CN2400607Y - 改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机,其主要包括有:固定涡卷元件与绕动涡卷元件;其特征在于:在固定涡卷的背面,在高压室与低压室之间有一分隔板,通过高压工作流体可迫使分隔板内的一个压持件推动一滑块,使滑块沿轴向方向紧紧顶住固定涡卷并沿径向方向移动以克服涡卷的倾覆力矩,并且随着高压工作流体的压力大小调整其比例,从而使固定涡卷与绕动涡卷间的轴向间隙减至最小,进而提高效率,减少摩擦,确保启动顺畅。

Description

改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机

本实用新型涉及一种改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，尤指一种应用在冷冻或空调系统的涡卷式压缩机上的一种改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机。

涡卷式压缩机主要由两个具有涡线型的涡卷元件所构成，其中一个涡卷元件不动，叫做固定涡卷，另一个涡卷元件对着固定涡卷作公转运动，称之为绕动涡卷，两个涡卷元件上的涡线互相啮合，并且相差180度角。由于一个涡卷元件(绕动涡卷)相对于另一个涡卷元件(固定涡卷)作公转运动，因而构成封闭空间，工作流体在此密闭空间内体积由外缘向中央部位逐渐缩小，然后排出涡卷元件，完成压缩行程。由于工作流体在压缩行程中体积减小，压力增加，在两涡卷元件间产生轴向推力、径向推力与切向推力。轴向推力会使两涡卷元件沿轴向分开，径向推力与切向推力会产生倾覆力矩，这三种推力会使工作流体从两个涡卷元件的端面间或涡片侧面间产生泄漏，而大大降低压缩机的容积效率。为克服这些推力所造成的不良效果，过去的做法大致有：

1、在两涡卷元件涡线的端面上铣一沟槽，再将密封件安装到沟槽内以达到端面的密封效果，此应用例可参阅美国专利第4740143号，然而此种设计在加工与装配上都相当困难，且其可靠度也是一大问题。

2、在绕动涡卷背面导引受压流体，使绕动涡卷紧靠在固定涡卷上，达到轴向密封的效果，此应用例可参阅美国专利第4365941号，然而绕动涡卷为了克服轴向推力与倾覆力矩，所需要的背压压力与马达的转速有相关性，因此此种设计为了适用所有的操作条件与马达转速，常会产生过大的背压力，因而造成涡卷元件之间不必要的摩擦。

有鉴于此，本创作人经长时间的研究、实验和论证，终于有本实用新型的产生。

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，避免工作流体从两个涡卷元件之间泄漏，以提高容积效率。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其主要包括有：一固定涡卷元件，其内有多个螺旋形涡片，其中央设一贯穿的流体吐出口；一绕动涡卷元件，其上设有与固定涡卷组配的多个螺旋形涡片，二涡卷为涡卷片形成的压缩室；其特征在于：涡卷式压缩机内设有一分隔板固定其内，位于固定涡卷上方，分隔板两边分别是高压区和低压区，有一穿孔贯穿分隔板，其邻接低压区处有多个凹处；在凹处有多个压持体、滑块与弹簧，其间有止漏元件。

压持体由圆柱体及球体的一部分组成，或由圆柱杯体与球体的一部分组成。

压持体由圆柱体与一曲面体所组成，或由圆柱杯体与一曲面体组成。

压持体由环形体与球体的一部分组成，或由环杯形体与球体的一部分组成。

压持体由环形体与一曲面体所组成，或由环杯形体与一曲面体所组成。

压持体为一弹性体。

压持体为金属制品。

压持体材质为吸音材质。

固定涡卷、分隔板、压持体与滑块间设有密封元件。

固定涡卷、分隔板、压持体与滑块间的密封元件有吸音功能。

压持体与滑块的接触面侧面为至少是一次方程式的曲线。

压持体与滑块的接触面为平面。

压持体与滑块的接触面为不规则曲面。

滑块为金属制品。

滑块为弹性体。

通过本实用新型一种改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，涡卷式压缩机能够更好的随着排气压力自动调整背压，克服压缩室在运转过程中施加固定涡卷元件的轴向推力与倾覆力矩，亦可避免启动时摩擦过大的问题，确保压缩机在不同操作条件下均可保持顺畅的运转。

应用本实用新型的涡卷式压缩机，其在碰到异常高压如液体压缩或有异物进入压缩室时，固定涡卷会沿着轴向压迫滑块从压持件退开，使异常高压能泄放出来，配合简单的固定涡卷顺从机构，限制固定涡卷只能有轴向的运动，而不能做径向运动或旋转。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型涡卷式压缩机轴向顺从密封结构示意图；

图2为本实用新型的轴向顺从密封机构的部分放大图；

图3为启动前的本实用新型轴向顺从密封机构的部分放大图；

图4为运转中的本实用新型轴向顺从密封机构部分示意图；

图5与图6为本实用新型的压持体的另一实例图；

图7与图8为本实用新型的压持体的又一实例图。

如图1所示，本实用新型的涡卷式压缩机10有一呈圆桶状的外壳12，所有零件皆安装在外壳12内，在压缩机10的上部，于顶盖16与外壳12之间，嵌入一分隔板14并与顶盖16焊接成一体，如此，乃形成排气高压区18与进气低压区20。压缩机10的内部，并设有马达组，马达组用马达固定座22固定，马达固定座22以压入方式固定在外壳12内，马达定子部24以传统方式放置在马达固定座22内，马达转子部26与曲轴28为紧密配置，因此马达通电后，马达转子部26会带动曲轴28旋转；曲轴28的另一端为绕动涡卷30，由于绕动涡卷30背部有一凸柱32，此凸柱32伸入曲轴28上方所形成的一偏心孔34内，因此曲轴28会带动绕动涡卷30做旋转运动。绕动涡卷30的基部外围有一环36，绕动涡卷30因受环36的限制，因此相对于固定涡卷38只会做公转运动而没有自转动作。在压缩机外壳12上，有一进气口40，当低压工作流体由进气口40进入外壳12后，会进入由固定涡卷38的涡线形叶片42与绕动涡卷30的涡线形叶片44所构成的压缩室内。随着绕动涡卷30的公转运动，工作流体会由涡卷元件的外缘逐渐往中央部位移动，其体积逐渐减小而压力随着增加，最后从固定涡卷38中央的流体吐出口46离开压缩室，并经由分隔板14中央的孔洞48通过止回阀11进入高压区18，经由排气口50排出压缩机10，进入压缩机系统，再循环利用。

本实用新型为使固定涡卷38与绕动涡卷30的轴向端面相互贴合，保持密封，乃设计一轴向顺从密封机构，如图2所示，此机构由分隔板14、一定数量的压持体13、滑块15与弹簧17所组成，其中，分隔板14面向固定涡卷38的面上，形成内凹空间141，以及连通内凹空间141与高压区之间的通孔142。内凹空间141之中，置入弹簧17与滑块15，通孔142内，置入压持体13，滑块15的顶面上，形成曲面160，该曲面160乃受到压持体13的顶压。分隔板14与压持体13、滑块15、固定涡卷38间有一定数量的密封元件，利用排气压力，压迫压持体13向下推动滑块15，因压持体13与滑块15相接触的接触面为一曲面160，产生一轴向推力与径向推力，如此即可达到密封的效果。

在启动前，如图3所示，因高压区18与低压区20压力相等，滑块15未受压持体13的压迫，而受弹簧17的作用停留在内侧。启动后，如图4所示，高压区18内的压力因为绕动涡卷30转动，压缩空气，使之进入高压区18内而逐渐上升，压持体13受排气压力的作用向下移动，压迫滑块15上的曲面160，由于此曲面是至少为二次方程式的曲面，其上的曲率分布可达到滑块能够随着排气压力而调整其轴向/径向受力的比例，启动时因轴向受力较小而使启动正常，随着排气压力上升，滑块15的轴向受力会随之增大，而密封效果不因排气压力的改变而变小，到达标准排气压力后，滑块15的轴向受力分量即达到最大符合密封效果的需求。

启动后随着排气压力的增加，涡卷的倾覆力矩也增大，滑块15的径向受力也随着增大，挤压弹簧17向外移动，造成克服倾覆力矩的抵抗力矩也增大，确保涡卷能平顺的运转。

当压缩室内有异常高压(如液压缩)时，因固定涡卷38承受此压力的作用，向上压迫其上的密封元件191、192并向上推动滑块15，使滑块15与隔离板14的轴向间隙缩小，固定涡卷38因向上的稍微移动使固定涡卷38与绕动涡卷30的间隙增大，造成密封效果变差而泄除此异常压力，达到保护的作用。

请参阅图5与图6，以及图7与图8，为压持体13的实施例，其可由圆柱体及球体的一部分组成，或由圆柱杯体与球体的一部分组成；也可以由圆柱体与一曲面体所组成，或由圆柱杯体与一曲面体组成；也可由环形体与球体的一部分组成，或由环杯形体与球体的一部分组成；又可由环形体与一曲面体所组成，或由环杯形体与一曲面体所组成；更可为一弹性体；材质则可为金属，较佳的为吸音材质。

综上所述，是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (15)

1、一种改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其主要包括有：一固定涡卷元件，其内有多个螺旋形涡片，其中央设一贯穿的流体吐出口；一绕动涡卷元件，其上设有与固定涡卷组配的多个螺旋形涡片，二涡卷为涡卷片形成的压缩室；其特征在于：涡卷式压缩机内设有一分隔板固定其内，位于固定涡卷上方，分隔板两边分别是高压区和低压区，有一穿孔贯穿分隔板，其邻接低压区处有多个凹处；在凹处有多个压持体、滑块与弹簧，其间有止漏元件。

2、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体由圆柱体及球体的一部分组成，或由圆柱杯体与球体的一部分组成。

3、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体由圆柱体与一曲面体所组成，或由圆柱杯体与一曲面体组成。

4、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体由环形体与球体的一部分组成，或由环杯形体与球体的一部分组成。

5、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体由环形体与一曲面体所组成，或由环杯形体与一曲面体所组成。

6、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体为一弹性体。

7、如权利要求6所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体为金属制品。

8、如权利要求6所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体材质为吸音材质。

9、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：固定涡卷、分隔板、压持体与滑块间设有密封元件。

10、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：固定涡卷、分隔板、压持体与滑块间的密封元件有吸音功能。

11、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体与滑块的接触面侧面为至少是一次方程式的曲线。

12、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体与滑块的接触面为平面。

13、如权利要求1所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：压持体与滑块的接触面为不规则曲面。

14、如权利要求6所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：滑块为金属制品。

15、如权利要求6所述的改进轴向顺从机构的涡卷式压缩机，其特征在于：滑块为弹性体。

Images