CN115507020A - 用于减小涡旋压缩机中的接触应力的止推板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于减小涡旋压缩机中的接触应力的止推板。描述了一种用于在涡旋压缩机中使用的止推板。止推板包括：盘形本体，该盘形本体限定一平面并具有第一侧部和第二侧部，其中，第二侧部与第一侧部相反；至少一个突出部，所述至少一个突出部从第一侧部延伸；以及至少一个凹部，所述至少一个凹部位于第二侧部处，其中，所述至少一个突出部和所述至少一个凹部在与平面垂直的方向上至少部分地叠置。此外，描述了一种系统，其中，该系统包括具有至少一个突出部的止推板和具有至少一个凹部的动涡旋板，其中，至少一个突出部和至少一个凹部叠置。另外，描述了一种具有对应的止推板或者对应的系统的涡旋压缩机。

Description

用于减小涡旋压缩机中的接触应力的止推板

技术领域

本申请涉及减小涡旋压缩机中的接触应力，其中，这种压缩机可以用于例如制冷系统中。

背景技术

压缩机是一种通过增加流体压力来减少流体体积的设备。在最常见的应用中，流体是气体。

压缩机用于例如制冷系统中。在常见的制冷系统中，制冷剂通过制冷循环而循环。在循环时，制冷剂在制冷系统的不同部分中经历热力学性质的变化，并且将热量从制冷系统的一部分传递至制冷系统的另一部分。制冷剂是流体，即，液体或者蒸汽或气体。制冷剂的示例可以是人造制冷剂、例如碳氟化合物。然而，在最近的应用中，由于作为非人造制冷剂的二氧化碳CO₂对环境无害，因此二氧化碳CO₂的使用已变得越来越重要。

通常，压缩机在吸入端口处接纳冷的制冷剂，在用于压缩的装置中压缩所述制冷剂，并在排放端口处将压缩的制冷剂提供给制冷循环。在用于压缩的装置中压缩制冷剂会减少制冷剂的体积，同时增加制冷剂的压力和温度。

在涡旋压缩机中，用于压缩的装置由涡旋组形成，该涡旋组包括涡旋板，通常为定涡旋板和动涡旋板。这些涡旋板中的每个涡旋板都具有基板和从基板延伸的呈螺旋形涡卷形式的突出部。在组装的涡旋压缩机中，突出部是交错的，使得当动涡旋板相对于定涡旋板移动时，从吸入端口接纳的制冷剂将被封闭在基板与交错的突出部之间。在相对运动期间，制冷剂将在交错的突出部内朝向涡旋板的中心、即突出部的中心移动。因此，制冷剂将被压缩。当压缩的制冷剂到达涡旋板的中心时，压缩的制冷剂可以通过定涡旋板的基板中的开口从涡旋组中喷出。

制冷剂的压缩增加了涡旋组内的制冷剂的压力。该压力作用在涡旋板上并产生力，该力将定涡旋板和动涡旋板推动远离彼此。为了正常操作，定涡旋板固定至涡旋压缩机的壳体的一部分，而动涡旋板的后侧部由框架容易地支承。在这方面，后侧部是指背向定涡旋板的侧部。因此，动涡旋板与定涡旋板紧密地固定接合。

然而，高压产生的力会在动涡旋板与支承框架之间产生接触应力。压力上升得越高，力越大，并且接触应力也越大，这是因为动涡旋板将被推动成抵靠支承框架。

此外，动涡旋板的运动导致框架处的磨损，当压缩的制冷剂的压力增加并且由此将涡旋板推动远离彼此的力增加时，磨损会增加。特别是在制冷剂被压缩处于高压的二氧化碳压缩机中，会产生大量接触应力和磨损，这会降低涡旋压缩机的使用寿命。

因此，本领域需要减少涡旋压缩机中的接触应力和磨损并增加涡旋压缩机的使用寿命。

发明内容

上述需要通过根据本发明的止推板来实现，其中，止推板构造成用于涡旋压缩机中。

止推板构造成放置在动涡旋板与支承动涡旋板的框架之间。框架或者是涡旋压缩机的壳体的一部分，或者是连接至框架的部件。优选地，框架在涡旋压缩机的操作期间是静止的。

止推板包括限定一平面的盘形本体。此外，盘形本体具有第一侧部和与第一侧部相反的第二侧部。第一侧部和第二侧部也可以称为盘形本体的底侧部和顶侧部。一个侧部或两个侧部可以包括与由盘形本体限定的平面基本上平行的表面。当止推板组装在涡旋压缩机中时，第一侧部面向框架，并且第二侧部面向动涡旋板。

第一侧部包括至少一个突出部。至少一个突出部从第一侧部延伸。至少一个突出部可以从盘形本体的第一侧部的表面延伸。至少一个突出部可以与由盘形本体限定的所述平面基本上垂直地延伸。在这方面，术语“基本上垂直”是指至少一个突出部从第一侧部延伸的方向是具有与垂直方向平行的至少一个分量的三维方向，并且所述至少一个分量大于其他两个分量。换句话说，至少一个突出部延伸远离第一侧部的表面，但是限定相对于平面延伸的方向的角度不需要精确地为90度。

至少一个突出部可以具有条、柱、圆柱体、截头锥体、截棱锥体的形状或通常任何的任意形状。任意形状可以形成图案。由此，突出部可以具有缠结形状或迷宫形状。另外，两个或更多个突出部可以以图案的形式或以任何的任意布置结构布置在第一侧部上。如果第一侧部包括两个或更多个突出部，则两个或更多个突出部不需要具有相同的形状。相反，每个突出部可以具有前述形状中的任一形状。

第二侧部包括至少一个凹部。凹部位于第二侧部处。例如，凹部可以位于第二侧部的表面处，或者凹部也可以位于第二侧部的表面下方。

根据本发明的凹部可以通过使表面的一部分向后设定来限定。凹部可以由底部和多个侧壁限定。底部限制了凹部的深度，并且侧壁限制了凹部向侧部的延伸。尽管凹部的一部分可以位于止推板的边缘处，但优选的是，凹部包括至少两个侧壁。两个侧壁可以位于相对侧。

至少一个凹部可以例如是凹槽、槽、腔中的一者，或者可以具有任何的任意形状。任意形状可以形成图案。由此，单个凹部可以形成缠结形状或迷宫形状。另外，两个或更多个凹部可以以图案的形式或以任何的任意布置结构布置在第二侧部上。例如，可以通过连接两个或更多个任意形状的凹部来形成图案。如果第二侧部包括两个或更多个凹部，则两个或更多个凹部不需要具有相同的形状。相反，每个凹部可以具有前述形状中的任一形状。

根据本发明，至少一个突出部和至少一个凹部以至少一个突出部和至少一个凹部在与由盘形本体限定的平面垂直的方向上至少部分地叠置的方式布置在盘形本体的相应的第一侧部和第二侧部上。例如，可以基于至少一个突出部和至少一个凹部的几何形状在平面中的投影来定义叠置。投影可以发生在与平面垂直的方向上。在这方面，所述平面可以称为投影平面。贯穿该描述，除非另有明确说明，否则投影将被解释为沿着与所述投影平面垂直的方向在所述投影平面中的投影。至少一个突出部或至少一个凹部在投影平面中的投影区域也可以称为地面区域。

换句话说，至少一个突出部和至少一个凹部在相应的第一侧部和第二侧部上的位置被布置成使得至少一个突出部和至少一个凹部至少部分地位于彼此下面或下方。

在止推板的第一侧部处设置至少一个突出部并且在止推板的第二侧部处、在叠置位置中设置至少一个凹部减少了由制冷剂的增加的压力引起的接触应力和由动涡旋板的绕动运动引起的磨损。

在组装的涡旋压缩机中，止推板位于动涡旋板的后侧部与框架之间。由此，止推板为动涡旋板提供支承并抵消了下述力：该力在制冷剂的压缩期间作用在动涡旋板上并迫使动涡旋板远离定涡旋板。因此，止推板将被挤压在动涡旋板的后侧部与支承框架之间。当将参照下面的附图、特别地图3a来描述该方面时，该方面将更容易理解。由此，在组装好的涡旋压缩机中，止推板的第一侧部处的至少一个突出部将接触支承框架，并且止推板的第二侧部的表面将接触动涡旋板的后侧部。由于止推板的第一侧部处的至少一个突出部与第二侧部处的至少一个凹部叠置，因此止推板将不会在动涡旋板与止推板之间提供硬接触，而是提供相对软的接触，因为止推板可以因作用力而轻微变形。因此，止推板可以作为动涡旋板与框架之间的缓冲垫。由于软接触可能发生的变形可以约为100μm或更小。

此外，由于动涡旋侧部通过在其后侧部上与曲轴的接合来驱动，并且在动涡旋板的前侧部处形成的压缩室内的压力在操作期间发生变化，因此作用在动涡旋板上的力之间存在偏移。因此，动涡旋板在操作期间可能倾向于摆动或倾斜，如关于图3b将进一步描述的。这种摇摆或倾斜导致动涡旋板的支承件上的应力分布不均匀。特别是当动涡旋板与其支承件之间存在硬接触时，支承件上的载荷以及因此的应力局部地集中。使用根据本发明的止推板提供了较软的接触并且因此具有其他优点，即，由于较软的接触允许更均匀分布的应力，所以减少了由动涡旋板的摆动或倾斜引起的局部集中的应力。例如，由于软接触，止推板可以因应力而变形，从而在动涡旋板与止推板之间产生较大的接触面积。

在下文中，描述了本发明的其他优选实施方式。

在一些优选的实施方式中，盘形本体可以包括多个孔，这些孔延伸穿过盘形本体。这些孔可以构造成接纳来自十字滑块联接件(Oldhamcoupling)的销。在这样的构型中，通常需要引导动涡旋板的绕动运动并且防止动涡旋板旋转的十字滑块联接件可以例如放置在止推板的后面或围绕位于止推板的第一侧部处的至少一个突出部。因此，与将十字滑块联接件安置成围绕止推板的外周的构型相比，可以增加止推板的第二侧部的表面。这意味着，可以将十字滑块联接件例如安置在止推板的突出部周围的间隙中。增加第二表面、即增加与动涡旋的后侧部接触的表面允许将载荷分布在较大的表面积上，从而减少局部任何点处的磨损。

在一些优选的实施方式中，盘形本体可以包括开孔，该开孔从第一侧部的表面延伸至第二侧部的表面。开孔可以构造成接纳曲轴的一部分。由此，在组装好的涡旋压缩机中，曲轴的一部分可以穿过止推板并且可以由动涡旋板接纳。开孔可以具有比曲轴的该部分的直径大的直径，使得止推板与曲轴之间不需要接触。在一些构型中，附加地或替代性地，开孔还可以构造成接纳动涡旋板的一部分。例如，曲轴的一部分可以延伸穿过盘形本体的开孔。替代性地，动涡旋板的一部分可以延伸穿过盘形本体的开孔。然而，也可能的是，曲轴的一部分和动涡旋板的一部分各自至少部分地延伸到开孔中并彼此接合。动涡旋板和曲轴的接合部分然后可以至少部分地位于止推板的盘形本体的开孔内。如前所述，开孔的直径可以比动涡旋板的该部分的直径大。

在一些优选的实施方式中，至少一个突出部可以与至少一个凹部完全叠置。这意味着至少一个突出部没有与至少一个凹部不叠置的部分，而至少一个凹部可以有与至少一个突出部的一部分不叠置的部分。换句话说，至少一个突出部的地面区域的尺寸可以小于或等于至少一个凹部的地面区域的尺寸。此外，在尺寸相同的情况下，可能是下述情况：至少一个突出部没有与至少一个凹部不叠置的部分并且至少一个凹部没有与至少一个突出部不叠置的部分。

如果至少一个凹部的地面区域较大——换句话说，至少一个凹部的一部分与至少一个突出部的任何部分都不叠置——那么，凹部可以在平行于平面的任何方向上向外延伸。所述平行于平面的方向也可以称为平面内方向。通常，优选的是，与至少一个突出部的地面区域相比，至少一个凹部的地面区域较大，使得增加缓冲或过渡区域，从而提高止推板的弹性或变形行为。例如，至少一个凹部的地面区域可以优选地比至少一个突出部的地面区域在任何平面内方向上延伸得远1mm至2mm。尽管优选的是，至少一个凹部的地面区域大于至少一个突出部的地面区域，但并非所有实施方式都必须如此。在一些实施方式中，地面区域可以具有相同的叠置尺寸，而在其他实施方式中，至少一个突出部的地面区域较大。

在一些优选的实施方式中，第一侧部可以包括两个或更多个突出部。在一些优选的实施方式中，两个或更多个突出部中的每个突出部可以与至少一个凹部的至少一部分完全叠置。由此，在盘形本体的第一侧部处设置多个突出部可以改善支承框架上的载荷平衡，并且由此通过将力分布在若干个位置上来减少接触应力和磨损。在一些其他优选的示例中，第二侧部可以包括两个或更多个凹部并且两个或更多个突出部可以与两个或更多个凹部叠置。例如，两个或更多个突出部中的每个突出部可以与两个或更多个凹部中的一个凹部叠置。

在一些优选的实施方式中，至少一个突出部和至少一个凹部可以分别形成第一图案和第二图案。然后，第一图案可以与第二图案至少部分地叠置。所述图案可以完全叠置，或者第一图案或第二图案相对于平面的尺寸可以较大。在一个图案的尺寸较大的情况下，形成该图案的至少一个突出部或至少一个凹部可以优选地在每个平面内方向上向外延伸1mm至2mm，以增加缓冲或过渡区域。

这种特别设计的图案可以一方面在止推板的第二侧部的表面和动涡旋板的后侧部之间的大的接触表面与另一方面止推板的足够稳定性之间提供折衷，同时避免根据前面给出的限定的任何硬接触，其中，止推板的足够稳定性通过止推板的一个或更多个突出部与支承框架之间的接触来实现。

在一些优选的实施方式中，至少一个突出部和/或至少一个凹部可以具有环形形状。如果第一侧部包括具有环形形状的两个或更多个突出部，则两个或更多个突出部可以形成同心环。类似地，如果第二侧部包括具有环形形状的两个或更多个凹部，则两个或更多个凹部可以形成同心环。如果至少一个突出部和至少一个凹部两者都具有环形形状，则至少一个突出部和至少一个凹部两者可以形成同心环。当两个或更多个突出部形成同心环时，这可以通过两个或更多个突出部的与平面平行的横截面形成同心环来实现。这同样适用于两个或更多个凹部。另外，突出部和凹部的横截面可以形成同心环。

在一些优选的实施方式中，至少一个突出部中的每个突出部可以由条状部形成，该条状部可以从盘形本体的中心径向延伸。至少一个凹部中的每个凹部可以由凹槽形成，该凹槽可以从盘形本体的中心径向延伸。在优选实施方式中，可以存在由多个条状部形成的多个突出部和由多个凹槽形成的多个凹部。多个条状部的数目和多个凹槽的数目可以相同，但也可能的是，两个或更多个条状部与同一凹槽叠置，使得凹槽的数目可以少于条状部的数目。通常，每个凹槽可以具有比对应的条状部大的宽度。然而，如果存在多于一个凹槽和/或多于一个条状部，则不需要所有凹槽具有相同的宽度，就像不需要所有条状部具有相同的宽度一样。这种径向延伸的条状部和凹槽的布置结构可以以优选的方式分布磨损。

在一些优选的实施方式中，止推板的本体可以一体地形成。在一些其他优选的实施方式中，止推板的本体可以由多个部件组装而成。例如，第一侧部可以由止推板的本体的第一部分形成，并且第二侧部可以由止推板的本体的第二部分形成。第一部分和第二部分可以堆叠在一起。这种由多个部分形成的止推板可以提供相同的益处，但可以更容易地制造。

在一些优选的实施方式中，止推板可以形成为框架的一体部分，该框架连接至压缩机的壳体以便为动涡旋板提供支承。这样的实施方式可以提供组装的涡旋压缩机的改进的稳定性。

上述优选的实施方式并不相互排斥。这意味着为一些优选的实施方式描述的特征也可以在一些其他优选的实施方式中使用，除非从描述中清楚的是不能组合这些特征。

包括止推板和动涡旋板的系统也满足了上述需要。根据该系统的止推板包括盘形本体，该盘形本体限定一平面并且具有第一侧部和第二侧部。第二侧部与第一侧部相反并且至少一个突出部从第一侧部延伸。动涡旋板具有带有前侧部和后侧部的基板。前侧部可以包括用于与涡旋压缩机中的另一涡旋板的对应螺旋形涡卷交错的螺旋形涡卷。动涡旋板包括位于动涡旋板的基板的后侧部处的至少一个凹部。至少一个突出部与至少一个凹部在与平面垂直的方向上至少部分地叠置。动涡旋板的后侧部至少部分地邻接止推板的第二侧部的至少一部分。因此，止推板和动涡旋板能够以止推板和动涡旋板彼此接触的方式组装在涡旋压缩机中。例如，动涡旋板可以安置在止推板上方，使得止推板支承动涡旋板的后侧部。

至少一个突出部和至少一个凹部以及至少一个突出部和至少一个凹部的叠置可以类似于对于前述止推板实施方式示例所描述的至少一个突出部和至少一个凹部以及至少一个突出部和至少一个凹部的叠置。换句话说，在止推板实施方式中，通过在止推板的相反侧部上的对应位置处设置至少一个突出部和至少一个凹部来避免硬接触。通过在止推板的第一侧部处设置至少一个突出部和在动涡旋板的后侧部处设置至少一个凹部来实现类似的有益效果。

本领域技术人员将理解的是，至少一个凹部和至少一个突出部设置在叠置位置处，但是当至少一个突出部位于止推板的第一侧部处时，至少一个凹部可以位于止推板的第一侧部或动涡旋板的后侧部处。此外，本领域技术人员将理解的是，也可以在止推板的第二侧部和动涡旋板的后侧部处设置凹部。例如，在设置有多个突出部和凹部的情况下，可以在止推板的第二侧部和动涡旋板的后侧部处针对每个突出部设置凹部，或者针对每个突出部，或者在止推板的第二侧部处或者在动涡旋板的后侧部处设置凹部。

该系统的止推板可以具有关于前面描述的止推板的实施方式的上述特征中的任何特征。

根据本发明的涡旋压缩机也满足了上述需要。涡旋压缩机或者包括动涡旋板和如上所述的根据本发明的止推板，该动涡旋板可以具有带有前侧部和后侧部的基板，涡旋压缩机或者包括根据本发明的系统，该系统包括止推板和动涡旋板。换句话说，涡旋压缩机包括具有至少一个凹部和至少一个突出部的止推板、以及动涡旋板，该动涡旋板可以是现有技术的动涡旋板，或者涡旋压缩机包括具有至少一个突出部的止推板和具有至少一个凹部的动涡旋板。

任一涡旋压缩机构型的动涡旋板的后侧部可以包括开孔和多个凹口。开孔和多个凹口可以构造成将动涡旋板联接至马达并提供动涡旋板的绕动运动。

此外，涡旋压缩机可以包括马达、框架、曲轴和十字滑块联接件。马达可以连接至曲轴并且构造成驱动曲轴，例如通过使曲轴旋转来驱动曲轴。曲轴可以包括第一端部，该第一端部可以构造成接纳在动涡旋板的后侧部处的开孔中。这种布置结构允许将运动从曲轴传递至动涡旋板。十字滑块联接件可以具有多个销，多个销可以由动涡旋板的后侧部的多个凹口接纳。此外，框架可以支承十字滑块联接件和动涡旋板。在这种布置结构中，当马达通电时，曲轴旋转并将运动传递至动涡旋板。由于十字滑块联接件的销与动涡旋板的多个凹口接合，因而所以防止了动涡旋板的旋转，从而确保动涡旋板相对于定涡旋板以绕动的方式移动。

任一涡旋压缩机构型中的止推板可以设置在动涡旋板与框架之间。止推板可以包括多个孔，多个孔从第一侧部的表面延伸至第二侧部的表面，并且十字滑块联接件的多个销可以延伸穿过所述孔。此外，止推板可以包括开孔，该开孔从第一侧部的表面延伸至第二侧部的表面并且构造成接纳曲轴的一部分和/或动涡旋板的一部分。

在涡旋压缩机中包括的止推板可以具有关于根据本发明的止推板的实施方式的上述特征中的任何特征。

在组装好的涡旋压缩机中，十字滑块联接件可以安置在止推板的后面或围绕止推板的第一侧部的至少一个突出部安置。这意味着十字滑块联接件可以例如安置在围绕止推板的至少一个突出部形成的间隙中。

附图说明

在附图中，贯穿不同的附图，相似的附图标记通常指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常重点放在说明本发明的原理上。

在以下描述中，参照以下附图描述本发明的各种实施方式，在附图中：

图1示出了可以实施本发明的示例性涡旋压缩机的横截面图。

图2示出了图1的涡旋压缩机的涡旋板、止推板、十字滑块联接件和框架的示例性部分的分解图。

图3a、图3b示出了设置在框架与动涡旋板之间的止推板的横截面图，其中，图示了在压缩期间由高流体压力引起的作用在动涡旋板上的力。由此，图3a图示了将动涡旋板朝向止推板推动的力，以及图3b图示了由动涡旋板的运动引起的摆动或倾斜。

图4a、图4b示出了(a)根据本发明的止推板的示例性实施方式的立体图以及(b)沿着图4a的线A-A的横截面图。

图5a、图5b示出了(a)位于根据本发明的一个实施方式的止推板的第一侧部处的示例性突出部的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部和第二侧部处的凹部的叠置。在该实施方式中，突出部和凹部形成示例性图案。

图6a至图6c示出了突出部和凹部在与由止推板的盘形本体限定的平面垂直的方向上叠置的示意图，其中，(a)图示了与凹部完全叠置的突出部，而凹部本身较大，(b)图示了相同尺寸的突出部和凹部，以及(c)图示了与突出部完全叠置的凹部，而突出部本身较大。

图7a、图7b示出了(a)位于根据本发明的另一实施方式的止推板的第一侧部处的示例性环形突出部的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部和第二侧部处的凹部的叠置。在该实施方式中，突出部和凹部形成同心环。

图8a、图8b示出了(a)位于根据本发明的另一实施方式的止推板的第一侧部处的示例性环形突出部的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部和第二侧部处的凹部的叠置。在该实施方式中，突出部和凹部在止推板的边缘处形成同心环。

图9a、图9b示出了(a)位于根据本发明的另一实施方式的止推板的第一侧部处的示例性突出部的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部和第二侧部处的凹部的叠置。在该实施方式中，突出部和凹部从止推板的相应侧部的表面的中心径向地延伸。

图10示出了根据本发明的另一实施方式的止推板的横截面图，其中，第二侧部处的凹部位于第二侧部的表面下方。

图11a至图11d示出了根据本发明的另一实施方式的(a)动涡旋板和(b)、(c)止推板的立体图，以及(d)突出部和凹部的叠置。

具体实施方式

以下详细描述参照附图，附图通过图示的方式示出了可以实施本发明的具体细节和实施方式。

词语“示例性”在本文中用来表示“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”的任何实施方式或设计不必被解释为比其他实施方式或设计更优选或有利。

图1示出了可以实施本发明的示例性涡旋压缩机的横截面图。

如图1描绘的，涡旋压缩机100包括：壳体110；吸入端口160，吸入端口160用于接纳来自循环(例如，制冷循环)的流体(例如，制冷剂)；涡旋组120、130，涡旋组120、130用于压缩流体；以及排放端口170，排放端口170用于排放压缩的流体并将压缩的流体提供回至循环。涡旋组120、130包括定涡旋板120和动涡旋板130。定涡旋板120具有位于其中心处的开口，该开口连接至涡旋压缩机的高压侧。定涡旋板的开口可以经由阀、例如止回阀连接至高压侧。

动涡旋板130可以由马达180驱动。马达180驱动曲轴185，从而引起曲轴185的旋转运动。曲轴185将其旋转运动转换成动涡旋板130的绕动运动。这通过提供具有第一端部的曲轴185来实现，该第一端部接合滑动器块，该滑动器块放置在动涡旋板130的后侧部处的开孔中。滑动器块在开孔内滑动，这避免了动涡旋板130的旋转。然而，如果曲轴185的第一端部偏离曲轴185的旋转轴线，则动涡旋板130仍将移动，但仅在相对于定涡旋板120的绕动路径中移动。

为了进一步避免动涡旋板130的旋转运动，提供了与动涡旋板130接合的十字滑块联接件155。十字滑块联接件155具有与动涡旋板130中的凹口接合的销。

涡旋压缩机包括止推板140，止推板140设置在动涡旋板130的后侧部与框架150之间，框架150支承涡旋组120、130。止推板140包括一个或更多个突出部和位于止推板140的相反侧部的对应位置上的一个或更多个凹部，如将关于以下附图更详细地描述的。十字滑块联接件155设置在止推板140的后面、设置在止推板140的一个或更多个突出部周围的间隙中。

另外，图1中描绘的涡旋压缩机100包括润滑剂供应件190，润滑剂供应件190连接至曲轴185。由此，确保可以将润滑剂提供给涡旋压缩机100的运动部件，这会减少磨损。

图2示出了图1中描绘的涡旋压缩机100的涡旋板120、涡旋板130、止推板140、十字滑块联接件155和框架150的示例性部分的分解图。从图2的顶部至底部示出了定涡旋板120、动涡旋板130、止推板140、十字滑块联接件155以及支承框架150的一部分。按此顺序将所述部件堆叠在一起形成了上述图1中描述的组件。

图3a、图3b示出了设置在框架150与动涡旋板130之间的止推板140’的横截面图，其中，图示了在压缩期间由高流体压力引起的作用在动涡旋板130上的力。图3a、图3b中描绘的止推板140’是没有突出部或凹部的盘状件。这种止推板140’提供了止推表面，该止推表面可以分配由动涡旋板的运动所承受的载荷。然而，盘形的止推板140’是坚固的并且在动涡旋板130与支承框架150之间提供硬接触。

如图3a中描绘的，压缩处于高压的流体会产生力F1，力F1将动涡旋130推动远离定涡旋板，即相对于图3a中所示的取向向下推动(参见图3a中的箭头)。这使止推板140’压靠支承框架150。由于止推板140’的实心结构，止推板140’坚固并且提供硬接触，如由图3a中的线A-B所描绘的。这种硬接触导致高接触应力并负面地影响压缩机的使用寿命。

此外，在动涡旋板运动时，倾斜力作用在动涡旋板130上，这导致止推板140’受挤压。然而，由于硬接触，止推板140’不能变形，这增加了磨损和接触应力。在图3b中描绘了这种行为。曲轴接合位于动涡旋板130的后侧部处的开孔134。当曲轴旋转时，向开孔134的边界施加力，从而将动涡旋板向一侧推动，如由图3b中的力F2所图示的。由力F2引起的动涡旋板130的绕动运动对形成在动涡旋板130的螺旋形涡卷132之间的压缩室内的流体进行压缩。由于压缩导致压力增加，因此压力产生力F3，力F3定向成抵抗绕动运动。由于力F2作用在动涡旋板130的后侧部上，而力F3作用在动涡旋板130的前侧部上，因此这些力之间存在偏移，这会导致动涡旋板摆动或倾斜，如在图3b中所图示的。本领域技术人员将理解的是，图3b中所图示的倾斜出于说明性目的被夸大地示出。由于摆动或倾斜，附加应力局部地施加到止推板140’上。在图3b中描绘的说明性示例中，力F2和力F3导致动涡旋板130向止推板140’的左侧倾斜，从而在点C处造成局部挤压。使用根据本发明的具有凹部和突出部的止推板降低了止推板的刚度，并且由此提高了止推板对摆动或倾斜的动涡旋板的适应性，从而减少了磨损并提高了涡旋压缩机的耐用性。

图4a、图4b示出了(a)根据本发明的止推板140的示例性实施方式的立体图以及(b)沿着图4a的线A-A的横截面图。

止推板140包括盘形本体，该盘形本体限定一平面并具有第一侧部250和第二侧部200。该平面可以对应于图4b中所图示的将第一侧部和第二侧部分开的虚线。在止推板140的第一侧部250处形成有突出部270，突出部270构造成接触支承框架，并且在止推板140的第二侧部200处形成有凹部220，其中，第二侧部250构造成接触动涡旋板的后侧部。至少一个突出部270与至少一个凹部220在与平面垂直的方向上至少部分地叠置。由于凹部220和突出部270的叠置，避免了任何位置的硬接触(如以上关于图3a所示的)。这允许降低止推板140的坚固性和刚度并且使止推板140能够轻微变形，这降低了磨损和接触应力。

图4b图示了术语第一侧部250和第二侧部200。示出了虚线以标识虚线下方的第一侧部250和虚线上方的第二侧部200。因此，所述术语不限于表面，而是指相应的表面和盘形本体的位于该表面下方的相邻部分。在图4b中描绘的示例中，第一侧部250也可以称为底侧部，并且图示的突出部270从第一侧部250的表面260向下延伸。第二侧部200也可以称为顶侧部，并且图示的凹部220位于第二侧部200的表面240处。如图4b中可以看到的，止推板140与动涡旋板的后侧部之间接触的接触表面和止推板的突出部与支承架之间接触的接触表面不叠置。

由于止推板的盘形本体限定一平面，因此由虚线标识的横截面可以是这样的平面的位置和路线的示例。如图4b中描绘的，该平面可以与止推板的第二侧部的表面240平行。然而，第二侧部200的表面240也可以表示由盘形本体限定的平面。类似地，该平面也可以由第一侧部250的表面260限定。此外，与上述表面或由图4b的虚线标识的横截面中的任一者平行的任何平面都可以表示该平面。本领域技术人员将理解的是，该平面用于标识止推板的几何特性并且该平面的各种不同位置是可能的。

图5a、图5b示出了(a)位于根据本发明的一个实施方式的止推板的第一侧部处的示例性突出部的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部和第二侧部处的凹部的叠置。在该实施方式中，突出部和凹部形成示例性图案。根据图5a中描绘的实施方式示例的止推板140a包括多个突出部270a。多个突出部270a以黑色图示出并且从止推板140a的第一侧部的表面延伸。可以看到的是，突出部270a以环形方式分布。此外，还可以看到的是，突出部270a不必具有相同的形状。如在图3a的实施方式示例中所做的那样以均匀的方式分布突出部270a提供了对动涡旋板的对称支承并提高了涡旋压缩机的耐用性。

在图5b中，图示了突出部270a与止推板140a的第二侧部处的凹部220a的叠置。凹部220a被图示为虚线。如在图5b中可以看到的，每个突出部270a位于与凹部220a的位置叠置的区域中。此外，由凹部220a覆盖的面积大于由突出部覆盖的面积。如将关于图6a至图6c更详细地描述的，这种构型提供了改进的软接触。将形成在止推板140a的第二侧部处的凹部220a进行连接，以便在止推板140a的第二侧部的表面上形成图案。

图5a、图5b还图示了止推板的其他特征。止推板140a包括两个孔280，孔280可以接纳十字滑块联接件的销，使得十字滑块联接件的销可以穿过止推板140a的本体并接合动涡旋板。此外，止推板140a包括位于其本体的中央处的开孔230。开孔230构造成接纳曲轴的一部分，使得曲轴可以穿过止推板140a的本体并且可以接合动涡旋板。

图6a、图6b、图6c示出了突出部和凹部在与由止推板的盘形本体限定的平面垂直的方向上的叠置的示意图，其中，(a)图示了与凹部350a完全叠置的突出部300a，而凹部350a本身较大，(b)图示了相同尺寸的突出部300b和凹部350b，以及(c)图示了与突出部300c完全叠置的凹部350c，而突出部300c本身较大。

在图6a至图6c中，实线表示突出部，而虚线表示凹部。阴影区域表示突出部与凹部之间在与平面垂直的方向上的叠置，其中，该平面是图6a至图6c的图像平面。在图6a中，突出部300a与凹部350a完全叠置，但凹部350a的一部分没有与突出部300a的任何部分叠置。换句话说，凹部350a大于突出部300a。凹部350a的非叠置部分可以在任何平面内方向上向外延伸约1mm至2mm。所述部分也可以称为缓冲区域或过渡区域。在图6b中，突出部300b与凹部350b完全叠置并且凹部350b与突出部300b完全叠置。换句话说，突出部300b和凹部350b相对于平面具有相同的尺寸并且彼此完全叠置。在图6c中，凹部350c与突出部300c完全叠置，但突出部300c的一部分没有与凹部350c的任何部分叠置。换句话说，突出部300c大于凹部350c。在一些情况下，即使在突出部300c没有与凹部350c的任何部分叠置的小的区域中存在硬接触，图6c中所图示的构型也可能是有益的。硬接触会导致这些区域的磨损，这将重新分配接触应力。优选地，非叠置区域具有2mm或更小的延伸。

图7a、图7b示出了(a)位于根据本发明的另一实施方式的止推板140b的第一侧部处的示例性环形突出部270b的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部270b和第二侧部处的凹部220b的叠置。在该实施方式中，突出部和凹部形成同心环。类似于图5a、图5b，突出部270b以黑色图示出并且凹部以虚线图示出。

图8a、图8b示出了(a)位于根据本发明的另一实施方式的止推板140c的第一侧部处的示例性环形突出部270c1、270c2的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部270c1、270c2和第二侧部处的凹部220c1、220c2的叠置。在该实施方式中，突出部270c1、270c2和凹部220c1、220c2在止推板的边缘处形成同心环。类似于图5a、图5b，突出部270c1、270c2以黑色图示出并且凹部220c1、220c2以虚线图示出。图7a、图7b中的实施方式示例中的突出部和凹部位于由盘形本体形成的盘状件的中央，而图8a、图8b的实施方式示例的突出部和凹部位于外边缘和内边缘处、即靠近中央处的开孔230的位置。

图9a、图9b示出了(a)位于根据本发明的另一实施方式的止推板140d的第一侧部处的示例性突出部270d的仰视图以及(b)第一侧部处的突出部270d和第二侧部处的凹部220d的叠置。在该实施方式中，突出部270d和凹部220d从止推板的相应侧部的表面的中心径向地延伸。在该实施方式示例中，突出部270d形成为径向条状部，而凹部220d形成为径向凹槽。类似于图5a、图5b，突出部270d以黑色图示出并且凹部220d以虚线图示出。

图10示出了根据本发明的另一实施方式的止推板140e的横截面图，其中，第二侧部200处的凹部220e位于第二侧部200的表面240下方。该实施方式示例在不减小表面240的情况下实现了软接触，表面240可以接触动涡旋板。因此，这样的实施方式示例可以在止推板与动涡旋板之间提供最大化的接触表面，并且由此最大程度地减小接触应力。

图11a至图11d示出了根据本发明的另一实施方式的(a)动涡旋板和(b)、(c)止推板的立体图、以及(d)突出部和凹部的叠置。

图11a至图11d中描绘的实施方式示例是根据本发明的动涡旋板和止推板的系统的示例。图11a中描绘的动涡旋板400包括具有前侧部和后侧部的基板450。在前侧部处，基板450包括螺旋形涡卷410，螺旋形涡卷410用于与定涡旋板的对应螺旋形涡卷交错。在后侧部处，基板450包括开孔420，开孔420用于接纳曲轴的一部分，该曲轴构造成驱动动涡旋板400的绕动运动。此外，基板450的后侧部包括多个凹部430。

如图11b中所图示的，止推板140f包括具有第一侧部和第二侧部的基板。第一侧部包括多个突出部270f。在组装动涡旋板400和止推板140f的系统时，多个突出部270f和动涡旋板400的多个凹部430在与止推板140f的基板垂直的方向上叠置。由此，因为止推板支承在突出部270f的位置处，而动涡旋板400与止推板140f之间由于凹部430而在其他位置处存在接触，所以动涡旋板400和止推板140f的系统提供了避免硬接触的好处。

作为图11b中描绘的止推板140f的替代方案，也可以使用图11c中描绘的止推板140g。与止推板140f相比，止推板140g包括位于与多个突出部270g叠置的位置处的多个凹部220g。在这种情况下，在动涡旋板400的后侧部以及止推板140g的第二侧部设置有凹部，这甚至可以进一步改善避免硬接触。

为了进一步说明突出部和凹部的叠置，图11d描绘了图11a的动涡旋板400和图11b、图11c的止推板140f或止推板140g的叠置。该叠置与图5b、图7b、图8b、图9b中描绘的叠置类似地被图示。出于说明的目的，以虚线图示的凹部可以是动涡旋板400的凹部430或止推板140g的凹部270g。如图11d中描绘的，凹部优选地覆盖比突出部大的部段，以便即使动涡旋板400分别相对于止推板140f或止推板140g绕动仍允许足够的叠置。

上面已经描述的内容包括一个或更多个实施方式的示例。当然，出于描述上述实施方式的目的，不可能描述部件或方法的每种可设想的组合，但是本领域的普通技术人员可以认识到，各种实施方式的许多其他组合和置换是可能的。因此，所描述的实施方式意在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有这样的改变、修改和变化。

Claims (15)

1.一种用于在涡旋压缩机(100)中使用的止推板(140)，所述止推板(140)包括：

盘形本体，所述盘形本体限定一平面并具有第一侧部(250)和第二侧部(200)，其中，所述第二侧部(200)与所述第一侧部(250)相反；

至少一个突出部(270)，所述至少一个突出部(270)从所述第一侧部(250)延伸；以及

至少一个凹部(220)，所述至少一个凹部(220)位于所述第二侧部(200)处；

其中，所述至少一个突出部(270)和所述至少一个凹部(220)在与所述平面垂直的方向上至少部分地叠置。

2.根据权利要求1所述的止推板(140)，其中，所述盘形本体包括多个孔(280)，所述多个孔(280)从所述第一侧部(250)的表面延伸至所述第二侧部(200)的表面并且构造成接纳十字滑块联接件(155)的销。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述盘形本体包括开孔(230)，所述开孔(230)从所述第一侧部(250)的表面(260)延伸至所述第二侧部(200)的表面(240)并且构造成接纳曲轴(185)的一部分和/或动涡旋板(130、400)的一部分。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述至少一个凹部(220)位于所述第二侧部(200)的表面(240)处。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述至少一个凹部(220)位于所述第二侧部(200)的表面(240)下方。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述至少一个突出部(270)与所述至少一个凹部(220)完全叠置。

7.根据权利要求6所述的止推板(140)，其中，所述至少一个凹部(220)的至少一部分与所述至少一个突出部(270)不叠置。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述第一侧部(250)包括两个或更多个突出部(270)，并且其中，所述两个或更多个突出部(270)中的每个突出部与所述至少一个凹部(220)的至少一部分完全叠置。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述至少一个突出部(270)和所述至少一个凹部(220)分别形成第一图案和第二图案。

10.根据权利要求9所述的止推板(140)，其中，所述第一图案与所述第二图案完全叠置，但是其中，所述至少一个凹部(220)在所述平面的每个平面内方向上向外延伸1mm至2mm的距离。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述至少一个突出部(270)具有环形形状，并且其中，所述至少一个凹部(220)具有环形形状。

12.根据权利要求11所述的止推板(140)，其中，所述第一侧部(250)包括两个或更多个突出部(270)，其中，所述两个或更多个突出部(270)形成同心环，并且/或者其中，所述第二侧部(200)包括两个或更多个凹部，其中，所述两个或更多个突出部(270)形成同心环。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的止推板(140)，其中，所述至少一个突出部(270)中的每个突出部由条状部形成，所述条状部从所述盘形本体的中心径向延伸，并且其中，所述至少一个凹部(220)中的每个凹部由凹槽形成，所述凹槽从所述盘形本体的所述中心径向延伸，多个所述条状部的数目与多个所述凹槽的数目相同。

14.一种系统，包括：

止推板(140)，所述止推板(140)包括：

盘形本体，所述盘形本体限定一平面并具有第一侧部(250)和第二侧部(200)，其中，所述第二侧部(200)与所述第一侧部(250)相反，以及

至少一个突出部(270)，所述至少一个突出部(270)从所述第一侧部(250)延伸；以及

动涡旋板(400)，所述动涡旋板(400)具有带有前侧部和后侧部的基板(450)，其中，所述动涡旋板包括位于所述动涡旋板的后侧部处的至少一个凹部(430)；

其中，所述动涡旋板(400)的所述后侧部至少部分地邻接所述止推板(140)的所述第二侧部(200)的至少一部分，并且

其中，所述至少一个突出部(270)和所述至少一个凹部(430)在与所述平面垂直的方向上至少部分地叠置。

15.一种涡旋压缩机(100)，包括：

动涡旋板(130)和根据权利要求1至13中的任一项所述的止推板，或者具有动涡旋板(400)和止推板(140)的根据权利要求14所述的系统。

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