CN1270103C - 用于具有真实蜗壳形状的离心式压缩机的模铸压缩机壳体 - Google Patents

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Abstract

一种模铸压缩机壳体包括：外壳(10)，它具有局部外圆周蜗壳壁部分(32)和第一突出部，第一突出部环绕在外壳内的中央孔周围，该中央孔与具有第一部分的插入物(12)配合，该插入物安装在外壳的中央孔内并且包括空气入口，该第一部分具有基本呈圆柱形的外壁。该插入物具有第二部分，它沿径向向外延伸并且包括配合的第二突出部并与第一突出部接合，从而形成内部圆周蜗壳壁部。后板(14)在邻近其外圆周处具有第三突出部，它安装在外壳内的间隙内并形成外圆周蜗壳壁部。第一突出部具有第一区域，第一区域与第二突出部上的第二区域接合，第一和第二区域相对基准面呈螺旋形上升，该基准面是在该外壳和该后板之间的并垂直于所述旋转轴线的接合平面(45)。上述间隙具有第三区域(76)，它与在第三突出部上的第四区域(74)隔开，第三和第四区域相对该基准面各自呈螺旋形下降。

Description

用于具有真实蜗壳形状的离心式压缩机的模铸压缩机壳体
技术领域
本发明总体来说涉及用于离心式压缩机的铸造压缩机壳体。具体而言，本发明提供了一种模铸件和用来形成壳体的方法，该壳体具有压缩机出口的真实蜗壳形状。
背景技术
用于径向式压缩机的壳体一般是铸铝零件，这些零件使用砂型铸造或者P模(P-mold)技术来制造，因为在压缩机出口导管中需要蜗壳形状以得到气动性能。以前，不能采用拉模铸造，因为不能得到出口导管的真实蜗壳形状，这使气动性能恶化。
拉模铸造对于批量生产来讲是非常理想的方法，因为借助于模铸铝可以得到铸件的固有尺寸稳定性和再生产能力及材料性能。与其它技术相反，采用拉模铸造更加容易实现更小的误差和净形状要求。另外，与其它方法相比，拉模铸造提供了高得多的批量生产能力。因此，最好提供一种模铸压缩机壳体，而该壳体在出口导管中具有真实的蜗壳形状。
发明内容
本发明提供了一种用于压缩机叶轮的模铸压缩机壳体，该壳体包括：
外壳，它具有局部的外圆周蜗壳壁部和第一突出部，该第一突出部在该外壳内的一个中央孔的周围，该中央孔与该压缩机叶轮的旋转轴线共心；插入物，该插入物包括有基本上呈圆柱形的外壁的第一部分并且该插入物安装在该外壳的所述中央孔内并且包括空气入口，该插入物还具有第二部分，该第二部分相对所述旋转轴线从该第一部分起沿径向向外延伸并具有配合的第二突出部，所述第二突出部与所述第一突出部接合，从而形成内部圆周蜗壳壁部；后板，它在邻近外圆周部分处具有第三突出部，所述第三突出部安装在该外壳中的间隙内并且形成该外圆周蜗壳壁部；所述第一突出部具有第一区域，该第一区域与在该第二突出部上的第二区域接合，所述的第一区域和第二区域相对一个基准面呈螺旋形上升，该基准面是在该外壳和该后板之间的并垂直于所述旋转轴线的接合平面；所述间隙具有第三区域，所述第三区域与在该第三突出部上的第四区域间隔开，所述的第三区域和第四区域相对所述基准面呈螺旋形下降。
在上述模铸压缩机壳体中，该插入物的第二部分还包括用于扩散器的外壁，该后板包括从该第三突出部起径向向内的部分，该部分具有用于扩散器的内壁。此外，该插入物的第二部分还包括内蜗壳壁部。
最后，本发明还提供一种用于压缩机叶轮的模铸压缩机壳体，该壳体包括：外壳，它具有局部的外圆周蜗壳壁部和第一突出部，该突出部在该外壳内的中央孔的周围，所述中央孔与压缩机叶轮的旋转轴线共心；插入物，它包括具有基本上呈圆柱形的外壁的第一部分，所述插入物安装在该外壳的中央孔内并且包括空气入口，所述插入物还具有第二部分，该第二部分相对所述旋转轴线从第一部分起沿径向向外延伸并具有配合的第二突出部，所述第二突出部与所述第一突出部接合，从而形成了该内部圆周蜗壳壁部；后板，它在邻近外圆周部分处具有第三突出部，该第三突出部安装在该外壳中的间隙内并且形成外圆周蜗壳壁部；所述第一突出部具有第一区域，该第一区域与在第二突出部上的第二区域接合，所述的第一区域和第二区域相对一个基准面呈螺旋形上升，该基准面是在该外壳和该后板之间的并垂直于所述轴线的接合平面；所述间隙具有第三区域，该第三区域与在第三突出部上的第四区域间隔开，所述的第三区域和第四区域相对该基准面呈螺旋形下降，所述的第一区域和第二区域以15度的扇形从该基准面上升，该扇形具有如下的标称尺寸大小外形：2.3058367，2.2487189，2.1971003，2.1489188，2.1019247，2.0561804，2.0122484，1.9701912，1.9282589，1.8844519，1.8373953，1.7874015，1.735908，1.683789，1.630921，1.575178，1.513685，1.442944，1.361579，1.271528，1.178415，2.492125，2.427821，2.366891；而且，所述第四区域以相应的15度扇形从该基准面下降，该扇形具有如下的标称尺寸大小外形：1.9716285，1.9635045，1.9262592，1.8775153，1.8310211，1.7885889，1.7462192，1.6994750，1.6482939，1.5946131，1.5411823，1.4887514，1.436695，1.383139，1.325771，1.263154，1.195663，1.125359，1.052993，0.975253；所述的第三区域以与所述第四区域间隔开的关系进行下降。
附图说明
参照附图和详细描述，可以更加清楚地理解本发明的细节和特征，在附图中：
图1是在装配结构中的、图1的压缩机壳体的侧剖视图；
图2是在装配结构中的、图1的压缩机壳体的端视图；
图3是压缩机壳体的另一实施例的侧剖视图。
具体实施方式
本发明涉及径向式压缩机的壳体。该压缩机包括壳体的外壳10、入口和扩散器壁插入物12及后板14。压缩机壳体的出口连接件16被连接到发动机的进气管或者接受压缩空气的其它装置上。压缩空气通过入口18进入，最好参见图1。
除了空气入口之外，插入物12包括第一部分，该第一部分在邻近压缩机叶轮(未示出)处提供导入壁20，而该叶轮可以绕着轴线A进行旋转。插入物的第二部分提供了径向延伸的表面，该表面基本上垂直于叶轮的旋转轴线，从而形成了扩散器外壁24。第二部分还形成了蜗壳内壁部分26并且沿着第一突出部28延伸，以形成蜗壳内部圆周壁的一部分。插入物的第一部分基本上是具有台阶外表面的圆柱形状，在所示出的实施例中，该插入物的第一部分通过过盈配合安放在壳体外壳的中央孔30内，从而保持在相对于后板的插入位置上，而这些在后面将作更加详细的描述。该中央孔与旋转轴线共心，从而进行壳体的对准。
外壳提供了蜗壳的外壁32，并且在邻近和包围安装有插入物的该孔的位置上含有配合的第二突出部34，所述第二突出部接合第一突出部，从而形成了该蜗壳的内圆周壁部分的其余部分。
后板包括扩散器内壁36并且包括配合的第三突出部38，该第三突出部38构成了蜗壳的外圆周壁部分的一部分。第三突出部安放在外壳的间隙(relief)40中。对于附图中所示出的实施例来讲，外壳的边缘部分42在由数字45所示出的平面上接合后板的边缘部分44并且通过螺栓(未示出)或者其它连接装置(即V形带夹子、粘接剂等)来固定，该螺栓或其它连接装置安放在法兰柄舌(flange tangs)50的配合孔46中，最好参见图1或2。返回图1，机加工出后板和外壳的边缘部分的配合表面。外壳的边缘部分42包括倒角54，倒角54邻近后板上的槽56，该槽接合O形环或者金属密封58。孔60容纳着轴，该轴把压缩机叶轮(未示出)连接到它的电动回转装置如涡轮增压器透平或者机械/电驱动装置上。对于附图中所示出的实施例而言，后板包括密封区域和螺栓连接柄舌(tangs)，最好参见图1，从而把压缩机壳体连接到涡轮增压器的中心壳体上。
外壳、插入物和后板的整体组件形成完整的涡壳。作为示例，图1的下部(开始于左部并且顺时针方向运动)、后板上的第三突出部和邻近间隙的外壳形成了涡壳壁的圆周外部，而外壳本身形成了壁的外部，外壳上的第一突出部和插入物上的第二突出部形成了壁的内圆周部分，插入物的第二部分的延伸部分形成了壁的内部。
再参照图1，第一突出部和第二突出部终止于配合的第一区域70和第二区域72，第一区域和第二区域相对基准面呈螺旋形地上升，对于所示出的实施例而言，该基准面是外壳和后板之间的接合平面45。同样地，第三突出部和外壳上的间隙终止于接合的第四区域74和第三区域76，这些区域相对于该基准面呈螺旋形下降。用于第一突出部28、第二突出部34和第三突出部38的第一、第二、第三和第四区域及间隙的尺寸大小由图1的尺寸大小M、N和R来定义出，这些尺寸大小描绘为表1所示的实施例。表1的尺寸大小标准的扇形位置从图2所示的0度基准面增加15度。表1还用与第一突出部28和第二突出部34相应的D1和D2示出了突出部距离轴线A的径向尺寸大小，同时，B1和B2与第三突出部38相应。尺寸大小C1和C2与外壳中的第三区域76和间隙40的内圆周的径向尺寸大小相应。表1中的值没有量纲，使用图1所示的扩散器的直径作为因子Ф。
采用本发明的压缩机壳体的三个元件中的每一个为相应的铸模提供了净变长(clear draw)。这些配合的区域在这些元件上的螺旋形上升和下降可以保持准确的蜗壳形状以得到压缩机壳体的最大气动性能。每个元件以接近净形状和尺寸大小来铸造，最后的机加工仅根据需要在配合的第一区域70和第二区域72上的密封部、外壳内的插入物接受孔、及外壳和后板的边缘部分的配合表面上进行。尺寸间隙设置在配合的第四区域74和第三区域76内，这使得相关间隔保持具有足够的容隙，从而基本上可以密封接触的第一区域70和第二区域72。第四区域74和第三区域76的交界面的任何泄漏物借助于密封件58和外壳及后板的边缘部分的配合表面来容纳。
图3示出了本发明的另一实施例，该实施例装有压缩机入口78作为外壳的一部分，并且扩散器壁插入物颈部80安放在外壳的入口部分内。
根据专利规定的需要详细地描述了本发明，但是，本领域普通技术人员知道可以对这里所公开的具体实施例进行变形和变换。这些变形和变换落入下面权利要求所定义出的本发明的范围和意义之内。
                                             表1
  区段#   1   2   3   4   5   6   7
  角度B1B2C1C2D1D2MNR   ----------   155.90357456.02818395.90294966.08888382.97444063.16210472.03418322.30583671.9718285   305.87839026.00331205.87751536.06374203.00587423.19347582.02580922.24871891.9635045   455.85089365.97606545.85014376.03618293.03824523.22603421.98850142.19710031.9262592   605.83252095.95750535.83195856.01774773.07805273.26552931.94006992.14891881.8775153   755.81602295.94081985.81552306.00131233.12054743.30802391.89357582.10192471.8310211   905.79221345.91738535.79146355.97750283.16060493.34839391.85114362.05618041.7885889
  区段#   8   9   10   11   12   13
  角度B1B2C1C2D1D2MNR   1055.76465445.88957635.76365455.95000623.20209973.38982621.80883632.01224841.7462192   1205.73859515.86345455.73740785.92388453.24915633.43694531.76209221.97019121.6994750   1355.71641045.84139485.71528555.90169973.30333703.49131351.71084861.92825891.6482939   1505.69710035.82208475.69603795.88238973.36382953.55174351.65716781.88445191.5946131   1655.67522805.80014995.67410325.86057993.42613423.61404821.60373701.83739531.5411823   1805.64816895.77321585.64679415.83345833.48931383.48968871.55130601.78740151.4887514
  区段#   14   15   16   17   18   19
  角度B1B2C1C2D1D2MNR   1955.6137985.7388455.6121735.7991503.5525553.7405321.4992501.7359081.436695   2105.5756785.7006625.5738655.7610923.6168603.8053991.4456941.6837891.383139   2255.5388075.6637925.5369325.7241593.6849763.8729531.3883261.6309211.325771   2405.5038125.6284215.5019375.8891633.7550933.9430691.3257711.5751781.263154   2555.4591925.5843015.4574425.6446063.8265844.0145601.25834221.5136851.195663   2705.3960755.5211845.3942635.3940753.8953254.0832391.1880381.4429441.125359
  区段#   20   21   22   23   24   25
  角度B1B2C1C2D1D2MNR   2855.3191475.4442565.3171475.5047493.9635674.1524801.1157351.3615791.052993   3005.2394705.3648295.2245345.4250714.0424944.2312831.0380571.2715280.975253   315----5.3811394.320147-1.178415-   330----3.3423943.554243-2.492125-   345----3.0283083.408386-2.427821-   360----2.9459443.133483-2.366891-

Claims (4)

1.一种用于压缩机叶轮的模铸压缩机壳体，该壳体包括：
外壳，它具有局部的外圆周蜗壳壁部和第一突出部(28)，该第一突出部在该外壳内的一个中央孔的周围，该中央孔与该压缩机叶轮的旋转轴线(A)共心；
插入物，该插入物包括具有基本上呈圆柱形的外壁的第一部分并且该插入物安装在该外壳的所述中央孔内并且包括空气入口，该插入物还具有第二部分，该第二部分相对所述旋转轴线从该第一部分起沿径向向外延伸并具有配合的第二突出部(34)，所述第二突出部与所述第一突出部接合，从而形成内部圆周蜗壳壁部；
后板，它在邻近外圆周部分处具有第三突出部(38)，所述第三突出部安装在该外壳中的间隙内并且形成该外圆周蜗壳壁部；
所述第一突出部具有第一区域，该第一区域与在该第二突出部上的第二区域接合，所述的第一区域和第二区域相对一个基准面呈螺旋形上升，该基准面是在该外壳和该后板之间的并垂直于所述旋转轴线(A)的接合平面(45)；
所述间隙具有第三区域，所述第三区域与在该第三突出部上的第四区域间隔开，所述的第三区域和第四区域相对所述基准面呈螺旋形下降。
2.如权利要求1所述的模铸压缩机壳体，其特征在于，该插入物的第二部分还包括用于扩散器的外壁，该后板包括从该第三突出部起径向向内的部分，该部分具有用于扩散器的内壁。
3.如权利要求1所述的模铸压缩机壳体，其特征在于，该插入物的第二部分还包括内蜗壳壁部。
4.如权利要求1所述的模自主压缩机壳体，其特征在于，所述的第一区域和第二区域以15度的扇形从该基准面上升，该扇形具有如下的标称尺寸大小外形：
2.3058367，2.2487189，2.1971003，2.1489188，2.1019247，2.0561804，2.0122484，1.9701912，1.9282589，1.8844519，1.8373953，1.7874015，1.735908，1.683789，1.630921，1.575178，1.513685，1.442944，1.361579，1.271528，1.178415，2.492125，2.427821，2.366891；及
所述第四区域以相应的15度扇形从该基准面下降，该扇形具有如下的标称尺寸大小外形：
1.9716285，1.9635045，1.9262592，1.8775153，1.8310211，1.7885889，1.7462192，1.6994750，1.6482939，1.5946131，1.5411823，1.4887514，1.436695，1.383139，1.325771，1.263154，1.195663，1.125359，1.052993，0.975253；
所述的第三区域以与所述第四区域间隔开的关系进行下降。
CNB008097569A 1999-06-30 2000-06-30 用于具有真实蜗壳形状的离心式压缩机的模铸压缩机壳体 Expired - Lifetime CN1270103C (zh)

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