CN1246590C - 涡旋式压缩机的防真空装置 - Google Patents

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Abstract

一种涡旋式压缩机的防真空装置，包括：一个腔室，形成在固定涡盘一侧，在其内环面上具有一个吸气孔、一个压缩孔和一个排气孔；一个开/关构件，安装在腔室中，其外环面上具有密封油凹槽，用于选择性地连通排气孔和吸气孔；以及一个弹性构件，安装在腔室中，用于向开/关构件提供弹力。该装置通过有效地防止泄漏气体，提高压缩机的压缩效率，并通过改进间隙设计、增大间隙的公差极限范围，降低制造成本。

Description

涡旋式压缩机的防真空装置
发明领域
本发明涉及一种涡旋式压缩机，更具体地是涉及一种涡旋式压缩机的防真空装置，在诸如泵停止或者膨胀阀堵塞等异常驱动时，排气区的气体流回吸气区，从而防止压缩机产生真空。
背景技术
通常，压缩机是一种将机械能转变为压缩流体潜能的设备，按照压缩方式，大致可分为往复式压缩机、涡旋式压缩机、离心式压缩机和叶片式压缩机等。
涡旋式压缩机与离心式和叶片式压缩机一样，具有利用旋转体吸气、压缩以及排放的结构，而与利用活塞线性往复运行的往复式压缩机不同。
图1是传统涡旋式压缩机内部的纵向剖视图。
如图所示，涡旋式压缩机包括：外壳1，分成吸气管SP和排气管DP；主机架2和次机架(图中未显示)，分别安装在外壳1内环面的上部和下部的两侧；驱动电机3，安装在主机架2和次机架之间；旋转轴4，联接在驱动电机3的中心部分，用于传递驱动电机3的旋转力；环行涡盘5，安装在旋转轴4上部以偏心旋转，其上部具有渐开线形卷片5a；以及固定涡盘6，与环行涡盘5配合，具有渐开线形卷片6a，以便在其中形成多个压缩空间P。
外壳1被一个高低压隔盘7分成吸气区S1和排气区S2，在一个和压缩空间P相通的位置上形成压缩区S3。
在固定涡盘6的侧表面和中心部分分别有进气口6b和出气口6c，在固定涡盘6的上表面安装了一个防止排出气体倒流的单向阀8。
主机架2和次机架通过诸如焊接的固定方式固定在外壳1内环面，固定涡盘6也通过诸如螺栓的固定方式固定在高低压隔盘7的下表面上。
同时，倘若泵停止或者膨胀阀堵塞，压缩机的吸气区S1成为高真空状态。此时，相应的压缩机部件就可能被损坏。
为防止这种情况发生，传统技术中提供一种防真空装置20。
图2是图1中的防真空装置20正常驱动时运行的纵向剖视图；图3是图1防真空装置20异常驱动时运行的纵向剖视图；图4是沿图2中的A-A线截开得到的剖面图。
参看图2和图3，防真空装置20包括：一个在固定涡盘6一侧形成的腔室10；以及一个与腔室10上表面上的排气区S2相通的排气孔11。
在腔室10的底表面上有一个与压缩区S3相通的压缩孔12；具有吸气孔13的插塞14用固定插销15固定在腔室10的开口部分，吸气孔13与排气孔11相通。
一个开/关构件17可移动地安装在腔室10中，用于选择性地连通排气孔11和吸气孔13。
弹簧16安装在腔室10的开口部分，用于限制开/关构件17的移动以及向其提供弹力。
下面说明传统涡旋式压缩机的运行。
首先，供电给驱动电机3，驱动电机3使得旋转轴4旋转，与旋转轴4联接的环行涡盘5旋转偏心的距离。
此时，在环行涡盘5的卷片5a和固定涡盘6的6a之间形成多个压缩空间P，随着环行涡盘5的反复环行运动，逐渐向固定涡盘的中心移动，从而压缩空间的容积减小。
由于压缩空间P的容积不断减小，吸气区S1的气体通过进气口6b吸入压缩空间P，通过出气口6c被排出至排气区S2。
当压缩机正常驱动时，压缩区的压力大于弹簧16的弹力，使得开/关构件17克服弹簧16的弹力，关闭排气孔11。
然而，当压缩机异常驱动时，压缩区的压力小于弹簧16的弹力，使得开/关构件17由于弹簧16的弹力的推动，打开排气孔11。此时，排气孔11与吸气孔13相互连通。
由于排气孔11与吸气孔13相互连通，排气区S2的气体通过排气孔11与吸气孔13流回吸气区S1，从而避免压缩机的真空。
如图4所示，在传统涡旋式压缩机中，在腔室10的内壁与开/关构件17的外环面之间有微小的间隙t，以促进开/关构件17平滑移动。
通常，该间隙制造为使得开/关构件17能够在腔室10中滑动的最小尺寸，同时足以在开/关构件17关闭排气孔11时不让气体通过排气孔11泄露的微小尺寸。
当间隙t变小，气体密封效果更好，而开/关构件17的移动不平滑。与此相反，当间隙变大，气体泄漏增加，而开/关构件17的移动平滑。因此，考虑到开/关构件17的移动，在公差极限范围内设计和制造间隙t。
然而，按照传统技术，当压缩机正常驱动时，开/关构件17受到排气区S2气压的向下的压力。此时，开/关构件17的底面紧贴在腔室10的内部底面上，而开/关构件17的上表面与腔室10的内部上表面分开得更大。即，间隙t大于公差极限范围。
当间隙t变大，排气区的部分气体通过间隙泄漏到吸气区，从而降低了压缩机的压缩效率。
此外，在传统技术中，由于在设计和制造间隙时要求间隙非常微小，需要很高的成本，并降低了生产率。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种涡旋式压缩机的防真空装置，其中在关闭排气孔的开/关构件外环面上有一个密封油凹槽，总有油保留在密封油凹槽中以充满漏气孔(即间隙)，从而在压缩机正常驱动时有效地防止气体泄漏。
本发明的另一个目的是提供一种涡旋式压缩机的防真空装置，在腔室和开/关构件之间形成间隙时，其间隙的公差极限范围较宽，从而提高设计和制造间隙的自由度并降低制造成本。
为了达到本发明的这些以及其它目的，正如在此具体表达以及广义描述的，本发明提供一种涡旋式压缩机的防真空装置，包括：一个腔室，形成在固定涡盘一侧，在其内环面上具有一个吸气孔、一个压缩孔和一个排气孔；一个开/关构件，安装在腔室中，其外环面上具有密封油凹槽，用于选择性地连通排气孔和吸气孔；以及一个弹性构件，安装在腔室中，用于向开/关构件提供弹力。
结合附图，从下述的本发明的详细说明中，本发明前述及其它的目的、特征、各个方面以及优点将更加显而易见。
附图简述
所包括的附图构成说明书的一部分，使得可以更深入地理解本发明，说明本发明的实施例，同时解释本发明的原理。
图中：
图1是传统涡旋式压缩机内部的纵向剖视图；
图2是图1防真空装置正常驱动运行时的纵向剖视图；
图3是图1防真空装置异常驱动运行时的纵向剖视图；
图4是沿图2中的A-A线截开得到的剖面图；
图5是按照本发明的涡旋式压缩机的纵向剖视图；
图6是图5压缩机正常驱动时防真空装置运行的纵向剖视图；
图7是显示图6中间隙密闭状态的放大图；
图8是沿图6中的B-B线截开得到的剖面图；
图9是图5压缩机异常驱动时防真空装置运行的纵向剖视图；
图10是按照本发明另一个实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的纵向剖视图。
优选实施例详述
下面将详细说明本发明优选的实施例，说明的例子在附图中阐释。
下面，参照附图说明按照本发明一个优选实施例的涡旋式压缩机的防真空装置。
图5是按照本发明的涡旋式压缩机的纵向剖视图；图6是图5压缩机正常驱动时防真空装置运行状态的纵向剖视图；图7是显示图6中间隙密闭状态的放大图；图8是沿图6中的B-B线截开得到的剖面图；图9是图5压缩机异常驱动时防真空装置运行状态的纵向剖视图。
如图所示，按照本发明一个优选实施例的涡旋式压缩机的防真空装置50包括：一个腔室51，形成在固定涡盘6一侧，在其内环面上具有一个吸气孔55、一个压缩孔57和一个排气孔56；一个开/关构件52，安装在腔室51中，其外环面上具有密封油凹槽58，用于选择性地连通排气孔56和吸气孔55；以及一根弹簧53，安装在腔室51中，用于向开/关构件52提供弹力。
安装防真空装置50是为了解决在泵停止或者膨胀阀堵塞时产生真空的问题。
更明确地，防真空装置50包括：一个腔室51，形成在固定涡盘6一侧；以及一个排气孔56，与腔室51上表面上的排气区S2连通。
一个压缩孔57，与压缩区S3连通，形成在腔室51的底表面上；一个插塞54，具有吸气孔55，用固定插销54a固定在腔室51的开口部分，吸气孔55与排气孔56相通。
一个开/关构件52，可移动地安装在腔室51中，用于选择性地连通排气孔56和吸气孔55。
弹簧53安装在腔室10的开口部分，用于限制开/关构件52的移动以及向其提供弹力。
当压缩机正常驱动时，排气区S2的排放压力增加，腔室51中的开/关构件52通过与排气区S2相通的排气孔56受到向下的压力。此时，腔室51的内部上表面和开/关构件52的上表面之间的间隙t变大，从而产生通过间隙的气体泄漏并带来许多问题。
为解决所述问题，在防真空装置50中，关闭排气孔的开/关构件52外环面上有一个密封油凹槽58，总有油60注在密封油凹槽58中，从而有效地防止气体通过间隙t泄漏。
尽管密封油凹槽58有多种不同形状，优选的密封油凹槽具有一个半球形的纵向剖面，以便更多的油60能够保留在密封油凹槽58中。
在正常驱动时，穿过排气孔56的压力很高，所以排气孔56甚至必须施加相等的压力密闭以有效防止气体泄漏。
为此，在上述防真空装置中，密封油凹槽58形成在腔室51的内壁和开/关构件52之间接触部分的正中心(due center)。
在上述防真空装置中，密封油凹槽的宽度1可以与排气孔的宽度D相等，优选的是比其更大。
亦即，通过密封油凹槽58中注入的油60形成的宽度大于排气孔56的宽度，有效防止气体泄露。
图10是按照本发明另一个实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的纵向剖视图。
如图所示，按照本发明另一个实施例的防真空装置70中，在密封油凹槽58的两边预定距离上可形成多个密封油凹槽59。此时，各密封油凹槽58和59之间的预定距离L可以与排气孔的宽度D相等，而优选的是比其更大。
下面说明按照本发明的一个优选实施例的防真空装置的运行和效果。
如前所述，当被驱动电机3驱动旋转时，环行涡盘5在吸气区S1吸入气体，在压缩空间P中压缩这些气体，然后排放气体到排放区S2。
当压缩机正常驱动时，压缩区S3的压力大于弹簧53的弹力，使得开/关构件52克服弹簧53的弹力，关闭排气孔56。
与此相反，当压缩机异常驱动时，压缩区S3的压力小于弹簧53的弹力，使得开/关构件52被弹簧53的弹力的推动，打开排气孔56。此时，排气孔56与吸气孔55相互连通。
由于排气孔56与吸气孔55相互连通，排气区S2的气体通过排气孔56与吸气孔55流回吸气区S1，从而避免压缩机的真空。
如前所述，当压缩机正常驱动时，压缩空间P的压缩气体导入压缩孔57并施加到开/关构件52上。此时，开/关构件52克服弹簧53的弹力，从而关闭排气孔56。
在开/关构件52关闭排气孔56的状态下，排气压力不但施加到排气孔56上，而且也施加到相邻的各个部分上。
传统技术中，由于排气压力产生间隙t，排气区的气体通过间隙t泄漏。
按照本发明的一个优选实施例的防真空装置中，开/关构件52外环面上形成密封油凹槽58，以防止气体泄漏，并且总有油60注在密封油凹槽58中，使得油60密封间隙t，从而有效地防止气体泄漏。
如前所述，在正常驱动时，本发明有效地防止气体从间隙泄漏，从而提高压缩机的压缩效率。此外，改进了设计并且增大间隙的公差极限范围，从而降低制造成本，提高生产率。
由于在不背离本发明的精神或实质特征的情况下有多种具体表现形式，所以除非另有说明，应当理解上述实施例不局限于前述说明的任何细节，而应在权利要求中规定的精神和范围之内广义地解释。因此，在权利要求的范围之内的所有改变、修改或者替换，都被权利要求覆盖。

Claims (9)

1.一种涡旋式压缩机的防真空装置，包括：
一个腔室，形成在固定涡盘一侧，在其内环面上具有一个吸气孔、一个压缩孔和一个排气孔；
一个开/关构件，安装在所述腔室中，其外环面上具有密封油凹槽，用于选择性地连通排气孔和吸气孔；以及
一个弹性构件，安装在所述腔室中，用于向所述开/关构件提供弹力。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封油凹槽形成在腔室的内壁和开/关构件之间接触部分的正中心。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述密封油凹槽的两边预定距离上形成多个密封油凹槽。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在正常驱动时，所述排气孔位于腔室的内壁和开/关构件之间接触部分的正中心。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封油凹槽的宽度大于所述排气孔的宽度。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封油凹槽的宽度等于所述排气孔的宽度。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封油凹槽具有一个半球形的纵向剖面。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在正常驱动时，油注在所述密封油凹槽中以密封腔室内壁与开/关构件之间的间隙。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹性构件是弹簧。
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