專利名稱:帶有階式導(dǎo)向套筒的渦旋機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及渦旋機(jī)的渦旋部件的安裝布置。更具體地說(shuō),本發(fā)明涉及一種獨(dú)特的用于安裝軸向順應(yīng)的一個(gè)渦旋部件的階式導(dǎo)向套筒。
背景技術(shù):
在用于轉(zhuǎn)移各種流體、通稱為“渦旋機(jī)”的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi),存在一類機(jī)器。這樣的機(jī)器可構(gòu)造成膨脹機(jī)、位移發(fā)動(dòng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等,本發(fā)明的這些特征可應(yīng)用到這些機(jī)器的任一種上。然而,為了便于闡述,所公開(kāi)的實(shí)施例是密封制冷壓縮機(jī)形式。
一般來(lái)說(shuō),渦旋機(jī)包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相似的螺旋形渦旋纏繞(spiralscroll wraps),每個(gè)渦旋纏繞安裝在一個(gè)單獨(dú)的端板上,從而限定出一個(gè)渦旋部件。這兩個(gè)渦旋部件互相配合在一起,其中一個(gè)渦旋纏繞與另一個(gè)渦旋纏繞旋轉(zhuǎn)位移180°。機(jī)器的工作方式是,使一個(gè)渦旋部件(“沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋”)相對(duì)于另一個(gè)渦旋部件(“固定渦旋”或“不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋”)作軌道運(yùn)動(dòng),以便在各個(gè)纏繞的側(cè)面之間造成移動(dòng)線性接觸,從而限定出移動(dòng)分離式月牙形流體袋。這些螺旋一般形成為圓的漸開(kāi)線,而且理想的是,在工作過(guò)程中渦旋部件之間無(wú)相對(duì)旋轉(zhuǎn);即,運(yùn)動(dòng)是單純的曲線位移(即,主體內(nèi)的任何線都不旋轉(zhuǎn))。流體袋將待處理的流體從配有流體入口的渦旋機(jī)的第一區(qū)域運(yùn)載到配有流體出口的渦旋機(jī)的第二區(qū)域。在密封袋從第一區(qū)域移動(dòng)到第二區(qū)域時(shí)密封袋的容積改變。在任一瞬間都至少有一對(duì)密封袋;當(dāng)在一個(gè)時(shí)間有幾對(duì)密封袋時(shí),每一對(duì)都有不同的容積。在壓縮機(jī)中,第二區(qū)域比第一區(qū)域的壓力更高,并且在機(jī)器內(nèi)物理定位于中心,而第一區(qū)域位于機(jī)器的外周。
兩種類型的接觸限定出在渦旋部件之間形成的流體袋,一種是由徑向力造成的纏繞的螺旋面或側(cè)面之間的軸向延伸切線接觸(“側(cè)面密封”),另一種是由每個(gè)纏繞的平面邊緣表面(“頂端”)與對(duì)置端板之間的軸向力造成的平面接觸(“頂端密封”)。為了提高效率,這兩種接觸都必需達(dá)到良好的密封;然而,本發(fā)明主要涉及到頂端密封。
渦旋型機(jī)器的定義已經(jīng)為人所知一段時(shí)間,并且被認(rèn)為是具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。例如,渦旋機(jī)具有較高的熵效率和容積效率,并因此對(duì)于給定容量相當(dāng)小和輕。它們比許多機(jī)器更安靜且振動(dòng)要小得多,因?yàn)檫@類機(jī)器不使用大的往復(fù)式部件(例如活塞、連接桿等);以及所有的流體流動(dòng)都在一個(gè)方向上,且在多個(gè)對(duì)置袋內(nèi)同時(shí)壓縮,因此幾乎沒(méi)有壓力產(chǎn)生的振動(dòng)。這些機(jī)器由于所采用的移動(dòng)部件相當(dāng)少、渦旋之間的運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)?shù)停虼诉€傾向于具有較高的可靠性和耐用性。具有允許頂端泄漏的順應(yīng)性的渦旋機(jī)對(duì)流體污染具有固有的寬恕。
渦旋型機(jī)器的設(shè)計(jì)困難之一是,在所有工作條件下用來(lái)達(dá)到頂端密封的技術(shù),以及還有變速機(jī)器中的速度。傳統(tǒng)上,這可通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)(1)利用極其準(zhǔn)確和非常昂貴的機(jī)械加工技術(shù),(2)提供具有螺旋頂端密封的纏繞頂端,不幸的是,其很難裝配并且經(jīng)常是不可靠的,或者(3)通過(guò)利用壓縮工作流體將沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋或不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋向?qū)χ脺u旋軸向偏移,而提供軸向恢復(fù)力。后一種技術(shù)有一些優(yōu)點(diǎn),但是也存在問(wèn)題,即,除了提供恢復(fù)力以平衡軸向分離力之外,還必需平衡由于壓力產(chǎn)生的徑向力而導(dǎo)致的渦旋部件上的傾斜運(yùn)動(dòng),其中所述的徑向力依賴于吸入和排出壓力,以及由速度依賴性軌道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性載荷。于是,軸向平衡力必需相當(dāng)高,且僅在某些壓力與速度的組合下是最佳的。
軸向恢復(fù)力的采用要求兩個(gè)渦旋部件之一安裝得能夠相對(duì)于另一個(gè)渦旋部件作軸向運(yùn)動(dòng)。這一點(diǎn)通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)即借助于多個(gè)螺栓和多個(gè)導(dǎo)向套筒將不沿軌道運(yùn)動(dòng)的部件固定到主軸承殼上,如受讓人的U.S.5,407,335中所公開(kāi)的,該專利的公開(kāi)內(nèi)容在此作為參考引入本文。在采用螺栓和導(dǎo)向套筒的安裝系統(tǒng)中,在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件上形成的臂被動(dòng)對(duì)抗導(dǎo)向套筒。導(dǎo)向套筒將渦旋部件保持在合適的取向上。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件經(jīng)受徑向和切線方向上的沖氣力,其施加質(zhì)心在渦旋葉片或纏繞的半高上或附近。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件還經(jīng)受頂端和基座的摩擦,所述摩擦隨機(jī)地一個(gè)比一個(gè)大,但卻假設(shè)是相等的,因此在渦旋纏繞或葉片的半高上或附近具有質(zhì)心。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件還經(jīng)受由于沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件的向心加速而產(chǎn)生的側(cè)面接觸力,其中所述沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件更靠近葉片頂端而不在葉片基座上。所有這些力一起產(chǎn)生位于一點(diǎn)的作用質(zhì)心,這一點(diǎn)將離開(kāi)渦旋纏繞或葉片與葉片頂端之間的半高處。
當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件的臂與所經(jīng)受的力的作用質(zhì)心處于同一高度時(shí),導(dǎo)向套筒的反作用是相等和共面的。當(dāng)臂位于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件的葉片頂端附近時(shí),此反作用沒(méi)有在力的作用質(zhì)心上,而是偏離第一方向的質(zhì)心。此偏離產(chǎn)生在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件的臂與導(dǎo)向套筒之間起反作用的運(yùn)動(dòng)。同樣,當(dāng)臂位于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件的端板附近時(shí),這個(gè)反作用又不位于力的作用質(zhì)心,而是偏離與第一方向相反的第二方向的質(zhì)心。此偏離也產(chǎn)生在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件的臂與導(dǎo)向套筒之間起反作用的運(yùn)動(dòng)。
對(duì)抗此運(yùn)動(dòng)的是,由不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件頂部上的抑制力、軸向氣體分離力和擠壓到葉片上的頂端力所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。頂端力能夠移向徑向向外的大部分頂端,從而建立返回渦旋纏繞輪廓的中心線軸的運(yùn)動(dòng)臂。對(duì)高效率的期望導(dǎo)致具有最小頂端負(fù)荷的設(shè)計(jì),因此,對(duì)抗運(yùn)動(dòng)的大小有限,而無(wú)使其增大的動(dòng)機(jī)。
在一些渦旋部件的設(shè)計(jì)中,導(dǎo)向套筒的反作用是如此接近不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋頂端,或如此接近不沿軌道運(yùn)動(dòng)的端板,從而其遠(yuǎn)離力的作用質(zhì)心平面;并且導(dǎo)致傾覆力矩超過(guò)恢復(fù)力矩。這導(dǎo)致不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件在一側(cè)向上擺動(dòng),從而使頂端與那一側(cè)上的渦旋部件基座分離。此分離導(dǎo)致泄漏,從而使壓縮機(jī)的容積減小,使功率增大很小程度。
施加到該導(dǎo)向套筒上的負(fù)荷傾向于使導(dǎo)向套筒偏離負(fù)荷傾斜。當(dāng)此現(xiàn)象發(fā)生時(shí),負(fù)荷在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂的軸向高度之上的分布不均勻,但是在臂上孔的底部或頂部附近,其集中在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件葉片頂端附近的區(qū)域或遠(yuǎn)離其的區(qū)域。這種傾向增大了傾覆力矩的力矩臂。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了具有階式幾何形狀導(dǎo)向套筒的技術(shù),從而通過(guò)減小特定部位的導(dǎo)向套筒直徑,而避免不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂與在特定部位的導(dǎo)向套筒發(fā)生接觸。此定義使得導(dǎo)向套筒上的反作用力質(zhì)心對(duì)抗將要從正常軸向位置重新定位到更優(yōu)選的軸向位置的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中,導(dǎo)向套筒的反作用質(zhì)心將質(zhì)心朝向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂上的孔頂部聚焦。這樣減小了這些渦旋設(shè)計(jì)的傾覆運(yùn)動(dòng)的力矩臂。導(dǎo)向套筒在套筒頂部之下的一段特定距離處具有減小的直徑,該距離小于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂的軸向高度。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,減小的直徑僅位于導(dǎo)向套筒的中間斷面上。直徑的減小并沒(méi)有延伸到導(dǎo)向套筒的任一端部。這使得導(dǎo)向套筒為對(duì)稱的,從而能夠與任一端部裝配產(chǎn)生相同的效果。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂的孔被加工成階式孔,其中階式孔的較大部分距離葉片頂端最近。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,導(dǎo)向套筒的反作用質(zhì)心向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂上的孔底部聚焦。這樣減小了這些渦旋設(shè)計(jì)的傾覆運(yùn)動(dòng)的力矩臂。導(dǎo)向套筒在套筒頂部之上的一段特定距離處具有減小的直徑,該距離小于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂的軸向高度。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,減小的直徑僅位于導(dǎo)向套筒的對(duì)置端。直徑的減小并沒(méi)有延伸到導(dǎo)向套筒的中部。這使得導(dǎo)向套筒為對(duì)稱的,從而能夠與任一端部裝配產(chǎn)生相同的效果。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件臂的孔被加工成階式孔,其中階式孔的較大部分遠(yuǎn)離葉片頂端。
從下文的詳細(xì)描述中,本發(fā)明的其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊酶鼮槊黠@。應(yīng)該理解,這些詳細(xì)描述和具體的實(shí)例,雖然示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但是它們旨在為了示例性說(shuō)明的目的,而并非試圖限制本發(fā)明的范圍。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明從下面的詳細(xì)描述和附圖中,將能夠更加充分地理解本發(fā)明,其中
圖1是按照本發(fā)明包括不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋安裝布局的渦旋壓縮機(jī)的垂直剖面圖;圖2是圖1的壓縮機(jī)的截面圖,該截面是沿圖1的2-2線所作;圖3是圖1所示安裝布局的部分放大截面圖;圖4-11是與圖3類似的視圖,但示出的是按照本發(fā)明其它實(shí)施例的安裝布局;圖12是按照本發(fā)明另一實(shí)施例、包括不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋安裝布局的渦旋壓縮機(jī)的垂直剖面圖;圖13是圖12的壓縮機(jī)的截面圖,該截面是沿圖12的13-13線所作;圖14是圖12所示安裝布局的部分放大截面圖;圖15-22是與圖14類似的視圖,但示出的是按照本發(fā)明其它實(shí)施例的安裝布局;以及圖23是按照本發(fā)明另一實(shí)施例、包括不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋安裝布局的渦旋壓縮機(jī)的垂直剖面圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述本質(zhì)上僅是示意性的,而絕無(wú)限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途的意圖。
圖1中示出的渦旋壓縮機(jī)包括按照本發(fā)明的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋安裝布局,且總體上用附圖標(biāo)記10表示。壓縮機(jī)10包含通常為圓柱形的密封殼12,在該密度殼的上端焊有帽蓋14,而在其下端焊有基座16,該基座具有多個(gè)與之形成一體的安裝腿(未示出)。帽蓋14設(shè)有其內(nèi)可具有普通排出閥(未示出)的制冷劑排出接頭18。安裝在所述殼體上的其它主要元件包括在帽蓋14焊接于殼體12上的相同位置焊接在殼體外圍的橫向延伸部分22、適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ跉んw12上的固定主軸承殼體24,以及也具有多個(gè)徑向向外延伸腿的下軸承殼26,所述的每個(gè)延伸腿也適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ跉んw12上。通常為正方形截面但具有幾個(gè)成圓形的角的電動(dòng)機(jī)定子28,壓入配合在殼體12內(nèi)。定子上的圓形角之間的平面在定子與殼體之間提供通道,從而使?jié)櫥瑒┤菀讖臍んw頂部流到底部。
在其上端具有偏心曲柄銷32的驅(qū)動(dòng)軸或曲柄軸30,可轉(zhuǎn)動(dòng)地軸頸支撐在主軸承殼24的軸承34和下軸承殼26的第二軸承36中。曲柄軸30在其下端具有相當(dāng)大直徑的同心孔38,該孔與徑向向外傾斜的小直徑孔40連通,該小直徑孔向上延伸到曲柄軸的頂部。位于孔38內(nèi)的是攪拌器42。內(nèi)殼12的下部填充有潤(rùn)滑油,且孔38用作泵,此泵將潤(rùn)滑流體泵送到曲柄軸30并進(jìn)入通道40,最終到達(dá)壓縮機(jī)需要潤(rùn)滑的所有部分。
曲柄軸30由電動(dòng)機(jī)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng),電動(dòng)機(jī)包括定子28、貫穿的繞組44和壓入配合在曲柄軸30上且分別具有上、下配重48和50的轉(zhuǎn)子46。配備配重屏蔽52,以減小在油池內(nèi)的油中自旋的配重50所導(dǎo)致的工作損失。配重屏蔽52在受讓人的題為“渦旋壓縮機(jī)的配重屏蔽”的U.S.5,064,356中完全公開(kāi),該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容作為參考引入本文。
主軸承殼體24的上表面設(shè)有扁平的推力軸承面,其上設(shè)置有沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54,該部件在其上表面具有通常的螺旋葉片或纏繞(wrap)56。從沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的下表面向下伸出的是圓柱形輪軸,該輪軸在其內(nèi)部具有軸頸軸承58,且可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸瓦60,該軸瓦具有內(nèi)孔62,曲柄銷32驅(qū)動(dòng)地置入該內(nèi)孔中。曲柄銷32具有一個(gè)與在孔62的一部分內(nèi)形成的平面(未示出)驅(qū)動(dòng)嚙合的平面,從而形成徑向適應(yīng)的驅(qū)動(dòng)配置,比如前述受讓人的U.S.4,877,382中所示,該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容作為參考引入本文。歐氏聯(lián)軸節(jié)64(Oldham coupling)也位于沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54和軸承殼24之間,且鍵合于其上,從而避免沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)??扇〉氖牵瑲W氏聯(lián)軸節(jié)64是以上引入?yún)⒖嫉腢.S.4,877,382中所公開(kāi)的類型;然而,此處可以采用受讓人的題為“渦旋壓縮機(jī)的歐氏聯(lián)軸節(jié)”的U.S.5,320,506中公開(kāi)的聯(lián)軸節(jié),此文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容作為參考引入本文。
還設(shè)有不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66,它具有與沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的纏繞56嚙合定位的纏繞68。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66具有中心設(shè)置的排出通道70,該排出通道與向上開(kāi)口的凹槽72連通,開(kāi)口凹槽72又與由帽蓋14和隔壁22限定出的排出消聲腔室74以流體連通。環(huán)形凹槽76還形成于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66內(nèi),其內(nèi)設(shè)有密封組件78。凹槽72和76以及密封組件78配合形成軸向偏壓腔室,該腔室接收纏繞56和68壓縮的加壓流體,從而在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66上施加軸向偏壓力,借此頂推相應(yīng)纏繞56,68的頂端而分別與對(duì)置端板表面密封嚙合??扇〉氖牵芊饨M件78是受讓人的題為“具有浮動(dòng)密封件的渦旋機(jī)”的U.S.5,156,539中中更加詳細(xì)描述的那種類型,該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容作為參考引入本文。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66被設(shè)計(jì)成安裝到軸承殼24上,且在這一端具有多個(gè)圍繞其四周周向間隔開(kāi)的徑向向外突起的凸緣部分80(如圖2所示)。
如參照?qǐng)D3所最佳示出的,不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的凸緣部分80具有配置在其內(nèi)的開(kāi)口82,此開(kāi)口內(nèi)部裝配有細(xì)長(zhǎng)的圓柱形軸瓦84,其下端86座落在軸承殼體24上。具有頭部墊圈90的螺栓穿過(guò)配置在軸瓦84上的軸向延伸孔92,進(jìn)入配置在軸承殼體24上的螺紋開(kāi)口。如圖所示,軸瓦84的孔92比螺栓88的直徑大,從而在這二者之間能夠容納一些相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66最后精確定位。一旦不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66和軸瓦84已經(jīng)精確定位,螺栓88就可以適當(dāng)扭曲,借此安全和牢固地將軸瓦84夾在軸承殼體24與墊圈90之間。墊圈90用來(lái)確保軸瓦84上的均勻周向負(fù)荷,以及為螺栓88的頭部提供支承表面,由此避免軸瓦84在螺栓88的最終扭曲過(guò)程中發(fā)生任何潛在的移動(dòng)。應(yīng)該注意,如圖3所示,軸瓦84的軸向長(zhǎng)度足以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66在遠(yuǎn)離沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的方向上沿軸瓦84可滑動(dòng)地發(fā)生軸向移動(dòng),由此與墊圈90和用作限制該運(yùn)動(dòng)的前檔塊的螺栓88的頭部實(shí)現(xiàn)軸向順應(yīng)安裝布置。將基本上一樣的軸瓦、螺栓、墊圈和孔提供給每個(gè)其它凸緣部分80。分離運(yùn)動(dòng)量相當(dāng)小(例如對(duì)于3”至4”直徑和1”至2”纏繞高度的渦旋來(lái)說(shuō),在0.005”的量級(jí)上),因此,即使在由此產(chǎn)生的分離力超過(guò)軸向恢復(fù)力(例如可發(fā)生在啟動(dòng)時(shí))的情況下,壓縮機(jī)仍然工作以壓縮流體。由于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋的最終徑向和周向定位被設(shè)在螺栓88與相關(guān)軸瓦84之間的間隙所提供,因此軸承殼24上的螺紋開(kāi)口無(wú)需如所要求的那樣精確定位,由此減少了相關(guān)的制造成本。
軸瓦84包括大直徑部分94和小直徑部分96。大直徑部分94和開(kāi)口82的直徑的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又有效地阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。大直徑部分94位于軸瓦84的上側(cè)或頂部,從而使軸瓦84的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂端。
或者是,如圖4所示,螺栓88和軸瓦84可以用具有肩部84’的帶肩螺栓88’來(lái)代替。帶肩螺栓88’的肩部84’包括大直徑部分94’和小直徑部分96’。大直徑部分94’位于肩部84’的上側(cè)或頂部,從而使帶肩螺栓88’的肩部84’的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂端移開(kāi)。帶肩螺栓88’的大直徑部分94’可滑動(dòng)地配合到設(shè)置在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的凸緣部分80上開(kāi)口82內(nèi)。在該實(shí)施例中,選擇帶肩螺栓88’的肩部84’的軸向長(zhǎng)度“A”,以便當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66完全座落于沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上、由此以與上述參照?qǐng)D3所述類似的方式進(jìn)行輕微軸向分離運(yùn)動(dòng)時(shí),螺栓88’頭部的整體墊圈90’與凸緣部分80的對(duì)置表面之間具有細(xì)小間隙。而且,如上所述,螺栓88’的整體墊圈90’用作限制不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的這個(gè)軸向分離運(yùn)動(dòng)的前檔塊。大直徑部分94’和孔82的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又有效地阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。雖然該實(shí)施例消除了圖3的實(shí)施例中出現(xiàn)的軸瓦84相對(duì)于螺栓88的潛在移動(dòng),但是由于軸承殼24上的螺紋孔必須精確定位,因此在某種程度上增加了成本。
圖5表示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。在圖5中,軸瓦98壓入配合到各個(gè)凸緣部分80上設(shè)置的每個(gè)開(kāi)口82內(nèi)。使階式帶肩螺栓88”穿過(guò)軸瓦98延伸,并且如圖4所示,包括肩部84”,此肩部具有相對(duì)于軸瓦98的長(zhǎng)度而選擇的軸向長(zhǎng)度“B”,因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)。帶肩螺栓88”的肩部84”包括大直徑部分94”和小直徑部分96”。大直徑部分94”位于肩部84”的上側(cè)或頂部,從而使帶肩螺栓88”的肩部84”的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂端。在該實(shí)施例中,由于軸瓦98壓入配合到開(kāi)口82內(nèi),因此其將隨同不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66沿螺栓88”的肩部84”的大直徑部分94”可滑動(dòng)地移動(dòng),從而提供所需的軸向順應(yīng)的安裝布置。該實(shí)施例與圖4的實(shí)施例相比,在某種程度上使軸承殼24上的螺紋孔不太需要精確定位,因?yàn)?,軸瓦98可以被鉆孔和/或擴(kuò)孔,以便給不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66提供最終精確定位。而且,由于軸向運(yùn)動(dòng)發(fā)生在軸瓦98與帶肩螺栓88”之間,因此消除了對(duì)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66上設(shè)置的開(kāi)口82的磨損,因?yàn)槿魏文p都發(fā)生在軸瓦98與帶肩螺栓88”之間。如圖所示,軸瓦98具有軸向長(zhǎng)度,因此當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66完全座落在沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上時(shí)它就座落在軸承殼24上。然而,如果需要的話,此處可采用更短的軸瓦98。再者,與上述實(shí)施例中一樣,帶肩螺栓88”的整體墊圈90”將與軸瓦98或凸緣80的端部共同操作(如所期望的那樣),以便提供不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的前檔塊的有限軸向分離運(yùn)動(dòng)。
在圖6的實(shí)施例中,擴(kuò)孔100設(shè)置在軸承殼24上。擴(kuò)孔100用來(lái)接收?qǐng)D4所示的螺栓88’的肩部84’的小直徑部分96’。再者,選擇肩部84’的軸向長(zhǎng)度“C”,以便使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66進(jìn)行所需的受限軸向運(yùn)動(dòng),并且螺栓88’的整體墊圈90’為其提供前檔塊。由于擴(kuò)孔100能夠擴(kuò)展以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66精確地相對(duì)定位,因此將螺紋孔定位到軸承殼24上的公差可增大一些。另外,該實(shí)施例無(wú)需提供和裝配單獨(dú)制造的軸瓦。而且,與上述類似,肩部88’的大直徑部分94’相對(duì)于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66上的孔82的相對(duì)直徑使其能夠容納軸向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又阻止徑向和周向運(yùn)動(dòng)。與圖4類似,大直徑部分94’位于肩部88’的上側(cè)或頂部,從而使帶肩螺栓88’的肩部84’的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂端。因此,圖6的實(shí)施例與圖4的實(shí)施例類似,對(duì)圖4的描述可應(yīng)用到圖6中。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7,該圖表示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。圖7所示的實(shí)施例與以上圖3所述的相同,但是在圖7中,軸瓦84包括兩個(gè)大直徑部分94和一個(gè)小直徑部分96。通過(guò)在軸瓦84相反兩側(cè)加入兩個(gè)大直徑部分94,軸瓦84變成對(duì)稱的,從而無(wú)需在組裝過(guò)程中使軸瓦84對(duì)準(zhǔn)。以上對(duì)圖3的描述可應(yīng)用到圖7中,不同之處僅在于加入第二個(gè)大直徑部分94。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8,該圖表示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在圖8所示的實(shí)施例中,不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的凸緣部分80在其內(nèi)部具有階式開(kāi)口182,此開(kāi)口內(nèi)裝配有細(xì)長(zhǎng)的圓柱形軸瓦184,該軸瓦的下端座落在軸承殼24上。具有帶墊圈90的頭部的螺栓88穿過(guò)配置在軸瓦184上的軸向延伸孔192,進(jìn)入配置在軸承殼體24上的螺紋開(kāi)口。如圖所示,軸瓦184的孔192比螺栓88的直徑大,從而在這二者之間能夠容納一些相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66最后精確定位。一旦不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66和軸瓦184已經(jīng)精確定位,螺栓88就可以適當(dāng)扭曲,借此安全和牢固地將軸瓦184夾在軸承殼體24與墊圈90之間。墊圈90用來(lái)確保軸瓦184上的均勻周向負(fù)荷,以及為螺栓88的頭部提供支承表面,由此避免軸瓦184在螺栓88的最終扭曲過(guò)程中發(fā)生任何潛在的移動(dòng)。應(yīng)該注意,如圖8所示,軸瓦184的軸向長(zhǎng)度足以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66在遠(yuǎn)離沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的方向上沿軸瓦184可滑動(dòng)地發(fā)生軸向移動(dòng),由此與墊圈90和用作限制該運(yùn)動(dòng)的前檔塊的螺栓88的頭部實(shí)現(xiàn)軸向順應(yīng)安裝布置。將基本上一樣的軸瓦、螺栓、墊圈和孔提供給每個(gè)其它凸緣部分80。分離運(yùn)動(dòng)量相當(dāng)小(例如對(duì)于3”至4”直徑和1”至2”纏繞高度的渦旋來(lái)說(shuō),在0.005”的量級(jí)上),因此,即使在由此產(chǎn)生的分離力超過(guò)軸向恢復(fù)力(例如可發(fā)生在啟動(dòng)時(shí))的情況下,壓縮機(jī)仍然工作以壓縮流體。由于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的最終徑向和周向定位設(shè)置在螺栓88與相關(guān)軸瓦184之間,因此軸承殼24上的螺紋開(kāi)口無(wú)需如所要求的那樣精確定位,由此減少了相關(guān)的制造成本。
階式開(kāi)口182包括小直徑部分194和大直徑部分196。小直徑部分194和軸瓦184的外徑的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又有效地阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。小直徑部分194位于凸緣部分80的上側(cè)或頂部,從而使軸瓦184的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂部。
或者是,如圖9所示,螺栓88和軸瓦184可以用帶肩螺栓188來(lái)代替,帶肩螺栓188可滑動(dòng)地配合在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的各個(gè)凸緣部分80上設(shè)置的階式開(kāi)口182內(nèi)。階式開(kāi)口182包括小直徑部分194和大直徑部分196。小直徑部分194位于開(kāi)口182的上側(cè)或頂部,從而使帶肩螺栓188的肩部的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂端。在該實(shí)施例中,選擇帶肩螺栓188的肩部的軸向長(zhǎng)度“A”,以便當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66完全軸向座落于沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上、由此以與上述參照?qǐng)D3所述類似的方式進(jìn)行輕微軸向分離運(yùn)動(dòng)時(shí),螺栓188的頭部與凸緣部分80的對(duì)置表面之間具有細(xì)小間隙。而且,如上所述,螺栓188的頭部用作限制不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的這個(gè)軸向分離運(yùn)動(dòng)的前檔塊???82的小直徑部分194和螺栓188肩部的外徑的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。雖然該實(shí)施例消除了圖8的實(shí)施例中出現(xiàn)的軸瓦相對(duì)于固定螺栓的潛在移動(dòng),但是由于軸承殼24上的螺紋孔必須精確定位,因此在某種程度上增加了成本。
圖10表示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。在圖10中,軸瓦198壓入配合到各個(gè)凸緣部分80上設(shè)置的每個(gè)開(kāi)口82內(nèi)。使帶肩螺栓188”穿過(guò)軸瓦198延伸,并且如上所述,包括一個(gè)肩部,此肩部具有相對(duì)于軸瓦198的長(zhǎng)度而選擇的軸向長(zhǎng)度“B”,因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66進(jìn)行所需的軸向運(yùn)動(dòng)。軸瓦198包括小直徑部分194’和大直徑部分196’。小直徑部分194’位于開(kāi)口82的上側(cè)或頂部,從而使螺栓188’的肩部的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂端。在該實(shí)施例中,由于軸瓦198壓入配合到開(kāi)口82內(nèi),因此其將隨同不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66沿螺栓188’的肩部滑動(dòng)移動(dòng),從而提供所需的軸向順應(yīng)的安裝布置。該實(shí)施例與圖9的實(shí)施例相比,在某種程度上使軸承殼24上的螺紋孔不太需要精確定位,因?yàn)椋S瓦198可以被鉆孔和/或擴(kuò)孔,以便給不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66提供最終精確定位。而且,由于軸向運(yùn)動(dòng)發(fā)生在軸瓦198與帶肩螺栓188’之間,因此消除了對(duì)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66上設(shè)置的開(kāi)口82的磨損,因?yàn)槿魏文p都發(fā)生在軸瓦198與帶肩螺栓188’之間。如圖所示,軸瓦198具有軸向長(zhǎng)度,因此當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66完全座落在沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上時(shí)它就座落在軸承殼24上;然而,如果需要的話,此處可采用更短的軸瓦198;再者,與上述實(shí)施例中一樣,帶肩螺栓188’的整體墊圈190’將與軸瓦198或凸緣80的端部共同操作(如所期望的那樣),以便提供不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的前檔塊的有限軸向分離運(yùn)動(dòng)。
在圖11的實(shí)施例中,擴(kuò)孔200設(shè)置在軸承殼24上。擴(kuò)孔200用來(lái)接收螺栓188的肩部。再者,選擇螺栓188的肩部的軸向長(zhǎng)度“C”,以便使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66進(jìn)行所需的受限軸向運(yùn)動(dòng),并且螺栓188的整體墊圈190為其提供前檔塊。由于擴(kuò)孔200能夠擴(kuò)展以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66精確地相對(duì)定位,因此將螺紋孔定位到軸承殼24上的公差可增大一些。另外,該實(shí)施例無(wú)需提供和裝配單獨(dú)制造的軸瓦。而且,與上述類似,螺栓188的肩部相對(duì)于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66上的階式開(kāi)口182的小直徑部分194的相對(duì)直徑使其能夠提供軸向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又阻止徑向和周向運(yùn)動(dòng)。與圖9類似,小直徑部分194位于階式開(kāi)口182的上側(cè)或頂部,從而使帶肩螺栓188的反作用質(zhì)心遠(yuǎn)離不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66的纏繞68的頂端。因此,圖11的實(shí)施例與圖9的實(shí)施例類似,對(duì)圖9的描述可應(yīng)用到圖11中。
現(xiàn)在參照?qǐng)D12-14,該圖表示出包括按照本發(fā)明另一實(shí)施例的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋安裝布置的渦旋壓縮機(jī),并且總體上用附圖標(biāo)記310表示。渦旋壓縮機(jī)310與渦旋壓縮機(jī)10相同,只是不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66用不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366及其安裝布置來(lái)代替。
還設(shè)有不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366,它具有與沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的纏繞56嚙合定位的纏繞68。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366具有中心設(shè)置的排出通道70,該排出通道與向上開(kāi)口的凹槽72連通,開(kāi)口凹槽72又與由帽蓋14和隔壁22限定出的排出消聲腔室74以流體連通。環(huán)形凹槽76還形成于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366內(nèi),其內(nèi)設(shè)有密封組件78。凹槽72和76以及密封組件78配合形成軸向偏壓腔室,該腔室接收纏繞56和68壓縮的加壓流體,從而在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366上施加軸向偏壓力,借此頂推相應(yīng)纏繞56,68的頂端而與對(duì)置端板表面密封嚙合。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366被設(shè)計(jì)成安裝到軸承殼24上,且在這一端具有多個(gè)圍繞其四周周向間隔開(kāi)的徑向向外突起的凸緣部分380(如圖13所示)。
如參照?qǐng)D14所最佳示出的,不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的凸緣部分380具有配置在其內(nèi)的開(kāi)口382,此開(kāi)口內(nèi)部裝配有細(xì)長(zhǎng)的圓柱形軸瓦384,其下端386座落在軸承殼體24上。具有頭部墊圈390的螺栓388穿過(guò)配置在軸瓦384上的軸向延伸孔392,進(jìn)入配置在軸承殼體24上的螺紋開(kāi)口。如圖所示,軸瓦384的孔392比螺栓388的直徑大,從而在這二者之間能夠容納一些相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366最后精確定位。一旦不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366和軸瓦384已經(jīng)精確定位,螺栓388就可以適當(dāng)扭曲,借此安全和牢固地將軸瓦384夾在軸承殼體24與墊圈390之間。墊圈390用來(lái)確保軸瓦384上的均勻周向負(fù)荷,以及為螺栓388的頭部提供支承表面,由此避免軸瓦384在螺栓388的最終扭曲過(guò)程中發(fā)生任何潛在的移動(dòng)。應(yīng)該注意,如圖14所示,軸瓦384的軸向長(zhǎng)度足以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366在遠(yuǎn)離沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的方向上沿軸瓦384可滑動(dòng)地發(fā)生軸向移動(dòng),由此與墊圈390和用作限制該運(yùn)動(dòng)的前檔塊的螺栓388的頭部實(shí)現(xiàn)軸向順應(yīng)安裝布置。將基本上一樣的軸瓦、螺栓、墊圈和孔提供給每個(gè)其它凸緣部分380。分離運(yùn)動(dòng)量相當(dāng)小(例如對(duì)于3”至4”直徑和1”至2”纏繞高度的渦旋來(lái)說(shuō),在0.005”的量級(jí)上),因此,即使在由此產(chǎn)生的分離力超過(guò)軸向恢復(fù)力(例如可發(fā)生在啟動(dòng)時(shí))的情況下,壓縮機(jī)仍然工作以壓縮流體。由于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋的最終徑向和周向定位由設(shè)在螺栓388與相關(guān)軸瓦384之間的間隙所提供,因此軸承殼24上的螺紋開(kāi)口無(wú)需如所要求的那樣精確定位,由此減少了相關(guān)的制造成本。
軸瓦384包括大直徑部分394和小直徑部分396。大直徑部分394和開(kāi)口382的直徑的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又有效地阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。大直徑部分394位于軸瓦384的下側(cè)或底部,從而使軸瓦384的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂端。
或者是,如圖15所示,螺栓388和軸瓦384可以用具有肩部384’的帶肩螺栓388’來(lái)代替。帶肩螺栓388’的肩部384’包括大直徑部分394’和小直徑部分396’。大直徑部分394’位于肩部384’的下側(cè)或底部,從而使帶肩螺栓388’的肩部384’的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂端。帶肩螺栓388’的大直徑部分394’可滑動(dòng)地配合到設(shè)置在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的凸緣部分380上的開(kāi)口382內(nèi)。在該實(shí)施例中,選擇帶肩螺栓388’的肩部384’的軸向長(zhǎng)度“A”,以便當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366完全座落于沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上、由此以與上述參照?qǐng)D14所述類似的方式進(jìn)行輕微軸向分離運(yùn)動(dòng)時(shí),螺栓388’頭部的整體墊圈390’與凸緣部分380的對(duì)置表面之間具有細(xì)小間隙。而且,如上所述,螺栓388’的整體墊圈390’用作限制不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的這個(gè)軸向分離運(yùn)動(dòng)的前檔塊。大直徑部分394’和孔382的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又有效地阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。雖然該實(shí)施例消除了圖14的實(shí)施例中出現(xiàn)的軸瓦384相對(duì)于螺栓388的潛在移動(dòng),但是由于軸承殼24上的螺紋孔必須精確定位,因此在某種程度上增加了成本。
圖16表示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。在圖16中,軸瓦398壓入配合到各個(gè)凸緣部分380上設(shè)置的每個(gè)開(kāi)口382內(nèi)。使階式帶肩螺栓388”穿過(guò)軸瓦398延伸,并且如圖15所示,包括肩部384”,此肩部具有相對(duì)于軸瓦398的長(zhǎng)度而選擇的軸向長(zhǎng)度“B”,因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)。帶肩螺栓388”的肩部384”包括大直徑部分394”和小直徑部分396”。大直徑部分394”位于肩部384”的下側(cè)或底部,從而使帶肩螺栓388”的肩部384”的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂端。在該實(shí)施例中,由于軸瓦398壓入配合到開(kāi)口382內(nèi),因此其將隨同不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366沿螺栓388”的肩部384”的大直徑部分394”可滑動(dòng)地移動(dòng),從而提供所需的軸向順應(yīng)的安裝布置。該實(shí)施例與圖15的實(shí)施例相比,在某種程度上使軸承殼24上的螺紋孔不太需要精確定位,因?yàn)?,軸瓦398可以被鉆孔和/或擴(kuò)孔,以便給不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366提供最終精確定位。而且,由于軸向運(yùn)動(dòng)發(fā)生在軸瓦398與帶肩螺栓388”之間,因此消除了對(duì)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366上設(shè)置的開(kāi)口382的磨損,因?yàn)槿魏文p都發(fā)生在軸瓦398與帶肩螺栓388”之間。如圖所示,軸瓦398具有軸向長(zhǎng)度,因此當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366完全座落在沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上時(shí)它就座落在軸承殼24上;然而,如果需要的話,此處可采用更短的軸瓦398。再者,與上述實(shí)施例中一樣,帶肩螺栓388”的整體墊圈390”將與軸瓦398或凸緣380的端部共同操作(如所期望的那樣),以便提供不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的前檔塊的有限軸向分離運(yùn)動(dòng)。
在圖17的實(shí)施例中,擴(kuò)孔400設(shè)置在軸承殼24上。擴(kuò)孔400用來(lái)接收?qǐng)D15所示的螺栓388’的肩部384’的大直徑部分394’。再者,選擇肩部384’的軸向長(zhǎng)度“C”,以便使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366進(jìn)行所需的受限軸向運(yùn)動(dòng),并且螺栓388’的整體墊圈390’為其提供前檔塊。由于擴(kuò)孔400能夠擴(kuò)展以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366精確地相對(duì)定位,因此將螺紋孔定位到軸承殼24上的公差可增大一些。另外,該實(shí)施例無(wú)需提供和裝配單獨(dú)制造的軸瓦。而且,與上述類似,肩部388’的大直徑部分394’相對(duì)于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366上的孔382的相對(duì)直徑使其能夠容納軸向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又阻止徑向和周向運(yùn)動(dòng)。與圖15類似,大直徑部分394’位于肩部388’的下側(cè)或底部,從而使帶肩螺栓388’的肩部384’的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂端。因此,圖17的實(shí)施例與圖15的實(shí)施例類似,對(duì)圖15的描述可應(yīng)用到圖17中。
現(xiàn)在參照?qǐng)D18,該圖表示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。圖18所示的實(shí)施例與以上圖14所述的相同,但是在圖18中,軸瓦384包括兩個(gè)小直徑部分396和大直徑部分394。通過(guò)在軸瓦384相反兩側(cè)加入兩個(gè)大直徑部分396,軸瓦384變成對(duì)稱的,從而無(wú)需在組裝過(guò)程中使軸瓦384對(duì)準(zhǔn)。以上對(duì)圖14的描述可應(yīng)用到圖18中,不同之處僅在于加入第二個(gè)小直徑部分396。
現(xiàn)在參照?qǐng)D19,該圖表示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在圖19所示的實(shí)施例中,不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的凸緣部分380在其內(nèi)部具有階式開(kāi)口482,此開(kāi)口內(nèi)裝配有細(xì)長(zhǎng)的圓柱形軸瓦484,該軸瓦的下端座落在軸承殼24上。具有帶墊圈390的頭部的螺栓388穿過(guò)配置在軸瓦484上的軸向延伸孔492,進(jìn)入配置在軸承殼體24上的螺紋開(kāi)口。如圖所示,軸瓦484的孔492比螺栓388的直徑大,從而在這二者之間能夠容納一些相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366最后精確定位。一旦不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366和軸瓦484已經(jīng)精確定位,螺栓388就可以適當(dāng)扭曲,借此安全和牢固地將軸瓦484夾在軸承殼體24與墊圈390之間。墊圈390用來(lái)確保軸瓦484上的均勻周向負(fù)荷,以及為螺栓388的頭部提供支承表面,由此避免軸瓦484在螺栓388的最終扭曲過(guò)程中發(fā)生任何潛在的移動(dòng)。應(yīng)該注意,如圖19所示,軸瓦484的軸向長(zhǎng)度足以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366在遠(yuǎn)離沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的方向上沿軸瓦484可滑動(dòng)地發(fā)生軸向移動(dòng),由此與墊圈390和用作限制該運(yùn)動(dòng)的前檔塊的螺栓388的頭部實(shí)現(xiàn)軸向順應(yīng)安裝布置。將基本上一樣的軸瓦、螺栓、墊圈和孔提供給每個(gè)其它凸緣部分380。分離運(yùn)動(dòng)量相當(dāng)小(例如對(duì)于3”至4”直徑和1”至2”纏繞高度的渦旋來(lái)說(shuō),在0.005”的量級(jí)上),因此,即使在由此產(chǎn)生的分離力超過(guò)軸向恢復(fù)力(例如可發(fā)生在啟動(dòng)時(shí))的情況下,壓縮機(jī)10仍然工作以壓縮流體。由于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的最終徑向和周向定位設(shè)置在螺栓388與相關(guān)軸瓦484之間,因此軸承殼24上的螺紋開(kāi)口無(wú)需如所要求的那樣精確定位,由此減少了相關(guān)的制造成本。
階式開(kāi)口482包括小直徑部分494和大直徑部分496。小直徑部分494和軸瓦484的外徑的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又有效地阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。小直徑部分494位于凸緣部分380的下側(cè)或底部,從而使軸瓦484的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂部。
或者是,如圖20所示,螺栓380和軸瓦484可以用帶肩螺栓488來(lái)代替,帶肩螺栓488可滑動(dòng)地配合在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的各個(gè)凸緣部分380上設(shè)置的階式開(kāi)口482內(nèi)。階式開(kāi)口482包括小直徑部分494和大直徑部分496。小直徑部分494位于開(kāi)口482的下側(cè)或底部,從而使帶肩螺栓488的肩部的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂端。在該實(shí)施例中,選擇帶肩螺栓488的肩部的軸向長(zhǎng)度“A”,以便當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366完全軸向座落于沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上、由此以與上述參照?qǐng)D14所述類似的方式進(jìn)行輕微軸向分離運(yùn)動(dòng)時(shí),螺栓488的頭部與凸緣部分380的對(duì)置表面之間具有細(xì)小間隙。而且,如上所述,螺栓488的頭部用作限制不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的這個(gè)軸向分離運(yùn)動(dòng)的前檔塊。孔482的小直徑部分494和螺栓488肩部的外徑的相對(duì)直徑使這二者之間可發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又阻止不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的徑向和/或周向運(yùn)動(dòng)。雖然該實(shí)施例消除了圖19的實(shí)施例中出現(xiàn)的軸瓦相對(duì)于固定螺栓的潛在移動(dòng),但是由于軸承殼24上的螺紋孔必須精確定位,因此在某種程度上增加了成本。
圖21表示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。在圖21中,軸瓦498壓入配合到各個(gè)凸緣部分380上設(shè)置的每個(gè)開(kāi)口382內(nèi)。使帶肩螺栓488”穿過(guò)軸瓦498延伸,并且如上所述,包括一個(gè)肩部,此肩部具有相對(duì)于軸瓦498的長(zhǎng)度而選擇的軸向長(zhǎng)度“B”,因此能夠使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366進(jìn)行所需的軸向運(yùn)動(dòng)。軸瓦498包括小直徑部分494’和大直徑部分496’。小直徑部分494’位于開(kāi)口382的下側(cè)或底部,從而使螺栓488’的肩部的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂端。在該實(shí)施例中,由于軸瓦498壓入配合到開(kāi)口382內(nèi),因此其將隨同不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366沿螺栓488’的肩部稍稍移動(dòng),從而提供所需的軸向順應(yīng)的安裝布置。該實(shí)施例與圖20的實(shí)施例相比,在某種程度上使軸承殼24上的螺紋孔不太需要精確定位,因?yàn)椋S瓦498可以被鉆孔和/或擴(kuò)孔,以便使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366最終精確定位。而且,由于軸向運(yùn)動(dòng)發(fā)生在軸瓦498與帶肩螺栓488’之間,因此消除了對(duì)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366上設(shè)置的開(kāi)口382的磨損,因?yàn)槿魏文p都發(fā)生在軸瓦498與帶肩螺栓488’之間。如圖所示,軸瓦498具有軸向長(zhǎng)度,因此當(dāng)不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366完全座落在沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54上時(shí)它就座落在軸承殼24上;然而,如果需要的話,此處可采用更短的軸瓦498。再者,與上述實(shí)施例中一樣,帶肩螺栓488’的整體墊圈490’將與軸瓦498或凸緣380的端部共同操作(如所期望的那樣),以便提供不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的前檔塊的有限軸向分離運(yùn)動(dòng)。
在圖22的實(shí)施例中,擴(kuò)孔500設(shè)置在軸承殼24上。擴(kuò)孔500用來(lái)接收螺栓488的肩部。再者,選擇螺栓488的肩部的軸向長(zhǎng)度“C”,以便使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366進(jìn)行所需的受限軸向運(yùn)動(dòng),并且螺栓488的整體墊圈490為其提供前檔塊。由于擴(kuò)孔500能夠擴(kuò)展以使不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366精確地相對(duì)定位,因此將螺紋孔定位到軸承殼24上的公差可增大一些。另外,該實(shí)施例無(wú)需提供和裝配單獨(dú)制造的軸瓦。而且,與上述類似,螺栓480的肩部相對(duì)于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366上的孔482的小直徑部分494的相對(duì)直徑使其能夠容納軸向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),但又阻止徑向和周向運(yùn)動(dòng)。與圖20類似,小直徑部分494位于孔482的下側(cè)或底部,從而使帶肩螺栓488的反作用質(zhì)心移向不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件366的纏繞68的頂端。因此,圖22的實(shí)施例與圖20的實(shí)施例類似,對(duì)圖20的描述可應(yīng)用到圖22中。
現(xiàn)在參照?qǐng)D23,該圖表示出包括按照本發(fā)明另一實(shí)施例的不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋安裝布置的渦旋壓縮機(jī),并且總體上用附圖標(biāo)記510表示。渦旋壓縮機(jī)510與渦旋壓縮機(jī)10相同,只是不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件66用不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件566及其安裝布置來(lái)代替。
還設(shè)有不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件566,它具有與沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件54的纏繞56嚙合定位的纏繞68。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件566具有中心設(shè)置的排出通道70,該排出通道與向上開(kāi)口的凹槽72連通,開(kāi)口凹槽72又與由帽蓋14和隔壁22限定出的排出消聲腔室74以流體連通。環(huán)形凹槽76還形成于不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件566內(nèi),其內(nèi)設(shè)有密封組件78。凹槽72和76以及密封組件78配合形成軸向偏壓腔室,該腔室接收纏繞56和68壓縮的加壓流體,從而在不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件566上施加軸向偏壓力,借此頂推相應(yīng)纏繞56,68的頂端而與對(duì)置端板表面密封嚙合。不沿軌道運(yùn)動(dòng)的渦旋部件566被設(shè)計(jì)成安裝到軸承殼24上,且在這一端具有多個(gè)圍繞其四周周向間隔開(kāi)的徑向向外突起的凸緣部分580(如圖13所示)。
向外伸出的凸緣部分580的軸向中心線位于凸緣部分580的反作用質(zhì)心上,因此無(wú)需提供階式軸瓦來(lái)移動(dòng)反作用質(zhì)心。每個(gè)凸緣部分580配有設(shè)置在孔585內(nèi)的圓形圓柱體軸瓦584,孔585穿過(guò)凸緣580伸出。
壓縮機(jī)510的功能、操作和優(yōu)點(diǎn)與以上對(duì)壓縮機(jī)10的那些詳細(xì)描述相同。
以上對(duì)本發(fā)明的描述實(shí)質(zhì)上僅僅是舉例說(shuō)明,因此,不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的變型都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。這些變型并不認(rèn)為是脫離本發(fā)明的精髓和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種渦旋機(jī),包括具有從第一端板伸出的第一螺旋形纏繞的第一渦旋部件;具有從第二端板伸出的第二螺旋形纏繞的第二渦旋部件;用于支撐所述第二渦旋部件的殼體,所述第二渦旋部件相對(duì)于所述第一渦旋部件沿軌道運(yùn)動(dòng),所述第二渦旋部件相對(duì)于所述第一渦旋部件的定位,使得所述第一和第二螺旋形纏繞彼此互相嚙合,從而所述第二渦旋部件相對(duì)于所述第一渦旋部件的沿軌道運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致所述纏繞限定出移動(dòng)的流體腔室;從所述第一渦旋部件伸出的凸緣,所述凸緣限定出在所述凸緣的第一側(cè)面與所述凸緣的第二側(cè)面之間穿過(guò)所述凸緣延伸的安裝孔;以及軸向順應(yīng)的安裝結(jié)構(gòu),所述結(jié)構(gòu)穿過(guò)所述孔延伸,以便將所述第一渦旋部件固定到所述殼體上,所述軸向順應(yīng)的安裝結(jié)構(gòu)限定出毗鄰所述凸緣的所述第一側(cè)面的第一間隙和毗鄰所述凸緣的所述第二側(cè)面的第二間隙,所述第二間隙大于所述第一間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī),其中所述軸向順應(yīng)的安裝系統(tǒng)包括設(shè)置在所述安裝孔內(nèi)的軸瓦和穿過(guò)所述軸瓦延伸的螺栓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋機(jī),其中所述軸瓦具有一個(gè)階式外表面,以限定出在所述軸瓦與所述安裝孔之間的第一和第二間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋機(jī),其中所述階式外表面是由位于兩個(gè)大環(huán)形部分之間的小環(huán)形部分限定出的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋機(jī),其中所述螺栓具有一個(gè)階式外表面,以限定出在所述軸瓦與所述螺栓之間的第一和第二間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋機(jī),其中所述安裝孔具有一個(gè)階式內(nèi)表面,以限定出在所述安裝孔與所述軸瓦之間的第一和第二間隙。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋機(jī),其中所述軸瓦具有一個(gè)階式內(nèi)表面,以限定出在所述軸瓦與所述螺栓之間的第一和第二間隙。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī),其中所述軸向順應(yīng)的安裝系統(tǒng)包括穿過(guò)所述安裝孔延伸的螺栓。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的渦旋機(jī),其中所述螺栓具有一個(gè)階式外表面,以限定出在所述螺栓與所述孔之間的第一和第二間隙。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的渦旋機(jī),其中所述殼體限定出一個(gè)擴(kuò)孔,所述螺栓的所述階式外表面伸入所述擴(kuò)孔內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的渦旋機(jī),其中所述安裝孔具有一個(gè)階式內(nèi)表面,以限定出在所述安裝孔與所述螺栓之間的第一和第二間隙。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的渦旋機(jī),其中所述殼體限定出一個(gè)擴(kuò)孔,所述螺栓伸入所述擴(kuò)孔內(nèi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在朝向所述頂端的位置。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī),其中所述凸緣的所述第一側(cè)面設(shè)置在朝向所述第一螺旋形纏繞頂端的位置,而所述凸緣的所述第二側(cè)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述頂端的位置。
全文摘要
一種渦旋機(jī)的軸向順應(yīng)的安裝系統(tǒng)將安裝系統(tǒng)的反作用質(zhì)心定位在朝向安裝孔頂部的位置,所述安裝孔穿過(guò)軸向順應(yīng)的渦旋部件延伸。安裝系統(tǒng)限定出位于安裝孔頂部附近的第一間隙和位于安裝孔底部附近的第二間隙。安裝系統(tǒng)的反作用質(zhì)心的定位,是通過(guò)將第二間隙設(shè)計(jì)成比第一間隙大來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號(hào)F01C1/02GK1670335SQ20051005501
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者哈里·克倫德寧, 喬納森·V·馬丁內(nèi)斯, 基思·萊茵哈特 申請(qǐng)人:科普蘭公司