專利名稱：渦卷型機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦卷型機(jī)器，特別是其渦卷的構(gòu)型能減少該機(jī)器操作時(shí)的噪音和磨損的機(jī)器。
渦卷式機(jī)器一般包括配套的第一、第二渦卷構(gòu)件，它們有各自的端板，在它們上面直立的螺旋渦卷葉相互插入其中，相互嚙合的渦形卷基本上是線性嚙合，于是，當(dāng)一個(gè)渦形卷圍繞另一個(gè)作軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，將形成容積變化的運(yùn)動(dòng)空間，這種機(jī)器可以是泵、壓縮機(jī)或擴(kuò)散器。
一些渦卷機(jī)器在操作中產(chǎn)生令人討厭的噪聲。試圖尋找噪聲原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，在機(jī)器制造過(guò)程中，機(jī)械力使得一個(gè)或兩個(gè)螺旋渦卷葉的外自由端輕微地沿徑向向外彎曲。機(jī)器加工完成后，自由端又彈回其原來(lái)的位置，這樣就導(dǎo)致輕微的不能對(duì)正的凸起，當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，此突起可能在有關(guān)的渦形卷之間引起不當(dāng)?shù)膰Ш稀Ａ硗?，?dāng)渦形卷加工為沒(méi)有自由端的完整表面時(shí)，工具的彎曲而不是渦形卷的彎曲會(huì)發(fā)生，而最終結(jié)果是一樣的，這個(gè)線接觸不僅會(huì)造成呯呯的敲擊噪聲，而且也耗損渦卷的部件，同時(shí)加重了曲軸的負(fù)擔(dān)。即使渦卷葉的末端沒(méi)有被弄變形，也證明這里是機(jī)器產(chǎn)生噪音的區(qū)域。噪音也可能由于某點(diǎn)突然的動(dòng)力變化所致，這種變化發(fā)生在操作過(guò)程中的兩個(gè)渦卷葉的內(nèi)端與出口首次接觸和/或彼此分離時(shí)。
本發(fā)明的首要目的是提供一種渦卷型機(jī)器，以解決前面所提到的噪音和磨損問(wèn)題。這種解決方法既簡(jiǎn)單又不昂貴，同時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致這種機(jī)器的效率有任何重大的損失。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及進(jìn)一步的描述通過(guò)下面的說(shuō)明書及附圖能很清楚地看出。


圖1是密封渦卷式壓縮機(jī)的渦卷葉部分的垂直剖面圖，它將本發(fā)明的原理具體表現(xiàn)出來(lái)了。
圖2是沿著圖1中剖面線2-2剖切的剖面圖。
圖3和4是圖2局部的放大截面圖，它放大地展示了渦卷葉的功能部分的外端。
盡管本發(fā)明的原理能用到許多不同類型的渦卷機(jī)器上，這里所討論的是具有一對(duì)相同形狀(圓形漸開(kāi)螺旋線)葉片的密封式機(jī)器，一個(gè)葉片不運(yùn)動(dòng)而另一個(gè)通過(guò)曲軸驅(qū)動(dòng)作有規(guī)律的軌道運(yùn)動(dòng)，這種機(jī)器特別適用于空調(diào)和冷凍中致冷劑壓縮，此類型的機(jī)器記載于受讓人的未授權(quán)的申請(qǐng)書，該申請(qǐng)的序號(hào)為No.899003，申請(qǐng)日為1986年8月22日，其題目為《渦卷式機(jī)器》，本說(shuō)明書中引用了其中的一些內(nèi)容作為參考說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思而成的具有代表意義的渦卷壓縮機(jī)10，具體包括一個(gè)壓縮氣體的渦卷機(jī)構(gòu)12，一個(gè)馬達(dá)(圖未示)，一個(gè)垂直安置的曲軸，在其一端包括一個(gè)曲柄銷14，以便將渦卷部件通過(guò)驅(qū)動(dòng)套15可傳動(dòng)地連接到馬達(dá)上，一個(gè)壓縮機(jī)體16，一個(gè)包住所有上述部件的外殼18，渦卷組件12包括一個(gè)沿軌道運(yùn)行的渦卷構(gòu)件20，而后者又包括一個(gè)底平面22和一個(gè)直立插入其中的具有所需形狀(例如，圓形漸開(kāi)螺旋線形)的渦卷葉24，一個(gè)不動(dòng)的渦卷構(gòu)件26，它包括有一個(gè)渦卷端平面28和一個(gè)直立插入其中的具有相似形狀的渦卷葉30，壓縮機(jī)體16通過(guò)一般的推力表面31支撐有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的底端面22。渦卷部件還包括位于中央的出料口32，它位于不動(dòng)的底端面28之上，渦卷組件還有一個(gè)具有相似形狀并位于作軌道運(yùn)動(dòng)的底平面22上的流體輸送凹槽33和一個(gè)抽取進(jìn)口34。
渦卷葉24和30的有效端部分別被設(shè)置在一條直徑上的相對(duì)的“x”和“y”軸線上，渦卷葉24的端部在36處，渦卷葉30的端部在38處，(后一個(gè)渦卷葉順著圓弧繼續(xù)向外延伸形成了抽吸通道，但是所延伸的部份由于它不同作有規(guī)律運(yùn)動(dòng)的渦卷葉相嚙合，所以沒(méi)起到渦卷葉的作用)。不動(dòng)渦卷葉30的內(nèi)端部標(biāo)示為40，軌道運(yùn)動(dòng)渦卷葉24的內(nèi)端標(biāo)示為42。
按照本發(fā)明的改進(jìn)能夠給帶來(lái)益處，這就是將每個(gè)渦卷葉與另一個(gè)渦卷葉外端嚙合處的外表面削去一些以改變其嚙合情形。如圖所示有規(guī)律碩奈芯硪 4有一個(gè)在靠近其徑向外自由端36處的在徑向外表面上切除或切削過(guò)的加工表面50，它始于渦卷葉自由端A并延伸了大約180度～190弧度到達(dá)點(diǎn)B剛好過(guò)了“Y”軸，接著的是按一定斜率由點(diǎn)B到點(diǎn)C徑向向外傾斜(大約20度的弧度)的斜面52，C點(diǎn)位于渦卷葉的實(shí)際漸開(kāi)螺旋線上，虛線“D”(圖4)表示作有規(guī)律運(yùn)動(dòng)渦卷葉24的外側(cè)表面沒(méi)有按照本發(fā)明那樣被削去一部份時(shí)的情形。
同樣，不運(yùn)動(dòng)的渦卷葉30有一個(gè)被削去了一部分而形成的表面60，它位于點(diǎn)E和點(diǎn)F之間，延伸大約8～9度的弧度，表面62是位于點(diǎn)“F”至點(diǎn)“G”之間，它是按照一恒定斜率徑向向外傾斜的斜面，延伸大約20～21度的弧度。G點(diǎn)代表渦卷葉30恢復(fù)到其原始形狀及厚度的點(diǎn)。虛或H(圖3)表示沒(méi)有按照本發(fā)明切削時(shí)的不動(dòng)渦卷葉30的漸開(kāi)螺旋線側(cè)表面的情形。
改進(jìn)了的表面50和60借助于對(duì)渦卷葉的機(jī)械切削很輕微地沿徑向向內(nèi)偏移一點(diǎn)(例如渦卷機(jī)器的整個(gè)運(yùn)動(dòng)渦卷葉軌道外緣直徑約為85mm時(shí)偏移0.04mm)這樣就削成了一個(gè)類同于一般漸開(kāi)螺旋線表面的偏移表面。其泄漏量很小，原因是偏移很小，同時(shí)這個(gè)部分屬于機(jī)器的低壓區(qū)。
將靠近渦卷葉內(nèi)端的一部份渦卷葉削去一部份也會(huì)收到良好的效果。即在運(yùn)動(dòng)的渦卷葉24上有一部分沿徑向向內(nèi)陷的表面，它是將鄰近于內(nèi)自由端42的部分渦卷葉面沿徑向削掉或減少一部分以減少該部分渦卷葉的厚度。削去的一部分形成了一個(gè)改造過(guò)的表面64，它位于點(diǎn)“J”到點(diǎn)“K”之間，是按照一恒定的斜率沿徑向向外斜削而成。同樣，在不動(dòng)渦卷葉30上也有沿徑向向內(nèi)陷的加工表面，它是將鄰近徑向內(nèi)自由端40的部分渦卷葉面沿徑向削掉以減小部分渦卷葉的厚度，削掉的一部分形成了改進(jìn)的表面66，它是以點(diǎn)“L”到點(diǎn)“M”按照一定斜率徑向地向外傾斜的斜面。點(diǎn)“J”和“L”位于渦卷葉側(cè)面上的渦卷葉通常分離點(diǎn)的徑向稍靠外的地方，最好是位于出口32和凹槽33開(kāi)口的地方。出口32(以及相應(yīng)的凹槽33)的構(gòu)造，詳細(xì)地記載于受讓人的題目為《渦卷式機(jī)器中央出口》的申請(qǐng)案中，該申請(qǐng)是以加里J.安德森的名義而申請(qǐng)的，具體記載于其中的情報(bào)可以作為參考。如果渦形卷具有真實(shí)的螺旋漸開(kāi)線側(cè)表面，則點(diǎn)“K”和“M”位于渦形卷正常分離點(diǎn)稍微徑向向內(nèi)處，在圖中很大程度放大了的改進(jìn)了的斜面使渦卷葉的末端可以很光滑地從負(fù)載到卸載來(lái)回滑動(dòng)，在斜面上的泄漏也不會(huì)成為問(wèn)題，因?yàn)榇藭r(shí)出口已經(jīng)打開(kāi)。
按照該方法對(duì)渦卷側(cè)表面進(jìn)行改進(jìn)，證明是可以減少噪音和損耗的，同時(shí)也使得機(jī)加工過(guò)程中不要很高的精度，能加快加工速度，這樣就降低了成本。
很明顯所記載的本發(fā)明的具體實(shí)施方案具有上述眾多的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明也容易在不離開(kāi)其適用范圍或沒(méi)超出后面權(quán)利要求的含意上進(jìn)行修改、變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種渦卷型機(jī)器包括有，第一和第二個(gè)渦卷部件，所說(shuō)的渦卷部件各自包括一個(gè)具有向外凸出的螺旋形渦卷葉的端板，各個(gè)所說(shuō)的渦卷葉具有有效的側(cè)面和徑向內(nèi)端部分，以及外部和中心部分，用于引入和排出流體，所說(shuō)的渦卷葉片相互插入其中，使得所說(shuō)的渦卷葉的有效側(cè)面相互在多處嚙合，形成了多個(gè)空間，當(dāng)一個(gè)所說(shuō)渦卷構(gòu)件相對(duì)于另一個(gè)所說(shuō)的渦卷構(gòu)件作有規(guī)律的軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，所說(shuō)的各個(gè)空間將在所說(shuō)的進(jìn)出口之間運(yùn)動(dòng)，借助所說(shuō)進(jìn)口使流體進(jìn)入所說(shuō)空間之一，然后通過(guò)所述的中心部分后從排出口排出流體，其特征在于，它有第一個(gè)凹陷的表面，它位于所說(shuō)的渦卷葉之一的外側(cè)面，所說(shuō)的向內(nèi)凹陷的表面從一點(diǎn)開(kāi)始沿著所說(shuō)的側(cè)面周向延伸，所述的這一點(diǎn)剛好位于另一渦卷葉側(cè)面的外端的周向外側(cè)，渦卷葉上除了凹陷的表面外就是有效側(cè)面。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中所述的有效表面具有一定的外形，所說(shuō)的凹陷表面平行于所說(shuō)的外形，并徑向向內(nèi)凹陷。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)器，其中所說(shuō)的外形是一幾何形狀的漸開(kāi)螺旋線形。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)器，其中所說(shuō)的幾何形狀是圓形。
5.權(quán)利要求2中所述幕鰨渲興齙撓行Р嗝嬗邢嗤耐廡巍
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，它還包括有一個(gè)斜面，它位于所述的凹陷表面的周向內(nèi)端和鄰近的所述渦卷葉上的有效側(cè)面之間。
7.如權(quán)利要求6中所述的機(jī)器，其中所述的斜面是按照恒定的變化率沿徑向向外延伸。
8.如權(quán)利要求1中所述的機(jī)器，其中所述的兩個(gè)渦卷葉上都有凹陷的表面。
9.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，還包括有第二個(gè)凹陷的表面，所說(shuō)的第二個(gè)凹陷的表面位于所說(shuō)渦卷葉之一的內(nèi)側(cè)面上，它鄰近于其內(nèi)端，所在處是渦卷葉有效側(cè)面輪廓的端部理論分離點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)器，其中所說(shuō)的第二個(gè)凹陷的表面有一個(gè)從所述的渦卷葉表面沿徑向向外延伸的部分。
11.如權(quán)利要求10所述的機(jī)器，其中所說(shuō)的凹陷表面部分是按照恒定的變化率沿徑向向外延伸的。
12.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，還包括有第二個(gè)凹陷的表面，所說(shuō)的第二個(gè)凹陷的表面是位于所說(shuō)渦卷葉之一的有效內(nèi)側(cè)面，它鄰近于渦卷葉的內(nèi)頂端，其所在處是當(dāng)所說(shuō)機(jī)器工作時(shí)渦卷葉的外表面在所述的中心部分剛剛暴露在流體壓力中時(shí)。
13.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，它還包括有第二個(gè)凹陷表面，所說(shuō)第二個(gè)凹陷表面位于所說(shuō)渦卷葉之一的內(nèi)側(cè)上并靠近于其內(nèi)頂端，它是從位于渦卷葉有效側(cè)面和頂端理論上的分離點(diǎn)起到在機(jī)器工作時(shí)渦卷葉的外表面在所述的中心部分剛剛暴露在流體壓力中時(shí)的那點(diǎn)止。
14.如權(quán)利要求9所述的機(jī)器，其中所述的兩個(gè)渦卷葉都有第二凹陷表面。
15.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，所說(shuō)的凹陷表面從所說(shuō)點(diǎn)起有28°到30°的弧度長(zhǎng)。
16.如權(quán)利要求15所述的機(jī)器，所述的凹陷表面包括一個(gè)偏移部分，它從所說(shuō)的點(diǎn)開(kāi)始延伸，和斜面部分，斜面部分位于所說(shuō)偏移部分和所說(shuō)渦卷葉之一的有效側(cè)面之間。
全文摘要
本專利是一個(gè)渦卷壓縮機(jī)，其中兩渦卷之一，或二者在接近形成起始點(diǎn)的入口處減厚(切削一部分)，這里葉片理論上相互密封嚙合以開(kāi)始?jí)嚎s。此外，渦卷之一或二者也可以在接近排出口處減厚(即切除)，此外葉片分離并因而形成與排出口相通的壓縮室。在這些嚙合點(diǎn)上提供光滑的傳動(dòng)有助于減小壓縮機(jī)工作其間的噪聲和磨損。
文檔編號(hào)F04C18/02GK1034413SQ88108049
公開(kāi)日1989年8月2日 申請(qǐng)日期1988年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月23日
發(fā)明者詹姆斯·威廉姆·布什 申請(qǐng)人:科普蘭公司