[发明专利]带有耐磨板机构的涡旋式流体容积装置

说明书

本发明涉及一种涡旋式流体容积装置，特别是涉及一种用于涡旋式流体压缩机中的涡旋件的螺旋形涡卷的耐磨板机构。

在现有技术中，涡旋式流体容积装置已是公知技术。比如，美国专利第5,249,943号公报，就公开了一种带有两个涡旋件的涡旋式流体容积装置的基本结构，每个涡旋件都有一端板和从端板伸出的螺旋形或渐开线形涡卷，其中公开的内容可作为参考结合在本文中。这两个涡旋件保持一定角度和径向的偏移量，使两个螺旋形涡卷相互配合，在它们的螺旋曲面间形成一组线接触，从而密封并形成至少一对流体腔。两个涡旋件的相对公转运动使线接触沿着螺旋曲面移动，因此，改变了流体腔的体积。流体腔的体积根据公转运动的方向增加或减小。这样，涡旋式装置可以压缩、膨胀或泵送流体。

同传统的活塞型压缩机相比较，涡旋式压缩机有一定的优点。比如，使用较少的部件，可允许流体的连续压缩。但是，涡旋式压缩机的问题之一是难于密封流体腔。在涡旋式压缩机中必须保持流体腔的轴向和径向密封以得到高效率的运转。流体腔由相互配合的螺旋形涡卷的线接触和一螺旋形涡卷的轴向端面与对面端板的内端面间的轴向接触形成。

许多技术已经用于解决密封问题，特别是关于轴向密封。在美国专利第3,994,636号公报中，公开了一种安装在形成于每一螺旋形涡卷轴向端面的槽内的密封件，其中公开的内容可作为参考结合在本文中。在每一槽内的轴向推力装置，如弹簧，朝着面对端板的端面的方向推动密封件，从而实现轴向密封。

由于上述专利中的利用一弹簧或其它轴向推力机构朝着面对端板的端面方向推动密封件，经过一段时间，在密封件的端面和涡旋件的端板之间发生磨损，特别是当重量轻的合金，如铝合金用作涡旋件的材料时，更是如此。

在美国专利第4,047,855号公报中，公开了关于磨损问题的一个解决方法，其中公开的内容可作为参考结合在本文中。这个专利公开了一个渐开线形耐磨板，设置在螺旋形涡卷的轴向端面和相对端板的内端面之间。这个渐开线形损耗板覆盖了端板的表面区域，在公转运动过程中，另一螺旋形涡卷在此处形成轴向接触。从而防止了过度的损耗或磨损。

应该注意的是，在涡旋式压缩机中，相互配合的螺旋形涡卷，通常由重量轻的合金，如铝合金制造，受当流体流到压缩机中心时压力升高、体积减少所造成的几个温度区的影响。最高的温度存在于压缩机中心处，是由于这个腔具有最小的体积和最高温度。这导致螺旋形涡卷中心处的热膨胀大于其它部位。由于铝合金的热膨胀系数通常大于钢，温度变化对铝的影响也大于钢。当螺旋形涡卷中心热膨胀时，渐开线形耐磨板的中心承受着比径向外部大的应力。结果，螺旋形涡卷的中心更易受到损害和失效。

另外，日本实用新型专利第JP SHO 63-41589公报中，公开了一种涡旋式压缩机，它的耐磨板也设置在螺旋形涡卷的端面和相对端板的内端面之间，其中公开的内容可作为参考结合在本文中。螺旋形涡卷的轴向端面带有一形成在其中心部位的凹槽部分。这个凹槽部分使得耐磨板依据螺旋形涡卷的热膨胀更深的放置。因此，这种结构可以利用耐磨板的局部降低而吸收热膨胀。

但是，这种结构使渐开线形耐磨板的中心部位由于弯曲而反复地承受高应力。这样，耐磨板的中心部位易受到磨损、损害和失效。

本发明的一个目的是提供一种带有耐磨板机构的涡旋式流体或冷却容积装置，这个耐磨板机构防止了耐磨板的过度磨损和每一涡旋件的螺旋形涡卷的损害。

本发明的另一目的是提供一种具有长使用寿命的流体容积装置。

依据本发明，一种流体容积装置，包括一带有流体入口和流体出口的壳体，第一涡旋件和第二涡旋件。每个涡旋件具有一端板和从端板的一侧伸出的螺旋形涡卷。这些涡卷以一定角度和径向偏移量相互配合，在它们的螺旋曲面间形成一组线接触，这些线接触形成了至少一对密封流体腔。涡旋件中的一个是公转涡旋件，另一个是固定涡旋件。一带有由壳体可旋转地支撑的牵引轴的驱动机构，与公转涡旋件可操作地连接，通过驱动轴的旋转引起公转涡旋件相对于另一涡旋件作公转运动，从而改变流体腔的体积。

第一耐磨板设置在第一涡旋件的端板的内表面，并从相邻于第一涡旋件端板的内表面径向中心部位的第一位置延伸到第一涡旋件的螺旋形涡卷的外终端的径向和螺旋方向向内处的第二位置，一轴向间隙在第一涡旋件端板的内表面径向中心部位和第二涡旋件的涡卷的径向内端之间形成，以便第二涡旋件的螺旋形涡卷的径向内端不与第一涡旋件的端板的内表面径向中心部位接触。

下面通过参照附图详细讲解本发明的最佳实施例，可以理解本发明的其它目的、特征和优点。