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具有轴向补偿的涡旋压缩机的制作方法

2022-08-10 17:57:16 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及涡旋压缩机,尤其涉及一种具有轴向补偿的涡旋压缩机。


背景技术:

2.涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机,压缩机的压缩部件由动涡旋和定涡旋组成,动涡旋和定涡旋相互咬合形成一系列压缩腔。动涡旋与设在主动旋转轴上的偏心轴连接,并通过防自转机构防止自转,偏心轴带动动涡旋围绕定涡旋基圆中心作小半径的平动,使动涡旋和定涡旋完成吸气、压缩和排气的工作过程。
3.在动涡旋和定涡旋对压缩腔内流体进行压缩时,压缩腔内部的压力会增大,使动涡旋和定涡旋有分离的趋势,为避免两者分离会在动涡旋的背面提供支撑,例如专利公开的公布号为cn114001031a的涡旋压缩机,包括定涡旋件、动涡旋件和支承组件,通过支承组件支承在动涡旋件的下方限制定涡旋件和动涡旋件分离。但是支承组件和动涡旋端板之间会出现磨损,造成动涡旋件和定涡旋件之间出现间隙,密封性变差,影响压缩效果。
4.现有的解决方式是在动涡旋和定涡旋之间加密封圈,在运转过程中,通过压差浮动以达到密封齿顶的目的。然而,齿顶密封圈同密封槽配合会不可避免的存在间隙,造成一定泄漏影响压缩效率。
5.为解决此问题,现有的技术例如:专利公开的cn102330678a的一种动涡旋浮动的涡旋式压缩机,包括动涡旋、定涡旋和上支撑,定涡旋和动涡旋之间、动涡旋和上支撑之间设有密封件,使定涡旋和上支撑围合形成密封腔,在动涡旋底部设置径向通孔连通压缩腔与密封腔,动涡旋和定涡旋压缩时,密封腔内产生压力,使动涡旋浮动起来以达到动定涡旋齿顶密封效果。
6.专利公开的cn108050060a的一种涡旋压缩机,包括:动涡旋盘、支撑部、排气腔、第一流体通路,能够引导排气腔内的流体流入支撑部和动涡旋盘的配合面之间,以减小动涡旋盘与所述支撑部之间的摩擦力,并提供压力将动涡旋盘顶紧在定涡旋上实现密封。
7.现有技术存在的问题:1、通过压缩腔内压力直接推动动涡旋贴紧定涡旋,需要定涡旋和动涡旋之间具有密封面用于密封、动涡旋和支撑部之间具有密封面用于密封,但各个密封面制造精度高、加工难度大,并且运动时动涡旋会受到较大的滑动摩擦,扭矩损失大。2、设在各个面之间的密封件在使用过程中会出现磨损,密封件在磨损后不容易拆卸更换,造成泄漏从而影响压缩效果。


技术实现要素:

8.本发明所要解决的技术问题是提供一种具有轴向补偿的涡旋压缩机,通过轴向的推力使定涡旋和动涡旋压合密封,并补偿磨损量。
9.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:具有轴向补偿的涡旋压缩机,包括机壳,机壳内设有定涡旋、动涡旋和旋转驱动装置,定涡旋包括定涡旋端板和固定在定涡旋端板板面上的定螺旋涡卷,动涡旋包括动涡旋端板和固定在动涡旋端板板面上的动螺旋
涡卷,定螺旋涡卷和动螺旋涡卷相互咬合,旋转驱动装置包括主轴和设在主轴顶端的偏心轴,动涡旋端板底部设有盲孔,盲孔内安装有轴承,偏心轴插入轴承中与动涡旋联接,
10.其特征在于,偏心轴的顶部具有支撑端,支撑端支撑在盲孔的底部上,并仅由支撑端来承受偏心轴和动涡旋相对的挤压力,支撑端的中心处于偏心轴的轴心线上,所述机壳内设有对主轴施以轴向推力的轴向推挤器,轴向推挤器对主轴的端部施以向一侧的轴向推力,并通过偏心轴端部将推挤力作用在动涡旋上,使偏心轴将动涡旋压合在定涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
11.本发明进一步的优选技术方案为:所述偏心轴的端面上设有用于容置润滑油的油槽,所述盲孔的底部设有凸起的上支撑部,上支撑部插入在油槽中,所述支撑端设在油槽的槽底,并支撑在上支撑部上,所述上支撑部和油槽内壁之间设有油封用于密封油槽。
12.本发明进一步的优选技术方案为:所述支撑端与盲孔的底部点接触连接,支撑端的接触点处于偏心轴的轴心线上。
13.本发明进一步的优选技术方案为:所述轴向推挤器为对主轴端部施以向一侧的轴向弹性推挤力的轴向推挤装置,轴向推挤装置包括在主轴的轴向移动的推挤件、支撑弹簧和位移驱动机构,支撑弹簧位于推挤件和位移驱动机构之间,且两端分别连接位移驱动机构和推挤件,并仅由支撑弹簧承受推挤件和位移驱动机构相对的挤压力,支撑弹簧将推挤件压在主轴的一端上,推挤件对主轴的端部施以向一侧的轴向推力,能通过位移驱动机构驱动支撑弹簧和推挤件同时在主轴的轴向上移动,调节推挤件对主轴的推力。
14.本发明进一步的优选技术方案为:所述定涡旋上设有排放孔,机壳内设有排放室,排放孔与排放室连通,排放室内固定有第一压力传感器,所述机壳内还设有控制器,第一压力传感器感应排放室内的压强并传输信号到控制器,控制器控制位移驱动机构驱动支撑弹簧和推挤件在主轴轴向上的移动距离。
15.本发明进一步的优选技术方案为:所述轴向推挤器包括具有磁力的施力件和在主轴轴向上移动的推挤件,所述推挤件上固定有与施力件相配合的受力部,所述施力件对受力部施以磁性吸力/斥力,使推挤件能在主轴的轴向上向一侧移动,所述推挤件顶在主轴的一端上并对主轴施以向一侧的轴向推力,并通过偏心轴端部将推挤力作用在动涡旋上,使偏心轴将动涡旋压合在定涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
16.本发明进一步的优选技术方案为:所述施力件为电磁线圈,所述定涡旋上设有排放孔,机壳内设有排放室,排放孔与排放室连通,排放室内固定有第一压力传感器,第一压力传感器用于感应排放室内的压强,所述受力部与推挤件之间设有第二压力传感器,并仅由第二压力传感器承受受力部和推挤件之间相对的推挤力,第二压力传感器用于感应受力部对推挤件的推挤力,所述机壳内设有控制器,第一压力传感器和第二压力传感器感应压力并传输信号到控制器,所述控制器通过控制电磁线圈对受力部的磁力,调节推挤件对主轴的轴向推力。
17.本发明进一步的优选技术方案为:所述定涡旋上设有排放孔,机壳内设有排放室,排放孔与排放室连通,所述轴向推挤器包括缸体和推挤件,缸体内设有活塞腔,推挤件可活动的插在活塞腔内,推挤件的一端从缸体伸出,推挤件的另一端与活塞腔内壁围合形成密
闭的压力腔,所述机壳内设有连通压力腔和排放室的管道,当动涡旋和定涡旋压缩流体时,压缩后的流体进入压力腔并挤压推挤件,使推挤件在主轴的轴向上移动,所述推挤件顶在主轴的一端上并对主轴施以向一侧的轴向推力,并通过偏心轴端部将推挤力作用在动涡旋上,使偏心轴将动涡旋压合在定涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
18.另一主题:具有轴向补偿的涡旋压缩机,包括机壳,机壳内设有定涡旋、动涡旋和旋转驱动装置,定涡旋包括定涡旋端板和固定在定涡旋端板板面上的定螺旋涡卷,动涡旋包括动涡旋端板和固定在动涡旋端板板面上的动螺旋涡卷,定螺旋涡卷和动螺旋涡卷相互咬合,旋转驱动装置包括主轴和设在主轴顶端的偏心轴,动涡旋端板底部设有盲孔,盲孔内安装有轴承,偏心轴插入轴承中与动涡旋联接,
19.其特征在于,盲孔的底部设有凸起,凸起具有支撑端,支撑端支撑在偏心轴上,并仅由支撑端来承受偏心轴和动涡旋相对的挤压力,支撑端中心处于偏心轴的轴心线上,机壳内设有对主轴施以轴向推力的轴向推挤器,轴向推挤器对主轴的端部施以向一侧的轴向推力,并通过偏心轴端部将推挤力作用在动涡旋上,使偏心轴将动涡旋压合在定涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
20.本发明进一步的优选技术方案为:所述偏心轴的端面上设有用于容置润滑油的油槽,所述凸起插入在油槽中,所述支撑端支撑在油槽的槽底上,所述凸起和油槽内壁之间设有油封用于密封油槽。
21.本发明进一步的优选技术方案为:所述支撑端与偏心轴点接触连接,支撑端的接触点处于偏心轴的轴心线上。
22.另一主题:具有轴向补偿的涡旋压缩机,包括机壳,机壳内设有定涡旋、动涡旋和旋转驱动装置,定涡旋包括定涡旋端板和固定在定涡旋端板板面上的定螺旋涡卷,动涡旋包括动涡旋端板和固定在动涡旋端板板面上的动螺旋涡卷,定螺旋涡卷和动螺旋涡卷相互咬合,旋转驱动装置包括主轴和设在主轴顶端的偏心轴,动涡旋端板底部设有盲孔,盲孔内安装有轴承,偏心轴插入轴承中与动涡旋联接,
23.其特征在于,所述偏心轴的端面和盲孔的底部之间设有中间件,中间件对两侧的偏心轴和动涡旋提供轴向支撑,并仅由中间件来承受偏心轴和动涡旋相对的挤压力,中间件的两侧具有分别与偏心轴和盲孔接触的支撑端,两侧的支撑端中心均处于偏心轴的轴心线上,所述机壳内设有对主轴施以轴向推力的轴向推挤器,轴向推挤器对主轴的端部施以向一侧的轴向推力,并通过偏心轴端部将推挤力作用在动涡旋上,使偏心轴将动涡旋压合在定涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
24.本发明进一步的优选技术方案为:所述中间件为推力轴承,推力轴承的两侧分别连接偏心轴和盲孔的底部。
25.另一主题:具有轴向补偿的涡旋压缩机,包括机壳,机壳内设有定涡旋、动涡旋和旋转驱动装置,定涡旋包括定涡旋端板和固定在定涡旋端板板面上的定螺旋涡卷,动涡旋包括动涡旋端板和固定在动涡旋端板板面上的动螺旋涡卷,定螺旋涡卷和动螺旋涡卷相互咬合,旋转驱动装置包括主轴和设在主轴顶端的偏心轴,动涡旋端板底部设有盲孔,盲孔内
安装有轴承,偏心轴插入轴承中与动涡旋联接,
26.其特征在于,所述偏心轴的端面和盲孔的底部之间设有中间组件,中间组件对两侧的偏心轴和动涡旋提供轴向支撑,并仅由中间组件承受偏心轴和动涡旋相对的挤压力,中间组件包括组件一和组件二,所述组件一顶在盲孔的底部,且与动涡旋相对固定,所述组件二的两侧均设有支撑端,组件二一侧的支撑端顶在组件一上,且能相对组件一转动,组件二另一侧的支撑端顶在偏心轴的一端上,所述组件二两侧支撑端的中点均处于偏心轴的轴心线上,所述机壳内设有对主轴施以轴向推力的轴向推挤器,轴向推挤器对主轴的端部施以向一侧的轴向推力,并通过偏心轴端部将推挤力作用在动涡旋上,使偏心轴将动涡旋压合在定涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
27.另一主题:具有轴向补偿的涡旋压缩机,包括机壳,机壳内设有定涡旋、动涡旋和旋转驱动装置,定涡旋包括定涡旋端板和固定在定涡旋端板板面上的定螺旋涡卷,动涡旋包括动涡旋端板和固定在动涡旋端板板面上的动螺旋涡卷,定螺旋涡卷和动螺旋涡卷相互咬合,旋转驱动装置包括主轴和设在主轴顶端的偏心轴,动涡旋端板底部设有盲孔,盲孔内安装有轴承,偏心轴插入轴承中与动涡旋联接,
28.其特征在于,所述机壳内设有对主轴施以轴向推力的轴向推挤器,轴向推挤器对主轴的端部施以向一侧的轴向推力,并通过偏心轴端部将推挤力作用在动涡旋上,使偏心轴将动涡旋压合在定涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
29.另一主题:具有轴向补偿的涡旋压缩机,包括机壳,机壳内设有定涡旋、动涡旋和旋转驱动装置,定涡旋包括定涡旋端板和固定在定涡旋端板板面上的定螺旋涡卷,动涡旋包括动涡旋端板和固定在动涡旋端板板面上的动螺旋涡卷,定螺旋涡卷和动螺旋涡卷相互咬合,旋转驱动装置包括主轴和设在主轴顶端的偏心轴,动涡旋端板底部设有盲孔,盲孔内安装有轴承,偏心轴插入轴承中与动涡旋联接,
30.其特征在于,所述定涡旋能相对机壳在主轴的轴向上移动,所述机壳内设有轴向推挤器,轴向推挤器对定涡旋施以向一侧的主轴轴向的推力,使定涡旋压合在动涡旋上,以消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙。
31.与现有技术相比,本发明的优点是偏心轴的顶部具有支撑端,支撑端支撑在盲孔的底部上,并仅由支撑端来承受偏心轴和动涡旋相对的挤压力,支撑端能限制动涡旋和定涡旋分离,并且支撑端的中心处于偏心轴的轴心线上,减少动涡旋运动时扭矩的损失。
32.机壳内设有对主轴施以轴向推力的轴向推挤器,轴向推挤器对主轴的端部施以向一侧的轴向的推力,使定涡旋和动涡旋自动贴合,消除定涡旋的定螺旋涡卷与动涡旋的动涡旋端板之间的间隙,以及动涡旋的动螺旋涡卷与定涡旋的定涡旋端板之间的间隙,补偿磨损量,并且在偏心轴向定涡旋方向推动动涡旋时,由于支撑端的中心处于偏心轴的轴心线上,动涡旋与定涡旋接触能自动完全贴合,稳定性高,密封效果好。
附图说明
33.以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述,但是本领域技术
人员将领会的是,这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的,并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外,除非特别指出,附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示,并且附图也并非一定按比例绘制。
34.图1为实施例一涡旋压缩机整体结构图;
35.图2为实施例一动涡旋和定涡旋咬合的关系图;
36.图3为实施例一涡旋压缩机整体剖切图;
37.图4为图3的a处局部放大图;
38.图5为图3的b处局部放大图;
39.图6为实施例一涡旋压缩机爆炸图;
40.图7为实施例一第一种轴向推挤器结构示意图一;
41.图8为实施例一第一种轴向推挤器结构示意图二;
42.图9为实施例二的支撑端支撑的局部示意图;
43.图10为实施例三的第二中间件支撑的局部示意图;
44.图11为实施例四的中间组件支撑的局部示意图;
45.图12为实施例一第二种轴向推挤器结构示意图一;
46.图13为实施例一第二种轴向推挤器结构示意图二;
47.图14为实施例一第三种轴向推挤器结构示意图;
48.图15为实施例五涡旋压缩机整体结构图。
具体实施方式
49.以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是,这些描述仅为描述性的、示例性的,并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
50.应注意到:相似的标号在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。
51.实施例一
52.图1-图8所示,具有轴向补偿的涡旋压缩机,包括机壳,机壳由上盖1、中间壳体2和下底3连接而成,上盖1和下底3分别连接在中间壳体2的上下两端,上盖1和中间壳体2均具有内腔,中间壳体2两端贯通,上盖1的腔口与中间壳体2的上端腔口对接,中间壳体2的内部与上盖1的内部连通,下底3封盖在中间壳体2的下端腔口处。
53.优选的,上盖1和下底3通过螺丝固定连接在中间壳体2上。
54.机壳内设有定涡旋13、动涡旋14、支撑座16、旋转驱动装置、控制器和轴向推挤器48,控制器固定在机壳内。
55.上盖1和中间壳体2之间设有间隔板11,间隔板11固定在机壳内,间隔板11将上盖1和中间壳体2间隔成两个互不连通的腔体,间隔板11与上盖1组合形成排放室8,间隔板11、中间壳体2和下底3组合形成安装室20。
56.图3所示,上盖1的内壁上设有一圈第一内环边10,中间壳体2的内壁上设有一圈第二内环边12,间隔板11的一侧抵在第二内环边12上,当上盖1与中间壳体2连接时,第一内环边10将间隔板11压在第二内环边12上固定,使间隔板11固定在机壳内。
57.上盖1上设有排放管口4用于向外输出压缩后的流体,流体可以是液体,也可以是
气体。
58.定涡旋13包括定涡旋端板21和固定在定涡旋端板21板面上的定螺旋涡卷5。
59.另外,定涡旋13与机壳相对固定。中间壳体2的内壁上设有用于支撑支撑座16的第三内环边17,支撑座16的下底3抵在第三内环边17上,并通过螺丝与第三内环边17固定,定涡旋13通过螺丝固定连接在支撑座16上,定涡旋13远离支撑座16的一侧抵在间隔板11上,间隔板11和第三内环边17将定涡旋13和支撑座16夹在中间固定,使定涡旋13与机壳相对固定。
60.另外,支撑座16是上设有凸柱15,上述定涡旋13通过螺丝固定连接在凸柱15上。
61.图2、图3所示,动涡旋14位于支撑座16和定涡旋13之间,动涡旋14包括动涡旋端板22和固定在动涡旋端板22板面上的动螺旋涡卷6,动螺旋涡卷6和定螺旋涡卷5相互咬合,从而产生压缩流体的压缩腔7。上述凸柱15使定涡旋13和支撑座16之间具有供动涡旋端板22活动的间距。
62.定涡旋13的侧壁设有供流体进入的输入口,定涡旋端板21的中心开设有用于排出压缩后的流体的排放孔46,间隔板11上设有与排放孔46对接的通孔9,通孔9连通排放孔46和排放室8。
63.旋转驱动装置与动涡旋14联接用于为动涡旋14提供旋转驱动力。
64.旋转驱动装置包括主轴18和设在主轴18顶端的偏心轴47,偏心轴47与主轴18一体成型。
65.动涡旋端板22底部设有盲孔28,盲孔28内安装有轴承29,偏心轴47插入轴承29中与动涡旋14联接,轴承29能用于限制动涡旋14相对偏心轴47在径向上的移动,轴承29的内圈与偏心轴47连接,轴承29的外圈与盲孔28连接,动涡旋14能相对偏心轴47转动。优选的,轴承29为市场上现有的滚动轴承。
66.支撑座16的中心设有供主轴18穿过的第一孔洞23。
67.优选的,旋转驱动装置为驱动电机19,驱动电机19包括电机外壳和主轴18,主轴18从电机外壳的两端伸出,主轴18上连接有转子,电机外壳上固定有定子,电机外壳固定在机壳上。电机外壳通过螺丝固定连接在机壳上,驱动电机19的结构与现有的电机结构相同。
68.动涡旋14和支撑座16之间设有限制动涡旋14自转的十字滑环27,十字滑环27的结构与现有的涡旋压缩机相同。例如十字滑环27上设有滑动块26,动涡旋端板22和支撑座16上设有供滑动块26滑动的滑动槽25,可参考专利cn106014977b、cn214944979u。
69.当主轴18旋转时,主轴18驱动偏心轴47偏心转动,偏心轴47带动动涡旋14相对定涡旋13平动,使动涡旋14和定涡旋13压缩流体,压缩后的流体从排放孔46排入到排放室8内。定涡旋13和动涡旋14的结构与现有的涡旋压缩机相同,并且定涡旋13和动涡旋14压缩流体的方式与现有的涡旋压缩机相同。
70.图4所示,偏心轴47的顶部具有第一支撑端32,第一支撑端32支撑在盲孔28的底部对动涡旋14提供轴向的支撑,并仅由第一支撑端32来承受偏心轴47和动涡旋14相对的挤压力,第一支撑端的中心24处于偏心轴的轴心线33上,限制定涡旋13和动涡旋14受压缩腔7内流体挤压分离,并且第一支撑端32能有效减少动涡旋14运动时扭矩的损失。
71.进一步,偏心轴47的端面上设有用于容置润滑油的油槽30,盲孔28的底部设有凸起的上支撑部34,上支撑部34的位置与油槽30的位置相对,上支撑部34插入在油槽30中,上
述第一支撑端32固定在油槽30的槽底,并支撑在上支撑部34上对动涡旋14提供轴向的支撑,上支撑部34的外壁和油槽30的内壁之间设有油封31,润滑油可添加在油槽30中,使上支撑部34和第一支撑端32在润滑油中接触,使动涡旋14运动更顺畅,受到摩擦更小,并且能通过油封31防止润滑油从油槽30中漏出。油封31为市场上现有的油封结构。
72.优选的,第一支撑端32与盲孔28的底部点接触连接,第一支撑端32的接触点处于偏心轴的轴心线33上。具体的,油槽30的槽底固定有球体,球体顶部的端点作为第一支撑端32与上支撑部34点接触连接,球体用于接触的端点处于偏心轴的轴心线33上。
73.轴向推挤器48连接在下底3上。
74.轴向推挤器48对主轴18施以轴向推力,轴向推挤器48对主轴18下端的端部施以向上的轴向推力,并通过偏心轴47端部将推挤力作用在动涡旋14上,使主轴18上的偏心轴47将动涡旋14压合在定涡旋13上,并仅由第一支撑端32来承受偏心轴47和动涡旋14相对的挤压力,在轴向推挤器48提供推力的过程中,由于上述第一支撑端的中心24处于偏心轴的轴心线33上,即动涡旋14的旋转中心线上,第一支撑端32支撑动涡旋14的旋转中心能使动涡旋14自动与定涡旋13完全贴合,结构更稳定,以消除定涡旋13的定螺旋涡卷5与动涡旋14的动涡旋端板22之间的间隙,以及动涡旋14的动螺旋涡卷6与定涡旋13的定涡旋端板21之间的间隙,保证动涡旋14和定涡旋13之间的密封。
75.优选的,轴向推挤器48为对主轴18端部施以向一侧的轴向弹性推挤力的轴向推挤装置,轴向推挤装置包括在主轴18的轴向移动的推挤件37、支撑弹簧40和位移驱动机构,支撑弹簧40位于推挤件37和位移驱动机构之间,且支撑弹簧40两端分别连接位移驱动机构和推挤件37,并仅由支撑弹簧40承受推挤件37和位移驱动机构相对的挤压力,支撑弹簧40将推挤件37压在主轴18的下端端面上,使推挤件37对主轴18的端部具有向上的轴向推力,从而使主轴18上的偏心轴47能将动涡旋14压合在定涡旋13上,并能通过位移驱动机构驱动支撑弹簧40和推挤件37同时在主轴18的轴向上移动,调节推挤件37对主轴18的推力。
76.当动涡旋14和定涡旋13出现磨损时,支撑弹簧40释放弹性力并伸长,支撑弹簧40推动推挤件37在主轴18的轴向上向上侧移动,使推挤件37向上侧推动主轴18,从而使偏心轴47重新将动涡旋14压合在定涡旋13上,补偿磨损量。
77.位移驱动机构包括在x轴向前后移动的推移件41、驱动推移件41移动的驱动器、可在主轴18的轴向上移动的活动件38,推移件41与活动件38垂直变向传动,活动件38位于推移件41上方并与推移件41触接,推移件41和活动件38之间设有斜面44,当驱动器驱动推移件41在x轴方向移动时,推移件41沿着斜面44推移活动件38,使活动件38在主轴18的轴向上移动,活动件38的顶部设有活动槽39,上述推挤件37可活动的插设在活动槽39中,推挤件37的形状与活动槽39的槽口形状相匹配,活动槽39的槽口延伸方向与主轴18的轴向平行,活动槽39限制推挤件37径向的偏移,支撑弹簧40设在活动槽39的槽底和推挤件37的底部之间,并对推挤件37提供主轴18轴向的支撑,推挤件37的顶部从活动槽39中伸出,并顶在主轴18底部的端面上,用于对主轴18提供向上侧的轴向推力。
78.图5、图7所示,驱动器包括伺服电机42,伺服电机42固定在下底3上,伺服电机42的电机轴连接丝杆43,推移件41上设有螺纹孔,推移件41通过螺纹孔与丝杆43连接,推移件41的底面与下底3面与面贴合,下底3限制推移件41转动,伺服电机42驱动丝杆43转动时,丝杆43驱动推移件41在x轴方向前后移动。
79.能根据用户自身需求调节推移件41在x轴的位移量,例如在动涡旋14和定涡旋13工作前,需要推挤件37对主轴18的推力较小,伺服电机42驱动丝杆43反转,使丝杆43驱动推移件41向右移动,活动件38受支撑弹簧40的作用在主轴18的轴向上向下移动,始终与推移件41贴合,使推挤件37对主轴18的推力变小,从而避免因推力过大而造成动涡旋14启动时与定涡旋13具有极大的摩擦;在动涡旋14和定涡旋13工作时内部流体压缩产生压力,需要增加推挤件37对主轴18的推力,伺服电机42驱动丝杆43正转,使丝杆43驱动推移件41向左移动,推移件41沿斜面44推移活动件38,使活动件38在主轴18的轴向上移动,从而使推挤件37对主轴18的推力增大,平衡流体压缩时产生的压力,保持定涡旋13和动涡旋14之间的密封性。
80.另外,可在排放室8内设置第一压力传感器,第一压力传感器固定在排放室8内,第一压力传感器用于感应排放室8内流体的压强,上述伺服电机42和第一压力传感器与控制器电性连接,第一压力传感器感应排放室8内的压强并传输信号到控制器,控制器控制位移驱动机构驱动支撑弹簧40和推挤件37在主轴18的轴向上移动的距离,调节推挤件37对主轴18在轴向上的推力大小。由于排放室8与定涡旋13和动涡旋14之间的压缩腔7连通,压缩腔7内的压强和排放室8内的压强相同,控制器能通过第一压力传感器感应的压强确定压缩腔7内流体对动涡旋14和定涡旋13的压力,压力=压强
×
受力面积。第一压力传感器为市场上现有的压力传感器,例如品牌为虹润,型号为our-m2的压力传感器,能对排放室8内的液压或气压进行检测。
81.例如:动涡旋14和定涡旋13在未工作时,排放室8内具有初始压强,并且推移件41处于初始位置,此时推挤件37对主轴18提供轴向的推力使动涡旋14压合在定涡旋13上,动涡旋14和定涡旋13之间密封,当动涡旋14和定涡旋13进行压缩流体时,第一压力传感器感应排放室8内的压强并传输信号到控制器,排放室8内的压强每上升1pa,则控制器控制伺服电机42驱动推移件41向左移动设定距离,使推挤件37对主轴18的推力增大,同理当排放室8内的压强每下降1pa,则控制器控制伺服电机42驱动推移件41向右移动设定距离,使推挤件37对主轴18的推力减小,使推挤件37对主轴18的推力能平衡动涡旋14和定涡旋13之间流体压缩产生的压力,并且还能将动涡旋14压合在定涡旋13上,使动涡旋14和定涡旋13保持密封,使用更加灵活。
82.另外,也能通过设定的主轴18转速来确定定涡旋13和动涡旋14之间压缩流体产生的压力,主轴18的转速与定涡旋13和动涡旋14之间压缩流体产生的压力成正比,根据定涡旋13和动涡旋14之间压缩流体产生的压力值,通过控制器控制推挤件37对主轴18的轴向推力。
83.优选的,推移件41和活动件38相对的面均为斜面44,推移件41上的斜面44和活动件38上的斜面44面与面触接,使推移件41和活动件38之间的传动更稳定。
84.另外,下底3上固定有定位柱49,定位柱49的数量设有两根,两根定位柱49沿主轴18轴向摆设,活动件38上设有与定位柱49相配合的定位孔50,定位柱49穿过定位孔50将活动件38限位在主轴18的轴向上移动。
85.图8所示,针对上述驱动器的结构,我们还有另一种结构,驱动器为电磁铁51,电磁铁51固定在下底3上,推移件41能被磁化,推移件41由能被磁化的金属材质制成,例如铁、钴、镍及其合金,推移件41上连接有复位弹簧52,推移件41具有在x轴向的第一位置和第二
位置,并能在第一位置和第二位置上切换。
86.具体的,推移件41限位在下底3上且能沿x轴向移动,例如下底3上设有限位滑道53,推移件41上设有与限位滑道53相配合的限位块,限位块插入限位滑道53中将推移件41限位在下底3上,使推移件41仅能沿x轴方向前后移动,电磁铁51和复位弹簧52分别设在推移件41的前后两侧,复位弹簧52一端与推移件41连接,另一端与机壳相对固定。
87.当电磁铁51通电状态时,电磁铁51具有磁力,电磁铁51向前侧磁吸推移件41,使推移件41移动到第一位置,推移件41向上推移活动件38,使推挤件37对主轴18的推力变大;当电磁铁51断电状态时,电磁铁51不在对推移件41施加电磁吸力,复位弹簧52拉动推移件41移动到第二位置,活动件38由支撑弹簧40作用向下移动与推移件41贴合,推挤件37对主轴18的推力减小。第二位置对应动涡旋14和定涡旋13工作前推挤件37需要对主轴18施加的推力,第一位置对应动涡旋14和定涡旋13工作时推挤件37需要对主轴18施加的推力。可根据用户需求手动调节,也可设置成第一压力传感器感应排放室8内压力变大时,第一压力传感器传输信号到控制器,控制器控制电磁铁51通电,使推移件41移动到第一位置,当第一压力传感器感应排放室8内压力变小时,第一压力传感器传输信号到控制器,控制器控制电磁铁51断电,使推移件41移动到第二位置。
88.位移驱动机构也能是直线推动机构,直线推动机构推动支撑弹簧40和推挤件37在主轴18的轴向上移动,例如气缸或液压缸或油缸。
89.图12、图13所示,针对上述轴向推挤器48,我们还有另一种结构,轴向推挤器48包括具有磁力的施力件61和在主轴18轴向上移动的推挤件37,施力件61固定在机壳上,推挤件37上固定有与施力件61相配合的受力部62,施力件61能对受力部62施以磁性吸力/斥力,使推挤件37能在主轴18的轴向上向上侧移动,推挤件37的顶部顶在主轴18的底端上并对主轴18施以向一侧的轴向推力,使偏心轴47将动涡旋14压合在定涡旋13上,以消除定涡旋13的定螺旋涡卷5与动涡旋14的动涡旋端板22之间的间隙,以及动涡旋14的动螺旋涡卷6与定涡旋13的定涡旋端板21之间的间隙,保持定涡旋13和动涡旋14之间的密封。
90.具体的,施力件61可为电磁铁或电磁线圈,施力件61与控制器电性连接,推挤件37为一柱体结构,可在机壳内设置导向架59,导向架59上设有导向孔60,推挤件37从导向孔60穿过,导向孔60限制推挤件37在主轴18的径向上移动,使推挤件37在机壳内仅能在主轴18的轴向上移动。图12所示,当施力件61对受力部62提供磁性吸力时,受力部62可为导磁金属材质制成,例如铁、钴、镍及其合金,施力件61位于受力部62的上方,施力件61的中心设有供推挤件37穿过的第二孔洞,施力件61对受力部62提供磁性吸力,将受力部62向上吸,使推挤件37受到在主轴18轴向上向上的力,推挤件37顶在主轴18的底端并对主轴18施以向上侧的轴向推力,当施力件61断电而不具有磁力时,推挤件37的底部抵在下底3上,推挤件37的顶部对主轴18的底部具有轴向的支撑力,使定涡旋13和动涡旋14保持咬合状态;图13所示,当施力件61对受力部62提供磁性斥力时,受力部62可为永磁体,施力件61位于受力部62下方,施力件61与受力部62同极的磁极相对,使施力件61和受力部62互相提供相斥的磁力,受力部62受斥力向上移动,使推挤件37受到在主轴18轴向上向上的力,推挤件37顶在主轴18的底端并对主轴18施以向上侧的轴向推力,施力件61断电而不具有磁力时,机壳内壁上设有第四内环边64,受力部62的底部能抵在第四内环边64上,使推挤件37的顶部对主轴18的底部具有轴向的支撑力,使定涡旋13和动涡旋14保持咬合状态。
91.另外,可在排放室8内设置第一压力传感器,第一压力传感器固定在排放室8内,第一压力传感器用于感应排放室8内流体的压强,第一压力传感器与控制器电性连接,上述受力部62连接在推挤件37的底部上,受力部62与推挤件37的底部之间设有第二压力传感器63,第二压力传感器63的两侧分别连接推挤件37和受力部62,并仅由第二压力传感器63承受受力部62和推挤件37之间相对的推挤力,第二压力传感器63用于感应受力部62对推挤件37的推挤力,第二压力传感器63与控制器电性连接,当第一压力传感器和第二压力传感器63感应压力并传输信号到控制器时,控制器根据第一压力传感器和第二压力传感器63感应的压力,调节电磁线圈对受力部62的磁力大小,从而控制推挤件37对主轴18在轴向上的推力大小。由于排放室8与定涡旋13和动涡旋14之间的压缩腔7连通,压缩腔7内的压强和排放室8的压强相同,控制器能通过第一压力传感器感应的压强确定压缩腔7内流体对动涡旋14和定涡旋13的压力,压力=压强
×
受力面积。第一压力传感器为市场上现有的压力传感器,例如品牌为虹润,型号为our-m2的压力传感器,能对排放室8内的液压或气压进行检测,第二压力传感器63也为市场上现有的压力传感器,例如品牌为lyoys,型号为hyly-019的微型拉压力传感器。由于动涡旋14和定涡旋13内压缩流体产生的压力与主轴18的转速成正比,也能根据设定的主轴转速确定动涡旋14和定涡旋13之间压缩流体产生的压力。
92.例如在控制器内设置用于对比的压力值为f1,该压力值为压缩腔7内压缩流体对动涡旋14和定涡旋13的压力值,已知在压力值为f1时动涡旋14和定涡旋13压合密封所需受力部62对推挤件37的推力为f2,第一压力传感器实时感应排放室8内的压强并传输到控制器,控制器根据第一压力传感器感应的压强,确定压缩腔7内压缩流体对动涡旋14和定涡旋13的瞬时压力值,设瞬时压力值为f3,设压力值为f3时动涡旋14和定涡旋13压合密封所需受力部62对推挤件37的推力为f4,f4=f3-f1 f2,由于f1和f2为设定的常量,在测出瞬时压力值f3时,能通过计算得出所需受力部62对推挤件37的推力值f4,将第二传感器感应到受力部62对推挤件37瞬时的推挤力与计算出的f4进行对比,当受力部62对推挤件37瞬时的推挤力大于f4数值时,控制器控制电磁线圈对受力部62的磁力变小,使受力部62对推挤件37的推挤力变小,当受力部62对推挤件37瞬时的推挤力小于f4数值时,控制器控制电磁线圈对受力部62的磁力变大,使受力部62对推挤件37的推挤力变大,直到第二传感器感应到的压力值等于f4的数值时,控制器停止增加或减少电磁线圈对受力部62的磁力,使推挤件37对主轴18始终保持最佳的推力大小,保证定涡旋13和动涡旋14之间密封,使用更灵活。
93.当动涡旋14和定涡旋13之间出现磨损时,施力件61对受力部62的磁力能使推挤件37在主轴18的轴向上向上移动,推挤件37推动主轴18在轴向上向上移动,使偏心轴47将动涡旋14重新压合在定涡旋13上,补偿磨损量。
94.图14所示,针对上述轴向推挤器48,我们还有另一种结构,轴向推挤器48包括缸体66和推挤件37,缸体66固定在机壳内,缸体66内设有活塞腔68,推挤件37可活动的插在活塞腔68内,活塞腔68将推挤件37限制在主轴18的轴向上移动,推挤件37的一端从缸体66内伸出,推挤件37的另一端与活塞腔68内壁围合形成密闭的压力腔67,机壳内设有连通压力腔67和排放室8的管道65,当动涡旋14和定涡旋13压缩流体时,压缩后的流体进入压力腔67并挤压推挤件37,使推挤件37在主轴18的轴向上移动,推挤件37顶在主轴18的一端上并对主轴18施以向上侧的轴向推力,使偏心轴47将动涡旋14压合在定涡旋13上,以消除定涡旋13的定螺旋涡卷5与动涡旋14的动涡旋端板22之间的间隙,以及动涡旋14的动螺旋涡卷6与定
涡旋13的定涡旋端板21之间的间隙。
95.另外,可在推挤件37和活塞腔68内壁之间设置密封胶圈69,提高压力腔67的密封性。
96.由于压力腔67通过管道65与排放室8连通,排放室8又与定涡旋13和动涡旋14之间的压缩腔7连通,压力腔67、排放室8和压缩腔7三者的压强相同,能通过设置推挤件37的直径来控制推挤件37承受流体压力的受力面积,受力面积越小同等压强下受到压力越大,使推挤件37受到压力腔67内流体的推力大于定涡旋13和动涡旋14受到流体的分离力,使推挤件37能将动涡旋14压合在定涡旋13上,保持定涡旋13和动涡旋14之间的密封。
97.当动涡旋14和定涡旋13之间出现磨损时,压力腔67内流体对推挤件37的推力推动推挤件37向上移动,使推挤件37沿主轴18的轴向向上推动主轴18,从而使主轴18上的偏心轴47将动涡旋14重新压合在定涡旋13上补偿磨损量。
98.另外,主轴18相对推挤件37转动,主轴18会受到推挤件37的摩擦力,为减少摩擦力,主轴18的底部设有第二支撑端35,第二支撑端35顶在推挤件37上,并仅由第二支撑端35承受主轴18和推挤件37相对的挤压力,第二支撑端的中心36处于主轴的轴心线45上,第二支撑端35可为端面,也可为端点,优选的,主轴18的底部端面固定有球体,球体与推挤件37点接触连接,第二支撑端35为球体上的接触端点,接触端点处于主轴的轴心线45上,减少主轴18扭矩的损失,同时减少了摩擦力。
99.图8所示,或者推挤件37的顶部设有第二支撑端35,第二支撑端35顶在主轴18底端的端面上,并仅由第二支撑端35承受主轴18和推挤件37相对的挤压力,第二支撑端的中心36处于主轴的轴心线45上,第二支撑端35可为端面,也可为端点,优选的,推挤件37的顶部固定有球体,球体与主轴18底端的端面点接触连接,第二支撑端35为球体的接触端点,接触端点处于主轴的轴心线45上,减少主轴18扭矩的损失,同时减少了摩擦力。
100.或者推挤件37的顶部和主轴18的底部端面之间设有第一中间件,第一中间件对主轴18和推挤件37提供轴向支撑,并仅由第一中间件来承受主轴18和推挤件37相对的挤压力,第一中间件的两侧具有分别与主轴18和推挤件37接触的第二支撑端35,两侧的第二支撑端35均处于主轴的轴心线45上,第二支撑端35可为端面,也可为端点,优选的,第一中间件可为推力轴承29,推力轴承29的两侧分别连接主轴18端面和推挤件37顶部;或者第一中间件可为球体,主轴18底部端面和推挤件37的顶部均设有用于容置球体的第一锥孔,球体的两侧分别插入主轴18底部端面和推挤件37顶部的第一锥孔定位球体,另外球体、主轴18底端端部、推挤件37的顶部均可由聚四氟乙烯材质制成,减小摩擦力。同时第一中间件减少主轴18扭矩的损失。
101.涡旋压缩机的其他结构均与市场上现有的涡旋压缩机相同。
102.实施例二
103.本实施例与实施例一不同之处在于第一支撑端32的位置及作用的部位。具体结构如下:
104.图9所示,盲孔28的底部设有凸起54,凸起54具有第一支撑端32,第一支撑端32支撑在偏心轴47的顶部上,并仅由第一支撑端32来承受偏心轴47和动涡旋14相对的挤压力,第一支撑端的中心24处于偏心轴的轴心线33上,限制定涡旋13和动涡旋14受压缩腔7内压力挤压分离,并且第一支撑端32能有效减少动涡旋14运动时扭矩的损失。
105.进一步,偏心轴47顶部的端面上设有用于容置润滑油的油槽30,凸起54的位置与油槽30的位置相对,凸起54插入在油槽30中,并且第一支撑端32支撑在油槽30的槽底上,用于对动涡旋14和偏心轴47提供轴向的支撑,凸起54的外壁和油槽30的内壁之间设有油封31,润滑油可添加在油槽30中,使第一支撑端32和油槽30的槽底处于润滑油中,使动涡旋14运动更顺畅,受到摩擦更小,并且能通过油封31防止润滑油从油槽30中漏出。油封31为市场上现有的油封31结构。
106.优选的,第一支撑端32与油槽30的槽底点接触连接,第一支撑端32的接触点处于偏心轴的轴心线33上。具体的,凸起54上固定有球体,球体的端点与油槽30的槽底点接触连接,球体的端点作为第一支撑端32,球体用于接触的端点处于偏心轴的轴心线33上。
107.实施例三
108.本实施例与以上实施例不同之处在于第一支撑端32的位置及作用的部位。具体结构如下:
109.图10所示,偏心轴47顶部的端面和盲孔28的底部之间设有第二中间件55,第二中间件55对偏心轴47和动涡旋14提供轴向支撑,并仅由第二中间件55来承受偏心轴47和动涡旋14相对的挤压力,第二中间件55的两侧具有分别与偏心轴47顶部的端面和盲孔28底部接触的第一支撑端32,两侧的第一支撑端的中心24均处于偏心轴的轴心线33上,限制定涡旋13和动涡旋14受压缩腔7内压力挤压分离,并且第一支撑端32能有效减少动涡旋14运动时扭矩的损失。
110.优选的,第二中间件55为推力轴承29,推力轴承29的两侧分别连接偏心轴47顶部端面和盲孔28的底部,并用于作为第一支撑端32,推力轴承29的中心处于偏心轴的轴心线33上。
111.实施例四
112.本实施例与以上实施例不同之处在于第一支撑端32的位置及作用的部位。具体结构如下:
113.图11所示,偏心轴47顶部的端面和盲孔28的底部之间设有中间组件,中间组件对两侧的偏心轴47和动涡旋14提供轴向支撑,并仅由中间组件承受偏心轴47和动涡旋14相对的挤压力,中间组件包括组件一57和组件二56,组件一57顶在盲孔28的底部,且与动涡旋14相对固定,组件二56的两侧均具有第一支撑端32,组件二56上侧的第一支撑端32顶在组件一57上,且能相对组件一57转动,组件二56下侧的第一支撑端32顶在偏心轴47顶部的端面上,组件二56两侧的第一支撑端的中心24均处于偏心轴的轴心线33上,限制定涡旋13和动涡旋14受压缩腔7内压力挤压分离,并且第一支撑端32能有效减少动涡旋14运动时扭矩的损失。
114.优选的,组件一57为聚四氟乙烯材质制成的耐磨片,组件二56为聚四氟乙烯材质制成的球体,耐磨片置于盲孔28中且顶部顶在盲孔28的底部,耐磨片的底部设有第二锥孔58,偏心轴47顶部的端面上也设有与耐磨片底部的第二锥孔58位置相对的另一第二锥孔58,上下两第二锥孔58的中心均处于偏心轴的轴心线33上,球体的上下两侧均具有第一支撑端32,球体上下两侧的第一支撑端32分别插入两侧的第二锥孔58中,两侧的第二锥孔58限制球体轴向和径向的运动,由于聚四氟乙烯材质摩擦系数很小,使球体只能在偏心轴47和动涡旋14之间随偏心轴47转动,球体两侧的第一支撑端的中点24处于偏心轴的轴心线33
上。由于耐磨片和球体均处于顶紧状态,又互相限制径向运动,所以球体和耐磨片均无需其他固定结构固定。
115.实施例五
116.本实施例与以上实施例不同之处在于轴向推挤器48的位置及作用部位不同。具体结构如下:
117.图15所示,定涡旋13能相对机壳在主轴18的轴向上移动。优选的,中间壳体2的内壁上设有限位滑槽70,定涡旋13的外壁上设有与限位滑槽70相配合的限位滑块71,限位滑块71插在限位滑槽70中,将定涡旋13限制在主轴18的轴向上移动。
118.限位滑槽70的长度延伸方向与主轴18的轴向平行,中间壳体2的上沿上设有供限位滑块71进入限位滑槽70的槽口。
119.优选的,限位滑槽70设有四个,四个限位滑槽70以主轴18的轴心为中心环形阵列在中间壳体2的内壁上,定涡旋13上设有与四个限位滑槽70相配合的四个限位滑块71。
120.另外,定涡旋13的侧壁与中间壳体2的内壁完全贴合密封,并且限位滑块71与限位滑槽70完全吻合密封,定涡旋13将机壳内的顶部封隔为上述的排放室8,定涡旋13上的排放孔46与排放室8连通。
121.主轴18的底部支撑在下底3上,限制主轴18在轴向上移动,使主轴18能更好的支撑动涡旋14。具体的,下底3上设有轴承孔74,轴承孔74内安装有轴承29,优选的,轴承29为滚动轴承29,主轴18的底端插入轴承29内与轴承29的内圈连接,主轴18的底端的侧壁上设有卡簧,卡簧抵在轴承29的内圈上限制主轴18沿轴向向下移动,轴承29的外圈与轴承孔74连接。
122.机壳内设有轴向推挤器48,轴向推挤器48设在排放室8内,轴向推挤器48对定涡旋13的顶部施以向下侧的主轴18轴向上的推力,使定涡旋13压合在动涡旋14上,以消除定涡旋13的定螺旋涡卷5与动涡旋14的动涡旋端板22之间的间隙,以及动涡旋14的动螺旋涡卷6与定涡旋13的定涡旋端板21之间的间隙。
123.上述的推挤件37顶在定涡旋13的顶部对定涡旋13施以主轴18轴向上的推力。由于定涡旋13不需要旋转,不需要考虑定涡旋13与推挤件37摩擦力的问题,推挤件37与定涡旋13顶面面与面触接。
124.另外,推挤件37内设有排放管路72,排放管路72的管口设在推挤件37与定涡旋13触接的推挤面上,管口与排放孔46对接连通。
125.并且,推挤件37的侧壁上设有与排放管路72连通的排放口73,定涡旋13和动涡旋14压缩后的流体从排放孔46进入排放管路72,再由排放口73进入到排放室8中。
126.以上对本发明所提供的具有轴向补偿的涡旋压缩机进行了介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
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