專利名稱：旋葉式壓縮機(jī)以及它的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋葉式壓縮機(jī)以及它的制作方法，特別是(盡管并不排他)涉及 這樣的旋葉式壓縮機(jī)和方法，其中，葉片相對(duì)于轉(zhuǎn)子和氣缸中的一個(gè)固定。定義在整個(gè)說明書中，壓縮機(jī)將認(rèn)為包括泵。
背景技術(shù)：
影響壓縮機(jī)性能的一個(gè)關(guān)鍵因素是它的機(jī)械效率。例如，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞氣缸式 壓縮機(jī)具有良好的機(jī)械效率，但是它的往復(fù)作用導(dǎo)致較大的振動(dòng)和噪音問題。為了消除這 些問題，回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)由于它們的緊湊設(shè)計(jì)和低振動(dòng)而更受歡迎。然而，因?yàn)樗鼈兊牟考?動(dòng)接觸，并通常具有較高的相對(duì)速度，因此摩擦損失較高。這限制了它們的效率和可靠性。在回轉(zhuǎn)式滑葉壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)子和葉尖在高速下與氣缸內(nèi)部摩擦，從而導(dǎo)致較大摩 擦損失。類似地，在滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)中，滾動(dòng)活塞與偏心輪和氣缸內(nèi)部摩擦，從而導(dǎo)致較 大的摩擦損失。如果回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的接觸部件的相對(duì)速度可以被有效降低，它們的總體性能和 可靠性能夠提高。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)示例方面，提供了一種旋葉式壓縮機(jī)，它包括氣缸，該氣缸具有氣缸縱 向旋轉(zhuǎn)軸線；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)，并具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線，該轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線 和氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線相互間隔開，以便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；葉片，該葉片操作 地接合到狹槽中，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，該葉片安裝在狹槽中，相對(duì)于狹槽具有兩個(gè) 自由度的運(yùn)動(dòng)，以使得轉(zhuǎn)子和氣缸能夠一起旋轉(zhuǎn)。根據(jù)另一示例方面，提供了一種旋葉式壓縮機(jī)，該旋葉式壓縮機(jī)包括葉片，該葉片 操作地接合到狹槽中，以便相對(duì)于該狹槽運(yùn)動(dòng)，狹槽形成為使葉片相對(duì)于狹槽的運(yùn)動(dòng)為同 時(shí)進(jìn)行的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。還一示例方面提供了一種旋葉式壓縮機(jī)，它包括氣缸；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸 內(nèi)；葉片，該葉片操作地接合到狹槽中，以便相對(duì)于該狹槽運(yùn)動(dòng)，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子能夠一 起旋轉(zhuǎn)。葉片構(gòu)成轉(zhuǎn)子或氣缸的一部分。葉片剛性地安裝在轉(zhuǎn)子或氣缸上，或者與轉(zhuǎn)子或 氣缸形成一體。狹槽位于轉(zhuǎn)子和氣缸中的另一個(gè)中。又一示例方面提供了一種旋葉式壓縮機(jī)，它包括葉片，該葉片操作地接合到狹槽中，以便相對(duì)于該狹槽運(yùn)動(dòng)，該狹槽包括內(nèi)部部分；中間部分，該中間部分形成狹窄頸部； 以及擴(kuò)大的外端部分，該狹窄頸部與葉片間隙配合；狹窄頸部包括樞軸，以便葉片相對(duì)于狹 槽進(jìn)行滑動(dòng)和非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述另一示例方面的旋葉式壓縮機(jī)還可以包括氣缸，該氣缸具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn) 軸線；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)，并具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線，該轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸 縱向旋轉(zhuǎn)軸線相互間隔開，以便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；葉片，該葉片操作地接合 到狹槽中，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，該運(yùn)動(dòng)包括兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，以使得轉(zhuǎn)子和氣缸 能夠一起旋轉(zhuǎn)。對(duì)于所述還一示例方面的旋葉式壓縮機(jī)，氣缸可以具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線，轉(zhuǎn)子 可以具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線。轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線可以相互間隔開，以 便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。葉片和狹槽能夠彼此進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)可以包括兩 個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。所述還一示例方面的旋葉式壓縮機(jī)還可以包括氣缸，該氣缸具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn) 軸線；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)，并具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線。轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸縱 向旋轉(zhuǎn)軸線可以相互間隔開，以便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。葉片可操作地接合到 狹槽中，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。滑動(dòng)和非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以構(gòu)成兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。狹槽可以位于氣缸中，葉片可以構(gòu)成轉(zhuǎn)子的一部分?？蛇x地，狹槽可以位于轉(zhuǎn)子 中，葉片可以構(gòu)成氣缸的一部分。葉片可以是以下一種剛性安裝到轉(zhuǎn)子或氣缸上以及與轉(zhuǎn)子或氣缸成一體。兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)可以包括滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。狹槽可以包括內(nèi)部部分；中間部分，該中間部分形成狹窄頸部；以及擴(kuò)大的外端 部分。狹窄頸部可以與葉片間隙配合。狹窄頸部可以包括樞軸，以便葉片相對(duì)于狹槽進(jìn)行 非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。內(nèi)部部分可以被斜切。內(nèi)部部分和中間部分可以形成平滑曲線。擴(kuò)大的外端 部分可以是球形。在葉片和頸部之間的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)接觸可以形成密封。轉(zhuǎn)子和氣缸中的一個(gè) 可以與驅(qū)動(dòng)軸操作連接。操作連接可以是以下的一種與驅(qū)動(dòng)軸剛性連接以及與驅(qū)動(dòng)軸成 一體。根據(jù)倒數(shù)第二個(gè)示例方面，提供了一種用于制造上述旋葉式壓縮機(jī)的方法，該方 法包括由單件原材料形成前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì)，其中，使得前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì) 正確對(duì)準(zhǔn)所需的前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì)的所有結(jié)構(gòu)同時(shí)形成。前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì) 的結(jié)構(gòu)可以各自包括氣缸軸承和轉(zhuǎn)子軸承。根據(jù)最后的示例方面，提供了一種用于制造上述旋葉式壓縮機(jī)的方法，該方法包 括由單件原材料形成氣缸和氣缸端板，其中，使得氣缸和氣缸端板正確對(duì)準(zhǔn)所需的氣缸和 氣缸端板的所有結(jié)構(gòu)同時(shí)形成。氣缸和氣缸端板的結(jié)構(gòu)可以包括端面和柱形軸頸。對(duì)于倒數(shù)第二和最后的示例方面，原材料可以機(jī)械加工成使得原材料的重心與原 材料的旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)準(zhǔn)，從而獲得動(dòng)態(tài)平衡，以便減小振動(dòng)。


為了可以充分理解本發(fā)明和容易實(shí)施本發(fā)明，下面將通過只作為示例實(shí)施例的非 限定示例來描述本發(fā)明，描述將參考附圖進(jìn)行。
附圖中圖1是示例實(shí)施例的前視剖視圖；圖2是圖1的示例實(shí)施例的側(cè)視剖視圖；圖3是示出圖1和2的示例實(shí)施例的操作循環(huán)的一系列視圖；圖4是圖1至3的示例實(shí)施例的葉片與狹槽連接的放大圖；圖5是另一示例實(shí)施例的、與圖1相對(duì)應(yīng)的視圖；圖6是圖5的另一示例實(shí)施例的、與圖2相對(duì)應(yīng)的視圖；圖7是示出圖5和6的示例實(shí)施例的操作循環(huán)的一系列視圖；圖8是還一示例實(shí)施例的、與圖4相對(duì)應(yīng)的視圖；圖9是示例實(shí)施例在制造處理后的、與圖1相對(duì)應(yīng)的示意圖；圖10是在制造處理中的第一階段的示意圖；圖11是在制造處理中的第二階段的示意圖；圖12是在制造處理中的第三階段的示意圖；圖13是在制造處理中的第四階段的示意圖；圖14是在制造處理中的第五階段的示意圖；圖15是在制造處理中的第六階段的示意圖；圖16是在制造處理中的第七階段的示意圖；圖17是在制造處理中的第八階段的示意圖；以及圖18是在制造處理中的第九階段的示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1至4，圖中示出了旋葉式壓縮機(jī)10，該旋葉式壓縮機(jī)10具有葉片12、轉(zhuǎn)子 14和氣缸16。葉片12剛性地固定在轉(zhuǎn)子14上或者與該轉(zhuǎn)子14成一體。這樣的一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 是減少部件數(shù)量。需要時(shí)，葉片12可以與轉(zhuǎn)子14 一起制造。葉片12接合到氣缸16中的 盲槽18內(nèi)。葉片12定位在盲槽18內(nèi)，這樣，它可滑動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地裝配在狹槽18中，并 能夠同時(shí)以滑動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)。葉片12和轉(zhuǎn)子14都裝入氣缸16內(nèi)。葉片12的 頭部20剛性地連接在轉(zhuǎn)子14的外表面22上或者與該外表面22成一體。狹槽18位于氣 缸16的側(cè)壁24的內(nèi)表面23中，側(cè)壁24為柱形并且直徑大于轉(zhuǎn)子14。這使得葉片12可靠 安裝在氣缸16上。轉(zhuǎn)子14安裝成繞第一縱向軸線26旋轉(zhuǎn)，并且氣缸16安裝成繞第二縱向軸線28 旋轉(zhuǎn)(圖2)。兩個(gè)縱向軸線26、28平行和間隔開，這樣，轉(zhuǎn)子14和氣缸16裝配成偏心。因 此，在轉(zhuǎn)子14和氣缸16的旋轉(zhuǎn)過程中，在轉(zhuǎn)子14的外表面22和側(cè)壁24的內(nèi)表面23之間 總是存在線接觸30。轉(zhuǎn)子14和氣缸16都單獨(dú)和同心地由軸頸軸承對(duì)32支承。轉(zhuǎn)子14和 氣缸16都能夠分別繞它們各自的縱向軸線26、28旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)軸線26、28也是旋轉(zhuǎn)軸線。驅(qū)動(dòng)軸34操作連接在轉(zhuǎn)子14上或者與該轉(zhuǎn)子14成一體，并且優(yōu)選地與轉(zhuǎn)子14 同軸線。驅(qū)動(dòng)軸34能夠與原動(dòng)機(jī)(未示出)連接，以便向轉(zhuǎn)子14提供旋轉(zhuǎn)力，從而通過葉 片12向氣缸16提供旋轉(zhuǎn)力。在操作過程中，轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)使得葉片12旋轉(zhuǎn)，葉片又迫使氣缸16旋轉(zhuǎn)，因?yàn)槿~ 片12位于狹槽18內(nèi)。運(yùn)動(dòng)使得限制于葉片12、氣缸16和轉(zhuǎn)子14內(nèi)的容積36變化，從而 6導(dǎo)致工作流體的吸入、壓縮和排出。氣缸16還具有凸緣端板38，該凸緣端板38可以與側(cè)壁24成一體，或者可以是牢 固安裝在側(cè)壁24上的單獨(dú)部件。因此，當(dāng)整個(gè)氣缸16 (包括側(cè)壁24和端板38)通過葉片 12旋轉(zhuǎn)時(shí)，端板38也旋轉(zhuǎn)，因此與轉(zhuǎn)子14 一起旋轉(zhuǎn)。這樣，實(shí)際上消除了在葉片12和側(cè) 壁24的內(nèi)表面22之間的摩擦。然而，這使得氣缸軸頸軸承附加在軸頸軸承對(duì)32處，以便 支承旋轉(zhuǎn)的氣缸16，這導(dǎo)致附加的摩擦損失。因?yàn)橄鄬?duì)容易地對(duì)軸頸軸承對(duì)32提供潤(rùn)滑， 因而這些損失的數(shù)量較低。還有，在轉(zhuǎn)子14和氣缸端板38之間的摩擦損失減小至可忽略 的水平，下面將要進(jìn)行描述。具有凸緣端板38的整個(gè)氣缸16能夠旋轉(zhuǎn)。這減小了在氣缸16的凸緣端板38和 轉(zhuǎn)子14之間的滑動(dòng)接觸處的摩擦。這是因?yàn)樵谕咕壎税?8和轉(zhuǎn)子14之間的相對(duì)滑動(dòng)速 度明顯減小。盡管使用固定端板的已知設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了排出和吸入端口的定位，但是它們導(dǎo)致較大 的摩擦損失。已知設(shè)計(jì)具有靜止殼體，轉(zhuǎn)子抵靠該靜止殼體旋轉(zhuǎn)，因此引起較大的摩擦損 失。這降低了機(jī)器的機(jī)械效率，并且還由于更大磨損而降低了可靠性。由摩擦產(chǎn)生的熱量 還由于吸入加熱效果降低了總體壓縮機(jī)性能。當(dāng)壓縮機(jī)10的所有主要部件旋轉(zhuǎn)時(shí)，吸入和排出端口也運(yùn)動(dòng)。如我們的在先申請(qǐng) 中所述，壓縮機(jī)10可以具有高壓外殼40，該高壓外殼40包圍氣缸16和轉(zhuǎn)子14。高壓外殼 40可以為靜止的，并且氣缸16和轉(zhuǎn)子14在外殼40內(nèi)、相對(duì)于該外殼40旋轉(zhuǎn)。吸入進(jìn)口 44沿著轉(zhuǎn)子軸34并與轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)軸線26同軸，并且與吸入管(未 示出)操作連接。吸入進(jìn)口 44具有第一部分46，該第一部分46沿轉(zhuǎn)子軸34的軸向延伸； 以及一個(gè)或多個(gè)第二部分48，該第二部分沿轉(zhuǎn)子14的徑向延伸至轉(zhuǎn)子14的外表面22，以 便提供一個(gè)或多個(gè)吸入端口 52。第二部分48和吸入端口 52的數(shù)量可以取決于壓縮機(jī)10 的用途以及轉(zhuǎn)子14的軸向延伸長(zhǎng)度。一個(gè)或多個(gè)排出端口 54定位在氣缸16的側(cè)壁24中并穿過該側(cè)壁24，優(yōu)選地靠 近狹槽18?？拷M槽的意思是鄰近、緊鄰或鄰接。這使得在狹槽18葉片12和排出端口 54 之間的“死區(qū)”容積減至最小。因此，在利用已知的出口裝置從壓縮機(jī)10排出之前，排出氣 體或流體容納于外殼40的中空內(nèi)部56中。各排出端口 54具有排出閥組件(未示出)，該 排出閥組件位于排出端口上面。排出閥組件可以具有閥止動(dòng)器，該閥止動(dòng)器通過緊固件而 牢固安裝在氣缸16的側(cè)壁24上；以及排出閥簧片，該排出閥簧片位于排出端口上面。壓縮循環(huán)在圖3中示出。在(a)中，壓縮機(jī)10處于吸入階段開始時(shí)，以便將工作 流體吸入吸入腔室66內(nèi)；工作流體在壓縮腔室68中壓縮。葉片12使得工作腔室36分成 吸入腔室66和壓縮腔室68。當(dāng)壓縮機(jī)10到達(dá)(b)中的位置時(shí)，流體繼續(xù)被吸入吸入腔室 66中，并且繼續(xù)在壓縮腔室68中壓縮。在(c)中，繼續(xù)吸入處理，并且當(dāng)壓縮腔室68內(nèi)部 的壓力超過外殼40的中空內(nèi)部56的壓力時(shí)，流體通過排出端口 54排出。在(d)中，流體 的吸入和排出幾乎完成。如圖所示，葉片12在轉(zhuǎn)子14相對(duì)于氣缸16運(yùn)動(dòng)的過程中相對(duì)于 狹槽18滑動(dòng)。從外部固定框架看，線接觸30表現(xiàn)為靜止。但是從氣缸16內(nèi)看，當(dāng)氣缸16 和轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)每一整圈時(shí)，線接觸30表現(xiàn)為環(huán)繞側(cè)壁24的內(nèi)表面23運(yùn)動(dòng)。圖1至6的葉片12相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)中心沿徑向定向。然而，可以使用非徑 向的直葉片或者彎曲葉片。這可以是具有所示徑向狹槽18，或者具有非徑向狹槽。
在圖4中示出了狹槽18的細(xì)節(jié)。狹槽18具有三個(gè)部分內(nèi)部部分18a，該內(nèi)部部 分18a緊鄰內(nèi)表面23，并被沿周向斜切；中間部分18b，該中間部分18b相對(duì)于葉片12具有 減小間隙δ ；以及外部部分18c，該外部部分18c被放大或成球形。優(yōu)選地，內(nèi)部部分18a 和中間部分18b形成平滑曲線，如圖所示。間隙δ使得由于在葉片12和狹槽18的側(cè)壁之 間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的摩擦損失最小。還提供了狹窄的頸部19。狹槽18在狹窄頸部19處 的側(cè)部是葉片12的樞軸點(diǎn)，以允許在葉片12和狹槽18之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是直接滑 動(dòng)，例如進(jìn)行樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這可以通過圖3看見。在圖(3a)中，葉片12的尾部42定向成朝 向狹槽18的左側(cè)(更靠近排出端口 54)。當(dāng)轉(zhuǎn)子14和氣缸16旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片12相對(duì)于狹 槽18以滑動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這樣，在圖3(b)中，葉片仍然定向成朝向狹槽18的 左側(cè)，但是以減小的角度。在圖3(c)中，葉片12的尾部42定向成朝向狹槽18的右側(cè)，與 圖3(b)的角度鏡像。在圖3(d)中，葉片12的尾部42仍然定向成朝向狹槽18的右側(cè)，與 圖3(a)的角度鏡像。因此，在葉片12和狹槽18之間的連接通過利用最小間隙δ而允許 兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)是滑動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且為同時(shí)的。在兩個(gè)自由度 的運(yùn)動(dòng)中，根據(jù)氣缸16的旋轉(zhuǎn)慣性和狹槽18中的氣體壓力的相互作用，葉片12與狹槽18 的頸部19的每一側(cè)相接觸。當(dāng)葉片12接觸頸部19時(shí)，葉片與頸部19形成不透流體密封，從而防止流體利用 狹槽18而從壓縮腔室68運(yùn)動(dòng)至吸入腔室66或者從吸入腔室66運(yùn)動(dòng)至壓縮腔室68。葉片12固定在轉(zhuǎn)子14上將防止葉片12相對(duì)于轉(zhuǎn)子14進(jìn)行引起摩擦的運(yùn)動(dòng)，從 而也防止在葉片12和轉(zhuǎn)子14之間產(chǎn)生摩擦損失。滑動(dòng)接觸將在狹槽18處在氣缸16和葉 片12之間。在氣缸16和葉片12之間的接觸處具有由于氣缸16的旋轉(zhuǎn)慣性而產(chǎn)生的接觸 力，但沒有由于工作流體的壓縮而引起的壓力。因?yàn)榻佑|力的大小比壓力小得多，因此減小 了接觸力。這有效降低了摩擦損失。而且，摩擦力可以通過減小氣缸16的旋轉(zhuǎn)慣性而最小 化，例如在氣缸壁24中提供孔，以便減少厚壁氣缸所需的材料量。摩擦的主要源是在軸承 32處。它們能夠被最小化。氣缸的慣性可以使得壓縮機(jī)10的力矩變化平滑。為了使葉片12和狹槽18的壁的接觸處的摩擦最小，在該示例實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子14 優(yōu)選地與驅(qū)動(dòng)軸34剛性連接或者成一體。這使得在狹槽18處的接觸力幾乎完全獨(dú)立于橫 過葉片12的流體的壓力，因此為更小的量。然而，圖1至4的示例實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使得葉片12穿過氣缸16的側(cè)壁24的內(nèi)表面 23凸出。這增加了氣缸16的有效直徑。當(dāng)在轉(zhuǎn)子14和氣缸16的軸線26、28之間的偏移 距離較大時(shí)特別是這樣，因?yàn)檫@增加了葉片12相對(duì)于狹槽18的滑動(dòng)。這可能不是所預(yù)期 的，因?yàn)樵跉飧?6的側(cè)壁24中需要更多材料。在圖5至7中示出了另一示例實(shí)施例，當(dāng)在軸線26、28之間的偏移距離較大時(shí)，該 另一示例實(shí)施例可以為優(yōu)選。這里，相同參考標(biāo)號(hào)用于相同部件。如圖所示，葉片12剛性 固定在氣缸16 (而不是轉(zhuǎn)子14)上或者與氣缸16成一體，并且狹槽18這時(shí)是轉(zhuǎn)子14的一 部分。此外，氣缸16操作連接在驅(qū)動(dòng)軸34上或者與該驅(qū)動(dòng)軸34成一體。因此，在葉片12側(cè)部的接觸力取決于轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)慣性。當(dāng)轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)慣性 由于更小半徑(旋轉(zhuǎn)慣性與半徑的平方成正比)而小于氣缸16的旋轉(zhuǎn)慣性時(shí)，這進(jìn)一步減 小了摩擦力。但是，軸承32改變成適應(yīng)氣缸16與驅(qū)動(dòng)軸34的直接連接。如圖6中所示， 轉(zhuǎn)子14這時(shí)以懸臂方式被支承，而不是簡(jiǎn)單地支承在兩端上。
為了使葉片12和狹槽18的壁的接觸處的摩擦最小，在該示例實(shí)施例中，氣缸16 優(yōu)選地剛性連接在驅(qū)動(dòng)軸34上或者與該驅(qū)動(dòng)軸34成一體。這使得在狹槽18處的接觸力 幾乎完全獨(dú)立于橫過葉片12的流體的壓力，因此為更小的量。在所有其它方面，壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作與圖1至4的示例實(shí)施例相同。狹槽18保 持相同，它與葉片12的關(guān)系也相同。而且，圖4中所示的“間隙”接頭可以由用于葉片12和狹槽18的一對(duì)普通的鉸鏈 和滑動(dòng)器接頭來代替，如圖8中所示。將使用利用銷804而與滑動(dòng)器接頭802連接的鉸鏈 接頭800。盡管連接的鉸鏈-滑動(dòng)器接頭800、802可以象“間隙”連接一樣實(shí)現(xiàn)確切功能， 但是它具有更多部件。它還可能更難制造和裝配。圖1至8的實(shí)施例可以用于所有領(lǐng)域的壓縮機(jī)和泵用途，例如制冷和空氣壓縮。在壓縮機(jī)中，除了良好的效率和可靠性，減少材料和容易制造也是壓縮機(jī)設(shè)計(jì)成 功的關(guān)鍵。為了實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)10的最佳性能，精確制造很重要。特別是，當(dāng)具有兩個(gè)軸頸軸 承對(duì)32時(shí)，軸頸軸承32的對(duì)準(zhǔn)對(duì)于壓縮機(jī)10的性能很重要。因此，有利的是具有一種制 造方法，使得軸頸軸承對(duì)32的對(duì)準(zhǔn)可以在不需要很小公差的情況下實(shí)現(xiàn)。圖9示出了壓縮機(jī)10的中心剖視圖。軸頸軸承對(duì)32具有前部軸頸軸承對(duì)32a和 后部軸頸軸承對(duì)32b。各前部軸頸軸承對(duì)32a和后部軸頸軸承對(duì)32b具有兩個(gè)軸頸軸承 轉(zhuǎn)子軸承70和氣缸軸承72。為了使轉(zhuǎn)子軸承70和氣缸軸承72處的摩擦損失最小，各轉(zhuǎn) 子軸承70、氣缸軸承72必須尺寸并不過大，還應(yīng)當(dāng)能夠保持最小油膜厚度，從而能夠防止 在轉(zhuǎn)子軸承70、氣缸軸承72和支承表面之間的磨損。因此，重要的是達(dá)到各前部軸頸軸承 對(duì)32a和后部軸頸軸承對(duì)32b的精度，包括前部軸頸軸承對(duì)32a和后部軸頸軸承對(duì)32b之 間的對(duì)準(zhǔn)。而且，由于壓縮機(jī)10內(nèi)的流體的內(nèi)部泄露對(duì)在轉(zhuǎn)子和氣缸的旋轉(zhuǎn)軸線26、28支 承中心之間的偏移距離敏感，各軸承對(duì)準(zhǔn)的精確性相關(guān)聯(lián)，以形成壓縮機(jī)10的全部組件的 組合對(duì)準(zhǔn)，其中該組合對(duì)準(zhǔn)必須實(shí)現(xiàn)。如圖10中所示，為了制造軸承32a和32b，原材料76由夾鉗74夾持，并由定心夾 盤80保持。然后進(jìn)行機(jī)械加工，即通過使用切割工具82對(duì)整個(gè)柱形面84進(jìn)行機(jī)械加工， 以便使得原材料76的重心86與旋轉(zhuǎn)軸線87對(duì)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，以便降低振動(dòng)。前 部軸承32a、后部軸承32b和兩個(gè)軸承支腳78的暫定位置以虛線示出。在圖11中，端面90進(jìn)行機(jī)械加工，以便獲得平面，并形成軸承楔入(dowel)孔88。 然后，在分割線92處進(jìn)行軸承支腳78的分割(圖12)。分割開的材料96具有第二端面94， 該第二端面94利用端面90作為基準(zhǔn)進(jìn)行機(jī)械加工，以便在兩個(gè)端面90、94之間實(shí)現(xiàn)平行 (圖 13)。在余下的材料98中，端面100進(jìn)行機(jī)械加工，以便獲得平面，并且形成端面102和 104(圖14)，使得它們都平坦、平行和垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。這也意味著柱形表面106被同時(shí)形 成，因此被正確對(duì)準(zhǔn)。然后，楔入孔108在用于前部軸承32a和后部軸承32b的一個(gè)動(dòng)作中 形成。這意味著兩個(gè)軸承32a和32b中的楔入孔108被正確對(duì)準(zhǔn)。然后，再在用于前部軸承32a和后部軸承32b的一個(gè)動(dòng)作中形成轉(zhuǎn)子軸承70，從而 提供正確對(duì)準(zhǔn)。前部軸承32a在分割線110上分割開，從而提供分開的前部軸承32a和后 部軸承32b。然后進(jìn)行最后的精加工。因此，前部軸承對(duì)32a和后部軸承對(duì)32b —起和同時(shí)形成，以便提供正確對(duì)準(zhǔn)。
氣缸16和用于該氣缸的凸緣端板38以類似方式制造，如圖16至18中所示。原 材料120由夾鉗74夾持，并由定心夾盤80保持。然后進(jìn)行機(jī)械加工，即通過使用切割工具 82對(duì)整個(gè)柱形面122進(jìn)行機(jī)械加工，以便使得原材料120的重心86與旋轉(zhuǎn)軸線87對(duì)準(zhǔn)，從 而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，以便降低振動(dòng)。氣缸16和端板38的暫定位置以虛線示出。端面124進(jìn)行機(jī)械加工，以便獲得平面并與旋轉(zhuǎn)軸線垂直。然后，再在一個(gè)動(dòng)作 中、在氣缸16和端板38中形成柱形軸頸126，以便獲得正確對(duì)準(zhǔn)(圖17)。端面128、130形成為與氣缸軸頸126垂直。楔入孔132在一個(gè)動(dòng)作中同時(shí)形成于 氣缸16和端板38上(圖17)。然后，氣缸板38被分割開(圖18)，氣缸16的中空內(nèi)部134 形成并且狹槽18形成。然后可以進(jìn)行最后的精加工。對(duì)于前部軸承32a和后部軸承32b，通過由一件原材料來制造它們，并且正確對(duì)準(zhǔn) 所需的所有結(jié)構(gòu)一起形成，這兩個(gè)軸承將在裝配壓縮機(jī)10時(shí)必然正確對(duì)準(zhǔn)。類似地，對(duì)于 氣缸16和氣缸端板38，通過由一件原材料來制造它們，并且正確對(duì)準(zhǔn)所需的所有結(jié)構(gòu)一起 形成，這兩個(gè)部件將在裝配壓縮機(jī)10時(shí)必然正確對(duì)準(zhǔn)。盡管前面的描述已經(jīng)介紹了示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，設(shè)計(jì)、結(jié) 構(gòu)和/或操作的細(xì)節(jié)可以在不脫離本發(fā)明的情況下進(jìn)行多種變化。參考標(biāo)號(hào)表10壓縮機(jī)
12葉片
14轉(zhuǎn)子
16氣缸
18狹槽
19頸部
2012的頭部
2214的外表面
2416的側(cè)壁
2614的縱向軸線
2816的縱向軸線
30線接觸
32軸頸軸承對(duì)
34驅(qū)動(dòng)軸
35容積
38凸緣端板
40高壓外殼
4212的尾部
44吸入進(jìn)口
4644的軸向部分
4844的徑向部分
52吸入端口
54排出端口
5640的中空內(nèi)部
66吸入腔室
68壓縮腔室
70轉(zhuǎn)子軸承
72氣缸軸承
74夾鉗
76原材料
78軸承支腳
80定心夾盤
82切割工具
84柱形面
86重心
87旋轉(zhuǎn)軸線
88軸承楔入孔
90端面
92分割線
94第二端面
96分割開的材料
98余下的材料
100端面
102端面
104端面
106柱形表面
108楔入孔
110分割線
120原材料
122柱形面
124端面
126軸頸
128端面
130端面
132楔入孔
134中空內(nèi)部
800鉸鏈接頭
802滑動(dòng)器接頭
804銷
權(quán)利要求
一種旋葉式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括氣缸，該氣缸具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)并具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線，該轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線相互間隔開，以便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；葉片，該葉片操作地接合到狹槽中，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，葉片安裝在狹槽中，相對(duì)于狹槽具有兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，以使得轉(zhuǎn)子和氣缸能夠一起旋轉(zhuǎn)。
2.一種旋葉式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括葉片，該葉片操作地接合到狹槽中，以便相對(duì)于該 狹槽運(yùn)動(dòng)，狹槽形成為使葉片相對(duì)于狹槽的運(yùn)動(dòng)為同時(shí)進(jìn)行的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.一種旋葉式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括氣缸；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)；葉片，該葉片 操作地接合到狹槽中，以便相對(duì)于該狹槽運(yùn)動(dòng)，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子能夠一起旋轉(zhuǎn)，該葉片包 括轉(zhuǎn)子和氣缸中的一個(gè)的一部分，它剛性地安裝在轉(zhuǎn)子和氣缸中的該一個(gè)上，或者與轉(zhuǎn) 子和氣缸中的該一個(gè)形成一體；狹槽位于轉(zhuǎn)子和氣缸中的另一個(gè)中。
4.一種旋葉式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括葉片，該葉片操作地接合到狹槽中，以便相對(duì)于該 狹槽運(yùn)動(dòng)，該狹槽包括內(nèi)部部分；中間部分，該中間部分形成狹窄頸部；以及擴(kuò)大的外端 部分，該狹窄頸部與葉片間隙配合；狹窄頸部包括樞軸，以便葉片相對(duì)于狹槽進(jìn)行滑動(dòng)和非 滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋葉式壓縮機(jī)，還包括氣缸，該氣缸具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸 線；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)并具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線，該轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸縱向 旋轉(zhuǎn)軸線相互間隔開，以便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；葉片，該葉片操作地接合到狹 槽中，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)包括兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，以使得轉(zhuǎn)子和氣缸能夠一 起旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該氣缸具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線， 轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線，轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線相互間隔開，以便在 轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，葉片和狹槽能夠彼此進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)包括兩個(gè)自由度 的運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋葉式壓縮機(jī)，還包括氣缸，該氣缸具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸 線；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)并具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線，轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸縱向旋 轉(zhuǎn)軸線相互間隔開，以便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，葉片操作地接合到狹槽中，以使 得氣缸和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)和非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6或7所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該狹槽位于氣缸中，葉 片構(gòu)成轉(zhuǎn)子的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6或7所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該狹槽位于轉(zhuǎn)子中，葉 片構(gòu)成氣缸的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，葉片是以下一種剛性安裝在 轉(zhuǎn)子上以及與轉(zhuǎn)子成一體。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，葉片是以下一種剛性安裝在 氣缸上以及與氣缸成一體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或當(dāng)從屬于權(quán)利要求1、3或4中任一項(xiàng)時(shí)的根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)包括滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)或當(dāng)從屬于權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)時(shí)的根據(jù)權(quán)利要 求5至12中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該狹槽包括內(nèi)部部分；中間部分， 該中間部分形成狹窄頸部；以及擴(kuò)大的外端部分，狹窄頸部與葉片間隙配合，狹窄頸部包括 樞軸，以便葉片相對(duì)于狹槽進(jìn)行非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求4、7或13中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該狹窄頸部與 葉片間隙配合。
15.根據(jù)權(quán)利要求4、7、13或14中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該內(nèi)部部 分被斜切。
16.根據(jù)權(quán)利要求4、7或13至15中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該內(nèi)部 部分和中間部分形成平滑曲線。
17.根據(jù)權(quán)利要求4、7或13至16中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該擴(kuò)大 的外端部分是球形。
18.根據(jù)權(quán)利要求4或13至17中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，在葉片和 狹窄頸部之間的樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)接觸形成密封。
19.根據(jù)權(quán)利要求1、3或5至18中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該轉(zhuǎn)子和 氣缸中的一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸操作連接，操作連接是以下的一種與驅(qū)動(dòng)軸剛性連接以及與驅(qū)動(dòng) 軸成一體。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)，其特征在于，該狹槽和葉片設(shè) 置成使得在兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)期間，葉片與狹槽的狹窄頸部的每一側(cè)相接觸。
21.一種用于制造如權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)的方法，該方法包 括由單件原材料形成前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì)，其中，使得前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì)正確 對(duì)準(zhǔn)所需的前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì)的所有結(jié)構(gòu)同時(shí)形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，該前部軸承對(duì)和后部軸承對(duì)的結(jié)構(gòu)各 自包括氣缸軸承和轉(zhuǎn)子軸承。
23.一種用于制造如權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的旋葉式壓縮機(jī)的方法，該方法包 括由單件原材料形成氣缸和氣缸端板，其中，使得氣缸和氣缸端板正確對(duì)準(zhǔn)所需的氣缸和 氣缸端板的所有結(jié)構(gòu)同時(shí)形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，該氣缸和氣缸端板的結(jié)構(gòu)包括端面和 柱形軸頸。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，原材料機(jī)械加工成使得 原材料的重心與原材料的旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)準(zhǔn)，從而獲得動(dòng)態(tài)平衡，以便減小振動(dòng)。
全文摘要
一種旋葉式壓縮機(jī)包括氣缸，該氣缸具有氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線；轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子安裝在氣缸內(nèi)并具有轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線，該轉(zhuǎn)子縱向旋轉(zhuǎn)軸線和氣缸縱向旋轉(zhuǎn)軸線相互間隔開，以便在轉(zhuǎn)子和氣缸之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)；葉片，該葉片操作地接合到狹槽中，以使得氣缸和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，葉片安裝在狹槽中，相對(duì)于狹槽具有兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，以使得轉(zhuǎn)子和氣缸能夠一起旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F04C18/324GK101978168SQ200880128207
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者K·T·黃, Y·L·鄭 申請(qǐng)人:南洋理工大學(xué)