1～2所示封闭式旋转压缩机加强旋转缸套刚度的纵剖面示意图；

图7是本发明封闭式旋转压缩机采用另一种传动结构的实施例的纵剖面示意图；

图8是本发明封闭式旋转压缩机解决隔离叶片与转子干涉问题的一个实施例的横剖面示意图；

图9是本发明封闭式旋转压缩机解决隔离叶片与转子干涉问题的另一个实施例的横剖面示意图。

图1和图2示出了本发明封闭式旋转压缩机的一个实施例的纵剖面示意图和横剖面示意图。在该实施例中，所述封闭式旋转压缩机包括一个封闭式壳体1，一个有回旋外表面的转子2，一个有回旋内孔面的旋转缸套3，一个圆柱形的转柱4，一个扁平状的隔离叶片5，一个固定机架6。转子2、旋转缸套3、转柱4、隔离叶片5和固定机架6等均置于封闭式壳体1内。旋转缸套3的两端分别定位紧固有随动端盖7a和7b，其中随动端盖7a的中心部位开设有一个轴承座孔8a并与固定机架6上的机架轴颈8b组成一副滑动轴承，该轴承的轴线与旋转缸套3的回旋内孔面轴线O2同轴。转子2偏置在旋转缸套3内并绕自身回旋外表面的轴线O1作定轴转动，其回旋外表面与旋转缸套3的回旋内孔面转动接触配合。转子2的一端采用悬臂结构，另一端做成轴颈9a并与固定机架6上的机架轴承座孔9b组成一副滑动轴承，该滑动轴承的轴线与定轴线O1同轴，电机转子10紧固连接在转子轴颈9a的延长段上。在转子2上沿平行于轴线O1的方向开设有圆弧槽11，转柱4配装在该圆弧槽11中并与之转动配合，转柱4与圆弧槽11共轴线O3。在转柱4上沿平行于轴线O3的方向开设有扁平滑槽12，隔离叶片5的内端插入该扁平滑槽12中并与之滑动配合，隔离叶片5的外端紧固在旋转缸套3的内孔壁上。旋转缸套3、隔离叶片5、随动端盖7a和7b紧固为一体并绕轴线O2作定轴转动。轴向推力轴承13用以承托旋转缸套3、转子2、隔离叶片5、转柱4、电机转子10、随动端盖7a和7b等的重量，该轴向推力轴承13也可以用轴向推力滑动轴承(图中未示出)来代替，其结构同样简单。需要说明的是，当本压缩机采用卧式结构布置时，只需将上述轴向推力轴承13改为向心轴承或径向滑动轴承即可。

当电机转子10转动时(图2中示出的是顺时针方向)，将通过轴颈9a带动转子2转动，转子2通过圆弧槽11带动转柱4运动，再由转柱4上的扁平滑槽12带动隔离叶片5及旋转缸套3作与转子2同方向的转动。在转动过程中，隔离叶片5与扁平滑槽12有相对滑动，同时在隔离叶片5的约束下转柱4与圆弧槽11有相对转动。由隔离叶片5、旋转缸套3、转子2、转柱4、随动端盖7a和7b即构成了压缩机的两个工作腔，其中上边为吸气腔15，下边为压缩腔16。随着转子2的转动，吸气腔15的容积逐渐增大，工质经进气管14、吸气道17、滑槽通道18和叶片通道19进入吸气腔15内，与此同时，压缩腔16的容积则逐渐减少，腔中的工质受到压缩，当压缩压力达到一定程度后，工质经排气口20、排气单向阀21排入封闭式壳体1围成的空腔22中，最后经排气管23排出壳体1外。

在本实施例中，随动端盖7a和7b与旋转缸套3的定位结构采用外止口24定位；此外可以采用内止口25定位，结构如图3所示；也可以采用套筒26定位，结构如图4所示；还可以采用定位销27定位，结构如图5所示。紧固结构采用螺钉28紧固，另外可以采用过盈紧配结构紧固也可以采用焊接结构紧固还可以采用铆接结构紧固(图中未示出)。为了确保紧固，在旋转缸套3及随动端盖7a和7b上均开设有与隔离叶片5厚度相适应的凹槽，并将隔离叶片5紧配嵌入；此外，也可以用螺钉将隔离叶片的侧端面与随动端盖紧固为一体(图中未示出)。为了加强密封，可以在隔离叶片5接触旋转缸套3、随动端盖7a和7b的端面上加设弹性密封材料，如橡胶、石棉、纸垫以及各种弹性金属等(图中未示出)，这样做密封效果会更好。为了加强旋转缸套3的刚度，可以采用辅助轴承29支承随动端盖7b，结构如图6所示，其中辅助轴承座孔与固定机架6紧固连接为一体。

上述转子2的回旋外表面和旋转缸套3的回旋内孔面可以是圆柱面也可以是圆台面。其最佳结构组配为圆柱外表面的转子2配圆柱内孔面的旋转缸套3(如图1-2所示)，此时具有最简单的工艺性和装配性；另一种较佳的结构组配为圆台外表面的转子配锥度相等的圆台内孔面的旋转缸套(图中未示出)，这种组配也有较简单的工艺性和装配性。采用上述两种结构组配时，转子2的回旋外表面轴线O1与旋转缸套3的回旋内孔面轴线O2可以实现平行设置。

图1-2所示的转子2的外表面为圆柱面其直径为d1，旋转缸套3的内孔面为圆柱孔面其直径为d2，转柱4的直径为d3，隔离叶片5的厚度为b，圆弧槽11的开口角为a，轴线O1与轴线O2的距离为e1，轴线O1与轴线O3的距离为e2，轴线O3与隔离叶片5两侧面对称剖分面的距离为e3。则：为保证转柱4在运动过程中不碰撞旋转缸套3的内壁面，应满足关系：d1-d3≥2e2，最佳值为e2＝(d1-d3)/2，此时当隔离叶片5的内端离轴线O1最远时仍能保持其与扁平滑槽12有较长的密封线；为保证隔离叶片5在相对于转子2摆动时不碰撞圆弧槽11，应满足关系：

a≥2arcsin(e1/e2)+arcsin((b-2e3)/d3)+arcsin((b+2e3)/d3)。

本封闭式旋转压缩机由于摒弃了文献CN1153259A所述旋转压缩机的缸体和缸孔，改由旋转直径相对较小的轴承副8a和8b来支承旋转缸套3，事实上已经减少了它们之间的摩擦损耗；由于转子2、隔离叶片5、旋转缸套3与随动端盖7a及7b均绕同一方向转动，因此它们之间只存在很小的相对运动速度，故有效地减少了转子2、旋转缸套3、隔离叶片5与随动端盖7a和7b的摩擦损耗；由于隔离叶片5通过转柱4和扁平滑槽12实现了既可以相对转子2滑动又可以相对转子2转动，故避免了隔离叶片5与转子2发生干涉的毛病。

本发明封闭式旋转压缩机亦可以将旋转缸套3改作主动件而将转子2改作从动件，这种变换同样可以实现上述功能，图7所示的实施例正是这种情形。在该实施例中，将随动端盖7a的中心部位做成轴颈结构30a，该轴颈与固定机架6上的机架座孔30b组成一副滑动轴承，该滑动轴承的轴线与旋转缸套3回旋内孔面的轴线同轴，此时电机转子10紧固连接在轴颈30a的延长段上，在辅助轴承29b上开设有吸气道17b，其余零件的序号、功能和布置继承图1～2所示的实施例。当电机转子10转动时，将通过轴颈30a和随动端盖7a带动旋转缸套3转动，旋转缸套3再通过隔离叶片5带动转柱4运动，最后转柱4通过圆弧槽11带动转子2作与旋转缸套3同方向的转动。本实施例压缩机的进气过程和排气过程与上述实施例相同。

图8示出了本发明封闭式旋转压缩机避免隔离叶片与转子发生干涉的一个实施例的横剖面示意图。在该实施例中，主要零部件的功能、序号及布置继承上述实施例，所不同的地方是：在旋转缸套3的内孔壁上开设有一个与轴线O2平行的圆弧槽31a，转柱4a配装在该圆弧槽31a中并与之转动配合。转柱4a上开设有平行于该转柱轴线的扁平滑槽12a，隔离叶片5a的外端插入该扁平滑槽12a中并与之滑动配合，隔离叶片5a的内端紧固在转子2上。在旋转缸套3的径向方向开设有吸气口32a，该吸气口32a紧邻隔离叶片5a的外端；在转子2内设置有圆柱形排气单向阀33a。当旋转缸套3为主动件时，由旋转缸套3通过圆弧槽31a带动转柱4a运动，再由转柱4a通过滑槽12a带动隔离叶片5a转动，最后由隔离叶片5a带动转子2转动；当转子2为主动件时，则由转子2通过扁平滑槽12a带动隔离叶片5a转动，再由隔离叶片5a通过圆弧槽31a带动旋转缸套3转动。此时低压工质从封闭式壳体1围成的空腔22a经径向进气口32a吸入吸气腔15内，而高压工质则从压缩腔16经通道34a、圆柱形排气单向阀33a和轴向排气道(图中未示出)排出压缩机外。

图9示出了本发明封闭式旋转压缩机避免隔离叶片与转子发生干涉的另一个实施例的横剖面示意图。在该实施例中，采用隔离叶片与旋转缸套铰接配合的结构来避免隔离叶片和转子发生干涉。其主要零部件的功能、序号及布置继承上面所述实施例，不同之处是：在旋转缸套3的内孔壁上开设有一个与轴线O2平行的圆弧槽31b，隔离叶片5b的外端与该圆弧槽31b铰接并转动配合；在转子2上沿径向或平行于轴线O1的其它方向开设有一个扁平滑槽35，隔离叶片5b的内端插入该滑槽35内并与之滑动配合。在转子2内设置有圆柱形排气单向阀33b。当旋转缸套3为主动件时，由旋转缸套3通过圆弧槽31b带动隔离叶片5b转动，然后再由隔离叶片5b通过扁平滑槽35带动转子2转动；当转子2为主动件时，则由转子2通过扁平滑槽35带动隔离叶片5b转动，再由隔离叶片5b通过圆弧槽31b带动旋转缸套3转动。此时低压工质从封闭式壳体1围成的空腔22b经旋转缸套3上的径向进气口32b吸入吸气腔15内，而高压工质则从压缩腔16经叶片通道34b、圆柱形排气单向阀33b和轴向排气道(图中未示出)排出压缩机外。

最后必须指出，本发明旋转式压缩机也可以直接作为泵，例如：各种气泵、真空泵、真空-压缩两用泵等等。因此，凡具有与本发明旋转式压缩机相类同结构和原理的各类泵也应视为本发明的范畴。

Claims (9)

1.一种封闭式旋转压缩机，它包括一个封闭式壳体，一个固定机架，一个转子，一个旋转缸套和一个隔离叶片；所述转子有一个回旋外表面，所述旋转缸套有一个回旋内孔面，所述隔离叶片呈扁平状；所述固定机架、转子、旋转缸套和隔离叶片均置于封闭式壳体内；所述旋转缸套绕自身回旋内孔面的轴线作定轴转动，所述转子偏置在旋转缸套内并绕转子回旋外表面的轴线作定轴转动，转子的回旋外表面与旋转缸套的回旋内孔面转动接触配合；所述隔离叶片置于旋转缸套内并沿平行于旋转缸套回旋内孔面轴线的方向设置，其外端紧固连接在旋转缸套的内孔壁上；其特征在于所述旋转缸套的两端分别定位紧固有随动端盖，其中一一个随动端盖用轴承结构支承在所述固定机架上，该轴承的轴线与旋转缸套回旋内孔面的轴线同轴，所述旋转缸套由上述随动端盖支承；所述转子的一端采用悬臂结构，转子的另一端用轴承结构与所述固定机架联系，在转子上开设有一个与转子回旋外表面的轴线平行的圆弧槽，在该圆弧槽内转动配装有一个圆柱形的转柱，在该转柱上沿平行于转柱轴线的方向开设有一个扁平状的滑槽，所述隔离叶片的内端插入该滑槽内并与之滑动配合；所述旋转缸套、隔离叶片和随动端盖密封紧固为一体。

2.如权利要求1所述的封闭式旋转压缩机，其特征在于电机转子紧固在所述转子的轴颈的延长段上。

3.如权利要求1所述的封闭式旋转压缩机，具特征在于电机转子紧固在所述随动端盖的轴颈的延长段上。

4.一种封闭式旋转压缩机，它包括一个封闭式壳体，一个固定机架，一个转子，一个旋转缸套和一个隔离叶片；所述转子有一个回旋外表面，所述旋转缸套有一个回旋内孔面，所述隔离叶片呈扁平状；所述固定机架、转子、旋转缸套和隔离叶片均置于封闭式壳体内；所述旋转缸套绕自身回旋内孔面的轴线作定轴转动，所述转子偏置在旋转缸套内并绕转子回旋外表面的轴线作定轴转动，转子的回旋外表面与旋转缸套的回旋内孔面转动接触配合；所述隔离叶片置于旋转缸套内并沿平行于旋转缸套回旋内孔面的轴线的方向设置；其特征在于旋转缸套的两端分别定位紧固有随动端盖，其中一个随动端盖用轴承结构支承在所述固定机架上，该轴承的轴线与旋转缸套回旋内孔面的轴线同轴，所述旋转缸套由上述随动端盖支承；所述转子的一端采用悬臂结构，转子的另一端用轴承结构与所述固定机架联系；在旋转缸套上开设有一个与旋转缸套回旋内孔面的轴线平行的圆弧槽，在该圆弧槽内转动配装有一个圆柱形转柱，在该转柱上沿平行于转柱轴线的方向开设有一个扁平状的滑槽，所述隔离叶片的外端插入该转柱滑槽内并与之滑动配合，隔离叶片的内端紧固连接在所述转子上。

5.如权利要求4所述的封闭式旋转压缩机，其特征在于电机转子紧固在所述转子的轴颈的延长段上。

6.如权利要求4所述的封闭式旋转压缩机，其特征在于电机转子紧固在所述随动端盖的轴颈的延长段上。

7.一种封闭式旋转压缩机，它包括一个封闭式壳体，一个固定机架，一个转子，一个旋转缸套和一个隔离叶片；所述转子有一个回旋外表面，所述旋转缸套有一个回旋内孔面，所述隔离叶片呈扁平状；所述固定机架、转子、旋转缸套和隔离叶片均置于封闭式壳体内；所述旋转缸套绕自身回旋内孔面的轴线作定轴转动，所述转子偏置在旋转缸套内并绕转子回旋外表面的轴线作定轴转动，转子的回旋外表面与旋转缸套的回旋内孔面转动接触配合，沿转子的径向方向设置有扁平滑槽；其特征在于所述旋转缸套的两端分别定位紧固有随动端盖，其中一个随动端盖用轴承结构支承在所述固定机架上，该轴承的轴线与旋转缸套回旋内孔面的轴线同轴；所述转子的一端采用悬臂结构，转子的另一端用轴承结构与所述固定机架联系；转子上除了可以径向设置扁平滑槽外，还可以沿平行于转子回旋外表面轴线的其他方向设置扁平滑槽；在所述旋转缸套的内孔壁上开设有一个与旋转缸套回旋内孔面轴线平行的圆弧槽，所述隔离叶片的外端铰接在该圆弧槽内并与之转动配合，隔离叶片的内端插入上述转子扁平滑槽内并与之滑动配合。

8.如权利要求7所述的封闭式旋转压缩机，其特征在于电机转子紧固在所述转子的轴颈的延长段上。

9.如权利要求7所述的封闭式旋转压缩机，其特征在于电机转子紧固在所述随动端盖的轴颈的延长段上。

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