CN1210196A - 用于压缩介质的容积式机器 - Google Patents

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Abstract

用于压缩介质的容积式机器的壳体7″具有端壁28。后盖板50沿轴向设置在壳体7″上,并与端壁28一起形成一个空间51,在径向上位于外侧的两个进口12、12′由该空间相互连接在一起。后盖板50的一部分上设有喷嘴状的连接管52,通过该连接管52可以把容积式机器连接到上游侧的空气过滤器上。因此,从径向方向看,该容积式机器只需要很少的空间。

Description

用于压缩介质的容积式机器
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于压缩介质的容积式机器。
瑞士专利673680公开了这种类型的容积式机器。此种机器具有大致呈圆筒状的壳体，圆筒状壳体带有端壁和圆周外壁。在外壁上整体浇铸有连接法兰盘，每个法兰盘上都有一个进口，且彼此在直径方向上对峙，并朝向直径方向的外方。设置在壳体内的输送空间，从进口到出口以螺旋方式延伸，所述出口位于径向内侧。在运行过程中，变容元件与输送空间相配合，并与输送空间的壁一起围成一些近似镰刀形的工作空间，这些工作空间通过输送空间由进口向出口移动，且其体积也连续地减小，由于螺旋形状的各部分的曲率不同，所以输送空间里的工作介质的压力也随之增大。此种类型的容积式机器以气态工作介质(例如由空气或者是空气与油组成的混合物)的低脉动输送而著称，从而也更有利地用于给内燃机供给燃料的目的。在这种情况下，为了将进口与上游装置相连，比如与空气过滤器相连，将两个进口通过比如管路系统合并。这就需要增加一些不必要的特别是径向方向上的安装空间。
德国专利DE-A-4203346公开了一种容积式机器，该容积式机器具有在壳体的端壁上设置的单一进口。在壳体的内部，第一输送空间从该进口径向延伸到出口，第二输出空间相对于第一输送空间偏置180°布置。两个输送空间之间由一个通道连接。从径向方向上看，该结构仍然需要有较大的外部尺寸的壳体。
因此，本发明的目的是提供一种普通的容积式机器，这种容积式机器只需要用很少的径向空间就能够与上游装置相连。
该目的由具有权利要求1特征的容积式机器实现。
创造性的后盖板将这些进口彼此之间通过一种简单而又节省空间的方式连接起来。连接到上游装置上只需要单一的连接管路。
本发明更多的优点伴随创造性的后盖板产生。因而，它对壳体具有加强作用，如果壳体由两个或更多的部件组成，这种加强作用特别有利。另外，如从属权利要求所指出的，上面所提到的后盖板能容纳一个安装件，通过该安装件能够吸收容积式机器驱动装置的反作用力。
下文，参照附图中所表示的实施例详细叙述本发明。其中：
图1是沿图2中Ⅰ-Ⅰ剖开的本发明容积式机器第一实施例的纵剖视图；
图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ剖开的剖视图，示出了在壳体中装有变容元件的容积式机器的壳体；
图3是与图1相同的视图，示出了本发明容积式机器的第二实施例；
图4是本发明容积式机器再一实施例的主视图；
图5是以与图1及图3相同的图解方式的图4所示容积式机器的实施例的纵剖视图。
图中所示的容积式机器具有作为变容元件1的转子。该变容元件1具有分别在盘2两侧的每一侧设置的两个变容体，这两个变容体彼此相对偏置至少接近180°，并以螺旋方式延伸，而且由垂直固定在盘2上的螺旋卷3、3′构成。在所示的例子中，螺旋卷本身由多段圆弧依次连接而成。从图2可看到，由于轴向长度和壁厚度的比值较大，所以螺旋卷3、3′进口侧的端部区域3″在每种情况下都采用了加强的设计结构。4是轴套，借助于该轴套4，盘2靠接在轴承22上。轴承22本身套装在偏心盘23上，偏心盘23的某部分也是驱动轴24的一部分；驱动轴24的旋转轴线用序号59表示。5为盘2上的一个通孔，沿径向设置在螺旋卷3、3′的外侧并用来容纳导向轴承25，轴承25套装在偏心销轴26上。作为偏心销轴26的某部分，也是导向轴27的一部分。驱动轴24上的偏心盘23的偏心距e与导向轴27上的偏心销轴26的偏心距一致。为了把工作介质从盘一侧引到另一侧，例如将工作介质从半壳体7′中的中心出口13处引走，在螺旋卷3、3′的出口侧，在盘2上设有小孔6，半壳体7′设置在图2及图3的右侧。19是皮带轮，与驱动轴24可旋转地固定相连。40、40′是安装在驱动轴24上的离心力配重，在机器的运转过程中，它们起到平衡偏心盘23上的变容元件1所产生的离心力的作用。
图2表示机器壳体7″的位于图1左侧的半壳体7，壳体7″是由两个半壳体7、7′构成，半壳体7、7′沿轴线方向彼此相接，并通过用于容纳螺栓固定件8′的紧固孔8连接在一起。11和11′是两个输送空间，在每一种情况下，两个输送空间彼此至少相对偏置约180°，并以螺旋槽的方式构成于两个半壳体7、7′之中。在每种情况下，两个输送空间11和11′从设置于壳体7″中的螺旋槽径向外端的一进口12、12′沿伸到设置于径向内侧的出口13处。13是两个输送空间11、11′的共同出口，并整体地模铸在壳体7′上。上述的输送空间有距离恒定的基本上平行的缸壁14、14′、15、15′，在本案中，平行缸壁14、14′、15、15′与构成变容体的螺旋卷3、3′一样，围成约360°的螺旋腔。螺旋卷3、3′在缸壁14、14′和15、15′之间分别啮合，该螺旋卷3、3′的曲率应设定成使其从圆周方向看彼此相分离，并以多点例如在每种情况下以两点接触方式分别有效地与壳体7″的径向外部缸壁及内部缸壁14、14′、15、15′相接触。在运转过程中，在缸壁14、14′、15、15′之间，螺旋卷3、3′上的每一点执行一种圆周运动。
因为在驱动变容元件1时，螺旋卷3、3′与相应的两个输送空间11、11′的内部缸壁14、14′和外部缸壁15、15′反复交替地接近，所以，在螺旋卷3、3′的两侧构成封闭工作介质的镰刀型的工作空间，当驱动变容元件1时，将这些工作空间通过输送空间11和11′推向出口13的方向。在这一过程中，工作空间的体积连续地减小，工作介质的压力也随之增大。关于这种容积式机器的基本运转方式，也参考了德国专利第DE-C-2603462号公报的技术。
图2示出了在进口12处，具有外部缸壁14′的腹板17′延续到腹板18′，腹板18′也具有内部缸壁15。在进口12′处也有相应的结构。从腹板17到腹板18′有个过渡。在腹板17、17′、18、18′和螺旋卷3、3′的自由端，密封件21插入相应的密封槽中进行密封。所述的密封件21分别密封工作空间相对于壳体的端壁28、28′的位置和工作空间相对于盘2的位置。
变容元件1的驱动和导向由安装在壳体部件7、7′上的驱动轴24和导向轴27实施，导向轴27平行于驱动轴24轴线的方式安装在壳体7上并与所述驱动轴24隔开一定距离。为了获得变容元件1在死点位置的一对一的导向，驱动轴和导向轴27通过正向锁定的传动带16(例如带齿的带)有角度地准确同步地偏心设置。在图2中，9是安装在驱动轴24上的带齿的皮带轮，10是与皮带轮9有相同齿数的导向轴27的带齿的皮带轮。变容元件1的这种双偏心驱动能够确保两个涡卷3、3′上的所有点都实施圆周平移运动。
壳体部件7有一基本上呈扁平的端壁28，它以垂直旋转轴线59的方式转动。28′表示呈阶梯结构的壳体部件7′的端壁。整体模铸在端壁28′上的出口13做成象喷嘴一样的结构，驱动轴24的安装在这一侧上的轴承安装结构通过支撑在该出口13中。
图1和3示出的两个进口12、12′彼此相对偏置约180°地设置在壳体部件7的端壁28上。这些进口沿轴线方向延伸，开口于空间51内，空间51由后盖板50与壳体端壁28构成。后盖板50沿轴向安装在半壳体7上，并紧固地支撑在壳体端壁28上，后盖板50的一部分上设有喷嘴状的连接管52，连接管52沿轴向延伸，并与容积式机器上游的装置如空气过滤器(图中未给出)相连接。这种结构有各种优点：容积式机器通过将两进口12、12′之间以这种方式连接就不会增大径向上的尺寸。后盖板50另一优点是，由于后盖板50设有圆筒状的伸出部分53，该伸出部分53沿轴向向外伸出，因此适于容纳轴承54。该轴承54支撑皮带轮19，皮带轮19通过径向的弹性元件55与驱动轴24以旋转固定的方式连接。结果，可以吸收由传动皮带(图中未示)施加在伸出部分53上的径向力；驱动轴24只承载驱动力矩。在后盖板50的内侧，伸出部分56、56′从后盖板50凸出，包围着滚动轴承58的外圈57，驱动轴24通过该轴承58安装在端壁28上。这种方法意味着后盖板50相对于驱动轴24的旋转轴线59以一对一的方式沿径向安装，从而，皮带轮19的旋转轴线与驱动轴24的旋转轴线59相同。后盖板50沿轴线方向通过连接元件8′与半壳体7、7′紧紧相联。
通过后盖板50将进口12、12′连接起来的进一步的优点是，通过滚动轴承58引导工作介质。在机器的运转过程中，轴承由于驱动轴24的旋转而发热。由于部分工作介质如吸入的冷空气经过后盖板50流动并通过伸出部分56、56′，冷却该伸出部分56、56′，且由于伸出部分56、56′包围滚动轴承58的外圈57，从而也冷却了滚动轴承58。
带有伸出部分53的后盖板50的再一优点是，伸出部分53能容纳电磁连接器60，例如一种普通的众所周知的电磁连接器(此处未描述)，来代替图3所示的与驱动轴24旋转固定连接的传动皮带轮19。合适的皮带轮19′通过电磁连接器60的滚动轴承54′支撑在如上文所述的伸出部分53上。
在图4和5所示的容积式机械的情况下，壳体7″同样有两个彼此轴向连接的壳体部件7、7′。通过皮带轮19驱动的变容元件1以与上述图1及图3所描述的同样的方式设置在壳体7″之中。后盖板50安装在壳体部件7的端壁28上，并与该端壁28一起围成空间51。端壁28的一侧上有进口12，另一侧上有通道61，进口12与通道61沿直径方向大致地对峙。通道61经过进口12′与壳体7″之中流通连接，该近口12′设计成连续的连接管62的结构，其开口以连接喷嘴的52′的方式整体浇铸在另一壳体部件7′的端壁28′上。连接管12通过空间51与进口12′相联。13表示出口，虽然在图4中未表示出来，但该出口是所有输出空间的共同出口。输出空间按与图1至3相同的方式设计并以相应的方式连接到连接管62和进口12上。
正如图2所能看到的那样，后盖板50的外周形状最好与壳体7″的形状相匹配。但是，后盖板50也可以有不同的形状，最好是不要使之沿径向伸到壳体7″之外。
应该提到的是，进口12、12′的开口可以布置在壳体的圆周侧，并且后盖板有相应的伸出部分可以去覆盖这些开口。既然这样，伸出部分有壳体的端面的形状，如图2所示，形成进口12、12′。
后盖板50也能设计成没有伸出部分53和/或56、56′的形状。

Claims (9)

1、用于压缩介质的容积式机器，具有带端壁(28)的壳体(7″)，还包括两个输送空间(11、11′)，输送空间(11、11′)设置于壳体(7″)内，并从至少两个设置在壳体(7″)的径向外侧的进口(12、12′)延伸到设置在壳体(7″)的径向内侧的出口(13)，所述的容积式机器还包括变容元件(1)，该变容元件(1)确定了输送空间(11、11′)，并具有盘(2)和垂直地设置在所述盘上的螺旋卷(3、3′)，螺旋卷(3、3′)在输送空间(11、11′)中啮合，在运转时，偏心地驱动该螺旋卷(3、3′)，使螺旋卷(3、3′)上的每一点执行一种由输送空间(11、11′)的壁(14、14′、15、15′)界定的圆周运动，其特征在于，所述的容积式机器还包括后盖板(50)，该后盖板(50)设置在壳体(7″)上，并与端壁(28)一起形成一个将进口(12、12′)彼此连接在一起的空间(51)。
2、根据权利要求1所述的容积式机器，其特征在于，所述进口(12、12’)设置在端壁(28)上，所述后盖板(50)有一连接管(52)。
3、根据权利要求1所述的容积式机器，其特征在于，所述一个进口(12’)和与另一进口(12)相连的通道(61)设置在端壁(28)上，所述空间(51)将通道(61)与设置在端壁(28)上的进口(12′)相连。
4、根据权利要求3所述的容积式机器，其特征在于，所述另一进口(12)设置在壳体(7″)的端壁(28′)上，端壁(28′)与端壁(28)对峙。
5、根据权利要求1至4之一所述的容积式机器，其特征在于，所述变容元件(1)安装在驱动轴(24)和导向轴(27)上，驱动轴(24)和导向轴(27)安装在壳体(7″)上，两个轴(24、27)彼此相连，以便在由后盖板(50)和端壁(28)所界定的空间(51)中同步地运转。
6、根据权利要求1至5之一所述的容积式机器，其特征在于，所述壳体(7″)具有两个在轴向上彼此相连的壳体部件(7、7′)，壳体部件(7、7′)和后盖板(50)通过螺栓固定件(8′)固定在一起。
7、根据权利要求1至6之一所述的容积式机器，其特征在于，所述后盖板(50)具有一个朝端壁(28)方向突出的内伸出部分(56)，该内伸出部分(56)围绕中心设置的轴承(58)的外圈(57)与之配合，轴承(58)安装在端壁(28)上，供驱动轴(24)用。
8、根据权利要求1至7之一所述的容积式机器，其特征在于，所述后盖板(50)有至少大致做成圆筒形的外伸出部分(53)，该外伸出部分(53)沿轴向朝外伸出，驱动轴(24)与外伸出部分(53)相配合，该外伸出部分(53)还用于容纳轴承(54)，传动皮带轮(19)安装在该轴承(54)上。
9、根据权利要求8所述的容积式机器，其特征在于，在所述传动皮带轮(19)和驱动轴(24)之间设置有电磁连接器(60)。
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