往复式密封压缩机的悬挂系统的制作方法

专利名称：往复式密封压缩机的悬挂系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于往复式密封压缩机的悬挂系统，其中电动泵是通过弹簧装配到压缩机壳体上的。
通常，往复式密封压缩机都配备有一种使用弹簧的悬挂系统，以隔离电动泵对压缩机壳体造成的振动。
在已知的一种结构中，电动泵通过金属的悬挂弹簧在拉力作用下与压缩机壳体相连。然而，这些金属悬簧由于存在着振动沿其纵向传播的现象，对高频振动不具备良好的绝缘性，使这种振动能传到壳体上部不太坚固的部位，而产生起因于此壳体在高频振动下的噪音。
现有技术中从结构上解决上述问题的方案如附

图1中示意。
在最近设计出的往复式密封压缩机中，传统的采用金属悬簧在拉力状态下工作的悬挂系统，已改为采用金属弹簧支承的在压力状态下工作的悬挂系统，这时的弹簧安装在电机泵的支承点下，相应结构如附图2示意。在这种现有技术的装配中，金属弹簧安装在壳体的下部，使给出的动态刚度通常都远比上部高，而得以大大减少高频振动波的传播。
尽管于压力下使用支承式金属弹簧能大幅度减少传输给壳体的高频振动，且在设计新产品中易于实现。但要使这种现有技术的系统装配到既有产品上去就难以实现了。这里所谓新产品即是在拉力下应用悬簧系统的压缩机;是难以与压力下的支承式弹簧适配的。把拉力下的弹簧系统改为在压力下应用弹簧需要对制造过程作重大的改变，并且需要对作用在电动泵上的惯性力的平衡进行新的研究。要想在保持电机泵和壳体的基本尺寸和特点不变的情况下建立这种新的平衡，有时是不现实的。
除了上述的不便以外，我们还注意到即使是这种在压力下工作的弹簧支承系统，金属弹簧是除了放电管外处于电动泵和壳体之间唯一的连接装置，它不能避免高频振动在电动泵和壳体之间的传播。因此，要减少这些高频振动只有靠把弹簧安装在壳体的更坚固的部位来解决。
本发明的一般目的就是通过悬簧为往复式密封压缩机提供一种可大幅度减少高频振动传播的悬挂系统，这种系统的结构易于制造和组装，即使对现有的压缩机也不需要研究电动泵内的新平衡或对生产程序作较大的改动。
本发明的另一个目的是提供一种如上所述的，无论弹簧在拉力或压力作用下工作均能有效地减少高频振动通过其传递的悬挂系统。
本发明的上述目的和其它目的与优点，是通过一种应用于往复式密封压缩机的悬挂系统来体现的，该压缩机包括一个壳体，壳体内安装有一台电动泵，该泵是通过一端与壳体相连，另一端与此泵身相连的一批螺旋弹簧而固定在壳体内的。
根据本发明，至少提供了一种吸收高频振动能量的元件，该元件沿着弹簧钢丝伸长的方向与弹簧的表面紧密接触而固定到每一个这样的螺旋弹簧上，以吸收和衰减压缩机工作时沿弹簧纵向的共振波的传播，而不改变弹簧的弹性。
实施本发明的一种方法是，通过弹簧钢丝对吸振元件接触面作部分配合和此接触面对弹簧钢丝施加一定压力的共同作用，将减振元件固定在此弹簧钢丝的表面上，以保证此吸振元件和弹簧钢丝作紧密接触。
另一种实施本发明的方法是通过弹簧钢丝和吸振元件之间的摩擦力而将减振元件固定在弹簧钢丝上，这种摩擦力是减振元件对弹簧线圈施加径向压力而产生的。
再一种实施本发明的方法是，在弹簧线圈上敷上一层连续的涂层作为减振元件。
与实施本发明的最佳方式无关，在各个弹簧中提供吸振元件是为了吸收高频振动能量，这种能量取波沿弹簧纵向传播的共振形式，而弹簧则负责向与其接触的构件传递绝大部分这种能量。
本发明主要是提供一种使通常的悬簧系统也能具备高频隔振特性的吸振元件，减少到达压缩机壳体的振动以及由此引起的噪声。
下面，本发明将参照以下附图进行说明。
图1是往复式密封压缩机的正视图，其中电动泵通过在拉力状态下的金属悬簧与壳体连接。
图2与图1类似，但其中的电动泵是通过在压力状态下的金属支承式弹簧与壳体连接。
图3是悬挂式或支承式弹簧沿径向的纵剖面图，在它的簧圈外共同绕装有管状吸振元件。
图3a是图3中吸振元件的透视图。
图4是悬挂式或支承式螺旋金属弹簧沿径向的纵剖面图，在其所有簧圈内部装有适合装配于弹簧内部的大致圆柱形的吸振元件。
图5是悬挂式或支承式螺旋形金属弹簧沿径向的纵剖面图，安装有图3和图4所示的两种吸振元件。
图6是一种开筒式的吸振元件的部分剖面侧视图，此开筒压围在以虚线所示的悬挂式或支承式弹簧的外周。
图7是图6中吸振元件沿Ⅶ-Ⅶ线截取的横剖面图。
图8是另一种吸振元件沿径向的纵剖面图，该元件为柱塞形，通过沿径向压迫弹簧线圈，使之压配合入悬挂式或支承式弹簧内。
图8a是图8中扩张器的底视图。
图9和图10示明了这样的弹簧件，分别以其各个线圈取涂层形式和取覆盖件形式来作为连续的吸振元件。
图11是悬挂式螺旋弹簧装配在压缩机壳体上的径向纵剖面图。
如发明背景中所述，图1和图2说明了两种已知的用螺旋金属弹簧3将电动泵1安装在压缩机壳体2内的方式，此弹簧可以处在拉力状态下(图1)或压力状态下(图2)。
由于上述金属弹簧的两端分别与电动泵1和壳体2相连，它们就不以任何方式约束电动泵1振动产生的高频波的传播，这种振动波是经弹簧共振放大传到壳体，引起不希望有的噪音，特别是在如图1所示安装形式的情况下。
本发明给弹簧3提供了一种减少电动泵1对壳体2传递这种高频振动能量的本领。这种对沿弹簧3传递的高频振动的阻滞效应是由于在弹簧上组装了吸收高频振动能量的减振元件而获得的，这种减振元件将高频振动能转换成热能而在壳体内逸散开。
在图3所示的实施方式中，吸振元件10采用套筒形式，其纵向延伸度相当于弹簧的自由长度，而其内径略小于弹簧的外径。在这种装置中，弹簧3的簧圈被吸振元件部分覆盖，因而能更有效地将高频振动能量从弹簧传递给吸振元件。
套筒10的材料可选用任何粘弹性物质，例如软橡胶(多孔的或非多孔的)，它能吸收波在高频下沿弹簧传播的能量，并将之转换成热能。套筒10的材料应具有足够的柔软性，加上前述的与弹簧的直径差异，以使它的与弹簧簧圈接触的内表面可因此线圈而发生弹性变形，结果可使弹簧能与套筒内表面中部分弹性较低的部位部分紧密触合。
套筒10可在纵向开一个槽12，以便对它围绕在业已安装于电动泵1与壳体2之间的弹簧3进行调节。
套筒10的纵向长度尺寸，可取定为只围绕弹簧的部分长度，以确保它对振动能量的适当吸收。然而，我们应注意到，吸振元件10与弹簧的接触面积越大，它就能吸收更多的振动能量。
同样的原理可应用于精确确定材料和吸振元件10的壁厚。材料的选择应保证在一定的壁厚标准下适当地吸收振动能量，而这种厚度标准应与小型致冷机中往复式压缩机密封室的内部空间相适应。
当弹簧3为圆锥形线圈时，套筒10的内壁应具有可以从外部包卷住弹簧的形状。
关于已知的螺旋状弹簧，实践证明，当套筒10的长度比弹簧的自由长度略短，约为26mm，且壁厚为8.5mm，材质为硬度大约25IRHD(国际橡胶硬度标准)的海绵状橡胶时，能吸收4.0dB(分贝)的传递过弹簧的高频振动能量。
图4说明了另一种取细长形状的吸振元件20，当这种形状为圆柱形时，它和螺旋弹簧3的长度相同，且最好是用诸如软橡胶(多孔的或非多孔的)之类的粘弹性材料构成。此圆柱状吸振元件20的外径比螺旋弹簧线圈的内径略大，以使它与装入其内部的这一弹簧成紧配合。至于这种吸振元件的材料选择和直径选择与吸振元件10相同。
图5显示了一种弹簧中同时使用上述两种吸振元件的情况，套筒10安置在弹簧3外围，而圆柱件20则安装在此弹簧内。
在高频振动比较高需要一个强的吸收振动的情况下，这种结构是有用的。
需要说明的是，当弹簧线圈为圆锥形时，圆柱体20也可以改变成圆锥形。
在图3、4和5中所示的吸振元件与弹簧的装配系统中，吸振元件和弹簧之间的保持力是由于它们的紧配合，使吸振元件能接收和转换弹簧高频振动能量而获得的，沿弹簧传播的高频振动波从弹簧线圈传递给吸振元件侧面上弹性较低的部位，在那里被吸收并将振动能量转换成热能。在这种解决办法中，需要使吸振元件的侧壁面部分紧围弹簧线圈，对其上施加一定的压力，以保证此种高频振动在实际上传递给吸振元件。套筒10外面还可再装一个保持夹(图中未显示)，以使吸振元件能对弹簧3产生适当的压力。
图6和7显示了和图3和3a不同的另一种结构。在这一不同的结构中，吸振元件取为套筒30的形式，材料为粘弹性材料，例如软橡胶或多孔橡胶。此套筒沿纵向开有一个槽32，套筒的尺寸选定为可从外面紧紧环绕住弹簧3，并对线圈施加一定的径向压力以在二者之间产生摩擦力。
套筒30对弹簧3的径向压力是通过它本身的弹性变形或借助它外壁上的夹子35而获得的。夹子35和套筒30之间的固定有不同的方法，其中包括使套筒直接在金属压力夹子35的内面进行硫化处理以使它们成为统一的整体。
图8阐明了一种形状为长柱塞40的吸振元件，材料为软橡胶，在本例中，此长柱塞为一圆柱体并以一定尺寸安装在悬挂式或支承式弹簧内部，使它的侧壁对此种弹簧的线圈施加一定的径向压力。这种压力可由柱塞40自身的弹性获得，也可由在从柱塞40至少一端上开的轴向槽43中将一扩充器45插入其间的程度来调节施加给弹簧的压力。对于图6和7中的套筒30和图8中的柱塞40，将高频振动有效地从弹簧传至吸振元件是通过弹簧和吸振元件接触面之间的摩擦力实现的。这种摩擦力是弹簧材料、吸振元件以及它们之间的径向压力作用的结果。
前面对于吸振元件10和20的在材料、尺寸和形状上的种种说明，同样适用于吸振元件30和40，但应指出的是，在套筒30和柱塞40的情形中，这种粘弹性材料不足以软到可使弹簧钢丝能部分地贴合那种接触面，就象图3、3a、4和5所示那样。
图9为吸振元件的另一种结构实施例，在这一实施例中，吸振元件取涂层50的形式，该涂层最好为连续的，裹住弹簧线圈的，此种涂层由在弹簧钢丝上经或未经硫化处理的橡胶、铝合金、或任何其它可以适当吸收高频振动而又不影响弹簧在低频下之弹性的材料制成。
图10为图9所示实施例的一种变更形式，其中的吸振元件取金属丝60的形式，例如是一种丝径小的多的弹簧，螺旋式地环绕在所述悬挂式或支承式的弹簧上。
与图6和7中实施例相似，图9所示实施例中的吸振效应也是通过涂层材料与弹簧的紧密触合而达到的。
图10所示的结构中，吸振作用是通过悬挂式弹簧和覆盖其上的弹簧丝之间有金属摩擦力，将振动能量转换成热而实现的，这种热量则逸散到周围环境中。
为了进一步提高弹簧对压缩机壳体的减振作用，可如图11在弹簧3与壳体2或电动泵1连接处安装垫片70，垫片是用机械阻抗颇不同于(低于)弹簧3的材料(阻抗失配)，例如低阻抗的塑料或橡胶做成。垫片70有减少高频振动能向压缩机壳体传递的作用。
权利要求
1.一种往复式密封压缩机的悬挂系统，包括一个壳体(2)和支承在其内的电动泵(1)，该泵由一端与壳体(2)连接而另一端与电动泵(1)连接的螺旋弹簧悬挂在壳体(2)内。其特征在于提供了至少一种与至少是上述弹簧的钢丝的至少一部分表面紧密接触的吸收高频振动能量的元件(10、20、30、40、50、60)，该元件沿此弹簧钢丝纵向与之接触，以便吸收和减弱当压缩机工作时通过此螺旋弹簧的纵向传播波在共振时的振动能量，而不改变弹簧在低频下的弹性。
2.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中吸振元件(10、20)是通过使此弹簧(3)的钢丝与此吸振元件(10、20)的接触面作部分配合，并将此接触面以一定压力压贴到此弹簧的钢丝上，才附到此弹簧的钢丝的表面上，上述压力要足以保证弹簧和吸振元件的紧密接触。
3.根据权利要求2所述的悬挂系统，其中吸振元件(10、20)的接触面和弹簧(3)钢丝的表面的部分配合，是通过吸振元件对弹簧(3)以钢丝施加压力造成接触表面部位弹性变形而获得的。
4.根据权利要求2或3所述的悬挂系统，其中将上述接触表面压到所述弹簧钢丝上，是发生在相对于弹簧(3)的轴线向内或向外的大致径向方向上。
5.根据权利要求4所述的悬挂系统，其中的吸振元件为套筒(10)状，其内表面为与弹簧(3)钢丝的接触表面。
6.根据权利要求5所述的悬挂系统，其中的套筒(10)的内径比弹簧(3)的外径略小，以使吸振元件(10)的接触面能对此弹簧的钢丝产生一个向内的径向压力。
7.根据权利要求6所述的悬挂系统，其中套筒(10)在纵向有一个槽口。
8.根据权利要求6所述的悬挂系统，其中套筒(10)外可围装上一个保持夹。
9.根据权利要求5所述的悬挂系统，其中套筒(10)的内表面和弹簧(3)的外表面轮廓相同。
10.根据权利要求5所述的悬挂系统，其中套筒(10)的长度和弹簧(3)的自由长度基本上相等。
11.根据权利要求4所述的悬挂系统，其中悬挂系统吸振元件的形状为细长体(20)，其外侧的旋转表面为与弹簧(3)的钢丝的接触表面。
12.根据权利要求11所述的悬挂系统，其中细长体吸振元件(20)的外表面与弹簧(3)的内表面轮廓相同。
13.根据权利要求11所述的悬挂系统，其中细长体吸振元件(20)的直径比弹簧(3)的内径略大，以使此吸振元体的接触外表面对弹簧钢丝产生一个向外的径向压力。
14.根据权利要求11所述的悬挂系统，其中细长体吸振元件(20)的长度与弹簧的长度基本上相同。
15.根据权利要求4所述的悬挂系统，其中吸振元件(10、20)是由粘弹性材料构成，后者要柔软到足以使它在与弹簧(3)钢丝压贴的接触表面区能产生弹性变形。
16.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中的吸振元件(30、40)是靠此弹簧(3)的钢丝和吸振元件之间的摩擦力而与此弹簧钢丝的表面按附的，这种摩擦力是由吸振元件(30、40)压向弹簧(3)之线圈的压力而取得的，这种吸振元件是由粘弹性材料构成的，后者具有足够的刚度以避免在吸振元件(30、40)和弹簧(3)的钢丝的压触表面区产生弹性变形。
17.根据权利要求16所述的悬挂系统，其中套筒状吸振元件(30)的作为与弹簧(3)之钢丝接触面的表面，和弹簧(3)的外轮廓具有相同的形状。
18.根据权利要求17所述的悬挂系统，其中套筒状吸振元件(30)在纵向开有裂槽(32)，套筒内径比弹簧线圈的外径略小，以使套筒(30)的内表面能对弹簧圈(3)产生一个向内的径向压力。
19.根据权利要求18所述的悬挂系统，其中套筒(30)外围安装有一个压力夹(35)。
20.根据权利要求19所述的悬挂系统，其中套筒(30)作为一个单独的元件和压力夹(35)的内表面结合在一起。
21.根据权利要求17所述的悬挂系统，其中套筒(30)的长度和弹簧的自由长度基本相等。
22.根据权利要求16所述的悬挂系统，其中吸振元件的形状为细长形的柱塞(40)，它的外旋转面具有和弹簧内部相同的轮廓。
23.根据权利要求22所述的悬挂系统，其中柱塞(40)的直径比弹簧的内径略大，以使吸振元件的接触面能对弹簧产生一个向外的径向压力。
24.根据权利要求22所述的悬挂系统，其中柱塞(40)的长度和弹簧的自由长度基本上相等。
25.根据权利要求22所述的悬挂系统，其中柱塞(40)至少从其一端沿轴向开了一个槽口(43)，在此槽口内安装有一扩充器(45)，可用来调节柱塞的外径尺寸，使后者在此槽口(43)处的外径比弹簧(3)的内径略大。
26.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中吸收元件为一环绕着弹簧线圈外表面上的涂层(50)。
27.根据权利要求26所述的悬挂系统，其中涂层(50)是连续式的。
28.根据权利要求26所述的悬挂系统，其中涂层(50)是由聚集在弹簧(3)钢丝上的橡胶构成的。
29.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中吸振元件为螺旋状绕在弹簧(3)钢丝上的细金属丝(60)。
30.根据权利要求1所述的悬挂系统，其中在弹簧(3)和它与电动泵(1)和壳体(2)的连接点之间装有一个机械阻抗比弹簧(3)的低得多的垫片(70)。
全文摘要
一种往复式密封压缩机的悬挂系统，包括一个壳体和安装在其内的电动泵，该泵由两端分别与壳体和电动泵连接的螺旋状弹簧悬挂于壳体内。本发明至少提供了一种在弹簧的纵向上与其表面至少一部分紧密接触从而吸收高频振动能量的吸振元件。这种吸振元件能够吸收和衰减沿弹簧纵向上传播的波的共振而不改变其在低频时的弹性特征。
文档编号F16F13/02GK1055801SQ9110217
公开日1991年10月30日 申请日期1991年4月5日 优先权日1990年4月6日
发明者罗杰里奥·桑格尔, 乔斯·莱诺·格列森, 迪特玛·埃里奇·伯纳 申请人:巴西船用压缩机有限公司