CN1384287A - 涡旋式压缩机的防转装置 - Google Patents

Abstract

一种用于涡旋式压缩机的防止旋转的构件,这种防止旋转的构件呈矩形,安装在绕轨道旋转的涡旋盘与机架之间,或安装在绕轨道旋转的涡旋盘与固定涡旋盘之间,能完成沿径向的滑动。这种防止旋转的构件能做得尽可能的小和轻。因此能降低材料的成本。此外,由于减少了键与键槽之间的磨损,能保持绕轨道旋转的涡旋盘运转的稳定性,并且,由于防止了可能的气体泄漏,可以提高压缩机的可靠性和效率,还能减小压缩机的噪音。

Description

涡旋式压缩机的防转装置

技术领域

本发明涉及一种涡旋式压缩机，具体的说，涉及一种能够防止涡旋式压缩机转动的涡旋式压缩机的防转装置。

背景技术

通常，一台涡旋式压缩机是通过在储存着气体的状态下绕着轨道旋转，在两个具有渐开线形状的包络肋条之间，压缩一种诸如空气或致冷剂之类的流体的机械。

如图1所示，涡旋式压缩机设计成具有一个产生驱动力的动力产生部分，和借助于从上述动力产生部分传递过来的驱动力压缩气体的压缩机构部分。

图1是现有涡旋式压缩机的压缩机构部分的纵向断面图。

如图1所示，在现有的涡旋式压缩机的压缩机构部分中，一个具有渐开线形状的包络肋条2a的固定涡旋盘2连接在机架1的上表面上；以及一个具有与上述固定涡旋盘2的包络肋条2a啮合的渐开线形状的包络肋条3a的，绕轨道旋转的涡旋盘3，偏心地联接在上述机架1与固定涡旋盘2之间，以便能绕着轨道运动。

在固定涡旋盘2的侧面有一个吸入流体的吸气孔2b，在固定涡旋盘2的上方中心部分有一个排气孔2c，以便排出经过压缩的气体。

一个轴套部分3d从绕轨道旋转的涡旋盘3的底面凸出来，并与一根由动力产生部分(图中未表示)驱动旋转的旋转轴4的偏心部分4a组合在一起。

具体的说，一个称为十字形联轴节的防止旋转的构件10安装在机架1与绕轨道旋转的涡旋盘3之间，以便防止这个绕轨道旋转的涡旋盘3转动。

图1中，未说明的标号P1和P2，表示在固定涡旋盘2的包络肋条2a与绕轨道旋转的涡旋盘3的包络肋条3a之间形成的压缩空间。

图2是一个分解后的立体图，更详细地表示上述防止旋转的构件的联接关系。

在防止旋转的构件10中，从环状体11的上表面凸出来，呈矩形的第一和第二键12a、12b布置在一条直线上，而从环状体11的底面凸出来，呈矩形的第三和第四键12c和12d，则布置在与连接第一和第二键12a、12b的直线成直角的直线上。

为了嵌入第一和第二键12a、12b，并使它们在一条直线上运动，相应地在绕轨道旋转的涡旋盘3的底表面形成了在一条直线上的键槽3b、3c。

为了嵌入第三和第四键12c、12d，并使它们在一条直线上运动，相应地在绕轨道旋转的涡旋盘3的上表面形成了在一条直线上的键槽1a、1b。

此外，如图1所示，在机架1的中央部分形成了一个通孔1c，上述旋转轴4穿过这个通孔，并且在该通孔1c的周围形成了作为止推面的台阶部分1d。

因此，当将防止旋转的构件10放置在机架1与绕轨道旋转的涡旋盘3之间时，上述第一和第二键12a、12b便分别嵌入这个绕轨道旋转的涡旋盘3的键槽3b和3c中，而上述第三和第四键则分别嵌入机架1的键槽1a、1b中。

下面，参照图3说明现有的涡旋式压缩机的工作过程。

当电力输入动力产生部分(图中未表示)中时，由上述动力产生部分所产生的驱动力便传递给旋转轴4，由于绕轨道旋转的涡旋盘3通过防止旋转的构件10与固定涡旋盘2啮合而处于绕轨道旋转的过程，所以，当一对压缩空间(P1)(P2)依次连续地向排气孔2c移动时，存在于固定涡旋盘2的包络肋条2a与绕轨道旋转的涡旋盘3的包络肋条3a之间的这一对压缩空间(P1)(P2)的容积逐渐减小，于是通过吸气孔2b吸入的气体便通过排气孔2c排到外部。

更详细的说，上述绕轨道旋转的涡旋盘3本来要与旋转轴4一起进行偏心的转动，然而，因为防止旋转的构件10上的键12a、12b、12c、12d嵌入绕轨道旋转的涡旋盘3的各键槽3b、3c和机架1的键槽1a、1b中，它们只能沿着径向滑动，各键12a、12b、12c、12d的侧面与各键槽3b、3a、1a、1b的相应表面接触，因此，就能够防止绕轨道旋转的涡旋盘3转动。

因此，在借助于防止旋转的构件10来限制绕轨道旋转的涡旋盘进行转动的条件下，绕轨道旋转的涡旋盘3就能在完成围绕着机架1的上表面绕特定的轨道的运动时，对流体进行压缩。

但是，在现有的涡旋式压缩机中，如图4所示，由于防止旋转的构件10具有圆环形，当绕轨道旋转的涡旋盘3运行时，由于作用在各个键(12a、12b)，(12c、12d)的接触表面(O_o1)(O_o2)(O_f2)(O_f2)上的反作用力F_o、F_f，在环状体11上产生了弯曲应力。

因为在环状体11上产生的弯曲应力要比一般的拉应力或压缩应力大得多，所以防止旋转的构件10可能会变形。因此，为了不使防止旋转的构件10变形，这个防止旋转的构件10必须设计得很大，于是材料的成本就要增大。

此外，当防止旋转的构件10设计得很大时，它的重量就增加，受到惯性极大影响的各个键12a、12b、12c、12d的反作用力变化的范围就增大，因而，作用在防止旋转的构件10的各个键12a、12b、12c、12d上的最大反作用力增大了。

更详细地说，图5是当防止旋转的构件10的质量是绕轨道旋转的涡旋盘3的质量的三分之一时，发生在防止旋转的构件10的各接触表面(O_o1)(O_o2)(O_f2)(O_f2)上的反作用力值与轨道角度之间的曲线图。图6是当防止旋转的构件10的质量是零时，发生在防止旋转的构件10的各接触表面(O_o1)(O_o2)(O_f2)(O_f2)上的反作用力值与轨道角度之间的曲线图。由图5和图6可见，当防止旋转的构件10的质量增大时，与绕轨道旋转的涡旋盘3接触的防止旋转的构件10上的接触表面(O_o1)(O_o2)之间的反作用力增大了。

因此，随着防止旋转的构件10质量的增大，各个键12a、12b、12c、12d的磨损增加了，于是，正在进行压缩的气体就可能发生泄漏，而且由于各个键12a、12b、12c、12d与键槽3b、3a、1a、1b之间的碰撞，噪音也会增大。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明的一个目的是为涡旋式压缩机提供一种防止旋转的装置，由于减小了防止旋转的构件的尺寸，在这种防止旋转的构件上除了弯曲应力之外，还有拉应力和压缩应力，从而能降低生产成本。

本发明的另一个目的是为涡旋式压缩机提供一种防止旋转的装置，由于减轻了防止旋转的构件的重量，因而减小了在各个键与键槽之间的反作用力，所以能够减少磨损，提高压缩机的可靠性。

为了实现上述目的，按照本发明的用于涡旋式压缩机的防止旋转的装置包括下列部件：一个做成环形，放置在绕轨道旋转的涡旋盘与机架之间的环体；多个从上述环体上凸出来，并分别嵌入上述绕轨道旋转的涡旋盘和机架上的各键槽中的键；其中，上述环体做成具有以直线与这些互相相邻的键连接的环体内部的容积。

每一个键都有一个与各键槽接触的表面，而上述环体则做成具有以直线与这些互相相邻的接触面连接的环体内部的容积。

上述环体做成具有以直线与互相相邻的接触面的中心连接的环体内部的容积。

上述环体通过以直线使接触面的两端与另一个接触面的两端连接而形成。

按照本发明的一个实施例上述环体做成矩形。

按照本发明的另一个实施例，上述环体借助于增大至少一个中央表面，或至少一个侧面的断面积，而做成扩张的形状。

上述环体的中央表面以直线与每一个键连接，而环体的侧面则以弧形与每一个键连接。

上述环体的侧面以直线与每一个键连接，而环体的中央表面则以弧形与每一个键连接。

在环体的上表面和下表面上分别有两个键，这四个键之间的间隔相同。

按照本发明的一种用于涡旋式压缩机的防止旋转的装置，借助于形成一个防止旋转的构件，除了弯曲应力之外，还有拉应力和压缩应力，能够把防止旋转的构件做得又小又轻，因此，能降低材料的成本。此外，由于键与键槽之间的磨损减少了，就能保持绕轨道旋转的涡旋盘的稳定性，而由于防止了气体可能发生的泄漏，压缩机的可靠性和效率提高了。

附图简述

图1是表示一台现有涡旋式压缩机的压缩机构部分的纵向断面图；

图2是表示防止旋转的构件的连接关系的拆卸后的立体图；

图3是说明现有涡旋式压缩机的压缩原理的工作流程图；

图4是表示作用在现有涡旋式压缩机的防止旋转的构件上的反作用力的状态的立体图；

图5是说明当防止旋转的构件的质量为绕轨道旋转的涡旋盘的三分之一时，在防止旋转的构件的各接触面上产生的反作用力变化的曲线图；

图6是说明当防止旋转的构件的质量为零时，在防止旋转的构件的各接触面上产生的反作用力变化的曲线图；

图7是按照本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的压缩机构部分的纵向断面图；

图8是按照本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的压缩机构部分分解后的立体图；

图9是按照本发明的第一实施例的防止旋转的构件的平面图；

图10是说明作用在是按照本发明的第一实施例的防止旋转的构件上的反作用力的状态的立体图；

图11A和11B表示在环状防止旋转的构件上，和在矩形防止旋转的构件上的应力分布情况；以及

图12是按照本发明的第二实施例中的防止旋转的构件的平面图。

优选实施例详述

下面，参照附图详细描述按照本发明的涡旋式压缩机的防止旋转的构件的实施例。

图7～9表示按照本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的防止旋转的构件，其中，图7是纵向断面图，说明按照本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的压缩机构部分；图8是按照本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的压缩机构部分分解后的立体图；而图9是按照本发明的第一实施例的防止旋转的构件的平面图。在图7～9中，与现有技术相同的零件，给以同样的标号。

具有按照本发明的第一实施例的防止旋转的构件的涡旋式压缩机包括下列部件：一个固定在封闭的容器内部的机架110；一个固定在上述机架110上部的固定涡旋盘2；一个绕轨道旋转的涡旋盘3，它具有与上述固定涡旋盘2的包络肋条2a啮合的包络肋条3a，并且与产生动力的部件(图中未表示)组合在一起的旋转轴4偏心连接；以及一个防止旋转的构件120，它设置在上述机架110与绕轨道旋转的涡旋盘3之间，能沿着径向滑动，以便防止上述绕轨道旋转的涡旋盘转动。

在机架110的中央部分有一个通孔111，以便与产生动力的部件的转子(图中未表示)连接的旋转轴4穿过去，并在旋转轴4的周围形成径向支承面；在上述通孔111周围形成一个呈槽状的支座部分112，以便安装防止旋转的构件120，并使该防止旋转的构件120在一定的轨道上运动。

在上述支座部分112上，在一条直线上形成了第三键槽113a和第四键槽113b，一个第三键122c和第四键122d嵌入这两个键槽中。

此外，在机架110的上表面上，在支座部分112的边缘形成了一个平坦的，经过精密加工的止推面115。

与把止推面设置在防止旋转的构件内部的结构不同，借助于把止推面115设置在放置防止旋转的构件120那一部分的边缘上，能为绕轨道旋转的涡旋盘3提供更加稳定的接触支承结构。

包络肋条3a通过与固定涡旋盘2的包络肋条2a啮合，在绕轨道旋转的涡旋盘3上形成了一对压缩空间P1、P2。同时，在绕轨道旋转的涡旋盘3底部的两侧形成了处于一条直线上的第一键槽3b和第二键槽3c，防止旋转的构件120上的第一键122a和第二键122b嵌入这两个键槽内，能够滑动。

上述防止旋转的构件120做成矩形的环体，装入机架110的支座部分112内，从环体121的上表面凸出来，呈矩形的第一键122a和第二键122b嵌入绕轨道旋转的涡旋盘3的各键槽3b、3c内，能够滑动，而从环体121的底面凸出来的第三键122c和第四键122d则嵌入机架110的各键槽113a、113b内，能够滑动。

如图9所示，环体121呈矩形，它具有直的中间表面和侧表面，在环体121的直线部分相交的四个角的顶部，分别形成键122a、122b、122c、122d。

具体的说，上述直线部分所形成的环体内部的容积不超过中心线(C_L)划定的范围，上述中心线是把键122c、122d与机架110接触的接触面(O_f1)(O_f2)的中心与键122a、122b与绕轨道旋转的涡旋盘3接触的接触面(O_o1)(O_o2)的中心连接起来的线。

图9中，环体121的直线部分的全部或一部分，与把接触面(O_f1)(O_f2)的中心的两侧面与接触面(O_o1)(O_o2)的中心连接起来的环体内部的容积相重叠，它不超过由中心线(C_L)划定的范围。

与此同时，对于各个键122a、122b、122c、122d，通常要确定在对角上连接键122a的接触面中心与键122b的接触面中心的长度(L_o)，使它与在对角上连接键122c的接触面中心与键122d的接触面中心的长度(L_f)相同。在本发明中，可以按照压缩机的各种设计条件，以不同的方式确定长度(L_o)和(L_f)。

图7中，未加说明的标号2b是吸气孔，而标号2c是排气孔。

下面，详细描述按照本发明的涡旋式压缩机的防止旋转的装置的工作过程和作用。

当电力输入产生动力的部件时，旋转轴4便旋转，与旋转轴4偏心连接的绕轨道旋转的涡旋盘3，在绕着机架11的上表面上的轨道运动的过程中，连续地将致冷剂气体吸入在绕轨道旋转的涡旋盘3与固定涡旋盘2之间形成的压缩空间内，并且压缩和排出致冷剂气体。

在本发明中，在机架110与绕轨道旋转的涡旋盘3之间夹着一个防止旋转的构件120，以便防止绕轨道旋转的涡旋盘3旋转，因此，当防止旋转的构件120上的各个键122a、122b、122c、122d与绕轨道旋转的涡旋盘3或机架110上的各键槽3b、3c、113a、113b接触时，作用在各个键122a、122b、122c、122d上的反作用力就能减小。

如上所述，当有反作用力作用在各个键122a、122b、122c、122d上时，因为防止旋转的构件120是做成矩形的，所以，作用在环体121的直线部分上的应力主要是压缩应力或拉应力。

上述压缩应力或拉应力的值，要大大地低于在现有的圆环形防止旋转的构件上所产生的弯曲应力，因此，作用在各键122a、122b、122c、122d上的反作用力的最大值就能减小。

下面，详细描述按照本发明的防止旋转的构件的工作过程。

一般，作用在防止旋转的构件120的各键122a、122b、122c、122d上的反作用力可以大致分为两种，一种是为了防止绕轨道旋转的涡旋盘3转动的扭矩，一种是作用在与绕轨道旋转的涡旋盘3接触的接触面(O_o1)(O_o2)上的防止旋转的构件120的惯性力。

当压缩机的容量确定之后，由扭矩形成的反作用力可以根据各键之间的距离来调节，此外，当各键之间的距离不变时，绕轨道旋转的涡旋盘3的旋转力矩和防止旋转的扭矩也就确定了，但是，防止旋转的构件120的惯性力却能随着防止旋转的构件120的结构增大或减小。

更详细的说，如图8所示，当一个力矩垂直作用在各键122a、122b、122c、122d的接触面上时，主要是压缩力或拉力作用在环体121的直线部分，与图4中的现有的主要受到弯曲应力的圆形环体相比，应力值的幅度大大降低了。

现有的圆形环体中的应力分布，与按照本发明的矩形环体中的应力分布，可参照附图11A和11b进行比较。

此外，下表中列出了在现有的圆形环体中的最大应力值，和在按照本发明的矩形环体中的最大应力值。

类型	面积	最大应力值
			圆形环体	1612.8平方毫米	67.264Mpa
矩形环体	1569.0平方毫米	3.917Mpa

因此，假如环体的断面积相同，那么按照本发明的防止旋转的构件120的强度就更大，相应地，就能稳定地保证绕轨道旋转的涡旋盘3的运行。而且，如果防止旋转的构件的强度相同，由于把环体121做成直线部分，就能减少环体121的断面积，就能相应地借助于减少环体121材料的用铝量而降低生产成本。

此外，如图5和6所示，减小防止旋转的构件120的质量，因为防止旋转的构件120与绕轨道旋转的涡旋盘3之间反作用力的变动范围，以及作用在防止旋转的构件120的键122a、122b、122c、122d上的最大反作用力减小了，就能防止键122a、122b、122c、122d，或键槽3b、3c、113a、113b的磨损，从而能提高压缩机的可靠性和效率，降低噪音。

与此同时，如图8所示，由于把防止旋转的构件120安装在设置在机架110内部的支座部分112中，并且在防止旋转的构件120的外部形成机架110和绕轨道旋转的涡旋盘3的止推面115，使得以绕轨道旋转的涡旋盘3的旋转中心为起点的力矩臂的长度加长了，增大了抵抗绕轨道旋转的涡旋盘3倾倒倾向的恢复力矩，因而就能提高绕轨道旋转的涡旋盘3运转的稳定性。

图12是按照本发明的第二实施例中的防止旋转的构件的平面图。

在本发明的第一实施例中，环体121的形状做成直线部分，防止旋转的构件120的形状呈矩形。

但，在图12的本发明的第二实施例中，环体221的中央的表面做成直线，而环体221的外侧表面做成弧形，因而环体221的断面积由于止推面的增大或附加的其他原因而增大了。

此外，与此相反，在本发明的变型中，可以把环体的中央表面做成圆形，而把环体的外侧表面做成直线形状。

在图12中，未加说明的标号222a、222b、222c、222d是键，C_L是连接键222a、222b的接触表面的中心与键222c、222d的接触表面的中心的中心线。

与此同时，在以上所描述的实施例中，防止旋转的构件安装在机架与绕轨道旋转的涡旋盘之间，但根据需要，也可以把防止旋转的构件安装在固定涡旋盘与绕轨道旋转的涡旋盘之间。在这种情况下，防止旋转的构件可以做成多角形，而运转时的作用相同。

按照本发明的用于涡旋式压缩机的防止旋转的构件，由于把在机架与绕轨道旋转的涡旋盘之间，或者在固定涡旋盘与绕轨道旋转的涡旋盘之间的防止旋转的构件，做成能完成沿着径向滑动的矩形，所以能将防止旋转的构件做得既小又轻，因而能够降低用于材料的成本。此外，由于减少了键与键槽之间的磨损，所以能保持绕轨道旋转的涡旋盘运转的稳定，并且，由于防止了气体的泄漏，能够提高压缩机的可靠性和效率，并且能降低压缩机的噪音。

Claims (11)

1.一种用于涡旋式压缩机的防止旋转的装置，它包括下列部件：

一个做成环形，放置在绕轨道旋转的涡旋盘与机架之间的环体；

多个从上述环体上凸出来，并分别嵌入上述绕轨道旋转的涡旋盘和机架上的各键槽中的键；

其特征在于，上述环体做成具有以直线与这些互相相邻的键连接的环体内部的容积。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每一个键都有一个与各键槽接触的表面，而上述环体则做成具有以直线与这些互相相邻的接触面连接的环体内部的容积。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，上述环体做成具有以直线与互相相邻的接触面的中心连接的环体内部的容积。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，上述环体通过以直线使接触面的两端与另一个接触面的两端连接而形成。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述环体做成矩形。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述环体借助于增大至少一个中央表面，或至少一个侧面的断面积，而做成扩张的形状。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，上述环体的中央表面以直线与每一个键连接，而环体的侧面则以弧形与每一个键连接。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，上述环体的侧面以直线与每一个键连接，而环体的中央表面则以弧形与每一个键连接。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在环体的上表面和下表面上分别有两个键，这四个键之间的间隔相同。

10.一种涡旋式压缩机，它包括：一个机架，一个固定在上述机架上的固定涡旋盘，一个设置在上述机架与固定涡旋盘之间的绕轨道旋转的涡旋盘，用以与固定涡旋盘啮合并压缩流体，以及一个安装在上述绕轨道旋转的涡旋盘与机架之间，或安装在上述绕轨道旋转的涡旋盘与固定涡旋盘之间的防止旋转的构件，以使它能沿径向滑动，并防止绕轨道旋转的涡旋盘旋转，其特征在于，上述防止旋转的构件包括下列各部件：

一个做成环形的环体；

多个分别从环体的上部和下部凸出来的键，这些键嵌入机架与绕轨道旋转的涡旋盘之间，或者固定涡旋盘与绕轨道旋转的涡旋盘之间的键槽内，以便能完成滑动；

其中，上述环体的至少一个中央表面和一个侧表面做成直线形状。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，在上述机架或固定涡旋盘上形成了呈凹槽形状的支座部分，以便容纳和放置防止旋转的构件，并在上述支座部分的外表面上形成一个止推面，以便与绕轨道旋转的涡旋盘接触。

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