專利名稱:壓縮機(jī)的制作方法
本發(fā)明有關(guān)一種改進(jìn)的葉片式壓縮機(jī)，這種類型的壓縮機(jī)在國(guó)際專利第PCT/SE84/00133(WO84/04137)號(hào)中已有所述。本發(fā)明在壓縮機(jī)的量度一定或壓縮機(jī)供給的壓縮空氣的量一定的條件下，提高壓縮比。這樣，便可以避免為了取得一定的壓縮比而把若干壓縮機(jī)串聯(lián)，或者為了提高通過(guò)量而增大壓縮機(jī)的量度。
上面所述的國(guó)際專利申請(qǐng)第PCT/SE84/00133(WO84/04137)號(hào)，有關(guān)一種在壓縮機(jī)偏心轉(zhuǎn)子中配置有進(jìn)口閥和出口閥的葉片式壓縮機(jī)。進(jìn)氣閥和出口閥用壓力操縱，分別當(dāng)?shù)陀诖髿鈮簳r(shí)，或超過(guò)反壓時(shí)開放。并且，為了使在轉(zhuǎn)子的徑向相對(duì)兩側(cè)的進(jìn)口閥和出口閥基本同時(shí)開放和關(guān)閉，通過(guò)一個(gè)液壓系統(tǒng)把進(jìn)口閥和出口閥互相連接。
其他的類似的壓縮機(jī)，在法國(guó)書FR-A-826424號(hào)FR-A-1261674號(hào)中有敘述。
在瑞典書第SE-B-333791號(hào)中，揭示了一種葉片式壓縮機(jī)，其中有一個(gè)裝置，把壓縮空間和進(jìn)口連接，以降低輸出壓力。這樣便形成了一個(gè)局部短路，降低取得的壓力。
本發(fā)明的目的，是提出一種壓縮機(jī)，為了使進(jìn)口閥和出口閥在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，僅隨即時(shí)的壓力條件反應(yīng)而開放，故設(shè)放在轉(zhuǎn)子軸內(nèi)，沒(méi)有離心力的影響，完全由壓力操縱。
并且，本發(fā)明的一個(gè)目的，是提出一種壓縮機(jī)，和過(guò)去的已知壓縮機(jī)比較，有較高的輸出壓力，或者較高的通過(guò)量，這種改進(jìn)的取得不需要改變定子和轉(zhuǎn)子的尺寸，和它們的相對(duì)偏心度。
因此本發(fā)明提出了葉片式壓縮機(jī)中的一種裝置，壓縮機(jī)中有一個(gè)定子，和一個(gè)在定子中偏心安裝的帶葉片的轉(zhuǎn)子，葉片形成若干壓縮腔，并有進(jìn)口和出口閥，當(dāng)每一個(gè)腔處在相對(duì)于壓縮機(jī)吸入壓力的負(fù)壓位置上時(shí)，使空氣或氣體向每一腔輸入，當(dāng)每一個(gè)腔處在相對(duì)于反壓的過(guò)壓位置上時(shí)，使空氣或氣體從每一個(gè)腔輸出。根據(jù)本發(fā)明所提出，進(jìn)口閥和出口閥位于轉(zhuǎn)子的一根軸內(nèi)，僅由壓力操縱。上述軸是空心的，從進(jìn)口進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣在空心軸內(nèi)通過(guò)，到達(dá)上述進(jìn)口閥。從壓縮機(jī)排出的排出空氣，從出口閥通入空心軸內(nèi)部，然后到達(dá)壓縮機(jī)的出口。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)?shù)谝磺惶幵诳諝廨敵龌就Ｖ沟奈恢蒙蠒r(shí)，有一個(gè)分流導(dǎo)管把壓縮機(jī)的第一腔，和基本上在直徑上相對(duì)的壓縮機(jī)第二腔連接，把剩余的高壓空氣，輸送到基本上處于吸氣沖程終了位置上的第二腔內(nèi)。
分流導(dǎo)管可配置在定子內(nèi)，從定子的第一位置伸展到定子的第二位置。第一位置基本相當(dāng)于相應(yīng)的第一腔有最小容積時(shí)的前葉片所在的位置，第二位置在與此基本上在直徑上的對(duì)側(cè)，基本相當(dāng)于相應(yīng)的第二腔有最大容積時(shí)的前葉片所在的位置?；蛘呤钱?dāng)?shù)谝磺辉谌莘e最小的位置上時(shí)，分流導(dǎo)管的開口處在兩葉片之間。分流導(dǎo)管可以在第一開口和/或第二開口上設(shè)置單向閥。假如單向閥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不夠高，轉(zhuǎn)子上就可以在葉片之間設(shè)置凹槽，這些凹槽起分流導(dǎo)管第一開口的閥的作用，一待轉(zhuǎn)子通過(guò)它的最小容積的位置，立刻把閥開放。每一凹槽可以由平行于轉(zhuǎn)子半徑的表面形成，因此這凹槽是半個(gè)扇形。分流導(dǎo)管設(shè)在定子內(nèi)的一個(gè)或數(shù)個(gè)人字形部分內(nèi)，或設(shè)在定子的圓柱形殼體內(nèi)。分流導(dǎo)管可以在它的第一和第二開口之間設(shè)置一個(gè)蓄能器。
但是在本發(fā)明的一個(gè)理想實(shí)施方案中，分流導(dǎo)管設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，有閥配備，在要求的壓力條件下把分流導(dǎo)管開放或關(guān)閉。分流導(dǎo)管是環(huán)形或徑向的槽道，設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，并通過(guò)分別的孔和每一個(gè)壓縮腔連接，孔上設(shè)閥，分別開放或關(guān)閉環(huán)形槽道的輸入和輸出。這些閥最好配置在每一個(gè)葉片上。
本發(fā)明提出了一種壓縮機(jī)，其進(jìn)口閥和出口閥布置在空心的轉(zhuǎn)子軸內(nèi)。這些閥完全由壓力操縱，所以在達(dá)到必要的壓力條件時(shí)自動(dòng)開放。
通過(guò)分流導(dǎo)管還可以進(jìn)一步做到，在輸出沖程后轉(zhuǎn)子腔中的剩余高壓空氣，在另一個(gè)轉(zhuǎn)子腔的吸氣沖程后，立即轉(zhuǎn)移進(jìn)這個(gè)腔內(nèi)，以提高這個(gè)腔的壓力，和這個(gè)腔里的空氣的量。這樣留在壓縮機(jī)的所謂死角里的空氣可以被利用，壓縮機(jī)的效率可以因此提高。當(dāng)然必需的動(dòng)力也需要相應(yīng)提高。
在另一個(gè)理想實(shí)施方案中，壓縮機(jī)有兩個(gè)相同的半部，通過(guò)在一根共用空心軸里的可更換的閥組合件，交替并聯(lián)和串聯(lián)。
在作串聯(lián)時(shí)，壓縮機(jī)的第一半部設(shè)有上述分流導(dǎo)管，以提高通過(guò)量，從而兩個(gè)半部互相連接。
通過(guò)本發(fā)明的理想實(shí)施方案并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)敘述如下。
圖1是過(guò)去的已知技術(shù)中的壓縮機(jī)的一個(gè)剖視圖。
圖2-7是基本和圖1相似的壓縮機(jī)的剖視圖示意圖，設(shè)有本發(fā)明提出的一個(gè)分流導(dǎo)管，示出循環(huán)中的轉(zhuǎn)子的連續(xù)位置。
圖8是分成兩個(gè)半部的葉片的俯視圖。
圖9是本發(fā)明理想實(shí)施方案示意圖。
圖10是通過(guò)本發(fā)明的壓縮機(jī)另一實(shí)施方案的剖視示意圖。
圖11，12及13是圖10中沿Ⅺ-Ⅺ，Ⅻ-Ⅻ和ⅩⅢ-ⅩⅢ線的剖視圖示意圖。
圖14是用于圖10中的壓縮機(jī)的閥裝置剖視圖示意圖。
圖15是沿圖14中ⅩⅤ-ⅩⅤ線的剖視圖。
圖16是轉(zhuǎn)子中有上述分流槽道的與圖12及13相似的剖視圖。
圖17是本發(fā)明的閥組合件剖視圖。
圖18是沿圖17中的ⅩⅧ-ⅩⅧ線的側(cè)視圖。
圖19是沿圖17中的ⅩⅣ-ⅩⅣ線側(cè)視圖。
圖1所示是一個(gè)過(guò)去已知技術(shù)領(lǐng)域：
中的壓縮機(jī)，具體如上面提到的國(guó)際專利申請(qǐng)案第PCT/SE84/00133號(hào)中所提出者。壓縮機(jī)有一個(gè)殼體，或一個(gè)定子15，和一個(gè)放在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子14。轉(zhuǎn)子有偏心的頸，并且分成四個(gè)扇形部分，各占轉(zhuǎn)子截面的四分之一。每一個(gè)扇形部分有一個(gè)空氣進(jìn)口孔16，上有進(jìn)口閥19，23，并有一個(gè)出口孔17，其上有出口閥20，24。進(jìn)口閥19，23和轉(zhuǎn)子及定子之間的壓縮腔46相通，使上述腔46里的壓力，一下降到進(jìn)口孔16的壓力以下，空氣便立刻流進(jìn)腔46，進(jìn)口孔16的壓力通常為大氣壓。出口閥20，24也和轉(zhuǎn)子及定子之間的壓縮腔46相通，使上述腔46里的壓力高于出口孔17的壓力，空氣便立刻從腔46中排出。這樣便作成了一個(gè)由壓力控制的進(jìn)出腔46的氣流。于是進(jìn)口閥19，23便相應(yīng)和在直徑上對(duì)置的出口閥20，24相連，同時(shí)作強(qiáng)制的開放和關(guān)閉，并平衡相互間的離心力。
此外，參看圖2-7，葉片47位于每一個(gè)扇形部分之間，按過(guò)去已知的方式形成每一個(gè)腔46。
在實(shí)際情況下，由于轉(zhuǎn)子和定子之間的距離不能縮小太多，因此不能獲得太高的壓縮比。這樣就形成了一個(gè)通常稱為死角的有某種最小容積的腔。在圖4中概略示出了具有轉(zhuǎn)子14的定子15，轉(zhuǎn)子14所處的位置是當(dāng)腔30及31(相當(dāng)于腔46)分別為最大容積和最小容積的時(shí)侯。在腔30中有在圖2及3所示的前一位置上吸入該腔的空氣。在圖4所示的位置上時(shí)，上述腔30因閥19關(guān)閉，該閥在圖中所示，為一簡(jiǎn)單的單向閥。腔31也相似，在圖2及3所示的位置上時(shí)，把關(guān)閉在里面的空氣壓縮，在圖4所示的位置上時(shí)有最大的壓力，在這位置上時(shí)單向閥20關(guān)閉。當(dāng)腔里的壓力正到反壓時(shí)，即在圖2所示的位置上時(shí)，單向閥20開啟。
圖4示出一個(gè)導(dǎo)管32，在轉(zhuǎn)子通過(guò)圖4所示的下死點(diǎn)后，立刻把腔31和腔30連接。這樣，把腔30和31連接，可在作輸出后剩余在腔31的空氣可以被利用。在對(duì)壓力作補(bǔ)償，并且使腔30中的壓力和腔31中的壓力相等以后，即如圖6中所示的位置，單向閥33用來(lái)防止腔31因膨脹而壓力下降時(shí)所造成的空氣倒流。單向閥33放在導(dǎo)管端部37上，靠近腔31的地方。并且還可以有第二單向閥34，靠近與腔30相近的導(dǎo)管的第二端部38，防止導(dǎo)管32中的壓力增高，因?yàn)檫@時(shí)腔30中的壓力不斷增加。這樣，導(dǎo)管32只在按圖4-6中所示的位置活動(dòng)時(shí)才工作。
在圖6所示的位置以后，腔31中的壓力比沒(méi)有導(dǎo)管的時(shí)侯低很多。就是說(shuō)腔31里的空氣，決不會(huì)有比它前面的腔35有高很多的壓力，這時(shí)的腔35是處在吸氣沖程，壓力大致為大氣壓。這又是說(shuō)，腔31中的壓力不會(huì)達(dá)到傳統(tǒng)壓縮機(jī)中的高度，這便有利于轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)，從而要求壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)有較大的功率。并且，腔30中包含多于常態(tài)的空氣，意味著壓氣時(shí)的阻力較大，因而要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)有較大的功率。
這還意味腔30里的壓力，比在圖4所示的位置上時(shí)高，并且空氣的量也大于沒(méi)有導(dǎo)管32的時(shí)侯。因此，本發(fā)明對(duì)圖1所示的壓縮機(jī)提出了相當(dāng)大的改進(jìn)，使用的是非常簡(jiǎn)單的裝置，也就是僅增加了一根導(dǎo)管32。
導(dǎo)管在圖4及5所示的位置上開放是有利的，因?yàn)樵谶@個(gè)位置上時(shí)，腔30里的壓力增高還仍比較緩慢。還可能把開口放高一些，如圖4所示，因?yàn)閱蜗蜷y34可以有效地防止空氣進(jìn)入上述導(dǎo)管。然而假如由于某種原因，導(dǎo)管32里的壓力高于腔30里的壓力，那么單向閥34便開放，使空氣輸入，這便是要求取得的效果。
上述導(dǎo)管32同時(shí)還可提供第二個(gè)有利的作用。當(dāng)腔31中顯示有壓力，并且向腔30輸入時(shí)，出口和進(jìn)口導(dǎo)管17，16里的單向閥20，19，將立即分別作明確的關(guān)閉動(dòng)作，也就是上述一對(duì)閥同時(shí)操作。并且，防止上述單向閥占據(jù)中間位置，如果占中間位置便可能有一定的回流。這樣，上述導(dǎo)管32便將進(jìn)行與圖1中所示的液壓系統(tǒng)相同的運(yùn)轉(zhuǎn)，而這是不需要的。并且，可能把上述閥制造得和單向閥一樣的簡(jiǎn)單，這便可以提高安全性。由于導(dǎo)管32提供了伺服作用，所以單向閥可以取得相當(dāng)快的反應(yīng)時(shí)間。
在高速時(shí)難以確定單向閥33，34是否能如所期作很快的運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，為防止上述問(wèn)題，把導(dǎo)管32的開口放在定子的最低位置上，如圖6中39所表示。導(dǎo)管的第二端38在與過(guò)去相同的位置上。而且，轉(zhuǎn)子在它的外周上設(shè)有槽42，形狀如圖6所示。槽42放在葉片之間的中點(diǎn)上，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于圖4所示有最小容積的位置上時(shí)，槽42和開口39相對(duì)。但是在有需要時(shí)，槽42可以偏離上述中點(diǎn)位置。槽42這樣放置，在轉(zhuǎn)子的活動(dòng)的主要部分中，轉(zhuǎn)子一般都正在開口39的上方，于是至少基本把上述導(dǎo)管32關(guān)閉。但是，當(dāng)槽42達(dá)到和開口39相對(duì)時(shí)，一個(gè)流程開放，使空氣通過(guò)上述導(dǎo)管32流過(guò)。易言之，轉(zhuǎn)子14本身將藉助上述槽42，起閥的作用，把導(dǎo)管的開口在適當(dāng)?shù)奈恢蒙祥_放和關(guān)閉。如圖6所示，槽42有一個(gè)鋒銳的邊緣40，和一個(gè)平坦的表面41，因而開口39在上述邊緣40所決定的一個(gè)明確的位置上開放，而在表面41所決定的一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)關(guān)閉。這樣，由于閥32是突然開放，所以能便利進(jìn)口和出口閥19和20關(guān)閉。上述槽42還可以用其他的適當(dāng)?shù)男螤睿鐖D7所示。
當(dāng)然槽42勢(shì)必增大腔31的死角，但是本發(fā)明具有的改進(jìn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠補(bǔ)償上述的缺點(diǎn)。槽42僅在轉(zhuǎn)子的軸向上直接處于上述開口39上方的部分上伸展，這說(shuō)明死角增大所起的影響，比圖6中所見(jiàn)到的要小很多。
在圖6中提出，在導(dǎo)管上可以設(shè)置一個(gè)空氣蓄能器43，因此當(dāng)上述蓄能器中的壓力平衡時(shí)，壓力基本恒定，處于腔31的出口壓力和腔30的進(jìn)口壓力之間。上述蓄能器應(yīng)該有一個(gè)相當(dāng)大的體積，最好能在高速下使用，以平衡死角的非常短的壓力脈沖。
在低速時(shí)最好使用圖4所示的構(gòu)造。在這情況下，為了使腔31發(fā)出的壓力，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到腔30，導(dǎo)管32應(yīng)該盡可能短。同時(shí)，導(dǎo)管的截面積應(yīng)該有一定的尺寸，使導(dǎo)管有盡可能小的容積，同時(shí)，在空氣流動(dòng)時(shí)，沒(méi)有不必要的流量被阻止。
開口37-39應(yīng)該有符合空氣動(dòng)力學(xué)要求的形狀和圓角的定子的內(nèi)表面，有喇叭口形式的連接。開口在圓周方向狹窄是很適當(dāng)?shù)?，但在縱向上(為槽孔形式)伸展，然后過(guò)渡到一個(gè)圓形截面。這形式有利于在相應(yīng)的葉片通過(guò)上述開口時(shí)，防止腔31和35之間的短路。噴嘴使用所謂的拉瓦爾噴管較適當(dāng)。
當(dāng)然可以省略單向閥33和34，而仍取得本發(fā)明提出的運(yùn)轉(zhuǎn)。但是在這情況下，就有可能當(dāng)腔30還和開口38連接時(shí)，由于把導(dǎo)管內(nèi)的一部分空氣壓回，導(dǎo)管32使腔30里的壓力減低。導(dǎo)管的尺寸和與每一個(gè)腔的連接的有效性決定于使用的方法，尤其決定于壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)速度，和當(dāng)時(shí)的反壓力的性質(zhì)。
在某些速度下，可能取得導(dǎo)管32里的共震，可利用以提高導(dǎo)管的效率，并可能意味省略單向閥。
還可以把開口38配置在圖6中的開口39的對(duì)面，從而轉(zhuǎn)子中的槽可以控制這個(gè)開口的開閉，在這情況下這開口處在定子的人字形部分內(nèi)，和轉(zhuǎn)子的周邊相對(duì)，如圖6中的44所示。
還可以在定子的每一個(gè)人字形部分中布置開口39和44，使導(dǎo)管32從一個(gè)人字形部分伸到另一個(gè)相對(duì)的人字形部分。這便可能在轉(zhuǎn)子上設(shè)置兩組凹槽，每一個(gè)定子的人字形部分附近有一條槽，使導(dǎo)管開口的開閉適應(yīng)預(yù)期的應(yīng)用，并可互相偏置，補(bǔ)償導(dǎo)管32里的可能的同時(shí)損失。而且，為了適應(yīng)當(dāng)時(shí)的氣流條件，在導(dǎo)管的每一個(gè)端部凹槽可以有不同的長(zhǎng)度。
于是，可以理解上述的分流導(dǎo)管使利用死角里的壓縮空氣成為可能，也就是提出了一種效率比較高的壓縮機(jī)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還證明本發(fā)明提出的壓縮機(jī)，比過(guò)去已知技術(shù)中的壓縮機(jī)，需要較少的冷卻。
在實(shí)質(zhì)上還可能把導(dǎo)管的第一開口，和壓縮機(jī)的壓力出口連接，尤其是在使用上述蓄能器的時(shí)侯，但在這種情況下，就不能取得本發(fā)明利用死角的有利作用。
在圖10示出了本發(fā)明壓縮機(jī)另一種變化形式的剖視。壓縮機(jī)100和前面一樣有一個(gè)圓柱體形狀的定子101，上設(shè)徑向的冷卻翅片102(參看圖11)。在圓柱形體內(nèi)有三個(gè)塊體103，104，105。左側(cè)塊體103和右側(cè)塊體105基本相似，但互相鏡面影象的關(guān)系，并且各有轉(zhuǎn)子108的徑向軸承106，107。徑向軸承可以用滾柱軸承或滾針軸承等等。
轉(zhuǎn)子由一個(gè)貫通的空心軸109支持，空心軸伸過(guò)圓柱體101內(nèi)孔的基本全部長(zhǎng)度。軸在它的左端上由一個(gè)蓋110蓋閉，可以取下，并用一個(gè)或若干鎖緊螺絲111鎖定。在蓋上安裝一個(gè)徑向風(fēng)扇112，位置在圓柱形體的外面，風(fēng)扇通過(guò)一個(gè)蓋(圖中未示)向冷卻翅片102供給冷卻空氣。在右端上軸上設(shè)有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)113連接的離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)以電機(jī)為適宜，但當(dāng)然也可以用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或類似機(jī)械。
軸109和電機(jī)的輸出軸114的連接，通過(guò)一根套筒115實(shí)現(xiàn)，套筒115放在軸的外面，設(shè)有若干在徑向上向里伸的翅片116，和輸出軸114上的相應(yīng)的槽117配合。翅片116設(shè)有橡膠的填密件118，使套筒115和放在套筒115里的空心軸109有彈性的連接，而輸出軸114和翅偏116之間的連接基本上是剛性的。當(dāng)然輸出軸114和翅片116之間的連接，也可以是彈性的，而空心軸109和翅片116之間的連接是剛性的，從而有相同的的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在空心軸109和輸出軸114之間有一個(gè)空間119，使空氣從周圍大氣，通過(guò)圓柱體102上的孔120，進(jìn)入空心軸109。當(dāng)然空氣可以通過(guò)蓋110上的適當(dāng)?shù)目?，從外面向空心軸109供給。
圓柱體101內(nèi)的空間，被分隔為圍繞線121的兩個(gè)對(duì)稱的半部。因此，為了便于生產(chǎn)，事實(shí)上有兩個(gè)轉(zhuǎn)子或分總成，放在塊體104的兩側(cè)。這些轉(zhuǎn)子完全相似，并由空心軸109把它們互相連接作共同的活動(dòng)，本文只對(duì)其一半作詳細(xì)的敘述。
在圖12中示出一個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)子108的剖面，從圖中可以看到轉(zhuǎn)子有四個(gè)相同的部分，其中有四個(gè)葉片122放在相應(yīng)的槽孔123里。葉片不是徑向伸出，而和半徑有一個(gè)角度，因而葉片在旋轉(zhuǎn)方向上伸展，這在實(shí)質(zhì)上在本技術(shù)領(lǐng)域：
中已為已知。
用這種安排便有可能使用合成樹脂結(jié)合的煤制造的葉片，從而免除葉片的潤(rùn)滑問(wèn)題。因此使用了(西德)勒科發(fā)溫澤爾有限公司(Rekofa Wentzel GmbHu.Co.KG)生產(chǎn)的9257型合成樹脂結(jié)合煤，經(jīng)證明有足以抵抗彎折力的剛性，可以完全免除潤(rùn)滑油的使用，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，尤其是排出的空氣不再需要通過(guò)一個(gè)油分離器。而且排出的空氣也潔凈得多。
可以把葉片制造得有非常大的相對(duì)表面，安裝在橫向上有略大尺寸的壓縮機(jī)內(nèi)。在轉(zhuǎn)子的第一周旋轉(zhuǎn)中，葉片立刻達(dá)到壓縮腔的寬度，因而有最低限度的泄漏。
此外，從圖12中可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子有四條有相對(duì)直徑的進(jìn)口槽道124，和轉(zhuǎn)子的周邊相通?？招妮S109上設(shè)置相應(yīng)的孔125，每一個(gè)孔中有一個(gè)進(jìn)口閥126，其中有一個(gè)彈簧鋼制的膜片127，安裝在一個(gè)環(huán)128上，見(jiàn)圖15。環(huán)128內(nèi)有一根內(nèi)空心軸129，設(shè)有相應(yīng)的孔130。彈簧鋼膜片127擠在環(huán)128和外塊體131之間，塊體131有圓角的邊緣138，因此彈簧鋼不彎到鋒銳的邊緣上。
圖13還示出，轉(zhuǎn)子設(shè)有四個(gè)出口槽道133，由相應(yīng)的出口閥134控制。
所有的閥都放在一個(gè)閥組合件135內(nèi)，圖14及15有更詳細(xì)的展示?？臻g138通過(guò)外空心軸137上的若干孔141，和壓縮機(jī)的出口連接。這些孔141和圖10中的中間塊體104上的一條環(huán)形槽142接通，進(jìn)一步與出口143接通。
這樣整個(gè)閥組合件形成一個(gè)緊湊的單元135，如圖10所示，緊密放在軸109內(nèi)。軸109設(shè)有一個(gè)止動(dòng)肩臺(tái)146，通過(guò)O形環(huán)147及148，保持閥組合件135處在肩臺(tái)和蓋110之間。因此可以理解;只需取下蓋110便可以便利地更換閥組合件135。
由于閥組合件放在空心軸的內(nèi)部，因此把現(xiàn)在的單級(jí)壓縮機(jī)改裝成22級(jí)壓縮機(jī)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作，只需把閥組合件更換放在線121兩側(cè)的兩個(gè)串聯(lián)的壓縮機(jī)部件或分總成，如圖10所示。
分流導(dǎo)管本身便可以提供某種多級(jí)的壓縮，但是把分流導(dǎo)管叫作某種形式的渦輪增壓器則更恰當(dāng)。
假使在線121兩側(cè)的壓縮機(jī)的兩個(gè)半部互相串聯(lián)，第二級(jí)一般在較高壓力下工作，因此應(yīng)有比第一級(jí)小的容積，如圖1所示。但是在按本發(fā)明在第一級(jí)中設(shè)置分流導(dǎo)管的時(shí)侯，上述第一級(jí)便有增大的通過(guò)量，就是說(shuō)似乎是一個(gè)大容量的級(jí)。這種兩級(jí)壓縮機(jī)在圖9中概略示意。這種改裝是非常易行的，如上上文所述，只需要使用不同的閥裝置即可。
在圖9中示出一種分為圖10中的兩個(gè)分總成的壓縮機(jī)。這些分總成在圖9中概略示意，有一個(gè)共用閥組合件161，把兩個(gè)分總成162和163串聯(lián)，如箭頭164所示。有一個(gè)分流導(dǎo)管165和它的人字形部分里面的第一分總成162相連。
這樣的改裝之所以可能，是因?yàn)殚y組合件位于空心軸內(nèi)，并且由于分流導(dǎo)管使通過(guò)量增大。
從上面的敘述中可以清楚看到壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
最好壓縮機(jī)有一定的量度，使它可以按一個(gè)預(yù)定的恒定速度旋轉(zhuǎn)，例如3000周/每分鐘，從而可以把彈簧鋼膜片127和139的彈力調(diào)節(jié)，使上述速度下的離心力平衡。這樣閥便可以在承受非常小的壓力差時(shí)執(zhí)行閥的功能，這一點(diǎn)對(duì)上述的高轉(zhuǎn)速是必須的。
當(dāng)然閥可以用一個(gè)整體材料制造。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，每一個(gè)葉片47由一條在徑向上伸展的傾斜線160分隔成為兩個(gè)半部，如圖8所示。使兩個(gè)抵靠的表面盡可能地平滑，以取得兩個(gè)半部之間的密封。離心力把兩個(gè)半部向外推，便在接觸表面上產(chǎn)生了一個(gè)側(cè)向力，促進(jìn)密封。而且，每一個(gè)葉片的半部被上述離心力向著它的人字形部分偏壓，保證兩半部之間的良好密封。
分隔線160的傾斜度根據(jù)使用面積和所用材料選定。目前最好使分隔線和半徑之間只有一個(gè)極小的角度，而兩個(gè)半部完全相似。但是在某些用途方面，分隔線偏置是有好處的。
在圖17-19中示出本發(fā)明的閥組合件的另一個(gè)實(shí)施方案，閥的膜片完全不受離心力的影響。
閥組合件如圖17所示，有一個(gè)輸入閥座174，一個(gè)輸入膜片172，和把上述膜片推向閥座的彈簧178。彈簧178位于輸入彈簧座175內(nèi)?？諝廨斎肴缂^171所示。輸入閥座有若干圖12所示的開孔181。圖19示輸入膜片172和彈簧178的孔。
輸出閥在圖17的右側(cè)示出，有一個(gè)輸出閥座176，輸出膜片173和位于輸出彈簧體177中的彈簧179。有需要時(shí)各個(gè)彈簧座用O形環(huán)180密封。
運(yùn)轉(zhuǎn)方式是擅長(zhǎng)技術(shù)的人都可以明了的。上面已說(shuō)明的閥組合件可以由兩個(gè)或多個(gè)分總成串聯(lián)，但擅長(zhǎng)本技術(shù)的人可以看到也可以作并聯(lián)。
如圖10中的虛線所示，根據(jù)本發(fā)明所提，每一個(gè)外側(cè)塊體103，105上設(shè)有一個(gè)分流導(dǎo)管151。上述分流導(dǎo)管把容積最大的壓縮腔，和在直徑上相對(duì)的容積最小的腔連接。這個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)和上面結(jié)合圖2-7的敘述完全相同。
否則，也可以把轉(zhuǎn)子中的上述分流導(dǎo)管按圖16所示安排。轉(zhuǎn)子上布置一個(gè)環(huán)形槽道152，環(huán)繞軸109放置，當(dāng)然和進(jìn)口槽道及出口槽道124及133有一個(gè)軸向上的距離，例如放在外空心軸137的外側(cè)。有四個(gè)徑向孔153從每一個(gè)壓縮腔伸進(jìn)環(huán)形槽道152。徑向孔從葉片中通過(guò)，每一個(gè)葉片設(shè)置相應(yīng)的凹穴154，凹穴可以是橢形或矩形的。
設(shè)置開口154有一定的尺寸，因此，當(dāng)相應(yīng)的壓縮腔的容積是最小時(shí)，開口154和相應(yīng)的孔153連接，于是輸出沖程便在葉片156達(dá)到圖16中的右下方時(shí)完成。這時(shí)死角里的壓縮空氣被送進(jìn)環(huán)形槽道152。約旋轉(zhuǎn)20°后，由于葉片向上轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)圖16中的右上方位置，開口153便被關(guān)閉。
開口154中有一個(gè)插入件155，可在上述開口154中的兩個(gè)位置之間活動(dòng)。上述插入件155的厚度略大于葉片的厚度，因此對(duì)轉(zhuǎn)子壁部有大于葉片的摩擦。當(dāng)葉片157到達(dá)它的上方的位置，它的活動(dòng)方向又向外變?yōu)橄騼?nèi)活動(dòng)時(shí)，插入件由于與槽孔的壁部有摩擦，被相對(duì)于葉片，向外向葉片的端部推動(dòng)，到達(dá)圖16左上方所示的第二位置上去。重力和離心力共同和上述相對(duì)運(yùn)動(dòng)配合。因此，當(dāng)相應(yīng)的開口153在葉片158的左上方的位置上時(shí)，這時(shí)相應(yīng)的壓縮腔的容積最大，環(huán)形槽道里的壓縮空氣可以進(jìn)入上述壓縮腔，增加里面的空氣的量。
旋轉(zhuǎn)20°以后，為了防止不斷壓縮的空氣向環(huán)形槽道152回流，開口153又重關(guān)閉。當(dāng)葉片159最后到達(dá)它的下方的位置上時(shí)，葉片的活動(dòng)方向顛倒，插入件改變位置，到達(dá)圖示的葉片156的右下方位置上。
于是環(huán)形槽道152將起儲(chǔ)存器或蓄能器的作用，儲(chǔ)存來(lái)自死角的過(guò)多的壓縮空氣，把上述壓縮空氣，供給處在可以按本發(fā)明使用這部分壓縮空氣的位置上的壓縮腔。在轉(zhuǎn)子中配置了分流導(dǎo)管后，可以取得優(yōu)點(diǎn)是分流導(dǎo)管的長(zhǎng)度可以縮短，在定子表面上的干擾可以減少，從而改進(jìn)了運(yùn)轉(zhuǎn)。
有需要的話，可以在葉片上布置突耳部分，在葉片伸出最遠(yuǎn)的地方把孔153密封，而不需要增加葉片的長(zhǎng)度。
以上結(jié)合圖4-6，10和16敘述的分流導(dǎo)管，也可以結(jié)合其他類型的壓縮機(jī)使用，例如，活塞壓縮機(jī)，螺旋壓縮機(jī)等等。用于活塞壓縮機(jī)時(shí)，至少需要兩個(gè)壓縮缸。用于單缸活塞壓縮機(jī)時(shí)，上文所述的儲(chǔ)存器必須用一個(gè)延時(shí)裝置延長(zhǎng)，避免同時(shí)輸入和輸出。凡擅長(zhǎng)本技術(shù)的人能理解，如何使分流導(dǎo)管適應(yīng)這種壓縮機(jī)的構(gòu)造。
當(dāng)按本發(fā)明在轉(zhuǎn)子上配置閥時(shí)，由于有通向上述閥的槽道的體積，死角便會(huì)增大，尤其在輸出壓力增高，并且葉片超過(guò)四個(gè)時(shí)，例如使用六個(gè)或八個(gè)葉片時(shí)，在這種情況下，為了補(bǔ)償死角的擴(kuò)大，并基本消滅上述的缺點(diǎn)，使用分流導(dǎo)管是很重要的。
對(duì)本發(fā)明的理想實(shí)施方案已作敘述如上，目的是使精于業(yè)務(wù)者可以理解并能使用本發(fā)明。但是上面所述的實(shí)施方案有可以作許多修改的可能性，而不超越本發(fā)明的概念，本說(shuō)明書的意圖是使凡精于本專業(yè)的人可以明顯看到的這些修改，均屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明僅應(yīng)以文后的權(quán)利要求
書作為界線。
權(quán)利要求
1.壓縮機(jī)中的一個(gè)裝置至少有一個(gè)壓縮空間和進(jìn)口槽道及出口槽道，使壓縮空間在發(fā)生相對(duì)于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力的負(fù)壓時(shí)，把空氣或氣體向壓縮空間輸入，當(dāng)產(chǎn)生相對(duì)于壓縮機(jī)反壓的過(guò)壓時(shí)，把空氣輸出，特征為配置一個(gè)分流管道(32)，把壓縮機(jī)的有小容積的第一空間(31)，和壓縮機(jī)的有大容積的第二空間(30)連接，把剩余的高壓空氣從上述第一空間轉(zhuǎn)移到上述第二空間。
2.如權(quán)利要求
第1項(xiàng)中之裝置，特征為分流導(dǎo)管(32)在第一腔處在基本停止把第一腔中的剩余高壓空氣從第一腔中輸出的位置上，而第二腔處在基本結(jié)束它的吸入沖程的位置上時(shí)，把壓縮機(jī)的一個(gè)第一腔(31)和一個(gè)第二腔連接。
3.如權(quán)利要求
第1或第2項(xiàng)中之裝置，其壓縮機(jī)是葉片式壓縮機(jī)，其中有一個(gè)定子(15)，和一個(gè)偏心放在里面的轉(zhuǎn)子(14)，轉(zhuǎn)子有葉片(47)形成若干壓縮腔(30，31，35，36)，并有進(jìn)口閥及出口閥(19，20)，或開口，使每一腔所處位置(30)是產(chǎn)生相對(duì)于壓縮機(jī)吸入壓力的負(fù)壓時(shí)，空氣或氣體向腔內(nèi)輸入，而在每一腔所在位置(31)是產(chǎn)生相對(duì)于壓縮機(jī)反壓的過(guò)壓時(shí)，則從每一腔輸出空氣或氣體，特征為分流導(dǎo)管(32)的配置是當(dāng)?shù)谝磺惶幵诘谝磺幌虻诙惠斔褪Ｓ喔邏簹怏w的輸出已基本停止的位置上，而第二腔的吸入沖程也已基本結(jié)束時(shí)，把壓縮機(jī)的第一腔(31)和基本上與之在直徑上對(duì)置的壓縮機(jī)第二腔(30)連接。
4.如權(quán)利要求
第3項(xiàng)中之裝置，特征為分流導(dǎo)管(32)在定子中配置，從定子的一個(gè)第一位置(37)，伸展到定子的第二位置(38)，這第一位置基本相當(dāng)于相應(yīng)第一腔(31)的前葉片處在容積最小的位置上，第二位置與第一位置在直徑上相對(duì)，基本上相當(dāng)于相應(yīng)第二腔(30)的前葉片有最大容積時(shí)的位置。
5.如權(quán)利要求
第4項(xiàng)中之裝置，特征為在分流導(dǎo)管(32)的通向上述第一位置的口上，至少設(shè)置一個(gè)單向閥(33)，并且/或者在通向第二位置的口上，至少設(shè)置一個(gè)單向閥(34)。
6.如權(quán)利要求
第3項(xiàng)中之裝置，特征為轉(zhuǎn)子中配置分流導(dǎo)管(32)，從定子上的第一位置(39)，伸展到定子上的第二位置(38)，當(dāng)?shù)谝磺?31)處在容積最小的位置上時(shí)，第一位置在第一腔(31)的葉片之間，第二位置基本上相當(dāng)于相應(yīng)腔(30)有最大容積時(shí)，它的前葉片所處的位置。
7.如權(quán)利要求
第6項(xiàng)中之裝置，特征為轉(zhuǎn)子(14)在葉片之間設(shè)有槽(40，41，42)，這些槽起分流導(dǎo)管第一開口(39)和/或第二開口(44)上的閥的作用。
8.如權(quán)利要求
第3-7項(xiàng)中任何權(quán)利要求
中之裝置，特征為分流導(dǎo)管(151)配置在定子的人字形部分(105)或諸人字形部分中，并且分流導(dǎo)管位于定子的圓柱形殼體中。
9.如權(quán)利要求
第3項(xiàng)中之裝置，特征為分流導(dǎo)管(152，153)配置在轉(zhuǎn)子內(nèi)，并配置閥把分流導(dǎo)管開放或關(guān)閉。
10.如權(quán)利要求
第9項(xiàng)中之裝置，特征為分流導(dǎo)管有一條環(huán)形槽道(152)配置在轉(zhuǎn)子內(nèi)通過(guò)分別的孔(153)和每一個(gè)壓縮腔連接，配置閥(154，155)，開放或關(guān)閉時(shí)分別控制進(jìn)入環(huán)形槽道的氣流，和排出環(huán)形槽道的氣流。
11.如權(quán)利要求
第10項(xiàng)中之裝置，特征為上述閥在每一個(gè)葉片(154)的開口上，這些開口有活動(dòng)插入件(155)。
12.如權(quán)利要求
第3項(xiàng)中之裝置，特征為壓縮機(jī)分隔成為至少兩個(gè)基本相等的分總成(162，163)安裝在一個(gè)共同的軸上，有一個(gè)共用的閥組合件(161)安裝在上述軸上，上述閥組合件可以在第一閥組合件和第二閥組合件之間交換，第一閥組合件把上述兩分總成基本并聯(lián)，第二閥組合件把上述兩分總成基本串聯(lián)。
13.如權(quán)利要求
第12項(xiàng)中之裝置，特征為為了增加上述第一分總成的通過(guò)量，上述兩分總成串聯(lián)，并且第一分總成(162)設(shè)有上述分流導(dǎo)管(165)。
專利摘要
改進(jìn)的壓縮機(jī)中包括有葉片的定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子用一根空心軸支持，軸上有帶進(jìn)口和出口閥的閥組合件。待壓縮的空氣通過(guò)定子上的孔進(jìn)入壓縮機(jī)，送進(jìn)空心軸的內(nèi)部，然后通過(guò)一個(gè)單向閥進(jìn)入相應(yīng)的腔。壓縮空氣通過(guò)出口閥送入閥組合件的腔內(nèi)，然后到達(dá)徑向配置的出口。由于出口及進(jìn)口閥的配置是關(guān)閉轉(zhuǎn)子的中心，所以采用彈簧鋼膜片閥。定子的人字形部分中設(shè)置了一個(gè)分流導(dǎo)管，把壓縮腔在最小容積時(shí)位置上的死角，和在直徑上相對(duì)，有最大容積的腔連接，輸送死角里的壓縮空氣重新使用。
文檔編號(hào)F04C29/00GK86102105SQ86102105
公開日1987年10月14日 申請(qǐng)日期1986年3月26日
發(fā)明者魯?shù)婪颉さ吕姿柜R, 沃納·賴克曼 申請(qǐng)人:魯?shù)婪颉さ吕姿柜R, 沃納·賴克曼導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan