專利名稱：渦旋式機械的連結機構的制作方法
在諸如泵、壓縮機或擴張器的渦旋式機械中，在渦旋件之間存在著一基本的共同運動，即其中的一個部件必須相對于另一個部件沿軌道運行。該一渦旋件相對于另一個渦旋件而進入軌道運行通常被稱為軌道式渦旋。在已知的各種設計中，渦旋件都是轉動的，即都是沿軌道旋轉的，或者一個是被固定或只能作軸向運動。美國專利3，874，827例舉了有數(shù)個實施例的一種設計，其中的渦旋件都是沿軌道運行，但是軌道半徑是不相同的。然而實質上，所揭示的實施例都具有一固定軌道的從動軌道渦旋件并能驅動一個能沿小的/輔助的軌道軸向地移動的從動渦旋件。作用于從動渦旋件的排氣壓力迫使從動渦旋件與主動渦旋件軸向接合，此外，作用于從動渦旋件的彈性材料構件使從動渦旋件定位在相應于輔助軌道中心的位置。承受彈性材料偏壓的從動渦旋件按軌道運動方式運動，可使軌道成為非圓形。在所示的實施例中，壓縮機具有開式驅動型式，且在渦旋件上部帶有電動機;在大部分實施例中，在渦旋件的排氣室內(nèi)具有防轉動裝置。
本發(fā)明針對一種具有兩個軌道式渦旋件的渦旋式機械。一個輔助的軌道式渦旋件與由裝有固定銷的一密封板和一導向環(huán)內(nèi)表面共同運動;該導向環(huán)內(nèi)表面是以通過其輔助軌道式旋轉的運動方式來導向和支承小(輔助)渦旋件的，由此提供徑向柔量(可塑性)。作用于輔助渦旋件上的中間加壓可提供維持輔助的軌道渦旋件和主軌道渦旋件相結合的軸向柔曲力。該主要的/軌道式渦旋件是安置在曲軸箱上。該曲軸箱、導向環(huán)和密封板是用螺栓連接一體并固定主要渦旋件和輔助渦旋件及它們之間的防轉結構。
本發(fā)明的一個目的是以固定的角度關系把兩個零件連結在一起，而使其中一個零件，即輔助渦旋件可沿軌道繞防轉結構限定的數(shù)個銷旋轉。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個維持該兩個軌道式運轉件間的固定角度關系的共同軌道的渦旋式機械。在下文中將是很顯然的，這些及其它的目的是通過本發(fā)明達到的。一個渦旋式機械本質上是由保持固定角度關系的共同軌道的渦旋零件提供的。每個渦旋件是隨防轉結構共同運轉并被定位在一個由緊固成一體的密封板，導向環(huán)和曲軸箱所確定的組合件(總成)內(nèi)。
為了較好地理解本發(fā)明，可參照下列的詳細說明結合所采用的附圖;其中

圖1是沿圖2的剖切線1-1所得的局部水平剖面圖;而圖2是沿相應于圖1的2-2位置線所得的垂直剖面圖。
在這些圖中，數(shù)字10都標示一個下側密封的渦旋式壓縮機。壓縮機10有一個帶有上端蓋12-2的主體12-1的殼體12。分隔板14把殼體分成吸氣室16和排氣室17。曲軸箱20是被焊接或用別的合適方式緊固在主體12-1內(nèi)并以傳統(tǒng)方式支承著曲軸22和歐氏聯(lián)軸器24。曲軸22將主要的或主動渦旋件26的轂26-2容納在其偏心安置的凹槽22-1內(nèi)。主要的或主動渦旋件26是由曲軸箱20支承并以傳統(tǒng)方式隨同歐氏聯(lián)軸器24共同運轉。曲軸22在一固定的半徑內(nèi)驅動主要的或主動渦旋件26。主要的或主動渦旋件26具有與輔助的或從動渦旋件28的環(huán)圈28-1共同運動的一個環(huán)圈26-1。
主要渦旋件26，輔助渦旋件28及歐氏聯(lián)軸器24是被固定在曲軸箱20和密封板30之間。具體地說，導向環(huán)32是圍繞著渦旋件26和28，它是通過精密定位銷34而被準確地緊固到密封板30上，這樣使密封板30和導向環(huán)32有效地組成為一整體結構。類似地，導向環(huán)32是通過精密定位銷21而被準確地緊固到曲軸箱20上。如希望的話，導向環(huán)32和密封板30可是同一構件的兩部分以取消所需的定位銷34及其相配的孔。輔助渦旋件28具有一帶有數(shù)個在其中所形成的圓形凹口28-3的底板28-2。更好的是3個分開120°布置的凹口28-3。內(nèi)圓形凹口28-4和外圓形凹口28-5是分別在底板28-2的表面內(nèi)形成并分別安放“O”型環(huán)或別的合適的密封件36和37。一個或更多的限流通道28-6從位于密封件36和37之間的一點及在相鄰環(huán)圈28-1(依次的)之間的一點貫穿底板28-2。與凹口28-3相等數(shù)量的數(shù)個軸向延伸銷40是置于密封板30的孔30-1內(nèi)且布置在凹口28-3的中心。
在裝配壓縮機10的過程中，安裝渦旋件26時，其環(huán)圈26-1是與渦旋件28的環(huán)圈28-1相接合的。將密封件36和37放好在適當?shù)奈恢?。在安置渦旋件28時或之前，通過精密定位銷21使導向環(huán)32相對于曲軸箱20準確地定位。該密封板30被安裝在能使銷40容納于相應凹口28-3內(nèi)的合適位置并用銷接合到導向環(huán)32使由各孔30-2、32-2及20-1所確定的孔都對準形成連續(xù)孔，從而將螺栓42擰入連續(xù)孔中。排氣管44被安置和密封在孔30-3中，分隔板14被緊固到排氣管44和主體12-1上。然后把蓋12-2密封在適當位置。如這樣裝配的話，主渦旋件26就能以等于該曲軸22的軸線A-A和轂26-2的軸線B-B的間距的半徑作軌道式運動。輔助渦旋件28能通過一圓(軌道)直徑等于凹口28-3和銷40的直徑差以及一圓(軌道)直徑等于在底板28-2和由圓形表面32-1所限定的導向環(huán)32的相應部分之間的直徑差而作軌道式運動。
在工作時，一電動機(未圖示)驅動曲軸22，帶動偏心安置的主渦旋件26的轂26-2圍繞軸線A-A旋轉。由于主渦旋件26是隨同歐氏聯(lián)軸器24共同運轉的，當它被曲軸22驅動時，主渦旋件26就保持一個以等于軸線A-A及B-B之間的間距為軌道半徑的軌道式運動。主渦旋件的環(huán)圈26-1隨同輔助渦旋件28的環(huán)圈28-1共同運轉可收集來自吸氣室16大量氣體并把它們壓縮，使形成的壓縮氣體依次通過排氣口28-7、孔30-3及排氣管44進入排氣室17，然后將來自排氣室17的壓縮氣體經(jīng)過一出口(未圖示)通向制冷系統(tǒng)。當氣體被壓縮時，所產(chǎn)生的壓力就形成一個作用于渦旋件26和28上的力，使它們產(chǎn)生軸向和徑向的分離。輔助渦旋件28的徑向運動是通過與導向環(huán)32的內(nèi)環(huán)面32-1共同運轉的底板28-2所限定。此外，銷40把輔助渦旋件28的運動限制在一個軌道式運動內(nèi)。渦旋件26和28的軸向分離是通過密封板30而被限定的，密封板30是由螺栓42與導向環(huán)32和曲軸箱20連結在一起的。渦旋件26和28的軸向分離是通過環(huán)形室50內(nèi)的流體壓力所抗衡。環(huán)形室50是位于密封板30和輔助渦旋件28之間，其內(nèi)邊界由密封件36所限定，外邊界由密封37所限定。室50是通過一個或多個流道28-6與在壓縮過程的中間壓力位置保持流體連通;結果是使室50內(nèi)的壓力軸向地迫使輔助渦旋件28與主渦旋件26進入軸向接合。
概括工作過程可看到，主渦旋件26是以一個固定的軌道運動方式被驅動的。響應于壓縮過程的流體壓力而迫使輔助渦旋件的底板28-2與導向環(huán)32的內(nèi)表面32-1進入接合，且通過銷40約束(或制止)輔助軌道運動而保持這種接合。輔助渦旋件28通過室50的流體壓力作用與主渦旋件26的軸向接合。
雖然本文已對本發(fā)明的最佳實施例作了具體描述，但可預料精通本技術的人還會發(fā)現(xiàn)別的替代方案。例如，密封板30和導向環(huán)32可以是單個零件的兩部分以取消定位銷34。另外，雖則已采用主要的和輔助的渦旋件的名稱，但是它們的軌道可以是相同的或者輔助軌道可大于主軌道。還有室50可位于密封板30內(nèi)，銷40可以被支承在渦旋件28上。因此確定地說本發(fā)明的范圍僅由權利要求來限定。
權利要求
1.一種流體機械(10)包括一個具有環(huán)圈(26-1)的第一渦旋件(26)；構件(24)，用于將所述的第一渦旋件限定在具有第一直徑的軌道內(nèi)作軌道運動；第二渦旋件(28)，具有環(huán)圈(28-1)及一底板(28-2)，并被運轉地與所述的第一渦旋件相接合；圍繞所述底板并與其共同運轉的徑向運動限制裝置(32-1)，用于限制所述底板的徑向運動并由此把所述的第二渦旋件限定在一個預定的距離內(nèi)；裝置(28-3，30-1)，用于把所述的第二渦旋件限制在一個具有等于所述的預定距離的第二直徑的軌道內(nèi)沿軌道運動；軸向的配合性能柔曲性裝置(28-6，36，37)，用于使所述的第一和第二渦旋件保持接合，因此使所述的徑向運動限定裝置、限定所述第二渦旋件作軌道運動的裝置以及所述的軸向性能配合柔曲性裝置一起運轉，使所述的第二渦旋件與所述的第一渦旋件保持徑向和軸向的接合。
2.如權利要求1所述的流體機械，其特征是所述的軸向配合性能柔曲性裝置包括復蓋在所述的底板之上的裝置(30)，并限定其中的流體壓力室(50)和流體通道(28-6)，所述的流體通道把所述的流體壓力室與在第一及第二渦旋件的環(huán)圈之間所確定的加壓的捕集氣體的容積相連通。
3.如權利要求2所述的流體機械，其特征是，把第二個渦旋件限制在軌道運動內(nèi)的所述裝置是被安置在所述的流體壓力室內(nèi)。
4.一個低側密封的渦旋式壓縮機裝置(10)包括殼體裝置(12);曲軸箱裝置(20)被它固定在所述殼體裝置內(nèi);第一個渦旋裝置(26)具有一環(huán)圈并由所述曲軸箱裝置所支承;第一防轉裝置(24)，它與所述的第一渦旋裝置共同運轉，以把所述的第一渦旋裝置的運動限制在具有第一半徑的軌道運動內(nèi);第二渦旋裝置(28)，有一個環(huán)圈(28-1)和圓形底板(28-2)并被運轉地與所述的第一個渦旋裝置相接合;導向環(huán)裝置(32)，它圍繞所述的第一和第二渦旋裝置，并且有一個用于容納帶有徑向間隙的所述的圓形底板的圓形通道(32-1);密封板裝置(30)，是復蓋在所述的第二個渦旋裝置上的;第二個防轉裝置(28-3，40)，它與所述的第二渦旋裝置共同運轉;把所述的密封板裝置，所述的導向環(huán)裝置和所述的曲軸箱裝置緊固成一組合件的裝置，它包含所述的第一和第二渦旋裝置及第一和第二防轉裝置;所述的導向環(huán)裝置的圓形通道與所述的圓形底板和第二個防轉裝置共同運轉，把所述的第二渦旋裝置運動限定在一個有相應所述徑向間隙的第二半徑的軌道運動內(nèi)，因此當所述的第一渦旋裝置被驅動時，它同樣地驅動所述的第二渦旋裝置，同時所述的第一和第二渦旋裝置分別以第一和第二半徑沿軌道運動。
5.如權利要求4所述的渦旋式壓縮機裝置還包括軸向的配合性能柔性裝置(28-6，36，37)，它包括一由所述的密封板裝置和所述的第二渦旋裝置及流體通道裝置(28-6)共同限定的流體壓力室，該流體通道裝置(28-6)把所述的流體壓力室與由第一和第二渦旋裝置的環(huán)圈之間所確定的加壓捕集氣體的容積相連通。
6.如權利要求4所述的渦旋式壓縮機裝置，其特征在于所述的第二防轉裝置被安置在所述的流體壓力室之內(nèi)。
7.如權利要求4所述的渦旋式壓縮機裝置，其特征在于所述的第二防轉裝置包括數(shù)個裝在密封板上的銷子并被容納在底板上的相應凹口內(nèi)，所述銷和所述的凹口有一個等于二倍于所述第二半徑的直徑差。
全文摘要
共同軌道式旋轉的渦旋件被維持在一個固定的角度的相互關系。每一渦旋件與防轉結構共同運轉。該渦旋件是沿不同半徑的軌道而運轉。
文檔編號F04C18/02GK1074513SQ9211489
公開日1993年7月21日 申請日期1992年12月16日 優(yōu)先權日1991年12月17日
發(fā)明者克里斯托弗·R·蓋蘭特, 詹姆斯·W·布什 申請人:動載器有限公司