离心吸入式混合叶片流体机械的制作方法

本发明涉及一种压缩机、液体泵、真空泵及鼓风机等流体机械。

背景技术：

广泛用作汽车压缩流体机械的压缩机包括旋转叶片式压缩机及旋转式压缩机。

双旋转叶片式压缩机具有压缩空间，该压缩空间具有插入叶片的圆柱形转子和转子外部的圆筒之间的叶片，并且在转子旋转时减小压缩空间的同时排出压缩空间。

如图6a所示，在这种旋转叶片式压缩机中，由于设置了多个叶片，使得虽然扭矩波动和脉动小，但因为叶片旋转，随着叶片旋转时旋转速度增加，叶片的离心力增大，使得叶片和气缸之间的滑动部的负荷及摩擦损失增大。并且存在高速旋转时的效率低的缺点。

另外，旋转式压缩机(滚动活塞)具有圆柱气缸、在内部以旋转中心偏心旋转地插入于曲轴旋转的滚轮、被弹簧推到滚轮的表面分隔吸入侧和排出侧的叶片、用于吸入气体的吸入管以及被由弹性材料制成的阀板阻塞的排出孔。

然而，在这种现有的旋转式压缩机(滚动活塞)中，如图6b所示，在不旋转叶片的情况下，仅通过往复运动不向叶片施加离心力，但由于每次旋转执行一次压缩过程，因此，扭矩波动和脉动很大。

技术实现要素：

要解决的技术问题

本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种离心吸入式混合叶片流体机械，在构成压缩机的结构中在内部的凸轮环形成一个以上的吸入口，形成单独的油通道，通过油起到密封效果并施加叶片的背压，将流体排出口的数量形成为流体室或叶片的数量，使得能增加压缩机的效率，将凸轮环偏心结合后旋转，从而提高旋转紧贴性，减少流体的泄露，扭矩波动和脉动小，并且离心力不施加到叶片上，从而减小叶片和气缸的滑动部的摩擦损失。

下面将描述本发明的其他目的及优点，并且将通过本发明的实施例理解本发明的其他目的及优点。此外，通过权利要求的装置及组合可以实现本发明的目的及优点。

技术方案

为了实现所述目的，本发明，包括：旋转轴20，通过旋转单元可旋转地安装；凸轮环30，固定紧固在所述旋转轴20并一起旋转；气缸40，在内部设置有紧固在所述旋转轴20的凸轮环30，并形成有多个朝向凸轮环30切开的叶片槽41，气缸的内周与凸轮环30的外周至少一处接触；叶片50，对应地插入于所述气缸40的多个叶片槽41，叶片的一端与所述凸轮环30的外周接触，使得在凸轮环30和气缸40之间的空间区划形成多个流体室α；主凸缘60和副凸缘64，对应地紧固在所述气缸40的两端，叶片50与气缸40的内周和凸轮环30的外周分隔形成多个流体室α，主凸缘60和副凸缘64与叶片50一起形成流体室α；主壳体70，在内部设置旋转轴20、凸轮环30、气缸40、叶片50、主凸缘60，使得从分别的流体室α排出的流体排出到外部，在所述凸轮环30的外周设置用于向流体室α吸入流体的吸入口。

有益效果

如上所述，本发明容易形成多个流体室，使得具有低扭矩波动和脉动的旋转叶片式压缩机的优点，并由于不向叶片施加离心力，因此，具有叶片和气缸的摩擦损失低的旋转式压缩机的所有优点，从而比现有压缩机具有更高效率。

此外，本发明由于不存在高速旋转时的离心力引起的叶片的摩擦损失增加的问题，因此，有利于制造能够高速旋转并且制造成本低且高速小尺寸的流体机械。

另外，由于本发明不会发生吸入流体时产生的吸入阻力的结构，因此，效率良好。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的离心吸入式混合叶片流体机械的分解立体图。

图2是根据本发明的流体机械的实施例的轴向截面图。

图3是根据本发明的流体机械中凸轮环与旋转轴构成同心轴的实施例的直角方向截面图。

图4是根据本发明的流体机械中凸轮环与旋转轴偏心的实施例的直角方向截面图。

图5是示出用于减小吸入流体的吸入阻力并提高吸入流体的离心力的吸入效率的凸轮环的吸入口的凸轮环的立体图。

图6是示出现有的旋转叶片式压缩机和旋转式压缩机的图。

图中

10：子壳体，11：第一吸入口

12：转子，13：定子

14：副轴承，20：旋转轴

30：凸轮环，31：最终吸入口

32：销，40：气缸

41：叶片槽，50：叶片

51：弹性构件，60：主凸缘

61：主轴承，62：第一排出口

63：排出阀，64：副凸缘

70：主壳体，71：最终排出口

72：油分离罐，80、84：油通道

81：过滤器，82：背压通道

83：供油通道

B：固定单元，α：流体室

具体实施方式

在详细描述本发明的各种实施例之前，本发明不限于在以下详细描述中描述或在附图中示出的组件的结构及布置的细节。本发明可以在其他实施例中实施并以各种方式实施。

还应当理解为设备或元件方向(例如，“前”，“后”，“上”，“下”，“顶部”，“底部”，“左”，“右”，“横向”)等术语的表达和谓词仅用于简化本发明的描述，而不是意味着元素具有特定的方向。此外，如“第一”，“第二”等术语用于本说明书及所附权利要求，并且不意味着相对重要性或目的。

本发明为了实现所述目的具有以下特征。

参照附图详细描述本发明的优选实施例。在此之前，本说明书及权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于通常术语或词典术语，并且发明人应适当地解释该术语的概念以便以最佳方式描述自身的发明。基于可以定义的原理，本发明应被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。

因此，本说明书中描述的实施例和附图中所示的结构仅是本发明的最优选实施例，并不代表本发明的所有技术思想。因此，应该理解为具有可代替的各种均等物和修改例。

根据本发明的实施例，包括：旋转轴20，通过旋转单元可旋转地安装；凸轮环30，固定紧固在所述旋转轴20并一起旋转；气缸40，在内部设置有紧固在所述旋转轴20的凸轮环30，并形成有多个朝向凸轮环30切开的叶片槽41，气缸的内周与凸轮环30的外周至少一处接触；叶片50，对应地插入于所述气缸40的多个叶片槽41，叶片的一端与所述凸轮环30的外周接触，使得在凸轮环30和气缸40之间的空间区划形成多个流体室α；主凸缘60和副凸缘64，对应地紧固在所述气缸40的两端，叶片50与气缸40的内周和凸轮环30的外周分隔形成多个流体室α，主凸缘60和副凸缘64与叶片50一起形成流体室α；主壳体70，在内部设置旋转轴20、凸轮环30、气缸40、叶片50、主凸缘60，使得从分别的流体室α排出的流体排出到外部，在所述凸轮环30的外周设置用于向流体室α吸入流体的吸入口。

在所述凸轮环30穿孔形成有多个最终吸入口31，当最终吸入口31穿孔形成在外周边缘时，通过凸轮环30的旋转而被吸入的流体也旋转，并通过旋转的流体产生的离心力增加吸入到流体室α的吸入效率。

此外，在所述主壳体70和气缸40之间形成背压通道82，从油分离罐72分离的油沿着油通道80移动到背压通道82，使得移动到背压通道82的油在插入叶片50的部分上执行润滑功能，背压通道30施加背压以防止流体泄露到流体室α外的其他部分，并始终以预定设定的规定压力将叶片50按压到凸轮环30的外周，使得叶片50始终与凸轮环30接触。

多个第一排出口62和排出阀63设置在所述主凸缘60中，并且所述第一排出口62和排出阀63的数量与流体室α或叶片50的数量相同。

另外，所述凸轮环30可以与所述旋转轴20同心轴设置，或

离心地设置在所述旋转轴20，当多个第一吸入口11相对地形成在凸轮环30时，形成在分别第一吸入口11侧的流体室α的容积分别不同，因此，凸轮环30的外周和气缸40的内周边的紧贴性得到改善，从而减少了流体的泄漏。

以下，将参照图1至图5详细描述根据本发明优选实施例的离心吸入式混合叶片流体机械。

根据本发明的离心吸入式混合叶片流体机械包括子壳体10、旋转轴20、凸轮环30、气缸40、叶片50、主凸缘60、主壳体70。

具备旋转轴20、固定在旋转轴20旋转的凸轮环30、与凸轮环30的外周接触的多个叶片50、与凸轮环30的外周接触一个以上，并叶片50插入于多个叶片槽41的气缸40、固定在气缸40的侧面和主壳体70内并形成多个第一排出口62，并在分别的第一排出口62安装排出阀63的主凸缘60、固定在气缸40的另一侧面的副凸缘64，使得通过凸轮环30的外周和气缸40的内周和叶片50和主凸缘60和副凸缘形成流体室α。凸轮环30旋转时减少流体室α的容积。

所述子壳体10与主壳体70一起构成内部中空的管体，并做成一个压缩机形状。

子壳体10和主壳体70彼此相互连接，使得在内部设置旋转轴20、凸轮环30、气缸40、叶片50、主凸缘60。

在所述子壳体10的外周形成有最初流入流体的第一吸入口11，在主壳体70形成有从子壳体10流入经过内部结构后排出流体的最终排出口71。

用于旋转旋转轴20的转子12和定子13设置在子壳体10的内部，子轴承14设置在子壳体10的一端，在设置在主壳体70的内部的主凸缘60设置有主轴承61，使得可以紧固在本发明的装置内部中旋转的旋转轴20的两端。

如上所述，所述旋转轴20可垂直旋转地安装在彼此紧固的子壳体10及主壳体70的内部。

所述凸轮环30一体地设置在旋转轴20的外周，并与凸轮环30一起旋转，凸轮环30具有用于插入旋转轴20的孔，孔贯通形成在旋转轴20的中心，从内周朝向外周穿孔形成有最终吸入口31，使得通过子壳体10的第一吸入口11流入的流体流入到凸轮环30的内侧后，通过第一吸入口11从内部移动至外部。

如上所述，在本发明中，形成穿过凸轮环30的内周和外周的一个以上的吸入口(最终吸入口31)(在本发明中，形成彼此面对的多个吸入口)，使得从旋转流体的凸轮环30的内周方向沿外周方向吸入，当凸轮环30旋转时，被吸入的流体也旋转以产生离心力，并且由于被吸入的流体的吸入压力通过离心力而增加，因此被吸入的流体更容易被吸入到流体室α。另外，在用作液体泵的流体是液体的情况下，还可以有效地抑制由吸入阻力引起的流体室中的空穴问题。

流体的吸入阻力降低了所有流体机的效率，在本发明中，由于吸入口的结构如上所述能简单制造，因此当流体被吸入到流体室α时难以产生吸入阻力。

所述气缸40具有预定宽度和预定厚度的环形截面，气缸40朝向内周方向具备等间隔切开的切开槽，即沿着内周方向形成多个叶片槽41。

当然，主凸缘60和副凸缘64分别通过固定单元B(螺栓等)紧固在气缸40的两端，使得在内部设置主壳体70。

当销32和旋转轴20插入于气缸40的内部时，在内部设置有旋转的凸轮环30，凸轮环30旋转的同时，从多个最终吸入口31吸入的流体在气缸40的内周和凸轮环30的外周之间分别插入于叶片槽41，使得移动至与凸轮环30接触的多个叶片50和叶片50之间的流体室α。

形成在所述气缸40的叶片槽41是六个时，插入于分别叶片槽41的叶片50也是六个，使得随着叶片50朝气缸40的内周突出并与凸轮环30的外周接触，形成在叶片50和叶片50之间的空间流体室α的数量也是六个。

如上所述，所述叶片50分别紧固在形成在气缸40的多个叶片槽41，弹性构件(例如弹簧)51插入于所述叶片50的一端，通过固定在主壳体70的内周的弹性构件51的弹力，在叶片槽41的内部朝向凸轮环30的外周被按压，使得多个叶片50始终与凸轮环30的外周接触。

在所述主凸缘60的放置气缸40的一面中心形成用于插入旋转轴20的一端的主轴承61，多个(例如，六个)第一排出口62沿着形成有主轴承61的一面圆周面穿孔形成在叶片50和叶片50之间的流体室α。

移动到叶片50和叶片50之间的流体室α的流体从主凸缘60的多个第一排出口62通过与流体室α连通的第一排出口62排出。

第一排出口62和排出阀63设置在主凸缘60的另一面，即，第一排出口62和排出阀63设置在主凸缘，数量与流体室α的数量(与叶片50的数量相同)相同。在气缸40的一端插入副凸缘64，在另一端插入主轴承61，使得主凸缘60与分别的排出阀63分别用固定单元B固定。

通过本发明的结构，本发明容易地安装第一排出口62和排出阀63，由于在分别流体室α设置有第一排出口62和排出阀63，因此，不会发生过压缩(流体室α的压缩压力比最终排出压力更高)现象，使得提高压缩机的效率，能降低随着负载增加的磨损，并能防止液压缩现象(在制冷剂压缩机中，当制冷剂被吸入到液化状态的流体室时，流体容易在流体室中被压缩，这可能导致压缩机故障)。

如上所述，在所述主壳体70的内部安装气缸40和主凸缘60，主壳体70在主凸缘60的下端形成单独的空间，由此形成油分离罐72。

已经通过主凸缘60的第一排出口62的流体在油分离罐72中被分离油之后通过最终排出口71排出到外部。

即，流体室α通过凸轮环30的外周、气缸40的内周、主凸缘60、副凸缘64及分别叶片50形成，当转子12旋转时，凸轮环30通过旋转轴20旋转，并且流体室α的容积增大或减小。

即，当流体室α的容积增加时，通过第一吸入口11吸入的流体通过副凸缘64和旋转轴20之间的空的空间，并通过凸轮环30的内侧通过穿孔在凸轮环30的最终吸入口31吸入到流体室α，被吸入的流体随着流体室α的容积的减少被压缩(或升压)，被压缩的流体通过第一排出口62和排出阀63(止回阀)送到油分离罐72，油被分离后通过最终排出口71排出到本发明的流体机械的外部。

油通道80从油分离罐72朝长度方向凹陷形成在主壳体70的内周，油分离罐72的油通过油通道80在气缸40和主壳体70之间移动，从而在插入叶片50的部位执行密封作用，使得流体不会泄露到除了流体室α以外的其他部分，同时可以施加背压使得始终能够以提前设定的预定压力将叶片50按压到凸轮环30的外周，使得叶片50始终接触到凸轮环30。

过滤器81设置在油分离罐72的一端，以便可以过滤和移动油的异物，从油分离罐72分离的油通过过滤器81和油通道80移动至背压通道82，以减少叶片50的滑动部(接触部)的摩擦及进行密封功能，并施加叶片50的背压。

从背压通道82分支的少量油通过供油通道83供应到主轴承61，并且供应到主轴承61的油通过旋转轴20的油通道80降落到副轴承14后，一部分供应到凸轮环30和凸缘(主凸缘60和副凸缘64)滑动的一侧，并且一部分被最终吸入口31吸入后与流体一起通过第一排出口62排出到油分离罐72并在压缩机中循环。

连接到叶片槽41的油通道80形成在气缸40的外周与主壳体70之间，从主壳体70的油分离罐72分离的高压油通过油通道80移动到背压通道82，并且向叶片50施加背压，向叶片50施加背压的同时，容易地向滑动部40的叶片槽41和叶片50、主凸缘60及副凸缘64和叶片50供油，从而减少在滑动部(接触面)中发生的摩擦，并且可以密封滑动部的缝隙来减少流体的内部泄漏。

在本发明中，可旋转地安装的所述凸轮环30可以安装成与旋转轴20位于同一轴上，凸轮环30相对于旋转轴20或气缸40可以偏心地安装，当凸轮环30相对于旋转轴20偏心地安装时，在凸轮环30的中心线的两侧上的流体室α的容积发生变化，并且两侧流体室α之间发生压力差，使得从高压朝低压侧推住凸轮环30，因此，凸轮环30的外周和气缸40的内周的紧贴性得到改善，从而减少了流体的泄漏，如图3所示，由于不会同时进行排出使脉动进一步减少。

虽然已经参考本发明的示例性实施例具体示出及描述了本发明，但是应该理解为本发明不限于所公开的示例性实施例。对于本领域技术人员来说在不脱离权利要求的范围的情况下，可以进行各种改变及修改是明确的。