CN1230622C - 径向顺从涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种径向顺从涡旋压缩机，两个具有螺旋式环带的涡卷体相互接合，回转涡卷体进行回转运动以形成多个压缩腔，连接于曲轴的回转涡卷体可在预定范围内沿径向向后运动；一偏心套插在曲轴驱动销部的外周表面和与之连接的回转涡卷体的突出部分的内周表面之间；限制偏心套的径向运动的止挡销插在驱动销部外周表面的一侧部和偏心套的相对内周表面之间；将偏心套连同回转涡卷体的径向运动限制在预定范围内的止挡挡面。

Description

径向顺从涡旋压缩机
技术领域
本发明涉及一种径向顺从涡旋压缩机(radial compliance scrollcompressor)，特别是这样一种径向顺从涡旋压缩机，用于最大限度地减少摩擦损耗和回转涡卷体与固定涡卷体之间的泄漏。
背景技术
通常，压缩机将机械能转化为可压缩流体的压力量，并分为往复型、涡旋型、偏心型(也称涡轮型)和叶片型(也称旋转型)。其中，与使用活塞的往复型压缩机不同，涡旋型压缩机象偏心型与叶片型那样具有一种结构，其中，使用一旋转体将气体抽吸、压缩和排出。
这种涡旋型压缩机分为固定半径涡旋压缩机和径向顺从涡旋压缩机。固定半径涡旋压缩机的设计是，回转涡卷体始终绕相同半径回转而不管压缩条件的变化。径向顺从涡旋压缩机的设计是，回转涡卷体沿径向向后运动，然后返回到初始状态，以便当液体制冷剂、油或者杂质流入压缩腔而异常地增加压缩腔中地压力时防止环带损坏。
为了在这种径向顺从涡旋压缩机中改变回转涡卷体的回转半径，众所周知的方法是在曲轴和回转涡卷体之间插入一个滑套或滑块或者一个偏心套。其中，本发明涉及一种插入偏心套的径向顺从涡旋压缩机。
如图1所示，这种径向顺从涡旋压缩机的结构是：主机架2和副机架3固定在填装有适当高度的油的壳体1的内周面的上和下侧处；具有定子4A和转子4B的驱动马达4固定地安装在主机架2和副机架3之间；曲轴5通过主机架2被强行插入驱动马达4的转子4B的中心；具有螺旋式环带6a并偏心地连接于曲轴5的回转涡卷体6可回转地安装在主机架2的上部；具有与回转涡卷体6的环带6a接合以形成多个压缩腔的螺旋式环带7a的固定涡卷体7在回转涡卷体的上表面上固定地安装在主机架2的周边部处；将壳体1的内部分隔为排压区即高压部分和吸压区即低压部分的排出罩8在固定涡卷体7的上侧固定到壳体1的内周表面上。
在曲轴5的前端面处，一个用于偏心转动回转涡卷体6的驱动销部5a偏心地伸出，并且一油路5b通过驱动销部5a的中心斜伸到曲轴5的下端。
如图2所示，插入回转涡卷体6的突出部分6b、用于在受到反常压力时使回转涡卷体6在半径方向退缩的偏心套9被偏心地插入驱动销部5a，一个限制偏心套9转动的止挡销10被插入偏心套9，因此，偏心套9具有预先设定的径向运动范围。
更具体地说，止挡销10的上半部被插入偏心套9，它的下半部以可动地插入设置在曲轴5前端表面5c处的止动槽5d。
在图中，未做解释的附图标记2a表示形成曲轴5的径向支承表面的一个通孔。
现有技术中如此结构的涡旋压缩机运作如下。
也就是说，转子4B在通过供电与曲轴5一起在定子4A的内部转动的同时使回转涡卷体6回转。同时，回转涡卷体6以距所述轴的旋转中心回转半径的距离通过一欧式环(Oldhamring)(未示)进行回转，以从而在两个环带6a和7a之间形成多个的压缩腔。当各压缩腔由于回转涡卷体6的连续回转运动朝向中心运动时，压缩腔的体积减小，导致吸入的气态制冷剂的排出。
此时，在流入压缩腔的气态制冷剂处于正常状态的情况下，回转涡卷体6的环带6a和固定涡卷体7的环带7a彼此接触以从而在两侧在压缩腔中形成一封闭空间，从而使偏心套9和止挡销10保持它们的如图4A所示的位置。相反，在如上所述流入压缩腔的气态制冷剂含有多于预定量的液体制冷剂、油或其它杂质时，压缩腔的压力将异常增加而使回转涡卷体6趋于向后运动。这种向后运动的趋势被传递给插入回转涡卷体6突出部分6b(见图2)的偏心套9。偏心套9以逆时针方向(也是回转涡卷体向后运动的方向)旋转，直到到达图4B所示的止动销的止挡位置，并且回转涡卷体的环带6a和固定涡卷体的环带7a被彼此分开。此时，在高压压缩腔HR中的压缩气体漏入低压压缩腔LR，然后回转涡卷体的环带6a恢复到最初状态，从而防止过度压力损坏环带6a和7a。
然而，在上述的传统涡旋压缩机中，由于止挡销10距驱动销部5a设置在预定间隔处，曲轴5的直径(D1)必须形成得比止挡销10和驱动销部5a之间的间隙要大。另外，在半径方向支撑曲轴的主机架2的通孔2a的直径也变大，从而增大了曲轴5和主机架2之间的摩擦面积。因此，出现的一个问题是，马达的效率由于压缩机转动期间的摩擦损失而降低，同样材料的成本也增加了。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种径向顺从涡旋压缩机，能够通过减小曲轴的直径使主机架和支承表面之间的摩擦损失最小化。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种径向顺从压缩机，两个具有螺旋式环带的涡卷体相互接合，两个涡卷体中的其突出部分偏心地连接到于曲轴的前端面上形成的驱动销部的回转涡卷体进行回转运动以形成其位置在两个环带之间连续移动的多个压缩腔，连接于曲轴的回转涡卷体可在预定范围内沿径向向后运动以使两个涡卷体的环带彼此分离并随后返回到正常状态，从而形成压缩腔；一偏心套，位于曲轴驱动销部的外周表面和与之连接的回转涡卷体的突出部分的内周表面之间，以便可旋转地并偏心地连接到曲轴上，偏心套上形成有驱动销连接孔和止挡销连接孔，驱动销部插进驱动销连接孔，止挡销连接孔与驱动销连接孔相邻并与相通；止挡销，插入止挡销连接孔中，使止挡销的部分外周表面被装进驱动销连接孔中；以及止挡挡面，形成在驱动销部的外周表面上，当压力腔中的压力异常增大时，止挡档面与止挡销被装入驱动销连接孔中的部分外周表面接触，从而限制偏心套的旋转运动，使偏心套连同回转涡卷体的径向向后运动限制在一预定范围内。
另外，在根据本发明的径向顺从涡旋压缩机中，优选地，驱动销部的止挡挡面形成为D截面形状，使得止挡销在向后方向上可滑动地并线性地闩定其上。
另外，在根据本发明的径向顺从涡旋压缩机中，优选地，用于弹性支撑其偏心套始终进行回转运动的弹性元件设置在止挡挡面和对应的止挡销之间。
附图说明
参照附图可以对本发明有更好的理解，这些图仅仅用于说明而不是限制本发明，其中：
图1是一个垂直剖面视图，说明一个传统涡旋压缩机的例子；
图2是一个垂直剖面视图，说明图1的A部分的细节；
图3是一个横剖面视图，说明偏心套在传统涡旋压缩机中的连接状态；
图4A和图4B是横剖面视图，说明相应于传统涡旋压缩机中的驱动状态偏心套的运动；
图5是一个垂直剖面视图，说明根据本发明的径向顺从涡旋压缩机的各部分；
图6是一个垂直剖面视图，说明图5的B部分的细节；
图7是一个横剖面视图，说明偏心套在根据本发明的径向顺从涡旋压缩机中的连接状态；
图8是一个横剖面视图，说明其上加装有弹性件的偏心套在根据本发明的径向顺从涡旋压缩机中的连接状态；
图9A和9B是横剖面视图，说明相应于根据本发明的径向顺从涡旋压缩机的驱动状态偏心套的运动。
具体实施方式
本发明的优选实施例将参照附图具体描述如下。
图5是一个垂直剖面视图，说明根据本发明的径向顺从涡旋压缩机的各组成部分。图6是一个垂直剖面视图，说明图5的B部分的细节。图7是一个横剖面视图，说明偏心套在根据本发明的径向顺从涡旋压缩机中的连接状态。图8是一个横剖面视图，说明其上加装有弹性元件的偏心套在根据本发明的径向顺从涡旋压缩机中的连接状态。图9A和9B是横剖面视图，说明相应于根据本发明的径向顺从涡旋压缩机的驱动状态偏心套的运动。
如图所示，根据本发明的径向顺从涡旋压缩机包括：一个主机架2和副机架(未示)，固定在有一个吸管SP和一个排放管DP的壳体1的上和下侧；一个在主机架2和副机架之间安装在壳体1中的驱动马达4；一个经由主机架2和副机架与驱动马达4的转子4B连接的曲轴100；具有螺旋式环带6a并偏心地连接到曲轴100上端的回转涡卷体6；具有与回转涡卷体6的环带6a相接合以形成多个压缩腔并在回转涡卷体6的上侧固定地连接于主机架2的固定涡卷体7a；偏心地连接于曲轴100的前端从而根据压缩腔的压力滑动地和偏心地转动回转涡卷体的偏心套200。
曲轴100通过副机架和主机架2的通孔2a得以支撑。偏心地转动回转涡卷体的驱动销部110偏心地形成在曲轴100的上部前端面。优选地，驱动销110的中心尽可能远地偏离开离曲轴100的旋转中心设置。
曲轴100的驱动销部110插入其中的突出部分6b形成在回转涡卷体6的端板的底部，一个回转套(orbitingbush)(未图示)滑动地和插入地连接于突出部分6b的内周表面。
如图6所示，偏心地转动回转涡卷体6并且当压缩腔的压力过度升高时使回转涡卷体6在半径方向上退缩的偏心套200可旋转地和偏心地连接到曲轴100的驱动销部110。
偏心套200的直径差不多与曲轴100的直径相等。曲轴100的驱动销部110可滑动接触地插入其中的驱动销连接孔210形成在偏心套200上。允许驱动销连接孔210接受止挡销300的部分圆柱面的止挡连接孔220形成在偏心套200上。
用于将回转涡卷体6的径向后向运动限制在预定范围之内的止挡销300沿轴向插入在偏心套200的底部和曲轴100的相应前端面之间。
止挡销300连接在曲轴100和偏心套200之间，并且设置用来接触曲轴100的驱动销部110，在驱动销部110的外周面上，如图7所示，止挡挡面130在回转涡卷体的向后方向上以拐角形成D的形状，使得止挡销300闩靠其上。
如图8所示，优选地，推动偏心套200的弹性板元件400插入止挡挡面130中，以便防止在正常运作或启动操作期间由于油的粘性在偏心套200拉转回转套(未图示)和回转涡卷体6时回转涡卷体6的环带6a与固定涡卷体7的环带7a分离。
在各图中，同样的零部件被标以相同的附图标记。
根据本发明的径向顺从涡旋压缩机的常规操作与传统涡旋压缩机类的类似。
也就是说，当电力被施加给驱动马达4以转动曲轴100时，偏心地连接于曲轴100的回转涡卷体6绕预定的半径回转。在当形成在回转涡卷体6的环带6a和固定涡卷体7的环带7a之间的压缩腔连续向回转运动的旋转中心移动时压缩腔的体积变小的一系列过程中，气态制冷剂被吸入压缩腔，并被逐渐压缩和排出。
在此，在流入压缩腔的气态制冷剂保持正常状态的情况下，回转涡卷体6的环带6a和固定涡卷体7的环带7a彼此线接触，从而两侧的压缩腔形成一封闭空间。因此，如图9A所示，偏心套200和止挡销300处于其彼此保持预定间隔的位置处。
另一方面，在流入压缩腔的气态制冷剂含有预定量的液态制冷剂、油、或其它杂质的情况下，压缩腔的压力会异常升高，因此由于压缩腔的压力，回转涡卷体6趋向于沿半径方向向后运动。这种向后运动的趋势被传递给插入回转涡卷体6的突出部分6b的偏心套200。如图9B所示，偏心套200沿逆时针方向与止挡销300一起旋转。当止挡销300在一限定范围内旋转而闩定在设置在曲轴100的驱动销部110上的止挡挡面130的D状表面时，进一步转动被限制从而阻止偏心套200和回转涡卷体6的径向向后运动。
此时，回转涡卷体6的环带6a与固定涡卷体7的环带7a分开偏心套200与回转涡卷体6一起沿半径方向向后运动的距离那么远。结果是，当压缩腔打开时，压缩气体从压力高的压缩腔HR流入压力低的压缩腔LR。然后，回转涡卷体6的环带6a恢复到初始状态，以防止压缩腔的压力过高。
以这种方式，当止挡销300设置在与曲轴100的驱动销部110直接接触的范围之内时，如图7所示，曲轴100的直径D2对相同偏心套200的截面区域显著减小。因此，曲轴100外周面和主机架2的通孔的相应内周面之间的支承表面的面积减少了，结果是该支承表面上产生的摩擦损失也减小到最小。另外，由于曲轴100的直径D2变小了，曲轴所需的材料成本也降低了。
同时，虽然图中没有显示，止挡销可以插装到驱动销部的内周表面。在这种情况下，优选地，一止挡插槽形成在驱动销部的上端，并且止挡挡面在回转涡卷体的向后方向上以拐角形成D的形状，使得在压缩机正常操作时略微分离而在诸如过度压力操作等非正常操作时在与偏心衬套一起转动的同时沿半径方向向后运动的止挡销闩定到止挡插槽一侧的内周面上。在这种情况下，由于与上述实例相比曲轴的直径可以做得更小，所得到的诸如摩擦损失减小以及制造成本降低等操作效果当以增加两倍。
如上所述，依据本发明的涡旋压缩机的半径适应性结构构作成，使得偏心套插在曲轴的驱动销部的外周表面和与之连接的涡卷体突出部分的内周表面之间，从而被可旋转和偏心地连接到曲轴，限制偏心套的径向运动的止挡销被插在曲轴的前端表面和偏心套一侧的对应表面之间，抵靠于止挡销的外周表面、用于将偏心套连同涡卷体的半径运动限制在预定范围内的止挡挡面在涡卷体的向后方向上以拐角形成在一平面凸块上，从而使止挡销与曲轴的驱动销部接触。因此，由于曲轴的直径减小了，曲轴和在径向上支持曲轴的主机架之间的支承面积也减小了。因此，支承表面上发生的摩擦损失降低，并且曲轴的生产成本也降低。
虽然本发明可以体现为多种形式而不背离其本质和基本特征，需要理解的是：上述的实施例不会被任何前述的细节所限制，除非另外指出，应该被广泛地解释在其本质和后附的权利要求的范围之内，因此所有在权利要求的要求和范围之内，或与要求和范围相等的变化和修改，会被包含在附后的权利要求之内。

Claims (3)

1.一种径向顺从涡旋压缩机，两个具有螺旋式环带的涡卷体相互接合，两个涡卷体中的其突出部分偏心地连接到于曲轴的前端面上形成的驱动销部的回转涡卷体进行回转运动以形成其位置在两个环带之间连续移动的多个压缩腔，连接于曲轴的回转涡卷体可在预定范围内沿径向向后运动以使两个涡卷体的环带彼此分离并随后返回到正常状态，从而形成压缩腔，其特征在于，
一偏心套，位于曲轴驱动销部的外周表面和与之连接的回转涡卷体的突出部分的内周表面之间，以便可旋转地并偏心地连接到曲轴上，偏心套上形成有驱动销连接孔和止挡销连接孔，驱动销部插进驱动销连接孔，止挡销连接孔与驱动销连接孔相邻并相通；
止挡销，插入止挡销连接孔中，使止挡销的部分外周表面被装进驱动销连接孔中；以及
止挡挡面，形成在驱动销部的外周表面上，当压力腔中的压力异常增大时，止挡挡面与止挡销被装入驱动销连接孔中的部分外周表面接触，从而限制偏心套的旋转运动，使偏心套连同回转涡卷体的径向向后运动限制在一预定范围内。
2.如权利要求1所述的径向顺从涡旋压缩机，其特征在于，驱动销部的止挡挡面形成为D截面形状，使得止挡销在向后方向上可滑动地并线性地闩定其上。
3.如权利要求2所述的径向顺从涡旋压缩机，其特征在于，用于弹性支撑其偏心套始终进行回转运动的弹性元件设置在止挡挡面和对应的止挡销之间。
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