CN1170086A - 制造成本可以降低的涡杆式流体排代设备 - Google Patents

Abstract

一种涡杆式流体排代设备,其中一个驱动销(151)连接在主轴(13)的大直径部分(15)与可转动地保持在可动涡杆(26)上的衬套(33)之间,该主轴的转动通过该驱动销传递给该衬套以使该可动涡杆围绕一根预定轴线作轨道运动,与该衬套相连接的配重(331)具有一个沿该衬套的转动方向与该大直径部分相啮合的定位凸台(331c)。因此,该可动涡杆相对于该主轴被定位。此外,该可动涡杆与固定涡杆(25)相配合,在它们之间形成了流体凹槽。

Description

制造成本可以降低的涡杆式 流体排代设备

本发明涉及一种涡杆式流体排代设备，特别是涉及在该涡杆式流体排代设备中的一种用于沿轨道运行的或可动涡杆的驱动机构。

例如，美国专利4597724中公开了一种常规的涡杆式流体排代设备，其中包括一个固定涡杆、一个与该固定涡杆相配合的可动涡杆以及随着主轴的转动用来使该可动涡杆产生一个环形轨道运动的驱动机构。该轨道运动使得在固定涡杆与可动涡杆之间形成的流体凹槽产生运动并且改变了其容积，由此压缩引入的流体。因此，这样一种涡杆式流体排代设备可以称为涡杆式压缩机。

在这类涡杆式流体排代设备中，当进行轨道运动时，必须阻止可动涡杆绕其轴线的转动。为此，在该流体排代设备中还设置有一个转动制止机构。

人们知道，当使用滚珠连接机构或者oldham’s连接机构来作为这种转动制止机构时，可动涡杆的轨道运动的半径的下限就不能调节。因此，例如在该流体排代设备起动时就可能由于可动涡杆的轨道运动的半径太小而使该流体排代设备不能起动该排代工作。

此外，当使用oldham’s连接机构来作为这种转动制止机构时，轨道运动半径的上限也不能调节。因此，当通过oldham’s连接机构把可动涡杆装入设备外壳中时，配重进行大回转，将与设备外壳的内周缘发生干涉。

在这些情况下，在常规的流体排代设备中还需要设置一个回转调节机构以便用来调节可动涡杆的回转幅度(轨道运动半径)。在常规的流体排代设备中，回转调节机构还可以用来使可动涡杆的装配更加方便。

另一方面，提供这种回转调节机构将使流体排代设备的制造成本增加。

因此，本发明的目的是提供一种其制造成本可以降低的涡杆式流体排代设备。

本发明的另一个目的是提供一种上述类型的涡杆式流体排代设备，该设备装配方便并且能够获得稳定的设备性能。

本发明的其他目的根据本说明书内容将一清二楚。

本发明所使用的一种涡杆式流体排代设备包括：一个固定的涡杆；一个与该固定涡杆相连接，用来与该固定涡杆合作在它们之间形成流体凹槽的可动涡杆；一根围绕着预定轴线转动的主轴；一个连接在该可动涡杆和该主轴上的驱动机构，用来使该可动涡杆随着该主轴的转动相对于该固定涡杆围绕该预定轴线作轨道运动从而排代该流体凹槽；以及一个连接在该固定涡杆与可动涡杆之间的转动制止机构，用来阻止该可动涡杆围绕该预定轴线的转动。在该涡杆式流体排代设备中，该驱动机构包括一个与主轴整体构成的大直径部分；一个朝向该大直径部分并且可转动地保持在该可动涡杆中的衬套；一个放置在该大直径部分与该衬套之间并且与该衬套相连接的配重，以及一个与该大直径部分的偏心部分和该衬套的偏心部分相连接的驱动销，用来把该主轴的转动传递给该衬套以引起该可动涡杆的轨道运动。在该驱动机构中，该配重具有一个沿该衬套的转动方向与大直径部分相啮合的凸台。

图1是包括在常规的涡杆式流体排代设备中的驱动机构的分解透视图；

图2是本发明的一个实施例的涡杆式流体排代设备的纵向剖视图；

图3是包括在图2的涡杆式流体排代设备中的驱动机构的分解透视图；

图4是该驱动机构的正视图；

图5是包括在该驱动机构中的衬套的正视图；

图6是包括在该驱动机构中的配重的正视图；以及

图7是包括在该驱动机构中的主轴的正视图。

为了更好的理解本发明，首先就一个常规的涡杆式流体排代设备作出说明，该设备包括一个用来使可动涡杆相对于固定涡杆进行环形轨道运动的驱动机构，如前言部分已说明的那样。

我们将参照图1来说明驱动机构。主轴13上形成有一个主轴大直径部分15。驱动销151被固定在大直径部分15的端面上的一个偏离其中心的位置并且沿着主轴13的轴向(但不在主轴13处)伸出。此外，在大直径部分15的中心处钻有一个回转调节孔152。

可动涡杆(未示出)包括一个端板和一个固定在该端板的一侧上的螺旋形件。在端板的另一侧还设置有一个环形凸起部(未示出)。一个厚圆盘形衬套33安装在该凸起部中并且通过一个滚针轴承(未示出)可转动地被支承着。半圆盘形配重331连接在衬套33上，以便沿着该衬套33的径向延伸。

衬套33在偏离其中心的一个位置上形成有一个偏心孔332，并且还在偏离其中心的另一个位置上形成有一个回转调节凸台333。衬套33上还形成有一对铆钉孔334。另一方面，在半圆盘形配重331的虚中心上形成有一个插入孔331a，并且在偏离插入孔331a的位置上形成有一对铆钉孔331b。

配重331通过铆钉连接，也就是说通过把一个铆钉插入一对铆钉孔334、331b中和把另一个铆钉插入另一对铆钉孔334、331b中而固定在衬套33上。在这种情况下，回转调节凸台333通过插入孔331a并且进一步插入回转调节孔152中。另一方面，驱动销151可转动地安装在偏心孔332中。该回转调节凸台333和回转调节孔152的组合将被称为用来调节可动涡杆的回转量(轨道运动半径)大小的回转调节机构。

但是，为了提供回转调节凸台333，衬套33应当通过锻造形成并且还需要进行一种特殊的切削加工例如偏心加工。这样就增加了衬套的制造成本。

另一方面，如果不提供该回转调节机构，将使可动涡杆相对于主轴的定位变得困难。

下面将参照图2-7来说明本发明一个实施例的涡杆型流体排代设备。相同的零件将用相同的标号示出。

在以下的说明中，图2的左侧将表示该流体排代设备的前端，而其右侧将表示压缩机的后端，这只是为了说明方便起见，在任何情况下都不是用来限制本发明的。该流体排代设备是用来压缩流体的，所以下文中将称为涡杆式压缩机。

如图2中所示，该压缩机包括压缩机外壳10。压缩机外壳10包括一个漏斗形前端板(前壳体)11和杯形壳体12。主轴(曲轴)13穿过前端板11并且在其轴向内端形成有主轴大直径部分15。大直径部分15通过一个滚动轴承16可转动地支承在前端板11上。

前端板11具有一个向前延伸并且围绕主轴13的套筒17。滚珠轴承19设置在套筒17的前端可转动地支承主轴13。轴密封组件20设置在主轴13上用来将轴密封。外驱动源(例如一台汽车发动机)的转动通过电磁离合器13a传递给主轴13。

在杯形壳体12内部设置有一个固定的涡杆25，一个可动涡杆26，一个转动制止机构27和一个驱动机构28。

固定涡杆25包括圆形端板251和固定在端板251的一侧上的螺旋形件252。端板251固定在杯形壳体12上。可动涡杆26包括一个圆形端板261和一个固定在端板261的一侧上的螺旋形件262。

螺旋形件262与螺旋形件252以相位偏差180°的关系互相配合或匹配，以便在它们之间形成流体凹槽。可动涡杆26与转动制止机构27相连接，以防止绕其轴线的转动。另一方面，可动涡杆26随着主轴13的转动通过驱动机构28而在一个给定的环形轨道上作轨道运动。可动涡杆26的轨道运动以已知方式压缩该引入流体。具体地说，从吸入口(未示出)吸入的流体被引入流体凹槽中，这些凹槽随着可动涡杆26的轨道运动而向中心移动同时改变它们的容积以便压缩该流体。然后，压缩流体通过在端板251上钻出的排出孔(未示出)被排出到排出室29中。

下面将对图3-7中的驱动机构28进行说明。在驱动机构28中，驱动销151被固定在主轴的大直径部分15的端面上的一个偏离其中心的位置并且沿着主轴13的轴向(但不在主轴13处)伸出。此外，在大直径部分15的中心处钻有一个与回转调节孔(图1中的152)相对应的定位孔153。

环形凸起部263设置在可动涡杆26的端板261上的与设有螺旋形件262一侧相反的一侧上。厚圆盘形衬套33安装在凸起部263中并通过滚针轴承34可转动地支承在该凸起部上。半圆盘形配重331连接在衬套33上，以便沿着衬套33的径向延伸。

衬套33在偏离其中心的一个位置上形成有一个偏心孔332并且还形成有铆钉孔334。另一方面，在半圆盘形配重331的虚中心(假定它是圆盘形)上形成有一个定位凸台331C，并且在与定位凸台331C偏离的位置上形成有铆钉孔331b。定位凸台331c具有一个略小于定位孔153的直径并且通过压力加工对配重331的一个相应部分进行不充分冲压而形成。

配重331通过铆钉连接，也就是说通过把一个铆钉插入一对铆钉孔334、331b中和把另一个铆钉插入另一对铆钉孔334、33 1b中而固定在衬套33上。然后，把定位凸台331c插入定位孔153中。另一方面，驱动销151被安装在偏心孔332中并且通过一个滚针轴承(未示出)可转动地被支承着。

再参看图2，转动制止机构27包括一对环形轨道27a和27b和多个在其圆周方向以均匀的间隔配置在环形轨道27a与27b之间的滚珠27c。轨道27a被固定在可动涡杆26的端板261上，而轨道27b被固定在前端板11上。在轨道27a和27b的每个相对的表面上都分别沿其圆周方向以均匀的间隔形成多个环形槽，以用来在其中容纳相应的滚珠27c。每个槽具有一个圆弧形剖面，该圆弧的曲率半径较滚珠27的半径稍大，使得每个滚珠27可以沿着相应的一对轨道27a和27b的环形槽滚动。沿着每个槽底部的环形轨道的直径被设定成基本上等于可动涡杆26的轨道运动的半径。利用这种结构的转动制止机构27，可动涡杆26的轨道运动的半径可以根据上限和下限进行调整。

当主轴13转动时，衬套33由于驱动销151的运动而进行轨道运动。从而，可动涡杆26的中心就绕着主轴13的轴线转动或作轨道运动。由于可动涡杆26在其轴线上的转动受到转动制止机构27的阻止，可动涡杆26只能作轨道运动。如前所述，当可动涡杆26作轨道运动时就实现了对流体的压缩。

在该压缩机中，转动制止机构27可以根据上限和下限来调节可动涡杆26的轨道运动的半径。因此，在该压缩机起动时并且在流体压缩期间能够获得稳定的压缩机性能，而无需在衬套33上提供像在现有技术中需要提供的回转调节凸台。

此外，在该压缩机中，可动涡杆26相对于主轴13的定位是通过在主轴大直径部分15上形成的定位孔153与在配重331上形成的定位凸台331c之间的啮合而完成的。换句话说，在进行使主轴13与可动涡杆26相连接的操作时，把定位凸台331c插入到定位孔153中。在主轴13与可动涡杆26相连接以后，定位凸台331c就变成不必要了。所以，通过压缩机的运行可以将定位凸台331c磨掉。

使用这种结构，无需在衬套33上设置一个凸台。这样可以使得从市场出售的钢棒很方便地制成衬套33。因此，衬套的制造成本可以降低，同时可动涡杆26的装配也更加方便。

至此本发明虽然已经结合一个实施例作了说明，但很容易理解，对于本技术领域的普通技术人员来说完全可以用各种其他方式来把本发明付诸实施。例如转动制止机构就可以选择本技术领域已知的类似机构中的一种来使用。其公开内容通过引用结合在本文中的日本专利公开(未经审查的)号为33811/1993(JP-A-5-33811)的文件中公开了一种推力滚珠轴承也构成为包括在本说明书的压缩机中的转动制止机构。

Claims (9)

1.一种涡杆式流体排代设备，包括：

一个固定的涡杆；

一个与所述固定的涡杆相配合的可动的涡杆，用来与所述固定的涡杆合作在它们之间形成流体凹槽；

一根围绕着预定轴线转动的主轴；

一个连接在所述可动涡杆和所述主轴上的驱动机构，用来使所述可动涡杆随着所述主轴的转动相对于所述固定涡杆围绕所述预定轴线作轨道运动从而排代所述流体凹槽；以及

一个连接在所述固定涡杆与所述可动涡杆之间的转动制止机构，用来阻止所述可动涡杆围绕所述预定轴线转动；

所述驱动机构包括：

一个与所述主轴整体构成的大直径部分；

一个朝向所述大直径部分并且可转动地保持在所述可动涡杆上的衬套；

一个放置在所述大直径部分与所述衬套之间并且与所述衬套相连接的配重；以及

一个与所述大直径部分的偏心部分和所述衬套的偏心部分相连接的驱动销，用来把该主轴的所述转动传递给所述衬套以引起该可动涡杆的所述轨道运动；

所述配重具有一个沿所述衬套的转动方向与所述大直径部分相啮合的凸台。

2.如权利要求1所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于：所述衬套在其所述偏心部分上有一个偏心孔，所述驱动销固定在所述大直径部分的所述偏心部分上并且插入所述偏心孔中。

3.如权利要求1所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于：所述大直径部分在所述预定轴线上具有一个插入孔，所述凸台沿平行于所述预定轴线的方向上延伸并且插入所述插入孔中。

4.如权利要求1所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于：所述凸台通过不充分冲压所述配重的一个相应部分而形成。

5.如权利要求1所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于：所述凸台用于调节所述衬套相对于所述大直径部分围绕所述驱动销的回转，以决定所述可动涡杆与所述驱动销相配合的轨道运动的半径。

6.如权利要求1所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于：所述转动制止机构包括连接在所述固定涡杆和所述可动涡杆上的轨道调节装置，用来调节所述可动涡杆的轨道运动的半径，所述凸台用来与所述驱动销相配合使所述衬套相对于所述大直径部分定位。

7.如权利要求6所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于所述轨道调节装置包括：

多个连接在所述可动涡杆上的可动的圆形槽，所述可动圆形槽沿所述可动涡杆的圆周方向以均匀的间隔设置；

多个连接在所述固定涡杆上的固定的圆形槽，所述固定圆形槽沿所述固定涡杆的圆周方向以均匀的间隔并面向所述可动的圆形槽设置；以及

多个设置在所述可动圆形槽与所述固定圆形槽之间的滚珠，每个所述的滚珠由相应的一对所述可动圆形槽和所述固定圆形槽所容纳。

8.如权利要求7所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于：每个所述可动圆形槽和所述固定圆形槽都具有一个基本上与所述可动涡杆的轨道运动的半径相等的直径。

9.如权利要求7所述的涡杆式流体排代设备，其特征在于：每个所述可动圆形槽和所述固定圆形槽都具有一个其曲率半径略大于所述滚珠半径的圆弧形剖面。

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