專利名稱:用于旋轉活塞壓縮機的端面密封機構的制作方法
本實用新型是關于旋轉活塞壓縮機，具體涉及一種用于旋轉活塞壓縮機的端面密封機構。
本實用新型的機殼內腔表面形狀為圓外旋輪線，在內腔中置有旋轉活塞(呈三角形)，當它在圓外旋輪線的內腔中作自轉和公轉時，它的二尖角之間弧形側表面與機殼內腔表面所包圍的容積由小到大，再由大變小，連續(xù)變化，從而形成了吸氣和壓縮的過程，它們之間的幾何關系與已知技術轉子發(fā)動機(見三角活塞旋轉式發(fā)動機一書，人民交通出版社1972)和汪克爾型旋轉式壓縮機(見日本專利F04C18／22JP58－77191)相同。
密封問題是該類壓縮機成功與否的關鍵技術之一。已有技術的徑向密封是在旋轉活塞三個尖角棱邊處開了直槽，裝有密封片，密封片背面與槽底之間裝有彈簧片，由于彈簧片的彈力作用使密封片前邊始終與機殼的內腔保持接觸，形成了初壓力。當旋轉活塞轉動而壓縮氣體時，由于氣密封作用使接觸壓力增加，從而保證了壓縮機工作時的密封性。
旋轉活塞端面的密封則是采用裝在端面弧形槽內的側面密封條和彈簧片來實現(xiàn)，其密封原理與上述的徑向密封情況相同。
為了使側面密封條和密封片之間的接觸處保持密封性，采用了密封銷等零件。此外，考慮到密封片會受熱伸長這一因素，在端面不得不留有間隙，為消除這種因端面縫隙而泄漏氣體，往往將密封片制成斜剖式的二片或三片組合成。
上述的已有技術為解決端面密封問題所采用的方式，機械加工工作量較大，而且有一定難度，另外，二片或三片組合式的密封片要兼顧徑向和端面同時密封也是不夠理想的。
本實用新型為解決上述的已有技術在端面密封方面的不足，采用了一種類似機械密封形式的端面密封(見圖1)，由浮動密封塊部件、旋轉活塞7和右隔板9組成二個端面的密封環(huán)節(jié)，浮動密封塊部件由浮動密封塊3、圓柱螺旋彈簧14和三個O型密封圈組成。
浮動密封塊可作軸向位移，它對旋轉活塞7的端面壓力是端面密封的保證條件，初壓力來自裝配在浮動密封塊3內的圓柱螺旋彈簧14的彈力，而當壓縮機工作時，由壓縮機產生的壓力氣體從左端蓋2的壓力腔H內通過小孔引入到浮動密封塊的左端，從而進一步增加了端面壓力，并隨壓力腔內氣體壓力的增加而相應增加。旋轉活塞也可以軸向位移，當它受到來自浮動密封塊3的壓力時，便產生軸向位移，把壓力傳遞給右隔板9，因此在旋轉活塞二端同時受到了保證密封作用的軸向壓力。
考慮到加工中多項誤差的影響，以至在使用初期浮動密封塊與旋轉活塞、旋轉活塞與右隔板之間的表面接觸情況可能不夠理想，為此在旋轉活塞二端面開有弧形邊的三角形槽，槽中裝入三角形的橡膠密封圈13，以增加密封的可靠性。
為防止壓力氣體從浮動密封塊的周邊上泄漏，在周邊上裝有三個O型密封圈，它使浮動密封塊與左端蓋相關的周壁和機殼的內腔同時得到密封。在密封機殼內腔的O型密封圈背面有小孔與壓力氣體接通，以增加密封的可靠性。
本實用新型的最大優(yōu)點是密封效果好，其次是加工容易、成本低。密封片是整體一片，不再是二片或三片的組合式，已有技術所采用的密封銷、側面密封條和相應的彈簧片可以取消，因此，除浮動密封塊制造稍復雜外(有一端為圓外旋輪線)，其他密封另件的制造都較容易。
本實用新型的實施方案可通過附圖來進一步加以說明。
圖1是本實用新型實施方案一的縱向剖視圖，即為圖2上的D－D剖視圖。
圖2是圖1的C－C剖視圖。
圖1與圖2所表示的實施方案適用于小型壓縮機。
圖3是另一種實施方案，即實施方案二，其橫剖面視圖與圖2類似。
圖4是密封片在壓氣工作時的密封情況。
由圖1、圖2可見，本實用新型在運動幾何學原理上與汪克爾轉子發(fā)動機相同，主要特點是機殼5的內腔表面為一圓外旋輪線，內置旋轉活塞7，它由轉軸8上的偏心輪帶動。旋轉活塞呈三角形的形狀，三角形每邊理論上應是圓外旋輪線的內包絡線，這里用圓弧線代替。旋轉活塞左端有內齒輪，它與內孔和三角形中心都是同一軸線的。內齒輪與固定在左端蓋2上的小齒輪6相嚙合，前者與后者的齒數(shù)比為32，它們之間的中心距與轉軸上的偏心輪的偏心距相同，而轉軸與小齒輪是同軸的，這樣，也只有這樣，當轉軸旋轉時，偏心輪迫使旋轉活塞作自轉和公轉，而且這時旋轉活塞尖角所走的軌跡恰好就是機殼內腔的圓外旋輪線，轉軸旋轉三圈，旋轉活塞自轉和公轉各一圈。
旋轉活塞二尖角之間的弧形側面與機殼內腔的圓外旋輪線表面所包圍的容積隨旋轉活塞轉動(圖示逆時針方向)而改變，當由最小容積逐漸擴大時，就形成了吸氣過程，氣體由右端部吸入口A處流入，到最大容積時，吸入口被旋轉活塞本身的端面蓋住，吸氣過程就結束，旋轉活塞繼續(xù)轉動，容積又由大變小，這就是壓縮氣體的過程，這時出氣口B已經打開，受壓縮的氣體通過出氣口打開單向閥4進入到壓力腔H內，單向閥的作用在于使壓力氣體只能單向流動。旋轉活塞轉動一圈，有六次吸氣和壓縮的過程。
壓力氣體的密封是至關緊要的。在旋轉活塞三個尖角沿棱處開有直槽，槽中裝有密封片11，槽底部裝有彈簧片12，由于彈簧片的作用，密封片前面與機殼內腔表面始終保持接觸，這就是徑向密封的初壓力。當旋轉活塞轉動使氣體受壓縮時，壓力氣體通過密封片與槽之間的空隙流向密封片的壓氣面和背面，使密封片與旋轉活塞槽內相接觸的那一面以及密封片與機殼內腔表面壓緊(見圖4)，從而保持了密封性。為了使壓力氣體可靠地流入密封片與槽的間隙中，在密封片壓氣面的一邊上開了二條徑向小槽。
旋轉活塞的端面密封主要靠浮動密封塊部件的作用，后者由浮動密封塊3、圓柱螺旋彈簧14和三個O型密封圈組成。浮動密封塊能軸向位移。由于圓柱螺旋彈簧在裝配時受到壓縮，所以它的回復彈力把浮動密封塊壓向旋轉活塞，旋轉活塞也能軸向位移，把壓力傳遞給右隔板9，于是旋轉活塞二端都受到起密封作用的端面初壓力，形成了端面密封。當壓力腔H內的壓力升高時，壓力氣體由壓力腔通過小孔流入浮動密封塊，使壓向旋轉活塞的端面壓力增加，保證了旋轉活塞工作時的密封性能。
為確保端面密封的可靠性，在旋轉活塞端面開有弧形邊的三角形槽，在槽中裝入三角形的橡膠密封圈13，這樣，在使用初期橡膠密封圈將保證端面的密封性。在逐步磨合后，端平面便形成了良好的接觸表面，密封性將更加可靠。
浮動密封塊與左端蓋周壁之間的密封依靠二個O型密封圈的密封作用。浮動密封塊與機殼內腔表面的密封也用一個O型密封圈，並從O型密封圈的背面引入壓力氣體以增加密封可靠性，防止旋轉活塞在壓氣工作過程中的泄漏現(xiàn)象。
除上面敘述的外，本實用新型左端有一悶蓋1與左端蓋2形成了壓力腔H，壓力氣體由悶蓋處引出(也可以在左端蓋圓周邊上引出)，此外，左端蓋中裝有安全閥15，它的開啟壓力可以根據(jù)需要進行調節(jié)。右端由右隔板9和右端蓋10形成了低壓的氣室L，氣體由此通過吸入口A進入機殼內腔。
圖3為另一種實施方案，即實施方案二，它用滾動軸承代替了實施方案一中的滑動軸承，並在右隔板9和右端蓋10形成的空間內的轉軸8上裝有飛輪16，它兼作平衡重，使轉軸旋轉更加平穩(wěn)，因此尤其適用于功率較大、轉速較高的壓縮機。圖3中除序號16外，其余序號所代表的零件均與圖1中相應的序號相同。
圖2、圖4中序號所代表的零件也與圖1中相同。
權利要求
1.一種用于旋轉活塞壓縮機的端面密封機構，其特征在于它是由浮動密封塊部件，旋轉活塞和右隔板所組成的二對端面密封環(huán)節(jié)。端面壓力的來源，初壓力由圓柱螺旋彈簧產生，壓縮機工作時，主要的壓緊作用將由壓力腔內引入的壓力氣體來承擔。
2.根據(jù)權利要求
1所述的端面密封機構，其特征在于所述的浮動密封塊部件是由浮動密封塊、圓柱螺旋彈簧和三個O型密封圈所組成。
3.根據(jù)權利要求
2所述的端面密封機構，其特征在于所述的浮動密封塊可以有軸向位移傳遞壓力，它的左端開有圓槽以放置圓柱螺旋彈簧，並以小孔與右端的O型密封圈槽相接通。
4.根據(jù)權利要求
1所述的端面密封機構，其特征在于所述的旋轉活塞可以軸向位移，其二端面沿邊緣開有弧形槽以裝入三角形的橡膠密封圈。
專利摘要
一種旋轉活塞壓縮機，旋轉活塞在機殼內腔中作自轉和公轉，形成了吸氣和壓縮的過程，其幾何關系與汪克爾轉子發(fā)動機相同，旋轉活塞轉動一圈，有六次吸氣和壓縮的過程，具有效率高、噪聲低等優(yōu)點。本實用新型改變了現(xiàn)有技術在旋轉活塞端面密封方面所采用的方式，采用了一種類似機械密封的形式，即在旋轉活塞的左邊裝有浮動密封塊，由彈簧的彈力和壓力氣體使它軸向位移以壓緊旋轉活塞，達到密封 具有密封效果好、加工容易、成本低等特點。
文檔編號F04C18/22GK86207054SQ86207054
公開日1987年5月13日 申請日期1986年9月11日
發(fā)明者裘偉江 申請人:裘偉江導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan