[實用新型]帶有防自轉(zhuǎn)機構(gòu)的渦旋式流體機械

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 90223822.1
• 申請日: 1990-11-15
• 公開（公告）號: CN2080989U
• 公開（公告）日: 1991-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郁永章;李連生
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F01C1/04
• 分類號: F01C1/04;F04C2/04
• 代理公司: 西安交通大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 賈玉健

本實用新型涉及一種渦旋式流體機械，特別涉及一種帶有防自轉(zhuǎn)機構(gòu)的渦旋式流體機械。

本實用新型所述的渦旋式流體機械，是指一種具有端板和在端板上沿軸向伸出的渦卷或渦線（又稱渦旋型）元件的渦旋轉(zhuǎn)子與渦旋定子，渦旋轉(zhuǎn)子和渦旋定子相互成一定角度組裝，使其側(cè)面形成一系列線接觸，在主軸驅(qū)動下渦旋轉(zhuǎn)子中心線繞渦旋定子中心線作圓周運動但其自身不旋轉(zhuǎn)的流體機械。

以下以渦旋式壓縮機為例來說明本實用新型的基本構(gòu)思。

渦旋式壓縮機工作時作用在渦旋轉(zhuǎn)子上的氣體力使渦旋轉(zhuǎn)子產(chǎn)生兩種運動趨向：①軸向力作用使渦旋轉(zhuǎn)子與渦旋定子相脫離，增加軸向間隙；②作用點偏離渦旋轉(zhuǎn)子中心線的切向力使渦旋轉(zhuǎn)子繞自身軸（渦旋轉(zhuǎn)子中心線）旋轉(zhuǎn)。以上兩種運動趨勢均使渦旋式壓縮機無法正常工作。現(xiàn)有的平衡軸向力的方法有止推軸承法、氣體力平衡法；防自轉(zhuǎn)的方式有十字聯(lián)軸節(jié)法與稱之為特殊旋轉(zhuǎn)抑制機構(gòu)的特殊軸承法（見中國專利CN86103317A）。

十字聯(lián)軸節(jié)加工工藝復(fù)雜，精度要求高，作用在聯(lián)軸節(jié)上的離心力常使十字聯(lián)軸節(jié)與十字槽之間產(chǎn)生敲擊聲。中國專利CN86103317A中公布的特殊的旋轉(zhuǎn)抑制機構(gòu)可防止渦旋轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)同時能平衡作用在渦旋轉(zhuǎn)子上的軸向氣體力，它是在渦旋轉(zhuǎn)子與支架相鄰端面上開設(shè)相應(yīng)的圓柱槽，槽中放有球形滾珠，滾珠直徑d，圓柱槽直徑D與主軸偏心量e（渦旋轉(zhuǎn)子中心線與渦旋定子中心線之間的距離）之間有如下關(guān)系：D＝d＋2e，從而保證了渦旋轉(zhuǎn)子中心線只繞渦旋定子中心線公轉(zhuǎn)，這種滾珠與相應(yīng)槽的數(shù)量一般在十幾個甚至二十幾個。為了保證他們之間的上述關(guān)系，這么多槽的加工將成為難題。

本實用新型的目的在于提出一種帶有防自轉(zhuǎn)及軸向力平衡機構(gòu)的渦旋式流體機械。該機構(gòu)具有加工簡單，制造難度小的特點。

圖1是本實用新型應(yīng)用于壓縮機的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是本實用新型的滾珠（5）中心所在平面相剖的軸向力平衡結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實用新型的垂直于圓柱銷（8）相剖的防自轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本實用新型的一種實施例。

圖5是本實用新型的另一種實施例。

參照圖1，本實用新型包括機殼（17），固定在機殼（17）下部內(nèi)的電機（16），與電機（16）相聯(lián)驅(qū)動渦旋轉(zhuǎn)子（2）公轉(zhuǎn)的主軸（20），與渦旋轉(zhuǎn)子（2）相配合的渦旋定子（1），渦旋定子（1）固定在支架（7）上。當(dāng)電機（16）帶動主軸（20）旋轉(zhuǎn)時，渦旋轉(zhuǎn)子（2）的中心線（14）便繞渦旋定子（1）的中心線（15）旋轉(zhuǎn)，但渦旋轉(zhuǎn)子（2）不繞自身中心線（14）旋轉(zhuǎn)；渦旋轉(zhuǎn)子（2）公轉(zhuǎn)時，壓縮腔容積縮小，從而氣體壓力提高；低壓氣體由吸氣口（17a）吸入，高壓氣體由排氣口（17b）排出。

參見圖1、圖2、圖3，本實用新型的特征是，渦旋轉(zhuǎn)子（2）的下端部鑲?cè)胍粔K硬質(zhì)材料（3），硬質(zhì)材料（3）上開有放置滾珠（5）的圓環(huán)形槽（4），槽（4）的寬度略大于滾珠（5）的直徑，槽（4）的深度小于滾珠（5）的直徑，在硬質(zhì)材料（3）上對稱地 或不對稱地鑲?cè)肓巳鶊A柱銷（8）；在支架（7）的上端部鑲?cè)肓肆硪粔K硬質(zhì)材料（6），在硬質(zhì)材料（6）上開有三個與圓柱銷（8）相配合的圓柱槽（9），圓柱銷（8）的外表面在圓柱槽（9）的內(nèi)表面上滑動，圓柱槽（9）的內(nèi)徑D，圓柱銷（8）的外徑d及主軸偏心量r（渦旋轉(zhuǎn)子中心線與渦旋定子（或主軸）中心線之間的距離）之間存在如下關(guān)系：D＝d＋2r。圓柱銷（8）與硬質(zhì)材料（3）過盈配合，渦旋轉(zhuǎn)子（2）上任一點的軌跡都是半徑為r的圓。從關(guān)系式D＝d＋2r與幾何上的三點定面關(guān)系可知，渦旋轉(zhuǎn)子（2）無法繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，因此防止渦旋轉(zhuǎn)子（2）的自轉(zhuǎn)。滾珠（5）可以在硬質(zhì)材料（6）的上表面上滑動及在圓環(huán)槽（4）中任意轉(zhuǎn)動，從而有效地平衡了軸向氣體力對渦旋轉(zhuǎn)子（2）的作用。

另外，（18）是接線柱，（21）是潤滑油。

由此可見，本實用新型只對三根圓柱銷（8）及相應(yīng)的圓柱槽（9）的加工精度有較高要求，滾珠（5）置于圓環(huán)形槽（4）中并被硬質(zhì)材料（6）的上表面支承著，對放置滾珠（5）的槽（4）的對稱性與否沒有要求，只要求槽（4）的寬度略大于滾珠（5）的直徑，槽（4）的深度小于滾珠（5）的直徑。因此，加工簡單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

參見圖4，圓柱銷（8）可過盈在渦旋轉(zhuǎn)子（2）上鑲?cè)氲挠操|(zhì)材料（3）上，而與圓柱銷（8）相配合的圓柱槽（11）開在渦旋定子（1）上鑲?cè)氲挠操|(zhì)材料（10）上，滾珠（5）放置在硬質(zhì)材料（3）上開設(shè)的圓環(huán)形槽（12）內(nèi)。