CN101709703A - 一种改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机 - Google Patents

Abstract

一种改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，包括机架、静盘、动盘、曲轴、轴密封件及吸气、排气口，静盘上以紧固件固定在机架上，由动盘与静盘结合形成空气的压缩腔；曲轴的偏心部插入动盘的轮毂内，曲轴以主轴承和副轴承安装在机架内，在曲轴的偏心部与动盘的轮毂之间设轴承，动盘角向定位在机架上，机架的前端的中心部位设圆筒部，动盘的轮毂在曲轴偏心部的驱动下在圆筒部内作绕圆周平动，圆筒部与机架的外壳之间是环形凹槽，在圆筒部的前端设环形的支撑凸环以轴向支撑所述动盘。本发明的涡旋空气压缩机结构简单合理、工作稳定可靠，避免压缩机动盘变形的隐患，保证涡盘气密性，增强产品竞争力，可以广泛应用在各种涡旋空气压缩机上。

Description

一种改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡旋空气压缩机，特别是一种喷油的涡旋空气压缩机，具体说是一种改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机。

背景技术

涡旋空气压缩机以其效率高、噪音低、体积小、有利于节能及保护环境等优点而广泛应用于工业、农业、交通运输等行业需要压缩空气的场合。涡旋空气压缩机主要运行件涡盘只有龊合，不产生磨损，因而寿命比活塞式、螺杆式压缩机更长，是风动机械理想动力源。在涡旋空气压缩机中，主要运行件涡盘分为动盘和静盘，动盘和静盘内设涡旋片，通常，由动盘和静盘彼此结合形成压缩腔，当动盘由曲轴带动沿着一定圆周轨迹作平动时，动盘涡旋片相对静盘涡旋片移动，即由两者所形成的压缩腔移动并改变其容积，从而进行吸入、压缩、排放，完成压缩空气的过程。

图1示出现有的涡旋空气压缩机的大致结构，静盘1′和动盘2′结合形成内部压缩腔，静盘1′固定在机架6′上，动盘2′在机架6′的支撑平台上，曲轴12′的偏心部插入动盘2′的轮毂内。压缩机为卧放结构，使十字环3′沿竖直方向运动。曲轴12′由主轴承5′和副轴承7′在机架6′的内腔，机架6′的末端装配后盖10′，前有机械密封11′，在曲轴12′末端装配皮带轮9′和副平衡块8a′、8b′，主平衡块4′在机架6′内，动盘轮毂与曲轴偏心部间设轴承13′。

如图1所示，机架6′支撑着动盘2′背侧端板的外侧边缘，整个动盘中心部分完全悬空，当压缩机工作时，空气进入涡盘内的压缩腔，随着动盘2′运动，空气被压缩，压缩腔中的压缩气体会对动盘2′产生一个沿轴向与静盘1′分离的轴向气体力，在轴向力的作用下，动盘2′被压靠在机架的支撑突台上，由于各腔室的轴向气体力的合力作用在动盘的中心附近，而机架的支撑突台支撑动盘的端板外侧边缘地带，动盘的变形就会较大，且中心变形最大，导致动、静盘中心部位型线齿顶与齿底之间的间隙增大，最终导致内泄漏增大，影响了压缩机的性能。同时由于动盘的变形，机架的支撑突台内侧附近的局部面压较大，因此容易导致机架的支撑突台内侧附近和动盘对应的位置产生磨损，影响了压缩机的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有涡旋空气压缩机中，动盘支撑结构存在易变形、内泄漏的技术缺陷，提供一种结构简单合理、工作稳定可靠的改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，避免压缩机动盘变形的隐患，保证涡盘气密性，同时使产品成本进一步降低，增强产品竞争力，以克服现有技术中的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，包括机架、静盘、动盘、曲轴、密封件及吸气、排气口，静盘上以紧固件固定在机架上，由动盘与静盘结合形成空气的压缩腔；曲轴的偏心部插入动盘的轮毂内，曲轴以主轴承和副轴承安装在机架内，在曲轴的偏心部与动盘的轮毂之间设轴承；所述动盘角向定位在机架上，所述机架的前端的中心部位设圆筒部，所述动盘的轮毂在曲轴偏心部的驱动下在圆筒部内作绕圆周平动，所述圆筒部与机架的壳体之间是环形凹槽，在圆筒部的前端设环形的支撑凸环以轴向支撑所述动盘。

上述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机中，在环形凹槽的槽底环面上设置十字环，所述十字环的上表面和下表面的半圆位置分别各设有一对凸键，两对凸键互相垂直分布，在环形凹槽的槽底环面和动盘的底面上分别设置一对键槽，所述十字环的凸键分别置于环形凹槽54槽底环面和动盘底面的键槽内。

上述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机中，支撑凸环的内径大于动盘直径的1/3，支撑凸环的外径小于动盘直径的3/4。

上述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机中，所述机架包括前机架和后机架，所述的动盘的轮毂和曲轴的偏心部和主平衡块容纳在前机架内。

上述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机中，主轴承设置在圆筒部内，主轴承设置在曲轴偏心部与主平衡块之间。

上述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机中，副轴承设置后机架的末端部。

上述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机中，在后机架的末端设后盖，后盖内装有轴密封件。

上述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机中，副平衡块设置在曲轴的末端，所述末端伸出由前盘、前机架、后机架、后盖组成的密封腔体外。

本发明的有益效果在于：通过对前机架支撑动盘的位置的改变，大大改善了动盘的受力状态，使动盘的支撑力从边缘位置移至靠近中心的位置，促使动盘的端板形变最小，极大限度地减小内泄漏，提高压缩机性能，本发明前机架的支撑结构简单合理，通过对动盘的支撑结构作调整，使涡旋空气压缩机工作更加稳定可靠。

附图说明

图1是现有技术的涡旋空气压缩机的结构示意图；

图2是本发明所述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图2中涡旋空气压缩机各部件用标号表示如下：

静盘1    动盘2       动盘轮毂21    十字环3

曲轴4    前机架5     主平衡块6     后机架7

后盖8    轴封组件81  副平衡块9     静盘固定螺钉10

静盘的吸气口11       压缩腔连通的吸气引导槽12

轴承14   主轴承15    副轴承17      前机架外壳51

前机架圆筒部52    支撑凸环53       凹槽54

现有技术中，涡旋空气压缩机的结构如图1所示，由静盘1′、动盘2′、曲轴12′、机架6′、后盖10′组成，静盘1′与动盘2′结合形成一个空气的压缩腔，静盘1′固定在机架6′上，曲轴12′装配在机架6′内，由主轴承5′与副轴承7′支承，轴体一端是偏心部，插入动盘的轮毂内，在偏心部与轮毂之间是轴承13′，平衡块4′设置在偏心部与主轴承5′之间，在机架内设有避让空间足以容纳平衡块的转动。动盘的轴向定位由静盘与机架的支撑平台限定，支撑平台设在机架6′的端部内腔外缘，支撑动盘2′的盘底端板的外缘。在压缩机正常运转情况下，压缩腔中的压缩气体会对动盘2′产生一个沿轴向与静盘1′分离的轴向气体力，因此动盘2′被压靠在机架6′的支撑平台上，由于各腔室的轴向气体力的合力作用在动盘的中心附近，如果机架6′的支撑平台支撑动盘的边缘地区，长期运行后造成动盘2′变形，且中心变形最大，导致动、静盘中心部位型线齿顶与齿底之间的间隙增大，最终导致内泄漏增大，影响了压缩机的性能。同时由于动盘2′的变形，机架支撑平台的内侧附近的局部面压较大，因此容易导致机架的支撑平台内侧附近和动盘2′对应的位置产生磨损，影响了压缩机的可靠性。

本发明为了解决上述存在的问题，对压缩机结构作出改进，如图2所示，本发明中前机架5中心被设计有一个圆筒部52，动盘轮毂21能在其中运动而不与前机架5产生干涉，圆筒部52的顶部是一个环形的凸起即前机架的支撑凸环53，由此，机架的支撑凸环最靠近动盘的中心，动盘2受到压缩气体的轴向力后变形最小，最大限度的减少了压缩气体的内泄漏，提高了压缩机的性能，同时前机架支撑凸环53的面压比较均匀，可靠性得到提高。

本设计中支撑凸环53的内径大于动盘直径的1/3，支撑凸环53的外径小于动盘直径的3/4，由此可最大程度的减少动盘的变形，优化支撑凸环的受力，减少摩擦，使得性能优化，并保证动盘平稳的运动。

动盘2与静盘1配合的安装形成一个空气压缩腔，动盘2可滑动的支撑在前机架的支撑凸环53上，前机架5的前端在壳体51和圆筒部52间是凹槽54，十字环3安装在动盘2底板和凹槽54之间，十字环3的上表面有一对凸键，两者的连线穿过环的中心，在十字环3的下表面也有一对凸键，同样，两者的连线穿过环的中心，两对凸键互相垂直(图中未示出)。在动盘2底板端面上和凹槽54上均开设有可配合安装十字环键部的键槽(图中未示出)，动盘2通过十字环3的连接保证了动盘2与前机架5的角向定位安装。

主轴承15安装在前机架5的中心，邻近曲轴的偏心部，主平衡块6过盈的安装在曲轴上主轴承15的后侧位置，并顶住主轴承的内圈，形成对主轴承内圈的轴向固定。动盘2的轮毂21中安装有轴承14，轴承14是滚针轴承，此滚针轴承的内圈过盈的安装在曲轴偏心部上。通过对主平衡块位置的调整，使曲轴在主轴承之前的悬臂结构大大缩短，减小了主平衡块惯性力矩对曲轴结构的影响，使曲轴运行的变形情况得到改善，从而提高了动盘的工作精度。通过对主平衡块的位置调整，同时改善了轴承支承受力情况。

静盘1通过固定螺钉安装在前机架5上，在两者的接触面上布置有密封部件，由此静盘1和前机架5端面形成了密封。同样，前机架5和后机架7、后机架7和后盖8通过同样的方式形成密封。后盖8中过盈的安装有轴封组件11，其通过弹性挡圈定位。由此通过静盘1、前机架5、后机架7、后盖8、曲轴4以及各密封部件在压缩机内部形成了一个密封的空腔，静盘1的上侧面开设有吸气口11及与压缩腔连通的吸气引导槽12，引导槽12开设的位置使得动盘2在运动过程中吸气引导槽12间歇(或连续)的与所叙的密封空腔连通，从而在压缩机正常运转时形成一个低压的腔室。

后机架7的中心开设有比曲轴对应位置的直径略大的中心孔，副轴承17安装在后机架7的后部。由此，由于主轴承15紧挨曲轴偏心部，副轴承17远离主轴承15，使主、副轴承间的距离增大，从而轴承的受力将大幅减少，提高了轴承的寿命提高了可靠性，因此在设计时可选择小型的轴承，减少了轴承的直径，降低了成本，同时由于整体布置紧凑，使得在保证压缩机运转平衡的情况下，主、副平衡块重量减轻，降低了产品的成本，提高了竞争力。

Claims (7)

1.一种改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，包括机架、静盘(1)、动盘(2)、曲轴(4)、密封件及吸气、排气口，静盘(1)上以紧固件固定在机架上，由动盘(2)与静盘(1)结合形成空气的压缩腔；曲轴(4)的偏心部插入动盘(2)的轮毂内，曲轴以主轴承(15)和副轴承(17)安装在机架内，在曲轴的偏心部与动盘的轮毂之间设轴承(13)，其特征在于：所述动盘(2)角向定位在机架上，所述机架的前端的中心部位设圆筒部(52)，所述动盘(2)的轮毂在曲轴偏心部的驱动下在圆筒部(52)内作绕圆周平动，所述圆筒部(52)与机架的壳体(51)之间是环形凹槽(54)，在圆筒部(52)的前端设环形的支撑凸环(53)以轴向支撑所述动盘(2)。

2.根据权利要求1所述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，其特征在于：在环形凹槽(54)的槽底环面上设置十字环(3)，所述十字环(3)的上表面和下表面的半圆位置分别各设有一对凸键，两对凸键互相垂直分布，在环形凹槽(54)的槽底环面和动盘(2)的底面上分别设置一对键槽，所述十字环(3)的凸键分别置于环形凹槽(54)槽底环面和动盘(2)底面的键槽内。

3.根据权利要求2所述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，其特征在于：支撑凸环(53)的内径大于动盘直径的1/3，支撑凸环(53)的外径小于动盘直径的3/4。

4.根据权利要求1或2或3所述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，其特征在于：所述机架包括前机架(5)和后机架(7)，所述的动盘(2)的轮毂和曲轴(4)的偏心部和主平衡块(6)容纳在前机架(5)内。

5.根据权利要求4所述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，其特征在于：副轴承(17)设置后机架(7)的末端部。

6.根据权利要求5所述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，其特征在于：在后机架(7)的末端设后盖(8)，后盖内装有轴密封件。

7.根据权利要求6所述改变动盘支撑结构的涡旋空气压缩机，其特征在于：副平衡块(9)设置在曲轴的末端，所述末端伸出由前盘(1)、前机架(5)、后机架(7)、后盖(8)组成的密封腔体外。

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