[发明专利]用于涡旋压缩机的涡旋盘单元和涡旋压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡旋压缩机，尤其涉及一种具有改进的涡旋盘单元 的涡旋压缩机。

背景技术

通常，压缩机是把机械能转化为可压缩流体的潜能，具体地可分为 往复式压缩机、涡旋式压缩机(或涡旋压缩机)、离心式压缩机和叶片式 压缩机。

典型地，涡旋压缩机的工作原理是通过动涡旋盘围绕静涡旋盘的基 圆中心旋转，并逐渐缩小由动涡旋盘和静涡旋盘的接合所形成的气体压 缩室的体积，从而达到压缩气体的目的。其中，动涡旋盘直接支撑到固 定在涡旋压缩机壳体中的支架上。此外，用于驱动动涡旋盘转动的曲轴 的一端(上端)通过支架中的中心孔连接至动涡旋盘，另一端(下端) 直接支撑到固定在涡旋压缩机壳体内的下支撑架上，从而当曲轴沿着顺 时针或逆时针方向转动时，可以执行相应的吸气、压缩和排气操作。其 中被压缩的气体通过排放阀排放到涡旋压缩机的高压腔中，最终通过排 放口排出。

通常，采用联轴节上的成十字布置的键与涡旋盘上的联轴节槽接合 的方式、通过联轴节将动涡旋盘和静涡旋盘接合起来，并且防止动涡旋 盘在围绕静涡旋盘的基圆中心做平动的同时发生自转。此外，提出了另 一种接合方式，其中在静涡旋盘的内侧表面中设置有具有内侧平坦表面 的台阶部，而在联轴节的周向外侧表面上设置有具有外侧平坦表面的凸 起。凸起与静涡旋盘的内侧表面中的台阶部配合，其中内侧平坦表面与 外侧平坦表面配合，从而使联轴节与静涡旋盘接合。并且，沿联轴节的 周向设置有具有内侧平坦表面的接合梁/具有外侧平坦表面的凸起，以与 动涡旋盘上具有外侧平坦表面的接合部/具有内侧平坦表面的延伸凸出配 合，从而使联轴节与动涡旋盘接合。通过这样的结构，消除了成十字形 布置的键与联轴节槽接合引起扭矩的问题。然而，在这样的结构中，在 涡旋压缩机工作期间，联轴节与静涡旋盘和/或动涡旋盘之间发生相对位 移时，在内侧平坦表面与外侧平坦表面之间产生较大的滑动摩擦。

此外，在现有技术中，存在以下的问题。当动涡旋盘围绕静涡旋盘 的基圆中心做小半径的回转平动时，动涡旋盘的涡旋线结构与静涡旋盘 的涡旋线结构所形成的压缩室不断减小、产生高温高压气体，最终两个 涡旋线结构基本啮合，将高温高压气体排放到高压腔中。然而，在压缩 气体中存在液体蒸汽的情况下，随着动涡旋盘围绕静涡旋盘的基圆中心 不断回转平动，动涡旋盘的涡旋线结构与静涡旋盘的涡旋线结构之间的 间距越来越小，液体蒸汽被压缩会聚成液体；由于液体的密度较大，在 有限的压缩力下不能够被进一步压缩，使得液体留在动涡旋盘的涡旋线 结构与静涡旋盘的涡旋线结构之间，由此造成两者之间存在一定间距。 这样，既妨碍了气体的进一步压缩，也使得液体被挤压在两个涡旋结构 之间不能够被容易地排出，并且会对涡旋盘结构施加不期望的较大的反 压缩作用力。

发明内容

本发明的目的之一是提供可应用至涡旋压缩机中的改善的涡旋盘单 元，所述涡旋盘单元至少能够部分地削弱或消除上述的现有技术中存在 的问题。

本发明的另一目的是提供使用上述涡旋盘单元的涡旋压缩机。

根据本发明的一方面，提供一种用于涡旋压缩机的涡旋盘单元，包 括：动涡旋盘；静涡旋盘，所述静涡旋盘与所述动涡旋盘接合，并且沿 其周向在其内侧表面中设置有沿径向相对设置的一对台阶部；大致环形 的联轴节，所述联轴节设置在所述静涡旋盘与所述动涡旋盘之间，用于 接合所述静涡旋盘和所述动涡旋盘，其中所述联轴节在其周向外侧表面 上设置有与所述一对台阶部接合的一对凸起；以及针辊组件，所述针辊 组件设置在所述静涡旋盘的台阶部中，与所述联轴节的所述凸起接触。

在一实施例中，所述针辊组件包括多个针辊和用于可转动地保持所 述多个针辊的细长的针辊保持架。

在一实施例中，每个台阶部具有第一内侧平坦表面，每个凸起具有 与第一内侧平坦表面配合的第二外侧平坦表面。

在一实施例中，所述针辊保持架具有沿其纵长方向间隔设置的多个 针辊容纳槽，被所述多个针辊容纳槽容纳的所述多个针辊分别与所述台 阶部的第一内侧平坦表面和所述凸起的第二外侧平坦表面接触，使得在 两者之间提供滚动摩擦。

在一实施例中，每一个所述针辊容纳槽具有两个沿所述纵长方向彼 此相对的弧形侧表面，用于可转动地限制所述针辊，其中所述弧形的曲 率半径大致等于所述针辊的曲率半径。