專利名稱：螺桿式壓縮機(jī)的密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)，具體來說，本發(fā)明涉及經(jīng)濟(jì)型螺桿式壓縮機(jī)的密封。
背景技術(shù)：
螺桿式壓縮ma常在空調(diào)和冷藏中應(yīng)用。在這種的壓縮機(jī)中，互相嚙合的 凹凸面突齒式轉(zhuǎn)子或螺旋圍繞它們的軸線旋轉(zhuǎn)，將工作流體(冷卻齊ij)從低壓 進(jìn)口端泵送至高壓出口端。在旋轉(zhuǎn)過程中，凸形轉(zhuǎn)子的連續(xù)的突齒作為活塞驅(qū) 動(dòng)冷卻劑向下流動(dòng)并在相鄰的的一對凹形轉(zhuǎn)子突齒和殼體之間的空間內(nèi)壓縮 它。同樣，連續(xù)凹形轉(zhuǎn)子的突齒在相鄰的一對凸形轉(zhuǎn)子突齒和殼體之間的空間 內(nèi)壓縮冷卻劑。凸形和凹形轉(zhuǎn)子的葉間容積在壓縮發(fā)生時(shí)形成了壓縮囊(可替 換的描述為在嚙合區(qū)域連接的普通壓縮囊的凸形和凹形部分)。在一個(gè)實(shí)施例
中，凸形轉(zhuǎn)子與電動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)共軸并且m其突齒工作部分的進(jìn)出口側(cè)上的軸
承支撐。可以將多級凹形轉(zhuǎn)子嚙合于給定的凸形轉(zhuǎn)子，反之亦然。
當(dāng)其中一個(gè)葉間容積暴露于入口時(shí)，冷卻劑itA實(shí)質(zhì)上處于吸氣壓力的空
間。由于轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中的某個(gè)點(diǎn)上，空間不再與入口相通并且 切斷了冷卻劑至空間的流動(dòng)。入口關(guān)閉后，由于,連續(xù)旋轉(zhuǎn)，冷卻劑被壓縮。 在旋轉(zhuǎn)過程中的某個(gè)點(diǎn)上，每個(gè)空間貫穿連接的出口，封閉的壓縮過程結(jié)束。 入口和出口可以分別是徑向的、軸向的、或一個(gè)徑向口和一M由向口的混合組 合體。
、m在入口和出口之間的壓縮通道壓縮冷卻劑時(shí)，希望轉(zhuǎn)子和殼體之間的 密封能有效工作。為了提高螺旋壓縮機(jī)中的質(zhì)量流量而使用節(jié)能器。節(jié)能器端 口通常沿著轉(zhuǎn)子的長度設(shè)置，當(dāng)壓縮囊和與其連接的吸氣口被洽好切斷之后， 將其設(shè)置成外露于壓縮囊。在這個(gè)位置上，聚集在轉(zhuǎn)子里的冷卻劑氣體接近吸 氣壓力。將高于吸氣裝置壓力的氣體收集到節(jié)能器端口，以允許大量的氣體流 進(jìn)壓縮機(jī)。并且，在吸氣結(jié)束后向轉(zhuǎn)子內(nèi)供給氣體，提高了聚集在轉(zhuǎn)子中的氣 體壓力。這樣減少了壓縮機(jī)所需的工作量。同樣節(jié)能器的流質(zhì)高于吸氣壓力，
所以減少了用于給定的全部冷卻齊啲質(zhì)量流量的能量。
用于螺桿壓縮機(jī)的吸氣口可以是軸向的，徑向的或二者的組合。阻斷的徑 向的吸氣口是通過轉(zhuǎn)子周圍的孔限定的。軸向口通過螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合以關(guān)閉。 同時(shí)具有軸向和徑向吸氣口的典型設(shè)計(jì)需要在徑向口關(guān)閉之前或同時(shí)關(guān)閉軸向 □。
為了使壓縮機(jī)更緊湊，希望縮短螺旋轉(zhuǎn)子。同樣，使用多級凹形轉(zhuǎn)子圍繞 單個(gè)凸形轉(zhuǎn)子或多級凸形轉(zhuǎn)子圍繞單個(gè)的凹形轉(zhuǎn)子可以縮短轉(zhuǎn)子裝置。通過縮 短轉(zhuǎn)子的長度，縮短壓縮通道，使得節(jié)能激荒體注入到轉(zhuǎn)子所需河利用的時(shí)機(jī) 和時(shí)間最小化。
然而，在該技術(shù)中仍然存在有改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容
為了縮短轉(zhuǎn)子的長度，但是要提高壓縮過程的長度，需要快速關(guān)閉徑向吸 氣口。然而，由于減少徑向吸氣，轉(zhuǎn)子不能及時(shí)嚙合以關(guān)閉軸向吸氣口。所希 望的是關(guān)閉軸向吸氣口，以便提供一較短的徑向吸氣口?？紤]到軸向吸氣流部 件，有禾啲是僅關(guān)閉部射由向吸氣口，以避免將節(jié)能繊質(zhì)泄漏回吸氣體中。
本發(fā)明一方面是，壓縮機(jī)包括一殼體組件，其包含有凸形和凹形轉(zhuǎn)子。具 有一從第一端部向第二端部延伸的螺桿型凸形體部分的凸形轉(zhuǎn)子，將其設(shè)置于 殼體組件內(nèi)以圍繞第一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。凹形轉(zhuǎn)子具有與凸形體部分嚙合的螺桿形凹 形體部分。從第一端部向第二端部延伸的凹形體部分，將其設(shè)置于殼體組件內(nèi) 以圍繞第二轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。端部密封具有一個(gè)第一表面，該表面與凹形轉(zhuǎn)子體部分 第一端部嚙合并且不對稱的圍繞第二轉(zhuǎn)軸。
在不同實(shí)施例中，該端部密封包括圍繞第二轉(zhuǎn)軸的全環(huán)面基座部分和支撐
第一表面的第二部分。第一表面實(shí)質(zhì)上是在30° -270°范圍間的環(huán)形段。第一 表面可以僅僅是部分的圓周范圍。第一表面可以是密封所述凹形體部分第一端 部的突齒射及區(qū)的1/12至3/4。第一表面可以是密封突齒射及區(qū)的1/4至1/2。 馬達(dá)與凸形轉(zhuǎn)子連接以驅(qū)動(dòng)凸形轉(zhuǎn)子，凸形轉(zhuǎn)子至少以第一方向圍繞第一轉(zhuǎn) 軸。凸形轉(zhuǎn)子和馬達(dá)是同軸的。馬達(dá)可以是具有轉(zhuǎn)子和定子的電動(dòng)馬達(dá)，凸形 轉(zhuǎn)子具有延伸iaA并緊固于馬達(dá)轉(zhuǎn)子的軸向部分。該端部密封實(shí)質(zhì)上由鋼體整 體形成。許多的帶螺紋的緊固件將該端部密封緊固于殼體組件。
本發(fā)明的另一方面包括，具有一殼體組件的壓縮機(jī)，嚙合的凸形和凹形轉(zhuǎn)
子，吸氣和排氣壓力室。凸形和凹形轉(zhuǎn)子體部分與殼體配合，以限定至少一個(gè) 在吸氣壓力室和排氣壓力室之間的第一壓縮通道。沿著第一壓縮通道設(shè)置在中 間位置的節(jié)能器端口 。該壓縮機(jī)包括用于防止從節(jié)能器端口向吸氣壓力室泄漏 同時(shí)仍然允許來自吸氣壓力室的軸向流成分的裝置。
該裝置包括具有一個(gè)圓周的不連續(xù)的轉(zhuǎn)子接合面的轉(zhuǎn)子端部密封。該轉(zhuǎn)子 端部密封包括圍繞第二轉(zhuǎn)軸的，形基座部分和支撐轉(zhuǎn)子接合面的第二部分。
該轉(zhuǎn)子的接合面實(shí)質(zhì)上是在30-270°范圍間的環(huán)形段。該裝置包括具有僅部分 圓周范圍的轉(zhuǎn)子接合面的轉(zhuǎn)子端部密封。第二凹形轉(zhuǎn)子具有螺旋型凹形突齒體 部分并與凸形突齒體部分嚙合。
本發(fā)明的另一方面包括，從基準(zhǔn)^j牛至第二條件重新制造壓縮機(jī)或重新設(shè) 計(jì)這樣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括提供一軸向密封用于密封凹形轉(zhuǎn)子的第 一端部。該軸向密封具有一個(gè)不對稱的圍繞凹形轉(zhuǎn)軸的密封面。軸向密封可替 代具有不對稱圍繞轉(zhuǎn)軸密封面的基準(zhǔn)密封，或?qū)⑵湓O(shè)置于在基準(zhǔn)條件下沒有軸 向密封的地方。該壓縮機(jī)具有一個(gè)節(jié)能器端口。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)將在以下的附圖和說明進(jìn)行闡述。根據(jù) 說明書和附圖、權(quán)利要求，本發(fā)明的其他特征、目的、和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的壓縮機(jī)的縱向咅艦圖。
圖2是圖1的壓縮機(jī)的吸氣壓力室區(qū)域的的放大圖。
圖3是圖1的壓縮機(jī)沿著3-3的橫向截面圖。
圖4是沿著圖1的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的殼體內(nèi)表面的投影圖。
圖5是圖1壓縮機(jī)的凹形轉(zhuǎn)子吸氣密封圖。
相同的參考數(shù)字和標(biāo)識在不同附圖中，相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一種壓縮機(jī)20，其包括殼體組件22，該殼體組件包括驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn) 子26、 27和28的馬達(dá)24，該轉(zhuǎn)子擁有相對中心縱向軸線500、 501和502。 在該實(shí)施例中，凸形轉(zhuǎn)子26中心設(shè)置于壓縮機(jī)的內(nèi)部，且具有在第一端部31 和第二端部32之間延伸的凸形葉狀體或工作部分30。工作部分30與凹形葉狀 體或每個(gè)凹形轉(zhuǎn)子27和28的工作部分33和34嚙合。工作部分33和34具有 對應(yīng)的第一端部35、 36和第二端部37和38。每個(gè)轉(zhuǎn)子包括軸部分(例如，與
其連接的工作部^體形成的軸端39、 40、 41和42、 43、 44)，該軸部分從與 其連接的工作部分的第一和第二端部延伸。這些軸端中的每一個(gè)通過一個(gè)或多 W由承組件50安裝于殼體上以圍繞與其相連的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
在具體實(shí)施例中，馬達(dá)24是具有轉(zhuǎn)子和定子的電動(dòng)馬達(dá)。凸形轉(zhuǎn)子的26 的第一軸端39的一部分在定子中延伸，并緊固于此以允許馬達(dá)24圍繞軸線500 驅(qū)動(dòng)凸形轉(zhuǎn)子26。當(dāng)以第一工作的方向圍繞軸線500被驅(qū)動(dòng)時(shí)，凸形轉(zhuǎn)子以相 反的第二方向圍繞著它們的軸線501和502驅(qū)動(dòng)凹形轉(zhuǎn)子。
殼體的表面與嚙合的轉(zhuǎn)子體聯(lián)合以限定進(jìn)口和出口至兩對壓縮囊，將冷卻 劑從吸氣(入口)壓力室60至排氣(出口)壓力室62壓縮和驅(qū)動(dòng)。第一對凸 形和凹形壓縮囊由殼體、凸形轉(zhuǎn)子、和第一凹形轉(zhuǎn)子構(gòu)成。第二對凸形和凹形 壓縮囊由殼體、凸形轉(zhuǎn)子、和第二凹形轉(zhuǎn)子構(gòu)成。在每對壓縮囊中， 一個(gè)這種 囊設(shè)置在一對每個(gè)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子連接的鄰近的突齒之間。取決于實(shí)施例，該進(jìn)出 口可以是徑向的、軸向的或二者的混合。圖1示出了第一和第二進(jìn)口部66和67。 Ith^例的入口 66和67是混合體，其具有允許徑向入口流部件510和排放軸向 入口流部件512的軸向部件(附圖2)。
附圖3示出了殼體內(nèi)表面，其包括環(huán)形圓柱部分70、 71和72，其與對應(yīng) 的工作部分30、 33和34的突齒的頂部呈緊密面對您封的關(guān)系，圓柱部分70 和71在一對相對的嚙合區(qū)域74相交，圓柱部分70和72在一對相對的嚙合區(qū) 域75相交。殼體的內(nèi)表面進(jìn)一步包括以限定吸氣和排氣口的配合部分，圖示 中的包括與進(jìn)口 66的配合的部分78和與進(jìn)口 67配合的部分79。此壓縮tHJt 一步包括設(shè)置在壓縮過程的中段的節(jié)能器端口 80 (例如，前半段過程，以便僅 僅在壓縮開始出現(xiàn)后節(jié)能器端口外露于壓縮囊和在壓縮1/2出現(xiàn)之前節(jié)能器端 口與該囊切斷)。
附圖4示出了在轉(zhuǎn)子突齒頂上的內(nèi)表面部分70、 71、和72的投影圖。這 些表面示出了，它們包括沿著用于每個(gè)吸氣口的相連的凸形和凹形轉(zhuǎn)子的第一 和第二邊緣90和91，和髓用于*排氣口的相連的凸形和凹形轉(zhuǎn)子第一和 第二邊緣92和93。周邊94限定了與每個(gè)節(jié)能器端口 80相連的密閉的孔和嵌 入的表面70。 一個(gè)泄漏通道，從每個(gè)節(jié)能器端口 80回到與其相連的吸氣口。 附圖4示出了泄漏鵬98，其延伸到鄰近表面70的完整圓周部分100和鄰近 表面71或72的圓周部分102或104。
圖5示出了凹形轉(zhuǎn)子吸氣密封120。示例密封120實(shí)質(zhì)上由金屬合金(例 如鋼) 一體形成。示例密封120包括基座或安裝部分122，其成形為在具有上 游端部或表面124和下流端部或表面126和內(nèi)部和外部表面128和130之間的 矩形徑向截面的完全環(huán)面。密封部分140從下游面126延伸并且由槽142和主 體144形成。在具體實(shí)施例中，槽和主體二者都是環(huán)形段。槽在第一和第二圓 周端部146和148之間延伸，主條第一和第二圓周端部150和152之間延伸。 在具體實(shí)施例中，主體的端部比槽的端部突起了少許的圓周面。在具體實(shí)施例 中，槽的內(nèi)表面和外表面與基座的內(nèi)表面和外表面連續(xù)的成形。主體的內(nèi)表面 和外表面154和156相對于基座部分的內(nèi)表面和外表面相應(yīng)的向內(nèi)和向外突 起。主體144具有下游表面158。
主體的下游面158具有徑向和圓周的范圍，其是從密封^相連的泄漏通 道98 (例如，沿著102、 104部分)和沿著與那些部分102、 104 (例如，如圖 4所示的)流通的剩余突齒凹的區(qū)域的葉間容積。這一點(diǎn)在圖3中進(jìn)一步示出， 示意的主體的外表面156與連接的凹形轉(zhuǎn)子的突齒的半徑實(shí)質(zhì)上相等，內(nèi)表面 154與鄰近的軸端(例如，優(yōu)選的位于或低于葉間凹槽的半徑)位于密閉的徑 向位置。在具體實(shí)施例中，密封120包括縱向孔160，用于設(shè)置緊固件162 (例 如，螺釘)以緊固該密封于殼體中。附圖2示出了該密封基座部分122，其安 裝于具有上游面124的密封室170，上游面至少部M密封室的基座面172對 接，外表面128至少部分與密封室的側(cè)表面174對接。主體144的下游面158 與轉(zhuǎn)子體端部面35和凸形,體表面31的覆蓋部分緊密的面對或潤滑連接。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例己經(jīng)描述。但顯然對這些實(shí)施例可以進(jìn)行個(gè)中 不同的改變而不背離本發(fā)明的主旨和范圍。例如，當(dāng)作為現(xiàn)有的壓縮機(jī)的重新 設(shè)計(jì)或重新制造的應(yīng)用，現(xiàn)有的壓縮機(jī)的細(xì)節(jié)可以影響或間接影響具體實(shí)施例 的細(xì)節(jié)。因此，其他實(shí)施例都應(yīng)在以下的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種壓縮機(jī)，包括殼體組件；具有螺旋形凸形體部分的凸形轉(zhuǎn)子，該凸形轉(zhuǎn)子體部分從第一端部向第二端部延伸并且保持在該殼體組件內(nèi)以圍繞第一轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)；具有與凸形體部分嚙合的螺旋形凹形體部分的凹形轉(zhuǎn)子，該凹形轉(zhuǎn)子體部分從第一端部向第二端部延伸并且保持在該殼體組件內(nèi)以圍繞第二轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)；和具有第一表面的端部密封，該第一表面與該凹形體部分的第一端部嚙合并且圍繞第二軸線不對稱。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該端部密封包括圍繞第二轉(zhuǎn)子軸線的全環(huán)形基座部分禾吱撐織一表面的第二部分。
3、 根據(jù)權(quán)禾腰求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，織一表面實(shí)質(zhì)上是 在30°和270°范圍間的環(huán)形段。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，，一表面僅僅是部 分圓周范圍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，織—表面密封所述 凹形體部分的突齒射及區(qū)的1/12至3/4。
6、 根據(jù)t又利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該第一表面密封所述 凹形體部分第一端部的突齒射及區(qū)的1/4至1/2。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，還包括與凸形轉(zhuǎn)子連 接的用于驅(qū)動(dòng)凸形轉(zhuǎn)子的馬達(dá)，該凸形轉(zhuǎn)子圍繞著第一轉(zhuǎn)子軸線至少以所述第 一方向旋轉(zhuǎn)，其中馬達(dá)和轉(zhuǎn)子是同軸的。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該馬達(dá)是電動(dòng)馬達(dá)， 其包括轉(zhuǎn)子和定子，所述凸形轉(zhuǎn)子具有延伸進(jìn)入并且緊固于該馬達(dá)轉(zhuǎn)子的軸部 分。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該端部密封實(shí)質(zhì)上由 鋼一體地形成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，多個(gè)帶螺紋的緊固件 將該端部密封緊固于該殼體組件。
11、 一種壓縮機(jī)包括 殼體組件；具有螺旋形凸形體部分的凸形轉(zhuǎn)子，該凸形轉(zhuǎn)子體部分從第一端部向第二端部延伸并且保持在該殼體組件內(nèi)以圍繞第一,軸線旋轉(zhuǎn)；具有與凸形體部分嚙合的螺旋形凹形體部分的凹形轉(zhuǎn)子，該凹形轉(zhuǎn)子體部 分從第一端部向第二端部延伸并且保持在該殼體組件內(nèi)以圍繞第二轉(zhuǎn)界由線旋轉(zhuǎn)；和吸氣壓力室；排氣壓力室，所述凸形和凹形轉(zhuǎn)子體部分與該殼體配合以限定至少一個(gè)在 吸氣壓力室和排氣壓力室之間的第一壓縮 ;沿著i^一壓縮M設(shè)置于中部的節(jié)能器端口；禾口用于防止從節(jié)能器端口向吸氣壓力室泄漏同時(shí)仍然允許來自吸氣壓力室的 軸向流成分的，。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該裝置包括具有一圓 周的不連續(xù)的轉(zhuǎn)子接合面的轉(zhuǎn)子端部密封。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該轉(zhuǎn)子端部密封包括圍繞第二轉(zhuǎn)子軸線的全環(huán)形基座部分和支撐轉(zhuǎn)子接合面的第二部分。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該轉(zhuǎn)子接合面實(shí)質(zhì)上 是在30°和270°范圍間的環(huán)形段。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的壓縮機(jī)，其特征在于，該裝置包括一具有僅 僅是部分圓周范圍的轉(zhuǎn)子接合面的轉(zhuǎn)子端部密封。
16、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的壓縮機(jī)，其特征在于，還包括第二凹形轉(zhuǎn)
17、 、 二種用^于從基;條件至第」條^重;制造壓縮機(jī)口或構(gòu)造或重新構(gòu)造 所述壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的方法，該壓縮機(jī)包括殼體組件；具有螺旋形凸形體部分的凸形轉(zhuǎn)子，該凸形轉(zhuǎn)子體部分從第一端部向第二 端部延伸并且設(shè)置在殼體組件內(nèi)以圍繞第一轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)；和具有與凸形體部分嚙合的螺旋形凹形體部分的凹形轉(zhuǎn)子，該凹形轉(zhuǎn)子體部 分從第一端部向第二端部延伸并且設(shè)置在殼體組件內(nèi)以圍繞第二轉(zhuǎn)子軸線旋 轉(zhuǎn)；吸氣壓力室；禾Q排氣壓力室，所述凸形和凹形轉(zhuǎn)子體部分與該殼體配合以限定至少一個(gè)在 吸氣壓力室和排氣壓力室之間的第一壓縮通道； 該方法包括提供一用于密封所述凹形轉(zhuǎn)子第一端部的軸向密封，該軸向密封具有圍繞 所述第二軸線不對稱的密封面，并且該軸向密封代替具有圍繞所述第二軸線不 對稱的密封面的M軸向密封或定位在毅隹條件下沒有軸向密封的位置處。
18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的壓縮機(jī)，其特征在于，艦縮機(jī)包括節(jié)能器 端口。
全文摘要
一種壓縮機(jī)，其包括具有從第一端部(31)向第二端部(32)延伸的螺旋形體部分(30)的螺旋紋凸形轉(zhuǎn)子(26)，其設(shè)置于殼體組件內(nèi)以圍繞第一轉(zhuǎn)子軸線(500)旋轉(zhuǎn)。凹形轉(zhuǎn)子(27、28)具有與凸形轉(zhuǎn)子體部分嚙合的、從第一端部(35、36)向第二端部(37、38)延伸的并且設(shè)置于殼體組件內(nèi)以圍繞第二轉(zhuǎn)子軸線(501、502)旋轉(zhuǎn)的螺旋形凹形體部分(33、34)，具有與凹形體部分的第一端部嚙合并且不對稱圍繞第二軸線的第一表面(126)的端部密封(120)。
文檔編號F04C18/00GK101103197SQ200480044122
公開日2008年1月9日 申請日期2004年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者D·M·羅克威爾, F·L·小米勒, Y·唐 申請人:開利公司