CN1219981C - 用于涡旋式压缩机的真空防止装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于涡旋式压缩机的真空防止装置，包括：壳体，该壳体通过轴固定到固定涡旋件的上表面上，用以覆盖压缩孔和吸入孔，并在其上表面具有排出孔和位于其中的旋转元件容纳空间；旋转元件，该元件插入容纳空间中，以便由通过压缩孔和排出孔引入的气体的压差转动，旋转元件包括压缩气体接收槽和吸入气体接收槽，前者用于打开/关闭旋转元件一侧的压缩孔，后者用于打开/关闭旋转元件另一侧的吸入孔和排出孔。
Description
技术领域
本发明涉及一种涡旋式压缩机，尤其是涉及一种用于涡旋式压缩机的真空防止装置，其中在非正常驱动的时候，例如泵不运转或膨胀阀阻塞时，排气区域的气体倒流到吸气区域，从而防止压缩机的真空。
背景技术
通常，压缩机是一种用于将机械能转化为压缩流体潜能的装置，而且根据压缩方法大致分为往复式压缩机、涡旋式压缩机、离心式压缩机和叶片式压缩机。
涡旋压缩机具有通过使用旋转元件吸入、压缩和排出气体的结构，这类似于离心式和叶片式压缩机，但与使用活塞的线性往复运动的往复式的不同。
图1是表示传统涡旋式压缩机内部的纵向剖面图。
如图所示，涡旋式压缩机包括：壳体1，其被分为吸气管SP和排气管DP；分别安装在壳体1内周表面上下部分两侧的主框架2和副框架(未示出)；安装在主框架2和副框架之间的驱动马达3；接合到驱动马达3中部的旋转轴4，用于传递驱动马达3的旋转力；公转涡旋件5，该件在旋转轴4的上部具有偏心转动，并在其上部具有一个渐开线形状的涡卷5a；和接合到公转涡旋件5上的固定涡旋件6，固定涡旋件6具有一个渐开线形状的涡卷6a，以便在其中形成若干压缩空间P。
壳体1由高、低压分隔盘7分成吸气区域S1和排气区域S2，在与压缩空间P相连的位置处形成压缩区域S3。
在固定涡旋件6的侧面和中部分别形成气体入口6b和出口6c，在固定涡旋件6的上表面安装一个防止排出的气体倒流的单向阀8。
通过诸如焊接的固定方式将主框架2和副框架固定到壳体1的内周表面，而且通过诸如螺栓的固定装置将固定涡旋件6固定到高、低压分隔盘7的底面。
其间，在泵不运转和膨胀阀阻塞的情况中，压缩机的吸气区域S1变为高真空状态。此时，与压缩机有关的元件可能被损坏或破坏。
为了防止这样，在现有技术中提供了一个真空防止装置20。
图2是图1的真空防止装置正常驱动期间的纵向剖面图，图3是图1的真空防止装置非正常驱动期间的纵向剖面图，图4是沿图2中A-A线的剖面图。
参照图2和3，真空防止装置20包括一个形成在固定涡旋件6一侧的室10和一个排出孔11，该孔连接到室10上表面处的排气区域S2。
在室10的底面形成一个与压缩区域S3相连的压缩孔12，具有吸入孔13的塞14由固定销15固定到室10的开口部分，而且吸入孔13连接到排出孔11。
用于有选择地连通排出孔11和吸入孔13的打开/关闭元件17可移动地安装在室10内。
在室10的开口部分安装一个弹簧16，该弹簧用于限制打开/关闭元件17的运动并向该处提供弹性力。
此后将解释传统的涡旋式压缩机的操作。
首先，当动力源施加到驱动马达3上时，驱动马达3带动旋转轴4转动，而且与旋转轴4接合的公转涡旋件被转动到其偏心距的程度。
这时，当公转涡旋件5继续公转时，在公转涡旋件5的涡卷5a和固定涡旋件6的涡卷6a之间形成的若干压缩空间P逐渐向固定涡旋件6的中部移动，从而容积减小。
由于压缩空间P的容积减小，所以吸气区域S1的气体通过入口6b被吸入压缩空间P，而且吸入的气体通过出口6c被排出到排气区域S2。
当压缩机被正常驱动时，压缩区域的压力比弹簧16的弹力大，因此打开/关闭元件17克服弹簧16的弹力并关闭排出孔11。
但是，当压缩机被非正常驱动时，压缩区域的压力比弹簧16的弹力小，因此打开/关闭元件17被弹簧16的弹力推动并打开排出孔11。此时，排出孔11与吸入孔13连通。
当排出孔11与吸入孔13彼此连通时，排气区域S2的气体通过排出孔11和吸入孔13倒流到吸气区域S1，从而释放压缩机的真空。
如图4所示，在传统的涡旋式压缩机中，在室10的内壁和打开/关闭元件17的外周表面之间形成微小的间隙，以便引起打开/关闭元件17的平稳滑动。
通常，所述间隙被设置为最小的尺寸，以便打开/关闭元件17能滑过室10，而且所述间隙设置的足够小，以便在打开/关闭元件17关闭排出孔11时不会使气体通过排出孔11泄漏。
当间隙t变得更小时，能更有效地封闭气体，但打开/关闭元件17的操作不平稳。相反，当间隙t变得更大时，气体泄漏增大，而打开/关闭元件17的操作平稳。因此，考虑打开/关闭元件17的操作，间隙t被设置在容许的限定范围内。
但是，在现有技术中，当压缩机被正常驱动时，打开/关闭元件17通过排出区域S2的气压受向下的压力。此时，打开/关闭元件17的底面被粘附到室10的内底面，而且打开/关闭元件17的上表面离室10的内上表面更远。即，间隙t变得比容许的限定范围大。
当间隙t变大时，排气区域的一部分气体通过该间隙泄漏到吸气区域，从而降低了压缩机的压缩效率。
另外，在现有技术中，由于在设计和制造该间隙时需要高的微小性，所以需要高的成本，而且生产率降低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于涡旋市压缩机的真空防止装置，其中安装有旋转元件，该元件通过由压缩区域和排气区域之间压差引起的转动有选择地将排出孔和吸入孔连通，因此在不正常驱动时可以有效地防止压缩机的真空，在正常驱动时可以有效地防止排气区域的气体泄漏，从而增加压缩机的压缩效率。
为了实现这些和其它优点以及根据本发明的目的，如此处体现和广义描述的，提供了一种用于涡旋式压缩机的真空防止装置，其包括：壳体，该壳体通过轴固定到固定涡旋件上，用以覆盖连接到压缩空间的压缩区域的压缩孔和连接到吸气区域的吸入孔，并在其上表面具有连接到吸入孔的排出孔和其中的旋转元件容纳空间；和旋转元件，该元件插入容纳空间中以便由通过压缩孔和排出孔引入的气体的压差转动预定的角度，该元件具有压缩气体接收槽和吸入气体接收槽，前者用于打开/关闭旋转元件一侧的压缩孔，后者用于打开/关闭旋转元件另一侧的吸入孔和排出孔。
从下面结合附图的详细描述，本发明的前述和其它目的、特征、方式和优点将变得显然。
附图说明
各附图用于提供对发明的进一步理解并包含在该说明书中构成它的一部分，各附图示出本发明的实施例并和说明书一起用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1是表示传统的涡旋式压缩机内部的纵剖图；
图2是表示图1的真空防止装置中正常驱动时操作的纵剖图；
图3是表示图1的真空防止装置中非正常驱动时操作的纵剖图；
图4是沿图2中A-A线的剖面图；
图5是表示根据本发明的涡旋式压缩机的纵剖图；
图6是表示根据本发明的用于涡旋式压缩机的真空防止装置；
图7是表示根据本发明的用于涡旋式压缩机的真空防止装置的分解透视图；
图8是表示图6的开始驱动和非正常驱动时操作的横剖图；
图9是表示图6的正常驱动时操作的横剖图；
图10是表示图6的气体泄漏时操作的横剖图。
具体实施方式
现在将对本发明的优选实施例进行详细描述，例子在附图中示出。
图5是表示根据本发明的涡旋式发动机的纵剖图，图6是表示根据本发明的用于涡旋式压缩机的真空防止装置的纵剖图，图7是表示根据本发明的用于涡旋式压缩机的真空防止装置的分解透视图，图8是表示图6的开始驱动和非正常驱动时操作的横剖图，图9是表示图6的正常驱动时操作的横剖图，图10是表示图6的气体泄漏时操作的横剖图。
如图所示，根据本发明的涡旋式压缩机包括：一个壳体1，该壳体被分为用于吸入气体的吸气区域S1和用于排出吸入气体的排气区域S2；一个固定到壳体1内部的固定涡旋件6；一个具有压缩空间P的公转涡旋件5，所述空间通过接合到固定涡旋件6和偏心地接合到壳体1中驱动马达3的旋转轴4而与其中的压缩区域S3连接，以便吸气、压缩和排气；和一个真空防止装置100，用于在不正常驱动时通过使排气区域S2中的气体流回吸气区域S1来防止压缩机的真空。
也就是说，壳体1由高、低压分隔板7分为吸气区域S1和排气区域S2，而且吸气区域S1的壳体1设有吸气管SP，排气区域S2的壳体1设有排气管DP。偏心地安装在旋转轴4上端部的公转涡旋件5在其上端具有一个渐开线形状的涡卷5a，接合到公转涡旋件5的固定涡旋件6在其下部也有一个渐开线形状的涡卷6a。
在固定涡旋件6的侧面和中部分别形成气体入口6b和出口6c，在固定涡旋件6上表面安装一个防止排出气体倒流的单向阀8。
其间，如前所述，在泵不运转和膨胀阀堵塞的情况中，压缩机的吸气区域S1变为高真空状态。此时，与压缩机有关的元件可能被损坏或破坏。
为了防止这种情况，在本发明中，提供了由盘状旋转元件和用于容纳旋转元件的壳体构成的真空防止装置100。
压缩孔111形成在固定涡旋件6上表面的一侧，以被连接到压缩空间P的压缩区域S3，而吸入孔112形成在固定涡旋件6上表面的另一侧，以被连接到吸气区域S1。
在固定涡旋件6的上表面处形成一个壳体，以便覆盖压缩孔111和吸入孔112。在壳体120上表面的外壁处形成一个连接到吸入孔112的排出孔113，在壳体120上表面的中心形成一个通孔121，在壳体120的内部形成一个旋转元件接收槽122。
旋转元件130被插入旋转元件接收槽122中，而且旋转元件130在其中心设有一个枢轴槽131。
一个螺栓状的轴140被插入壳体120的通孔121和旋转元件130的枢轴槽131中，而且轴140被固定到固定涡旋件6的上表面。
壳体120通过轴140固定到固定涡旋件6的上表面，而且旋转元件130在旋转元件接收槽122中转动预定的角度。
旋转元件接收槽122为扇形，以轴140为中心具有250～280°的中心角，而且在旋转元件接收槽122的两侧形成用于限制旋转元件130旋转角的阻挡突起部分122a和122b。
旋转元件130为扇形，以轴140为中心具有200～240°的中心角，而且在旋转元件130的两侧分别形成阻挡面132a和132b。
旋转元件130由通过压缩孔111和排出孔113引入的气体的压差顺时针或逆时针转动预定的角度。
在旋转元件130的一侧形成一个用于打开/关闭压缩孔111的压缩气体接收槽133a，在其另一侧形成一个用于打开/关闭吸入孔112的排出气体接收槽133b。
在压缩气体接收槽133a到阻挡面132a处形成一个压缩气体流动通道134a，在排出气体接收槽133b到阻挡面132b处也形成一个排出气体流动通道134b。
如图8中所示，在壳体120的阻挡突起部分122a和旋转元件130的阻挡面132a之间形成一个用于收集压缩区域S2的气体的压缩气体储存部分135a，而且在在壳体120的阻挡突起部分122b和旋转元件130的阻挡面132b之间形成一个用于收集排气区域S3的气体的排出气体储存部分135b。
在正常驱动时，旋转元件130的转动使压缩气体储存部分135a膨胀，排出气体储存部分135b收缩，而且压缩孔111、吸入孔112和排出孔113由旋转元件130关闭。
在非正常驱动时，旋转元件130的转动使压缩气体储存部分135a收缩，排出气体储存部分135b膨胀，压缩孔111位于压缩气体接收槽133a处，吸入孔112位于排出气体接收槽133b处，排出孔113位于排出气体储存部分135b处。
在正常驱动时，压缩气体流动通道134a的宽度在压缩气体接收槽133a处比阻挡面132a处大，以便防止旋转元件130由于排气区域中的气体泄漏而倒转。
详细地说，压缩气体流动通道134a在阻挡面132a处具有恒定的宽度，但在压缩气体接收槽133a处具有比阻挡面132a处大的宽度。
在旋转元件130由于正常驱动时通过排出孔113的气体泄漏而倒转时，通过压缩气体流动通道134a供给一部分压缩区域S3的气体，从而防止旋转元件130倒转。
密封旋转元件130和壳体120之间的间隔以及旋转元件130和轴140之间的间隔。此时，密封必须在平稳地操作旋转元件130的范围中进行。
在开始驱动时，压缩孔111位于压缩气体接收槽133a处，吸入孔112位于排出气体接收槽133b处，排出孔113位于排出气体储存部分135b处。
此后，将解释根据本发明的用于涡旋式压缩机的真空防止装置的工作过程和效果。
如前所述，驱动马达3使公转涡旋件5作轨道运动，吸气区域S1的气体被吸入，在压缩空间P中被压缩，并被排到排气区域S2。
参照图8和9，当压缩机被正常驱动时，压缩区域S3的气体通过压缩孔111被导入压缩气体接收槽133a中，而且被导入的气体沿压缩气体流动通道134a被再次导入压缩气体储存部分135a。
存储在压缩气体储存部分135a中的气体压力使旋转元件130在轴140上转动，其中压缩气体储存部分135a膨胀，排出气体储存部分135b收缩。
当旋转元件130转动时，旋转元件130的阻挡面132b被卡在壳体120的阻挡突出部分122b中，从而限制旋转元件130的转动。
压缩孔111由旋转元件130的一侧封闭，而且排出孔113和吸入孔112由其另一侧封闭。
当压缩机被非正常驱动时，压缩区域S3和吸入区域S1的压力变低，排出区域S2的压力变得较高。
此时，排出区域S2中的气体通过排出孔113导入排出气体储存部分135b中，而且所述气体沿排出气体流动通道134b被导入排出气体接收槽133b中。
由于导入排出气体储存部分135b中的压力逐渐增加，所以旋转元件130在轴140上转动。此时，排出气体储存部分135b膨胀，压缩气体储存部分135a收缩。
当旋转元件130转动时，旋转元件130的阻挡面132a被卡在壳体120的阻挡突出部分122a中，从而限制旋转元件130的转动。
此时，压缩孔111位于压缩气体接收槽133a中，吸入孔112位于排出气体接收槽133b中，排出孔113位于排出气体储存部分135b中。
此时，当排出孔113和吸入孔112通过排出气体流动通道134b连接时，通过排出孔113导入的气体沿排出气体流动通道134b运动并通过吸入孔112往回流。
由于排出区域S2的气体倒流到吸入区域S1中，所以防止了压缩机的高真空。
此后，将参照图8至10描述所述装置的操作。
如图8所示，在开始驱动时，排出区域S2的压力比压缩区域S3的压力大，这类似于非正常驱动时的情况，因此排出气体储存部分135b保持比压缩气体储存部分135a大的尺寸，而且压缩孔111、排出孔113和吸入孔112全处于打开状态。
当开始驱动时，压缩区域S3的压力变大，而且气体通过压缩孔111导入压缩气体接收槽133a中。
导入压缩气体接收槽133a的气体沿压缩气体流动通道134a再被导入压缩气体储存部分135a中。
压缩气体储存部分135a中的压力使旋转元件130在轴140上转动。此时，压缩气体储存部分135a膨胀而且排出气体储存部分135b收缩。
当旋转元件130转动到一定程度时，如图9所述，旋转元件130的阻挡面132b被卡在壳体120的阻挡突出部分122b中，从而限制旋转元件130的转动。
压缩孔111由旋转元件130的一侧封闭，而且排出孔113和吸入孔112由其另一侧封闭。
在正常驱动时，排出区域S2的压力逐渐变得比压缩区域S3的大，因此排出区域S2的一部分气体通过排出孔113导入排出气体储存部分135b，而且当排出气体储存部分135b的压力增加时，旋转元件130在轴140上沿顺时针稍微转动。此时，通过排出孔113导入的气体可能通过吸入孔112泄漏出去。
为了解决所述问题，如图10中所示，提供了一种用于防止气体从排出孔113泄漏的结构。
也就是说，如果旋转元件130转动并接近邻近压缩气体接收槽133a的压缩气体流动通道134a时，压缩孔111打开到一定程度而且气体通过压缩孔111导入压缩气体储存部分135a中，从而增加其压力。
当压缩气体储存部分135a的压力增加时，旋转元件130在轴140上顺时针转动并返回初始位置。
如前所述，在本发明中，安装了通过由压缩区域和排气区域之间压差引起的转动有选择地将排出孔和吸入孔连通的旋转元件，因此在不正常驱动时可以有效地防止压缩机的真空，在正常驱动时可以有效地防止排气区域的气体泄漏，从而增加压缩机的压缩效率。
由于在不偏离本发明精神和实质特征的前提下可以以若干形式实现本发明，所以应该理解前述描述的任何细节不限制上述实施例，而是应该广义地解释为位于所附权利要求限定的精神和范围内，因此落在权利要求范围内的所有变化和变型或者这些范围的等效形式被包括在所附的权利要求中。
Claims (9)
1.一种用于涡旋式压缩机的真空防止装置，包括：
壳体，该壳体通过轴固定到固定涡旋件的上表面上，用以覆盖连接到压缩空间的压缩区域的压缩孔和连接到吸气区域的吸入孔，并在其上表面具有连接到吸入孔的排出孔和位于其中的旋转元件接收槽；
旋转元件，该元件插入旋转元件接收槽中，以便由通过压缩孔和排出孔引入的气体的压差转动预定的角度，
其特征在于：所述旋转元件包括压缩气体接收槽和吸入气体接收槽，该压缩气体接收槽用于打开/关闭旋转元件一侧的压缩孔，该吸入气体接收槽用于打开/关闭旋转元件另一侧的吸入孔和排出孔。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述旋转元件接收槽为扇形，以轴为中心具有250～280°的中心角。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述旋转元件为扇形，以轴为中心具有200～240°的中心角。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在旋转元件的两侧分别形成阻挡面，而且在旋转元件接收槽的两侧形成用于限制旋转元件旋转角的阻挡突起部分，与阻挡面之间具有预定的间隔。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：在壳体的阻挡突起部分和旋转元件的阻挡面之间形成用于收集压缩区域气体的压缩气体储存部分和用于收集排出区域气体的排出气体储存部分。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在压缩气体接收槽到阻挡面处形成压缩气体流动通道，在排出气体接收槽到阻挡面处形成排出气体流动通道。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：在正常驱动时，压缩气体流动通道的宽度在压缩气体接收槽处比阻挡面处大，以便防止旋转元件倒转。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于：在旋转元件由于通过排出孔的气体泄漏而倒转时，通过压缩气体流动通道供给一部分压缩区域的气体，从而防止旋转元件倒转。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在壳体中部形成通孔，而且在旋转元件中部形成枢轴槽，因此轴可以插入到该通孔和该枢轴槽中。
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