一种两级涡旋压缩机.pdf

一种两级涡旋压缩机，属于涡旋压缩机技术领域。本发明主要包括：上端盖、下端盖、单同步带轮、双同步带轮、两个静涡盘、两个动涡盘、两根曲轴。两个动涡盘和两个静涡盘的涡旋卷体的壁厚相等、形状相同，位于上端盖外侧的静涡盘与位于上端盖内测的动涡盘通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第一级压缩机；位于下端盖内测的动涡盘与位于下端盖外侧的静涡盘通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第二级压缩机。本发明具有结构简单、体积小、高容积利用率及压缩比、运动平稳、噪音低等特点。本发明可广泛应用于空调设备和制冷机组中。

1、  一种两级涡旋压缩机，主要包括上端盖(1)、下端盖(2)、单同步带轮(3)、双同步带轮(4)、静涡盘(5)、动涡盘(6)、支架(7)、曲轴(8)，其特征在于：上端盖(1)和下端盖(2)通过螺栓固定连接，构成两级涡旋压缩机外壳的一部分，曲轴(8)为两根，分别通过两个轴套(9)和滚动轴承(10)活动连接在上、下端盖(1、2)的两个轴孔中，支架(7)位于上、下端盖(1、2)的中间，通过其两侧的轴孔活动连接在两根曲轴(8)上，动涡盘(6)为两个，位于上、下端盖(1、2)的内侧，分别通过螺栓固定连接在支架(7)两侧，其中，位于上端盖(1)内测的动涡盘(6)的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上的中心处设置一个通孔(C)，位于下端盖(2)内测的动涡盘(6)的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上对称的设置两个通孔(F、G)，两个通孔(F、G)分别与两个动涡盘(6)的圆盘之间的间隙(E)连通，并且两个动涡盘(6)的两个涡旋卷体反向相对，静涡盘(5)为两个，分别位于上、下端盖(1、2)的外侧，并通过螺栓分别与上端盖(1)和下端盖(2)固定连接，位于上端盖(1)外侧的静涡盘(5)的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘的边缘处对称设置两个通孔(A、B)，位于下端盖(2)外侧的静涡盘(5)的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上的中心处设置一个通孔(H)，并且两个静涡盘(5)的两个涡旋卷体正向相对，第一级压缩机排气口的通孔(C)通过两个动涡盘(6)之间的气流通道的间隙(E)与第二级压缩机的吸气口的通孔(F、G)相连通，双同步带轮(4)和单同步带轮(3)分别通过其轴孔和键连接在两根曲轴(8)的同一端，并位于上端盖(1)外侧，双同步带轮(4)与单同步带轮(3)之间通过同步带连接，双同步带轮(4)通过另一条同步带与电动机输出端的带轮连接，两个动涡盘(6)和两个静涡盘(5)的涡旋卷体的壁厚相等、形状相同，位于上端盖(1)外侧的静涡盘(5)与位于上端盖(1)内测的动涡盘(6)通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第一级压缩机，位于下端盖(2)内测的动涡盘(6)与位于下端盖(2)外侧的静涡盘(5)通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第二级压缩机，第一级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)通过它们之间的涡旋卷体相互啮合形成6～12个动态压缩腔，第二级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)通过它们之间的涡旋卷体相互啮合形成6～12个动态压缩腔。

2、  按照权利要求1所述的一种两级涡旋压缩机，其特征在于通过第一级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)之间的涡旋卷体相互啮合形成6个动态压缩腔，通过第二级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)之间的涡旋卷体相互啮合形成动6个动态压缩腔。

3、  按照权利要求1所述的一种两级涡旋压缩机，其特征在于通过第一级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)之间的涡旋卷体相互啮合形成12个动态压缩腔，通过第二级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)之间的涡旋卷体相互啮合形成动12个动态压缩腔。

4、  按照权利要求1所述的一种两级涡旋压缩机，其特征在于通过第一级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)之间的涡旋卷体相互啮合形成8个动态压缩腔，通过第二级压缩机的静涡盘(5)和动涡盘(6)之间的涡旋卷体相互啮合形成动8个动态压缩腔。

一种两级涡旋压缩机
技术领域
本发明属于涡旋压缩机技术领域，具体涉及一种两级涡旋压缩机。
背景技术
涡旋压缩机是一种用于压缩和制冷的精密机械，自1905年由Cruex发现其工作原理以来，因受涡旋型线加工技术的制约，直到二十世纪七十年代，随着数控加工技术的进步，商业应用才开始大规模出现。自从那时起，应用越来越普遍。很快，人们便认识到涡旋压缩机的内在特性：如运动部件少、低噪音、低振动、高效率和高可靠性等优越性，便投入了更多的研究。如今，涡旋压缩机已被广泛用于中小规模的空调及制冷单元中。但现有技术主要为美、日所垄断，因此，开展拥有我国自主知识产权的涡旋压缩机势在必行。
现有两级涡旋压缩机，如专利号No.5,304,047的美国专利。此传统的两级涡旋压缩机有第一、第二和第三涡旋盘。第二和第三涡旋盘分别存在一个旋脊(Spiral Ridge)，而第一涡旋盘在相反的两边有两个旋脊。第二和第三涡旋盘安装在第一涡旋盘的两侧面，第二和第三涡旋盘通过对应的旋脊和第一涡旋盘互相啮合构成压缩腔实现气体介质的压缩。第一涡旋盘和第二涡旋盘形成的压缩腔为低压缩级，第一和第三涡旋盘形成的压缩腔为高压缩级。又如专利号为No.1293676的欧洲专利，包括第一级压缩机和第二级压缩机，第一级压缩机通过第一级驱动源驱动，第二级压缩机通过第二级驱动源驱动，第一级压缩机的排气口的通孔和第二级压缩级的排气口的通孔相连汇聚成总排气口的通孔。
现有两级涡旋压缩机的主要缺点是：结构较复杂，体积大，运动不够平稳，噪音大等。
发明内容
本发明的目的是针对现有两级涡旋压缩机的不足之处，提供一种两级涡旋压缩机，具有结构简单、体积小、高压缩效率及高压缩比、运动平稳、低噪音等特点。
实现本发明目的的技术方案是：一种两级涡旋压缩机，主要包括：上端盖、下端盖、支架、曲轴、动涡盘、静涡盘、双同步带轮、单同步带轮等。特征是：上端盖和下端盖通过螺栓固定连接，构成两级涡旋压缩机外壳的一部分。曲轴为两根，分别通过两个轴套和滚动轴承活动连接在上、下端盖的两个轴孔中。支架位于上、下端盖的中间，通过其两侧的轴孔活动连接在两根曲轴上。以支架为中心，动涡盘为两个，位于上、下端盖的内侧，分别通过螺栓固定连接在支架两侧，其中，位于上端盖内测的动涡盘的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上的中心处设置一个通孔，为第一级压缩机的排气口，位于下端盖内测的动涡盘的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上对称的设置两个通孔，为第二级压缩机的两个吸气口，这两个吸气口的通孔分别与两个动涡盘的圆盘之间的间隙连通，该间隙为一个气流通道，并且两个动涡盘的两个涡旋卷体反向相对。静涡盘为两个，分别位于上、下端盖的外侧，并通过螺栓分别与上端盖和下端盖固定连接，其中，位于上端盖外侧的静涡盘的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘的边缘处对称设置两个通孔，为两级涡旋压缩机的两个进气口，位于下端盖外侧的静涡盘的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上的中心处设置一个通孔，为两级涡旋压缩机的排气口，并且两个静涡盘的两个涡旋卷体正向相对。第一级压缩机的排气口的通孔通过两个动涡盘之间的气流通道的间隙与第二级压缩机的吸气口的通孔相连通。双同步带轮和单同步带轮分别通过其轴孔和键连接在两根曲轴的同一端，并位于上端盖外侧。双同步带轮与单同步带轮之间通过同步带连接，双同步带轮通过另一同步带与电动机输出端的带轮连接。两个动涡盘和两个静涡盘的涡旋卷体的壁厚相等、形状相同。其中：位于上端盖外侧的静涡盘与位于上端盖内测的动涡盘通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第一级压缩机；位于下端盖内测的动涡盘与位于下端盖外侧的静涡盘通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第二级压缩机。第一级压缩机的静涡盘和动涡盘通过其涡旋卷体相互啮合形成6～12个动态压缩腔。第二级压缩机的静涡盘和动涡盘也通过其涡旋卷体相互啮合形成6～12个动态压缩腔。
本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：
1本两级涡旋压缩机其压缩过程为一级压缩和二级压缩两个部分，第一级压缩机和第二级压缩机同时从外界吸气并进行压缩，通过第一级压缩机压缩后的气体介质进入第二级压缩机继续压缩，因而第二级压缩机在压缩从外界吸入气体介质的同时又对第一级压缩机压缩后的气体介质进一步压缩，从而使本两级涡旋压缩机较单级涡旋压缩机具有更高的容积利用率和压缩比；
2由于本两级涡旋压缩机的两个动涡盘是固定连接在支架上，并通过涡旋压缩机两侧的两根曲轴同步旋转而带动的，故运动较平稳、噪音低；因其运动平稳，故动、静涡盘之间摩擦力较小，所以，本两级涡旋压缩机不需要润滑油及相关的润滑元件，结构简单。
3由于本发明的第一级压缩机的排气口的通孔压力始终高于第二级压缩机的进气口的通孔压力，故本两级涡旋压缩机的第一级压缩机与第二级压缩机之间无需介质止回阀；又由于本发明中被压缩气体最终直接通过第二级涡旋压缩机静涡盘中心的排气口的通孔排出，故本两级涡旋压缩机不需要排气阀门，从而进一步简化结构。
本发明一种两级涡旋压缩机可广泛适用于空调设备和制冷机组中。
附图说明
图1为本发明结构的爆炸示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为图2的左视图；
图4为图2的俯视图；
图5为图2的立体图；
图6为图2的A-A剖视图；
图7为图3的B-B剖视图；
图8为本发明的两个动涡盘与支架装配的立体图。
图中：1上端盖，2下端盖，3单同步带轮，4双同步带轮，5静涡盘，6动涡盘，7支架，8曲轴，9轴套，10滚动轴承，A、B、C、F、G、H通孔，E间隙，CH1、CH5第1压缩腔，CH2、CH6第2压缩腔，CH3、CH7第3压缩腔，CH4、CH8第4压缩腔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
如图1-8所示，一种两级涡旋压缩机，主要包括：上端盖1、下端盖2、支架7、曲轴8、动涡盘6、静涡盘5、双同步带轮4、单同步带轮3等。特征是：上端盖1和下端盖2通过螺栓固定连接，构成两级涡旋压缩机外壳的一部分。曲轴8为两根，分别通过两个轴套9和滚动轴承10活动连接在上、下端盖1、2的两个轴孔中。支架7位于上、下端盖1、2的中间，通过其两侧的轴孔活动连接在两根曲轴8上。以支架7为中心，动涡盘6为两个，位于上、下端盖1、2的内侧，分别通过螺栓固定连接在支架7两侧，其中，位于上端盖1内测的动涡盘6的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上的中心处设置一个通孔C，为第一级压缩机的排气口，位于下端盖2内测的动涡盘6的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上对称的设置两个通孔F、G，为第二级压缩机的两个吸气口，这两个吸气口的通孔F、G分别与第二级压缩机的第三压缩腔CH7和第四压缩腔CH8连通，两个动涡盘6的圆盘之间留有间隙E，形成一个气流通道，并且两个动涡盘6的两个涡旋卷体反向相对。静涡盘5为两个，分别位于上、下端盖1、2的外侧，并通过螺栓分别与上端盖1和下端盖2固定连接，其中，位于上端盖1外侧的静涡盘5的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上的边缘处对称设置两个通孔A、B，为两级涡旋压缩机的两个进气口，位于下端盖2外侧的静涡盘5的一侧为涡旋卷体，另一侧为圆盘并在圆盘上的中心处设置一个通孔H，为两级涡旋压缩机的排气口，并且两个静涡盘5的两个涡旋卷体正向相对。第一级压缩机的排气口的通孔C通过两个动涡盘6之间的气流通道的间隙E与第二级压缩机的吸气口的通孔F、G相连通。双同步带轮4和单同步带轮3分别通过其轴孔和键连接在两根曲轴8的同一端，并位于上端盖1外侧。双同步带轮4与单同步带轮3之间通过同步带连接，双同步带轮通过另一条同步带与电动机输出端的带轮连接。两个动涡盘6和两个静涡盘5的涡旋卷体的壁厚相等、形状相同。其中：位于上端盖1外侧的静涡盘5与位于上端盖1内测的动涡盘6通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第一级压缩机；位于下端盖2内测的动涡盘6与位于下端盖2外侧的静涡盘5通过它们之间的相位角相对错开180°的涡旋卷体，上下相扣啮合构成第二级压缩机。第一级压缩机的静涡盘5和动涡盘6通过它们之间的涡旋卷体相互啮合形成6个动态压缩腔。第二级压缩机的静涡盘5和动涡盘6通过它们之间的涡旋卷体相互啮合形成6个动态压缩腔。
当电动机(不包括在本实用新型中)通电后，电动机通过一条同步带带动双同步带轮4旋转，双同步带轮4通过另一条同步带带动单同步带轮3旋转，单同步带轮3与双同步带轮4的同步旋转分别带动两级涡旋压缩机两侧的两根曲轴8旋转，两根曲轴8同步旋转一起带动支架7及固定连接在支架7两侧的两个动涡盘6绕固定中心平动公转从而与两个静涡盘5实现动态共轭啮合，此时第一级压缩机和第二级压缩机实现了同步运转。气体介质通过进气口的通孔A、B同时进入第一级压缩机和第二级压缩机的压缩腔。进入第一级压缩机的气体介质通过第一级压缩机的各压缩腔进行压缩，直至第一级压缩机的排气口的通孔C，并通过两个动涡盘6之间的气流通道E及第二级压缩机的两个吸气口的通孔F、G直接进入第二级压缩机的第三压缩腔CH7和第四压缩腔CH8，继续同进入第二级压缩机的第一压缩腔CH5和第二压缩腔CH6压缩后的气体介质一起被压缩。最后，所有气体介质从第二级压缩机排气口的通孔H排出。
实施例2
一种两级涡旋压缩机，同实施例1，特征是：通过第一级压缩机的静涡盘5和动涡盘6之间的涡旋卷体相互啮合形成12个动态压缩腔。通过第二级压缩机的静涡盘5和动涡盘6之间的涡旋卷体相互啮合形成动12个动态压缩腔。
实施例3
一种两级涡旋压缩机，同实施例1，特征是：通过第一级压缩机的静涡盘5和动涡盘6之间的涡旋卷体相互啮合形成8个动态压缩腔。通过第二级压缩机的静涡盘5和动涡盘6之间的涡旋卷体相互啮合形成动8个动态压缩腔。