CN1062337C - 一种涡旋压缩机的防自转机构 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种涡旋机械的防自转机构，主要由十字联轴节和公转涡旋板组成，十字联轴节安装在公转涡旋件端面的下面，并具有和公转涡旋件端板外缘的两平行平面滑动啮合的两凸台，每一凸台上具一轴向延伸的键，两个键构成一对齐的或非对齐的键对，与非公转涡旋件的键槽滑动啮合。十字联轴节上键对的工作面与凸台内侧平面的工作面之夹角不必一定设置为直角。

Description

一种涡旋压缩机的防自转机构
本发明是应用于涡旋型流体变容积机械、特别是涡旋压缩机上的一种防自转机构，它主要由十字联轴节和相应的涡旋件组成。
本发明的现有技术是美国科普兰公司在中国申请的专利CN91105714.5，发明名称为：涡旋压缩机的十字联轴节。该专利在十字联轴节的环形零件上设置两对或多对键，其中一对键与公转涡旋件上的键槽相啮合，其它对键与非公转涡旋件的键槽或轴承箱中的键槽相啮合，两对键设置在环形零件的同一端面上，一对是长键，另一对是短键；该专利的一个实施例中的第五个键(键对)在环形零件的另一端面上，与轴承的键槽啮合。
在上述现有技术中，长键必须跨过公转涡旋件的端板才能与另一涡旋件端板上的键槽啮合，这对从环形零件的端面上伸出的长键近似于悬臂梁，受力情况较差。
本发明的目的是通过采用一种由十字联轴节和相应的涡旋件组成的防自转机构，即用短键结合凸台代替了长键，改善其受力条件和防自转机构的综合工艺性能。
本发明是一种用于涡旋机械、特别是涡旋压缩机上的防自转机构，它包括一个公转涡旋件，第二螺旋涡卷从端板向外伸出，第二螺旋涡卷与非公转涡旋件上的第一涡卷相交插，从而限定多个运动的流体腔，曲轴由轴承转动支承，曲轴可转动或滑动地连接到公转涡旋件上，驱动公转涡旋件相对于非公转涡旋件作公转运动，本发明的防自转机构主要由公转涡旋件和有一个环形零件的十字联轴节组成，本发明的特征是在十字联轴节的端面上分别设置两个凸台，并在每个凸台上设置一个键，两个凸台各具有沿环的平行弦向设置的工作内侧面，两凸台跨在公转涡旋件的端板侧边外侧面，并与之滑动啮合。两凸台相对于环形零件的中心线A-A对称设置或非对称设置；两个凸台上的工作侧面相互平行，并且相对于环形零件的中心线A-A对称设置或非对称设置，将公转涡旋件的端板两弦向各切去一部分，形成外侧工作面，使之与十字联轴节上的两凸台可滑动啮合。
公转涡旋件的端板外缘上设置有与上述十字联轴节的两个凸台的工作侧面滑动啮合的两个工作外侧面，工作外侧面在涡旋件的轴线方向上的高度等于或小于涡旋件端板在同样方向上的高度。
在环形零件的凸台上分别设置的两个键相对于中心线A-A是对称的或非对称的；两个键的工作侧面与工作侧面相互垂直，并且是对齐的或非对齐的。
在非公转涡旋件端板的密封端面上设置有与上述十字联轴节上的键对可滑动啮合的两个键槽，键槽为非开通型。
环形零件上的两个凸台的工作面分别与两个键的工作面是以直角正交，或与直角相差不大于10°的范围内斜交。
本发明的防自转机构具有一种十字联轴节与浮动盘的复合结构，它是在十字联轴节的环形零件上分别设置一个键槽及一对键，键槽由工作内侧面相互平行的两个凸台组成，在公转涡旋件的端板外缘上设置有与上述十字联轴节上两个凸台的工作侧面滑动啮合的两个工作外侧面，使端板成为一个尺寸较大的键，与十字联轴节上的凸台滑动啮合，从而改善了受力条件，同时，公转涡旋件的外形及结构也得到了简化，加工方便，零件的综合工艺性也较好。
在附图中，图1是本发明的垂直剖面图；图2a是本发明的一个实施例的十字联轴节的平面图，图2b是图2a所示十字联轴节的剖视图，图3是该实施例中的公转涡旋件的仰视图，可与图2所示的十字联轴节配合、组成防自转机构，也可与图4所示的十字联轴节配合、组成防自转机构；图4a是本发明第二个实施例的十字联轴节的平面图，图4b是图4a的剖视图；图5a是本发明的第三个实施例的十字联轴节的平面图，图5b是图5a的剖视图，图6是与图4配合的公转涡旋件的仰视图。图6为非公转涡旋件的俯视图。
在图1中，压缩机5具有一由主体6-1，上端盖6-2及下端盖6-3组成的密封外壳，轴承30以适当方式固定在主体6-1中并以环形的轴向止推面30-2及30-3分别支承公转涡旋件20和十字联轴节40。轴承30还有一个密封环形端面30-1与非公转涡旋件10上的密封端面10-3对中地栓接在一起，形成不同压力的流体腔。曲轴50上的偏心小轴50-1、自调整套51被容纳于公转涡旋件20上的毂20-3之中，曲轴50由轴承30通过衬套52可转动地支承。毂20-3设置在公转涡旋件的端板20-2的密封端面10-3上，在其第二端面上设置有第二螺旋涡卷20-1，并与非公转涡旋件10上的第一螺旋涡卷10-1相啮合。
十字联轴节40轴向地放置在轴承的环形槽30-2和公转涡旋件的端板20-2之间，以防止涡旋件10和20之间相对转动。十字联轴节40为一环形零件，有间隙地围绕着轴承的环形凸台30-3的外圆柱面。
由图2a、2b可见，十字联轴节40的第二端面上相对于中心线A-A对称地设置有一对凸台40-1和40-2，每一凸台的内侧有两个一次加工成形的工作面40-11和40-21，也可以根据不同情况将两个凸台设置为非对称的，但内侧工作面应相互平行。在图3中相应地将公转涡旋件的端板20-2沿两平行弦向各切去部分，形成外侧工作面20-21和20-22，使之与十字联轴节上的两凸台可滑动啮合。为了增大十字环承受力矩的力臂，侧平面20-21和20-22以及40-11和40-21之间的距离取小值时，则凸台40-1和40-2的高度应小于公转涡旋件端板20-2的高度，端板上的外侧工作面为非开通型，从而使得公转涡旋件端板20-2的原密封面尺寸不变，以满足滑动密封的要求。
在十字联轴节的两个凸台40-1和40-2上对齐地各设置一个键，分别为40-12和40-22，并构成一键对。依情况这两个键可以是非对齐的，但其工作面应相互平行。键对40-12和40-22内侧面间的距离应大于公转涡旋件端板20-2的外径并留有足够的运动间隙，跨过端板20-2***非公转涡旋件端板10-2上的相应键槽10-21和10-22中，并能滑动啮合。十字联轴节上的两个凸台40-1和40-2的工作面与凸台上的两个键40-12和40-22的工作面之夹角不必严格取为直角，要求与直角相差不大于10°。由于非公转涡旋件10与十字联轴节40通过键和键槽联结，十字联轴节相对于非公转涡旋件10，亦即相对于轴承只能作往复直线运动，又由于公转涡旋件20与十字联轴节40也通过键和键槽联结，十字联轴节相对于公转涡旋件20只能作往复直线运动，因而既实现了两涡旋件10和20之间的无转动的公转运动，又防止了公转涡旋件20对于轴承30的相对转动。
如图4所示的是根据本发明的十字联轴节的一个改进的实施例，增大了环形零件的内外缘尺寸，使其内缘的一部分内侧面相当于两凸台的内侧面40-11和40-12，省去了凸台，装配时与公转涡旋件的端板20-2基本平齐，并围绕在公转涡旋件端板的外侧工作。与该实施例中的十字联轴节配合使用的公转涡旋件如图3所示。
如图5所示的是根据本发明的十字联轴节的另一个改进的实施例。它只部分地保留了十字环以凸台结合短键对代替长键对的特征。这时两凸台40-1和40-2的尺寸较小，凸台只起加强键对的强度的作用，又沿与两凸台相垂直的方向另外各设置了一短键40-3和40-4，使之与公转涡旋件20上的一对键槽滑动啮合。与该实施例中的十字联轴节配合使用的公转涡旋件如图6所示。
当然，本发明的具体结构不限于上述三种形式，也应包括在上述的十字联轴节的基础上经过修改、变型和变化而得到的其它各种具体结构形式，还应包括在上述的十字联轴节的第一端面上再增加一与轴承30上的键槽相啮合的短键对的结构形式。

Claims (5)

1．一种用于涡旋机械、特别是涡旋压缩机上的防自转机构，包括一个公转涡旋件(20)，第二螺旋涡卷(20-1)从端板(20-2)向外伸出，第二螺旋涡卷(20-1)与非公转涡旋件(10)上的第一涡卷(10-1)相交插，曲轴(50)由轴承(30)转动支承，曲轴(50)可转动或滑动地连接到公转涡旋件(20)上，驱动公转涡旋件(20)相对于非公转涡旋件(10)作公转运动，本发明的防自转机构主要由公转涡旋件(20)和有一个环形零件的十字联轴节(40)组成，本发明的特征是在十字联轴节(40)的端面上分别设置两个凸台(40-1)和(40-2)，并在每个凸台上设置键(40-12)、(40-2)，凸台(40-1)和(40-2)各具有沿环的平行弦向设置的工作内侧面(40-11)和(40-21)，两凸台跨在公转涡旋件(20)的端板(20-2)侧边外侧面(20-21)和(20-22)，并与之滑动啮合。凸台(40-1)和(40-2)相对于环形零件的中心线A-A对称设置或非对称设置；两个凸台上的工作侧面(40-11)和(40-21)相互平行，并且相对于环形零件的中心线A-A对称设置或非对称设置，将公转涡旋件(20)的端板(20-2)两弦向各切去一部分，形成外侧工作面(20-21)和(20-22)，使之与十字联轴节(40)上的两凸台可滑动啮合。
2．由权利要求1所述的防自转机构，其特征为公转涡旋件(20)端板(20-2)外缘上设置有与上述十字联轴节(40)的两个凸台的工作侧面(40-11)和(40-21)滑动啮合的两个工作外侧面(20-21)和(20-22)，工作外侧面(20-21)和(20-22)在涡旋件(20)的轴线方向上的高度等于或小于涡旋件端板(20-2)在同样方向上的高度。
3．由权利要求1所述的防自转机构，其特征在于：在环形零件的凸台(40-1)和(40-2)上分别设置的键(40-12)和(40-22)相对于中心线A-A是对称的或非对称的；键(40-12)和(40-22)上的工作侧面相互平行，并且是对齐的或非对齐的。
4．根据权利要求1所述的防自转机构，其特征在于：在非公转涡旋件(10)的端板(10-2)的密封端面(10-3)上设置有与上述十字联轴节(40)上的键对可滑动啮合的两个键槽(10-21)、(10-22)，键槽(10-21)、(10-22)为非开通型。
5．由权利要求1所述的防自转机构，其特征在于：环形零件上的凸台(40-1)、(40-2)的工作面分别与键(40-12)、(40-22)的工作面是以直角正交，或与直角相差不大于10°的范围内斜交。
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