涡旋式压缩机的防止倾覆装置的制作方法

专利名称：涡旋式压缩机的防止倾覆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种涡旋式压缩机，特别是一种涡旋式压缩机的防止倾
背景技术：
现有的涡旋式压缩机，包括在底板上设置有涡旋状卷边的非公转涡旋 件，和在端板上设置有涡旋状卷边的公转涡旋件，两涡旋件相向啮合配置， 通过依次缩小形成在相互卷边间的多个压缩室，压缩进入涡旋式压缩机内的 流体。流体在压缩过程中产生使公转涡旋件和非公转涡旋件互相分离的轴向 力，导致公转涡旋件和非公转涡旋件轴向分离， 一旦在两卷边的齿顶和齿底 之间出现大的间隙后，将发生泄漏。
对于非公转涡旋件浮动结构的涡旋式压缩机， 一般釆用的防止倾覆技术 是在非公转涡旋件的背侧设立高压或中压的背压腔室，通过其中流体的压力 来迫使非公转涡旋件和公转涡旋件紧密接触，或/并利用压缩产生的气体压 力来迫使非公转涡旋件紧密接触机架支撑面而防止倾覆。
对于公转涡旋件浮动结构涡旋式压缩机，目前厂家一般釆用的防止倾覆 技术是在公转涡旋件的背侧设立高压或中压的背压腔室，通过背压腔室中流 体的压力来迫使公转涡旋件和非公转涡旋件紧密接触而防止倾覆。
若在非公转涡旋件的背侧设立高压或中压的背压腔室，如附图1所示， 利用其中的流体的压力来迫使非公转涡旋件紧紧压靠在公转涡旋件上而实 现密封，或/并利用压缩产生的气体压力共同使公转涡旋件被压靠在机架上。 因此非公转涡旋件背侧的背压力必须大于流体压缩过程中产生的轴向分离 力，并且由于公转涡旋件上由曲轴驱动产生的倾覆力矩的存在，故为防止公 转涡旋件发生倾覆，非公转涡旋件与公转涡旋件之间的轴向压靠接触力产生 的力矩及其他力产生的合力矩必须大于倾覆力矩。由于公转涡旋件的背侧为 低压的吸气压力，由于倾覆力矩的存在，必须使其产生的向上的托力远小于 非公转涡旋件背侧的高压或中压的流体压力及轴向气体力的合力，因此使得 公转涡旋件对机架的压靠力很大，摩擦耗功增大，导致性能降低。另外，为
了在非公转涡旋件背侧形成高压或中压的背压腔室而增加了一个隔板200， 使得制造成本增加。
若在公转涡旋件的背侧设立高压的背压腔室，如附图2所示，通过设置 通道将高压流体引导到公转涡旋件的背侧，利用流体压力来托起公转涡旋件 压靠在非公转涡旋件上进行紧密接触而实现密封，公转涡旋件脱离机架向上
浮起；由于倾覆力矩的存在，为防止公转涡旋件发生倾覆，其背侧压力形成 的力矩必须大于倾覆力矩。由于背侧压力的作用半径较小，为了满足其产生 的力矩大于倾覆力矩，所需背侧压力必须很大，从而使得公转涡旋件和非公 转涡旋件之间的轴向接触力很大。由于该轴向接触力将导致非公转涡旋件和 公转涡旋件在端板面上产生滑动摩擦，那么，在轴向接触力过大的情况下， 摩擦耗功增加较多，导致性能降低。
也有如中国专利文献号CN 100343529C中公开的一种涡旋压缩机，曲 轴安装在支架体上，电机定子与支架体相联接，电机转子直接安装在曲轴上， 带动动涡旋盘做回转平动，动涡旋盘上的涡旋齿与静涡旋盘上的涡旋齿相错 安置啮合，形成封闭压缩腔，其特征在于由动涡旋盘、小曲拐、轴承和支承 嵌铁组成防自转机构，小曲拐的上端通过轴承嵌在动涡旋盘的端板上，下端 安装在支承嵌铁中，支承嵌铁安装在支架体上。驱动轴承内嵌于动涡旋盘的 中心部位。动涡旋盘与支承嵌铁相接触的涡旋盘端面上设置有自润滑材料， 静涡旋盘与动涡旋盘的接触面上设有自润滑材料。静涡旋盘的排气侧设有冷 却水道，电机定子外侧设有冷却水道。这种结构的涡旋压缩机虽然能在一定 程度上减小对动涡旋盘的倾覆力矩，增加涡旋压缩机的工作稳定性，但是， 其零部件繁多，结构复杂，加工精度高，制作成本高昂。

实用新型内容
本实用新型的目的旨在提供一种结构简单合理、制作成本低、能有效减 少非公转涡旋件和公转涡旋件倾覆、提高工作性能和安全可靠性的涡旋式压 缩机，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种涡旋式压缩机的防止倾覆装置，压缩机的壳体包括 从上到下依次相接的上壳体、主壳体和底座；以及非公转涡旋件，其涡旋状 卷边设置在端板上，端板设置在卷边周围，并与卷边的前端连接；公转涡旋 件，其涡旋状卷边设置在端板上；非公转涡旋件和公转涡旋件的卷边组合形 成多个压缩室；用于支撑公转涡旋件及容纳驱动曲轴的主轴承的机架；由机 架的主轴承支撑的驱动曲轴，其驱动连接到公转涡旋件，以驱动公转涡旋件 相对于非公转涡旋件作公转运动；用于把非公转涡旋件安装到机架上的安装 机构；用来防止公转涡旋件自转的十字滑环；其结构特征是非公转涡旋件的 涡旋状卷边顶部端面从卷边最外侧起朝向内侧至中心角度为360度范围内 设置有非等宽段，位于非等宽段内的卷边顶部端面上设置有一条及以上的弧
形沟槽，沟槽的开始角度从非等宽段起点所在位置开始120-220度后开始。 所述卷边顶部端面从卷边最外侧朝向内侧，至中心角度为60 140度后，
开始为非等宽段。
所述非等宽段的宽度逐渐递增。
所述卷边顶部端面从卷边最外侧起，到中心角度为120度范围内的宽度 相等。
非公转涡旋件背侧与上壳体共同围成弹性的排出气体的消音腔室，非公 转涡旋件背侧通过密封组件与消音腔室的内壁滑动压触，消音腔室与位于压
缩机下部电机侧的、由机架和主壳体及密封件密封形成的排气腔室连通；非 公转涡旋件在其背侧的消音腔室中的高压气体的压力作用下、公转涡旋件在 其背侧的高压气体的压力作用下，相互紧密接触并进行轴向密封；非公转涡 旋件上、下滑动的设置在安装机构上，并可在一定范围内轴向移动。
壳体与机架及其之间的密封组件把壳体内部分隔成上、下两个密闭且互 为独立的空间，下部空间为压缩流体排放的下部高压排气腔室，电机设置在 下部高压排气腔室内；上部空间内设置有非公转涡旋件和公转涡旋件，非公 转涡旋件与壳体及其之间的密封组件把上部空间分隔成两个密闭且互为独 立的空间，其中，由非公转涡旋件与上壳体及其之间的密封件所围成的上部 空间为上部高压排出气体的消音腔室，由非公转涡旋件、上壳体、机架及其 之间的密封组件围成的空间为低压吸气腔室，十字滑环位于低压吸气腔室 中，低压吸气腔室与设置在壳体侧面的吸入管相连通。压缩机外设置有排气 导管，排气导管一端通过上导气接头与消音腔室相连通，另一端通过下导气 接头与高压排气腔室相连通。
本实用新型的涡旋式压缩机，在非公转涡旋件背压腔室内的压力作用 下， 一方面保证非公转涡旋件背侧压力比压缩过程中流体或气体产生的轴向 分离力要大，把公转涡旋件压靠在机架的支撑面上，另一方面通过对非公转 涡旋件巻边顶部端面的控制，保证非公转涡旋件和公转涡旋件不发生倾覆的 条件下两者之间受力最小。此卷边顶部端面从卷边最外侧起朝向内侧至中心
角度为360度范围内均非等宽，在运转一周范围内都能保证抵抗倾覆力矩的
作用力臂；利用顶部端面从内至外距离不同，而增大压力分布作用面积，增 大抗倾覆力和力臂；在非公转涡旋件卷边卷边顶部端面上加工一条及以上的 弧形沟槽，以降低开设沟槽的卷边顶部端面处的压力分布作用面积，降低此 面积对应倾覆压力和作用力臂；减少非公转涡旋件与公转涡旋件端面间的接 触面积，降低摩擦功耗。通过以上结构的实施，涡旋式压缩机的工作效率和 可靠性都得到提高。


图l为现有技术中非公转涡旋件背侧带有背压腔室的结构示意图。
图2为现有技术中公转涡旋件背侧带有背压腔室的结构示意图。
图3为本实用新型一实施例的剖视结构示意图。
图4为本实用新型中的非公转涡旋件俯视结构示意图。
图5为图4中的非公转涡旋件的立体结构示意图。
图6-图9为本实用新型中公转涡旋件相对于非公转涡旋件一周啮合过程
倾覆方向变化图。
图中l为压缩机，2为主壳体，3为上壳体，4为凹部，5为底座,6 为上导气接头，7为排气导管，8为下导气接头，IO为机架，ll为主轴承， 12为副支撑，13为定子，14为回油扁管，15为回油孔，16为副轴承，20 为曲轴，21为安装机构，22为偏心部，23为低压吸气腔室，28为同心孔， 29为背压腔室，30为直径孔，36为转子，38为主平衡块，40为副平衡块， 41为机架的上部，42为排气腔室，43为止推轴承，44为公转涡旋件，44.1 为公转涡旋件端板，46为公转的涡旋状卷边，48为滑动轴承，54为非公转 涡旋件，54.1为非公转涡旋件端板，56为非公转的涡旋状卷边，65为排放 通道，66为十字滑环，67为凹槽，69为消音腔室，73为密封组件，78为 键，IOO为卷边顶部端面，101为类圆弧沟槽，200为隔板，d)D为涡旋件 的渐开线的基圆直径。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
参见图3-图S,本涡旋式压缩机的防止倾覆装置，非公转涡旋件54具 有一个端板54.1和一个从此向下伸出的涡旋状卷边56，以下简称静涡卷， 该静涡卷定位成与公转涡旋件44上的涡旋状卷边46相啮合，以下简称动涡 卷。非公转涡旋件54具有一条同轴设置的排放通道65，排放通道65与一 个朝上开口的凹槽67连通，凹槽67设置在非公转涡旋件54的背侧，而凹 槽67又与由上壳体3的凹部4和凹槽67所共同限定的消音腔室69连通。 该消音腔室接受来自由公转涡旋件的动涡卷和非公转涡旋件的静涡卷共同 压缩后的加压流体，以便向非公转涡旋件54施加一个轴向压力，由此迫使 相应的动涡巻和静涡卷的顶端与相对的端板表面构成密封啮合。
下面说明其工作原理。通过电机转动驱动轴或曲轴20，该曲轴20的偏 心部22,经由滑动轴承48,传递给公转涡旋件44。公转涡旋件44以非公 转涡旋件54的轴线为中心，设定偏心距离的旋转半径作平移运动。在旋转 运动时，通过十字滑环66约束公转涡旋件44，使其不自转，通过公转涡旋 件44的平移运动，在非公转涡旋件54和公转涡旋件44的卷边之间形成的 压缩室连续的向中央移动，随着移动，压缩室的容积连续缩小。
非公转涡旋件54的涡旋状卷边顶部端面从卷边最外侧朝向内侧，至中 心角度为60~140度后，开始为非等宽段，即宽度W3〉W2 >W1,见图4， 非等宽段的宽度逐渐递增；卷边顶部端面上设置有一条及以上的弧形沟槽 101，即在卷边顶部端面上存在宽度为WG的沟槽lOl，且沟槽的开始角度 从非等宽段起点所在位置开始120-220度后开始。从卷边最外側开始大约 120度范围内卷边顶部端面宽度相等，即WS1=WS2=WS3。
参见图6-图9,公转涡旋件44以双点划线表示，co代表曲轴旋转角速
度，L1 L4分别表示图6-图9公转涡旋件44相对非公转涡旋件54从吸气 即将结束开始的一转范围内，各转角相差卯度位置时的反倾覆力作用力臂 长度，每个图中的箭头分别表示公转涡旋件44相对于非公转涡旋件54卷边 顶部端面反倾覆力的作用方向。
当公转涡旋件44处于图6所示位置时，外侧腔室吸气即将结東，非公 转涡旋件的整个卷边顶部端面处于吸气压力状态，保证反倾覆力作用力臂 Ll的长度可以伸到非公转涡旋件54卷边顶部端面的最外侧，并尽量减少非 公转涡旋件54卷边顶部端面接触面积，有利于减少摩擦功耗；
当公转涡旋件处于图7所示位置时，非公转涡旋件的卷边顶部端面上的 压力介于压缩压力与吸气压力之间的过渡压力，通过加工弧形沟槽减少此过 渡压力对应公转涡旋件44的倾覆方向的对侧的非公转涡旋件的卷边顶部端 面的面积，可以减少此卷边顶部端面面积对应压力的倾覆力和作用力臂，即 作用力臂由L2qfl变小为L2qf2，因为倾覆力矩为倾覆力和作用力臂的乘积， 这样就使产生的倾覆力矩减少；
当公转涡旋件处于图8和图9时，公转涡旋件的倾覆方向的对侧的非公 转涡旋件的卷边顶部端面均处于吸气压力，分别通过保证公转涡旋件卷边顶 部端面的外沿直径尽量大，这样就了保证反倾覆力作用力臂L3和L4达到 公转涡旋件卷边顶部端面的外沿，这样就保证了作用力臂L3和L4的足够 大，并尽量减少卷边顶部端面接触面积，有利于减少摩擦功耗。
权利要求1. 一种涡旋式压缩机的防止倾覆装置，压缩机(1)的壳体包括从上到下依次相接的上壳体(3)、主壳体(2)和底座(5)；以及非公转涡旋件(54)，其涡旋状卷边(56)设置在端板(54.1)上，端板设置在卷边周围，并与卷边的前端连接；公转涡旋件(44)，其涡旋状卷边(46)设置在端板(44.1)上；非公转涡旋件和公转涡旋件的卷边组合形成多个压缩室；用于支撑公转涡旋件及容纳驱动曲轴(20)的主轴承(11)的机架(10)；由机架的主轴承支撑的驱动曲轴，其驱动连接到公转涡旋件，以驱动公转涡旋件相对于非公转涡旋件作公转运动；用于把非公转涡旋件安装到机架上的安装机构(21)；用来防止公转涡旋件自转的十字滑环(66)；其特征是非公转涡旋件(54)的涡旋状卷边顶部端面(100)从卷边最外侧起朝向内侧至中心角度为360度范围内设置有非等宽段，位于非等宽段内的卷边顶部端面上设置有一条及以上的弧形沟槽(101)，沟槽的开始角度从非等宽段起点所在位置开始120～220度后开始。
2. 根据权利要求1所述的涡旋式压缩机的防止倾覆装置，其特征是所述卷 边顶部端面从卷边最外侧朝向内侧，至中心角度为60~140度后，开始为非等
3. 根据权利要求2所述的涡旋式压缩机的防止倾覆装置，其特征是所述非 等宽段的宽度逐渐递增。
4. 根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机的防止倾覆装置，其特征是所 述卷边顶部端面从卷边最外侧起，到中心角度为120度范围内的宽度相等。
专利摘要本实用新型涉及一种涡旋式压缩机的防止倾覆装置，压缩机的壳体包括从上到下依次相接的上壳体、主壳体和底座；以及非公转涡旋件和公转涡旋件，非公转涡旋件的涡旋状卷边顶部端面从卷边最外侧起朝向内侧至中心角度为360度范围内设置有非等宽段，位于非等宽段内的卷边顶部端面上设置有一条及以上的弧形沟槽，沟槽的开始角度从非等宽段起点所在位置开始120～220度后开始。本实用新型在运转一周范围内都能保证抵抗倾覆力矩的作用力臂；利用顶部端面从内至外距离不同，而增大压力分布作用面积，增大抗倾覆力和力臂，具有结构简单合理、制作成本低、能有效减少非公转涡旋件和公转涡旋件倾覆、工作性能和安全可靠性得到提高的特点。
文档编号F04C18/02GK201202644SQ20082004845
公开日2009年3月4日 申请日期2008年5月24日 优先权日2008年5月24日
发明者邵海波 申请人:美的集团有限公司