使用液体锁定释放装置的螺杆式压缩机 本发明涉及一种螺杆及小齿轮(gaterotor)型的旋转变容式压缩机。
例如，法国专利第1.331.998号(美国专利第3.180.565号)揭示了一种压缩机，它包括一螺杆，此螺杆具有能在箱体的内孔腔中转动的沟槽，并与至少一个具有啮合凸出在该沟槽中的、用来限定箱体之变容腔的齿的小齿轮相配合。
美国专利第5.080.568号揭示了绕小齿轮中的轴转动、并通过将轴固定在将小齿轮暴露于压力一侧的箱体以轴向定位小齿轮轴来安装小齿轮。
本发明涉及一种在低压和高压之间压缩气体的压缩机，它包括一至少具有一个沟槽，转动安装在箱体内，并且与至少一个具有啮合凸出在该沟槽中、用以限定箱体液压增加量的齿的小齿轮相配合的螺杆，齿的一侧暴露于高压液体中，而另一侧暴露于低压液体中，该小齿轮包括一具有与小齿轮密封啮合的齿、位于小齿轮高压侧并由低压侧的金属支架支撑的塑片，塑片的高压侧系一个接近于密封的箱体凸缘，推力装置产生推动小齿轮轴并使其紧靠于止动装置地推力，由该装置产生的推力负荷要大于压缩机正常运行时小齿轮所受到的最大推力负荷。
通过通常被称为没有齿形塑性或压缩机功能损耗的液体锁定，这种结构具有从本质上减少对压缩机产生的损害的显著作用。
事实上在制冷业和空调业中，在某些状态下，尤其在启动时，压缩机会在很短的时间内不得不以压缩液体来取代压缩气体，该时间一般少于一秒钟，这通常被称作液体锁定。
确实，由于沟槽的体积减少保证了气体的压缩，并且由于液体是不可压缩的，当气体由液体取代时，在沟槽中产生了巨大的压力，直到有东西损坏或者产生允许液体排出的间隙为止。
产生的压力是压缩机最大压力设计值的很多倍，通常高出10倍或20倍。
根据本发明，如果发生了类似的液体锁定，沟槽中的压力将在小齿轮上产生大大超过由推力装置所产生的推力的轴向推力，并且小齿轮将轴向移动，因而在齿的高压侧和箱体的低压侧形成一间隙，允许沟槽中过量的液体通过该间隙释放出，从而使沟槽中的压力维持在适当的范围中。
然而，当发生这种小齿轮的轴向位移时，小齿轮的齿面不在它们原来的运行位置上。这种位移所产生的效果与仿佛沟槽的宽度突然间变窄的效果相同。位移越大，则齿的变形必需越大，用以适应看起来变窄的沟槽。如果小齿轮的齿完全由金属制成，则将有器件，齿或螺纹的损坏，或者是严重的破坏；塑料具有柔韧性而不易损坏，但当它在由位移带来的新的位置上停留一段时间时，它将受磨损以便齿把它们的轮廓适应看上去窄了的沟槽；当回到原位时，此磨损将造成泄漏(leakage)损耗的增加和工作效率的降低。
例如，空调压缩机输送了大约100吨的制冷剂，会导致大约0.5毫米的小齿轮磨损，约为5％的永久性容量损耗可在运行几小时后测量得到。
已发现了的显著效果是，虽然压缩机受到重复液体锁定的作用，但是未发现机器性能的降低。
由于沟槽中高压产生和将小齿轮从其正常位置上移走的时间很短，又因为塑料相对柔韧并具有良好的耐磨性能，小齿轮上并未真正出现可测量得到的磨损。
通过后面给出的附图所述的实施例，本发明可被较好的理解：
图1为沿本发明较佳实施例机器装置的图2中的线I-I以及沿与螺杆轴相垂直的小齿轮轴剖切的局部剖视图。
图2为沿图1中的线II-II剖切的机器的半剖视图。
图3为如图1所示、使用具有转动轴的小齿轮的本发明的替换装置的局部剖视图。
图1所示的机器为按照本发明的、类似法国专利第1,331,998号所示机器的变形。
绕轴2转动的螺杆1具有大致螺旋形的沟槽1a(图2所示)，该沟槽与小齿轮4的诸如3的齿啮合。两者都安装在具有一内孔腔6的箱体5中，该内孔腔接近可使螺旋形沟槽1a互相隔离从而形成几乎完全密封的螺旋形螺纹的顶端。由于螺杆1和小齿轮4之间的啮合，螺杆1的转动就使相应的小齿轮转动。
该小齿轮是由已知的方法，即由金属支架8所支撑的塑料片7制成的，该金属支架本身带有两个转动地将小齿轮4支撑在轴11上的轴承9和10。
在轴11的轴上设有一位于箱体内的孔腔12，以及一位于支座14内的孔腔13，该支座本身置于箱体内孔腔15的中心上。
在这样的结构中，将被压缩的液体所具有的高压作用于箭头16所指的方向，从而推动小齿轮支撑(rest)在轴承上。
根据本发明，诸如圆环弹簧17的推力装置将轴11推靠在止动销18上，止动销由安装在箱体上的顶盖19固定在位。
如此设计止动销18的长度是为了在安装之后，位于箱体凸缘21和塑性齿的承压面22之间的间隙20能保持最小，一般为几十个微米。
设置圆环弹簧17是为了当安装时，它们所产生的推力负荷能超过由箭头16所指方向的高压作用而产生的轴向负荷。选择它们是有代表性地，即便于当压缩机运行在所设计的最极端的压力下时，它们的负荷可为小齿轮所受到的最大负荷的150％至200％。
系统的控制如下：
如果在某个时刻，一般在启动时，大量的液体被压缩机吸入，沟槽中的压力会突然间升至比设计的最大值还要高得多的压力值；例如，在空调压缩机中设计的用于压缩的压力高达24,000或28,000hpa，此压力峰值可超过200,000或300,000hpa。
小齿轮上的负荷变得比由被压缩的圆环弹簧所产生的推力负荷要大得多，因而允许小齿轮轴11轴向移动并开启间隙，从而允许释放沟槽中的压力。
虽然小齿轮的这种移动由于小齿轮的惯性并不是瞬间的，但当沟槽中充满液体并且马达难以转动螺杆时，它能有效地减少启动时沟槽中的压力。实际上，启动时，马达的转矩大约达到所设计的最大转矩的三倍，并在小齿轮上产生一负荷，此负荷超过了弹簧的推力负荷，因而释放了压力并允许马达全速运行；当压缩机全速运行时，通过减少沟槽暴露于极端高压的时间，可明显地减少由于重复液体锁定而使压缩机器件承受的应力疲劳。
一旦液体消失并且正常的气体压缩重新开始，圆环弹簧就把轴11推靠在止动销18上并减小间隙20直到它几十个微米的正常值。
圆环弹簧高度的选择一般用于限制小齿轮的轴向位移，该值依赖于塑料和它的尺寸，尤其是它的厚度；正如已说明过的那样，小齿轮的轴向移动会导致沟槽表面上对齿变得狭窄，并且过量的位移会带来永久性损坏；但是已发现塑料齿可承受0.5毫米甚至1毫米的位移而无不良后果。
倘若止动装置通过设置推力装置来紧压住小齿轮，该止动装置不是位于箱体定位在小齿轮的高压边上的一边，而是位于其它的部位，此时，本发明也同样适用。
例如，本发明适于将止动装置定位在轴11的低压边上的情况。
此类装置也可以是位于内孔腔或形成于支座14中的长方形孔区域中的、垂直通过轴11的销装置。
此外，在一末端，当间隙20由推力装置产生时，此间隙的理想值为几十个微米。在位于长方形孔中的销的另一末端，此间隙20的值可达0.5毫米或1毫米。
然而，当轴被推压在刚性连接在箱体高压边的止动装置时，如图1所示的结构是较佳的，在正常的运行条件下，间隙20不会受到由于产生大小相同或大于间隙20的相应位移的压力或温度的变化所引起的箱体变形的影响。
正如已说明过的那样，由于液体锁定的时间很短，小齿轮的齿不会遭到永久性的磨损，并且压缩机的性能也不会受到影响。
本发明已展示了一绕固定轴转动的小齿轮，不过它还能适用于其它的装配形式，例如当小齿轮轴是小齿轮支架的一部分并绕其转动时，固定小齿轮轴的轴承直接安装在箱体上。
在这种例子中，推力装置17a将保持轴承紧靠于由螺栓22固定在支座14a上的凸缘18a，如图3所示。
如果产生维持小齿轮轴紧靠在止动销18上的推力的弹簧17由其它的推力产生装置如由气压推动的活塞来取代，例如释放(discharge)高压以及具有足够大的表面、以便在除液体锁定外的任何条件下其推力大于由压缩气体在小齿轮齿上产生的力的活塞，本发明实质上也并未改变。