專利名稱：采用有樁外殼的壓縮機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封的壓縮機(jī)裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種有外殼的密封壓縮機(jī)裝置，外殼用樁固定，以獨(dú)特的方式來抵抗軸向和周向過大的荷載。
密封電動(dòng)壓縮機(jī)的各種設(shè)計(jì)，在技術(shù)上是大家熟知的。這些設(shè)計(jì)包括活塞/汽缸型和渦管型(Scroll type)。本發(fā)明可適用于所有這些不同的電動(dòng)壓縮機(jī)裝置的設(shè)計(jì);作為示例，下面將結(jié)合一種密封渦管型流體機(jī)械來加以說明。
渦管型流體機(jī)械有壓縮機(jī)部分和電動(dòng)機(jī)部分，都裝在一個(gè)密封的外殼中，流體的通路是形成在密封外殼的壁中。流體的通路一般通過連接管道到與外部設(shè)備(例如，應(yīng)用于制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器和冷凝器)相連接。
渦管型壓縮機(jī)部分有一壓縮機(jī)，它包含一個(gè)與軌道渦形管元件(orbiting scroll member)配合的非軌道渦形管元件(non-orbit-ing scroll member)。這些渦形管元件有螺旋形外罩，外罩通常按照一接近漸開線的曲線成型，以便從端板豎直立起。這些渦形管元件組合在一起，通過它們外罩的彼此緊密配合，在其間形成壓力腔。這些壓力腔的體積，隨軌道渦形管元件的軌道移動(dòng)而逐漸改變。流體的吸入口與非軌道渦形管元件相連，該元件靠近沿徑向壓力腔最外部的外端，而流體的出口則開在接近非軌道渦形管元件的中心部位。一個(gè)奧氏環(huán)狀裝置(Oldham′s ring mechanism)設(shè)在軌道渦形管元件和非軌道渦形管元件之間，以防止軌道渦形管元件繞它自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
非軌道渦形管元件通過許多延伸的螺栓固定于機(jī)箱，這樣可以允許在機(jī)箱和非軌道渦形管元件之間的相對有限軸向移動(dòng)，作為非軌道渦形管元件的附加裝置，公開于題為“渦管型機(jī)械的非軌道渦形管安裝方式”的專利申請中(申請?zhí)枮?7/591，444，申請日為1990年10月1日)，此外作為現(xiàn)有技術(shù)加以引用。
軌道渦形管元件由一曲軸驅(qū)動(dòng)，以產(chǎn)生相對于靜止的渦形管元件的軌道運(yùn)動(dòng)。結(jié)果是前面提到的壓力腔的體積逐漸地減小，使封閉在腔內(nèi)的流體得以壓縮。因壓力腔與出口連接，受壓流體將從出口排出。機(jī)箱固定于密封外殼處，機(jī)箱和密封外殼的連接方法包括采用螺栓、銷釘或點(diǎn)焊連接，以及/或者壓緊或過盈配合(press or shrink fitting)。這幾種方法中的每一種都有其優(yōu)點(diǎn)，但各自也有其不利的方面。
壓緊或過盈配合是最經(jīng)濟(jì)的連接方法，它有能力承受通常由裝配產(chǎn)生的大部分的力。然而，壓縮機(jī)裝置在一定條件下可產(chǎn)生超出壓入配合設(shè)計(jì)的承載能力的力。當(dāng)產(chǎn)生這樣的過大的力時(shí)，機(jī)箱可以沿軸向或周向相對于密封外殼滑動(dòng)，從而對壓縮機(jī)裝置的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。
焊接的機(jī)箱可以解決這一困難，能夠承受超出正常的力，但大批生產(chǎn)的成本相對較高。
用螺栓將機(jī)箱連接于外殼也可解決這一問題，可承受超出正常的力，但其成本包括準(zhǔn)備外殼和內(nèi)部元件，以便適合于螺栓連接并仍保留必需的密封性能，使得這種方法在技術(shù)上不適合大量生產(chǎn)。此外，準(zhǔn)確地完成緊固操作和十分牢靠的連結(jié)件的成本問題，也使得該法失去吸引力。
因此，需要一種將電動(dòng)壓縮機(jī)機(jī)箱單元牢靠地固定于密封外殼上的方法，該密封外殼應(yīng)有能力承受壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的正常和非正常的力。該固定機(jī)箱的方法應(yīng)當(dāng)既便宜又可靠，適合于大批生產(chǎn)。
本發(fā)明提供了一種把機(jī)箱連接于電動(dòng)壓縮機(jī)密封殼的技術(shù)，該法便宜、可靠，并有能力承受電動(dòng)壓縮機(jī)操作過程中產(chǎn)生的正?；蚍钦５牧?。
本發(fā)明中的密封殼通過塑性變形進(jìn)入形成在電動(dòng)壓縮機(jī)上的許多樁孔中，殼的變形使其部分材料移置到了孔中，但不損壞密封殼壁，從而保持了封閉腔的完全密封性。殼的移置部分和孔的形狀，創(chuàng)造了一個(gè)其本為柱形的載荷支承面，它有能力承受軸向和周向的力。
下面結(jié)合附圖，通過進(jìn)一步的詳細(xì)敘述及附后的權(quán)利要求，本發(fā)明的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)看的更清楚。
附圖中
機(jī)械10的壓縮機(jī)部分14。封密腔52由緊密配合的螺旋形盤繞件28和36所限定，并布置得與非軌道渦形管18中心位置的正常出口54相連通。出口54與由隔離板19和上蓋帽15形成的泄出腔56連通。
機(jī)箱22有許多(3或4個(gè))沿徑向外伸的凸起部(Lobes)38并固定在密封殼裝置12上。機(jī)箱的凸起部38與非軌道渦形管元件18的凸起30對齊，并有螺紋孔40用來容納螺栓32以固定非軌道渦形管元件18。在它的外端，每個(gè)凸起部38都開有一園柱形凹槽42。
壓縮機(jī)部分14還包括一曲柄軸46，它具有一通過傳動(dòng)套管和軸承裝置50而接合于軌道渦形管元件20的偏心軸部分48。平衡重60固定于曲柄軸46，該曲柄軸的下端由下軸承裝置64支承。下軸承裝置64牢固地固定在殼裝置12上，其中央部分66有一個(gè)加長的孔68，其中設(shè)置一軸頸軸承70，用來容納曲柄軸46的下端。
馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分16由牢固地固定下殼13(最好采用壓入配合)的馬達(dá)定子80和接合于壓縮機(jī)部分14的曲柄軸46的馬達(dá)轉(zhuǎn)子82組成。
機(jī)箱22的凸起部38是通過壓入配合到密封殼裝置12的內(nèi)徑。機(jī)箱22在下殼13中適當(dāng)定位后，一“打樁工具”(Staking tool)90沿徑向壓向殼體，將下殼13塑性地壓入凹槽42而形成多個(gè)環(huán)形加樁部分92，如圖3所示。下殼13充分變形后，使凹槽42的邊94咬住殼的金屬材料而形成一樁形定位面92。由于殼體材料的過度削弱或穿

圖1是根據(jù)本發(fā)明的密封壓縮機(jī)的橫剖面?zhèn)纫晥D。
圖2是根據(jù)本發(fā)明用來實(shí)現(xiàn)樁形成型(Staking forming)的工具的放大圖。
圖3是圖1圓圈3-3中樁形部分形狀的進(jìn)一步放大圖;。
本發(fā)明將通過一密閉渦管型壓縮機(jī)作為示例。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于用在渦管型壓縮機(jī)，它的樁形結(jié)構(gòu)實(shí)際上有可能被用到任何型式的電動(dòng)壓縮機(jī)或類似的機(jī)械上。
圖中數(shù)字10代表采用本發(fā)明的一臺渦管型流體機(jī)械，它是制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)，流體機(jī)械10由密封殼裝置12，壓縮機(jī)部分14和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部分16組成。密封殼裝置12由下殼13、上蓋帽15、下底蓋17和隔離板19組成。下底蓋17、下殼13、隔離板19和上蓋帽15是在組裝流體機(jī)械10以形成密封的吸入腔21和泄出腔56時(shí)，采用焊接方法牢固地，密封地配接上的。密封殼12有一個(gè)進(jìn)口件23和一個(gè)出口件25。
壓縮機(jī)部分14由非軸道渦形管元件18，軌道渦形管元件20和機(jī)箱22組成。非軌道渦形管元件18由端板和開有一個(gè)腔26的部件24組成，腔中放了一個(gè)螺旋形盤繞件28。非軌道渦形管有許多凸起30，它們適合于用螺栓32與機(jī)箱22進(jìn)行連接。
軌道渦形管元件20由端板34和一個(gè)從端板34豎直伸進(jìn)腔26的螺旋盤繞件36組成。螺旋形盤繞件36與非軌道渦形管元件18的螺旋形盤繞件28以通常的方式緊密配合、與機(jī)箱22結(jié)合形成流體軋引起的上部殼的塑性變形，并不會(huì)影響封閉腔21的密封性。在渦管型流體機(jī)械工作時(shí)，壓縮機(jī)產(chǎn)生的軸向和周向力必須由凸起部38和下殼13之間的連接來平衡。凹槽42的尺寸和數(shù)目最好是能夠承擔(dān)可能發(fā)生的最大預(yù)期不正常力。
圖2、3中的“打樁工具”90包含一基本平的園環(huán)狀面100，該面上有一凸出的球面102。圓角部104連接了球面102和環(huán)形面100。上述兩面相接處的園周直徑106取作基準(zhǔn)直徑。
對于用具有拉延特性的熱軋鋼的殼材料來說，只要基準(zhǔn)直徑106等于機(jī)箱22上的凹槽42直徑的1.3到1.35倍，就可得到滿意的結(jié)果。球面102從平的園環(huán)面100凸出的距離稱為鼻高。鼻高應(yīng)當(dāng)近似地等于要被“打樁”的下殼的材料的厚度。最后，球面102的半徑稱為鼻半徑，它應(yīng)近似等于凹槽42直徑的0.85倍。根據(jù)這些要求，就可以得到類似于圖2所示的打樁面。柱形定位面92的寬度近似等于要被“打樁”的下殼13的材料厚度的1/3。
應(yīng)當(dāng)指出，通過試驗(yàn)渦管形單元10發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下殼厚度近似等于3.00毫米時(shí)最為可靠。機(jī)箱22帶有4個(gè)直徑都近似等于12.70毫米的凹槽。機(jī)箱22是用大約2000磅水壓力在0.20/0.46毫米的過盈配合下，壓入配合到下殼13的。然后，下殼13用4個(gè)打樁工具90打入4個(gè)直徑12.70毫米的凹槽42;每個(gè)打樁工具90的基準(zhǔn)直徑106大約為16，764毫米，鼻高大約為3.045毫米，鼻半徑大約為10.80毫米。這樣做成的樁形如圖2和3所示，它具有一個(gè)寬1.0到1.3毫米的柱形定位面92。
上面對本發(fā)明優(yōu)實(shí)選施例的敘述很好地表明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn);應(yīng)當(dāng)指出，在不違背本發(fā)明權(quán)利要求范圍下可以對本發(fā)明進(jìn)行修改，變形和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一臺密封的壓縮機(jī)包含外殼；裝入所述外殼內(nèi)的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)有一機(jī)箱；壓縮機(jī)機(jī)箱和外殼之間有多個(gè)機(jī)械連接，每個(gè)連接包括箱上的凹槽，在殼體上設(shè)置在凹槽中的向內(nèi)變形部分，這些連接共同提供足夠的保持力來承受壓縮機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的相當(dāng)大的力；以及裝入外殼的馬達(dá)，它為壓縮機(jī)提供動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的密封壓縮機(jī)，其特征在于所述機(jī)箱在這樣的條件下，即承受機(jī)箱的外壁和殼的內(nèi)壁采用正常操作條件下的壓入配合而產(chǎn)生的正常力，以及承受所提到的機(jī)械連接的非正常力條件下仍能保持在適當(dāng)位置。
3.一臺密封的壓縮機(jī)包括外殼;裝入外殼內(nèi)的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)有一機(jī)箱，該箱有外表面和一縱向軸;在外殼和壓縮機(jī)機(jī)箱之間至少有一個(gè)機(jī)械連接，每個(gè)連接包含箱上的凹槽、在殼體上設(shè)置在凹槽中向內(nèi)變形部分，凹槽有基本垂直壓縮機(jī)機(jī)箱外表面的面，該面基本平行上述縱向軸，并與殼體向內(nèi)變形的那部分聯(lián)合來抵抗殼體相對于壓縮機(jī)機(jī)箱的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，所述連接共同提供足夠的保持力來承受壓縮機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的頗大的力;以及一臺裝入殼內(nèi)為壓縮機(jī)提供動(dòng)力的馬達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，外殼得以延伸，以便沿壓縮機(jī)軸向放置馬達(dá)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，所述的力是軸向的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，所述的力相對于所述殼的縱軸的周向。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，所述的力是相對于殼縱軸的軸向和周向。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，所述壓縮機(jī)是回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，所述壓縮機(jī)是渦管型壓縮機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，還包含驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸，該軸伸入壓縮機(jī)機(jī)箱。
11.根據(jù)權(quán)利要求3的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，所述機(jī)箱上的所述凹槽基本為柱形內(nèi)表面;所述殼體的向內(nèi)變形部分有一球面部分和一柱面部分，該柱面部分與凹槽的柱形內(nèi)表面緊密接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的密封馬達(dá)壓縮機(jī)，其特征在于，所述外殼是與所述凹槽的邊接觸配合的。
全文摘要
一種用來連接機(jī)箱與外殼的方法。外殼通過塑性變形進(jìn)入形成在機(jī)箱上的許多孔中。殼材料的變形使部分材料進(jìn)入到軸承箱單元的孔中，但不穿透殼壁，從而保持了殼的完整性。移置的殼部分的形狀，構(gòu)成了帶有尖角的柱形載荷支承面，用來承受頗大的軸向和周向力。
文檔編號F04C29/00GK1105423SQ93114798
公開日1995年7月19日 申請日期1993年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月15日
發(fā)明者沃爾特·T·格拉斯保, 迪利普·S·薩斯 申請人:科普蘭公司