專利名稱：帶有防自轉機構的渦旋式流體機械的制作方法
技術領域：
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機構的渦旋式流體機械。
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)元件的渦旋轉子與渦旋定子，渦旋轉子和渦旋定子相互成一定角度組裝，使其側面形成一系列線接觸，在主軸驅動下渦旋轉子中心線繞渦旋定子中心線作圓周運動但其自身不旋轉的流體機械。
以下以渦旋式壓縮機為例來說明本實用新型的基本構思。
渦旋式壓縮機工作時作用在渦旋轉子上的氣體力使渦旋轉子產生兩種運動趨向①軸向力作用使渦旋轉子與渦旋定子相脫離，增加軸向間隙；②作用點偏離渦旋轉子中心線的切向力使渦旋轉子繞自身軸(渦旋轉子中心線)旋轉。以上兩種運動趨勢均使渦旋式壓縮機無法正常工作?，F(xiàn)有的平衡軸向力的方法有止推軸承法、氣體力平衡法；防自轉的方式有十字聯(lián)軸節(jié)法與稱之為特殊旋轉抑制機構的特殊軸承法(見中國專利CN86103317A)。
十字聯(lián)軸節(jié)加工工藝復雜，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)與十字槽之間產生敲擊聲。中國專利CN86103317A中公布的特殊的旋轉抑制機構可防止渦旋轉子自轉同時能平衡作用在渦旋轉子上的軸向氣體力，它是在渦旋轉子與支架相鄰端面上開設相應的圓柱槽，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(渦旋轉子中心線與渦旋定子中心線之間的距離)之間有如下關系D＝d＋2e，從而保證了渦旋轉子中心線只繞渦旋定子中心線公轉，這種滾珠與相應槽的數(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及軸向力平衡機構的渦旋式流體機械。該機構具有加工簡單，制造難度小的特點。


圖1是本實用新型應用于壓縮機的結構原理圖。
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構圖。
圖3是本實用新型的垂直于圓柱銷(8)相剖的防自轉結構圖。
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)下部內的電機(16)，與電機(16)相聯(lián)驅動渦旋轉子(2)公轉的主軸(20)，與渦旋轉子(2)相配合的渦旋定子(1)，渦旋定子(1)固定在支架(7)上。當電機(16)帶動主軸(20)旋轉時，渦旋轉子(2)的中心線(14)便繞渦旋定子(1)的中心線(15)旋轉，但渦旋轉子(2)不繞自身中心線(14)旋轉；渦旋轉子(2)公轉時，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，渦旋轉子(2)的下端部鑲入一塊硬質材料(3)，硬質材料(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，在硬質材料(3)上對稱地或不對稱地鑲入了三根圓柱銷(8)；在支架(7)的上端部鑲入了另一塊硬質材料(6)，在硬質材料(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)的內表面上滑動，圓柱槽(9)的內徑D，圓柱銷(8)的外徑d及主軸偏心量r(渦旋轉子中心線與渦旋定子(或主軸)中心線之間的距離)之間存在如下關系D＝d＋2r。圓柱銷(8)與硬質材料(3)過盈配合，渦旋轉子(2)上任一點的軌跡都是半徑為r的圓。從關系式D＝d＋2r與幾何上的三點定面關系可知，渦旋轉子(2)無法繞自身軸線旋轉，因此防止渦旋轉子(2)的自轉。滾珠(5)可以在硬質材料(6)的上表面上滑動及在圓環(huán)槽(4)中任意轉動，從而有效地平衡了軸向氣體力對渦旋轉子(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。
參見圖4，圓柱銷(8)可過盈在渦旋轉子(2)上鑲入的硬質材料(3)上，而與圓柱銷(8)相配合的圓柱槽(11)開在渦旋定子(1)上鑲入的硬質材料(10)上，滾珠(5)放置在硬質材料(3)上開設的圓環(huán)形槽(12)內。
參見圖5，圓柱銷(8)可過盈在硬質材料(10)上，而與圓柱銷(8)相配合的圓柱槽(13)開在硬質材料(3)上，滾珠(5)放置在硬質材料(10)的圓環(huán)形槽(19)內。
圓柱銷(8)可鑲入支架(7)上鑲入的硬質材料(6)上，圓柱銷(8)可以是三根或三根以上；滾珠(5)可以放置在硬質材料(6)上開設的圓環(huán)形槽內。
另外，上述圓柱銷(8)可直接過盈在渦旋轉子(2)、渦旋定子(1)或支架(7)上；滾珠(5)可直接放置在渦旋轉子(2)、渦旋定子(1)或支架(7)上開設的圓環(huán)形槽內。
權利要求1.帶有防自轉機構的渦旋式流體機械，包括一機殼(17)，機殼(17)內的支架(7)，固定在支架(7)上的渦旋定子(1)，與渦旋定子(1)相配合的渦旋轉子(2)，本實用新型的特征是，三個或三個以上的圓柱銷(8)過盈在渦旋轉子(2)、渦旋定子(1)或支架(7)上，在渦旋定子(1)或渦旋轉子(2)上開設有與圓柱銷(8)相配合的圓柱槽(9、11或13)，滾珠(5)放置在渦旋轉子(2)、渦旋定子(1)或支架(7)上開設的圓環(huán)形槽(12、14、19)內。
2.根據(jù)權利要求1所述的流體機械，其特征在于，所述的渦旋轉子(2)、渦旋定子(1)、支架(7)上可鑲入硬質材料(3、10、6)。
3.根據(jù)權利要求1、2所述的流體機械，其特征在于，所述的圓柱銷(8)可過盈在硬質材料(3、10、6)上。
4.根據(jù)權利要求1、2所述的流體機械，其特征在于，所述的滾珠(5)可放置在硬質材料(3、10、6)所開設的圓環(huán)形槽(4、19、12)內。
專利摘要一種帶有防自轉機構的渦旋式流體機械，包括一機殼(17)內的支架(7)、固定在支架(7)上的渦旋定子(1)，與渦旋定子(1)相配合的渦旋轉子(2)。三個或三個以上的圓柱銷(8)過盈在渦旋轉子(2)、渦旋定子(1)或支架(7)上，在渦旋定子(1)或渦旋轉子(2)上開設有與圓柱銷(8)相配合的圓柱槽(11或13)，滾珠(5)放置在渦旋轉子(2)、渦旋定子(1)或支架(7)上開設的圓環(huán)形槽(12、4、19)內，能夠防止渦旋轉子(2)自轉及平衡渦旋轉子(2)上的軸向氣體力，具有加工簡單、制造難度小的特點。
文檔編號F01C1/00GK2080989SQ9022382
公開日1991年7月17日 申請日期1990年11月15日 優(yōu)先權日1990年11月15日
發(fā)明者郁永章, 李連生 申請人:西安交通大學