[实用新型]带有防自转机构的涡旋式流体机械

说明书

本实用新型涉及一种涡旋式流体机械，特别涉及一种带有防自转机构的涡旋式流体机械。

本实用新型所述的涡旋式流体机械，是指一种具有端板和在端板上沿轴向伸出的涡卷或涡线（又称涡旋型）元件的涡旋转子与涡旋定子，涡旋转子和涡旋定子相互成一定角度组装，使其侧面形成一系列线接触，在主轴驱动下涡旋转子中心线绕涡旋定子中心线作圆周运动但其自身不旋转的流体机械。

以下以涡旋式压缩机为例来说明本实用新型的基本构思。

涡旋式压缩机工作时作用在涡旋转子上的气体力使涡旋转子产生两种运动趋向：①轴向力作用使涡旋转子与涡旋定子相脱离，增加轴向间隙；②作用点偏离涡旋转子中心线的切向力使涡旋转子绕自身轴（涡旋转子中心线）旋转。以上两种运动趋势均使涡旋式压缩机无法正常工作。现有的平衡轴向力的方法有止推轴承法、气体力平衡法；防自转的方式有十字联轴节法与称之为特殊旋转抑制机构的特殊轴承法（见中国专利CN86103317A）。

十字联轴节加工工艺复杂，精度要求高，作用在联轴节上的离心力常使十字联轴节与十字槽之间产生敲击声。中国专利CN86103317A中公布的特殊的旋转抑制机构可防止涡旋转子自转同时能平衡作用在涡旋转子上的轴向气体力，它是在涡旋转子与支架相邻端面上开设相应的圆柱槽，槽中放有球形滚珠，滚珠直径d，圆柱槽直径D与主轴偏心量e（涡旋转子中心线与涡旋定子中心线之间的距离）之间有如下关系：D＝d＋2e，从而保证了涡旋转子中心线只绕涡旋定子中心线公转，这种滚珠与相应槽的数量一般在十几个甚至二十几个。为了保证他们之间的上述关系，这么多槽的加工将成为难题。

本实用新型的目的在于提出一种带有防自转及轴向力平衡机构的涡旋式流体机械。该机构具有加工简单，制造难度小的特点。

图1是本实用新型应用于压缩机的结构原理图。

图2是本实用新型的滚珠（5）中心所在平面相剖的轴向力平衡结构图。

图3是本实用新型的垂直于圆柱销（8）相剖的防自转结构图。

图4是本实用新型的一种实施例。

图5是本实用新型的另一种实施例。

参照图1，本实用新型包括机壳（17），固定在机壳（17）下部内的电机（16），与电机（16）相联驱动涡旋转子（2）公转的主轴（20），与涡旋转子（2）相配合的涡旋定子（1），涡旋定子（1）固定在支架（7）上。当电机（16）带动主轴（20）旋转时，涡旋转子（2）的中心线（14）便绕涡旋定子（1）的中心线（15）旋转，但涡旋转子（2）不绕自身中心线（14）旋转；涡旋转子（2）公转时，压缩腔容积缩小，从而气体压力提高；低压气体由吸气口（17a）吸入，高压气体由排气口（17b）排出。

参见图1、图2、图3，本实用新型的特征是，涡旋转子（2）的下端部镶入一块硬质材料（3），硬质材料（3）上开有放置滚珠（5）的圆环形槽（4），槽（4）的宽度略大于滚珠（5）的直径，槽（4）的深度小于滚珠（5）的直径，在硬质材料（3）上对称地 或不对称地镶入了三根圆柱销（8）；在支架（7）的上端部镶入了另一块硬质材料（6），在硬质材料（6）上开有三个与圆柱销（8）相配合的圆柱槽（9），圆柱销（8）的外表面在圆柱槽（9）的内表面上滑动，圆柱槽（9）的内径D，圆柱销（8）的外径d及主轴偏心量r（涡旋转子中心线与涡旋定子（或主轴）中心线之间的距离）之间存在如下关系：D＝d＋2r。圆柱销（8）与硬质材料（3）过盈配合，涡旋转子（2）上任一点的轨迹都是半径为r的圆。从关系式D＝d＋2r与几何上的三点定面关系可知，涡旋转子（2）无法绕自身轴线旋转，因此防止涡旋转子（2）的自转。滚珠（5）可以在硬质材料（6）的上表面上滑动及在圆环槽（4）中任意转动，从而有效地平衡了轴向气体力对涡旋转子（2）的作用。

另外，（18）是接线柱，（21）是润滑油。

由此可见，本实用新型只对三根圆柱销（8）及相应的圆柱槽（9）的加工精度有较高要求，滚珠（5）置于圆环形槽（4）中并被硬质材料（6）的上表面支承着，对放置滚珠（5）的槽（4）的对称性与否没有要求，只要求槽（4）的宽度略大于滚珠（5）的直径，槽（4）的深度小于滚珠（5）的直径。因此，加工简单，适合于工业化生产。

参见图4，圆柱销（8）可过盈在涡旋转子（2）上镶入的硬质材料（3）上，而与圆柱销（8）相配合的圆柱槽（11）开在涡旋定子（1）上镶入的硬质材料（10）上，滚珠（5）放置在硬质材料（3）上开设的圆环形槽（12）内。