葉片式旋轉壓縮機的製作方法
2023-05-10 09:23:46
專利名稱：葉片式旋轉壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓縮機，具體地說，涉及一種旋轉式壓縮機，更具體地說，涉及一種葉片式旋轉壓縮機。
中國專利申請CN1153259A公開了一種旋轉壓縮機，該壓縮機有一個缸體，一個轉子，一個旋轉缸套，一個隔離葉片和兩個固定側端蓋。其中所述缸體有一個缸孔，所述轉子有一個迴旋外表面，所述旋轉缸套有一個迴旋內孔面，所述隔離葉片呈扁平狀。旋轉缸套置於所述缸孔內，轉子偏置在所述旋轉缸套內，固定側端蓋分置在所述旋轉缸套的兩端側。轉子兩端分別支承在固定側端蓋上並繞轉子迴旋外表面的軸線作定軸轉動，旋轉缸套繞自身迴旋內孔面的軸線作定軸轉動，轉子迴旋外表面與旋轉缸套迴旋內孔面轉動接觸。隔離葉片沿平行於旋轉缸套迴旋內孔面軸線的方向設置，其外端與旋轉缸套內孔壁緊固，其內端插入轉子沿半徑方向形成的槽內，並與該槽的一段扁平狀槽面滑動配合。隔離葉片將旋轉缸套、轉子、兩固定側端蓋所封閉的空間分隔成兩個工作腔，當轉子旋轉時，隔離葉片及旋轉缸套亦隨之轉動，其中一個工作腔的容積逐漸增大成為吸氣腔，而與此同時，另一個工作腔的容積則逐漸減少成為壓縮腔。缸體上開有一個進氣口和一個排氣口，在旋轉缸套上開有一個供吸氣和排氣公用的共用口，隨著旋轉缸套的轉動，共用口交替與缸體上的進氣口和排氣口接通，以此進行吸氣過程和排氣過程。
上述旋轉壓縮機的主要缺點是轉子沿半徑方向形成的槽包含有一段扁平導向側面，該段導向側面與隔離葉片滑動配合，它限定了隔離葉片只能相對於轉子作直線運動。由於旋轉缸套迴旋內孔面軸線與轉子迴旋外表面軸線不重合，所以隔離葉片必然有相對於旋轉缸套的擺動，但隔離葉片與旋轉缸套緊固為一體，限制了隔離葉片繞旋轉缸套的擺動，這將導致隔離葉片與旋轉缸套發生幹涉現象，從而造成葉片彎曲和摩擦損耗增加。典型的情形是當隔離葉片沿旋轉缸套徑向布置時，隔離葉片必須始終指向旋轉缸套的迴旋內孔面軸線，而此時轉子上徑向槽的扁平段要求的則是隔離葉片必須指向轉子的迴旋外表面軸線，這顯然是矛盾的。此外，採用一個共用氣口很難實現充分進氣。顯而易見，隨著轉子、旋轉缸套和隔離葉片的轉動，隔離葉片兩側的吸氣腔和壓縮腔同步進行著容積增大和容積減少的兩個相反過程。為保證壓縮則共用氣口必須早早關閉與進氣口的聯繫，結果造成進氣不充分；事實上，如果該共用氣口此時在壓縮腔一側，則吸氣腔因無法補充新工質而必然造成真空吸阻；如果共用氣口此時在吸氣腔一側，則壓縮腔因無法排氣而必然造成過壓阻塞。這說明僅用一個共用氣口無法實現充分進氣。
上述旋轉壓縮機的另一個缺點是隔離葉片與兩側固定端蓋存在較大的相對速度，因其與旋轉缸套可沿軸向來回竄動，故摩擦損耗較多；此外，旋轉缸套與缸孔亦存在較大的相對速度，同樣有較多摩擦損耗。
上述旋轉壓縮機還有一個缺點是只採用一個隔離葉片會造成排氣壓力脈動振幅過大，這對於某些對壓力波動較為敏感的裝置例如製冷壓縮機來說非常不利。
本發明針對現有技術中所存在的上述問題提供了一種葉片式旋轉壓縮機，其主要目的在於該葉片式旋轉壓縮機一方面可以有效地克服隔離葉片與旋轉缸套的幹涉問題，另一方面還可以實現充分進氣。
本發明的另一個目的是在克服隔離葉片與旋轉缸套的幹涉問題以及進氣不充分的問題後，有效地降低隔離葉片與側端蓋之間以及旋轉缸套與缸孔之間的相對速度，從而減少上述部位的摩擦損耗。
本發明還有一個目的，即減小其排氣壓力的脈動振幅。
本發明的上述目的是這樣實現的提供一種葉片式旋轉壓縮機，所述壓縮機包括一個缸體，一個轉子，一個旋轉缸套，一個隔離葉片和兩個固定側端蓋；所述缸體有一個缸孔，所述轉子有一個迴旋外表面並沿轉子半徑方向開有一個扁平狀的滑槽，所述旋轉缸套有一個迴旋內孔面，所述隔離葉片呈扁平狀；旋轉缸套置於所述缸孔內，轉子偏置在所述旋轉缸套內，固定側端蓋分置在所述旋轉缸套的兩端側；轉子兩端分別支承在固定側端蓋上並繞轉子迴旋外表面的軸線作定軸轉動，旋轉缸套繞自身迴旋內孔面的軸線作定軸轉動，轉子迴旋外表面與旋轉缸套迴旋內孔面轉動接觸；其特徵在於所述旋轉缸套上開有一個與旋轉缸套迴旋內孔面軸線平行的圓弧槽；所述轉子滑槽除徑向方向外還可以沿平行於轉子迴旋外表面軸線的其他方向設置；所述隔離葉片的外端與旋轉缸套圓弧槽鉸接並轉動配合，其內端插入轉子滑槽內並與之滑動配合；在所述旋轉缸套的徑向方向開有吸氣口，該吸氣口緊鄰所述隔離葉片與所述旋轉缸套的鉸接部位並位於所述隔離葉片背向旋轉方向的一側，同時，在所述缸孔的內壁面與所述旋轉缸套的外表面之間形成有與所述吸氣口相對應的環形氣道；在一個優選實施例中，所述旋轉缸套兩端分別定位連接有隨動端蓋，這些隨動端蓋用軸承結構分別支承在所述的兩個固定側端蓋上，旋轉缸套由所述隨動端蓋支承並同步繞旋轉缸套的迴旋內孔面的軸線作定軸轉動；在另一個優選實施例中，除所述隔離葉片之外，還另增設有一個或多個與旋轉缸套迴旋內孔面軸線平行的扁平隔離葉片，同時在旋轉缸套上沿平行於旋轉缸套迴旋內孔面軸線的方向增設同樣數量的圓弧槽，並在轉子上沿平行於轉子迴旋外表面軸線的方向增設相應的圓弧槽，轉子圓弧槽內均配裝有一個轉柱，每個轉柱沿平行於轉柱軸線方向開有一個扁平滑槽；增設的隔離葉片的外端鉸接在相應的旋轉缸套圓弧槽內並轉動配合，其內端插入相應轉柱的滑槽內並滑動配合。
本發明的葉片式旋轉壓縮機由於採用在旋轉缸套上開設圓弧槽並與隔離葉片外端鉸接配合的結構，使得隔離葉片在轉動過程中既可以相對轉子滑動又可以相對旋轉缸套擺動，從而克服了隔離葉片與旋轉缸套發生幹涉的問題，同時，採用在旋轉缸套上沿徑向方向開設吸氣口的結構，並輔以相應的環形氣道，結果使得進氣角大大增加，故解決了進氣不充分的問題；由於採用隨動端蓋連接並支承旋轉缸套的結構，使得隔離葉片相對於隨動端蓋的速度明顯降低，減少了隔離葉片與兩側端蓋間的摩擦損耗，此外，由於旋轉缸套與缸體缸孔不接觸，所以也解決了該部位的摩擦損耗問題；由於採用兩個和兩個以上的隔離葉片結構，減小了排氣壓力的脈動振幅。
下面結合附圖對本發明的幾個優選實施例進行具體描述，其中
圖1是本發明葉片式旋轉壓縮機的第一個實施例的縱剖面示意圖；圖2是圖1所示葉片式旋轉壓縮機的橫剖面示意圖；圖3是本發明葉片式旋轉壓縮機的第二個實施例的縱剖面示意圖；圖4是圖3所示葉片式旋轉壓縮機的A-A方向剖視圖，其中局部被剖開；圖5～7是圖3所示葉片式旋轉壓縮機的隨動端蓋與旋轉缸套之間的幾種定位連接結構示意圖；圖8～10是圖3所示葉片式旋轉壓縮機的隨動端蓋與固定端蓋之間的幾種支承結構示意圖；圖11是本發明葉片式旋轉壓縮機的第三個實施例的橫剖面示意圖。
圖1和圖2示出了本發明葉片式旋轉壓縮機的第一個實施例的縱剖面和橫剖面示意圖。在該實施例中，所述葉片式壓縮機包括一個缸體1，一個有迴旋外表面的轉子3，一個有迴旋內孔面的旋轉缸套2，一個扁平狀的隔離葉片5，兩個固定側端蓋6a和6b。缸體1有一個缸孔7，旋轉缸套2置於該缸孔7內並與之轉動配合，旋轉缸套繞自身迴旋內孔面軸線O2作定軸轉動。轉子3偏置在旋轉缸套2內，其兩端分別用滑動軸承8a和8b支承在固定端蓋6a和6b上，該滑動軸承也可以改為滾動軸承或滾針軸承(圖中未示出)。固定端蓋6a和6b分置在旋轉缸套2的兩端側，並與缸體1緊固。轉子3繞自身迴旋外表面軸線O1作定軸轉動，轉子3的迴旋外表面與旋轉缸套2的迴旋內孔面轉動接觸於P線。在轉子3上沿平行軸線O1方向開有扁平滑槽10，在旋轉缸套2的內孔壁上沿平行軸線O2的方向開有圓弧槽9。隔離葉片5的外端與圓弧槽9鉸接並轉動配合，其內端插入扁平滑槽10中，並與扁平滑槽10滑動配合。
上述轉子3的同旋外表面和旋轉缸套2的迴旋內孔面可以是圓柱面也可以是圓臺面。最佳結構組配為圓柱外表面的轉子配圓柱內孔面的旋轉缸套(如圖1-2所示)，此時具有最簡單的工藝性和裝配性；另一種較佳的結構組配為圓臺外表面轉子配錐度相等的圓臺內孔面旋轉缸套(圖中未示出)，這種組配也有較簡單的工藝性和裝配性。採用上述兩種結構組配時，轉子3的迴旋外表面軸線O1與旋轉缸套2的迴旋內孔面軸線O2平行。
當轉子3轉動時(圖中示出的是順時針方向)，將通過扁平滑槽10帶動隔離葉片5轉動，隔離葉片5再通過鉸接部位帶動旋轉缸套2轉動。在轉動過程中，隔離葉片5與扁平滑槽10之間有相對滑動，同時隔離葉片5與旋轉缸套2之間有相對轉動。由轉子3、旋轉缸套2、隔離葉片5、左端蓋6b和右端蓋6a構成葉片式旋轉壓縮機的兩個工作腔，其中左邊為吸氣腔18，右邊為壓縮腔19。隨著轉子3的轉動，吸氣腔18的容積逐漸增大，工質經恰當的吸氣口被吸入腔內，與此同時，壓縮腔19的容積逐漸減少，腔中的工質被壓縮，經恰當的排氣口可將工質排出壓縮腔。
需要說明的是，本實施例亦可以將旋轉缸套2改作主動件而將轉子3改作從動件，這種改變同樣可以實現上述功能。
為避免進氣過程與排氣過程發生衝突，吸氣口和排氣口應單獨分開設置一種進氣結構是採用傳統的軸向進氣方式，即在固定側端蓋上開設吸氣口，如圖2雙點劃線所示的4，這種進氣結構雖然簡單，但為保證有充足的進氣時間—截面值，進氣損失角往往很大，一般達到90°轉子轉角以上。
另外一種進氣結構是採用徑向進氣，如圖1～2所示，在旋轉缸套2的徑向方向開吸氣口11，吸氣口11靠近隔離葉片5外端部並位於吸氣腔18一側，同時在缸孔7與旋轉缸套2之間形成有與吸氣口11相對應的環形氣道12，環形氣道12與進氣口13相通；環形氣道12可以單獨在缸孔7的內孔壁上形成，也可以單獨在旋轉缸套2的外表面上形成，還可以同時在缸孔7的內壁和旋轉缸套2的外表面上形成(如圖中所示)；當旋轉缸套2轉動時，工質經進氣口13達到環形氣道12再從吸氣口11進入吸氣腔18。這種進氣結構不但簡單，而且由於吸氣口11始終與環形氣道12相通，故有較大的時間—截面值，實現了充分進氣；通過調整吸氣口11的位置，例如讓它更靠近隔離葉片5的外端，還可以將進氣損失角控制在較小的範圍。
採用徑向進氣結構帶來的一個好處是，可在吸氣口11迎風面一側(圖2中為左側)設置與吸氣口11相對應的凸唇15，凸唇15的作用是將更多的工質刮入吸氣腔18。
在本實施例中採用軸向排氣，結構如圖1～2所示，在隔離葉片5迎向壓縮腔一側，開有通向該隔離葉片內端的氣槽16，以便讓壓縮腔19內的工質進入滑槽10的槽底；另外還可以在滑槽10上位於壓縮腔一側的側面上開氣槽，也可以直接在轉子3上開孔將壓縮腔19與滑槽10的槽底連通(圖中未示出)；在固定側端蓋6a上開有排氣孔17，該排氣孔17與滑槽10的槽底連通；被壓縮的工質經氣槽16、排氣孔17、單向閥20、濾網21、通孔22、高壓腔23和排氣口24排出壓縮機。另一種軸向排氣結構是在轉子3與旋轉缸套2的接觸線P的附近壓縮腔19一側的固定端蓋6a上開排氣口(圖中未示出)，這種結構也能實現順利排氣。
圖1-2所示的轉子3的迴旋外表面為圓柱面其直徑為d1，旋轉缸套2的迴旋內孔面為圓柱孔面其直徑為d2，軸線O1與軸線O2的距離為e1，則為保證轉子3與旋轉缸套2之間有良好的密封性，應滿足幾何關係d2-d1＝2e1，但兩者間應留一定間隙以便形成油膜，以防發生幹摩擦現象。
圖3～4示出了本發明葉片式旋轉壓縮機的第二個實施例的縱剖面示意圖和A-A剖面示意圖。該實施例是以上述實施例為基礎所作的進一步改進，零件序號繼承圖1～2。其中改進的地方為旋轉缸套2的兩端分別定位連接有隨動端蓋25a和25b，並通過隨動端蓋25a和25b支承在固定端蓋6a和6b上，其中定位結構用外止口26定位；此外可以用內止口27定位，結構如圖5所示；也可以用套筒28定位，結構如圖6所示；還可以用定位銷29定位，結構如圖7所示。圖3～4示出的緊固結構為採用螺釘30緊固，另外也可以用過盈緊配結構或者一端焊接另一段螺接的結構(圖中未示出)。圖中示出的隨動端蓋25a和25b的中心部位均作成座孔結構，座孔軸線與旋轉缸套2的迴旋內孔面軸線O2同軸，固定端蓋6a和6b的中心部位則作成軸頸結構，這些軸頸與所述隨動端蓋座孔組成滑動軸承31a和31b結構。除此之外，可以將隨動端蓋作成軸頸而將固定側端蓋作成座孔組成滑動軸承，其結構如圖8所示；也可以將隨動端蓋做成軸頸而將固定側端蓋做成座孔，中間用滾動軸承32聯繫，其結構如圖9所示；還可以將隨動端蓋做成座孔而將固定端蓋做成軸頸，中間用滾動軸承33聯繫，其結構如圖10所示。用滾針代替上述滾動軸承32或33也是可行的結構。
需要說明的是，當壓縮機採用立式結構或斜置結構布置時，上述軸承支承結構也應作相應變動，此時只需將其中一個軸承做成軸向止推軸承即可。
由於隨動端蓋25a、25b與旋轉缸套2同步繞定軸O2轉動，而隔離葉片5的外端與旋轉缸套2鉸接配合，因此隔離葉片5與隨動端蓋25a和25b的相對速度不大，事實上只有稍許的相對擺動，故減少了它們之間的摩擦損耗；此外旋轉缸套2與缸體孔7不接觸，不僅減少了該部位的摩擦損耗(注意到旋轉缸套2的外圍尺寸較隨動端蓋支承軸承的尺寸大)，而且還降低了旋轉缸套2和缸體孔7的加工精度，使製造成本下降。同時，軸承的潤滑也變得相對容易。
本實施例的進、排氣結構可以採用第一個實施例的結構。
圖11示出了本發明葉片式旋轉壓縮機的又一個實施例的橫剖面示意圖，它是在上述第一個實施例或第二個實施例的的基礎上作的進一步改進。主要零件及布置參照第一個實施例或第二個實施例，零件序號繼承圖1～2。其中增設了一個隔離葉片5b，一個吸氣口11b，以及相應地在旋轉缸套2的內孔壁面上沿平行於軸線O2的方向增設一個圓弧槽9b；同時在轉子上沿平行於軸線O1的方向增設圓弧槽並在其內轉動配裝有圓柱形轉柱14，轉柱14開有平行於該轉柱軸線O3的扁平滑槽10b。為防止與旋轉缸套2發生幹涉，轉柱14不超出轉子迴旋外表面範圍。隔離葉片5b的外端與圓弧槽9b鉸接並轉動配合，內端與滑槽10b滑動配合。採用軸向排氣口40進行排氣。由於採用雙葉片結構，排氣壓力脈動變得更加平緩。依此結構，還可以採用兩個以上的隔離葉片結構，其效果同樣很好。葉片結構以基本對稱分布較佳。
最後必須指出，本發明葉片式旋轉壓縮機也可以直接作為泵，例如各種氣泵、真空泵、真空--壓縮兩用泵等。因此，凡具有與本發明葉片式旋轉壓縮機同樣結構及原理的各類泵也應視為本發明的範疇。
權利要求
1.一種葉片式旋轉壓縮機，它包括一個缸體，一個轉子，一個旋轉缸套，一個隔離葉片和兩個固定側端蓋；所述缸體有一個缸孔，所述轉子有一個迴旋外表面，所述旋轉缸套有一個迴旋內孔面，所述隔離葉片呈扁平狀，所述轉子沿半徑方向開設有一個扁平狀的滑槽；旋轉缸套置於所述缸孔內，轉子偏置在所述旋轉缸套內，固定側端蓋分置在所述旋轉缸套的兩端側；轉子兩端分別支承在固定側端蓋上並繞轉子迴旋外表面的軸線作定軸轉動，旋轉缸套繞自身迴旋內孔面的軸線作定軸轉動，轉子的迴旋外表面與旋轉缸套的迴旋內孔面轉動接觸；其特徵在於所述轉子滑槽除徑向方向開設外還可以沿平行於轉子迴旋外表面軸線的其他方向設置；所述旋轉缸套上開設有一個與旋轉缸套迴旋內孔面軸線平行的圓弧槽；所述隔離葉片的外端與該旋轉缸套圓弧槽鉸接並轉動配合，隔離葉片的內端插入轉子滑槽內並與之滑動配合；在所述旋轉缸套上沿徑向方向開有吸氣口，該吸氣口緊鄰所述隔離葉片與所述旋轉缸套的鉸接部位並位於所述隔離葉片背向旋轉方向的一側；在所述缸孔的內壁面與所述旋轉缸套的外表面之間形成有與上述吸氣口相對應的環形氣道。
2.如權利要求1所述的葉片式旋轉壓縮機，其特徵在於所述旋轉缸套的兩端分別定位連接有隨動端蓋，這些隨動端蓋用軸承方式分別支承在所述的兩個固定側端蓋上，所述旋轉缸套由上述隨動端蓋支承並與隨動端蓋一道同步繞旋轉缸套的迴旋內孔面的軸線作定軸轉動。
3.如權利要求1或2所述的葉片式旋轉壓縮機，其特徵在於除所述隔離葉片之外，還另增設有一個或多個與所述旋轉缸套迴旋內孔面軸線平行的扁平隔離葉片，同時在所述旋轉缸套上沿平行於旋轉缸套迴旋內孔面軸線的方向增設有同樣數量的圓弧槽，並在所述轉子上沿平行於所述轉子迴旋外表面軸線的方向增設有相應數量的圓弧槽，每個轉子圓弧槽內均配裝有一個轉柱，每個轉柱均包含有沿平行於轉柱軸線的方向開設的一個扁平滑槽；所增設的隔離葉片的外端均鉸接在相應的旋轉缸套圓弧槽內並與之轉動配合，其內端均插入相應轉柱的滑槽內並滑動配合。
4.如權利要求1或2所述的葉片式旋轉壓縮機，其特徵在於在所述旋轉缸套的外表面上設置有與所述環形氣道相對應的凸唇，該凸唇緊鄰所述吸氣口並位於所述吸氣口迎風面一側。
5.如權利要求3所述的葉片式旋轉壓縮機，其特徵在於所述轉柱落在所述轉子的迴旋外表面的範圍之內。
全文摘要
本發明葉片式旋轉壓縮機,包括旋轉缸套和偏置在該缸套內的轉子,轉子上有扁平滑槽,扁平狀隔離葉片外端與旋轉缸套內壁鉸接並轉動配合其內端與滑槽滑配。旋轉缸套兩端連接有隨動端蓋。因隔離葉片既可相對轉子滑動又可相對旋轉缸套擺動,故避免了與旋轉缸套的幹涉。因隔離葉片與隨動端蓋相對速度小故解決了葉片側端的摩擦損耗。在旋轉缸套吸氣腔一側徑向開有吸氣口並與缸體和旋轉缸套之間的環形氣道對應,故可獲得較大的進氣角。
文檔編號F04C2/00GK1264792SQ00114129
公開日2000年8月30日 申請日期2000年3月17日 優先權日2000年3月17日
發明者李辛沫 申請人:李辛沫, 王清