專利名稱：渦旋壓縮機(jī)的十字聯(lián)軸節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及渦旋壓縮機(jī)，特別是涉及用于這種渦旋型壓縮機(jī)的獨特的十字聯(lián)軸節(jié)。
渦旋型機(jī)器通常采用一根曲軸，以驅(qū)動一對渦旋件之一相對于第二交插的渦旋件做軌道運動(即公轉(zhuǎn)運動)。為了防止渦旋件間相對轉(zhuǎn)動，一般采用十字聯(lián)軸節(jié)。這些十字聯(lián)軸節(jié)呈各種形式，但一般都帶有兩對或多對鍵，每對鍵沿相反的方向從一個環(huán)形件伸出，其中一對鍵與公轉(zhuǎn)渦旋件中的鍵槽相嚙合，其它對鍵嚙合于非公轉(zhuǎn)渦旋件中或者一個靜止體或軸承箱中的鍵槽中。
盡管這些設(shè)置在各個渦旋件之間的十字聯(lián)軸節(jié)能有效地防止各渦旋件間的相對轉(zhuǎn)動，但由于要將聯(lián)軸節(jié)設(shè)置在渦旋件之間而帶來設(shè)計和裝配問題。另外，在某些場合，還需要采用附加支承結(jié)構(gòu)和(或)加大外殼的尺寸來徑向向外地支承渦旋件的十字聯(lián)軸節(jié)。
通過在靜止體和一個渦旋件之間設(shè)置十字聯(lián)軸節(jié)并將另一個渦旋件安裝到靜止件上，就可簡化上述設(shè)計問題，但這樣做要增加成本，其原因是必須要將兩個渦旋件相對于一個第三部件精確地定位。為了確保這兩個渦旋件能彼此精確地轉(zhuǎn)動地定位，這個第三部件就必須為每個渦旋件提供精確的定位和對正表面。
然而，本發(fā)明提供這樣一種十字聯(lián)軸節(jié)，它能直接連接兩個渦旋件，以有效地防止其間的相對轉(zhuǎn)動，同時能避免先有技術(shù)中存在的設(shè)計問題，并能減少所需的安裝和定位表面的數(shù)目。本發(fā)明提供的十字聯(lián)軸節(jié)設(shè)置在公轉(zhuǎn)渦旋件的下面，從其上向外伸出的第一和第二對鍵都與相應(yīng)的渦旋件相嚙合。鍵的位置和聯(lián)軸節(jié)的形狀能使兩個渦旋件直接相連，以保證其間可靠的精確轉(zhuǎn)動定位，并從而以一種有效的方式防止其間相對轉(zhuǎn)動，而不必增設(shè)附加的支承結(jié)構(gòu)，因而也就不必增大壓縮機(jī)的總體尺寸。
從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中，將更清楚地理解本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種渦旋型致冷壓縮機(jī)的垂直剖面圖;
圖2是類似于圖1的部分剖面圖，但該剖面是沿著穿過非公轉(zhuǎn)渦旋件安裝結(jié)構(gòu)的平面截取的;
圖3是沿圖1中致冷壓縮機(jī)的3-3線截取的剖面圖;
圖4是用于圖1-3所示的本發(fā)明的致冷壓縮機(jī)中的十字聯(lián)軸節(jié)的平面圖;
圖5是圖4所示的十字聯(lián)軸節(jié)的側(cè)面圖;
圖6是類似于圖5的視圖，但它表示了根據(jù)本發(fā)明的十字聯(lián)軸節(jié)的一個改進(jìn)實施例;
圖7是圖6中十字聯(lián)軸節(jié)的部分剖面圖，表示了與渦旋型致冷壓縮機(jī)的配合關(guān)系。
現(xiàn)在參見附圖，特別是圖1，一臺壓縮機(jī)10包括一個大體圓柱形的氣密外殼12，外殼的上部焊有一個端蓋14，下部焊有一個底座16，底座上整體成型有多個安裝腳(未示出)。端蓋14裝有一個致冷劑排放接頭18，該接頭可帶有普通的排放閥(未示出)。固定到外殼上的其它主要部件包括一塊橫向延伸的隔板22，它的周邊沿著端蓋14與外殼12的焊線焊在外殼12上;一個主軸承箱24，它適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谕鈿?2上;一個下部軸承箱26，它具有多條徑向向外延伸的腿，每條腿也適當(dāng)?shù)毓潭ǖ酵鈿?2上。一個具有大體方形橫截面且?guī)в袌A角的馬達(dá)定子28壓配在外殼12中。位于定子上圓角之間的平面構(gòu)成了定子和外殼之間的通路，這有助于潤滑劑從外殼的頂部流到底部。
一根其上部帶有偏心曲軸銷32的驅(qū)動軸或曲軸30，可轉(zhuǎn)動地支承在主軸承箱24內(nèi)的軸承34和下部軸承箱26內(nèi)的第二軸承36中。曲軸30的下端有一個直徑較大的同心孔38，它與一個向上延伸到曲軸頂部的徑向向外傾斜的較小直徑孔40連通。外殼12下部內(nèi)裝有潤滑油，孔38作為一臺泵，將潤滑油向曲軸30的上部泵送，使?jié)櫥瓦M(jìn)入通道40并最終到達(dá)壓縮機(jī)中需要潤滑的所有部件。
曲軸30由一臺電動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，該馬達(dá)包括定子28，穿過定子的線圈44和壓配在曲軸30上的轉(zhuǎn)子46，轉(zhuǎn)子帶有上、下平衡重48和50。可以設(shè)置一個平衡重護(hù)擋件52，以降低由于平衡重50在油槽內(nèi)的油中旋轉(zhuǎn)而引起工作損耗。平衡重護(hù)擋件52在與本申請同一天提交的發(fā)明名稱為“致冷壓縮機(jī)的平衡重護(hù)擋裝置”的中國專利申請中有詳細(xì)的說明，該申請的公開內(nèi)容結(jié)合在本申請中作為參考。
主軸承箱24的圓柱形上部51限定了一個平的止推軸承面53，其上支承著一個公轉(zhuǎn)渦旋件54，渦旋件54具有一個普通的端板和從端板的上表面伸出的螺旋葉片或渦卷56。一個圓柱形輪轂從公轉(zhuǎn)渦旋54的端板的下表面向下伸出，其內(nèi)裝有一個軸頸軸承58，軸承內(nèi)轉(zhuǎn)動地設(shè)置有一個驅(qū)動套筒60，套筒有一個內(nèi)孔62，曲軸銷32驅(qū)動安裝在該內(nèi)孔中。曲軸銷32具有一平表面，它與成型在孔62一部分上的一個平表面(未示出)驅(qū)動嚙合，以提供一種徑向嚙合的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)公開于美國專利第4，877，382號中，該專利作為參考引入本申請中。
還設(shè)置了一個非公轉(zhuǎn)渦旋件64，它具有一個端板和一個從此向下伸出的渦卷66，渦卷66定位成與渦旋件54上的渦卷56相嚙合。非公轉(zhuǎn)渦旋64具有一條同軸設(shè)置的排放通道75，通道75與一個朝上開口的凹槽77連通，而凹槽77又與由端蓋14和隔板22限定的一個排氣消音室79流體連通。在非公轉(zhuǎn)渦旋件64中還形成有一個凹槽81，其內(nèi)裝有一個密封組件83。凹槽77和81以及密封組件83共同限定軸向壓力偏壓室，該偏壓室接受由渦卷56和66壓縮的加壓流體，以便向非公轉(zhuǎn)渦旋件64施加一個軸向偏壓力，由此迫使相應(yīng)的渦卷56和66的頂端與相對的端板表面構(gòu)成密封嚙合。密封組件83最好是采用和本申請同時遞交的，發(fā)明名稱為“帶有浮動密封的渦旋機(jī)器”的中國專利申請所公開的那種型式(該申請也引入本申請作為參考)。
從圖2清楚可見，非公轉(zhuǎn)渦旋件64設(shè)計成利用多個沿周邊間隔設(shè)置的螺栓68安裝在主軸承箱24上。螺栓68穿過相應(yīng)的套筒70，套筒70滑配在孔72中，孔72設(shè)置在整體成型在非公轉(zhuǎn)渦旋件64上的徑向外伸法蘭部分74中。套筒70的長度最好設(shè)計成使螺栓69頭部下表面和法蘭部分74的上表面之間稍留有間隙，以便允許渦旋件64可沿離開渦旋件54的方向做輕微的軸向運動。這種安裝結(jié)構(gòu)以及其它可選擇的安裝結(jié)構(gòu)，都詳細(xì)公開于與本申請同時遞交的發(fā)明名稱為“渦旋機(jī)器的非公轉(zhuǎn)渦旋件的安裝結(jié)構(gòu)”的中國專利申請中(此申請也作為參考引入本申請中)。其它可選用的安裝結(jié)構(gòu)公開于前述的美國專利第4，877，382中。
為了防止渦旋件54和64之間相對轉(zhuǎn)動，設(shè)置了一個獨特的十字聯(lián)軸節(jié)76，它環(huán)繞著主軸承箱24的圓柱部分51并位于渦旋件54的端板的緊下面。
由圖4和圖5清楚可見，十字聯(lián)軸節(jié)76具有一個環(huán)形部分78，其內(nèi)表面是非圓形的，該內(nèi)表面由兩圓弧段80和82限定，兩圓弧段具有恒定的半徑R，它們的相對端通過長度為L的基本直的線段84和86相連。圓弧段80和82的半徑R最好近似地等于主軸承箱24上的圓柱部分51的半徑加上一個小的余隙。直線段84和86的長度L最好近似地等于公轉(zhuǎn)渦旋件54的運行軌道半徑的兩倍加上一個小余隙。
在環(huán)78上設(shè)置有一對鍵88和90，這對鍵沿直徑方向?qū)φ谋砻?2軸向向外伸出。第二對鍵94和96也設(shè)置在環(huán)78上，它們也從表面92軸向向外伸出。鍵94和96沿著一條平行于圓弧段82的這樣一條半徑線的直線對正，該半徑線垂直于鍵88和90的對正直徑連線，并且該直線朝著鍵90徑向偏移。另外，鍵94和96位于外伸凸緣部分上。鍵94和96的徑向偏移和向外設(shè)置使得十字聯(lián)軸節(jié)76的尺寸對于給定尺寸的壓縮機(jī)和相關(guān)的外殼直徑能保持為最小，同時能使止推面53的尺寸對于同樣的壓縮機(jī)被減到最小，還能防止與公轉(zhuǎn)渦旋件54的渦卷56的安裝位置和伸展空間發(fā)生干涉。
如圖3所示，公轉(zhuǎn)渦旋件54的端板帶有一對向外伸出的凸緣部分98和100，每個凸緣部分上帶有一個朝外開口的槽102。槽102的尺寸加工成能滑動地裝納相應(yīng)的鍵94和96。當(dāng)然，鍵94和96具有一適當(dāng)?shù)妮S向長度或高度，以防止它伸出公轉(zhuǎn)渦旋件54端板的上表面。
再參照圖1，非公轉(zhuǎn)渦旋件64上類似地設(shè)置有一對徑向延伸對正的槽104和106，用于接納相應(yīng)的鍵88和90。當(dāng)然鍵88和90明顯地長于鍵94和96，并且它們具有足夠的長度，以便伸到渦旋件54端板的上方并保持與槽104和106嚙合，同時還能允許非公轉(zhuǎn)渦旋件64進(jìn)行有限的軸向運動(如前所述)。然而應(yīng)該知道，當(dāng)渦旋件64完全坐靠在渦旋件54上時，在相應(yīng)鍵88和90的端部與相應(yīng)槽104和106的覆蓋表面之間最好稍留有間隙，由此防止存在干擾渦旋件之間的頂部密封的可能性。
現(xiàn)在可以理解，十字聯(lián)軸節(jié)76通過由相應(yīng)槽102、104和106以及相連的鍵94、96、98和90提供的支承面的共同作用，能將渦旋件54和64直接相連，并防止其間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。類似地，將渦旋件64安裝到主軸承箱24上的安裝結(jié)構(gòu)也能有效地防止渦旋件64相對于主軸承箱24發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，進(jìn)而也就防止了渦旋件54相對于主軸承箱24的相對轉(zhuǎn)動。
在圖6和圖7中表示了十字聯(lián)軸節(jié)的另一個可選擇的實施例。其中所示的十字聯(lián)軸節(jié)108基本上與前述的十字聯(lián)軸節(jié)76相同，不同之處僅在一于設(shè)置了第五個鍵110，此鍵從表面112朝著鍵88′、90′、94′和96′伸出的相反方向軸向伸出。鍵110最好與鍵90′軸向?qū)φ?，并設(shè)計成能裝在設(shè)置于主軸承箱24′上的槽114中，如此這樣，鍵110將與由槽114限定的支承面相配合，來防止兩渦旋件54和64相對于主軸承箱24′發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，而不必依靠非公轉(zhuǎn)渦旋件的安裝結(jié)構(gòu)。如上所述，盡管僅用一個鍵110來與主軸承箱24′中的槽相嚙合，但如果需要還可以增設(shè)與鍵110沿直徑方向?qū)φ牡诹鶄€鍵，該鍵可裝在主軸承箱24′上同樣對正的第二個槽中。
雖然上面公開的本發(fā)明的最佳實施例能提供前述的優(yōu)點和特性，但應(yīng)該理解，還可對本發(fā)明進(jìn)行修改，變型和變化，而不會超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種渦旋型機(jī)器，包括一個第一渦旋件，它具有從一個端板向外伸出的第一螺旋渦卷，一個第二渦旋件，它具有從一個端板向外伸出的第二螺旋渦卷，第二螺旋渦卷與第一螺旋渦卷相交插，以便在其間限定多個運動的流體腔，一個軸承箱，它具有一個軸向止推面，用于支承所述第二渦旋件，一根由所述軸承箱轉(zhuǎn)動支承的驅(qū)動軸，它驅(qū)動連接到所述第二渦旋件，以驅(qū)動第二渦旋件相對于所述第一渦旋件作公轉(zhuǎn)運動，用于防止所述第一和第二渦旋件之間轉(zhuǎn)動的十字聯(lián)軸節(jié)裝置，它包括一個環(huán)，第一對設(shè)置在所述環(huán)上沿直徑方向?qū)φ闹С忻?，和第二對設(shè)置在所述環(huán)上并與第一對支承面成直角布置的對正的支承面，所述第一對支承面與所述第一渦旋件相結(jié)合，以防止所述十字聯(lián)軸節(jié)和所述第一渦旋件之間的相對轉(zhuǎn)動，所述第二對支承面與所述第二渦旋件相結(jié)合，以防止所述十字聯(lián)軸節(jié)和所述第二渦旋件之間的相對轉(zhuǎn)動，所述環(huán)位于其中一個端板的伸出有所述螺旋渦卷的相反側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的渦旋型機(jī)器，其特征是所述十字聯(lián)軸節(jié)環(huán)繞著所述軸向止推面設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的渦旋型機(jī)器，其特征是所述第一對支承面包括位于所述環(huán)的一個端面上的第一對鍵，所述端面面朝所述端板的相反側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的渦旋型機(jī)器，其特征是所述第二對支承面包括位于所述端面上的第二對鍵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的渦旋型機(jī)器，其特征是所述第一對鍵軸向伸過所述一個端板，這對鍵位于該端板的徑向外側(cè)并與該端板保持徑向間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的渦旋型機(jī)器，其特征是還包括用于防止所述第一渦旋件和所述軸承箱之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的防轉(zhuǎn)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的渦旋型機(jī)器，其特征是所述防轉(zhuǎn)裝置包括用于將所述第一渦旋件安裝到所述軸承箱上的軸向嚙合安裝裝置，該安裝裝置允許所述第一渦旋件做有限的軸向運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的渦旋型機(jī)器，其特征是所述環(huán)的內(nèi)周表面是非圓形的，它包括兩段半徑相同的圓弧和在兩段圓弧的相對端之間連接所述兩段圓弧的兩段圓弧較直的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的渦旋型機(jī)器，其特征是所述圓弧的半徑等于所述軸承箱的半徑加上一個預(yù)定的小余隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的渦旋型機(jī)器，其特征是所述第一對對正的支承面是一對位于所述非公轉(zhuǎn)渦旋件中的徑向槽，它們沿直徑方向設(shè)置在所述機(jī)器中心軸的相對側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的渦旋型機(jī)器，其特征是所述第二對對正的支承面是一對位于所述公轉(zhuǎn)渦旋件中的徑向槽，它們沿直徑方向設(shè)置在所述機(jī)器中心軸的相對側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的渦旋型機(jī)器，其特征是還包括位于所述軸承箱上的第三支承面和位于所述環(huán)的另一相反端面上的第三鍵，第三鍵與第三支承面滑動線嚙合，由此防止所述十字聯(lián)軸節(jié)相對于所述軸承箱發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的渦旋型機(jī)器，其特征是所述第三支承面和第三鍵沿軸向與所述第一對鍵對正。
全文摘要
一種渦旋型機(jī)器帶有一個獨特的十字聯(lián)軸節(jié)，用來防止兩渦旋件間的相對轉(zhuǎn)動而允許其間進(jìn)行公轉(zhuǎn)運動。十字聯(lián)軸節(jié)設(shè)置在公轉(zhuǎn)渦旋件端板的下面，并具有和公轉(zhuǎn)渦旋件中的槽滑動嚙合的第一對鍵以及和非公轉(zhuǎn)渦旋件中的槽滑動嚙合的第二對鍵。還可以附加一個第三鍵，用以和非轉(zhuǎn)動軸承箱中的槽滑動嚙合。
文檔編號F01C1/02GK1061079SQ9110571
公開日1992年5月13日 申請日期1991年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月1日
發(fā)明者詹姆斯·弗蘭克林·福特 申請人:科普蘭公司