CN204025045U - 动盘和静盘可径向密封的涡旋空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动盘和静盘稳定径向密封的涡旋空气压缩机，包括静盘、动盘和曲轴，曲轴的偏心段通过其外壁轴向的导向平面连接有滑动套，滑动套的外壁和动盘的轮毂之间连接有轴承，滑动套可垂直于导向平面滑动实现动盘与静盘之间的径向密封消除径向间隙。滑动套的内孔形状与曲轴偏心段的外形匹配，其内孔壁的直边宽度大于曲轴偏心段上的导向平面宽度。导向平面位于曲轴偏心段垂直于其偏心轴向中心面的侧壁，使滑动套沿滑动方向所受动盘离心力分力与切向气体力分力的方向相反，动盘离心力分力沿滑动方向正向，动盘贴向静盘的作用力为动盘离心力分力与切向气体力分力的差值，降低涡旋片损伤的可能性。

Description

动盘和静盘可径向密封的涡旋空气压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种涡旋空气压缩机，具体涉及一种涡旋空气压缩机连接于曲轴上的滑动套。

背景技术

涡旋空气压缩机以其效率高、噪音低、体积小、有利于节能及保护环境等优点而广泛应用于工业、农业、交通运输等行业需要压缩空气的场合。涡旋空气压缩机主要运行件涡盘只有啮合，不产生磨损，因而寿命比活塞式、螺杆式压缩机更长，是风动机械理想动力源。在涡旋空气压缩机中，主要运行件涡盘分为动盘和静盘，动盘和静盘内设涡旋片，通常，由动盘和静盘彼此结合形成压缩腔，当动盘由曲轴带动沿着一定圆周轨迹作平动时，动盘涡旋片相对静盘涡旋片移动，即由两者所形成的压缩腔移动并改变其容积，从而进行吸入、压缩、排放，完成压缩空气的过程。

传统涡旋空气压缩机技术方案采用固定偏心量的曲轴，动盘在运动过程中在径向方向与静盘之间始终存在一个微小的间隙，此微小间隙由加工精度和组装精度保证，一般保证间隙在0.01~0.05mm，对加工设备要求很高。由于动静盘径向存在此微小间隙，会造成气体泄漏，要防止气体泄漏，就需要减少间隙或者提高喷油量，前者需要采用更高精度的加工设备，后者会造成压缩机功率上升和气体含油量上升，压缩气体品质下降。

图7为传统涡旋制冷压缩机滑动套结构和主要受力分析，切向气体力Ft′和离心力Fm′的在滑动套滑动方向上的分力为Ftr′和Fmr′。在涡旋制冷压缩机，通常离心力远远小于切向气体力，径向气体力很小，在受力中可以不予考虑。滑动套4-1′在动盘承受的切向力分力Ftr′和动盘、动盘轴承和滑动套的离心力的分力F mr′的合力作用力产生沿滑动套滑动方向的直线运动，使得动盘贴向静盘，这样微小的径向间隙理论上就不复存在。但是，如果涡旋空气压缩机采用这样的结构，会造成Ftr′和F mr′的合力过大，在压缩机在启动、停机和高速运转中容易出现涡旋片损伤，从而造成压缩机卡死和压缩机失效的后果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通过连接于曲轴偏心段上使动盘轻而稳定贴合静盘的滑动套，实现涡旋空气压缩机动盘和静盘之间的径向密封。

本实用新型公开的这种动盘和静盘稳定径向密封的涡旋空气压缩机，包括静盘、动盘和曲轴，曲轴的偏心段插入动盘的轮毂内，曲轴的偏心段上通过其外壁轴向的导向平面连接有滑动套，滑动套的外壁和动盘的轮毂之间连接有轴承，滑动套可垂直于导向平面滑动实现动盘与静盘之间的径向密封。滑动套的内孔形状与曲轴偏心段的外形匹配，其内孔壁的直边宽度大于曲轴偏心段上的导向平面宽度。所述导向平面位于曲轴偏心段垂直于其偏心轴向中心面的侧壁，使滑动套沿滑动方向所受动盘离心力分力与切向气体力分力的方向相反，动盘离心力分力沿滑动方向正向，切向气体力分力沿滑动方向逆向，动盘贴向静盘的作用力为动盘离心力分力与切向气体力分力的差值，该差值作用于静盘涡旋片的侧面。

所述轴承为不带内圈的滚针轴承或滑动轴承套。

因为在涡旋空气压缩机中，由于空气的吸气密度较小，在同样的功率下，动盘的质量一般较大，这样动盘在运动中产生的离心力与动盘承受的切向气体力相差不大，如果还是采用涡旋制冷压缩机设计方案，会造成切向气体力和离心力沿滑动方向分力的合力很大，使动盘和静盘贴合时涡旋片承受的力过大，容易出现涡旋片损伤。特别是在频繁启动过程中，动盘涡旋片会对静盘涡旋片产生频繁的冲击，最终导致涡旋片疲劳损坏，压缩机失效。

本实用新型通过滑动套对动盘承受切向气体力分力和动盘、轴承和滑动套离心力分力的重新分配，使滑动套带动动盘贴向静盘的动力为离心力与切向气体沿滑动方向分力的差值，从而减小动盘与静盘贴合时的作用力。即通过动盘离心力克服动盘切向气体力，通过滑动套使动盘轻而稳定的贴向静盘，使得动盘和静盘上的涡旋片受力大幅下降，从而降低涡旋片损伤的可能性，并且从理论上消除了径向微小间隙，减少气体泄漏，使涡旋空气压缩机运转可靠并且高效。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的剖视结构示意图。

图2为图1中滑动套与曲轴及轴承的装配结构侧视示意图。

图3为图2中滑动套的的受力示意图。

图4为图1中滑动套与曲轴及轴承装配件的爆炸示意图。

图5为动盘与静盘贴合时的截面示意图。

图6为动盘与静盘分离时的截面示意图。

图7为现有技术涡旋制冷压缩机中滑动套与曲轴及轴承的装配结构侧视示意图。

图8为图7中滑动套的受力示意图。

具体实施方式

如图1、图3、图4所示，本实用新型公开的这种动盘和静盘稳定径向密封的涡旋空气压缩机，静盘1、动盘2 、十字环3、曲轴4、前机架5、主平衡块6、后机架7、后盖组件8、副平衡块9、轴承4-2、主轴承16、副轴承17 。静盘1、前机架5和后机架7依次连接，静盘1上有吸气口11，动盘2角向定位于前机架5上，前机架5壳体5-2前端的中心部设置有圆筒部5-1，圆筒部5-1与前机架5的壳体5-2之间开设有环形凹槽，在圆筒部5-1的前端设环形的支撑凸环以轴向支撑动盘2。动盘2的轮毂伸入圆筒部5-1内，通过滑动套4-1和轴承4-2与动盘2的轮毂连接。曲轴4的非偏心段位于前机架5和后机架7连接后形成内腔的轴向中心，分别通过主轴承16和副轴承17连接。

曲轴4的偏心段通过其外壁轴向的导向平面连接有滑动套4-1，滑动套4-1的外壁和动盘2的轮毂之间连接有轴承4-2，滑动套4-1可垂直于导向平面滑动实现动盘2与静盘1之间的径向密封。滑动套4-1的内孔形状与曲轴4偏心段的外形匹配，其内孔壁的直边宽度大于曲轴4偏心段上的导向平面宽度。导向平面位于曲轴4偏心段垂直于其偏心轴向中心面的侧壁，使滑动套4-1沿滑动方向所受动盘离心力分力与切向气体力分力的方向相反，动盘离心力分力沿滑动方向正向，切向气体力分力沿滑动方向逆向，动盘2贴向静盘1的作用力为动盘离心力分力与切向气体力分力的差值，该差值作用于静盘1涡旋片的侧面。

轴承4-2采用不带内圈的滚针轴承或者滑动轴承套，图4所示为不带内圈的滚针轴承。

如图2所示，动盘2贴向静盘1的贴合力为动盘2离心力Fm与切向气体力Ft沿滑动方向分力Fmr与Ftr的合力，，Fmr和Ftr分别位于滑动套4-1滑动方向的正向和逆向，保证Fmr大于Ftr。Fmr-Ftr的差值的力作用于静盘1涡旋片的侧面。设计时考虑一定的裕度，如使Fmr-Ftr的差值大约为500～2000N。合力。这样可以保证动盘2可靠地靠向静盘1，但又使动盘2和静盘1的涡旋片承受力较小，有效防止涡旋片损伤，并从理论上消除径向微小间隙，使得压缩机运转可靠并且高效。

如图4所示，当动盘2靠向静盘1时，动、静盘上的涡旋片之间紧密配合，径向间隙理论上完全消除。

如图5所示，当停机和动、静盘上涡旋片之间存在较大的压力时，动、静盘上涡旋片之间的径向间隙δ可以显著增大，使压力得到释放，从而有效保护涡旋片，进一步保护了涡旋片，保证了涡旋空气压缩机可靠性。

本实用新型通过滑动套对动盘承受切向气体力分力和动盘、轴承盒滑动套组件离心力分力的重新分配，使滑动套带动动盘贴向静盘的动力为离心力与切向气体分力的差值，从而减小动盘与静盘贴合时的作用力。即通过动盘离心力克服动盘切向气体力，通过滑动套使动盘轻而稳定贴向静盘，使得涡旋片受力大幅下降，从而降低了涡旋片损伤的可能，并且从理论上消除了径向微小间隙，减少气体泄漏，使涡旋空气压缩机运转可靠并且高效。

Claims (2)

1.一种动盘和静盘稳定径向密封的涡旋空气压缩机，包括静盘、动盘和曲轴，曲轴的偏心段插入动盘的轮毂内，曲轴的偏心段通过其外壁轴向的导向平面连接有滑动套，滑动套的外壁和动盘的轮毂之间连接有轴承，滑动套可垂直于导向平面滑动实现动盘与静盘之间的径向密封，其特征在于：所述滑动套的内孔形状与曲轴偏心段的外形匹配，其内孔壁的直边宽度大于所述曲轴偏心段上的导向平面宽度，所述导向平面位于曲轴偏心段垂直于其偏心轴向中心面的侧壁，使所述滑动套沿滑动方向所受动盘离心力分力与切向气体力分力的方向相反，动盘离心力分力沿滑动方向正向，切向气体力分力沿滑动方向逆向，动盘贴向静盘的作用力为动盘离心力分力与切向气体力分力的差值，该差值作用于静盘涡旋片的侧面。

2.如权利要求1所述的动盘和静盘稳定径向密封的涡旋空气压缩机，其特征在于：所述轴承为不带内圈的滚针轴承或滑动轴承套。