专利名称：涡卷温度保护的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡卷式压缩机。更具体来说，本发明涉及具有保护涡卷机使其免于过热的独特温度保护系统的涡卷压缩机。
典型的涡卷具有一个轨道运转涡卷构件，在其表面上有一涡卷；以及一个非轨道运转涡卷构件，在其表面上有一涡卷。所述涡卷彼此啮合，设有一个机构，使轨道运转涡卷构件相对于非轨道运转涡卷构件围绕一根轴线轨道运转。这种轨道运转使涡卷形成从一抽吸区域至一排放区域容积逐渐变化的室。
上述涡卷机的一个问题是它们由于各种场合遇到的问题而可能形成过高的排放气体温度。解决这个问题的一个公知的方法是，当遇到这种过高温度状态时使压缩气体从高侧漏至低侧。现有技术包括许多为解决这种问题而研制的系统。
本发明的一个主要目的是提供一种改进的温度保护系统。本发明的温度保护系统是一种简单的温度响应阀，其结构简单、易于安装检查，并改善了压缩机的需要的控制。
本发明的阀可改善压缩气体的高压释放，因而改善了这种压缩机的高温保护。本发明的系统对于使用抽吸气体来冷却驱动轨道运转涡卷构件的电机的涡卷机特别有效，其原因在于，在高侧中的排放气体处于提高的温度的状态下，这种阀可引起压缩机的高侧向压缩机低侧的泄漏。高温的排放气体向压缩机的抽吸区域的这种泄漏引起电机的标准电机保护器跳闸，停止涡卷机的工作。
因此，本发明可提供对于下述原因引起的过高排放温度的保护(a)工作流体加料的损失；(b)低压状态或堵塞的抽吸状态；(c)在制冷系统中的堵塞的冷凝器风扇；或(d)因故产生的过高排放压力状态。所有这些不合乎要求的状态都会引起涡卷机在远远高于按照涡卷机预定的固定容积比设计的值的压力比下工作，这又会引起过高的排放温度。
本专业技术人员根据下面的详细描述、权利要求书及附图将理解本发明的其它优点和目的。
在以下的附图中表示实施本发明的目前构想出的最佳方式。
图1是通过装有按照本发明的独特的温度保护系统的涡卷压缩机截取的垂直剖视图；图2是图1所示包括按照本发明的温度保护系统的涡卷压缩机的上部的放大剖视图；图3是图1和2所示涡卷压缩机的部分剖开的顶视平面图；图4是包括按照本发明另一实施例的温度控制系统的涡卷机的上部的放大剖视图；图5是图4所示涡卷机的部分剖开的顶视平面图；图6是包括按照本发明另一实施例的温度控制系统的涡卷机的上部的放大剖视图；图7是图6所示的涡卷机的部分剖开的顶视平面图；图8是包括按照本发明另一实施例的温度控制系统的涡卷机的上部的放大的剖视图；图9是图8所示涡卷机的部分剖开的顶视平面图；图10是包括按照本发明的另一实施例的温度控制系统的涡卷机的上部的放大的剖视图；图11是图10所示涡卷机的部分剖开的顶视平面图；图12是包括按照本发明另一实施例的温度控制系统的涡卷机的上部的放大剖视图；图13是图12所示涡卷机的部分剖开的顶视平面图；图14是包括按照本发明另一实施例的温度控制系统的涡卷机的上部的放大剖视图；图15是图14所示的涡卷机的部分剖开的顶视平面图。
虽然本发明适用于任何类型的涡卷机中，但是为了举例说明，在本说明书中将其描述成装在“低侧(low side)式”密封涡卷冷冻剂电动压缩机中(即，电动机和压缩机是由密封壳中的抽吸气体冷却的，如图1的垂直剖视图所示)。一般来说，压缩机包括一个圆筒形密封壳体10，在其上端焊有一个盖12，盖上设有冷冻剂排放接头14，该接头内可选择地具有通常的排放阀。装在壳体上的其它构件包括一个横向延伸的隔壁，绕其周边在盖12焊接于壳体10的相同点上焊接；一个主承轴箱18，它以需要的方式在多个点上固定在壳体10上；以及一个吸气进口接头20，它具有设置在与壳体内部连通的导气板22。
基本呈方形横截面但角部倒圆的电机定子24压配在壳体10中。定子上的倒圆角部之间的平部形成在定子和壳体之间便于冷冻剂从壳体顶部流至底部的通道。一曲轴26在其上端具有偏心曲柄销28，该曲轴26可旋转地装在主轴承箱18中的轴承30和下部轴承箱34中的一个第二轴承32中。曲轴26在下端具有通常的相对较大直径的油泵同心孔36，该孔与一个径向向外倾斜的较小直径的孔38连通，孔38从那里向上延伸至曲轴的顶部。内部壳体10的下部以通常的方式注有润滑油，在曲轴底部的同心孔36是初始泵，它与孔38一起作用，孔38起到次级泵的作用，将润滑液送至压缩机需要润滑的各部分。
曲轴26由一个电机旋转驱动，该电机包括从中穿过的绕组40的定子24和转子42，该转子压配合在曲轴上并具有一个或多个配重44。通常类型的一个电机保护器设置在电机绕组40附近，因而如果电机超过其正常温度范围，保护器将切断电机电流。
主轴承箱18的上表面设有一个平的环形推力轴承面48，在该轴承面上设置轨道运转的涡卷构件50，该涡卷构件包括一个端板52，该端板在其上表面具有通常的螺旋叶片即涡卷54；一个在下表面上的平的环形止推表面56，从其向下突伸的一个圆筒形毂58，该毂内具有一个轴颈轴承60，该轴颈轴承内可转动地设有一个驱动衬套62，该衬套有一内孔，在该内孔内传动式设置曲柄销28。曲柄销28在一表面上有一平部(未画出)，该平部传动式地接合衬套62的内孔的一部分上的一个平面，以便形成如受让人的美国专利第4，877，382号所示的径向柔性传动装置，上述美国专利在本说明书中引作参考。
涡卷54与一个构成非轨道运转的涡卷构件66的一部分的非轨道运转涡卷64啮合，所述非轨道运转涡卷构件以任何需要的方式安装在主轴承箱18上，为涡卷构件66提供有限的轴向运动。上述安装的具体方式与本发明无关，但是，在本实施例中，为了举例的目的，非轨道运转涡卷构件66具有多个周向间隔开来的安装凸台，每个安装凸台具有一个上部平台和一个轴向孔，在该孔中可滑动地设有一个套筒，该套筒用螺栓固定在主轴承箱18上，这是现有技术中公知的。螺栓具有一个扩大的头部，该头部具有平的下表面，该下表面与非轨道运转涡卷构件66的上表面接合，以便限制非轨道支转涡卷构件66的轴向向上或分离运动，在相反方向上的运动是通过涡卷64的下部端面与轨道运转涡卷构件50的上平面的轴向接合限制的。关于非轨道运转涡卷的悬挂系统的详细描述，请阅受让人的美国专利第5，055，010号，该专利的技术内容本说明书用作参考。
非轨道运转涡卷构件66具有一个中心设置的排放通道，该排放通道与一个向上敞口的凹部72连通，该凹部通过隔壁16上的开口74与一个排放消声室76流体连通，该消声室是由盖12和隔壁16限定的。一个中间减压阀78设置在排放消声室76和壳体10的内部之间。中间减压阀78将在排放和抽吸压力之间的一定的压差下打开，以便从排放消声室76排放加压气体。非轨道运转涡卷构件66在其上表面具有一个环形凹槽80，该凹槽具有平行共轴的侧壁，在该凹槽中为相对轴向运动密封地设有一个环形浮动密封件82，该密封件用于使凹槽80的底部与存在的抽吸及排放压力下的气体隔绝开来，因而可以设置得借助通道84与一个中间流体压力源流体连通。因此，非轨道运转涡卷构件66借助排放压力作用在涡卷构件66的中央部分上形成的力和中间流体压力作用在凹槽80底部形成的力轴向地抵靠轨道运转涡卷。这种轴向偏压，以及各种用于支承涡卷构件66以限制轴向运动的技术更为详细地公开在受让人的上述美国专利第4，877，328号中。
涡卷构件的相对转动是由欧式联轴节防止的，欧氏联轴节包括一个环86，其具有第一对键88(图中画出一个)，其中滑动地设置在涡卷构件66上的完全相对的槽90中；以及第二对键(未画出)，其可滑动地设置在涡卷构件50上的完全相对的槽中。
现在参阅图2，虽然浮动密封件82的结构细节并不是本发明的一部分，但是为了举例说明的目的，密封件是一种共轴的夹层结构，包括一个环形底板100，该底板具有多个等间距直立的整体凸起102。一个环形垫圈106放置在底板100上，该垫圈具有多个等间距的孔，这些孔中接纳凸起102。在垫圈106的顶部设置一个上部密封板110，该密封板具多个等间隔的孔，这些孔接纳底部104。密封板110具有向上突起的平面密封唇边116，围绕密封板110的内周设置。上述组件是借助标号118所示的每个凸起102的端部的铆锻(swaging)而固定在一起的。
整个密封组件提供三种不同的密封，即，内径密封124、外径密封128和顶部密封130。密封124是在垫圈106的内周和凹槽80的内壁之间。密封124使在凹槽80底部中的中间压力下的流体与在凹部72中的排放压力下的流体隔绝开来。密封128是在垫圈106的外周和凹槽80的外壁之间，使在凹槽80底部中的中间压力下的流体与壳体10内的抽吸压力下的流体隔绝开来。密封130在密封唇边116和围绕隔壁16的开口74的环形磨损环132之间，使抽吸压力下的流体与横过密封组件顶部的排放压力下的流体隔绝开来。密封件82的结构细节与美国专利第5，156，539号所述密封件类似，该专利的技术内容本说明书引作参考。
压缩机最好是“低侧”式的，其中，通过导气板22进入的抽吸气体部分地可以逸入壳体，并有助于电机的冷却。只要有足够的返回的抽吸气体流量，电机就会保持在需要的温度极限内。但是，当上述流量显著下降时，冷却作用的丧失将最终使电机保护器46跳闸，将机器关断。
上面大致描述的涡卷压缩机，除了温度保护系统200之外，是现有技术中公知的，或是本发明受让人的其它未审定的专利申请的主题。应用本发明原理的结构细节是独特的温度保护系统200的结构。如果排放气体达到过高的温度，温度保护系统200就使压缩机停止任何明显的泵送工作。泵送工作的停止使电机丧失了其冷却气体的正常流量。排放气体向压缩机的抽吸区域的泄漏，使高温的排放气体围绕及穿过电机循环，从而提升了定子24和绕组40的温度。定子24和绕组40的温度增加，使标准电机保护器46发热，保护器46跳闸，关断电机电源。
温度保护系统200包括二个温度响应阀组件202和一个温度响应阀组件204。温度响应阀组件202包括一个圆形阀腔206，它设在凹部72的底部并具有一个环形阶部208。阀腔206的底部与圆型横截面的轴向通道210连通。该通道又与一径向通道212连通。通道212的径向外出口端与壳体10内的抽气区域连通。通道210和阀腔206的平面底部的相交限定一个圆形阀座，在该阀座中一般设有一个圆形的稍许球状的相对较薄的双金属阀214的球形中央阀部，该双金属阀214具有多个通孔，这些通孔在球形阀部径向外侧设置。
阀214是借助杯状星形保护环220固定在位的，所述保护环具有一个中央开口部分和多个间隔开来的径向外伸的指状部分222，指状部分的直径通常稍大于阀腔206的侧壁的直径。当阀214组装就位后，保护环220被推入阀腔206，直至其下述从指状部分222伸出的多个凸缘为止。指状部分222与阀腔206的侧壁接合，使保护环220固定在位。
阀组件202设置在排放气体凹部72内，完全暴露于很靠近涡卷34和64出口点位的排放气体的温度。所检测排放气体温度的位置越靠近最后的涡卷压缩腔中存在的实际排放气体温度，机器就响应于排放温度得到更精确的控制。使用传统的标准选择双金属阀214的材料，因而当排放气体达到被认为过大的预定值时，阀214将“快动”至其打开位置，在该位置上，向上稍许呈凹形，其外周接合阶部208及其中央阀部从阀座抬高。在该位置上，高压排放气体可以通过阀214上的孔和通道210和212漏至抽吸压力下的壳体10的内部。这种泄漏使排放气体循环，因而减少了冷的抽吸气体的流入，因此，电机失去其冷却液流，即相对较冷的抽吸气体的进口流。因此，电机保护器46、电机绕组40和定子由于存在相对较热的排放气体，以及抽吸气体流量减少，因而温度升高。电机绕组40和定子24用作受热器，最终使电机保护器跳闸，关闭压缩机。
只装有阀组件202的现有技术的系统的问题之一是从阀214起反应及电机保护器46跳闸之时起的时间延迟。在某些情形中，这种时间延迟可能过大，从而造成涡卷构件50和66中的一个或两个损坏。当阀214快动打开后，以及当排放气体正在加热电机物质时，气体排放温度可能迅速增加。由高温排放气体引起的过高的涡卷温度可能导致涡卷末端擦伤。
阀组件202有关的另一问题是，当抽吸和排放压力之间有大的压差时，阀214不能打开。双金属盘只产生几磅的力，该力必须克服横跨通道区域作用的压差后才能使阀打开。这样就限制了通常210的尺寸，因而限制了可以被双通(bi-pass)以加热电机的排放气体量。这种限制特别约束了新型的有利于环境的冷冻剂，这是由于所述冷冻剂是在较高压力下工作的，导致了较高的压差。因此，在排放区域只设置阀214可使排放气体温度的检测最佳化，但却限制了气体流量，可能妨碍内部密封件直径尺寸的最佳化。
当压缩机的实际工作压力比显著高于设计压力比时，压缩机需要温度保护。已经发现，当过高压力的排放气体在足够的速率下旁流至压缩机的抽吸区域，使压力比下降或低于压缩机的设计压力比时，可实现涡卷的成功的温度保护。只用阀组件202时，由于其固有的通道尺寸限制，因而不能实现这一点。因此，本发明包括阀组件204。
温度响应阀组件204包括一个设在凹槽80的底部中并且有一个环形阶部228的圆形阀腔226。阀腔226的底部与圆形横截面的轴向通道230连通，该通道又与一条径向通道232连通。通道232的径向外部出口端与壳体10内的抽吸区域连通。通道230和阀腔226的平底部的交叉限定了一个圆形阀座，在该阀座中通常设置一个圆形的稍许球状的相对较薄的碟状双金属阀234的球形中央阀部，所述双金属阀具有多个通孔，这些通孔在球形阀部的径向外侧设置。在阀腔226每侧一个，在非轨道运转涡卷构件66的底板上的一对凸槽236有助于改善阀组件204的热响应时间。
阀234借助一个杯状星形保持环240固定在位，该保持环具有一个中央开口部分和多个间隔开来的径向外伸的指状部分242，所述指状部分通常直径稍大于阀腔226的侧壁的直径。在阀234组装就位之后，保持环240被推入阀腔226中，直至向下达到多个从指状部分242伸出的凸缘。指状部分242接合阀腔226的侧壁，将保持环240固定在位。
阀234设置在环形凹槽80内，不暴露于排放压力下的气体，但却暴露于在压缩机的抽吸压力和排放压力中间的一个压力下的气体。横跨阀234的压差不构成问题，这是由于中间室压设计得小于排放压力。与向凹槽80提供加压流体的通道84的尺寸相比，通道230和230的尺寸必须较大。但是，这并不构成问题，是与具有小直径通道84的好处一致的。在凹槽80中设置阀234的一个局限在于，排放气体温度检测不是直接检测。双金属阀234的材料是使用传统标准选择的，因而当中间压力气体达到被认为是过大的预定值时，阀234将“快动”至其打开位置，在该位置上，它稍许向上呈凹形，其外周接合阶部228及其中央阀部从阀座抬高。在该位置上，中间压力气体可通过阀234上的孔和通道230及232漏至在抽吸压力下的壳体10的内部。这种泄漏引起浮动密封件下落，这使得通过破坏顶部密封130而在排放和抽吸之间可以连通。为了保证可靠打开浮动密封件82，在浮动密封件82和隔壁16之间增设了一个波形弹簧246。
除了波形弹簧246以外，为保证密封件82的可靠打开还包括一个第二特征。在工作中，当浮动密封件82最初打开，在顶部密封130处的打开区域相对较小时，漏过密封130的排放气体以高速流动。排放气体的这种高速流动足以使该区域中的气压稍低于抽吸压力。所产生的横过浮动密封件82的压差倾向于抵抗波形弹簧246并闭合密封130。压缩机的工作状态范围限制了波形弹簧246可以用来提供力的大小，因此，需第二特征。
浮动密封件82已被修改而包括一个位于密封130径向外侧的环形向上凸起248。虽然图中凸起248是一个单独的构件，但是，使凸起248与密封板110制成整体也在本发明的范围以内。环形向上的凸起248用于形成一个障碍，漏过密封30的排放气体必须绕行。这种圆形路线使压力下降后才到达压缩机的抽吸室，但并不引起横过密封130的显著压降。因此，凸起248将浮动密封件82上方的压力保持得高于抽吸压力，使波形弹簧246可完全打开浮动密封件82。阀组件204的温度设定要低于阀组件202的温度设定。当阀组件202由于过高的排放气体温度而快动打开时，高温的排放气体流过通道212。如图3所示，通道212设计得邻近于阀组件204。因此，流过通道210的高温排放气体将增加阀组件204的温度，使阀组件204也在波形弹簧246的协助下快动打开，使浮动密封件82卸载。如上所述，经过浮动密封件82进入压缩机抽吸区域的高温排放气体流将增加可用于加热电机的再循环气体量并最终使电机保护器46跳闸。其次，这将使抽吸压力和排放压力相等，使涡卷构件50和66的中央部分中产生的热量减少。
现在参阅图4和5描述本发明的另一个实施例。图4和5所示实施例与图1-3所述实施例相同，只是用通道252和262替代了径向通道212和232。图1所示压缩机包括一个减压安全阀78。当排放消声室76中的压力超过预定压力时，这在风扇堵塞的情形中可能发生，减压安全阀78将在排放和抽吸压力之间的规定压差下打开，使排放压力下的气体通至压缩机的抽吸区域。通道252设置得在阀腔226正下方延伸，它包括一个减小直径的部分254和一个扩大直径的部分256，该部分256当通道252在阀腔226下经过时开始。通道262从减压安全阀78的出口延伸，在轴向通道230的正下方一点与通道252相交。本实施例的操作与上面描述的图1-3的情形相同，只是通道262使高温放气体可从减压安全阀250放出而加热阀234，使其快动打开。因此，为室76中的过大压力状态提供温度保护，例如在风扇堵塞情形中的温度保护。
现在参阅图6和7描述本发明的另一个实施例。图6和7所示实施例与图1-3所示实施例相似，只是未设阀组件202和204，它们由一个单一的温度响应阀组件302替代。温度响应阀组件302包括一个设在凹部72中并具有一个环形阶部308的圆形腔306。腔306的底部与圆形横截面的轴向通道310连通，所述通道310又与一条径向通道312连通。通道312的径向外部出口端与壳体10内的抽气区域连通。通道310和腔306的底部相交，限定一个圆形阀座，在该阀座内设置一个圆形稍许球形相对较薄的碟状双金属阀314的球形中央阀部，所述双金属阀具有多个在球形阀部径向外侧的孔。一条第二径向延伸的通道318将腔306与中压室或凹槽80相连。
阀314借助一个塞320固定在位，该塞借助螺纹装在腔306内，或用其它方式固定在腔306内。阀组件302设置在排放气体凹部72内，暴露于很靠近涡卷54和64出口部位的排放气体的温度。虽然阀314不象阀214那样与排放气体直接接触。但是，这可以通过与阀214相比降低阀314的打开温度而得到补偿。可以实现这种低温设定的原因是，阀314暴露于中压下的气体，而不是排放压力下的气体。
由于塞320和通道318，与上述的阀234一样，阀314暴露于抽吸压力和排放压力中间的一个压力下。横跨阀314的压差不构成问题，这是由于中间室压力设计得小于排放压力。与向凹槽80供应加压流体的通道84相比，通道310和312必须具有大的尺寸。但是，这并不构成问题，与具有小的通道84的好处是一致的。
双金属阀314的材料是使用传统的标准选择的，因而当检测一个认为是过高的特定的温度时，阀314将快动进入其打开位置，与阀234一样，使中压下的气体通过通道318、阀314上的孔和通道310及312漏至抽吸压力下的壳体10的内部。这种泄漏在波形弹簧246的协助下使浮动密封件82下落，从而使排放气体通过密封件82的顶部密封130的破坏而漏至抽吸。除了波形弹簧246以外，为保证密封件82的可靠打开包括一个第二特征。在工作中，当浮动密封件82最初打开，且在顶部密封130的打开区域相对较小时，漏过密封130的排放气体以高速流动。排放气体的这种高速流动足以使该区域中的气体压力稍低于抽吸压力。结果横跨浮动密封件82的压差倾向于抵抗波形弹簧并闭合密封130。压缩机的工作状态范围限制了波形弹簧246可用来提供的力的大小，因而需要第二特征。
浮动密封件82已经被改变，以便包括一个位于密封130径向外侧的环形向上凸起248。虽然凸起248在图中画成一个单独的构件，但是，将凸起248与密封板110制成整体也在本发明的范围内。环形向上凸起248用于构成一个障碍，漏过密封30的排放气体必须绕行。这种绕行路线引起压力下降后才到达压缩机的抽吸室，但是并不引起横跨密封130的显著压降。因此，凸起248将浮动密封件82上方的压力保持得大于抽吸压力，并使波形弹簧246可完全打开浮动密封件82。如上所述，高温排放气体经过浮动密封件82流入压缩机的抽吸区域将增加可用于加热电机的再循环气体量，并最终使电机保护器46跳闸。其次，基本使抽吸压力和排放压力相等，从而使在涡卷构件50和66的中央部分产生的热量减少。
现在参阅图8和9描述本发明的另一个实施例。图8和9所示实施例与图1-3所示实施例相似，只是阀组件202和204，以及减压安全阀78已被一个单一的阀组件400取代。阀组件400包括一个温度响应阀组件402和一个压力反应阀组件404。
温度响应阀组件402设置在位于凹部72内的一个圆形腔406中。腔406的侧壁与圆形横截面的第一斜通道410连通，该通道410又与一条径向通道412连通。通道412的径向外部出口端与壳体10内的抽吸区域连通。温度响应阀组件402包括一个圆形的稍许球形相对较薄的碟状双金属阀414，所述双金属阀具有多个在球形阀部径向外侧设置的孔、一个限定中心孔422的阀座420、一个星形阀导向器424和一个塞426。阀414的球形中央阀部抵靠阀座420以封闭中心孔422，从而封闭阀组件402。
阀组件402借助塞426固定在位，塞426借助螺纹装在腔406中，或用其它方式固定在腔406中。一对位于阀导向器424和腔406之间的O形圈为阀组件400提供密封。阀组件402设置在排放气体凹部72中，暴露于很靠近涡卷54和64的出口部位的排放气体的温度下。虽然阀414不象阀214那样直接接触排放气体，但是，这可以通过与阀214相比降低阀414的打开温度来补偿，这一点与上述阀314的情形相似。这种较低的温度设定是可能的，这是由于阀414暴露于中压下的气体，而不是暴露于排放压力下的气体的缘故。
由于塞426和通道418，阀414与上述阀314和234同样暴露于抽吸压力和排放压力中间的一个压力下、横跨阀414的压差不构成问题，这是由于中间室压设计得小于排放压力的缘故。当与向凹槽80供应加压流体的通道84的尺寸相比较时，通道410和412必须尺寸大。但是，这并不构成问题，并且与具有小的通道84的好处是一致的。
双金属阀414的材料是使用传统的标准选择的，因而当检测一个被认为是过高的特定温度时，与阀314和234相似，阀414将快动进入其打开位置，使中压气体可通过通道418、星形阀导向器424、在阀414中的孔并围绕阀414、通过孔422、多个孔430、在阀组件402的阀导向器424的下部形成的槽432、通道410及412漏至抽吸压力下的壳体10的内部。这种泄漏在波形弹簧246的协助下使浮动密封件82下降，从而通过密封件82的顶部密封130的破坏而使排放气体漏向抽吸。除了波形弹簧246以外，为保证密封件82的可靠打开，设置一个第二特征。在工作中，当浮动密封件82最初打开且在顶部密封130的打开区域相对较小时，漏过密封130的排放气体以高速流动。排放气体的这种高速流动足以使该区域中的气体压力稍低于抽吸压力。结果横跨浮动密封件82的压差抵抗波形弹簧246，并闭合密封130。压缩机的工作状态范围限制了波形弹簧246可设计用来提供的力的大小，因而需要第二特征。
浮动密封件已作修改，包括一个位于密封130径向外侧的环形向上凸起248。虽然图中凸起248为一个单独的构件，但是，将凸起248制成与密封板110为整体也在本发明的范围内。环形向上凸起248用于构成一个障碍，漏过密封30的排放气体必须绕行。这种绕行路线使压力下降后才到达压缩机的抽吸室，但是并不引起横跨密封30的显著压降。因此，凸起248可将浮动密封件82上方的压力保持得大于抽吸压力，并使波形弹簧246可完全打开浮动密封件82。如上所述，高温排放气体经过浮动密封件82流入压缩机的抽吸区域，这将引起可用于加热电机的再循环气体量增加，并最终使电机保护器46跳闸。其次，使抽吸压力基本等于排放压力，从而使涡卷构件50和66的中央部分中产生热量减少。
压力响应阀404包括带有孔430和槽432的阀导向器424的下部、一个阀440和一个阀簧442。阈体434位于腔406的下部内，它限定一个腔444和一个中心孔446。阀440位于腔444内，被阀簧442压靠在孔446上以封闭孔446，所述阀簧442反作用于阀组件402的阀座420上。阀座420借助螺纹装在腔444内，或者借助现有技术中公知的其它方式固定在腔444内。腔406的在阀导向器424下面的部分设置得借助一条通道448与凹槽72内的排放压力下的气体连通。在压缩机正常工作中，阀440借助阀簧442压靠阀导向器422，封闭孔446。当排放压力超过预定值时，气体压力作用在阀440上，克服了阀簧442的偏压作用，将排放压力下的气体放入腔444，在那里，所述气体通过孔430、槽432、通道410及412漏至压缩机的抽吸区域。相对较热的排放气体流加热了阀414，使其快动打开。因此，为凹部72和室76内的过高压力状态提供了温度保护，例如，在风扇堵塞状态中的温度保护。
现在参阅图10和11描述本发明的另一个实施例。图10和11所示实施例与图1至3所示实施例相同，只是未设置阀组件202和通道210及212，且压力响应阀78已由压力响应阀450替代。压力响应阀450借助一条斜通道452与凹槽80连通。压力响应阀450的压力致动点设计得响应于较低的中压。在凹槽80过压时，压力响应阀450将打开，使中压流体漏至抽吸，从而在波形弹簧246的协助下使浮动密封件82下落，使排放和抽吸之间通过顶部密封130的破坏而直接连通。如上所述，高温排放气体流入压缩机的抽吸区域将最终使电机保护器46跳闸。
中间压力减压安全(IPR)阀78一般用于通过对排放压力和抽吸压力之间的高压差作出反应而防止高的排放压力(例如堵塞的冷凝风扇所引起的)。IPR阀450已移至中间室，因而使其对中间室压力(ICP)和抽吸压力之间的高压差起反应。这是一种在溢流开始状态中的有效的保护形式。尽管ICP一般设计得与排放压力无关，但是已经观察到排放压力漏入中间室将引起IPR阀450在风扇堵塞状态中打开。设置中间室输送孔，而不依靠泄漏来触发保护器，因而在曲柄循环的一个小部分中，中间室暴露于排放压力。然后，ICP随着排放压力的增加而增加。这个特征有利于触发IPR阀450和温度响应阀204。
阀组件204及其工作与上面图1-3所描述的情形相同。
现在参阅图12和13描述本发明的另一个实施例。图12和13所示实施例与图10和11所示实施例相同，只是密封124和130的直径尺寸减小。密封直径124和130的减小选择得使非轨道运转涡卷构件的轴向偏压只以中间流体压力为基础，而并不象图10和11所示那样以中间流体压力和排放压力的综合为基础。密封直径124必须选择得使作用在非轨道运转涡卷构件66上侧的排放压力的凸出区域小于排放压力作用在非轨道运转涡卷构件66上的(在曲轴一整转上)的平均凸出区域小。在密封直径124内的排放压力的轴向偏压作用总是大于在涡卷构件50和66的中央区域内排放压力的分离作用产生的偏移。图12和13所示实施例的操作与图10和11中上述的情形相同。图12和13中的实施例的优点在于，由于采用较小直径的密封，阀组件204更靠近非轨道运转涡卷构件66的排放通道和凹槽74，因而更易于响应于排放气体的温度。另外，由于非轨道运转涡卷构件66的轴向偏压只以凹槽80内的中间压力为基础，因而浮动密封件82可以略去，如需要的话，由一个固定在隔壁16上，从隔壁伸入凹槽80的实心环形构件替代。
在这个实施例中，阀204相对于非轨道运转涡卷构件上的抽吸开口的角度位置选择得可提供最大的热响应。这个位置一般是从非轨道运转涡卷构件66上方看去时从上述抽吸开口顺时针180°至270°范围内。
现在参阅图14和16描述本发明的另一个实施例。图14和16所示的实施例与图11和12所示实施例相同，只是图中阀组件204与一个典型的IPR阀78面不是IPR阀450配合工作。图14和15所示的实施例的操作在其它方面与图11和12所示的上述情形相同。
虽然上面详细描述了本发明的推荐实施例，但是，本发明显然也可进行各种变型、修改和改变而并不超出本发明的范围。
权利要求
1．一种涡卷机，包括一个第一涡卷构件，它具有一个从第一端板外伸的第一涡卷；一个第二涡卷构件，它具有一个从第二端板外伸的第二涡卷；一个驱动构件，其用于使所述涡卷构件作彼此相对的轨道运转，从而所述涡卷形成在一个抽吸压力区域和一个排放压力区域之间容积逐渐变化的室；一个由所述涡卷构件之一限定的腔室；用于向所述腔室供应中间加压流体的装置，所述中间加压流体处于在所述抽吸压力区域中的加压流体和在所述排放压力区域中的加压流体中间的流体压力下；一个设置在所述腔室和所述抽吸压力区域之间延伸的一条通道中的第一温度响应阀组件，当检测到温度超过第一预定值时，所述第一温度阀组件将所述中间加压流体从所述腔室释放到所述抽吸压力区域。
2．如权利要求1所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的一条通道中的第二温度响应阀组件，当检测到超过第二预定值的温度时，所述第二温度响应阀组件将所述排放压力区域中的所述加压流体释放到所述抽吸压力区域。
3．如权利要求2所述的涡卷机，其特征在于在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道邻近于所述第一温度响应阀组件设置。
4．如权利要求1所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间的压力响应阀组件，当检测到超过预定压力的一个压力时，所述压力响应阀组件将所述排放压力区域中的所述加压流体释放到所述抽吸压力区域。
5．如权利要求4所述的涡卷机，其特征在于由所述压力响应阀组件释放的所述加压流体指向所述第一温度响应阀组件。
6．如权利要求4所述的涡卷机，其特征在于由所述压力响应阀组件释放的所述加压流体被导入在所述腔室和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道。
7．如权利要求1所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的一条通道中的第二温度响应阀组件，当检测到超过第二预定值的温度时，所述第二温度响应阀组件将所述排放压力区域中的所述加压流体释放到所述抽吸压力区域。
8．如权利要求7所述的涡卷机，其特征在于在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道与在所述腔室和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道相交。
9．如权利要求4所述的涡卷机，其特征在于所述第一温度响应阀组件设置在一个由所述一个涡卷构件限定的腔中，所述压力响应阀设置在所述腔中。
10．如权利要求9所述的涡卷机，其特征在于所述压力响应阀组件释放的所述加压流体被导向所述第一温度响应阀组件。
11．如权利要求1所述的涡卷机，其特征在于所述第一温度响应阀组件设置在所述排放压力区域内。
12．如权利要求11所述的涡卷机，其特征在于所述第一温度响应阀组件包括一个热响应盘，所述热响应盘离开(from)所述排放压力区域中的所述流体设置。
13．如权利要求1所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述腔室和所述抽吸压力区域之间的压力响应阀组件，当检测到一个超过预定压力的压力时，所述压力响应阀组件将所述腔室中的所述中间加压流体释放到所述抽吸压力区域。
14．如权利要求1所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述涡卷机的两个构件之间的泄漏通路，所述泄漏通路在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸，所述泄漏通路由于所述中间加压流体一起偏压所述两构件的影响而封闭，所述泄漏通路当所述中间加压流体被所述第一温度响应阀释放时被打开。
15．如权利要求1所述的涡卷机，其特征在于所述一个涡卷构件安装得被限制相对于另一涡卷构件的轴向运动，所述一个涡卷构件被所述中间加压流体偏压向所述另一涡卷构件。
16．如权利要求15所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的一条通道中的第二温度响应阀组件，当检测到一个超过第二预定值的温度时，所述第二温度响应阀组件将所述排放压力区域中的所述加压流体释放到所述抽吸压力区域。
17．如权利要求16所述的涡卷机，其特征在于在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道邻近于所述第一温度响应阀组件设置。
18．如权利要求15所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间的压力响应阀组件，当检测到一个超过一预定压力的压力时，所述压力响应阀组件将所述排放压力区域中的所述加压流体释放到所述抽吸压力区域。
19．如权利要求18所述的涡卷机，其特征在于由所述压力响应阀组件释放的所述加压流体被导向所述第一温度响应阀组件。
20．如权利要求18所述的涡卷机，其特征在于由所述压力响应阀组件释放的所述加压流体被导入所述腔室和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道内。
21．如权利要求18所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的一条通道中的第二温度响应阀组件，当检测到一个超过一个第二预定值的温度时，所述第二温度响应阀组件将所述排放压力区域中的所述加压流体释放到所述抽吸压力区域。
22．如权利要求21所述的涡卷机，其特征在于在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道与在所述腔室和所述抽吸压力区域之间延伸的所述通道相交。
23．如权利要求18所述的涡卷机，其特征在于所述第一温度响应阀组件设置在由所述一个涡卷构件限定的腔中，所述压力响应阀也设置在所述腔中。
24．如权利要求23所述的涡卷机，其特征在于由所述压力响应阀组件释放的所述加压流体被导向所述第一温度响应阀组件。
25．如权利要求15所述的涡卷机，其特征在于所述第一温度响应阀组件设置在所述排放压力区域内。
26．如权利要求25所述的涡卷机，其特征在于所述第一温度响应阀组件包括一个热响应盘，所述热响应盘离开所述排放压力区域中的所述流体设置。
27．如权利要求15所述的涡卷机，其特征在于还包括一个设置在所述腔室和所述抽吸压力区域之间的压力响应阀组件，所述压力响应阀组件当检测到一个超过预定压力的压力时将所述中间加压流体释放到所述抽吸压力区域。
28．如权利要求15所述的涡卷机，其特征在于还包括一条设置在所述涡卷机的两个构件之间的泄漏通路，所述泄漏通路在所述排放压力区域和所述抽吸压力区域之间延伸，所述泄漏通路由于一起偏压所述两个构件的所述中间加压流体的影响而闭合，所述泄漏通路当所述中间压力流体被所述第一温度响应阀释放时被打开。
全文摘要
一种涡卷机包括带有中间涡卷的第一涡卷构件和第二涡卷构件。一个驱动构件使涡卷构件相对于另一涡卷构件轨道运转,从而在排放压力区域和相吸压力区域之间形成容积逐渐变化的室。一个涡卷构件限定一个内含流体的腔室,一个压力在排放压力和抽吸压力中间。一个温度响应阀设置在所述腔室内,以便当检测到过高温度时将中间压力流体释放到压缩机的抽吸压力区域。
文档编号F04C28/00GK1286358SQ0012406
公开日2001年3月7日 申请日期2000年8月25日 优先权日1999年8月25日
发明者斯蒂芬·M·塞贝尔, 詹姆斯·F·福格特 申请人:科普兰公司