专利名称：带有自动调偏心机构的涡旋式流体机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体机械，特别涉及一种带有自动调偏心机构的涡旋式流体机械。
本实用新型所述的涡旋式流体机械是指一种具有端板和在端板上沿轴向伸出的涡卷或涡线(又称涡旋)型元件的涡旋转子与涡旋定子，涡旋转子和涡旋定子相互成一定角度组装使其侧面形成一系列线接触，在主轴驱动下涡旋转子中心线沿涡旋定子中心线作圆周运动但自身不旋转的流体机械。
涡旋式流体机械在正常工况下运行时，若不考虑加工偏差，其偏心量是不改变的。但在异常情况下，如吸入液体或杂质时不及时地改变其偏心量就要出现异常负荷，影响机器安全运行，甚至把涡卷折断或烧毁电机。
中国专利CN87103909A中叙述了一种调整偏心量机构，参见
图1，涡旋转子有一安装在非圆轴承(2)内的孔中的凸台(22)，该非圆轴承(2)安装在主轴上端部(20)上的长孔(1)中，非圆轴承(2)能在其中滑动。(4)是非圆轴承(2)上安装弹簧(25)的定位槽，(5)是滑动轴承。由于非圆轴承(2)加工复杂，非圆轴承(2)内的圆孔用于放置涡旋转子的凸台(22)加工要求高，其中心至非圆轴承外端面(3)的距离决定着主轴偏心量r的大小，调整偏心量时的加工、测量都较复杂，不适应于大批量生产。
本实用新型的目的是提出一种带有自动调偏心机构的涡旋式流体机械，当流体机械工作中出现异常负荷时，能够及时地自动改变其偏心量，异常负荷消失后，又能及时地自动恢复其偏心量，具有加工简单、方便测量，适应于大批量生产的特点。
图1是现有技术CN87103909A的结构原理图。
图2是本实用新型应用于压缩机的结构原理图。
图3(a)是垂直于图2所示主轴中心线(19)的本实用新型剖视图。
图3(b)是本实用新型结构的受力图。
图4是涡旋转子(9)与涡旋定子(8)相配合的局部结构原理图。
图5(a)是主轴(17)的上端部(20)的实施例。
图5(b)是A－A剖视图。
参见图2、图3(a)，涡旋式压缩机包括一杯形件(30)，杯形件(30)上配有吸气管(13)和排气管(7)。在杯形件(30)和端盖(16)组成的空腔内有一支架(11)，支架(11)上固定有涡旋定子(8)，涡旋转子(9)与涡旋定子(8)相互成一定角度组装使涡旋定子(8)与涡旋转子(9)的侧面形成一系列线接触。涡旋转子(9)的凸台部分(22)放在滚针轴承(14)内，二者成滑动配合；滚针轴承(14)的外圈过盈配合一偏心量调节圈(27)，调节圈(27)的外表面靠导向块(24)的圆弧面(24a)支撑着，在主轴(17)的上端部(20)上的槽(31)内配置一弹簧(25)，使得导向块(24)的圆弧面(24a)与偏心量调节圈(27)的外表面相接触，为了防止导向块(24)轴向窜动，在主轴(17)的上端部(20)的外表面固定一保持架(12)。
涡旋转子(9)支撑在轴承(10)上，用来承受轴向气体力及防止涡旋转子(9)自转；(15)、(18)是支撑主轴(17)的两个向心球轴承；(19)是主轴(17)的中心线，亦即涡旋定子(8)的中心线；(21)是平衡块，用于平衡涡旋转子(9)由于偏心量r造成的离心力；(23)是主轴的上端部(20)上的开孔，用来甩出此处存在的润滑油；(26)是固定支架(11)与涡旋定子(8)的联接件；(28)是将高、低压力区分开的O型密封圈；(6)是涡旋定子(8)上的排气孔。
参见图4，涡旋转子(9)的涡线(9a)上开设有槽(9b)，槽(9b)的长度比涡线(9a)的长度短且槽(9b)开在此涡线(9b)起始角大、终端角小的范围内，在槽(9b)内放置密封条(43)，密封条(43)的长度与槽(9b)的长度相同或略短；密封条(43)上开有切口(43a)，切口(43a)面向高压区(44)，切口(43a)保证了压缩机工作时密封条(43)受到径向与轴向气体力的作用，使密封条(43)始终与涡旋定子(8)相接触。在槽(9b)内放置弹簧(42)，用来保证密封条(43)在压缩机未工作时能与涡旋定子(8)相接触；同样，在涡旋定子(8)的涡线(8a)上开有槽(8b)，槽(8b)中放置带切口(40a)的密封条(40)，密封条(40)靠弹簧(41)支撑着。
参见图5，主轴(17)的上端部(20)上开设的槽(31)可以不是通槽；槽(36)是弹簧(25)的定位槽。
参见图3(b)，本实用新型所述自动调偏心机构受如下力的作用Fc——涡旋转子(9)、调节圈(27)、滚针轴承(14)产生的离心力；Fτ——气体作用在涡旋转子(9)上的切向力；Fr——气体作用在涡旋转子(9)上的径向力；Fc′——导向块(24)、弹簧(25)产生的离心力；Fs——弹簧(25)的弹力。
另外，ω为主轴(17)的旋转方向，相对于主轴中心O1来讲，它与作用在涡旋转子(9)上的切向气体力Fτ造成的力矩的方向是相反的；α是调节圈(27)的中心O2与主轴中心线投影点O1之间的连线(34)与导向块(24)的中心线(33)之间的夹角，夹角α是这样确定的沿着弹簧(25)的弹力Fs的作用方向的合力大于零。
本实用新型的工作原理是这样实现的在装配时，偏心量r由主轴(17)上的内孔(32)、调节圈(27)的外径大小决定，主轴(17)和调节圈(27)的中心分别是O1与O2，当主轴(17)上的内孔(32)成型后，只要改变调节圈(27)的外径大小即可调节偏心量r的大小；反之亦然。
在有异常负荷作用时(比如液体或杂质进入压缩机的压缩腔)，作用在自动调偏心机构部分的各分力的方向没有变化，但作用在涡旋转子(9)上的气体力将由Fτ、Fr增加为Fτm、Frm(图中未示出)，这两个力改变后，沿着导向块(24)中心线(33)的合力方向将与弹簧力Fs的作用方向相反，涡旋转子(9)或调节圈(27)的中心O2将向主轴中心线投影点O1靠近，即自动调节了偏心量r的值，减轻了压缩机的异常压缩负荷，提高了机器可靠性。一旦异常负荷消失，调节圈(27)的中心将回到正常负荷时所在的位置O2；调节圈(27)的中心在异常负荷消失后不致于偏离O2，是因为受到了导向块(24)的圆弧面(24a)的限制。
在本实用新型中，调节圈(27)可以自转，在自转过程中由于磨损造成其外径减小而引起的偏心量增加可有效地补偿涡旋转子涡线侧壁与涡旋定子涡线侧壁由于磨损而造成的径向间隙增加，从而保证了良好的工作状态与可靠的径向密封。
权利要求1.带有自动调偏心机构的涡旋式流体机械，包括一固定在支架(11)上的涡旋定子(8)，与涡旋定子(8)相配合的涡旋转子(9)及驱动涡旋转子(9)的主轴(17)，本实用新型的特征是，涡旋转子(9)的凸台(22)与一滚针轴承(14)成滑动配合，滚针轴承(14)的外圈与一偏心量调节圈(27)过盈为一体，调节圈(27)的外圆与导向块(24)的圆弧面(24a)由导向块(24)内的弹簧(25)的弹力作用而接触，导向块(24)安置在主轴(17)上端部(20)的槽(31)内。
2.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所说的槽(31)与主轴(17)上端部(20)的外缘相通，在主轴(17)上端部(20)的外表面固定一保持架(12)。
3.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所说的槽(31)是一上部开口的封闭槽。
4.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所说的涡旋转子(9)的涡线(9a)上开设有槽(9b)，槽(9b)的长度比涡线(9a)的长度短且槽(9b)开在比涡线(9a)起始角大、终端角小的范围内。
5.根据权利要求1、4所述的流体机械，其特征在于，所说的槽(9b)中放置有密封条(43)，密封条(43)上开有切口(43a)，切口(43a)面向高压区(44)。
6.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所说的涡旋定子(8)的涡线(8a)上开设有槽(8b)，槽(8b)的长度比涡线(8a)的长度短且槽(8b)开在比涡线(8a)起始角大、终端角小的范围内。
7.根据权利要求1、6所述的流体机械，其特征在于，所说的槽(8b)中放置有密封条(40)，密封条(40)上开有切口(40a)，切口(40a)面向高压区(44)。
专利摘要一种带有自动调偏心机构的涡旋式流体机械，包括一涡旋定子、涡旋转子及主轴，涡旋转子的凸台与一滚针轴承成滑动配合，滚针轴承的外圈与一偏心量调节圈过盈为一体，调节圈的外圆与导向件的圆弧面由导向块内的弹簧的弹力作用而接触，当出现异常负荷时，能够及时地自动改变其偏心量，异常负荷消失后，又能及时地自动恢复其偏心量，具有加工简单，方便测量，适应于大批量生产的特点。
文档编号F01C1/00GK2086797SQ9022382
公开日1991年10月16日 申请日期1990年11月15日 优先权日1990年11月15日
发明者李连生, 郁永章 申请人:西安交通大学