用于旋轉式壓縮機的密封元件的制作方法
【專利摘要】提供一種密封總成，其用于具有外殼和轉子的旋轉式壓縮機。所述密封總成包括密封元件和周向定位在所述密封元件周圍的彈簧。所述密封總成定位在形成于所述外殼中的槽中，其中所述密封元件的至少一個表面有斜面，并且所述槽的合作配合表面有斜面。所述彈簧緊靠在所述密封元件上的力使所述密封元件被迫接觸所述轉子的至少一個表面(例如轉子端板的內表面)?；蛘撸梢蕴峁┚哂袕椥蕴匦缘拿芊庠?，彈性特性的力使所述密封元件被迫接觸所述轉子。
【專利說明】用于旋轉式壓縮機的密封元件

【技術領域】
[0001]根據(jù)各方面，提供一種旋轉面密封件，其可以與旋轉裝備一起使用，更具體來說，用于在高壓下操作的高速旋轉裝備，例如但不限于約束葉片泵、旋轉式壓縮機和旋轉式流體驅替總成，其如在2008年7月11日提交的美國專利申請?zhí)?2/218,151中所描述，所述申請的全文以引用的方式并入本文中。

【背景技術】
[0002]已有各種葉片式流體驅替裝置被提出用于某些有限的應用中。這些提出的設備主要由泵、壓縮機、流體驅動電動機和流體流量計組成。迄今提出的葉片式裝置的執(zhí)行通常是令人滿意的，且已被特定的液體應用所接受。現(xiàn)有技術的葉片式裝置遇到的共同的困難包括:不適合用于摩擦減小的設備，這傳統(tǒng)上將其應用限制在中等功率水平；大的固定表面至移動表面的接觸區(qū)域，這導致高摩擦；不能承受施加至曲軸的彎曲力；對分立式止回閥等的依賴；以及不能從每個個別的室同時實現(xiàn)往復流動。
[0003]常規(guī)地，葉片式或閘門式壓縮機通常包括:凸輪環(huán)；轉子，其可旋轉地被接收在凸輪環(huán)內；驅動軸，轉子緊固在其上；前側塊，其固定至凸輪環(huán)的前側端面；后側塊，其固定至凸輪環(huán)的后側端面；前端罩，其緊固至前側塊的前側端面；后端罩，其緊固至后側塊的后側端面；多個軸向葉片縫隙，其在轉子外部的外圍表面中周向等間隔地形成；以及多個葉片，其分別徑向可滑動地裝配在軸向葉片縫隙中。用于旋轉轉子的驅動軸使其相對端分別由布置在前側塊和后側塊中的徑向軸承可旋轉地支撐。通常，排出室由前端罩的內壁表面、前側塊的前側端面以及凸輪環(huán)的前側端面限定，而從壓縮室中輸送的液體或氣體流入到排出室中。
[0004]在現(xiàn)有技術的旋轉式壓縮機的另一實例中，壓縮機機構可以包括適于由驅動電動機驅動的軸，并且軸使得其上端和下端分別由主軸承和輔助軸承可旋轉地接收。軸的中間部分延伸穿過被固定在密封容器內側適當位置的氣缸。偏心部分安裝在被定位在氣缸內的軸的一部分上以用于與之共同旋轉。此外，環(huán)形棍可操作地定位在氣缸的內壁表面與曲柄外部的外圍表面之間，并且將在軸被可旋轉地驅動時進行行星運動。
[0005]在一個實例中，氣缸將具有限定在其中的徑向凹槽，使凹槽沿氣缸徑向方向延伸，以及可滑動徑向葉片被容納在徑向凹槽內，以便在徑向凹槽內沿朝向和遠離環(huán)形輥的方向運動。這種可滑動徑向葉片通常由偏置彈簧沿一個方向偏置，其徑向內側端保持與環(huán)形輥外部的外圍表面滑動接觸，使得通過將氣缸的容積分成容積可變的吸入室和壓縮室相對于軸的旋轉方向在可滑動徑向葉片的前緣側和后緣側上限定。
[0006]在這個實例中，在由于曲柄的偏心旋轉而引起環(huán)形輥的行星運動期間，液體或氣體通過進口被吸入到吸入室中，然后在通過排出口排出之前被壓縮。為了促進環(huán)形輥相對于氣缸的內壁表面和可滑動徑向葉片的徑向內端的滑動運動以及促進徑向葉片在徑向凹槽內的滑動運動，大量的潤滑油被容納在密封容器的底部部分內。在一個實例中，潤滑油通過安裝在軸下端的油泵被吸取以便為壓縮機機構內的各種滑動元件提供潤滑。
[0007]在這種常規(guī)的壓縮機機構中使用的各種滑動元件中，可滑動徑向葉片當其磨損時會引起不利的問題。如本領域技術人員所熟知的，可滑動徑向葉片不僅與環(huán)形輥摩擦嚙合，而且也與限定氣缸中的徑向凹槽的側表面摩擦嚙合。具體來說，通過偏置彈簧的偏置力以及作用在可滑動徑向葉片的后表面上的反壓力，可滑動徑向葉片的徑向內端被不變地保持與環(huán)形棍摩擦嚙合，以及此外由于吸入室與壓縮室之間的壓力差的作用，可滑動徑向葉片相對的側表面交替地保持與限定徑向凹槽的相應側表面摩擦嚙合。與其他滑動元件(例如，軸和其軸承機構)不同，可滑動徑向葉片不是通過由油泵直接供應的潤滑油潤滑的，而是通常通過在被壓縮的液體或氣體中所包含的潤滑油組分和/或自輥端部泄漏的油來潤滑?？蓮谋粔嚎s的流體獲得的以及從輥端部泄漏的潤滑油量通常不足以令人滿意地潤滑可滑動徑向葉片和其周圍零件。另外，考慮到流體壓縮時會達到高溫，與壓縮流體接觸的可滑動徑向葉片被加熱，因此容易加快其摩擦磨損。
[0008]在此等常規(guī)的葉片泵中，隨著泵速度的增加，作用在葉片上的向心力將葉片有力地緊壓在限制外殼的內表面上，這有利地提供了可靠的密封力，但同時也不利地在葉片遠端與外殼的內表面之間產生了高摩擦力。如本領域技術人員將了解，這加快了摩擦磨損，以及降低了壓縮機的工作效率。
[0009]美國專利號3，821，899教導了一種用于石油或其他流體產品的葉片式儀表。其結構包含:外殼，其具有入口和出口 ；旋轉的內部盤；內軸，其相對于旋轉盤保持在相對于旋轉盤的固定偏心位置；四個徑向延伸的鉸接葉片，其在外殼內繞內軸旋轉；以及四個閥結構，其從旋轉盤一側的外部周邊垂直地延伸。每個葉片包括內部葉片元件，所述內部葉片元件包括:大體上扁平的主體；單一的閉環(huán)，其從主體的一端延伸并且可旋轉地繞內軸定位；以及細長的、開放式的C形凹槽，其沿主體的另一端延伸。每個鉸接葉片也包括外部葉片元件，所述外部葉片元件包括:大體上扁平的主體；細長的筆(pentil)結構，其沿主體的一端形成并且樞轉地保持在形成于內部部件上的C形凹槽中；以及第二細長的筆結構，其沿主體的另一端形成。第二筆結構樞轉地保持在閥結構中的一個中。
[0010]流體流過美國專利號3，821，899的儀表引起盤、閥口和鉸接葉片在儀表外殼內旋轉。隨著其旋轉，葉片形成隔室，隔室的容積變化且已知量的液體通過隔室被從設備的入口轉移到設備的出口。因此，設備的旋轉速度提供了對于流體流速的直接指示。
[0011]美國專利號2，139,856公開了一種泵或流體驅動發(fā)動機，其采用具有成型的外表面的鉸接葉片。葉片形成容積連續(xù)變化的流體室。在一個實施方案中，美國專利號2，139,856的裝置包含:外殼；圓柱殼體，其保持在外殼內的固定位置處；曲柄銷，其安裝在殼體中用于偏心回轉運動；八個鉸接的、雙零件葉片，每個葉片都具有樞轉地連接到曲柄銷的內端以及樞轉地連接到殼體的外端；八個流量孔口，其穿過驅替室的側壁提供；流室，其提供在殼體與外殼之間；以及八個流量孔口和相關聯(lián)的止回閥，其提供在葉片外端之間的殼體中。
[0012]在美國專利號2，139，856的設備的第二實施方案中，曲柄銷被保持在殼體內固定的偏心位置處，且殼體在外殼內旋轉。隨著殼體繞偏心定位的曲柄銷旋轉，由鉸接葉片形成的隔室相繼地從穿過驅替室的一個平坦側壁形成的入口吸取流體，然后將流體通過外殼中的一個或多個固定端口排出。每個鉸接葉片具有一個或兩個在其內端上形成的閉環(huán)。這些內部閉環(huán)圍繞曲柄銷可旋轉地定位。
[0013]如前所述，那些例如由美國專利號2，139，856和美國專利號3，821，899所提出的設備具有幾個缺點。首先，這些設備沒有提供任何適合的用于減小在運動的鉸接葉片總成內產生的摩擦力的構件。另外，由于需要使用完全獨立的流體進入和排出閥系統(tǒng)和/或端口結構，顯著地增加了設備的成本和復雜性。此外，設備沒有提供用于在相鄰的成對鉸接葉片之間產生、獲取和利用往復流動狀態(tài)的構件。此外，設備沒有公開用于選擇性地配置葉片和驅替室以獲得具體所需的流動型態(tài)的構件。另外，這些設計具有大且顯著的金屬-金屬滑動接觸的區(qū)域，同時這些區(qū)域沒有給出用于減小零件之間摩擦的構件。
[0014]用于旋轉式壓縮機(例如，上面所描述的)的旋轉面密封件通常用于執(zhí)行外殼與軸之間，或外殼與旋轉部件之間的流體密封功能。這些密封件通常采取保持在靜態(tài)部件(例如外殼)的凹槽內的至少一個密封元件的形式，其中密封元件的至少一個面與旋轉部件直接接觸，這兩者之間的交界形成密封。各種方法已被用于確保密封元件與其在旋轉部件上的相對的接觸面之間的接觸。流體壓力經常被用來作用在密封元件的背面上以使其偏向相對的密封表面。機械彈簧也被用于迫使密封元件與相對的密封表面接觸。在一些情況下，流體壓力和機械彈簧的組合被用于實現(xiàn)所需的偏置力以迫使密封元件保持與相對的旋轉密封表面接觸。
[0015]然而，在當前密封元件的設計中有一些不足之處，特別是當旋轉部件具有相對于密封元件的高度的不同心度時。這個非同心狀況導致高負載被放置在非圓周的密封元件上，并且這些負載可能會導致密封界面受到干擾，從而可能導致泄漏。當前密封元件的設計的另一個缺點是承受高壓差的能力有限。另外，當前密封元件經受的高速操作可能導致密封元件的快速磨損，從而導致密封件的過早失效。
[0016]因此，需要一種密封元件的設計，其可以在密封元件與密封元件密封的旋轉部件之間承受高水平的不同心度。另外，密封元件應能夠承受高壓差，而不產生在低壓差水平下的過度的高摩擦負荷。此外，密封元件應被設計成經受高速操作而不產生早期磨損。最后，需要具有一種在操作時具有低摩擦特性的密封元件。


【發(fā)明內容】

[0017]在各方面，提供一種旋轉式壓縮機，對于給定的能量輸入，所述旋轉式壓縮機能更有效地壓縮流體(例如，液體或氣體)，同時每立方英寸的總尺寸被實現(xiàn)為具有更輕的結構和具有改進的輸出。在各方面，參照本文的各方面描述的旋轉式壓縮機實現(xiàn)其操作性目標時不依賴固定的周期相、引起摩擦的偏心軸、有問題的壓縮室形狀以及并不過分苛求材料科學中的當前的技術水平?？梢灶A期的是，在各個實施方案中，本文所述的設備可以被用作用于加壓下的氣體流動的壓縮機，或用作真空泵，或用作制冷總成的一部分，或用作流體動力總成的一部分，或用作用于高壓氣體(例如，蒸汽)的擴張器，或用作流量計，或用作構造為以內燃機操作的發(fā)動機總成的一部分。在最后的內燃機實例中，本領域技術人員將了解，這種發(fā)動機如何良好地引入空氣、壓縮空氣、俘獲擴張力，然后排出燃燒過的氣體，這些都決定了發(fā)動機的相對性能和效率。在另一方面，旋轉式壓縮機可以被用作渦輪發(fā)動機的壓縮機級，作為在小封裝內實現(xiàn)高壓比的構件。在其他方面，旋轉式壓縮機可以被用作燃料電池封裝的空氣進給壓縮機，以在相對較低的壓力下供應高容積的空氣。在一些方面，旋轉式壓縮機可以被配置成用于內燃機的增壓器。在另一方面，當被調節(jié)適用于已知的熱力學操作的底循環(huán)中時，旋轉式壓縮機可以被用作廢熱回收設備。
[0018]根據(jù)本文的各方面描述的旋轉式壓縮機提供一種使所有常規(guī)的壓縮機應力最小化的純粹旋轉式設備，且因而可以由更輕的材料在更少的結構要求下加以制造。在一個方面，旋轉式壓縮機可以被配置成使得進入流體被吸入到由一個固體元件與另一個固體元件之間的相對運動產生的擴張空間內。在這個方面，隨著所述元件中的至少一個相對于與所述元件的運動同心布置的多個內表面平移運動，兩個元件形成了擴張空間的端部，所述內表面形成用于供移動元件通過的通路并且所述內表面被用密封元件密封，使得隨著移動元件相對于限定容積的內表面，以及相對于可以用選定方式(通常也與第一移動元件的同心性)被固定或移動的另一元件平移，在所限定的室內可以產生大量的真空或大量的壓力。通過提供一些端口，這些端口流體地連接到設備操作的進入階段期間所提供的工作室，流體(例如液體、例如空氣的氣體，或兩相或三相材料)可以進入到所期望的工作室中。
[0019]在另一方面，旋轉式壓縮機的進入管可以被配置成在進入室填充期間具有低的紊流，這減小了紊流損失并且提高了容積效率。
[0020]為了產生功能性旋轉式壓縮機，可以預期的是，在總成的一些方面，放置在限定容積內的并且由上述內表面圍繞的相對的元件可以相對于彼此移動，并且可以打開端口使得液體或氣體可以被允許進入限定容積內，且在某個時刻可以封閉端口，且相對的元件以減小包含在限定空間內的容積的方式朝向彼此移動。這種在容積上的減小用于增加限定空間內的壓力，且在選定的時刻可以允許打開端口(額外的端口或同一端口)，且壓縮液體或氣體允許從限定容積中逸出而用于其他選定用途。
[0021]在其他方面，旋轉式壓縮機的旋轉元件可以被用于在設備內泵送油和/或制冷齊U，而不需要輔助泵，這簡化了整體的機械設計。在另一方面，旋轉式壓縮機可以不需要使用偏心軸，因此可以具有更低的摩擦損失并且提供將旋轉軸所需的能量轉換至壓縮氣體/液體的更直接的轉換。
[0022]根據(jù)各個其他方面，提供一種密封元件，其具有允許密封元件被周向壓縮的周向裂縫。密封元件也具有位于一個表面上的斜面輪廓，以及相鄰的密封面。在另一方面，提供一種密封總成，其包含密封元件和定位在密封元件周圍的彈簧。密封總成可以定位在形成于旋轉式壓縮機的外殼中的槽中，槽具有可以與密封元件的表面上的斜面輪廓配合并與之合作的至少一個斜面。隨著彈簧作用在密封元件上，外殼槽的斜面輪廓和密封元件合作，以使密封元件偏置出槽并且緊靠密封元件密封的另一表面(例如轉子端板的內表面)。
[0023]額外的優(yōu)點將在以下的描述中部分地陳述，且部分地根據(jù)描述將是很明顯的，或者可以從根據(jù)本文的各方面描述的設備的實踐中獲知。設備的優(yōu)點將通過在所附權利要求書中特定指出的元件和組合的方式來實現(xiàn)和獲得。應理解的是，前面的概括描述和以下詳細描述都僅是示例性和解釋性的，而并不是對如所要求保護的設備的限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]被并入本說明書且組成本說明書一部分的附圖，圖示了本發(fā)明的幾個方面且與描述一起用于解釋本發(fā)明的各種原理。
[0025]圖1是旋轉式壓縮機的一部分的示例性的示意性透視圖，示出了在外殼內順時針旋轉的轉子、安裝到轉子的部分的第一端板和第二端板，以及相對于轉子可移動的閘門的遠端部分。
[0026]圖2是轉子在外殼內順時針旋轉的示例性的示意性橫截面圖，示出了由于旋轉而形成的各自的壓縮室和吸入室，并且示出了相對于轉子以及繞偏心凸輪可移動的閘門。
[0027]圖3是示例性的示意性橫截面圖和示例性的局部正視圖，示出了位于圖1的旋轉式壓縮機的外殼內的轉子、閘門和偏心凸輪的相對位置。
[0028]圖4A是旋轉式壓縮機的一個實施方案的分解透視圖，從左至右示出了外殼軸密封件、外殼前蓋、外殼前墊片、外殼主軸承、第一端板、轉子前軸承、轉子、閘門、一對前外殼密封件、TDC總成、外殼、一對后外殼密封件、偏心凸輪、偏心軸、轉子后軸承、第二端板、夕卜殼后墊片和外殼后蓋。
[0029]圖4B是圖4A的旋轉式壓縮機的局部裝配透視圖。
[0030]圖5是圖4A的旋轉式壓縮機的外殼總成的側視分解圖，從左至右示出了外殼軸密封件、外殼前蓋、外殼主軸承、外殼前墊片、TDC總成、一對前外殼密封件、外殼、平板閥總成、一對后外殼密封件、偏心凸輪、偏心軸、外殼后墊片、外殼密封件保持器、外殼進口密封件和夕卜殼后蓋。
[0031]圖6是圖5的旋轉式壓縮機的外殼前蓋的橫截面圖。
[0032]圖7是圖4A的旋轉式壓縮機的外殼后蓋的透視圖。
[0033]圖8是圖4A的旋轉式壓縮機的示例性外殼前墊片或后墊片的透視圖。
[0034]圖9是圖4A的旋轉式壓縮機的轉子總成的一個實施方案的側視分解圖，從左至右示出了第一端板、轉子前軸承、轉子、轉子后軸承和第二端板。
[0035]圖10是圖4A的旋轉式壓縮機的外殼的一個實施方案的透視圖，示出了在外殼前表面的一部分中形成的槽，其被配置成可操作地接收密封件。
[0036]圖11是可操作地安裝在旋轉式壓縮機的外殼總成內的轉子的一個實施方案的示意性橫截面圖，示出了繞偏心凸輪可移動并且相對于轉子的外表面可移動的閘門。
[0037]圖12是旋轉式壓縮機的一個實施方案的示意性分解透視圖，從左至右示出了外殼前蓋、第一端板、轉子、閘門、外殼、安裝到偏心軸的偏心凸輪、第二端板和外殼后蓋。
[0038]圖13是偏心軸的一個實施方案的透視圖。
[0039]圖14是被安裝為相對于安裝到偏心軸的偏心凸輪旋轉的閘門的一部分的示意性透視圖，示出了與閘門的各自的上偏心板和下偏心板的部分選擇性地接觸的偏心凸輪的部分。
[0040]圖15A是第一端板的透視圖。
[0041]圖15B是圖15A的第一端板的邊緣的一部分的局部正視圖，示出了第一端板的邊緣或輪廓的凸起部分，所述凸起部分被配置成可操作地與TDC總成的一部分嚙合。
[0042]圖15C是圖15A的第一端板的橫截面圖。
[0043]圖16A是轉子的一個實施方案的透視圖，示出了被配置成可操作地接收閘門的至少一部分的孔。
[0044]圖16B是圖16A的轉子的側視圖。
[0045]圖17是旋轉式壓縮機的閘門的閘門上偏心板和閘門下偏心板的各自的幾何形狀的一個實施方案的不意圖。
[0046]圖18A是旋轉式壓縮機的閘門總成的一個實施方案的側視分解圖，示出了閘門、閘門上偏心板、閘門下偏心板、至少一個閘門壓縮或活塞密封件、一對閘門側密封件、閘門頂部密封件、一對閘門密封件致動器和閘門致動器彈簧。
[0047]圖18B是閘門的遠端部分的示意性橫截面圖，示出了安裝在一對閘門密封件致動器之間的閘門致動器彈簧。
[0048]圖19是圖18A的閘門的橫截面圖。
[0049]圖20是閘門密封件致動器的透視圖。
[0050]圖21A是旋轉式壓縮機的外殼的透視圖，示出了部分安裝在外殼內的TDC總成。
[0051]圖21B是安裝在外殼內并且形成外殼的一部分的TDC總成的局部透視圖和部分透明視圖。
[0052]圖22A是TDC總成的一個實施方案的透視、部分透明的分解圖。
[0053]圖22B是圖22A的TDC總成的透視、部分透明視圖。
[0054]圖23是圖22A的TDC總成的TDC拉桿的透視圖。
[0055]圖24是圖22A的TDC總成的TDC表面密封件的透視圖。
[0056]圖25A是旋轉式壓縮機的第二端板的透視圖。
[0057]圖25B是圖25A的第二端板的側視圖。
[0058]圖26是平板閥總成的一個實施方案的多個視圖，其中包括平板閥總成的分解透視圖。
[0059]圖27是圖26的平板閥總成的橫截面圖。
[0060]圖28是旋轉式壓縮機的一個實施方案的局部橫截面圖，示出了用于潤滑旋轉式壓縮機的所需部分的示例性潤滑構件。
[0061]圖29是旋轉式壓縮機的一個實施方案的局部示意性透視圖。
[0062]圖30A是安裝到第二端板的轉子的一個實施方案的示意性透視圖，并且示出了位于轉子、閘門和第二端板的各自的部分中的多個示例性入口。
[0063]圖30B是圖30A的后視圖。
[0064]圖31是旋轉式壓縮機的一個實施方案的局部示意性透視圖，示出了連桿總成，其可操作地耦合到偏心凸輪以實現(xiàn)閘門相對于轉子的軸向運動。
[0065]圖32A是圖31的閘門和連桿總成的示意性側視圖。
[0066]圖32B是圖31的閘門和連桿總成的示意性仰視透視圖。
[0067]圖33A是旋轉式壓縮機的一個實施方案的局部示意性透視圖，示出了凸輪從動總成，其可操作地支撐在凸輪上以實現(xiàn)閘門相對于轉子的軸向運動，并且示出了外殼的示例性非圓形內部空腔。
[0068]圖33B是圖33A的旋轉式壓縮機的示意性部分透明視圖，示出了安裝在轉子內并且被配置成相對于轉子軸向地壓迫閘門的彈簧。
[0069]圖34是在圖33A中示出的、可操作地支撐在凸輪上的閘門的凸輪從動總成的透視圖，并且示出了相對于閘門的近端定位的彈簧。
[0070]圖35A是旋轉式壓縮機的實施方案的示意性透視圖，示出了相對于旋轉式壓縮機的轉子可移動的并且安裝在其內的雙端閘門。
[0071]圖35B是圖35A的旋轉式壓縮機的橫截面圖，示出了在雙端閘門內形成的入口。
[0072]圖36是與偏心凸輪操作性配合的圖35A的雙端閘門的示意性透視圖。
[0073]圖37是旋轉式壓縮機的實施方案的示意性正視圖，示出了相對于旋轉式壓縮機的轉子可移動的并且安裝在其內的雙閘門總成。
[0074]圖38是圖37的雙閘門總成的示意性透視圖。
[0075]圖39是旋轉式壓縮機的實施方案的示意性透視圖，示出了相對于旋轉式壓縮機的轉子可移動的并且安裝在其內的四閘門總成。
[0076]圖40是與偏心凸輪操作性配合的圖39的四閘門總成的示意性透視圖。
[0077]圖41是圖示了示例性旋轉式壓縮機在配有和沒有進入閥的情況下以不同轉速(rpm)運行時的容積效率的圖表。
[0078]圖42是圖示了示例性旋轉式壓縮機以1200rpm運行時的零流量壓力的圖表。
[0079]圖43A是示例性密封元件的正視圖。
[0080]圖43B是沿圖43A的線E-E截取的圖43A的密封元件的橫截面圖。
[0081]圖43C是圖43A的密封元件的局部放大橫截面圖。
[0082]圖44A是根據(jù)另一實施方案的示例性旋轉式壓縮機的正視圖。
[0083]圖44B是沿圖44A的線B-B截取的圖44A的旋轉式壓縮機的橫截面圖。
[0084]圖44C是圖44A的旋轉式壓縮機的局部放大橫截面圖。
[0085]圖45A是根據(jù)另一實施方案的示例性旋轉式壓縮機的透視圖，其具有切除部分以圖示示例性密封元件和密封總成。
[0086]圖45B是圖45A的旋轉式壓縮機的切除部分的局部放大圖，其圖示示例性密封元件和密封總成。

【具體實施方式】
[0087]通過參照下面的詳細描述和附圖以及其之前和以下的描述，可以更容易地理解本發(fā)明。在公開和描述本設備、系統(tǒng)和/或方法之前，應理解的是，除非另有說明，否則本發(fā)明并不限于所公開的特定設備、系統(tǒng)和/或方法，因為這些當然是可以變化的。也應理解的是，本文所使用的術語僅為描述特定方面的目的，而并不旨在限制。
[0088]除非上下文另有明確規(guī)定，否則本文所使用的單數(shù)形式“一 (a/an) ”和“該(the) ”包括復數(shù)對象。因此，例如，所提到的一“密封元件”可以包括兩個或更多個這樣的密封元件，除非上下文另有指示。
[0089]范圍在本文中可以被表達為從“約”一個特定值到“約”另一個特定值。當表達這樣的范圍時，另一個實施方案包括從這一個特定值和/或到另一個特定值。類似地，當通過使用先行詞“約”來表達近似值時，應理解的是，這個特定值形成另一個實施方案。應進一步理解的是，每個范圍的端點對于另一個端點都是重要的，并且獨立于另一個端點。
[0090]本文所使用的術語“可選的”或“可選地”意味著隨后描述的事件或情況可能發(fā)生或可能不發(fā)生，并且描述包括所述事件或情況發(fā)生的實例以及不發(fā)生的實例。
[0091]現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的目前優(yōu)選的方面，這些優(yōu)選的方面的實例在附圖中圖
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[0092]可以預期的是，根據(jù)本文的各方面描述的設備可以充當壓縮機、泵、流量計、擴張器和/或發(fā)動機。一般地，為了清楚起見，設備在本文中被描述為旋轉式壓縮機，當然可以預期的是，如本領域技術人員所了解，設備可以在例如上述各種應用中起作用。在任何特定應用中的工作流體可以是液體、氣體，或者可以包括設備的選定應用所期望的兩相流動狀態(tài)。
[0093]根據(jù)一個方面，提供一種旋轉式壓縮機，其包含外殼、轉子和閘門。在圖1中圖示了不例性旋轉式壓縮機。在一個方面，夕卜殼I1限定具有內壁表面的內部空腔。外殼進一步具有相對于等分內壁表面的外殼平面橫向延伸的縱軸。在一個方面，轉子150具有外圍表面，并且可以定位在外殼的內部空腔內。轉子可以被配置成繞轉子旋轉軸旋轉。根據(jù)特定方面，轉子旋轉軸(圖3的軸B)與外殼縱軸(軸A)不同心，例如圖3中所示。在一個方面，閘門160具有遠端，并且被配置成與轉子可滑動地安裝。閘門可以圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向運動，在第一位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第一距離處，而在第二位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第二距離處。根據(jù)另一方面，隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，閘門的遠端可以被約束為靠近外殼的內壁表面而間隔開。
[0094]根據(jù)另一方面，轉子的外圍表面的至少部分、外殼的內壁表面的部分，以及靠近閘門的遠端的閘門的變化部分可以限定壓縮室102，壓縮室102隨著轉子繞轉子旋轉軸的旋轉而改變容積。轉子的外圍表面的至少部分、外殼的內壁表面的部分以及靠近閘門的遠端的閘門的變化部分也可以限定吸入室104，例如圖2中所示。如在圖2中所示，隨著轉子的旋轉(例如沿箭頭的方向)，閘門背后的吸入室104的容積增大，而壓縮室102的容積減小。
[0095]圖4A和圖4B中圖示了示例性旋轉式壓縮機。在一個方面，旋轉式壓縮機包含外殼總成，例如圖5中所示。在特定方面，例如圖5中所示，提供包含外殼110的外殼總成。在一個方面，外殼總成進一步包含外殼前蓋113和外殼后蓋114。外殼總成可以進一步包含外殼軸密封件115、外殼主軸承116、外殼前墊片117、外殼后墊片118、外殼進口密封件保持器121和外殼進口密封件120中的至少一個。
[0096]圖6中圖示了示例性外殼前蓋113。在一個方面，外殼前蓋可以是大體上板狀的，并且可以具有前表面和相對的后表面。外殼前蓋可以限定延伸穿過前蓋的孔?？蛇x地，孔可以在三個部分內形成，使得每個部分具有不同的尺寸，例如圖6中所示。孔的至少一部分，例如靠近外殼前蓋的后表面形成的部分，被配置成接收外殼主軸承?？梢粤私獾氖牵鈿ぶ鬏S承也可以限定配置成接收偏心軸的近端部分的孔(例如在下文中進一步詳細所述)。在另一方面，外殼前蓋的孔的至少一部分，例如靠近前蓋的前表面形成的部分，可以被配置成接收外殼軸密封件。
[0097]圖7中圖不了不例性外殼后蓋。在一個方面,夕卜殼后蓋114具有至少一個限定在其中的孔，所述孔被配置成或被互補地成形為接收偏心軸的遠端。如本文在下文中進一步所述的，偏心軸的遠端可以被配置成或切割成具有預定的橫截面形狀，例如但不限于非圓形的橫截面形狀，以便鎖定偏心軸防止其旋轉。在另一方面，至少一個孔可以在外殼后蓋中限定(例如，徑向圍繞前述后蓋孔，如圖7中所示)，所述孔被配置成提供進入通路。如將在下文中更詳細所述的，進入通路可以與位于轉子、閘門、外殼和/或第一端板和第二端板中的一者或兩者內的入口流體連通。在另一方面，與進口密封件120 —起提供外殼進口密封件保持器121 (例如圖5中所示)，以密封進入通路?？蛇x地，進入通路可以在外殼內的預定位置處形成，以允許充足的流體進入到旋轉式壓縮機的吸入室中。
[0098]圖8圖示了示例性外殼墊片，例如外殼前墊片117或外殼后墊片118。如在圖5中可見，外殼前墊片被配置成定位在外殼前蓋113與外殼的前表面111之間。同樣地，外殼后墊片被配置成定位在外殼后蓋114與外殼的后表面112之間?？梢灶A期的是，在各種實施方案中，外殼前蓋和后蓋中的任一者或兩者和/或外殼可以被構造成由前墊片和后墊片提供的間隔被整合到前蓋和后蓋和/或外殼中。
[0099]圖9中圖示了示例性轉子150。在一個方面，轉子具有第一側表面和相對的第二側表面。在一個方面，轉子可以是大致圓柱形形狀；然而，其他幾何形狀是可預期的，例如，可以選擇其他幾何形狀來改變旋轉式壓縮機內的流體的容積流量。旋轉式壓縮機可以包含一對端板151a、151b,這對端板151a、151b被安裝到轉子的各自的第一側表面和第二側表面并且隨著各自的第一側表面和第二側表面旋轉。在一個方面，外殼110具有前表面和相對的后表面。在一個方面，這對端板的第一端板151a的部分與外殼的前表面的部分密封地且可滑動地接觸，例如圖11中所示。類似地，這對端板的第二端板151b的部分與外殼的后表面的部分密封地且可滑動地接觸。
[0100]根據(jù)一個方面，旋轉式壓縮機進一步包含用于在第一端板151a與外殼的前表面111之間，以及在第二端板151b與外殼的后表面112之間提供大體上不能透過流體的密封的構件。在一個示例性方面，在第一端板和第二端板中的每個的外圍部分中可以限定至少一個槽?？梢蕴峁┒鄠€密封件，每個密封件都被配置成互補地安裝在第一端板和第二端板的一個槽內。
[0101]可選地，在外殼的前表面111和后表面112的每個中可以限定至少一個槽122，這至少一個槽大體上圍繞外殼的內部空腔?？梢蕴峁┲辽僖粋€密封件，每個密封件都被配置成互補地安裝在外殼的一個槽內。例如，如圖10中所示，一個或多個槽122 (例如但不限于如圖10中所示的兩個槽)可以在外殼的前表面和后表面的每個中形成，并且可以與外殼的內部空腔大體上同心。一個或多個密封件123可以被提供并且配置成互補地安裝在外殼的一個槽內，例如圖5中所不。因此，例如，如果在外殼的前表面和后表面的每個上形成兩個槽，那么可以提供四個密封件，每個密封件都被配置成互補地安裝在外殼的各自的槽內。
[0102]在另一方面，這對端板的第一端板可以安裝到外殼的前表面，而多個端板的第二端板可以安裝到外殼的后表面。旋轉式壓縮機可以進一步包含用于在第一端板與轉子的第一側表面之間，以及在第二端板與轉子的第二側表面之間提供大體上不能透過流體的密封的構件。在一個方面，在轉子的各自的第一側表面和第二側表面的每個的外圍部分中限定至少一個槽?？梢蕴峁┲辽僖粋€密封件，每個密封件都被配置成互補地安裝在轉子的一個槽內。
[0103]在一個方面，旋轉式壓縮機包含凸輪128，例如圖5和圖12中所示。凸輪可以繞凸輪軸被定位在外殼的內部空腔中，并且可以被配置成與閘門的選擇部分選擇性地嚙合，以實現(xiàn)閘門圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向運動，在第一位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第一距離處，而在第二位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第二距離處。轉子也可以被配置成作用在閘門的選擇部分上，以實現(xiàn)閘門相對于轉子的外圍表面的受約束的軸向運動。在一個方面，凸輪128可以沿軸定位。例如，凸輪可以定位在偏心軸129的近端與遠端之間的位置處，例如圖5和圖12中所示。
[0104]圖13中圖示了示例性偏心軸129。在一個方面，偏心軸可以是大體上圓柱形，并且具有近端和相對的遠端。在一個方面，偏心軸靠近于遠端的一部分可以被除去，使得遠端的橫截面是非圓形的。例如但并不限于，遠端的橫截面形狀可以是半圓形、部分圓形(即，一部分可以沿圓的弦線而非直徑被除去)或其他幾何形狀。可選地，偏心軸可以沿其長度的一部分或沿其大體上整個長度具有非圓形橫截面。根據(jù)各方面，偏心軸可以相對于外殼前蓋113和后蓋114固定，例如如上所述，或者使用例如本領域技術人員所知的替代附接或整合(即，作為外殼端板的一部分制造等)方法。
[0105]示例性凸輪128 (例如圖14中所示)可以是大體上圓柱形的，并且可以具有預定的寬度。在一個方面，凸輪可以具有限定在其中的孔，可以設計孔的尺寸和形狀以接收偏心軸。根據(jù)各方面，孔的中心可以偏離于凸輪的中心(即，使得孔與凸輪不同心)。在另一方面，凸輪可以定位在偏心軸的近端與遠端之間的位置處(例如圖5和圖14中所示)。根據(jù)一個方面，可以預期的是，凸輪可以通過選定的附接方法而不是使用偏心軸被固定而防止其相對于外殼110旋轉。在另一實施方案中，凸輪可以包含軸承以使得凸輪與閘門之間的摩擦力可以被減小，例如通過使用軸套、滾柱軸承、滾針軸承或本領域技術人員已知的類似低摩擦的設備。在其他方面，可以預期的是，凸輪可以在相對于轉子的運動恒定或變化的速度下旋轉，以實現(xiàn)閘門在其繞轉子旋轉軸旋轉時的所需的定位。凸輪旋轉可以通過本領域技術人員已知的構件來實現(xiàn)，所述構件例如帶、齒輪、鏈條傳動設備、聯(lián)動裝置和其他類似構件。
[0106]如上所述,在各方面，旋轉式壓縮機包含一對端板151a、151b,這對端板151a、151b可以安裝到轉子的各自的第一側表面和第二側表面，并且可以與轉子的各自的第一側表面和第二側表面共同旋轉。如圖15A和圖15C中所不,第一端板151a可以包含大體上圓形的板狀結構，其帶有從其向外延伸的軸狀或凸形伸出部。在一個示例性方面，伸出部可以是大體上圓柱形，并且可以相對于第一端板的平面大體上正交或垂直地從第一端板向外延伸。在另一方面，伸出部和第一端板可以大體上同心(即，伸出部的縱軸大體上通過第一端板的幾何中心)。根據(jù)另一方面，伸出部可以固定地附接到第一端板。在另一方面，伸出部可以具有常規(guī)的鍵控部分以用于扭矩的非滑動傳輸。在各種示例性方面，但并不旨在于限制，鍵控部分可以是花鍵軸、銷軸等。
[0107]在另一方面，第一端板的伸出部可以具有盲孔，所述盲孔以預定的深度從第一端板的內表面延伸到伸出部，例如圖15C的橫截面圖中所示。在這個方面，孔可以被配置成接收偏心軸的近端。偏心軸的近端可以穿過轉子前軸承152插入且插入在第一端板的伸出部中限定的孔內，以允許轉子繞偏心軸旋轉而同時偏心軸保持固定或靜止。
[0108]在一個方面，偏心軸可以由定位在伸出部的孔內的嵌套的耐磨軸承支撐；軸承可以由已知的軸承元件來構造，所述已知的軸承元件例如但并不限于軸套、滾柱軸承、軸頸軸承、錐形滾柱軸承等。在一些方面，嵌套的軸承可以是錐形滾柱軸承，并且可以在偏心軸的遠端部分內提供調整構件以允許偏心軸和轉子的一些軸向運動，以容許磨損或裝配公差，使得轉子可以相對于外殼適當?shù)貙?。在其他方面，可以提供止推軸承以實現(xiàn)旋轉元件所需的對準。
[0109]類似地，可以預期的是，第二端板151b可以限定穿過第二端板延伸的孔，所述孔可以被配置成接收偏心軸的遠端。如關于轉子前軸承所描述的，偏心軸的遠端部分可以穿過轉子后軸承153插入，然后穿過第二端板中的孔插入，以允許轉子相對于偏心軸且繞其旋轉。
[0110]在一個方面，第一端板、第二端板或第一端板和第二端板兩者可以具有沿其提供凸輪狀輪廓的周邊部分的輕微伸出部(例如圖15B中所示)。如下文中將進一步描述的，第一端板和/或第二端板的凸輪狀輪廓可以與TDC總成的橫桿相互作用，以與TDC總成的密封兀件絞接。
[0111]根據(jù)各方面，轉子150限定配置成可滑動地接收閘門的孔155，例如圖16A中所示。在一個方面，轉子限定配置成旋轉接收凸輪的中心定位的室，例如圖16A中所示。在一個方面，孔155具有將室的中心等分的孔軸?？卓梢允敲た?即，其并不完全地穿過轉子延伸)，如圖16B的橫截面圖中所示。
[0112]在另一方面，閘門可以是大致圓柱形，并且轉子的孔在形狀上可以是互補的圓柱形以接收閘門?？蛇x地，閘門可以具有非圓柱形的形狀，并且轉子的孔可以被互補地成形以接收閘門。例如圖17至圖19中示例性地所示，閘門160可以限定空心部161，空心部161具有配置成選擇性地接觸凸輪128的部分的至少一個支承面。在一個方面，至少一個支承面包含一對相對的支承面162a、162b。根據(jù)特定方面，如上所述，孔軸可以將轉子的室的中心等分。在這個方面，當閘門被孔可滑動地接收時，閘門的這對相對的支承面可以大體上橫切于孔軸定位。在另一方面，這對相對的支承面沿閘門的縱軸相互間隔開，并且繞凸輪軸彼此相對地定位。支承面中的至少一個的至少一部分可以是彎曲的。
[0113]在一個方面，閘門可以包含上偏心板163a和下偏心板163b,例如圖18A中所不。在一個方面，上偏心板163a和下偏心板163b可以分別限定這對相對的支承面162a、162b?？蛇x地，閘門可以被機械加工以使得這對相對的支承面與閘門一體形成。在任一方面，這對支承面的每個支承面可以是至少部分彎曲的。上支承面162a可以具有第一曲率半徑(rl)(例如，如圖17中所示)。下支承面162b可以具有第二曲率半徑(r2)。在一個方面，第一曲率半徑(rl)和第二曲率半徑(r2)可以被選擇成由第一曲率半徑和第二曲率半徑所畫出的圓是大體上同心的，例如圖17中所示。在另一方面，這些所畫出的圓的中心可以由閘門的頂點限定。在其他方面，下偏心板和上偏心板(或閘門上的與凸輪接觸的機械加工部分)可以具有平坦的輪廓，而不是彎曲的或部分彎曲的表面。如可以了解的是，閘門(和/或上偏心板和下偏心板)在與凸輪或轉子的孔機械接觸的區(qū)域可以被表面處理或電鍍，以使組件在旋轉式壓縮機的操作期間能夠有足夠的壽命。
[0114]在一個方面，旋轉式壓縮機包含用于使閘門在高流體壓力下的扭曲和撓曲最小化的構件。在一個方面，轉子的孔的至少一部分可以具有圓柱形的橫截面形狀，并且閘門的至少部分可具有與轉子的孔互補的圓柱形的橫截面形狀。在這個方面，由于較高的轉動慣量，閘門的部分的圓柱形形狀可以提高閘門在高流體壓力和高旋轉速度下的抗扭曲力和抗撓曲力。
[0115]在另一方面，閘門可以具有額外的支撐件，其用于以下過程中的正確對準:在閘門經由內部導向銷進行軸向移動的過程中，所述內部導向銷固定到轉子且沿提供在轉子內的閘門孔的軸延伸。在這個方面，導向銷可以被接收到提供在閘門自身內的沿閘門的縱軸延伸的孔內。通過這種方式，按壓在閘門上的側向力可以由位于轉子內的閘門孔和位于孔內的導向銷來承載?？蛇x地，可以提供位于閘門的內孔內的導向銷可以安放于其上的支承元件，以減小摩擦負載。
[0116]在另一方面，旋轉式壓縮機包含至少一個密封元件，其安裝在閘門的具有圓柱形的橫截面形狀的部分的外部部分上。例如，如圖19中所示，一個或多個凹槽171可以緊靠閘門的遠端形成?？蛇x地，一個或多個凹槽可以緊靠閘門的近端形成，或者緊靠閘門的遠端和近端都形成。可以提供一個或多個閘門密封元件172，每個都被配置成由各自的凹槽接收，例如圖18A中所示。閘門密封元件可以在閘門與轉子的孔之間提供密封，如在常規(guī)的活塞和氣缸密封技術中通常已知的。因此，隨著閘門在第一位置與第二位置之間軸向運動，閘門密封元件可以用于將閘門相對于孔密封。也可以預期的是，在各方面，其中閘門的至少部分具有非圓柱形的橫截面形狀，適合的閘門密封元件可以提供在沿閘門周邊的選定位置上，以實現(xiàn)所需的密封水平。
[0117]如上所述，在一個方面，閘門與轉子可滑動地安裝，并且可圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向運動，在第一位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第一距離處，而在第二位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第二距離處。在一個方面，第一距離比第二距離大。在一個方面，第二距離可以靠近轉子的外圍表面。在另一方面，在第二位置，閘門的遠端可以位于轉子的外圍表面處或位于轉子的外圍表面之下。
[0118]隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，閘門的遠端可以被約束為靠近外殼的內壁表面而間隔開。在一個方面，閘門的遠端可以被約束為在約0.0001英寸至約0.2000英寸之間的約束范圍內靠近外殼的內壁表面而間隔開?？蛇x地，閘門的遠端可以被約束為在約0.0003英寸至約0.1500英寸之間的約束范圍內靠近外殼的內壁表面而間隔開。在另一方面，閘門的遠端可以被約束為在約0.0005英寸至約0.1000英寸之間的約束范圍內靠近外殼的內壁表面而間隔開。
[0119]根據(jù)各方面，閘門的遠端限定槽。旋轉式壓縮機可以進一步包含密封總成，所述密封總成包含在閘門的槽內可移動的至少一個平面部件，以及偏壓元件，其被配置成選擇性地作用在至少一個平面部件上，以保持至少一個平面部件的外邊緣隨著轉子的旋轉與外殼的內壁表面滑動接觸。在一個方面，至少一個平面部件的質量小于閘門質量的約50%。在另一方面，至少一個平面部件的質量小于閘門質量的約10%?？蛇x地，至少一個平面部件的質量可以小于閘門質量的約2%。根據(jù)另一方面，至少一個平面部件的質量可以在閘門質量的約1%至約60%之間。也可以預期的是，可選地，用于至少一個平面部件的偏壓力可以至少部分地通過壓縮室中的壓縮氣體來提供——通過提供將壓縮室流體連接到密封元件的下側的通路。
[0120]在一個方面，閘門的遠端可以是大致錐形的，例如圖17中所示。錐形端部可以成形為使得遠端的兩個相對側向內地成錐形，并且大體上在頂點處會聚在一起。在另一方面，連接遠端的相對成錐形的側的兩側大體上平行于閘門的圓柱形部分且與之連續(xù)。在一個方面，錐形端部被配置成幫助產生更大的區(qū)域，隨著閘門縮進轉子中，擴張壓力作用在這個更大的區(qū)域上。例如，在常規(guī)的液壓葉片式發(fā)動機中，隨著葉片的縮進，外露的區(qū)域減小，這降低了擴張器的功效。
[0121]所提到的閘門的錐形端部的配置降低了轉子自旋轉時，即閘門向下縮進到轉子的孔中時的總體容積減小的梯度，這個配置針對轉子旋轉的每一度，增加了少量的增量容積，這降低了整體容積減小的速率。因此，隨著新月形的形狀閉合，例舉的配置將一些容積向下移至孔中。因為“孔容積”的上升比新月形容積的減小要慢，所以最終是一個凈壓縮結果。
[0122]可以預期的是，可以使用用于閘門的遠端部分的替代形狀。在各方面，可在閘門的錐形端部的一側或兩側上使用不同的幾何形狀，以最優(yōu)化壓縮或擴張操作。例如，在一個方面，如果閘門的端部在壓縮側不是錐形，那么會引起壓縮比的上升?；蛘?，通過在吸入側提供陡峭的錐形(即，閘門的遠端部分的錐形部分的更大的高寬比)，每個“行程”的吸入容積增加。如果將本設備用作為擴張器，那么可以預期的是，閘門的錐形端部可以被配置成產生用于給定旋轉部分的最高的合力矩反作用，例如但并不限于，通過在閘門遠端改變閘門輪廓的幾何形狀來產生大體上“恒定容積擴張”行程。
[0123]如上所述，閘門的示例性錐形端部可以在閘門上提供收縮“袋”，壓力可以作用在這個收縮“袋”上或吸入容積通過這個收縮“袋”將增大。隨著旋轉式壓縮機移向最終的余隙容積，錐形配置允許壓縮室中增加一些容積。錐形端部的特定形狀提供調整壓縮動態(tài)特性的方式，而不是僅單獨地依靠閘門/外殼幾何形狀。
[0124]根據(jù)各方面，至少一個槽由閘門的遠端限定。在一個方面，由閘門的遠端限定的槽164是三面槽，例如圖19中所示。這個槽的第一或頂面沿錐形端部的頂點形成。這個三面槽的后兩個相對面的邊緣沿著大體上平行于閘門的圓柱形部分的以及與閘門的圓柱形部分相連續(xù)(例如圖19中所示)的閘門側面，遠離頂點向下延伸。在一個方面，三面槽在閘門的錐形端部定位在共同的平面內。在另一方面，閘門的遠端部分可以進一步包含孔，這個孔被限定在大體上平行于頂槽的錐形端部內，并且穿過這個端部延伸。在這個方面，限定的孔可以在槽的后兩個面的邊緣的遠端(非頂端)形成。
[0125]在一個方面，槽164可以被配置成互補地且可操作地接收頂部密封件166和一對側密封件167，例如圖18A中所示?？梢灶A期的是，根據(jù)各方面，頂部密封件和側密封件可形成為用于閘門的遠端部分的一體式密封件。例如，一體式密封件可以包含彈性的、偏置的或其他材料，所述材料定位在槽164內，并且被配置成將閘門的遠端部分的頂面和側面分別密封至外殼的內壁表面和以及第一端板和第二端板。
[0126]一對閘門密封件致動器168 (如圖18A和圖20中所示)和閘門致動器彈簧169可以提供且可操作地定位在閘門的遠端部分的孔內，例如圖18B中所示。如圖18A和圖18B中所示，閘門致動器彈簧169可以放置在孔內，并且閘門密封件致動器168中的各自一個可以在閘門致動器彈簧的任一側上放置在孔內。側密封件167可以放置在槽的兩個側面邊緣內，而頂部密封件166可以放置在槽的頂面內。
[0127]在一個示例性方面，側密封件和頂部密封件中的每個是大致梯形形狀。由于閘門密封件致動器、側密封件和頂部密封件的整體幾何形狀，可以實現(xiàn)閘門相對于外殼和/或轉子的部分的密封。閘門致動器彈簧作用在閘門密封件致動器上，閘門密封件致動器可以在與閘門致動器彈簧的縱軸平行的方向上在孔內縱向地滑動。閘門密封件致動器進而作用在側密封件167上，側密封件167進而作用在頂部密封件166上。密封件的有角度的端部的幾何形狀允許來自彈簧的作用力將側密封件向外壓在其各自的配合表面上(在一個方面，壓在這對端板的內表面上)，同時也將這一力向上地傳遞至頂部密封件，由此將頂部密封件壓迫在外殼的內壁表面上。因此，彈簧的橫向力被傳遞至側密封件，在閘門以及第一端板和第二端板之間產生密封。由于側密封件與頂部密封件之間的有角度的界面，彈簧的橫向力通過側密封件轉化為橫向的及向上的力，將頂部密封件壓在外殼的內壁表面上?？蛇x地，壓縮室內的壓縮流體可以通過提供在密封件自身內或位于閘門內的通路被引導，使得受壓流體作用在選定密封件的下側，從而提供給定室的流體密封所需的所有或部分偏壓力。
[0128]根據(jù)另一方面，旋轉式壓縮機進一步包含密封兀件，其從外殼的內壁表面上的靠近外殼內壁表面與轉子的外圍表面之間的最小運行間隙的位置的地方開始向外延伸。密封元件的邊緣可以被配置成選擇性地與轉子的外圍表面可滑動地接觸。在另一方面，旋轉式壓縮機可以包含一種構件，其用于將外殼內的密封元件收回，以使得隨著轉子旋轉，閘門的遠端經過密封兀件時，密封兀件的邊緣位于外殼的內壁表面處或位于外殼的內壁表面之下。
[0129]在一個方面，提供了至少一個上止點(TDC)總成，并且TDC總成包含密封元件。TDC總成130可以插入到外殼110中，并且形成為外殼110的一部分，例如圖21A中所示。可選地，如下文所述的，TDC總成的組件可以與外殼一體形成。因此，盡管以下是針對單獨的TDC總成來描述的，但可以預期的是，TDC總成組件中的一個或多個可以與外殼一體形成并且以如下所述的類似的方式操作。示例性TDC總成130，如圖22A和圖22B中所示，可以包含TDC嵌入件131、密封元件132 (在一個方面，這個密封元件包含TDC表面密封件133和一對相對的TDC側密封件134)、TDC橫桿135、TDC拉桿136、TDC按鈕式密封件137和固定的彈簧部件 138。
[0130]TDC嵌入件131包含TDC總成的主體部分，并且具有內表面，所述內表面在TDC總成插入到外殼的切口內時，大體上與外殼的內壁表面連續(xù)。因此，內表面具有與外殼的內壁表面的曲率半徑大體上相等的曲率半徑。凹槽或TDC密封脊在內表面的一部分內限定，并且被配置成互補地接收密封元件，例如TDC表面密封件和TDC側密封件。當TDC總成在外殼內定位時，凹槽大體上從外殼的前表面延伸到外殼的后表面。在特定方面，凹槽相對于外殼的前表面成銳角角度而定位。在優(yōu)選方面，凹槽以不垂直于外殼的前表面的角度定位，例如圖21A中所示。在這個方面，當閘門橫穿TDC密封元件時，閘門的頂部密封件將不平行于TDC密封元件，由此最小化或防止旋轉式壓縮機操作期間頂部密封件和密封元件的阻礙。
[0131]在另一方面,在TDC嵌入件131的各自的前表面和后表面中限定至少一個空腔140。在這個方面，每個空腔部分地向內延伸到TDC嵌入件(即，盲孔)中。每個空腔被配置成可操作地接收TDC按鈕式密封件137。可選地，在TDC嵌入件中可以限定額外的空腔，所述額外的空腔從TDC嵌入件的外表面延伸到TDC嵌入件中。在示例性方面，空腔可從TDC嵌入件的外表面延伸到TDC密封脊。在另一方面，這些空腔中的兩個可以被配置成可操作地接收固定的彈簧部件138，例如圖22k和圖22B中所示。
[0132]孔可以被限定在TDC嵌入件內，并且可以被配置成可操作地接收拉桿136?？蛇x地，多個孔可以被限定在TDC嵌入件內，每個孔都被配置成接收各自的拉桿。在一個方面，例如圖23中所示，拉桿的遠端可以插入到在TDC表面密封件133的一部分中限定的凹口141中且保持在其中(例如圖24中所示)。拉桿的軸穿過孔延伸以超出TDC嵌入件的外表面。拉桿的相對的近端被配置成穿過在橫桿135 (其大體上垂直于拉桿定位)的一部分內限定的孔，并且可以例如但并不限于用螺母139保持就位。如圖22A和圖22B中所示，在一個方面，橫桿具有比TDC嵌入件的寬度(即，TDC嵌入件的前表面與后表面之間的距離，或大體上是外殼的前表面與后表面之間的距離)大的預定長度。
[0133]在一個方面,橫桿可以可操作地通過第一端板151a和第二端板151b哨合，以定位TDC總成的密封元件，使得當閘門的遠端隨著轉子旋轉而越過密封元件時密封元件位于外殼的內壁表面處或位于外殼的內壁表面之下。例如，如上所述，第一端板和第二端板中的一個或多個可以具有沿其周邊的伸出部，結果形成了凸輪狀輪廓。隨著伸出部越過且接觸延伸超出外殼的前表面和后表面的橫桿的一端或兩端，橫桿被移動且由此將密封兀件拉至位于外殼的內壁表面處或位于外殼的內壁表面之下的位置?？梢粤私獾氖?，可以使用替代的致動構件來鉸接TDC密封元件，而不脫離本公開的范圍，并且所有此等鉸接構件是本公開所預期的?？梢灶A期的是，此等致動構件可以包括，但并不限于，提供機械運動的氣動、液壓(例如使用旋轉式壓縮機的外部流體、控制流體和/或工作流體等)、電子、機電或其他已知的構件。
[0134]例如，參看圖2且如上所述的，在一個方面，轉子的外圍表面的部分、外殼的內壁表面的部分和靠近閘門的遠端的閘門的變化部分限定吸入室104和壓縮室102，每個室都隨著轉子繞轉子旋轉軸的旋轉而改變容積。根據(jù)各方面，與吸入室和/或壓縮室流體連通的一個或多個入口可以提供在轉子150、閘門160、外殼110、第一端板151a和/或第二端板151b或旋轉式壓縮機的其他組件中的一個或多個內。類似地，一個或多個出口可以提供在轉子、閘門、外殼、第一端板和/或第二端板或旋轉式壓縮機的其他組件中的一個或多個內。例如，在一個方面，例如圖16A、圖16B和圖30A中所示，轉子可以包含與吸入室和/或壓縮室流體連通的至少一個轉子入口 156。在這個方面，入口可以從轉子的外圍表面延伸到轉子的側表面(例如第二側表面)，以形成流體通路。根據(jù)另一方面，第二端板151b可以包含至少一個入口。例如，如圖25A至圖25B和圖30A至圖30B中所示，第二端板可以包含第一入口 157和第二入口 158。在一個方面，第一入口 157與轉子入口 156流體連通，由此提供大體上連續(xù)的流體通路。在第二端板內形成的入口中的至少一個可以被配置成與在外殼后蓋內形成的一個或多個孔相配合，以提供大體上連續(xù)的流體進入通路。
[0135]根據(jù)一個方面，外殼可以具有與吸入室和/或壓縮室流體連通的至少一個外殼入口 124，例如圖29中所示。在另一方面，閘門160可以具有與吸入室和/或壓縮室流體連通的至少一個閘門入口 175。在這個方面，旋轉式壓縮機可以包含用于選擇性地打開和關閉閘門內的至少一個入口的構件?？梢灶A期的是，在一個方面，圖29中所示的旋轉式壓縮機的轉子可以被配置成以圖中所看到的逆時針方向旋轉。在這個方面，但并不旨在于限制。可以預期的是，在轉子、第二端板和/或閘門內形成的一個或多個入口可以定位成當轉子開始旋轉時(即，當閘門頂部密封件經過TDC位置時)，入口靠近TDC的位置定位并且可以隨著轉子繼續(xù)其旋轉而將流體吸入至吸入室中。類似地，外殼內形成的入口可以靠近TDC的位置定位。然而，可以預期的是，入口的位置可以根據(jù)需要被選擇。
[0136]類似地，在一個方面，轉子、閘門、第一端板和/或第二端板、外殼和/或旋轉式壓縮機的其他組件可以具有與壓縮室流體連通的至少一個出口。例如，在特定方面，閘門可以具有與壓縮室流體連通的至少一個出口。旋轉式壓縮機可以進一步包含用于選擇性地打開和關閉閘門內的至少一個出口的構件。在另一方面，例如圖29中所示，外殼出口 125可以在外殼內形成。在一個方面，夕卜殼出口 125可以靠近TDC的位置定位,使得隨著轉子完成旋轉，壓縮室內的大體上所有流體經由外殼出口排出壓縮室。如下文進一步所述的，在一個方面，閥門可以安裝在外殼出口內，以充當用于旋轉式壓縮機的排出閥。
[0137]在另一方面，由于提供在閘門內的端口變得與提供在轉子內的端口對齊，閘門在轉子內的軸向運動可以用于打開提供在閘門內的端口。在這個方面，在轉子運動的選擇周期期間，出口被放置為與一個或多個容積室流體連通，以允許流體在其間流動。在其他方面，出口可以提供在轉子端板內，隨著轉子端板相對于外殼偏心移動，出口允許被放置為與選定的容積流體連通。在這個例舉的方面，在轉子運動的選擇周期期間，端口允許建立流體連通，這允許流體從容積室中的一個或多個吸入或排出?；蛘?，可以預期的是，端口可以提供在外殼的至少一部分內，并且被配置成向工作流體提供主要入口或出口通路，或形成的外殼端口可以充當提供在如上所述的其他組件中的主要端口的額外端口。
[0138]旋轉式壓縮機可以進一步包含安裝到外殼的排出閥，排出閥用于防止壓縮室內的壓縮流體的回流。在其他方面，旋轉式壓縮機可以包含定位在進入通路內(例如但不限于，定位在外殼的入口內)的進入閥，以減少或消除進入流體的反向流動。根據(jù)各方面，例如但并不旨在于限制，排出閥和/或進入閥可以包含簧片閥、平板閥、舌形閥等。
[0139]現(xiàn)在參看圖26至圖27，圖示了示例性平板閥總成180，平板閥總成180可以定位在外殼的出口內以充當例如排出閥。根據(jù)各方面，平板閥總成可以包含室密封件181、閥板182、閥座183、密封元件184、密封彈簧185和閥體186?？梢灶A期的是，當裝配好后，閥板、閥座和閥體限定圍繞共軸徑向移位的多個通道。在一個方面，密封元件184和各自的密封彈簧185放置在多個通道中的每一個內。在一個實例中，密封元件可以是大體上球形的。根據(jù)一個方面，但并不旨在限制，五個通道在閥體內形成；因此，五個密封元件被安裝在各自形成的通道內。在一個方面，閥體成形為當平板閥總成被裝配時，密封彈簧和密封元件被保持在通道內，例如圖27中所示。可選地，可以省略密封彈簧，并且密封元件的運動和密封功能可以由流過平板閥總成的流體控制。在其他方面，密封元件可以用緊公差裝配在其各自的通道內，使得密封元件的運動被大體上本限制，由此提供阻尼機構來防止密封元件的無約束運動。如可以了解的，平板閥總成或其他類似閥可以被提供且可以被配置成充當用于旋轉式壓縮機的排出閥。
[0140]根據(jù)各方面，旋轉式壓縮機可以包含:轉子，其具有外圍表面和轉子軸；以及外殼，其限定具有內壁表面的內部空腔，并且外殼可以被配置成繞與轉子軸不同心的外殼縱軸旋轉。轉子可以定位在外殼的內部空腔內。例如本文所述的閘門可以與轉子可滑動地安裝，并且閘門可以圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向運動，在第一位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第一距離處，而在第二位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第二距離處。在這個方面，第一端板和第二端板可以被提供且可以固定地附接或安裝到轉子。因此，當外殼繞外殼的縱軸旋轉時，轉子和端板可以保持或維持在靜止位置。這種旋轉式壓縮機可以用作例如壓縮機、泵、擴張器或其任何組合。
[0141]可以預期的是，可以使用兩個或更多個本文所述的旋轉式壓縮機來裝配復合設備，以產生可能期望的高壓比。在示例性方面，第一級旋轉式壓縮機可以使其一個或多個出口選擇性定位為與第二級旋轉式壓縮機的入口流體連通。在各方面，第二級可以是但不限于，許多已知的壓縮機設備中的任一個，例如離心式壓縮機、渦旋式壓縮機、往復式壓縮機、軸向渦輪壓縮機等。或者，可以預期的是，第一級可以包含已知的壓縮機或泵，如上文作為例證地所述的，并且隨后的級可以使用如根據(jù)本文的各方面所述的旋轉式壓縮機或其組合來裝配。這種多級式壓縮機可用作例如但不限于壓縮機、泵、擴張器、發(fā)動機或其任何組合。
[0142]參照圖4A、圖4B和圖11，可以裝配旋轉式壓縮機以包含如上所述的任何或所有組件。在一個方面，閘門可以通過將密封件致動器插入到閘門的錐形端部的孔中來裝配。頂部密封件和側密封件可以插入到閘門頂部處的三面槽的各自部分中。一個或多個閘門密封元件可以定位于在閘門的具有圓柱形橫截面形狀的部分內形成的凹槽內。在一個方面，提供了閘門的下偏心板和上偏心板，當下偏心板和上偏心板被定位在閘門內時，其限定了一對相對的支承面。因此，在一個方面，上偏心板和下偏心板可以定位在閘門的主體內。閘門然后可以插入到轉子的孔中。
[0143]根據(jù)各方面，可以預期的是，密封件致動器壓靠閘門側密封件，將閘門側密封件壓在第一端板和第二端板的內表面上。如上所述，由于閘門側密封件和閘門頂部密封件的構造和幾何形狀，閘門側密封件受到的橫向力在橫向方向上被轉移至閘門頂部密封件，由此將閘門頂部密封件壓在外殼的內壁表面上。這些壓緊力可以用于確保旋轉式壓縮機操作期間適當?shù)拿芊?。在一個方面，閘門側密封件受到的壓緊力在約0.01磅至約15.0磅之間的范圍內。在另一方面，閘門側密封件優(yōu)選地受到約4.0磅的力。根據(jù)另一方面，閘門頂部密封件受到的壓緊力在約2.0磅至約40.0磅之間的范圍內。在另一方面，閘門頂部密封件和閘門側密封件可以用替代的彈簧元件構造，以引起本文在上面所述的力。
[0144]在一個方面，TDC總成被提供且可以安裝在外殼內。TDC嵌入件可以定位在外殼內并且TDC拉桿的遠端可以插入到TDC表面密封件的凹口中，而TDC表面密封件的凹口進而可以插入到TDC嵌入件的凹槽中或TDC密封脊中。TDC側密封件可以同樣地插入到凹槽中，并且按鈕式密封件可以插入到TDC嵌入件的前表面和后表面上的各自的孔中。TDC橫桿可以插入到從外殼前表面延伸至外殼后表面的孔(例如，如圖21中所不的TDC橫桿出口)中。固定的彈簧元件和螺母可以從外殼的外表面插入，并且螺母可以緊固至TDC拉桿的遠端。一個或多個密封件可以定位在限定于外殼的前表面和/或后表面中的各自的槽內。如可以了解的是，在一個方面，TDC總成可以至少部分地與外殼成整體；因此，在這個方面，各種TDC總成的組件可以直接裝配在外殼內。
[0145]轉子(以及定位在其內的閘門)然后可以定位在外殼的內部空腔內。在一個方面，盡管轉子在外殼內做旋轉運動，但是整個轉子在外殼內的位置(即，由轉子旋轉軸的位置所限定的轉子相對于外殼縱軸的位置)以及相對于外殼的位置是固定的。因此，存在如下的一個點或位置:在這個點或位置處，轉子的外圍表面和外殼的內壁表面最接近，例如圖3中所示。在特定方面，這個點可以大體上等同于旋轉式壓縮機的上止點(TDC)位置?？梢灶A期的是，TDC密封元件，或更具體地說，TDC表面密封件，用于保持外殼的內壁表面與轉子的外圍表面之間的密封。
[0146]偏心軸和凸輪可以插入到轉子的中心定位的室內以及所限定的閘門的空心部中。凸輪可以沿偏心軸定位，使得其定位在閘門的空心部內，靠近由空心部限定的至少一個支承面。在一個方面，凸輪可以定位在閘門的上偏心板與下偏心板之間?？梢灶A期的是，根據(jù)各方面，凸輪的形狀可以選擇為通過轉子的孔而被約束在轉子內的閘門的徑向位置由凸輪與閘門空心部的至少一個支承面(例如，上偏心板和下偏心板)上的配合接觸點之間的接觸點限定。隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，閘門的圓周路徑由轉子的旋轉中心限定，并且閘門的徑向擴張由凸輪的幾何形狀固定。通過這種方式，閘門的遠端被約束為靠近外殼的內壁表面而間隔開，并且閘門的遠端被約束使不會以過大或不穩(wěn)定的力壓在外殼的內壁表面上。
[0147]在一個方面，凸輪被設計成閘門的遠端可以靠近外殼的內壁表面而保持一個間隔距離。在一個方面，閘門的遠端被約束為在約0.0001英寸至約0.2000英寸之間的約束范圍內、約0.0003英寸至約0.1500英寸之間的約束范圍內或約0.0005英寸至約0.1000英寸之間的約束范圍內靠近外殼的內壁表面而間隔開。在另一方面，閘門的遠端被約束為在外殼內表面直徑的0.01%與15.0%之間的約束范圍內靠近外殼的內壁表面而間隔開。
[0148]通過這種方式，閘門與外殼的內壁表面之間的磨損和接觸摩擦力可以被最小化或消除。如本文所述的，閘門的遠端與外殼的內壁表面(和/或第一端板和第二端板的內表面)之間的密封可以通過作用在閘門側密封件和閘門頂部密封件上的閘門密封件致動器的彈簧力來實現(xiàn)。在其他方面，閘門的遠端與外殼的內壁表面(和/或第一端板和第二端板的內表面)之間的密封可以通過由精確機械加工和裝配公差獲得的緊運行間隙來實現(xiàn)，由此產生了非接觸的密封功能且因此降低了摩擦和磨損。
[0149]偏心軸的近端部分可以穿過轉子前軸承插入在第一端板的軸內形成的孔中。類似地，偏心軸的遠端部分可以穿過轉子后軸承、穿過第二端板插入，并且插入到位于外殼后蓋內的配合孔中。在一個方面，外殼前墊片定位在外殼前蓋與外殼的前表面之間。如圖8中所示，外殼前墊片可以限定空隙，在這個空隙內，第一端板可以自由地旋轉。類似地，外殼后墊片可以定位在外殼后蓋與外殼的后表面之間，并且可以限定空隙，在這個空隙內，第二端板可以自由地旋轉?？蛇x地，如上所述，外殼前墊片和后墊片可以被消除，并且外殼前蓋和后蓋和/或外殼可以構造為當旋轉式壓縮機被裝配時提供各自的空隙。
[0150]可以預期的是，旋轉式壓縮機可以用常規(guī)的方式被接合在一起或裝配，例如但并不限于機械緊固件，機械緊固件例如但不限于螺釘、螺栓、鉚釘、夾具、帶有螺母的雙頭螺栓等，其任何組合。例如在圖6至圖8和圖10中所示的，外殼前蓋、外殼前墊片、外殼、外殼后墊片和外殼后蓋可以限定互補的緊固件孔。然而，也可以預期的是，外殼總成的任何數(shù)量的元件可以整體地一起形成為單個的機械零件或鑄件。
[0151]根據(jù)各方面，第一端板和第二端板可以分別固定地附接到轉子的第一側表面和第二側表面，使得其與轉子同時旋轉。在一個方面，第一端板和第二端板可以通過定位在限定于外殼的前表面和/或后表面內的各自的槽中的至少一個密封件大體上密封于外殼的前表面和后表面。在這個方面，如果第一端板和第二端板的內表面相對于轉子的旋轉是固定的，那么閘門側密封件相對于第一端板和第二端板的內表面軸向地上下平移，而不是相對于內表面擺動。通過這種方式，密封性能可以改進并且摩擦力可以減小。如可以了解的是，任何數(shù)量的密封件可以被用來提供位于轉子內的閘門的密封，以及提供閘門在外殼的內壁表面上的密封，并且可以預期的是，各方面可以包括比本文描述的更多或更少的密封件?？梢灶A期的是，在一些方面，一個或多個密封件通過例如但并不限于使用來自壓縮室或其他處發(fā)送的流體壓力、或者通過使用偏壓元件，或使用其組合而被壓在其配合面上。
[0152]根據(jù)其他方面，第一端板和第二端板可以固定地附接到外殼。例如，第一端板可以安裝到外殼的前表面，而第二端板可以安裝到外殼的后表面?？梢蕴峁嫾溆糜谠诘谝欢税迮c轉子的第一側表面之間以及第二端板與轉子的第二側表面之間提供大體上不透流體的密封。在這個方面，可以預期的是，閘門側密封件將相對于第一端板和第二端板的內表面“擺動”，而不是如在此根據(jù)各個其他方面所描述的，相對于其軸向地或橫向地移動。根據(jù)各方面，可以預期的是，可以提供更少的密封件(例如，閘門密封件、TDC密封件等)，并且可以通過在旋轉式壓縮機的組件之間的選定界面處的緊裝配公差來有效地實現(xiàn)密封。可選地，可以如下地構造無油壓縮機或真空泵:消除選定的密封元件，使得所需的性能可以通過閘門相對于外殼的精確定位來實現(xiàn)，即，通過將閘門定位成閘門的遠端保持在距離外殼選定的緊公差。這個方面可以通過降低典型的密封接觸點處的摩擦和磨損來實現(xiàn)更長的使用壽命。
[0153]在操作中，隨著轉子在外殼內旋轉，閘門總成圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向地運動，如上所述。當閘門的遠端靠近這樣的點——在這個點處，轉子和外殼最接近(即，大體上位于TDC位置處)——的時候，第一端板和第二端板的凸輪狀輪廓使得TDC橫桿向外地遠離外殼的內壁表面移動,這導致拉桿在TDC表面密封件上施加了拉力。由此，TDC表面密封件縮回至位于外殼的內壁表面處或位于外殼的內壁表面之下的位置。
[0154]根據(jù)另一方面，上述TDC表面密封件的縮回可以與閘門經過TDC位置的運動大體上一致，并且允許閘門經過TDC位置而同時最小化或消除在閘門頂部密封件與TDC表面密封件之間的任何接觸。因此，在第一端板和第二端板的每個中的凸輪狀伸出部可以被定位和構型為向TDC表面密封件提供預定量的升力，以防止其在閘門經過TDC位置時被閘門的任何部分碰到或接觸。
[0155]根據(jù)各方面，可以提供額外的構件來防止TDC表面密封件不利地接觸閘門頂部密封件。例如，TDC表面密封件可以相對于外殼的前表面和后表面成一定角度(如上所述)而定位，使得在閘門經過TDC位置時閘門頂部密封件和TDC表面密封件不平行(由此防止了兩個密封件之間的全面接觸)。TDC表面密封件成角度的定位可以進一步防止閘門頂部密封件卡住或落入到在配置成接收TDC表面密封件的TDC嵌入件中形成的凹槽或密封脊中。在另一方面，TDC表面密封件的縮回可以由閘門頂部密封件通過推力而引起，所述推力是由閘門頂部密封件在其經過且接觸TDC表面密封件時提供的，所述推力迫使TDC表面密封件縮回到TDC嵌入件的凹槽中。
[0156]根據(jù)另一方面，可以預期的是，TDC表面密封件可以是固定的密封件(即，其將保持靜止且不縮回到TDC嵌入件的凹槽或密封脊中)。在這個方面，閘門頂部密封件可以配置有用于在閘門頂部密封件經過“固定的” TDC表面密封件時，將閘門頂部密封件朝向外殼縱軸向內平移的構件。用于平移的構件可以包含位于偏心凸輪上的凸輪表面，所述偏心凸輪被配置成隨著轉子在外殼內的旋轉而相對于閘門的遠端控制閘門頂部密封件的位置。
[0157]由于TDC表面密封件、側密封件和TDC按鈕式密封件的幾何形狀和相對定位(例如圖22A至圖22B中所示)，TDC表面密封件的縮回運動可以引起TDC總成的其他組件中的運動。在一個方面，隨著TDC表面密封件通過拉桿的拉力縮回，TDC側密封件被向外推，而這進而引起了 TDC按鈕式密封件被向外推。
[0158]在操作中，在一個方面，TDC側密封件可以沿小接觸區(qū)域與各自的第一端板和第二端板嚙合，從而引起界面處的磨損。在一個方面，隨著TDC側密封件的磨損，其與TDC按鈕式密封件嚙合，這使TDC表面密封件以上的壓縮室密封。此外，在操作中，TDC側密封件在各自的TDC按鈕式密封件上施加壓力，以使其緊壓在各自的第一端板和第二端板的內表面上，這限制了 TDC側密封件抵靠和壓向第一端板和第二端板。在這個方面，TDC按鈕式和側密封件界面在各自的端板上的大的組合的表面積降低了施加的壓力，這可以有效地將磨損減小至最小量。在另一方面，TDC按鈕式和側密封件的這個例舉的實施方案確保了側密封件將大體上一直被壓在按鈕式密封件的內表面上，以使所需的密封最大化。
[0159]在操作中，流體進入(例如，空氣或其他氣體進入、液體進入等)經由上述的各種入口實現(xiàn)。例如，入口可以在外殼后蓋中形成，與在第二端板上形成的入口處于密封的流體連通狀態(tài)。第二端板的入口可以與轉子的入口流體連通。因此，流體(例如，空氣)可以進入到旋轉式壓縮機的吸入室中。如可以了解的是，在轉子的初始旋轉時，流體將被引入到旋轉式壓縮機的限定在閘門后的吸入室中。在初始旋轉結束時，當閘門經過TDC位置時，被引入到初始旋轉的吸入室中的流體變?yōu)殡S后旋轉的壓縮室中的流體。
[0160]例如，通過這個空氣(或其他流體)通路，空氣可以通過轉子的旋轉以及由轉子總成的運動(即，隨著閘門后的吸入室容積的擴張)產生的低壓(例如，真空)力被自然地泵送或引入至吸入室中。另外，通過使空氣穿過轉子的側表面進入到吸入室中，需要比已知壓縮機中要少的流動慣量來填充工作室。相反地，隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，空氣通過位于轉子側表面中的入口被“布置”到吸入室中。每個空氣中的離散元素進入到吸入室中而無需將額外的空氣推開，正如已知的提升閥和舌形閥的情況。替代地，每個空氣中的離散元素通過由轉子的運動產生的壓力梯度被“拉”到吸入室中。
[0161]在擴張操作模式中，流體流可以穿過轉子被傳送并且從其外圍出來穿過靠近閘門且位于閘門之后的端口進入到擴張室中。在這個方面，壓在閘門上的流體不必將其壓力通過所有之前注入的流體傳遞，而新充入的流體壓力總是靠近閘門的遠端和在閘門的遠端后面被輸送。
[0162]在另一方面，空氣(或其他流體)的進入允許轉子被進入的填充空氣冷卻，從而可以有助于提高根據(jù)本文所述的各方面裝配的旋轉式壓縮機的壽命和效率。
[0163]在一個方面，旋轉式壓縮機的壓縮比可以通過本文所述的入口和出口的選擇性定位來確定。轉子在旋轉式壓縮機內的整個旋轉可以提供接近完全360度的進入和壓縮“行程”。這可以通過入口和/或出口的選擇性定位來以固定的方式改變?？蛇x地，也可以通過使用移動的端口位置，使得旋轉式壓縮機的行程可以實時改變或變化。在這個方面，用以改變端口(入口、出口或兩者)相對于處于旋轉中的轉子的位置的常規(guī)擋板、滑動端口、套筒或類似構件可以被用來改變旋轉式壓縮機的行程。同樣地，可以預期的是，可以使用類似構件改變吸入室中吸入的流體量。
[0164]根據(jù)另一方面，如通過觀察閘門的近端部分在轉子孔內的軸向運動可以想象到的是，閘門的底部部分(即，閘門的與遠端相對的近端部分)可以用作控制閥、泵等。在這個方面，轉子孔可以是盲孔。因此，在孔的封閉底部部分，可以產生封閉的工作容積，其中閘門的上下軸向運動將使這個封閉的工作容積的容積擴張和收縮。通過并入泵或壓縮機的選定的閥門、端口以及類似組件，在孔的底部部分，這種擴張和收縮可以被用于實現(xiàn)泵或壓縮機的功能。同樣地，閘門的近端部分可以通過在選定位置處的轉子孔內形成的端口的使用而被用作滑動閥或套閥。
[0165]根據(jù)各方面，閘門的底部或近端部分可以被配置成充當額外的閘門，并且可以包含配置成與外殼的內壁表面接觸的閘門密封件總成(即，定位在閘門的近端的各自的槽中的閘門頂部密封件和閘門側密封件)。如可以了解的是，通過使閘門的數(shù)量加倍，位于旋轉式壓縮機內的室的數(shù)量可以加倍?？梢灶A期的是，可以在轉子和/或外殼內提供額外的入口和出口以影響流體流入和流出旋轉式壓縮機，從而使泵送效率最大化。根據(jù)另一方面，可以提供多個閘門以提高旋轉式壓縮機的吸入、壓縮和/或泵送功能。
[0166]現(xiàn)在參看圖28，圖示了旋轉式壓縮機的示例性潤滑系統(tǒng)。在一個方面，各自的第一端板和第二端板的徑向邊緣被配置成隨著轉子旋轉而穿過定位在已裝配的旋轉式壓縮機的下部內的油槽。附著在第一端板和第二端板的部分的油被帶入到已裝配的旋轉式壓縮機的上部。隨著油被帶入到上部，外殼密封件被潤濕，并且油被甩到在第一端板、第二端板和各自的外殼前蓋和后蓋之間的大體上打開的空隙中。這個示例性潤滑系統(tǒng)可以例如用于內部潤滑式壓縮機或泵。當然，可以預期的是，可以省略油槽，并且由旋轉式壓縮機壓縮或泵送的工作流體可以充當潤滑劑。在其他方面，潤滑劑可以與工作流體混合，以提供用于旋轉式壓縮機(包括各種密封件和接觸表面)的必要的潤滑。
[0167]根據(jù)各方面，可以提供用于冷卻旋轉式壓縮機的構件，例如但并不限于放置在外殼的外部、第一端板和第二端板的選定位置和/或其他位置的散熱片，使得周圍空氣可以進入到散熱片中，并且促進熱遠離裝置傳遞并進入周圍空氣。在其他方面，可以提供并入空氣至空氣、液體至空氣、空氣至液體或液體至液體的冷卻過程的特定冷卻回路，以達到所需的冷卻。
[0168]根據(jù)另一方面，進入的空氣可以穿過提供在旋轉式壓縮機的高溫組件中的通路而傳送以提高熱量流出這些區(qū)域并進入所述進入的氣流中。在一些方面，可以提供外部風扇以促進空氣流過旋轉式壓縮機?？蛇x地，可以利用油冷卻回路來提供所需水平的冷卻。在一些方面，可以在油冷卻回路中并入油分離器設備，在所述油分離器設備中出口空氣被調節(jié)，使得排出流內的任何夾在空氣中的油被除去、冷卻和再循環(huán)至所述設備。
[0169]如上所述，在一個方面，閘門的相對的支承面可以與偏心凸輪相互作用，以實現(xiàn)閘門在轉子內的軸向運動。根據(jù)另一方面，例如圖31、圖32A和圖32B中所示，連桿總成可以被提供為與偏心凸輪相互作用，以實現(xiàn)閘門的軸向運動。例如，如圖32A和圖32B中所示，連桿191 (例如但并不限于，帶有銷192)可以靠近閘門的遠端而附接到閘門260。連桿可以向下地延伸到閘門的空心部中。在一個方面，連桿延伸到空心部中的部分限定尺寸和形狀被設計為接收凸輪的孔。隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，連桿將同樣地繞凸輪旋轉，由此引起閘門在轉子孔內的軸向運動。
[0170]參看圖33A、圖33B和圖34，根據(jù)另一方面，閘門的軸向運動可以通過閘門360內的凸輪從動機構來實現(xiàn)。在這個方面，可以預期的是，凸輪328可以具有任何形狀，例如但并不限于圖33A中所示的非圓形形狀。包含輥393的凸輪從動機構可以提供在閘門內，其中輥延伸到閘門的空心部中以與凸輪相互作用。如圖33B和圖34中所示，彈簧394可以被提供用于將輥壓迫至凸輪的表面。隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，輥將跟隨凸輪運動，由此引起閘門在轉子孔內的軸向運動。如圖中所示，可以預期的是，在這個方面，外殼可以限定內部空腔，所述內部空腔具有任何橫截面形狀，例如但并不限于圖33A中所示的非圓形形狀。
[0171]如示例性地所示的，在本文描述的各個實施方案中，可以預期的是，外殼的內部空腔的形狀可以選定為與凸輪的形狀互補，反之亦然，使得隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，閘門的遠端可以被約束為靠近外殼的內壁表面而間隔開。
[0172]根據(jù)各個其他方面，旋轉式壓縮機可以包含閘門總成，所述閘門總成包含一個或多個閘門，和/或包含配置成靠近外殼的內壁表面而間隔開的一個或多個端部。例如，如圖35A和圖35B中所示，旋轉式壓縮機可以包含雙端閘門460。在這個方面，轉子的孔可以被配置成完全地穿過轉子延伸以接收雙端閘門460，并且雙端閘門可以可滑動地與轉子450安裝且在其中可軸向移動。雙端閘門可以具有遠端和相對的近端。雙端閘門可以在轉子孔內圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向運動，在第一位置雙端閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第一距離處，而在第二位置雙端閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第二距離處?？梢灶A期的是，在第一位置，雙端閘門的近端定位在距離轉子的外圍表面大體上第二距離處，而在第二位置，雙端閘門的近端定位在距離轉子的外圍表面大體上第一距離處。隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，雙端閘門的遠端和近端中的每個可以被約束為靠近外殼的內壁表面而間隔開。
[0173]在一個方面，轉子450的外圍表面的至少部分、外殼410的內壁表面的部分以及靠近雙端閘門的遠端的雙端閘門460的變化部分限定隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉而改變容積的第一壓縮室。類似地，轉子的外圍表面的至少部分、外殼的內壁表面的部分以及靠近雙端閘門的近端的雙端閘門的變化部分限定隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉而改變容積的第二壓縮室。
[0174]根據(jù)另一方面，至少一個入口 475可以在雙端閘門總成內形成。在特定方面，入口在雙端閘門的遠端和近端的每個中形成。在一個方面，遠端可以限定與第一壓縮室流體連通的至少一個入口。在另一方面，近端可以限定與第二壓縮室流體連通的至少一個入口。根據(jù)另一方面，遠端和近端中的每個可以限定分別與第一壓縮室和第二壓縮室流體連通的至少一個入口。
[0175]根據(jù)各方面，旋轉式壓縮機可以進一步包含用于選擇性地打開和關閉位于雙端閘門的各自的遠端和近端內的至少一個入口的構件。例如但并不旨在限制，如圖35B的的橫截面圖中所示，雙端閘門的入口 475可以被配置成在雙端閘門在轉子孔內的軸向運動中，在預定位置處與旋轉式壓縮機的端板(例如但并不限于第二端板451b)的各自的入口 457對齊。在這個預定位置處，閘門入口 475可以在第二端板的入口與第一壓縮室或第二壓縮室中的各自的一個之間提供進入通路。隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，由此實現(xiàn)雙端閘門在轉子孔內的軸向運動，基于閘門入口 475與端板入口 457分別地對齊或沒有對齊，進入通路可以選擇性地打開和關閉。
[0176]如圖36中所示，雙端閘門460可以限定空心部461，空心部461具有配置成與凸輪428的部分選擇性接觸的至少一個支承面。雙端閘門的遠端和相對的近端可以各自限定用于接收各自的閘門頂部密封件466的各自的槽464。在一個方面，閘門頂部密封件466可以是一體式密封件，其被配置成分別提供閘門相對于第一端板和第二端板以及外殼的內壁表面的側密封和頂部密封。可選地，可以提供閘門頂部密封件和側密封件，例如參照關于圖18A所述的閘門而討論的。根據(jù)另一方面，雙端閘門總成的每個端部可以限定用于接收各自的閘門密封元件472的至少一個凹槽471。
[0177]在一個方面，TDC總成可以提供在外殼內，例如如上所述。當然，可以預期的是，例如圖35A和35B中所示的外殼可以提供為不包括TDC總成。在這個方面，外殼和轉子和/或閘門之間的密封可以通過精密制造公差或其他方式來提供。
[0178]如上所述，具有雙端部分的閘門可以形成為一體式雙端閘門總成?？蛇x地，例如參照圖37和圖38，雙閘門總成可以提供為包含第一閘門部分560a和第二閘門部分560b，每個都與偏心凸輪528操作性地配合。第一閘門部分和第二閘門部分中的每個可以包含各自的遠端部分，所述遠端部分隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，可以被約束為靠近外殼的內壁表面而間隔開。如上文參照示例性閘門總成160所述，雙閘門總成的每個閘門部分560a、560b可以限定空心部，所述空心部具有配置成與凸輪528的部分選擇性接觸的至少一個支承面。至少一個支承面可以包含一對相對的支承面，且這對相對的支承面在閘門部分的每個中被機械加工出來，和/或由例如如上所述的上偏心板和下偏心板來提供。在一個方面，第一閘門部分和第二閘門部分中的每個可以包含至少部分彎曲的一對相對的支承面，例如參照圖17中所示的閘門所述的。隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，第一閘門部分560a和第二閘門部分560b中的每個可以與凸輪528可操作地配合，以實現(xiàn)第一閘門部分和第二閘門部分在轉子孔內的軸向運動，由此有效地控制了每個閘門部分的遠端相對于外殼的內壁表面的位置。
[0179]根據(jù)另一方面，旋轉式壓縮機可以包含四閘門總成660，例如圖39和圖40中所示。在一個方面，四閘門總成可以包含兩個雙面閘門總成，每個具有相對的端部并且限定大體上中心的空心部，所述空心部具有配置成與凸輪628的部分選擇性接觸的至少一個支承面。雙面閘門總成可以定位為大體上相互垂直，使得凸輪定位在每個雙面閘門總成的空心部內。根據(jù)一個方面，轉子650的外圍表面的至少部分、外殼610的內壁表面的部分，以及靠近雙面閘門總成的每個端部的四閘門總成660的變化部分可以限定多個吸入室和/或壓縮室。
[0180]根據(jù)各方面，密封元件和密封總成被提供用于旋轉式壓縮機，例如但不限于本文所述的那些。如圖43A至圖43C中所示，提供密封元件1023。密封元件1023可以具有裂縫1023-1和外部周向槽723-5，外部周向槽723-5被提供以接收偏壓元件，例如，圖44C中所示的彈簧1095。密封元件1023可以具有在一側的斜面輪廓1023-3，如圖43C中所示。密封元件也可以具有密封面1023-2，其在旋轉式壓縮機被裝配時接觸轉子端板(例如，轉子端板1051a或1051b，如圖44A至圖44C中所示)。
[0181]在一些方面，密封面1023-2的一部分可以被除去或切除以產生出口 1023-4。出口可以例如在密封元件的動態(tài)功能中實現(xiàn)所需的壓力平衡。壓力平衡被暴露于相等的高壓下的端面面積的量控制。例如，如果密封件的前部具有I平方單位的表面積并且減輕50% (經由出口 1023-4)，那么50%暴露于高壓下，并且50%在具有減小的壓力梯度輪廓的面上。密封件的背部使其100%的面暴露于高壓下。因此，壓力平衡為50% (前部上減輕50%會在相對的矢量力上抵消背部的50%，其中剩余平衡為50% )。在另一實例中，如果前部減輕80%，那么這將導致抵消背面上80%的壓力，從而留下20%壓力平衡。
[0182]參看圖44A至圖44C，提供示例性旋轉式壓縮機，其具有外殼1010和具有一對轉子端板1051a、1051b的轉子1050。如圖44A和圖44C中可以看出，外殼可以具有形成在其中的尺寸和形狀被設計為接收密封總成的槽1022，所述密封總成包含密封元件1023和彈簧1095。槽1022可以成形為具有與密封元件的斜面輪廓1023-3配合的斜面輪廓1022-3。通過將密封元件1023和彈簧1095定位在槽1022中，可以看出密封元件通過周向彈簧1095的關閉壓力被壓在轉子端板1051a上，這個關閉壓力由于每個配合的斜面輪廓而使密封元件相對于外殼向外滑動。密封元件相對于外殼的這種向外運動使密封元件接觸密封元件與之相鄰定位的各自的轉子端板并對其提供密封。密封元件的斜面輪廓與外殼的角度可以被選擇以在密封元件與轉子端板之間提供選定的閉合力，從而使密封性能與在密封元件和轉子端板之間產生的摩擦阻力保持平衡。如可以了解的，提供密封元件1023中的裂縫1023-1以允許密封元件通過彈簧1095周向壓縮。
[0183]根據(jù)各方面，密封元件可以周向釘在或以其他方式保持在適當位置以防止其在旋轉式壓縮機的操作期間旋轉。在另一方面，具有小直徑的銷，或被機械加工或塑造于密封件中的伸出部可以與外殼中的互補特征部連接，由此防止密封件由于接觸旋轉端板而旋轉。
[0184]在其他方面，與密封元件的斜面輪廓1023-3配合的斜面輪廓或斜坡可以提供在轉子上，以使得密封元件的密封面1023-2作用在固定表面上。在一些方面，密封元件可以固定到外殼。在其他方面，密封元件可以與端板自由旋轉。在其他方面，密封元件可以通過使密封件失去平衡以“粘住”端板而被促使與端板旋轉。
[0185]根據(jù)各個其他方面，可以通過選擇密封元件本身的材料來提供將密封元件移動到轉子的偏置力。換句話說，密封元件可以由彈性或半彈性材料形成，使得材料的彈性恢復沿著密封元件的圓周提供壓縮力以使密封元件滑出外殼中的槽并緊靠轉子。在這個方面，密封元件將不包含裂縫1023-1，但將替代地是一體式圓形件。在一些方面，密封元件可以由塑料合金形成。
[0186]流體壓力也可以用于將力施加到密封元件的背面(即，密封元件的與密封面相對的面)以使密封元件偏向相對的密封表面(例如轉子)。在其他方面，流體壓力、偏壓元件(例如彈簧)和/或動態(tài)摩擦力的組合可以被用來使密封元件偏向相對的密封表面。
[0187]在一些方面，多個密封元件可以用于實現(xiàn)所需的密封性能水平。例如，多個同心槽可以形成在外殼中，其中各自的密封元件和/或密封總成定位在每個槽中。在其他方面，至少一個配合表面可以被涂布或電鍍以實現(xiàn)改進的滑動性能、減少的磨損或其組合。在這個實施方案中，配合表面可以包括密封面1023-2、轉子的相對的密封表面、密封元件和外殼的配合或合作斜面、密封元件被定位在其中的槽的表面中的一個或多個。
[0188]根據(jù)其他方面，密封元件的密封面可以具有圖案化凹槽，其被機械加工、蝕刻或以其他方式形成在表面中以產生非接觸的密封表面。
[0189]實驗
[0190]原型旋轉式壓縮機如在圖4A和圖4B中所示被構造。外殼的內部空腔的內徑為129.5mm。旋轉式壓縮機的工作容積為98cm3，并且余隙容積為3.8cm3，形成壓縮比為26:1。使用旋轉式壓縮機來執(zhí)行一些試運行，并且這些試運行的數(shù)據(jù)在圖41中示出。如可以看至IJ，在帶有進入閥下在轉速為1800rpm和2000rpm時執(zhí)行試運行；在不帶有進入閥下在轉速為1800rpm和2000rpm時執(zhí)行額外的試運行。容積效率(ηνο?)和等熵效率(n is)使用以下方程式計算:

Hlact.Va
[0191]Tjvol =—~1

Vth

mact-lh^ -hA
[0192]η?5=——^^-

/V comp
[0193]其中是所測得的質量流率(kg/s) ; V1是在狀態(tài)點I時的比容(m3/kg) ; 是理論上的容積流率(m3/s)屯是在狀態(tài)點I時的焓值(kj/kg) ;h2s是在狀態(tài)點2時等熵壓縮過程的焓值(kj/kg);以及l(fā)/k。-是壓縮機的輸入功率(W)。
[0194]執(zhí)行額外的測試以測量原型的“零流量”壓力能力。在1200rpm時，記錄了超過38:1的壓力比。這個測試的結果可以參見圖42。
[0195]實例
[0196]本發(fā)明的實施包含一種旋轉式壓縮機，其包含外殼，所述外殼限定具有內壁表面的內部空腔，其中外殼具有相對于等分內壁表面的外殼平面橫向延伸的外殼縱軸，并且其中外殼進一步包含第一密封總成；轉子，其具有外圍表面并且定位在外殼的內部空腔內，轉子被配置成繞與外殼縱軸不同心的轉子旋轉軸旋轉，其中轉子具有第一側表面和相對的第二側表面，并且其中轉子進一步包含一對端板，其被安裝到轉子的各自的第一側表面和第二側表面并且隨著各自的第一側表面和第二側表面旋轉；以及具有遠端的閘門，閘門可滑動地與轉子安裝并且圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向運動，在第一位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第一距離處，而在第二位置閘門的遠端定位在距離轉子的外圍表面第二距離處，其中閘門的遠端被約束為隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉，靠近外殼的內壁表面而間隔開；其中轉子的外圍表面的至少部分、內壁表面的部分，以及靠近閘門的遠端的閘門的變化部分限定隨著轉子繞轉子旋轉軸旋轉而改變容積的壓縮室。在另一方面，第一密封總成包含密封元件。在另一方面，密封元件可以被配置成具有彈性特性，其可操作以促使密封元件接觸轉子的一個表面的至少一部分。在替代方面，第一密封總成可以進一步包含偏壓部件，其可操作以促使密封元件接觸轉子的一個表面的至少一部分。在其他方面，偏壓部件可以周向定位在密封元件周圍，并且更進一步，偏壓部件可以是彈簧。在另一方面，外殼可以進一步包含槽，并且第一密封總成可以定位在槽中。在另一方面，密封元件的至少一個表面可以有斜面，并且槽的合作配合表面可以有斜面。在另一方面，密封元件可以進一步包含斜面和密封面。在另一方面，密封面的一部分可以被除去以形成密封面出口。在另一方面，轉子可以具有與壓縮室流體連通的至少一個入口。在另一方面，閘門可以具有與壓縮室流體連通的至少一個入口。在另一方面，旋轉式壓縮機可以進一步包含用于選擇性地打開和關閉閘門內的至少一個入口的構件。在另一方面，外殼可以具有與壓縮室流體連通的至少一個入口。在另一方面，外殼可以具有與壓縮室流體連通的至少一個出口。在另一方面，閘門可以具有與壓縮室流體連通的至少一個出口。在另一方面，轉子可以具有與壓縮室流體連通的至少一個出口。在另一方面，凸輪可以繞凸輪軸被定位在內部空腔中，并且被配置成選擇性地嚙合閘門的部分，以實現(xiàn)閘門圍繞以及在各自的第一位置與第二位置之間軸向運動。在另一方面，閘門的遠端可以限定槽，并且可以進一步包含第二密封總成，其包含可在閘門的槽內移動的至少一個平面部件。在另一方面，這對端板中的至少一個可以限定與壓縮室流體連通的入口。
[0197]本發(fā)明的實施也可以包含一種密封元件，所述密封元件包含:周向裂縫，其被配置成允許周向壓縮密封元件；外部周向槽，其被配置成接收偏壓元件；斜面輪廓，其被配置成與形成在提供于外殼中的槽中的配合斜面輪廓合作；以及密封面，其被定位成鄰近斜面輪廓。
[0198]本發(fā)明的實施也可以包含一種密封總成，其包含密封元件，所述密封元件進一步包含:周向裂縫，其被配置成允許周向壓縮密封元件；外部周向槽，其被配置成接收偏壓元件；以及斜面輪廓，其被配置成與形成在提供于外殼中的槽中的配合斜面輪廓合作；以及密封面，其被定位成鄰近斜面輪廓并與密封元件的背面相對，并且被配置成接觸配合表面；以及偏壓部件，其被定位成與密封元件周向接觸，并且被配置成促使密封元件與配合表面密封接觸。在其他方面，密封面的一部分可以被除去以形成密封面出口。在其他方面，密封元件的背面進一步包含背面表面區(qū)域，并且其中密封面出口包含一定百分比的背面表面區(qū)域。
[0199]對于本領域技術人員將很明顯的是，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可以對本發(fā)明做出各種修改和變化。通過考慮本文所公開的本發(fā)明的說明書和實踐，本發(fā)明的其他方面對于本領域技術人員將是很明顯的。意圖是說明書和實例僅被視為示例性的，并且以下的權利要求書指示了本發(fā)明的真實范圍和精神。
【權利要求】
1.一種旋轉式壓縮機，其包含: 外殼，其限定具有內壁表面的內部空腔，其中所述外殼具有相對于等分所述內壁表面的外殼平面橫向延伸的外殼縱軸，并且其中所述外殼進一步包含第一密封總成； 轉子，其具有外圍表面并且定位在所述外殼的所述內部空腔內，所述轉子被配置成繞與所述外殼縱軸不同心的轉子旋轉軸旋轉，其中所述轉子具有第一側表面和相對的第二側表面，并且其中所述轉子進一步包含一對端板，其被安裝到所述轉子的所述各自的第一側表面和所述第二側表面并且隨著所述各自的第一側表面和所述第二側表面旋轉；以及 具有遠端的閘門，所述閘門可滑動地與所述轉子安裝并且圍繞以及在第一位置與第二位置之間軸向運動，在所述第一位置所述閘門的所述遠端定位在距離所述轉子的所述外圍表面第一距離處，而在所述第二位置所述閘門的所述遠端定位在距離所述轉子的所述外圍表面第二距離處，其中所述閘門的所述遠端被約束為隨著所述轉子繞所述轉子旋轉軸旋轉，靠近所述外殼的所述內壁表面而間隔開； 其中所述轉子的所述外圍表面的至少部分、所述內壁表面的部分，以及靠近所述閘門的所述遠端的所述閘門的變化部分限定隨著所述轉子繞所述轉子旋轉軸旋轉而改變容積的壓縮室。
2.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述第一密封總成包含密封元件。
3.如權利要求2所述的旋轉式壓縮機，其中所述密封元件被配置成具有彈性特性，其可操作以促使所述密封元件接觸所述轉子的一個表面的至少一部分。
4.如權利要求2所述的旋轉式壓縮機，其中所述第一密封總成進一步包含偏壓部件，其可操作以促使所述密封元件接觸所述轉子的一個表面的至少一部分。
5.如權利要求4所述的旋轉式壓縮機，其中所述偏壓部件周向定位在所述密封元件周圍。
6.如權利要求5所述的旋轉式壓縮機，其中所述偏壓部件是彈簧。
7.如權利要求2所述的旋轉式壓縮機，其中所述外殼進一步包含槽，并且所述第一密封總成定位在所述槽中。
8.如權利要求7所述的旋轉式壓縮機，其中所述密封元件的至少一個表面有斜面，并且所述槽的合作配合表面有斜面。
9.如權利要求2所述的旋轉式壓縮機，其中所述密封元件進一步包含斜面和密封面。
10.如權利要求9所述的旋轉式壓縮機，其中所述密封面的部分被除去以形成密封面出口。
11.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述轉子具有與所述壓縮室流體連通的至少一個入口。
12.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述閘門具有與所述壓縮室流體連通的至少一個入口。
13.如權利要求12所述的旋轉式壓縮機，其進一步包含用于選擇性地打開和關閉所述閘門內的所述至少一個入口的構件。
14.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述外殼具有與所述壓縮室流體連通的至少一個入口。
15.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述外殼具有與所述壓縮室流體連通的至少一個出口。
16.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述閘門具有與所述壓縮室流體連通的至少一個出口。
17.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述轉子具有與所述壓縮室流體連通的至少一個出口。
18.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其進一步包含凸輪，所述凸輪繞凸輪軸被定位在所述內部空腔中，并且被配置成選擇性地嚙合所述閘門的部分，以實現(xiàn)所述閘門圍繞以及在所述各自的第一位置與所述第二位置之間的軸向運動。
19.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述閘門的所述遠端限定槽，并且進一步包含第二密封總成，其包含可在所述閘門的所述槽內移動的至少一個平面部件。
20.如權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其中所述對端板中的至少一個限定與所述壓縮室流體連通的入口。
21.一種密封元件，其包含: 周向裂縫，其被配置成允許周向壓縮所述密封元件； 外部周向槽，其被配置成接收偏壓元件； 斜面輪廓，其被配置成與形成在提供于外殼中的槽中的配合斜面輪廓合作；以及 密封面，其被定位成鄰近所述斜面輪廓。
22.—種密封總成,其包含 密封元件，其進一步包含: 周向裂縫，其被配置成允許周向壓縮所述密封元件； 外部周向槽，其被配置成接收偏壓元件；以及 斜面輪廓，其被配置成與形成在提供于外殼中的槽中的配合斜面輪廓合作；以及密封面，其被定位成鄰近所述斜面輪廓并與所述密封元件的背面相對，并且被配置成接觸配合表面；以及 偏壓部件，其被定位成與所述密封元件周向接觸，并且被配置成促使所述密封元件與配合表面密封接觸。
23.如權利要求22所述的密封總成，其中所述密封面的部分被除去以形成密封面出□。
24.如權利要求23所述的密封總成，其中所述密封元件的所述背面進一步包含背面表面區(qū)域，并且其中所述密封面出口包含一定百分比的所述背面表面區(qū)域。
【文檔編號】F04C2/344GK104204527SQ201380017773
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權日:2012年3月1日
【發(fā)明者】喬治·T·肯普, 約瑟夫·S·奧羅茲, 克雷格·R·布萊德肖 申請人:托拉德機械有限公司