CN1181262C - 螺旋式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种螺旋式压缩机，包括一个压缩机螺旋壳体，两个带有设在压缩机螺旋壳体内的、相互嵌合的螺旋体的螺旋转子，并具有设在螺旋体两侧的轴段，螺旋转子通过该轴段支承在设于压缩机螺旋壳体两侧的轴承箱中，为防止压力损失，本发明提出：连接在各个螺旋体的压力侧端部上、一直延伸到支承部的各个轴段的中间区段，在压缩机螺旋外壳的排气侧的封挡壁区域，相对于一个围绕该中间区段、设在封挡壁中的通孔的内表面被密封。

Description

螺旋式压缩机
本发明涉及一种螺旋式压缩机，它包括一个压缩机螺旋壳体、两个螺旋转子，该螺旋转子具有安装在压缩机螺旋壳体中、相互嵌合的螺旋体并具有设置在螺旋体两侧的轴段，螺旋转子通过所述轴段支承在压缩机螺旋壳体两侧的轴承箱中。
这种螺旋式压缩机由现有技术已公知。其中存在的问题是：在压力侧在螺旋体与压缩机螺旋壳体之间提供尽可能紧密的封挡，以防止压力损失。
这个问题按照本发明在开头所述类型的螺旋式压缩机中这样来解决：连接在各个螺旋体的压力侧端部上、一直延伸到支承部的一个轴段的中间区段，在压缩机螺旋外壳的排气侧的封挡壁区域，相对于一个围绕该中间区段、设在封挡壁中的通孔的内表面被密封。
按照本发明的方案的优点在于：由于对所述中间区段和通孔的内表面之间进行密封，压缩的工作介质的寄生(parasitre)气流不会在这二者之间的间隙通过—其会从带有压缩工作介质的容积区域到与排气口相对的容积区域在排气侧的压缩机外壳封挡壁附近导引—并因此不打开致使压缩工作介质损失的旁路，所述压缩工作介质应当从排气口排出。
原则上，可以通过一个油膜来保持中间区段和通孔内表面之间的间隙中的密封。
而一种特别适宜的方案规定：在中间区段和通孔内表面之间设置一个允许中间区段相对于内表面径向运动的密封。
该方案的优点是：不同于用油的密封，需要一个基本均匀、而且还应尽可能小的间隙，在该方案中，所述密封允许中间区段相对于内表面有径向运动而且还保证足够的密封性，因此本发明的方案可应用于普通的螺旋式压缩机方案中，其中，允许中间区段相对于内表面有径向运动，从而使螺旋体受到作用在一侧上的力。
其中该密封可沿旋转轴线方向设置在中间区段和内表面的任何部位。其中，一种特别有利的方案规定：该密封基本上设置在朝向各螺旋体的一个通孔边缘附近，尤其是在朝向螺旋体通孔边缘区域。因此，在中间区段和内表面之间的间隙中直至存在密封的容积一开始就保持得尽可能小。
该密封最好位于通孔的三分之一处，所述通孔连接在朝向各螺旋体的通孔边缘上。
关于这种密封的实现方式至今还未详细给出过。一种特别有利的方案这样规定，即，该密封包括一个能够以简单的方式对中间区段和内表面之间进行密封的密封环。
这种密封环可由弹性材料制成，从而中间区段相对于内表面的径向运动致使对该密封环不同程度地施压。
一种特别有利的方案规定：该密封包括一个安在槽里并相对该槽径向活动的密封环。从而能够通过密封环相对于槽的相对移动实现中间区段相对于内表面的径向运动。
如果该槽设置在中间区段中，则特别有利。
其中，一种特别有利的方案规定：该槽设置在中间区段中各螺旋体的压力侧端部附近。
有利地，槽离开各螺旋体的端面的距离最大为槽沿各旋转轴线方向的宽度的五倍，最大为其三倍更好。
另一种适宜的方案这样设计：中间区段在与各螺旋体的压力侧端部的连接处具有一个位于通孔边缘对面的凹部。
这样一个凹部的优点是：当中间区段相对于通孔内表面径向运动时，可避免中间区段与通孔边缘的接触。
如果槽基本上跟着所述凹部设置，则特别有利。
优选地，槽与各螺旋体的一个端面之间存在着一段距离，该距离最大等于凹部沿旋转轴线方向的延伸量的三倍，其中凹部沿旋转轴线方向的延伸量最好与槽的宽度大致相当。
槽离开端面的距离为凹部沿各旋转轴线方向的延伸量的二倍左右则更好。
优选地，为使密封环可靠地导向，在凹部和槽之间设有一个环凸。
该环凸沿旋转轴线方向的最大延伸量应大致与凹部沿旋转轴线的延伸量相当。
一种特别优选的实施形式规定：沿旋转轴线方向一个接一个地配设多个密封环。
本发明的其它特征和优点将在下面的几个实施例的描述和附图中说明。
图中表示：
图1按照本发明的螺旋式压缩机的第一实施例，沿图2中直线1-1的纵向截面图；
图2沿图1中直线2-2的截面图；
图3沿图1中直线3-3的截面图；
图4图3中A区域的放大图；
图5密封环的前视图；
图6沿图5中直线6-6的截面图。
如图1所示，按照本发明的螺旋式压缩机的第一实施例包括一个总体用10表示的外壳，该外壳由一中间部12，一马达侧的端部14和一压力侧的端部16组成，该压力侧的端部设置在与马达侧的端部14相对的中间部12的这侧上。
中间部12与马达侧的端部最好通过两个法兰18及20相互连接，中间部12与位于压力侧的端部16通过法兰22及24连接。
在外壳10中设有一个总体用30表示的驱动马达，该马达可设计成电动马达并包括一个定子32及一个转子34。其中定子32最好固定在外壳10中，特别是固定安装在朝向马达侧的端部的中间部12马达区域36。
此外，在外壳10的中间部12的内部设有一个总体用40表示的压缩机螺旋壳体40，如图2所示，该壳体具有两个互相交接的转子孔42和44，以及一个用于例如在图1中未表示出的调整滑阀的滑阀孔46。
转子孔42和44用来容纳二个在螺旋式压缩机中常用的螺旋转子48及50，其中螺旋转子48和50在图2中只是以虚线表示。
两螺旋转子48及50绕其各自的旋转轴线52及54旋转，并分别在其各螺旋体56的两侧可绕其旋转轴线52及54旋转地支承。
为此，在朝向驱动马达30的一侧有一轴承箱60连接到压缩机螺旋壳体40上，该轴承箱具有用于两螺旋转子48、50的第一枢轴承64的第一轴承座62，其中螺旋转子48、50具有从螺旋体56的吸气侧端部65出来的轴段66，枢轴承64安装在该轴段上。其中的一个轴段66与驱动马达30的驱动轴38同轴设置并与之相连。
此外，螺旋转子48、50在其与轴承箱60相对的那侧，同样通过两个枢轴承74可旋转地支承在带有两个轴承座的第二轴承箱70中，为此，螺旋转子同样具有从螺旋体56的压力侧端部75伸出的轴段76。
因此，压缩机螺旋壳体40在第一轴承箱60和第二轴承箱70之间沿螺旋体的旋转轴线52或54的方向延伸过螺旋体56的全长，在其螺旋体56的区域包围螺旋转子48及50，因而在螺旋体56和转子孔42及44之间保持一个构造为尽可能小的要密封的密封间隙S。
内部分布着压缩机螺旋壳体40的一个壁80而形成相对于螺旋体56间隙S的压缩机螺旋壳体40的所有这些区域，形成压缩机螺旋壳体40的一个压缩段82，该压缩段在进气侧，也就是在朝向驱动马达30的一侧上连接着一个进气段84，该进气段构成要压缩的工作介质的进气口86，且在排气侧，也就是在与进气口86基本对角相对的一侧上连接着一个排气段88，该排气段构成一个排气口90，从该排气口中排出压缩的工作介质。
如图4所示，通过螺旋体56的端面92和压缩机螺旋壳体40封挡壁96的表面94之间狭小的间隙95，来实现具有压缩工作介质的容积区域相对于低压容积区域的一个压力侧的密封。
其中封挡壁96设有通孔98，轴段76穿过该通孔，最后以支承段100支承在第二枢轴承74中，其中轴段76分别以支承段100穿过该第二枢轴承74并且各轴段76的中间区段102在支承段100和各螺旋体56的压力侧端部75之间延伸，必须能使第二枢轴承以离开封挡壁96足够大的距离、足够稳定地支承在第二轴承箱70中。
所述中间区段102的外表面104基本上为圆柱形，该外表面在封挡壁96中以离开各通孔98的内表面106小距离地延伸。
按照本发明，在中间区段102和容纳该中间区段的通孔98区域中，内表面106和外表面104之间产生的间隙110被密封，以防止在该间隙110中产生一个从压缩的工作介质到处于低压状态的容积区域，特别是排气口对面的、封挡壁96附近的容积区域的寄生气流。
因此，在本发明的方案中设有一个总体用120表示的密封，该密封可防止从压缩的工作介质到间隙110内的渗漏，特别是防止其沿第二枢轴承74方向的推进。
如图4中的放大图所示，中间区段102在靠近端面92处设有一个环槽122，其具有槽底124和从该槽底升起的槽壁126和128，并在槽中相对于旋转轴线54沿径向有间隙地装入一个密封环130，其中该密封环30以外周面132贴合在通孔98的内表面上，并以其两个相对的端面134和136在槽122的槽壁126和128之间伸入到槽122中来，同时通过排气口90区域的压力以端面136贴合在槽壁128上，不过，内表面138的直径大于槽底124的直径，从而使密封环30相对于槽22对旋转轴线54沿径向是可运动的。
如图5和6所示，此密封环30最好设计成横截面为距形的环，该环在其外侧形成外周面132，端面134和136设计成相互平行、但沿其轴线142方向错移开的平面，其中槽壁126和128最好处在垂直于轴线142及旋转轴线54延伸的平面内。
此外，密封环还设有一个缝隙144，该缝隙允许密封环相对于轴线142径向膨胀。
其中密封环130最好是由用提高强度、特别是提高抗压强度的材料填注的铸铁或聚四氟乙烯制成。
为了防止中间区段102，特别是在直接连接到各个螺旋体56的端面92上的区域内，由于径向相对于旋转轴线54的运动而与通孔98的边缘146发生接触，通孔98的边缘146最好设置一个斜面148，该斜面相对于各旋转轴线54以圆锥面形式延伸。
此外，中间区段102在直接连接到端面92的地方设有一个环形延伸的凹部150，该凹部的底面152的直径小于圆柱形外表面104的直径。
为了尽可能紧密地密封封挡壁96的表面94，槽122如此紧密地贴合在凹部150上，使得在凹部150和槽122之间还保持有一个环凸154，该环凸的外表面156的直径与中间区段102的圆柱形外表面104大致相当，最好是与之相同。
其中，该环凸154沿旋转轴线54方向的延伸量最大等于凹部150沿旋转轴线54方向的延伸量，并且最大等于槽122沿旋转轴线54方向的宽度。
其中槽122最好离开螺旋体56的端面92一段距离地设置，这段距离最大等于槽122沿旋转轴线54方向的宽度的五倍。

Claims (12)

1.一种螺旋式压缩机，包括：一个压缩机螺旋壳体(40)；两个带有设在压缩机螺旋壳体(40)内的、相互嵌合的螺旋体(56)的螺旋转子(48，50)，并具有设在螺旋体(56)两侧的轴段(66，76)，所述螺旋转子(48，50)通过所述轴段支承在设于压缩机螺旋壳体(40)两侧的轴承箱(60，70)中；以及，在压缩机螺旋外壳(40)的排气侧的封挡壁(96)区域，存在一连接在各个螺旋体(56)的压力侧端部(75)上、一直延伸到支承部(100)的各个轴段(76)的中间区段(102)，还存在一围绕着所述中间区段(102)并设在所述封挡壁(96)中的通孔(98)，在所述中间区段(102)与所述通孔(98)的内表面(106)之间设有一个密封(120)，其特征在于，所述密封(120)包括一个安在一个槽(122)内并相对于这个槽可活动的密封环(130)，并且，所述槽(122)设置在所述中间区段(102)中各螺旋体(56)的压力侧端部(75)附近。
2.如权利要求1所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述槽(122)离开各螺旋体(56)的端面(92)一段距离地设置，该距离最大相当于槽(122)沿旋转轴线(54)方向的宽度的五倍。
3.如权利要求2所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述距离相当于槽(122)沿旋转轴线(54)方向的宽度的三倍。
4.如权利要求1所述的螺旋式压缩机，其特征在于，在所述中间区段(102)和所述内表面(106)之间设置的密封(120)允许所述中间区段(102)相对于所述内表面(106)径向运动。
5.如权利要求4所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述密封(120)基本上设置在朝向各螺旋体(56)的相应通孔(98)边缘(146)附近。
6.如权利要求1所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述密封(120)设置在所述封挡壁(96)的一个表面(94)附近。
7.如上列权利要求之一所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述中间区段(102)在与各螺旋体(56)的压力侧端部(75)的连接处具有一个位于通孔(98)边缘(146)对面的凹部(150)。
8.如权利要求7所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述槽(122)设置在与螺旋体(56)相对的凹部(150)的一侧上。
9.如权利要求8所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述槽(122)离开各螺旋体(56)的端面(92)一段距离地设置，该距离最大相当于凹部(150)沿各旋转轴线(54)方向的延伸量的三倍。
10.如权利要求8所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述槽(122)离开各螺旋体(56)的端面(92)一段距离地设置，该距离为凹部(150)沿旋转轴线(54)方向的延伸量的二倍左右。
11.如权利要求7所述的螺旋式压缩机，其特征在于，在所述槽(122)与所述凹部(150)之间设有一个环凸(154)。
12.如权利要求11所述的螺旋式压缩机，其特征在于，所述环凸(154)沿旋转轴线(54)方向具有一个延伸量，该延伸量最大相当于凹部(150)沿旋转轴线(54)方向的延伸量。
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