滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构的制作方法
【专利摘要】一种滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构，所述压缩机包括气缸、活塞、曲轴、叶片。气缸设有叶片槽及和导向座，该叶片槽是以气缸内径和原叶片槽经过气缸中心的中心线在气缸内壁上的交点为中心逆时针转动一个角度，形成一相对于原叶片槽的中心线倾斜的叶片槽，其倾斜角Ψ大于0°小于22°。本发明是针对传统压缩机在0~360°内运转不对称载荷所设置的不对称的叶片运动结构，可较大降低叶片与气缸叶片槽和活塞先端的接触力，从而降低叶片槽、叶片先端和偏心部的摩擦损失，提升压缩机效率；同时改善叶片受力。本发明在旋转式压缩机上使用后，其输入功率下降最大达1.0%，效率明显提升；叶片侧面支反力下降最多17%，叶片和叶片槽磨损的降低使工作可靠性提高。
【专利说明】滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种滚动转子式压缩机，特别是涉及一种滚动转子式压缩机的叶片槽结构。
【背景技术】
[0002]对于滚动转子式压缩机来说，在运行时其机械摩擦损失约占压缩机总功率损失的30%~40%，其中由叶片槽、叶片先端和偏心部引起的摩擦损失约占总机械摩擦损失的60%以上，降低这几处的摩擦损失，是提高压缩机效率的重要途径。同时叶片及叶片槽由于受力条件恶劣，也是最容易发生工作可靠性问题的区域之一。
[0003]传统型滚动转子式压缩机气缸叶片槽(也称为原叶片槽)中心线AA'经过气缸中心0，如图1所示。在气缸10中活塞20跟随曲轴30的偏心部做偏心圆周运动时，叶片40在叶片槽101中滑动并与活塞20紧密贴合，运动方式为周期性往复运动。当活塞20运转至最上端、叶片40处于上死点时定义为0°，压缩机转动一周为360°。
[0004]一般情况下，为降低传统结构以上所述各处的摩擦损失，主要方法是提高加工精度、进行表面处理等来增加它们的滑动度和耐磨性，但是实效并不明显。根据对压缩机负载特性的研究可以发现，在整个压缩机运转的0-360°内，载荷是严重不对称的。前半个周期(0-180° )载荷极小，后半周期(180-360° )载荷是随着压缩腔内的压力升高而急剧上升并在排气刚开始时达到最大值。这一不对称的载荷特性决定了对称的传统结构在设计上未达到最优。因此，如何从结构设计的源头上降低叶片槽摩擦损失、叶片先端摩擦损失和偏心部摩擦损失是非常值得研究和亟待解决的课题。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于为克服以上现有的滚动转子式压缩机叶片槽结构上的不足而提供一种具有斜置式叶片槽结构的滚动转子式压缩机。
[0006]实现上述目的技术方案是:提供一种滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构，一种滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构，所述滚动转子式压缩机包括气缸、活塞、曲轴、叶片，其中，气缸设有叶片可在槽中滑动并与活塞紧密贴合的叶片槽及与其相连通的具有圆柱形内孔的导向座，其中，所述叶片槽是以气缸内径和原叶片槽经过气缸中心的中心线在气缸内壁上的交点为中心逆时针转动一个角度，形成一相对于原叶片槽的中心线倾斜的叶片槽，其倾斜角为ψ，ψ大于0°小于22°。
[0007]如以上所述的滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构，其中，所述倾斜角Ψ为5~15。。
[0008]由上可见，本发明采用斜置式叶片槽结构，是针对传统压缩机在0-360。内运转的不对称载荷所设置的不对称的叶片运动结构，可较大降低叶片与气缸叶片槽和活塞先端的接触力，从而降低叶片槽摩擦损失、叶片先端摩擦损失和偏心部摩擦损失，提升压缩机效率；同时改善了叶片受力，提高了压缩机可靠性。本发明在本公司开发的功率为2匹的旋转式变频压缩机上使用后，压缩机的输入功率下降最大达1.0%，压缩机效率明显提升；叶片侧面支反力下降最多17%，叶片和叶片槽磨损的可能性降低，使得其工作可靠性提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是传统的滚动转子式压缩机气缸叶片槽结构示意图；
图2是本发明的滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构的示意图；
图3为传统滚动转子式压缩机气缸叶片槽结构的受力分析图；
图4为本发明的滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构的受力分析图。
【具体实施方式】
[0010]请参阅图2，滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构包括气缸1、活塞2、曲轴3、叶片4，其中，气缸I设有叶片4可在槽中滑动并与活塞2紧密贴合的叶片槽11及与其相连通的导向座12。所述叶片槽以气缸内径和原叶片槽经过气缸中心O的中心线AA在气缸内壁上的交点G为中心逆时针转动一个角度，形成一相对于原叶片槽中心线AA倾斜的、也就是中心线为BB的叶片槽11，倾斜角为Ψ，Ψ不大于22°。较佳，倾斜角Ψ在5~15°。导向座12相连通地位于叶片槽11上面。并包括安装在其圆柱形内孔中的弹簧，由于叶片槽11的位置改变，相应的导向座23的位置也随之变化，其圆柱形内孔中心(以图2显示的平面来看)处于叶片槽11中心线BB的延伸线上，或者其圆柱形内孔中心线与叶片槽11中心线BB的延伸线相交并相垂直。
[0011]请参阅图3和图4，以传统型滚动转子式压缩机叶片槽结构与本发明的叶片槽结构各自受力状况为例作性能比较。传统滚动转子式压缩机气缸叶片槽101结构的中心线AA经过气缸中心0，曲轴30的偏心部运转到接近`图3所示的角度时，叶片40所受的载荷达到峰值，此时施加在叶片40上的主要作用力如图3所示。其中Fbr为叶片X向气体力、弹簧力以及惯性力的合力，Fvv为叶片活塞接触力，Rl为叶片前端支反力，R2为叶片尾端支反力。在X向上，Fvv的X向分量Fvv*cosW与Fbr为一对平衡力.在本发明中，采用叶片槽11斜置结构改变了叶片4与活塞2的接触力方向，使得Fvv与X向的夹角Ψ变小，cosW增大。为了使X向上仍然满足平衡力的条件，Fvv必然会减小，即采用斜置式叶片槽11后叶片4与活塞接触力将会减小，如图4所示。
[0012]同时，在Y方向上，Rl、R2、Fvv*sinW以及叶片Y向气体力形成力学平衡，当叶片4与活塞2的接触力Fvv减小后，作为被动力R1、R2为了使叶片在Y向仍然维持力学平衡，将会同步减小。
[0013]综合地看采用斜置式叶片槽11，不仅可以降低叶片4与活塞2的接触力Fvv，还可以降低叶片4的支反力Rl、R2，这不仅能够降低机械摩擦损失，提高压缩机效率，而且还可以提高压缩机的可靠性。
[0014]此外，为了使整体的机械损失下降显著，需要设置合适的叶片倾斜角度，对于不同型号的压缩机，这一倾斜角Ψ，一般为ψ大于0°小于22°，例如在0.1°时，叶片4与活塞2的接触力乃较大，其磨损开始减小，但有限，功率下降不多，而在22°时，叶片4与活塞2的接触力不再减小，磨损也不再减少，功率下降幅度很小所以压缩机效率已不明显增加。较佳在位于5° ^15°之间，此时如上述旋转式变频压缩机的输入功率下降了 0.5~1.0%，压缩机效率明显提升；叶片侧面支反力下降最多12?17%，叶片和叶片槽磨损明显降低，使用的可靠性提高，并且是处于综合性能最良好的情况中。
【权利要求】
1.一种滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构，滚动转子式压缩机包括气缸、活塞、曲轴、叶片，其中，气缸设有叶片可在槽中滑动并与活塞紧密贴合的叶片槽及与其相连通的具有圆柱形内孔的导向座，其特征在于，所述叶片槽是以气缸内径和原叶片槽经过气缸中心的中心线在气缸内壁上的交点为中心逆时针转动一个角度，形成一相对于原叶片槽的中心线倾斜的叶片槽，其倾斜角为ψ，ψ大于0°小于22°。
2.如权利要求1所述的滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构，其特征在于，所述倾斜角Ψ为5?15°。
3.如权利要求1或2所述的滚动转子式压缩机斜置式叶片槽结构，其特征在于，所述导向座的圆柱形内圆中心处于叶片槽中心线的延伸线上。
【文档编号】F04C18/356GK103629115SQ201210299338
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月22日 优先权日:2012年8月22日
【发明者】沈建芳 申请人:上海日立电器有限公司