CN1267646C - 涡旋式压缩机的防真空装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡旋式压缩机的防真空装置包括：在固定涡壳的一侧形成一个腔，在腔的内圆周表面的特定部分分别形成有一个与吸入压力区相通的吸入压力孔、一个与中间压力区相通的中压孔、一个与排放压力区相通的泄压孔；一个安装在腔内的开闭体，它在中间压力区的气体压力和弹簧弹力的作用下，可选择地连通泄压孔和吸入压力孔；一个气体泄漏防止单元，它通过减少腔内壁设置泄压孔一侧与开闭体之间的间隙来防止压缩机正常运行时气体泄露。

Description

涡旋式压缩机的防真空装置

技术领域

本发明涉及一种涡旋式压缩机和一种涡旋式压缩机的防真空装置，更具体地讲，涉及一种在发生如停机或膨胀阀堵塞等不正常运转情况时，能够通过使排放压力侧气体流回吸入压力侧来防止压缩机被抽成真空的涡旋式压缩机和涡旋式压缩机的防真空装置。

背景技术

一般来说，将机械能转换成压缩流体的潜能的压缩机分成往复式压缩机、涡旋式压缩机、离心式压缩机和叶片式压缩机。

在它们中，与离心式压缩机或叶片式压缩机一样，涡旋式压缩机具有利用一个转子吸入、压缩和排放气体的结构，而与利用活塞线性往复运动的往复式压缩机不同。

图1示出传统涡旋式压缩机内部的纵剖视图。

如图所示，传统涡旋式压缩机包括：一个带有气体吸入管SP和气体排出管DP的外壳1，分别安装在外壳1内圆周表面的上、下侧的主框架2和辅助框架(未示出)，连接在驱动电机3的中心部分以传送驱动电机3的旋转力的旋转轴4，可偏心旋转地安装在旋转轴4的上部并在其上部具有渐开线形状的涡卷5的回转涡壳5，以及固定涡壳6，该固定涡壳6具有渐开线形状的涡卷6以通过与回转涡壳5配合，而形成多个压缩空间。

外壳1内部借助于一个高低压分离板7分为一个吸入压力区S1和一个排放压力区S2，一个中间压力区S3与压缩空间P相连通。

一个气体吸入孔6b和一个气体排出孔6c分别在固定涡壳6的侧面和中心部形成，一个单向阀8安装在固定涡壳6的上部，以防止排放的气体回流。

主框架2和辅助框架通过常用的固定方法如焊接而固定在外壳1的内圆周表面上，固定涡壳6借助于常用的固定元件如螺钉而安装在高低压分离板7的下表面上。

在停机或膨胀阀堵塞的情况下，压缩机的吸入压力区S1处于高真空状态，此时，压缩机的一部分可能被损坏，为了防止这个问题，在传统技术中提供了一个防真空装置20。

图2是示出在普通涡旋式压缩机正常运转时防真空装置运行的纵剖视图，图3是示出在普通涡旋式压缩机不正常运转时防真空装置运行的纵剖视图，而图4是沿着图2中线A-A截取的剖视图。

参照图2和图3，防真空装置20这样构成，即在固定涡壳6的一侧形成一个腔10，在腔10的上表面形成与排放压力区S2相连通的泄压孔11。

在腔10的下表面形成一个与中间压力区S3相连通的中压孔12。一个带有一个吸入压力孔13的塞子14由固定销15固定在腔10的开口部分一侧。吸入压力孔13和泄压孔11相通。

一个开闭体(open and shut member)17可移动地安装在腔10的内部，以便可选择地连通泄压孔11和吸入压力孔13。

一个弹簧16安装在腔10的开口部分一侧以限制开闭体17的运动，并为开闭体17提供弹力。

下面来说明上面所描述的传统涡旋式压缩机的运转情况。

首先，在给驱动电机3供能时，驱动电机3使得旋转轴4转动，此时，与旋转轴4耦合的回转涡壳5以一偏心距运转。

此时，随着回转涡壳5根据其连续轨道运动而逐渐运行到固定涡壳6的中心，在回转涡壳5的涡卷5和固定涡壳6的涡卷6间形成的多个压缩空间P的容积减少。

由于压缩空间P的容积持续减少，使得在吸入压力区1中的气体通过吸入孔6吸入压缩区P，吸入的气体通过排放孔6c排到排放压力区S2。

压缩机正常运行时，因为中间压力(中间压力区的压力)强于弹簧16的弹力，开闭体17克服弹簧16的弹力而关闭(密封)泄压孔11；相反地，如果压缩机不正常运行时，因为中间压力小于弹簧16的弹力，开闭体17顺着弹簧的弹力而打开泄压孔11，此时，泄压孔11和吸入压力孔13连通。

当泄压孔11和吸入压力孔13彼此连通时，排放压力区S2中的气体通过泄压孔11和吸入压力孔13回流到吸入压力区1，以防止压缩机被抽成真空。

在传统涡旋式压缩机中，如图4所示，为了使开闭体17能够平滑地滑动，在腔10的内壁和开闭体17的外圆周表面之间形成一个小间隙t(更确切地说，在腔内壁的上表面和开闭体的上表面之间形成一个间隙)。

通常间隙t的尺寸要小到能使开闭体17能够在腔10中滑动，且当开闭体17关闭泄压孔11时使气体不会通过泄压孔11泄漏。

间隙t越小，气体堵塞越有效，但开闭体不能平滑地运行。同时，间隙t越大，越多的气体会泄漏，而开闭体能够平滑地运行。这样，考虑到开闭体17，间隙t在一个公差限定范围内设计和形成。

然而，现有技术中，当压缩机正常运行时，开闭体17被排放压力区S2的气体压力向下压，此时，开闭体17的下表面紧紧地贴在腔10内壁的下表面上，同时开闭体17的上表面同样地与内壁的上表面分离，即间隙t尺寸增大到超过了公差限定范围。

随着间隙尺寸增大，排放压力区的气体部分通过间隙泄漏到吸入压力区，导致压缩机的压缩效率下降。

另外，在现有技术中，为了解决这些问题，在设计和形成间隙时，精度要求很高，制造成本高，生产率降低。

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和一种涡旋式压缩机的防真空装置，当压缩机正常运行时，通过从开闭体的下侧提供一个中间压力区的气体压力，使开闭体的上表面和腔内壁的上表面之间的间隙最小来提高压缩机的压缩效率，同时解决现有技术中气体通过间隙泄漏的问题。

本发明的另一个目的是提供一种涡旋式压缩机和一种涡旋式压缩机的防真空装置，通过给间隙提供一个宽的公差限定范围来提高设计和制造间隙的自由度，从而能够相当大地减少设计和制造的费用。

为了实现上述和其它优点，且根据本发明的目的，如在此具体广泛地描述的，提供了一种涡旋式压缩机的防真空装置，包括：形成在固定涡壳的一侧并且在其内圆周表面的特定部分具有吸入压力孔、中压孔、泄压孔的腔，以便与吸入压力区、中间压力区和排放压力区相连通；在腔内安装一个开闭体，该开闭体借助于中间压力区的气压与弹簧的弹力可选择地使泄压孔与吸入压力孔彼此相通；以及形成在开闭体的面向中压孔的下表面处的一个压缩气体接收部，以接收中间压力区的压缩气体的一部分。

从下面结合附图对本发明的详细描述中，可以更清楚地理解本发明前述和其它的目的，特点，构造和优点。

附图说明

包括在内以提供本发明进一步理解并合并于此构成本说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，与描述一起用来解释本发明的原理。

图中：

图1是示出传统涡旋式压缩机内部的纵剖视图；

图2是示出图1中涡旋式压缩机正常运行时防真空装置运行的纵剖视图；

图3是示出图1中涡旋式压缩机不正常运行时防真空装置运行的纵剖视图；

图4是沿着图2中的线A-A截取的剖视图；

图5是根据本发明第一实施例的涡旋式压缩机的部分纵剖视图；

图6是示出图5中涡旋式压缩机的防真空装置的分解透视图；

图7是示出压缩机正常运行时防真空装置运行的纵剖视图；

图8是示出压缩机不正常运行时防真空装置运行的纵剖视图；

图9是根据本发明第二实施例的涡旋式压缩机的分解透视图；

图10是示出图9中涡旋式压缩机正常运行时防真空装置运行的纵剖视图；

图11是示出根据本发明第三实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的分解透视图；

图12是示出根据本发明第四实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的纵剖视图；

图13是示出根据本发明第五实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的分解透视图；以及

图14是示出根据本发明第五实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的纵剖视图。

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本发明的优选实施例。

图5是示出根据本发明第一实施例的涡旋式压缩机的一部分的纵剖视图，图6是示出图5中涡旋式压缩机的防真空装置的分解透视图，图7是示出压缩机正常运行时防真空装置运行的纵剖视图，图8是示出压缩机不正常运行时防真空装置运行的纵剖视图。

如图5至图8所示，涡旋式压缩机包括：一个外壳1，它被分成一个用于吸入气体的吸入压力区S1和一个用于排出气体的排出压力区S2；一个固定安装在外壳1内部的固定涡壳6；一个与固定涡壳6配合以形成一个与内部中间压力区S3相通的压缩空间P的回转涡壳5，它以轨道运行方式可偏心运动地连接到外壳1内的驱动电机3的旋转轴4上，以吸入、压缩和排出气体；以及在固定涡壳6的一侧安装的防真空单元100。

详细地说，外壳1被高低压分离板7分成一个吸入压力区S1和一个排放压力区S2，在外壳1吸入压力区S1一侧形成一个气体吸入管SP(参见图1)，在外壳1排放压力区S2一侧形成一个气体排放管DP。

可偏心旋转地安装在旋转轴4的上端的回转涡壳5在其上部具有一个渐开线形状的涡卷5a；而连接到回转涡壳5上的固定涡壳6在其下部具有一个渐开线形状的涡卷6a。

在固定涡壳6的侧面和中心部分形成一个气体吸入孔6b和一个气体排出孔6c，在固定涡壳6的上表面装有一个单向开闭体(参照图1)，以防止排出气体回流。

如上所述，在停机或膨胀阀堵塞等情况下，压缩机的吸入压力区S1处于高真空状态，此时，压缩机的一部分可能被破坏，为了解决这个问题，在固定涡壳6上安装一个防真空装置100。

防真空装置100这样构成，即在固定涡壳6的一侧形成一个腔10，在腔10的上表面形成一个与排放压力区S2相连通的泄压孔11，在腔10的下表面形成一个与中间压力区S3相连通的中压孔12，在腔10的开口侧通过一个固定销15固定一个带有吸入压力孔13的塞子14，吸入压力孔13与泄压孔11相连通。

一个开闭体17可移动地安装在腔10的内部以可选择地连通泄压孔11和吸入压力孔13。

弹簧16安装在腔10的开口侧，以限制开闭体17的运动，并向开闭体17施加一个弹力。

下面来详细地描述本发明特有的构造。

压缩机正常运转时，排放压力区S2的压力增大，从而腔10的开闭体110通过与排放压力区2相连通的泄压孔11被向下压。

此时，通过将开闭体110附着到腔10内壁的上表面上而使得间隙t在公差范围内最小，从而有效地防止气体通过间隙t泄漏。

更详细地说，如图7和图8所示，在开闭体110的下表面形成一个凹入的压缩气体接收部111，该压缩气体接收部111向腔10的内部敞开(即朝向固定涡壳的中心)。

至于压缩气体接收部111，它基于开闭体110的垂直中心线L偏向中间压力区S3形成，并靠近腔10的内壁以形成一个密闭空间。

压缩气体接收部111的气体加压区优选地比中压孔12宽地形成。

这是因为让压缩气体尽可能地保留在压缩气体接收部111的密闭空间内，压缩气体压力增加，使得开闭体110可以更紧地关闭泄压孔11。

在本发明中，为了使开闭体110紧紧地附着在泄压孔11上，除了这种在开闭体110的下部形成一个压缩气体接收部111结构外，也采用另一种结构。

也就是说，在开闭体110的上表面形成一个吸入气体接收部112。吸入气体接收部112的气体加压区优选地形成为比压缩气体接收部111的小。

对于吸入气体接收部112，它基于开闭体110的垂直中心线L向吸入压力区S1倾斜地形成，并向腔10的外部敞开(即朝向固定涡壳的外圆周)。

下面来说明吸入气体接收部112的运行情况。

当压缩机正常运行时，压缩空间的压力引入中压孔12，移对开闭体110加压，此时，开闭体110克服弹簧16的弹力可滑动地关闭泄压孔11。

当开闭体110关闭泄压孔11时，排放压力施加到靠近泄压孔11的部分上以及泄压孔11上。

然而，在开闭体110的上表面上形成吸入气体接收部112的情况下，吸入压力施加到吸入气体接收部112，而排放压力部分吸入压力抵消，导致中间压力相对来说比排放压力更高，并因此，开闭体110紧紧地关闭泄压孔11。

如图6所示，压缩机正常运行时，开闭体110的整个上表面除吸入气体接收部112之外的部分112a关闭泄压孔11。此时，优选的是泄压孔11定位在该部分112a的正中间。

如果泄压孔11没有在该部分112a的正中间定位，排放压力仅集中在该部分112a的一侧，则降低了密封效果。

对此，为了不使得开闭体110在腔10内任意旋转，腔10和开闭体110优选地形成为在垂直投影时为非圆形或矩形形状。

图9是根据本发明第二实施例的涡旋式压缩机的分解透视图，而图10示出图9中涡旋式压缩机正常运行时防真空装置运行的纵剖视图。

如图9和图10所示，根据本发明第二实施例的防真空装置200如此构成，即在吸入气体接收部112的底部形成一个倾斜运动防止凸起112b，且在压缩机正常运行时，泄压孔11定位在倾斜运动防止凸起112b上表面的正中间。

以这种方式，作用到开闭体110下部的中间压力和作用到开闭体110的上部的排放压力的合力作用于同一垂直中心线，因此，防止了开闭体110的倾斜运动。

图11是示出根据本发明第三实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的分解透视图。

如图所示，根据本发明第三实施例的防真空装置300包括一个引导槽121和一个引导轨120，它们一般分别设置在腔10的内壁和开闭体110的外表面，以防止开闭体110平滑地滑动和倾斜运动。

在此方面，相反，引导轨120也可以被安装在腔10的内壁，而引导槽121也可以设置在开闭体110的外表面上。

图12是示出根据本发明第四实施例的涡旋式压缩机的防真空装置400的纵剖视图。

如图所示，根据本发明第四实施例的防真空装置构造成中压孔12和泄压孔11定位在相同垂线上，以使每个合力作用在同一垂直中心线上，因而防止了开闭体的倾斜运动。

图13是示出根据本发明第五实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的分解透视图，图14是示出根据本发明第五实施例的涡旋式压缩机的防真空装置的纵剖视图。

如图所示，根据本发明第五实施例的防真空装置500包括：在固定涡壳6的上表面形成的腔510，该腔在其一侧具有与吸入压力区S1相连通的吸入压力孔13，在其另一侧具有与中间压力区S3相通的中压孔12；一个盖子530，其连接在固定涡壳6的上表面处，以覆盖腔510，并具有在其中心部分形成的与排出压力区S2相连通的泄压孔11；开闭体520，其借助于弹簧16可弹性移动地安装在腔10内，以便可选择地使泄压孔11和吸入压力孔13彼此相连通；以及在开闭体520面向中压孔12的下表面形成的压缩气体接收部521。

在开闭体520面向泄压孔11的上表面形成一个吸入气体接收部522。压缩气体接收部521形成为凹进部。

随着螺钉B啮合到孔540和配合孔550中，盖子被固定在固定涡壳6的上表面。

下面来说明涡旋式压缩机和防真空装置的运行及效果。

简单地说，压缩机的运行情况如下，回转涡壳5借助驱动马达3转动，把吸入压力区S1的气体吸入压缩空间P，在压缩空间P压缩气体，并把压缩后的气体排到排放压力区S2。

防真空装置100的运行情况是这样的，在压缩机正常运行时，由于中间压力区S3的压力大于弹簧16的弹力，开闭体110克服弹簧16的弹力而关闭泄压孔11。

相反，如图8所示，在压缩机不正常运行时，因为中间压力小于弹簧16的弹力，开闭体110顺着弹簧的弹力打开泄压孔11，此时，泄压孔11与吸入压力孔13相连通。

由于泄压孔11和吸入压力孔13彼此相连通，排放压力区S2的气体通过吸入压力孔13流回到吸入压力区1，以防止压缩机处于真空。

在本发明中，在开闭体110关闭泄压孔11情况下，排放侧的的压力施加到与泄压孔11相邻的部分上以及泄压孔11上。

此时，由于在开闭体110的上表面形成一个吸入气体接收部111，吸入侧压力施加到吸入气体接收部111。因此，排放侧压力被吸入侧压力部分抵消。同时，汇集到压缩气体接收部111的压缩气体的压力，把开闭体110向上压。

得益于这样运行，中间压力大于排放压力，从而开闭体110可以紧紧地关闭泄压孔11，因而不会泄露气体。

如上所述，本发明的涡旋式压缩机和涡旋式压缩机的防真空装置具有如下优点。

即，通过利用中间压力区的压力使腔和开闭体之间的间隙减至最小，以便在压缩机正常运行时，可以有效地防止气体从间隙泄漏。这样，压缩机的压缩效率得到提高。另外，设计和制造间隙的公差限制范围被加宽，制造费用极大地减少，生产率得到提高。

在不离开本发明的精髓和实质特征的情况下，本发明可以以各种方式实施，还应理解，除其它特殊情况，上述实施例不由前述说明的任何细节所限制，而是应在权利要求定义的精神和范围内广泛理解。因此，落入权利要求所限定的所有变化和修改都会由所附的权利要求涵盖。

Claims (17)

1.一种涡旋式压缩机的防真空装置，包括：

在固定涡壳的一侧形成的腔，在腔的内圆周表面的特定部分处具有吸入压力孔、中压孔、和泄压孔，以便与吸入压力区、中间压力区和排放压力区相连通；

安装在腔内的开闭体，它借助于中间压力区的气体压力和弹簧弹力，可选择地使泄压孔和吸入压力孔彼此相连通；以及

在开闭体的面向中压孔的下表面形成的作为压缩气体接收部的凹进部，以接收中间压力区的压缩气体的一部分。

2.如权利要求1所述的防真空装置，其中，压缩气体接收部的气体加压区形成为比中压孔大。

3.如权利要求1所述的防真空装置，其中，压缩气体接收部向腔内敞开。

4.如权利要求1所述的防真空装置，其中，压缩气体接收部基于开闭体垂直中心线偏向吸入压力区的方向定位。

5.如权利要求1所述的防真空装置，其中，压缩气体接收部接近腔内壁形成一个密闭空间。

6.如权利要求1所述的防真空装置，其中，吸入气体接收凹进部在开闭体的上表面形成。

7.如权利要求6所述的防真空装置，其中，吸入气体接收凹进部的气体加压区小于压缩气体接收部的气体加压区。

8.如权利要求6所述的防真空装置，其中，吸入气体接收凹进部基于开闭体垂直中心线向吸入压力区的方向倾斜定位。

9.如权利要求6所述的防真空装置，其中，吸入气体接收凹进部向腔的外面敞开。

10.如权利要求6所述的防真空装置，其中，在压缩机正常运转时泄压孔定位在开闭体整个上表面的吸入气体接收凹进部以外部分的正中心。

11.如权利要求6所述的防真空装置，其中，在吸入气体接收凹进部的底部形成一个倾斜运动防止凸起。

12.如权利要求11所述的防真空装置，其中，在压缩机正常运行时，泄压孔定位在倾斜运动防止凸起的正中心。

13.如权利要求1所述的防真空装置，其中，在腔的内壁和开闭体的外表面中的一个上形成一个引导轨，而在腔的内壁和开闭体的外表面中的另一个上形成一个引导槽。

14.如权利要求1所述的防真空装置，其中，中压孔和泄压孔设置在同一垂直线上。

15.一种防真空装置，包括：

在固定涡壳的上表面形成一个腔，该腔在一侧形成一个与吸入压力区相连通的吸入压力孔，在另一侧形成一个与中间压力区相通的中压孔；

一个盖子，其连接到固定涡壳的上表面，以覆盖腔，并具有在其中央形成的一个与排放压力区相连通的泄压孔；

一个开闭体，其借助于弹簧可弹性移动地安装在腔内，以便可选择地开闭泄压孔和吸入压力孔；以及

在开闭体面向中压孔的下表面形成的作为压缩气体接收部的凹进部。

16.如权利要求15所述的防真空装置，其中，吸入气体接收部在开闭体面向泄压孔的上表面上附加地形成。

17.如权利要求15所述的防真空装置，其中，盖子由螺钉接合。

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