CN86207054U - 用于旋转活塞压缩机的端面密封机构 - Google Patents

Abstract

一种旋转活塞压缩机，旋转活塞在机壳内腔中作自转和公转，形成了吸气和压缩的过程，其几何关系与汪克尔转子发动机相同，旋转活塞转动一圈，有六次吸气和压缩的过程，具有效率高、噪声低等优点。本实用新型改变了现有技术在旋转活塞端面密封方面所采用的方式，采用了一种类似机械密封的形式，即在旋转活塞的左边装有浮动密封块，由弹簧的弹力和压力气体使它轴向位移以压紧旋转活塞，达到密封 具有密封效果好、加工容易、成本低等特点。

Description

本实用新型是关于旋转活塞压缩机，具体涉及一种用于旋转活塞压缩机的端面密封机构。

本实用新型的机壳内腔表面形状为圆外旋轮线，在内腔中置有旋转活塞（呈三角形），当它在圆外旋轮线的内腔中作自转和公转时，它的二尖角之间弧形侧表面与机壳内腔表面所包围的容积由小到大，再由大变小，连续变化，从而形成了吸气和压缩的过程，它们之间的几何关系与已知技术转子发动机（见三角活塞旋转式发动机一书，人民交通出版社1972）和汪克尔型旋转式压缩机（见日本专利F04C18／22JP58－77191）相同。

密封问题是该类压缩机成功与否的关键技术之一。已有技术的径向密封是在旋转活塞三个尖角棱边处开了直槽，装有密封片，密封片背面与槽底之间装有弹簧片，由于弹簧片的弹力作用使密封片前边始终与机壳的内腔保持接触，形成了初压力。当旋转活塞转动而压缩气体时，由于气密封作用使接触压力增加，从而保证了压缩机工作时的密封性。

旋转活塞端面的密封则是采用装在端面弧形槽内的侧面密封条和弹簧片来实现，其密封原理与上述的径向密封情况相同。

为了使侧面密封条和密封片之间的接触处保持密封性，采用了密封销等零件。此外，考虑到密封片会受热伸长这一因素，在端面不得不留有间隙，为消除这种因端面缝隙而泄漏气体，往往将密封片制成斜剖式的二片或三片组合成。

上述的已有技术为解决端面密封问题所采用的方式，机械加工工作量较大，而且有一定难度，另外，二片或三片组合式的密封片要兼顾径向和端面同时密封也是不够理想的。

本实用新型为解决上述的已有技术在端面密封方面的不足，采用了一种类似机械密封形式的端面密封（见图1），由浮动密封块部件、旋转活塞7和右隔板9组成二个端面的密封环节，浮动密封块部件由浮动密封块3、圆柱螺旋弹簧14和三个O型密封圈组成。

浮动密封块可作轴向位移，它对旋转活塞7的端面压力是端面密封的保证条件，初压力来自装配在浮动密封块3内的圆柱螺旋弹簧14的弹力，而当压缩机工作时，由压缩机产生的压力气体从左端盖2的压力腔H内通过小孔引入到浮动密封块的左端，从而进一步增加了端面压力，并随压力腔内气体压力的增加而相应增加。旋转活塞也可以轴向位移，当它受到来自浮动密封块3的压力时，便产生轴向位移，把压力传递给右隔板9，因此在旋转活塞二端同时受到了保证密封作用的轴向压力。

考虑到加工中多项误差的影响，以至在使用初期浮动密封块与旋转活塞、旋转活塞与右隔板之间的表面接触情况可能不够理想，为此在旋转活塞二端面开有弧形边的三角形槽，槽中装入三角形的橡胶密封圈13，以增加密封的可靠性。

为防止压力气体从浮动密封块的周边上泄漏，在周边上装有三个O型密封圈，它使浮动密封块与左端盖相关的周壁和机壳的内腔同时得到密封。在密封机壳内腔的O型密封圈背面有小孔与压力气体接通，以增加密封的可靠性。

本实用新型的最大优点是密封效果好，其次是加工容易、成本低。密封片是整体一片，不再是二片或三片的组合式，已有技术所采用的密封销、侧面密封条和相应的弹簧片可以取消，因此，除浮动密封块制造稍复杂外（有一端为圆外旋轮线），其他密封另件的制造都较容易。

本实用新型的实施方案可通过附图来进一步加以说明。

图1是本实用新型实施方案一的纵向剖视图，即为图2上的D－D剖视图。

图2是图1的C－C剖视图。

图1与图2所表示的实施方案适用于小型压缩机。

图3是另一种实施方案，即实施方案二，其横剖面视图与图2类似。

图4是密封片在压气工作时的密封情况。

由图1、图2可见，本实用新型在运动几何学原理上与汪克尔转子发动机相同，主要特点是机壳5的内腔表面为一圆外旋轮线，内置旋转活塞7，它由转轴8上的偏心轮带动。旋转活塞呈三角形的形状，三角形每边理论上应是圆外旋轮线的内包络线，这里用圆弧线代替。旋转活塞左端有内齿轮，它与内孔和三角形中心都是同一轴线的。内齿轮与固定在左端盖2上的小齿轮6相啮合，前者与后者的齿数比为3：2，它们之间的中心距与转轴上的偏心轮的偏心距相同，而转轴与小齿轮是同轴的，这样，也只有这样，当转轴旋转时，偏心轮迫使旋转活塞作自转和公转，而且这时旋转活塞尖角所走的轨迹恰好就是机壳内腔的圆外旋轮线，转轴旋转三圈，旋转活塞自转和公转各一圈。

旋转活塞二尖角之间的弧形侧面与机壳内腔的圆外旋轮线表面所包围的容积随旋转活塞转动（图示逆时针方向）而改变，当由最小容积逐渐扩大时，就形成了吸气过程，气体由右端部吸入口A处流入，到最大容积时，吸入口被旋转活塞本身的端面盖住，吸气过程就结束，旋转活塞继续转动，容积又由大变小，这就是压缩气体的过程，这时出气口B已经打开，受压缩的气体通过出气口打开单向阀4进入到压力腔H内，单向阀的作用在于使压力气体只能单向流动。旋转活塞转动一圈，有六次吸气和压缩的过程。

压力气体的密封是至关紧要的。在旋转活塞三个尖角沿棱处开有直槽，槽中装有密封片11，槽底部装有弹簧片12，由于弹簧片的作用，密封片前面与机壳内腔表面始终保持接触，这就是径向密封的初压力。当旋转活塞转动使气体受压缩时，压力气体通过密封片与槽之间的空隙流向密封片的压气面和背面，使密封片与旋转活塞槽内相接触的那一面以及密封片与机壳内腔表面压紧（见图4），从而保持了密封性。为了使压力气体可靠地流入密封片与槽的间隙中，在密封片压气面的一边上开了二条径向小槽。

旋转活塞的端面密封主要靠浮动密封块部件的作用，后者由浮动密封块3、圆柱螺旋弹簧14和三个O型密封圈组成。浮动密封块能轴向位移。由于圆柱螺旋弹簧在装配时受到压缩，所以它的回复弹力把浮动密封块压向旋转活塞，旋转活塞也能轴向位移，把压力传递给右隔板9，于是旋转活塞二端都受到起密封作用的端面初压力，形成了端面密封。当压力腔H内的压力升高时，压力气体由压力腔通过小孔流入浮动密封块，使压向旋转活塞的端面压力增加，保证了旋转活塞工作时的密封性能。

为确保端面密封的可靠性，在旋转活塞端面开有弧形边的三角形槽，在槽中装入三角形的橡胶密封圈13，这样，在使用初期橡胶密封圈将保证端面的密封性。在逐步磨合后，端平面便形成了良好的接触表面，密封性将更加可靠。

浮动密封块与左端盖周壁之间的密封依靠二个O型密封圈的密封作用。浮动密封块与机壳内腔表面的密封也用一个O型密封圈，並从O型密封圈的背面引入压力气体以增加密封可靠性，防止旋转活塞在压气工作过程中的泄漏现象。

除上面叙述的外，本实用新型左端有一闷盖1与左端盖2形成了压力腔H，压力气体由闷盖处引出（也可以在左端盖圆周边上引出），此外，左端盖中装有安全阀15，它的开启压力可以根据需要进行调节。右端由右隔板9和右端盖10形成了低压的气室L，气体由此通过吸入口A进入机壳内腔。

图3为另一种实施方案，即实施方案二，它用滚动轴承代替了实施方案一中的滑动轴承，並在右隔板9和右端盖10形成的空间内的转轴8上装有飞轮16，它兼作平衡重，使转轴旋转更加平稳，因此尤其适用于功率较大、转速较高的压缩机。图3中除序号16外，其余序号所代表的零件均与图1中相应的序号相同。

图2、图4中序号所代表的零件也与图1中相同。

Claims (4)

1、一种用于旋转活塞压缩机的端面密封机构，其特征在于它是由浮动密封块部件，旋转活塞和右隔板所组成的二对端面密封环节。端面压力的来源，初压力由圆柱螺旋弹簧产生，压缩机工作时，主要的压紧作用将由压力腔内引入的压力气体来承担。

2、根据权利要求1所述的端面密封机构，其特征在于所述的浮动密封块部件是由浮动密封块、圆柱螺旋弹簧和三个O型密封圈所组成。

3、根据权利要求2所述的端面密封机构，其特征在于所述的浮动密封块可以有轴向位移传递压力，它的左端开有圆槽以放置圆柱螺旋弹簧，並以小孔与右端的O型密封圈槽相接通。

4、根据权利要求1所述的端面密封机构，其特征在于所述的旋转活塞可以轴向位移，其二端面沿边缘开有弧形槽以装入三角形的橡胶密封圈。

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