專利名稱：渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，旨在提供渦卷式機(jī)器中用以令第二渦卷與第一渦卷形成密封效果的密封裝置加以改良，其主要是在活塞抵住第二渦卷朝向第一渦卷靠近的動作行程處，設(shè)有至少兩個對活塞滑動方向形成導(dǎo)引作用的導(dǎo)柱，減少活塞滑動的偏斜現(xiàn)象，進(jìn)而令兩渦卷達(dá)到較佳的密封效果。
背景技術(shù)：
如圖1所示，為一般渦卷式機(jī)器的結(jié)構(gòu)剖視圖暨所習(xí)用的軸向密封裝置示意圖，其機(jī)器主要是在機(jī)殼的內(nèi)部由一繞動渦卷A1對固定渦卷A2做繞轉(zhuǎn)運(yùn)動，由繞動渦卷A1對固定渦卷A2形成由外而內(nèi)壓力漸增的低壓室A31、中壓室A32、高壓室A33的壓縮室A3，進(jìn)而由壓縮室A3的容積改變使冷媒形成壓縮的效果；其中，固定渦卷A2與一骨架A4相固接，其繞動渦卷A1即設(shè)于固定渦卷A2與骨架A4的區(qū)段間，而配合對固定渦卷A2做繞轉(zhuǎn)運(yùn)動。
又，由于繞動渦卷A1與固定渦卷A2是以軸向(及徑向)接合的方式形成壓縮室，因此繞動渦卷A1與固定渦卷A2之間需具有一軸向密封效果，以避免冷媒在壓縮過程中泄露，進(jìn)而影響冷媒的容積效率，如圖所示，習(xí)用的軸向密封裝置是在骨架A4上形成一環(huán)槽A51，而環(huán)槽A51內(nèi)設(shè)有一活塞A5，繞動渦卷A1與該活塞A5的主體間設(shè)有一壓力信道A6，該壓力信道A6是貫通至繞動渦卷A1與固定渦卷A2其中一中壓室A32處，而由固定渦卷A2通至環(huán)槽A51處，以在壓縮機(jī)運(yùn)作時，以由壓力信道A6將該壓縮室的工作流體壓力導(dǎo)引至環(huán)槽A51，且該流體壓力需大于機(jī)器的吸氣壓力，并小于或等于機(jī)器的排氣壓力，而對活塞A5形成一朝向繞動渦卷A1推頂?shù)淖饔昧?，進(jìn)而抵住繞動渦卷A1朝向固定渦卷A2靠近，而使繞動渦卷A1與固定渦卷A2具有軸向密封效果。
由于繞動渦卷A1與固定渦卷A2軸向密封作用力是由活塞A5的軸向滑動作用力所構(gòu)成，因此活塞A5軸向滑動偏斜與否將直接影響繞動渦卷A1與固定渦卷A2軸向密封效果；然而，習(xí)用活塞A5在受工作流體壓力作用時，會因為活塞A5與骨架A4相套合之間隙過大而偏斜，將影響繞動渦卷A1與固定渦卷A2軸向密封效果；再者，雖然可以利用減小活塞A5與骨架A4的套合間隙，以增加活塞A5滑動的穩(wěn)定性，但如此將使骨架A4與活塞A5的加工制造成本增加，且使骨架A4與活塞A5的組裝配合趨于困難，而不利于整體機(jī)器的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其機(jī)器是由第二渦卷對第一渦卷做繞轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成由外而內(nèi)壓力漸增的低壓室、中壓室、高壓室的壓縮室，另有一活塞于運(yùn)轉(zhuǎn)時由導(dǎo)通上述壓縮室之一的工作流體壓力作用而抵住第二渦卷往第一渦卷靠近，令兩渦卷呈密封狀態(tài)；尤其，活塞于抵住第二渦卷朝向第一渦卷靠近的行程處，固設(shè)有至少兩個用以導(dǎo)引活塞滑動方向的導(dǎo)柱，由導(dǎo)柱的導(dǎo)引作用減少活塞滑動的偏斜現(xiàn)象，進(jìn)而令兩渦卷達(dá)到較佳的密封效果。


圖1為一般渦卷式機(jī)器的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為本發(fā)明渦卷式機(jī)器的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為習(xí)有活塞與導(dǎo)槽的剖視示意圖；圖4為本發(fā)明中活塞與導(dǎo)柱的剖視示意圖；圖5A、5B、5C為習(xí)有活塞于軸向滑動所造成的不同偏斜角度的示意圖；圖6A、6B、6C為本發(fā)明中活塞于軸向滑動所造成的不同偏斜角度的示意圖；
圖7A為本發(fā)明中軸向密封裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖7B為本發(fā)明中軸向密封裝置的動作狀態(tài)剖視圖；圖8為本發(fā)明中壓力信道的配置另一實施例剖視圖；圖9A為本發(fā)明另一實施例軸向密封裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖9B為本發(fā)明另一實施例軸向密封裝置的動作狀態(tài)剖視圖；圖10A為本發(fā)明又一實施例軸向密封裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖10B為本發(fā)明又一實施例軸向密封裝置的動作狀態(tài)剖視圖；圖11A為本發(fā)明中環(huán)圈的放大剖視圖；圖11B為本發(fā)明中環(huán)圈另一實施例的放大剖視圖；圖11C為本發(fā)明中環(huán)圈又一實施例的放大剖視圖；圖12為不同的R與偏斜角度的函數(shù)關(guān)系圖。
圖號說明A1 繞動渦卷30 壓縮室A2 固定渦卷31 低壓室A3 壓縮室 32 中壓室A31 低壓室 33 高壓室A32 中壓室 40 骨架A33 高壓室 50 活塞A4 骨架51 環(huán)槽A5 活塞60 壓力信道A51 環(huán)槽70 導(dǎo)柱A6 壓力信道71 螺栓10 第二渦卷80 柱孔20 第一渦卷90 環(huán)圈21 鎖固螺栓91 密封組件
具體實施例方式
為能使貴審查員清楚本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成，以及整體運(yùn)作方式，茲配合圖式說明如下本發(fā)明渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其整體渦卷式機(jī)器的基本結(jié)構(gòu)組成如圖2所示，同樣是在機(jī)殼的內(nèi)部由一第二渦卷10對第一渦卷20做繞轉(zhuǎn)運(yùn)動，由第二渦卷10對第一渦卷20形成由外而內(nèi)壓力漸增的低壓室31、中壓室32、高壓室33的壓縮室30，進(jìn)而由壓縮室30的容積改變使冷媒形成壓縮的效果；其中，第一渦卷20的周緣是由至少兩個鎖固螺栓21與一骨架40相鎖固，以及用以形成軸向密封作用的活塞50即設(shè)于骨架40的環(huán)槽51內(nèi)。
可由圖3、圖4、圖5及圖6說明習(xí)用活塞A5與本案使用的活塞50軸向滑動時所造成的偏斜角度的大小，而圖3是為習(xí)用活塞A5軸向滑動時偏斜角度為θ2-θ1，其中θ2-θ1=sin-1(R+δ)√(R2+h2)-sin-1R√(R2+h2)]]>=sin-1((R+δ)h-R√(h2-2Rδ-δ2)R2+h2)]]>sin-1x-sin-1y＝sin-1〔x√(1-y2)-y√(1-x2)〕，xy≥0R活塞的偏斜半徑，h活塞的半高度，δ活塞與導(dǎo)槽的間隙而圖4為本案中活塞50軸向滑動時偏斜角度為θ2-θ1，其中θ2-θ1=cos-1(R-δ)√(R2+h2)-cos-1R√(R2+h2)]]>=cos-1((R-δ)R+h√(h2+2Rδ-δ2)R2+h2)]]>cos-1x-cos-1y＝cos-1〔xy+√(1-x2)·√(1-y2)〕，x＜yR活塞的偏斜半徑，h活塞的半高度，δ活塞導(dǎo)孔與導(dǎo)柱的間隙請同時參照圖5及圖6所示，表示在相同的h及δ下，當(dāng)R增加時(R＝20、R＝30、R＝45)，習(xí)用活塞與本案活塞的不同的偏斜角度，其中，習(xí)用活塞的偏斜角度會隨R增加而增加，而本案的偏斜角度則會減小，更進(jìn)一步將R與偏斜角度的制成如圖表1所示，其中，習(xí)用活塞A5于軸向滑動時所造成的偏斜角度隨R增加而快速增加，至某一R處且會發(fā)散(亦即活塞可于環(huán)槽內(nèi)任意轉(zhuǎn)動沒有限制)，而使用本案活塞50所造成的偏斜角度隨R增加而穩(wěn)定減小。
其中，第一渦卷20與骨架40的主體是設(shè)有一壓力信道60，請同時配合參照圖7A、B所示(圖7A)是本渦卷式機(jī)器為靜止?fàn)顟B(tài)，圖7B是本渦卷式機(jī)器為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))該壓力信道60是貫通至第二渦卷10與第一渦卷20其中一中壓窒32處，而由第一渦卷20通至環(huán)槽51處，以由該壓力信道60將該壓縮室30的工作流體壓力導(dǎo)引至環(huán)槽51，而對活塞50形成一朝向第二渦卷10推頂?shù)淖饔昧ΓM(jìn)而抵住第二渦卷10往第一渦卷20靠近，令兩渦卷呈密封狀態(tài)，當(dāng)然該壓力信道60的配置亦可如圖8所示，第二渦卷10與活塞50的主體是設(shè)有一壓力信道60，該壓力信道60是貫通至第二渦卷10與第一渦卷20其中一中壓室32處，由第二渦卷10通至環(huán)槽51處，同樣對活塞50形成一朝向第二渦卷10推頂?shù)淖饔昧Α?br> 尤其，活塞50于抵住第二渦卷10朝向第一渦卷20靠近的行程處，是固設(shè)有至少兩個用以導(dǎo)引活塞50滑動方向的導(dǎo)柱70，在圖7A、B的實施例中，導(dǎo)柱70是受鎖固螺栓21的穿設(shè)而固設(shè)于第一渦卷20與骨架40的區(qū)段間，而活塞50的周緣則相對應(yīng)設(shè)有柱孔80與導(dǎo)柱70相穿設(shè)，由導(dǎo)柱70的導(dǎo)引作用減少活塞50滑動的偏斜現(xiàn)象，進(jìn)而令兩渦卷達(dá)到較佳的密封效果；當(dāng)然，其導(dǎo)柱70的配置方式亦可以如圖9A、B所示(圖9A是本渦卷式機(jī)器為靜止?fàn)顟B(tài)，圖9B是本渦卷式機(jī)器為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))，是由螺栓71鎖固設(shè)于骨架40與活塞50相貼合的一側(cè)，而活塞50的主體則相對應(yīng)設(shè)有柱孔80與導(dǎo)柱70相穿設(shè)，抑或是如圖10A、B所示(圖10A是本渦卷式機(jī)器為靜止?fàn)顟B(tài)，圖10B是本渦卷式機(jī)器為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))，是于第一渦卷20與活塞50的周緣在鎖固螺栓21的穿設(shè)位置設(shè)有供導(dǎo)柱70穿設(shè)的柱孔80，其導(dǎo)柱70即由鎖固螺栓21的穿設(shè)而聯(lián)結(jié)于第一渦卷20與活塞50之間，使活塞50受環(huán)槽51內(nèi)的壓力而形成一朝向第二渦卷10推頂?shù)淖饔昧?，進(jìn)而抵住第二渦卷10及第一渦卷20往上滑動，而同樣具有由導(dǎo)柱70限制活塞60滑動方向的效果，以增加第二渦卷10與第一渦卷20的軸向密封效果，并維持第二渦卷10運(yùn)轉(zhuǎn)不偏斜。
再者，整體軸向密封裝置是進(jìn)一步在環(huán)槽51中設(shè)有一環(huán)圈90，如圖11A所示，該環(huán)圈90是一體設(shè)于活塞50上，另在環(huán)圈90的內(nèi)、外圈位置設(shè)有與環(huán)槽51的內(nèi)壁形成氣密作用的密封組件91，以令工作流體壓力得以確實作用于環(huán)槽51與環(huán)圈90所構(gòu)成的氣室之間，而形成為活塞50朝向繞動渦卷10滑動的作用力；當(dāng)然，其環(huán)圈90亦可以如圖11B所示，為直接一體設(shè)于骨架40上，抑或是如圖11C所示，將獨立環(huán)圈90另設(shè)于環(huán)槽51中，同樣能達(dá)到令活塞與骨架套合的作用。
如上所述，本發(fā)明渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，提供渦卷式機(jī)器的第二渦卷與第一渦卷另一較佳可行的軸向密封裝置，可增加第二渦卷與第一渦卷的軸向密封效果，更有利于整體渦卷式機(jī)器的生產(chǎn)，于是依法提呈專利的申請；然而，以上的實施說明及圖式所示，是本發(fā)明較佳實施例之一，并非以此局限本發(fā)明，是以，舉凡與本發(fā)明的構(gòu)造、裝置、特征等近似、雷同，均應(yīng)屬本發(fā)明的創(chuàng)設(shè)目的及申請專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其渦卷式機(jī)器是由第二渦卷對第一渦卷做繞轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成由外而內(nèi)壓力漸增的低壓室、中壓室、高壓室的壓縮室，另有一活塞于運(yùn)轉(zhuǎn)時由導(dǎo)通上述中壓室之一的工作流體壓力作用而抵住第二渦卷往第一渦卷靠近，令兩渦卷呈密封狀態(tài)；其特征在于該活塞于抵住第二渦卷朝向第一渦卷靠近的行程處，固設(shè)有至少兩個用以導(dǎo)引活塞滑動方向的導(dǎo)柱，由導(dǎo)柱的導(dǎo)引作用減少活塞滑動的偏斜現(xiàn)象，進(jìn)而令兩渦卷達(dá)到較佳的密封效果。
2.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該第一渦卷的周緣是由至少兩個鎖固螺栓與一骨架相鎖固，該第二渦卷及活塞即設(shè)于第一渦卷與骨架的區(qū)段間，該導(dǎo)柱則受鎖固螺栓的穿設(shè)而固設(shè)于第一渦卷與骨架的區(qū)段間，該活塞的周緣則相對應(yīng)設(shè)有柱孔與導(dǎo)柱相穿設(shè)。
3.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該第一渦卷的周緣是由至少兩個鎖固螺栓與一骨架相鎖固，該第二渦卷及活塞即設(shè)于第一渦卷與骨架的區(qū)段間，該導(dǎo)柱是由螺栓鎖固設(shè)于骨架與活塞相貼合的一側(cè)，該活塞的主體則相對應(yīng)設(shè)有柱孔與導(dǎo)柱相穿設(shè)。
4.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該第一渦卷的周緣是由至少兩個鎖固螺栓與一骨架相聯(lián)結(jié)，該第二渦卷及活塞即設(shè)于第一渦卷與骨架的區(qū)段間，該第一渦卷與該活塞的周緣在鎖固螺栓的穿設(shè)位置設(shè)有供導(dǎo)柱穿設(shè)的柱孔，該導(dǎo)柱即由鎖固螺栓的穿設(shè)而聯(lián)結(jié)于第一渦卷與活塞之間。
5.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該第一渦卷與該骨架的主體設(shè)有一壓力信道，該壓力信道是貫通至第二渦卷與第一渦卷其中一中壓室處，而由第一渦卷繞至環(huán)槽，以由壓力信道將該中壓室的工作流體壓力導(dǎo)引至環(huán)槽內(nèi)，而對活塞形成一朝向第二渦卷推頂?shù)淖饔昧Α?br> 6.如權(quán)利要求1所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該第二渦卷與該活塞的主體設(shè)有一壓力信道，該壓力信道是貫通至第二渦卷與第一渦卷其中一中壓室處，由第二渦卷繞至環(huán)槽處，以由壓力信道將該中壓室的工作流體壓力導(dǎo)引至環(huán)槽內(nèi)，而對活塞形成一朝向第二渦卷推頂?shù)淖饔昧Α?br> 7.如權(quán)利要求5或6所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該骨架則相對應(yīng)設(shè)有與環(huán)槽相套合的環(huán)圈，該環(huán)圈是一體設(shè)于活塞上，另在環(huán)圈的內(nèi)、外圈位置設(shè)有與環(huán)槽的內(nèi)壁形成氣密作用的密封組件。
8.如權(quán)利要求5或6所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該骨架一體設(shè)有一環(huán)圈，另在該環(huán)圈的內(nèi)、外圈位置設(shè)有與環(huán)槽的內(nèi)壁形成氣密作用的密封組件。
9.如權(quán)利要求5或6所述的渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其中，該環(huán)圈另套設(shè)于環(huán)槽中，且在該環(huán)圈的內(nèi)、外圈位置設(shè)有與環(huán)槽的內(nèi)壁形成氣密作用的密封組件。
全文摘要
本發(fā)明渦卷式機(jī)器的軸向密封裝置，其機(jī)器是由第二渦卷對第一渦卷做繞轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成由外而內(nèi)壓力漸增的低壓室、中壓室、高壓室的壓縮室，另有一活塞于運(yùn)轉(zhuǎn)時由導(dǎo)通上述壓縮室之一的工作流體壓力作用而抵住第二渦卷往第一渦卷靠近，令兩渦卷呈密封狀態(tài)；其中，活塞受力時的滑動方向是受至少兩個導(dǎo)柱的導(dǎo)引，以由導(dǎo)柱的導(dǎo)引作用減少活塞滑動的偏斜現(xiàn)象，進(jìn)而令兩渦卷達(dá)到較佳的密封效果。
文檔編號F01C1/00GK1811134SQ20051000262
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月24日
發(fā)明者郭文振 申請人:瑞智精密股份有限公司