可调扩压器及离心压缩机的制作方法

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种可调扩压器及离心压缩机。

背景技术：

在离心压缩机中，扩压器能够使由叶轮排出的高速气流减速，有效地将动能转换为压力能。扩压器对压缩机的性能具有较大的影响。离心压缩机中的扩压器分为可调扩压器以及固定式扩压器两种。可调扩压器能够在离心压缩机的运行过程中根据导叶的开度进行相应的调整以避免产生紊流。

传统的可调扩压器一般通过凸轮机构或者偏心轮机构进行驱动，仍存在调节过程不平稳及控制过程复杂的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的可调扩压器在调节过程中仍存在的不平稳及控制过程复杂的问题，提供一种平稳调节、便于控制的可调扩压器及离心压缩机。

一种可调扩压器，包括：

静止扩压器；

活动扩压器，与所述静止扩压器相对设置；以及

驱动部件，包括驱动杆以及转动件，所述转动件一侧的端面上开设有沿周向延伸的驱动槽，所述驱动槽的深度沿所述转动件的周向渐进变化，所述驱动杆的一端与所述活动扩压器连接，所述驱动杆的另一端伸入所述驱动槽中并与所述驱动槽的槽底抵接；

所述转动件转动时，所述驱动杆带动所述活动扩压器靠近或者远离所述静止扩压器。

在其中一个实施例中，所述驱动槽的深度值与所述转动件回转角度之间呈函数变化。

在其中一个实施例中，所述驱动槽的深度值与所述转动件的回转角度之间呈正弦函数变化。

在其中一个实施例中，所述驱动槽和所述驱动杆的数量均是多个，多个所述驱动槽沿所述转动件的周向均匀分布，多个所述驱动杆分别与多个所述驱动槽对应配合并与所述活动扩压器连接，多个所述驱动杆与所述活动扩压器连接的位置沿所述活动扩压器的周缘均匀分布。

在其中一个实施例中，所述驱动槽的底面是弧形底面，所述驱动杆与所述转动件抵接的一端是能够与所述驱动槽的弧形底面适配的半球结构。

在其中一个实施例中，所述驱动部件还包括弹性件，所述弹性件套设于所述驱动杆上，所述弹性件能够使所述驱动杆始终与所述驱动槽的槽底抵接。

在其中一个实施例中，所述驱动部件还包括动力组件，所述动力组件通过齿轮传动的方式驱动所述转动件转动。

在其中一个实施例中，所述动力组件包括电机、主动齿轮以及从动齿圈，所述从动齿圈套设并固定于所述转动件的外缘，所述主动齿轮与所述电机的输出轴传动连接，所述主动齿轮与所述从动齿圈传动连接。

一种离心压缩机，包括叶轮和扩压器，所述叶轮与所述扩压器同轴设置，所述扩压器是上述方案任一项所述的可调扩压器。

在其中一个实施例中，还包括入口导叶和控制器，所述控制器能够控制所述入口导叶的开度，所述控制器与所述电机电连接，所述控制器能够根据所述入口导叶的开度控制所述电机进行相应角度的转动以使可调扩压器的宽度适应所述入口导叶的开度。

上述可调扩压器及离心压缩机，通过开设在所述驱动件端面的所述驱动槽和所述导杆的配合实现可调扩压器宽度的变化，且所述驱动槽的深度直接与所述转动件的转动角度相关，能够方便的对可调扩压器的宽度进行调节，所述驱动槽的深度沿所述转动件的周向渐进变化，保证了调节可调扩压器宽度过程的平稳进行。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的固定结构剖面示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的可调扩压器与叶轮的装配示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的转动件结构主视示意图；

图4为图3所示转动件结构的剖面示意图。

其中：

100-可调扩压器

110-固定结构

111-中空腔体

112-出风凹槽

113-固定凸起

120-静止扩压器

130-活动扩压器

140-驱动部件

141-动力组件

1411-电机

1412-主动齿轮

1413-从动齿圈

142-转动件

1421-驱动槽

143-驱动杆

144-弹性件

200-叶轮

d1、d2、d3、d4-驱动槽不同位置的深度值

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的一种可调扩压器及离心压缩机进行进一步详细说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。实施例附图中各种不同对象按便于列举说明的比例绘制，而非按实际组件的比例绘制。

如图1及图2所示，本实用新型一实施例提供的可调扩压器100包括固定结构110、静止扩压器120、活动扩压器130以及驱动部件140。静止扩压器120固定设置于固定结构110。活动扩压器130与静止扩压器120相对设置，活动扩压器130能够靠近或者远离静止扩压器120。驱动部件140包括动力组件141、驱动杆143以及转动件142。转动件142转动设置于固定结构110，转动件142能在动力组件141的驱动下转动。转动件142一侧的端面上开设有沿周向延伸的驱动槽1421。驱动槽1421的深度沿转动件142的周向渐进变化。驱动杆143的一端与活动扩压器130连接，驱动杆143的另一端伸入驱动槽1421中并与驱动槽1421的槽底抵接。在转动件142转动时，驱动杆143带动活动扩压器130靠近或者远离静止扩压器120。上述可调扩压器100，通过开设在驱动件端面的驱动槽1421和导杆的配合实现可调扩压器100宽度的变化，且驱动槽1421的深度直接与所述转动件142的转动角度相关，能够方便的对可调扩压器100的宽度进行调节。所述驱动槽1421的深度沿转动件142的周向渐进变化，将转动件142的旋转运动转化为活动扩压器130的直线运动，保证了调节可调扩压器100宽度过程的平稳进行。

本实用新型提供的固定结构110的作用是支撑其他的零部件，只要能实现支撑的功能即可，本实用新型并不限制固定结构110的实现形式。可以理解的是，固定结构110可以为单独的固定结构，也可为离心压缩机机体的一部分。在本实用新型一实施例中，固定结构110如图1所示。固定结构110整体呈具有圆形中空腔体111的回转体。固定结构110的一端面上还开设有圆形的出风凹槽112，出风凹槽112的直径大于中空腔体111的直径，出风凹槽112与中空腔体111连通。静止扩压器120与固定结构110开设出风凹槽112的一端面相对间隔设置。活动扩压器130活动设置于中空腔体111与出风凹槽112的连接过渡段，活动扩压器130能够靠近或者远离静止扩压器120以改变可调扩压器100的扩压流道宽度。本实施例提供的固定结构110是铸造成形或者机加工成形。

进一步，如图1所示，固定结构110远离出风凹槽112的一侧具有圆柱状固定凸起113，固定结构110的中空腔体111贯穿固定凸起113的中心。转动件142呈环状，转动件142的内圈转动设置于固定结构110的固定凸起113。在其他的实施例中，转动件142还可以是盘状或者其他形状。作为一种可实现的方式，转动件142通过转动轴承转动设置于固定凸起113，大大减小了转动件142与固定凸起113之间的转动摩擦力。可选的，转动轴承是深沟球轴承，转动件142的内圈与转动轴承的外圈之间是过盈配合，一般选用N7/h6。为便于将转动件142以及转动轴承在固定凸起113的延伸方向上固定，固定凸起113的外缘具有固定挡块。固定挡块配合锁紧螺母将转动件142以及转动轴承进行轴向固定。可选的，固定挡块是在固定凸起113外表面沿周向间隔设置的多个凸起或者是在固定凸起113外表面沿周向设置的环状凸起。固定凸起113的外表面开设有螺纹，锁紧螺母能够与固定凸起113的外表面螺纹连接。

如图3所示，在本实用新型一实施例中，驱动槽1421开设于环状转动件142的端面，驱动槽1421的深度值与转动件142回转角度之间呈函数变化，便于根据转动件142的转动角度计算活动扩压器130与静止扩压器120之间的距离变化。进一步的，驱动槽1421的深度值与转动件142的回转角度之间呈正弦函数变化。将驱动槽1421的深度值与转动件142的回转角度之间设计为正弦关系，便于根据转动件142转过的角度快速计算活动扩压器130与静止扩压器120之间的距离变化，即可调扩压器100的扩压流道宽度的变化。进一步，沿转动件142周向延伸的驱动槽1421所对应圆弧的圆心角的角度范围是60°到90°，驱动槽1421的最大深度差的变化范围是20mm-50mm，即可调扩压器100的扩压流道最大宽度与最小宽度的差值范围是20mm-500mm。在一个具体的实施例中，驱动槽1421所对应圆弧的圆心角的角度范围是65°，驱动槽1421的最大深度差是30mm。如图3及图4所示，转动件142逆时针转动时，与驱动杆143抵接的驱动槽1421的深度逐渐增加，即d4＞d3＞d2＞d1。

在本实用新型一实施例中，如图2所示，驱动槽1421和驱动杆143的数量均是多个，多个驱动槽1421沿转动件142的周向分布，多个驱动杆143分别与多个驱动槽1421对应配合并与活动扩压器130周缘的不同位置连接。多个驱动槽1421和多个驱动杆143的设置，能够同时对活动扩压器130的各个部分进行调整，保证了活动扩压器130与静止扩压器120之间距离调整的准确性。进一步，多个驱动槽1421沿转动件142的周向均匀分布，多个驱动杆143与活动扩压器130连接的位置沿活动扩压器130的周缘均匀分布。均匀分布的驱动槽1421和驱动杆143保证了在活动扩压器130与静止扩压器120之间距离调整过程的稳定性。在使用过程中，各个驱动杆143和驱动槽1421均匀受力、磨损均匀。需要更换驱动杆143或者转动件142时可一次全部更换，进而保证了活动扩压器130与静止扩压器120之间距离调整过程的稳定性。

在本实用新型一实施例中，固定结构110上沿自身的回转方向均匀开设有三个通孔，三个通孔贯通中空腔体111与出风凹槽112的连接过渡段。驱动槽1421以及驱动杆143的数量也是三个，三个驱动槽1421沿转动件142的周向均匀分布，三个驱动杆143分别穿设于固定结构110上的三个通孔。三个驱动杆143远离转动件142的一端分别与活动扩压器130的边缘连接。作为一种可实现的方式，活动扩压器130的边缘均匀开设有三个通孔，驱动杆143靠近活动扩压器130的一端具有连接段，连接段的直径小于驱动杆143穿设在固定结构110部分的直径。三个驱动杆143的连接段分别穿设于活动扩压器130的三个通孔中，然后使用锁紧螺母进行轴向固定。

在本实用新型一实施例中，驱动槽1421的底面是弧形底面，驱动杆143与转动件142抵接的一端是能够与驱动槽1421的弧形底面适配的半球结构。具有弧形底面的驱动槽1421与半球端面的驱动杆143相互抵接，大大减小了在转动件142的转动过程中驱动槽1421与驱动杆143之间的摩擦力。可选的，驱动杆143的主体部分可以是圆柱状的，也可以是其他形状的。在本实施例中，驱动杆143的主体部分是圆柱状，整体呈圆柱状的驱动杆143穿设于固定结构110中，且能够在固定结构110的通孔中滑动。进一步，驱动杆143与固定结构110之间还设置有直线轴承，以减小驱动杆143在滑动过程中与固定结构110之间的摩擦力。

在本实用新型一实施例中，如图2所示，驱动部件140还包括弹性件144，弹性件144套设于驱动杆143上，弹性件144能够带动驱动杆143始终与驱动槽1421的槽底抵接。弹性件144具有结构简单、性能稳定、成本低的特点。具体的，驱动杆143靠近转动件142的一端具有锁紧螺母，弹性件144设置于固定结构110远离出风凹槽112的一端面与驱动杆143靠近转动件142的一端的锁紧螺母之间。当转动件142通过驱动杆143带动活动扩压器130靠近静止扩压器120时，驱动杆143由与驱动槽1421较深的位置抵接过渡到与驱动槽1421较浅的位置抵接，弹性件144承受压力而发生弹性变形。当转动件142反转时，在弹性件144的推动下，驱动杆143由与驱动槽1421较浅的位置抵接过渡到与驱动槽1421较深的位置抵接。弹性件144的作用是带动活动扩压器130远离静止扩压器120，并保证驱动杆143始终与驱动槽1421的底面抵接。可选的，弹性件144是弹簧。

在本实用新型一实施例中，如图2及图4所示，动力组件141通过齿轮传动的方式驱动转动件142转动。经过精密加工的齿轮之间具有传动精度高、传动过程稳定的特点。作为一种可实现的方式，动力组件141包括电机1411、主动齿轮1412以及从动齿圈1413，从动齿圈1413套设并固定于转动件142的外缘，主动齿轮1412与电机1411的输出轴传动连接，主动齿轮1412与从动齿圈1413传动连接。进一步，电机1411的输出轴与主动齿轮1412之间通过键连接。主动齿轮1412与从动齿圈1413之间啮合传动。从动齿圈1413的内圈与转动件142的外圈之间过盈连接。在一个具体的实施例中，电机1411是异步电机。在其他的实施例中，电机1411是其他类型的电机。当然，在本实用新型的其他实施方式中，从动齿圈1413还可为设置于转动件142外缘上的齿部。

本实用新型还提供一种离心压缩机，包括叶轮200和扩压器，叶轮200与扩压器同轴设置，扩压器是上述方案任一项所述的可调扩压器100。叶轮200设置在固定结构110的中空腔体111与出风凹槽112的连接过渡段。叶轮200通过与自身固定连接的主轴实现转动。叶轮200自身的主轴的轴线与固定结构110的回转中心重合。进一步，离心压缩机还包括入口导叶和控制器，控制器能够控制入口导叶的开度，控制器与电机1411电连接，控制器能够根据入口导叶的开度控制电机1411进行相应角度的转动以使可调扩压器100的宽度适应入口导叶的开度。通过控制器实现导叶开度与可调扩压器100的出口宽度之间的联动，不仅易于实现，且成本低廉。当入口导叶的开度增加时，驱动部件140带动转动件142逆时针旋转，在弹性件144的推动下，活动扩压器130远离静止扩压器120以增大扩压流道的宽度。当入口导叶的开度减小时，驱动部件140带动转动件142顺时针旋转，在驱动杆143的推动下，活动扩压器130靠近静止扩压器120以减小扩压流道的宽度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。