CN112343816B - 一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，包括有圆筒状的主轴承座,主轴承座的一端连接有压缩部件，主轴承座的内部设有压紧部件和浮动组件，主轴承座的内部连接有主旋转轴，主轴承座的内壁上开设有第一高压气体通道，压缩部件包括有动涡轮盘，动涡轮盘远离主旋转轴的一端耦合有静涡轮盘，静涡轮盘径向平面的中轴线处开设有高压排气口，静涡轮盘的外周面开设有低压吸气口，静涡轮盘的外周面固定有第二高压气体通道，压紧部件包括有间隙，间隙的内部滑动连接有浮动块。本发明通过动涡轮盘轴向在左右气体力的作用下处于浮动平衡状态，优化因压缩机排气压力的增大而影响压缩机效率的问题。

Description

一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构

技术领域

本发明主要涉及压缩机的技术领域，具体涉及一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构。

背景技术

涡旋式压缩机是由一个固定的渐开线涡轮盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡轮盘组成的可压缩容积的装置。

根据日本专利浮动压紧专利JPH0378586A可知，该产品的浮动块是单向浮动，浮动块和动盘之间硬接触，摩擦力大，且其浮动块是整个圆环，在偏心销结构的涡旋压缩机里要么会于偏心销或者配重块干涉，若避免干涉，绕开偏心销和配重块，会造成整机体积过大。

发明内容

本发明主要提供了一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，包括有圆筒状的主轴承座,所述主轴承座的一端连接有压缩部件，所述主轴承座的内部设有压紧部件和浮动组件，所述主轴承座的内部通过轴承连接有主旋转轴，所述主轴承座的内壁上开设有第一高压气体通道，所述压缩部件包括有动涡轮盘，所述动涡轮盘固定于所述主旋转轴远离主轴承座径向平面的一端，所述动涡轮盘远离所述主旋转轴的一端耦合有静涡轮盘，所述静涡轮盘固定于所述主轴承座的壳体上，所述静涡轮盘径向平面的中轴线处开设有高压排气口，所述静涡轮盘的外周面开设有低压吸气口，所述静涡轮盘的外周面固定有第二高压气体通道，所述第二高压气体通道远离所述涡轮盘的一端贯穿所述主轴承座的外周面延伸至主轴承座内部与第一高压气体通道相连通，压紧部件包括有由主轴承座的内壁与动涡轮盘之间形成的间隙，所述间隙的内部滑动连接有浮动块，所述间隙通过浮动块将间隙内部分隔为第一气腔和第二气腔，所述浮动块的壳体上开设有第四高压气体通道，所述第四高压气体通道的两端分别与所述第一气腔和第二气腔相连通。

进一步的，所述浮动组件包括有浮动块保持架，所述浮动块保持架固定于所述主旋转轴靠近所述动涡轮盘的一端，所述浮动块保持架位于所述间隙与所述主轴承座的内壁之间，所述浮动块保持架的壳体上开设有第三高压气体通道，所述第三高压气体通道的两端分别与所述第二高压气体通道和第一气腔相连通。

进一步的，所述浮动块保持架靠近所述第一气腔的一侧表面固定有防自转柱体，所述防自转柱体与所述第一气腔径向平面的中轴线未重合。

进一步的，所述浮动块的壳体上开设有与所述防自转柱体相契合的销孔。

进一步的，所述浮动块保持架与所述浮动块之间设有波纹弹簧，所述波纹弹簧固定于所述浮动块保持架靠近所述浮动块的一侧表面。

进一步的，所述浮动块保持架的远离动涡轮盘的一侧固定有配重块。

进一步的，所述压缩部件与密封组件相连接，所述密封组件包括有第一O形圈、第二O形圈和第三O形圈，所述第一O形圈嵌入于所述第一气腔远离所述第二气腔的一端内壁上，所述第二O形圈嵌入于所述浮动块的外周面，所述第三O形圈嵌入于所述第二气腔远离所述第一气腔的一端内壁上。

进一步的，所述第三O形圈靠近所述第二O形圈的一侧抵接有自润滑耐磨密封条，所述自润滑耐磨密封条嵌入于所述二气腔远离所述第一气腔的一端内壁上。

进一步的，所述主轴承座的内壁上固定有多个防自转偏心销，多个所述防自转偏心销环绕所述主轴承座径向平面的中轴线逐一等距设置并与中轴线相平行。

进一步的，所述浮动块的外表面设有电镀层。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

其一，本发明能够优化因压缩机排气压力的增大，动盘的背压逐渐增大，使动盘不再紧贴静盘，造成端面泄露，影响压缩机的效率的问题，具体为：通过动涡轮盘轴向在左右气体力的作用下处于浮动平衡状态，其右端面和静涡轮盘处于接触的临界状态，解决了右侧涡卷齿顶和齿底面的摩擦力，左侧同样和浮动块处于接触的临界状态，解决了左侧的摩擦力，降低了能耗，提高了效率。

其二，本发明可以解放防自转偏心销左右的轴承，本发明通过均布式双向浮动设计，在解决了浮动块空间布置和摩擦耗功的同时，也使得动盘在轴向受力平衡，不需要防自转偏心销的左右轴承提供轴向力的支撑，降低了轴承的噪音，增加了轴承的寿命，降低了轴承使用的成本。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的A区结构放大图；

图3为本发明的***图；

图4为本发明主轴承座的内部结构示意图；

图5为本发明动涡轮盘的结构示意图；

图6为本发明浮动块保持架的结构示意图。

图中：1、主轴承座；11、主旋转轴；12、第一高压气体通道；13、防自转偏心销；2、压缩部件；21、动涡轮盘；22、静涡轮盘；23、低压吸气口；24、高压排气口；25、第二高压气体通道；3、压紧部件；31、间隙；32、第四高压气体通道；33、第一气腔；34、第二气腔；35、浮动块；351、销孔；4、浮动组件；41、浮动块保持架；42、第三高压气体通道；43、防自转柱体；44、波纹弹簧；5、密封组件；51、第一O形圈；52、第二O形圈；53、第三O形圈；54、自润滑耐磨密封条；6、配重块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请参照附图1-6，一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，包括有圆筒状的主轴承座1，所述主轴承座1的一端连接有压缩部件2，所述主轴承座1的内部设有压紧部件3和浮动组件4，所述主轴承座1的内部通过轴承连接有主旋转轴11，所述主轴承座1的内壁上开设有第一高压气体通道12，所述压缩部件2包括有动涡轮盘21，所述动涡轮盘21固定于所述主旋转轴11远离主轴承座1径向平面的一端，所述动涡轮盘21远离所述主旋转轴11的一端耦合有静涡轮盘22，所述静涡轮盘22固定于所述主轴承座1的壳体上，所述静涡轮盘22径向平面的中轴线处开设有高压排气口24，所述静涡轮盘22的外周面开设有低压吸气口23，所述静涡轮盘22的外周面固定有第二高压气体通道25，所述第二高压气体通道25远离所述动涡轮盘21的一端贯穿所述主轴承座1的外周面延伸至主轴承座1内部与第一高压气体通道12相连通，压紧部件3包括有由主轴承座1的内壁与动涡轮盘21之间形成的间隙31，所述间隙31的内部滑动连接有浮动块35，所述间隙31通过浮动块35将间隙31内部分隔为第一气腔33和第二气腔34，所述浮动块35的壳体上开设有第四高压气体通道32，所述第二高压气体通道32的两端分别与所述第一气腔33和第二气腔34相连通。

具体的，请参照附图1和2，所述主轴承座1的内壁上固定有多个防自转偏心销13，多个所述防自转偏心销13环绕所述主轴承座1径向平面的中轴线逐一等距设置并与中轴线相平行，每个所述防自转偏心销13远离所述主轴承座1的一端依次贯穿所述浮动块保持架41和动涡轮盘21，由于动涡轮盘21两端轴向借助浮动块35以及气体力的作用下处于浮动平衡状态，该均布式浮动块设计可有效避开防自转偏心销13，在不增加结构件外形尺寸的前提下，实现了压紧部件3的布置，可让整机结构件更小巧，节省材料和空间，且解放了防自转偏心销13左右的轴承，通过该均布式双向浮动设计，在解决了浮动块空间布置和摩擦耗功的同时，也使得动涡轮盘21在轴向受力平衡，不需要防自转偏心销13的左右轴承提供轴向力的支撑，降低了轴承的噪音，增加了轴承的寿命，降低了轴承使用的成本。

具体的，请着重参照附图1和3，所述浮动块保持架41与所述浮动块35之间设有波纹弹簧44，所述波纹弹簧44固定于所述浮动块保持架41靠近所述浮动块35的一侧表面，从而在浮动块35受第一气腔33和第二气腔34内气体影响而产生抖动时，由于波纹弹簧44与浮动块35相抵接，从而利用波纹弹簧44的压缩和回弹吸收浮动块35的抖动，且可以保证浮动块35始终处于工作位置范围，让整个压紧部件3平稳，不晃动倾斜。

具体的，请再次参照附图1至3，所述浮动块35的外表面设有电镀层，从而降低摩擦系数,通过使用自润滑耐磨密封条54和浮动块35表面阳极氧化或做电镀等处理降低摩擦系数，降低功耗，或者将浮动块35用自润滑耐磨材料替代的方式实现降低摩擦系数，降低功耗。

具体的，请再次着重参照附图1、3、4和5，所述浮动组件4包括有浮动块保持架41，所述浮动块保持架41固定于所述主旋转轴11靠近所述动涡轮盘21的一端，所述浮动块保持架41位于所述间隙31与所述主轴承座1的内壁之间，所述浮动块保持架41的壳体上开设有第三高压气体通道42，所述第三高压气体通道42的两端分别与所述第二高压气体通道25和第一气腔33相连通，通过浮动块保持架41，以及“均布式浮动块--气腔”结构将压紧部件3与配重块6、主旋转轴11、防自转偏心销隔开13，防止干涉，使得上述元件不在同一竖直空间，从而不受配重块6旋转影响。且可以为浮动块35增加截面积，增大轴向推力提供空间。

具体的，请再次着重参照附图1至4，所述浮动块保持架41远离动涡轮盘21的一侧固定有配重块6，使得整机运动时处于动平衡状态。

具体的，请再次着重参照附图1至5，所述浮动块保持架41靠近所述第一气腔33的一侧表面固定有防自转柱体43，所述防自转柱体43与所述第一气腔33径向平面的中轴线未重合，所述浮动块35的壳体上开设有与所述防自转柱体43相契合的销孔351，使得防自转柱体43与第一气腔33不在同一中心，通过与浮动块35的销孔配合，可防止浮动块35转动，让其始终保持平稳。

具体的，请参照附图2和3，所述压缩部件2与密封组件5相连接，所述密封组件5包括有第一O形圈51、第二O形圈52和第三O形圈53，所述第一O形圈51嵌入于所述第一气腔33远离所述第二气腔34的一端内壁上，使得第一气腔33通过其内壁所嵌入的第一O形圈51减小其内壁与浮动块保持架41之间的空隙，从而保证浮动块保持架41与第一气腔33之间的气密性，所述第二O形圈52嵌入于所述浮动块35的外周面，使得浮动块35通过其外周面所嵌入的第二O形圈52减小其外周面与第一气腔33和第二气腔34之间的空隙，从而保证浮动块35与第一气腔33和第二气腔34之间的气密性，所述第三O形圈53嵌入于所述第二气腔34远离所述第一气腔33的一端内壁上，由于第二气腔34开设于动涡轮盘21上，使得动涡轮盘21通过其上第三O形圈53减小其与浮动块35相抵接时的缝隙。

具体的，请着重参照附图2和3，所述第三O形圈53靠近所述第二O形圈52的一侧抵接有自润滑耐磨密封条54，所述自润滑耐磨密封条54嵌入于所述第二气腔34远离所述第一气腔33的一端内壁上，自润滑耐磨密封条54设计成圆形，而非条形首尾对接，且背后有第三O形圈53做弹性支撑和补偿，可有效减少气体泄漏，且通过使用含有聚四氟乙烯材料的自润滑耐磨密封条54可以降低摩擦和功耗。

本发明的具体操作方式如下：

在使用压紧机构时，首先使得电机主轴***主旋转轴11，再开启电机带动主旋转轴11做旋转运动，主旋转轴11带动动涡轮盘21运动，将气体从低压吸气口23吸入、压缩，并最终从高压排气口24排出，第二高压气体通道25由于和高压排气口24相连，其内部气体在压力的作用下通过第二高压气体通道32和第三高压气体通道42，到达第一气腔33和第二气腔34，第一气腔33在气体压力的作用下会给浮动块35向右的力，并传递给动涡轮盘21，抵消动涡轮盘21和静涡轮盘22在压缩气体时气体给动盘的向左的力。由公式：F=p*s可计算出浮动块35的最佳截面积，使得气体加在动涡轮盘21左右的力平衡。让动涡轮盘21刚好处于和静涡轮盘22接触的临界状态，此时动涡轮盘21和静涡轮盘22之间既不会发生因贴的不够紧密而造成的端面泄露，也不会造成贴的过紧而造成摩擦发热、增大功耗。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，包括有圆筒状的主轴承座（1），其特征在于，所述主轴承座（1）的一端连接有压缩部件（2），所述主轴承座（1）的内部设有压紧部件（3）和浮动组件（4），所述主轴承座（1）的内部通过轴承连接有主旋转轴（11），所述主轴承座（1）的内壁上开设有第一高压气体通道（12）；

所述压缩部件（2）包括有动涡轮盘（21），所述动涡轮盘（21）固定于所述主旋转轴（11）远离主轴承座（1）径向平面的一端，所述动涡轮盘（21）远离所述主旋转轴（11）的一端耦合有静涡轮盘（22），所述静涡轮盘（22）固定于所述主轴承座（1）的壳体上，所述静涡轮盘（22）径向平面的中轴线处开设有高压排气口（24），所述静涡轮盘（22）的外周面开设有低压吸气口（23），所述静涡轮盘（22）的外周面固定有第二高压气体通道（25），所述第二高压气体通道（25）远离所述动涡轮盘（21）的一端贯穿所述主轴承座（1）的外周面延伸至主轴承座（1）内部与第一高压气体通道（12）相连通；

所述压紧部件（3）包括有由主轴承座（1）的内壁与动涡轮盘（21）之间形成的间隙（31），所述间隙（31）的内部滑动连接有浮动块（35），所述间隙（31）通过浮动块（35）将间隙（31）内部分隔为第一气腔（33）和第二气腔（34），所述浮动块（35）的壳体上开设有第四高压气体通道（32），所述第四高压气体通道（32）的两端分别与所述第一气腔（33）和第二气腔（34）相连通；所述浮动组件（4）包括有浮动块保持架（41），所述浮动块保持架（41）固定于所述主旋转轴（11）靠近所述动涡轮盘（21）的一端，所述浮动块保持架（41）位于所述间隙（31）与所述主轴承座（1）的内壁之间，所述浮动块保持架（41）的壳体上开设有第三高压气体通道（42），所述第三高压气体通道（42）的两端分别与所述第二高压气体通道（25）和第一气腔（33）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述浮动块保持架（41）靠近所述第一气腔（33）的一侧表面固定有防自转柱体（43）。

3.根据权利要求2所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述浮动块（35）的壳体上开设有与所述防自转柱体（43）相契合的销孔（351）。

4.根据权利要求3所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述浮动块保持架（41）与所述浮动块（35）之间设有波纹弹簧（44），所述波纹弹簧（44）固定于所述浮动块保持架（41）靠近所述浮动块（35）的一侧表面。

5.根据权利要求4所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述浮动块保持架（41）的远离所述动涡轮盘（21）的一侧固定有配重块（6）。

6.根据权利要求1所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述压缩部件（2）与密封组件（5）相连接，所述密封组件（5）包括有第一O形圈（51）、第二O形圈（52）和第三O形圈（53），所述第一O形圈（51）嵌入于所述第一气腔（33）远离所述第二气腔（34）的一端内壁上，所述第二O形圈（52）嵌入于所述浮动块（35）的外周面，所述第三O形圈（53）嵌入于所述第二气腔（34）远离所述第一气腔（33）的一端内壁上。

7.根据权利要求6所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述第三O形圈（53）靠近所述第二O形圈（52）的一侧抵接有自润滑耐磨密封条（54），所述自润滑耐磨密封条（54）嵌入于所述第二气腔（34）远离所述第一气腔（33）的一端内壁上。

8.根据权利要求1所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述主轴承座（1）的内壁上固定有多个防自转偏心销（13），多个所述防自转偏心销（13）环绕所述主轴承座（1）径向平面的中轴线逐一等距设置并与中轴线相平行。

9.根据权利要求1所述的一种降低动涡轮盘摩擦的双向浮动压紧机构，其特征在于，所述浮动块（35）的外表面设有电镀层。

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