專利名稱：容積式機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體的容積式機(jī)械，它有一個(gè)裝在一個(gè)固定外殼中的槽形的、從進(jìn)口到出口大體為螺旋形的、大于360°的變壓的擠壓室，在擠壓室中裝有一個(gè)同樣基本上是螺旋形的擠壓體，它可以偏心地驅(qū)動(dòng)，并使它的每一處進(jìn)行一個(gè)以擠壓室環(huán)壁為界的圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，擠壓體的曲率半徑和上述環(huán)壁的尺寸應(yīng)這樣確定，即在其作無扭轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，擠壓體與內(nèi)外環(huán)壁的接觸至少幾乎各在一條連續(xù)前進(jìn)的密封線上。
這種結(jié)構(gòu)形式例如可見DE-A1-2603462。它所公開的結(jié)構(gòu)在壓力區(qū)，亦即在擠壓室和擠壓體曲率半徑很小的地方，需要提高的制造費(fèi)用。
可對(duì)比的結(jié)構(gòu)形式可見自DE-A1-2639174、GB-A2-1367986、US-A-4558997和US-A-4627800，所有這些結(jié)構(gòu)形式中，共同的缺點(diǎn)是總效率低。
本發(fā)明的目的是，改善本文開始所述結(jié)構(gòu)形式的容積式機(jī)械的加工工藝，提高它們的總效率。
按本發(fā)明，通過下列特征達(dá)到上述目的(a)擠壓體的接觸角小于400°，最好小于395°;
(b)擠壓體的徑向?qū)挾葟钠湟欢讼蛄硪欢酥鸩皆龃?
(c)擠壓室的徑向內(nèi)寬與擠壓體按同樣方向從其一端向另一端逐步增大;
(d)擠壓體在其最大的徑向?qū)挾葏^(qū)域中有一個(gè)偏心軸承;
(e)所述之出口設(shè)在擠壓體或擠壓室最大徑向?qū)挾忍?
(f)擠壓體偏心的驅(qū)動(dòng)或被驅(qū)動(dòng)方向，沿其徑向?qū)挾仍黾拥姆较颉?br> 在一種具體的結(jié)構(gòu)形式中，這樣做是會(huì)有好處的，即當(dāng)擠壓室的外環(huán)壁由多個(gè)半徑逐漸減小彼此光滑連接的局部圓弧所組成，而擠壓室的內(nèi)環(huán)壁則至少由一個(gè)局部圓弧所構(gòu)成。最好使至少為一個(gè)局部圓弧的擠壓室內(nèi)環(huán)壁，至少大體與擠壓室外環(huán)壁的第三個(gè)局部圓弧同心。
尤其是最好使彼此相配的外部和內(nèi)部局部圓弧均以同樣的角度延伸，并使擠壓室的內(nèi)環(huán)壁由一個(gè)螺旋形隔板構(gòu)成，隔板的寬度大體為等寬度。
由于與現(xiàn)有技術(shù)相比，擠壓體的接觸角大大減小，因而該容積式機(jī)械的總效率得以顯著提高。通過減小接觸角還可以將擠壓體作成大壁厚的。因此，其優(yōu)點(diǎn)在于，擠壓體的偏心軸承可以設(shè)在其最大徑向?qū)挾忍帲嗉磸牧W(xué)觀點(diǎn)來看在最穩(wěn)定的部位。
容積式機(jī)械可由流體本身驅(qū)動(dòng)，這時(shí)它作為馬達(dá)或例如作為容量計(jì)進(jìn)行工作，但它亦可以被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，這時(shí)則作為泵或壓縮機(jī)進(jìn)行工作。與具有兩個(gè)或多個(gè)分開的擠壓室的容積式機(jī)械(如按DE-A1-2230773)相比，按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式脈動(dòng)較小，這一優(yōu)點(diǎn)在大的功率范圍中尤為突出。
這種新型的容積式機(jī)械與已知的具有同樣輸送能力的結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)尺寸較小。因此，這對(duì)于生產(chǎn)和倉庫存放特別有利，擠壓室和擠壓體均可以分段地由片狀的材料按所需軸向厚度組裝而成。因此這種容積式機(jī)械僅通過改變彼此連接的片狀零件的數(shù)量，就可具有不同的輸送能力。
從軸向來看，擠壓室原則上可以用平滑蓋封閉其兩側(cè)，在它們之間，擠壓體可自由運(yùn)動(dòng)地支承著。但也可以使擠壓室軸向的一側(cè)設(shè)一個(gè)壁面，并在室中裝一個(gè)擠壓體，從擠壓體來看，其軸向的一側(cè)具有一個(gè)壁面，它有驅(qū)動(dòng)、被驅(qū)動(dòng)裝置和一個(gè)防扭轉(zhuǎn)安全裝置等。這種新型的容積式機(jī)械可免去防扭轉(zhuǎn)安全裝置，只要擠壓體的偏心驅(qū)動(dòng)或被驅(qū)動(dòng)裝置處于其徑向?qū)挾仍黾拥姆较蛏?。由于在擠壓體的這種新型結(jié)構(gòu)形式中，在其中央，亦即出現(xiàn)最高壓力峰值的地方，具有一個(gè)較大的材料集中，故可以在這里設(shè)置大尺寸的軸承。上述軸向帶有一個(gè)側(cè)壁的結(jié)構(gòu)形式，可通過側(cè)壁、穿越擠壓體例如在中央設(shè)一個(gè)槽，以免擠壓體翻轉(zhuǎn)。
在另一種結(jié)構(gòu)形式中，從軸向看去，擠壓體具有一個(gè)中間壁，在壁的兩側(cè)各有軸向延伸的螺旋形隔板。
為了減少磨損，擠壓室和/或擠壓體的壁應(yīng)有涂層。
同理，為了減少容積式機(jī)械在工作時(shí)的摩擦，至少應(yīng)在擠壓體兩個(gè)軸向表面中一個(gè)的邊緣區(qū)各設(shè)一個(gè)軸向突緣。軸向突緣可設(shè)計(jì)成環(huán)繞的，這一措施可以代替上述涂層，或除了有涂層以外再加設(shè)突緣。
擠壓體和/或擠壓室壁和隔板可設(shè)計(jì)成空心的。設(shè)計(jì)成空心的腔可用蓋封閉，以便使所形成的這些腔室能通過軟管連接用來冷卻或加熱。這首先適用于那些一側(cè)設(shè)有壁面的結(jié)構(gòu)零件，它們在采用金屬材料制造時(shí)，可以通過切削方法或無切削方法來加工。當(dāng)采用按工作條件適用的塑性材料時(shí)，可采用噴涂法或壓制法。
這種新型的容積式機(jī)械的另一個(gè)特點(diǎn)是，還具有干式吸入特性。為了克服加工誤差，最好在軸承區(qū)中設(shè)計(jì)成簡單軸的驅(qū)動(dòng)軸和擠壓體之間，置入彈性的偏心軸承元件。擠壓體可根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸以大于120赫芝的頻率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
與本發(fā)明的這些特征有關(guān)的本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)，將用實(shí)施例作詳細(xì)說明。
附圖給出作為本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式的幾種實(shí)施例。其中

圖1.裝入擠壓體的擠壓室橫截面，圖中所表示的并非工作狀態(tài)，而僅僅是為了能看得清楚而選擇的位置;
圖2.與圖1所示不同的結(jié)構(gòu)形式;
圖3.與圖1所示不同的結(jié)構(gòu)形式，其中擠壓體處于第一個(gè)工作位置;
圖4至6.從圖3所示的情況開始，擠壓體的三個(gè)連續(xù)不同的工作位置;
圖7.如圖1那樣來表示的雙容積式機(jī)械橫截面圖。
圖1表示一種設(shè)在外殼1內(nèi)螺旋形的和略大于360°變壓的擠壓室2，它從一個(gè)用箭頭3表示的進(jìn)口到一個(gè)在此圖中未進(jìn)一步表示的出口。槽形擠壓室2通過一個(gè)外環(huán)壁5和一個(gè)內(nèi)環(huán)壁6來確定。其中，外環(huán)壁5大體上由三個(gè)半徑逐漸縮小彼此相接的半圓構(gòu)成，而內(nèi)環(huán)壁6則只由唯一的一個(gè)半圓所構(gòu)成，此半圓至少大體與外環(huán)壁的第三個(gè)半圓同心。
圖1所示的實(shí)施例中，擠壓室2的徑向內(nèi)寬7，亦即指環(huán)壁5、6之間的徑向距離，從擠壓室2徑向外端2a起到徑向的內(nèi)端逐漸增大。這時(shí)，擠壓室2的內(nèi)環(huán)壁6由一個(gè)螺旋形隔板8構(gòu)成，其隔板寬度9大體為等寬度。
在擠壓室2中裝入一個(gè)擠壓體11，只是為了能清楚地說明，圖中擠壓體與擠壓室2的壁5、6之間均有一個(gè)凈間隔距離。擠壓體11的外輪廓同樣由幾個(gè)半徑逐漸減小的局部圓弧彼此相連而組成，擠壓體11的徑向?qū)挾?4，從它自由的徑向外端11a起，沿圓周方向向內(nèi)逐漸增大。因此在中心區(qū)11b處材料集中，從而可以例如設(shè)置一個(gè)大尺寸的偏心軸承21。
圖2表示了另一種結(jié)構(gòu)形式，這里，擠壓體11的徑向?qū)挾?4從它的徑向內(nèi)端11a向它的徑向外端11b逐漸增大。擠壓室2的變化與其相應(yīng)。偏心軸承21如用箭頭4所表示的出口那樣處于外部。擠壓體11偏心的驅(qū)動(dòng)或被驅(qū)動(dòng)的方向16總是沿著其徑向?qū)挾?4增加的方向。
圖3表示了另一種其結(jié)構(gòu)形式原則上與圖1所示相同的型式。然而在圖3中表示了擠壓體11處在第一個(gè)工作位置，在這一位置下，擠壓體靠在擠壓室2的內(nèi)外壁6、5上。這時(shí)，擠壓體11可如此偏心地驅(qū)動(dòng)，即它上面的每一點(diǎn)作以擠壓室2的環(huán)壁5、6為界的圓周運(yùn)動(dòng)，因此，擠壓體11的曲率半徑和擠壓室中的環(huán)壁尺寸應(yīng)這樣來確定，即在擠壓體作無扭轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它與內(nèi)外環(huán)壁6、5的接觸各至少幾乎在一根連續(xù)推進(jìn)的密封線15上。這一運(yùn)動(dòng)過程用圖3至6中的四個(gè)工作位置來說明。圖中的標(biāo)號(hào)10表示偏心度。圖中所繪的輪廓22，表示板狀的凸起23或類似的外廓，它處在一個(gè)圖中未作進(jìn)一步表示的擠壓體11的一側(cè)封蓋上，而襯套24用來安裝擠壓體11的偏心軸承21。
圖3至6表示了對(duì)于所繪制的各位置1至4，密封線15的推進(jìn)。
圖7表示一種雙容積式機(jī)械，它包括兩個(gè)彼此對(duì)置的如圖2所示形式的單機(jī)。它有兩個(gè)靠外部安裝的偏心軸承21，為了同步，它的主動(dòng)軸或從動(dòng)軸，可通過一個(gè)齒帶或類似裝置相連。箭頭3表示了用于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部件的公共進(jìn)口，而箭頭4表示各自的出口。如果通過將介質(zhì)沿軸向進(jìn)入中心區(qū)驅(qū)動(dòng)此機(jī)械，則它的工作如一個(gè)馬達(dá);它們的軸便均為輸出軸。反之，如果此機(jī)械被馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)，則介質(zhì)沿軸向被吸入中心區(qū)，機(jī)械如一臺(tái)泵或壓縮機(jī)運(yùn)行。這種雙軸式機(jī)械的驅(qū)動(dòng)或被驅(qū)動(dòng)，是通過一根軸來實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榈诙S通過所述的齒帶被同步地帶動(dòng)，而且它還作為偏心機(jī)構(gòu)的防扭轉(zhuǎn)安全裝置來進(jìn)行工作。
還可以設(shè)置一根附加的中央軸，例如通過一個(gè)與兩根外部軸上的齒輪嚙合的外嚙合齒輪，使這些軸彼此耦合。這樣，可以在這種機(jī)械的一定容積比之內(nèi)，選擇中央軸和兩個(gè)偏心軸之間的傳動(dòng)比;另一種方案也可以是中央軸通過一個(gè)罐狀的內(nèi)嚙合體與外部軸上的外嚙合小齒輪相嚙合(可對(duì)比行是齒輪系)。
a-a詳圖表示了擠壓體11的橫截面，由圖可見，在它的兩個(gè)軸向面17的每個(gè)邊緣區(qū)均設(shè)有軸向突緣18，以減少在擠壓室2中的摩擦。
對(duì)于各種結(jié)構(gòu)形式而言，有利的做法是，擠壓體11徑向?qū)挾?4的最小與最大值之比在1∶3至1∶12范圍內(nèi)。
外部的進(jìn)口或出口，可選擇切向的布局形式，但也不一定非要這樣做。
最好把擠壓室2設(shè)計(jì)得比安裝擠壓體11所需的長度略長一點(diǎn)。這樣，可平息脈動(dòng)，并為進(jìn)出口3、4留下空間位置。
權(quán)利要求
1.流體的容積式機(jī)械，它有一個(gè)設(shè)在一個(gè)固定外殼(1)中的槽形的、從進(jìn)口(3)到出口(4)大體為螺旋形的、大于360°的變壓的擠壓室(2)，在擠壓室中裝有一個(gè)同樣基本上是螺旋形的擠壓體(11)，它可以偏心地驅(qū)動(dòng)，并使它的每一處進(jìn)行一個(gè)以擠壓室(2)環(huán)壁(5、6)為界的圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，擠壓體(11)的曲率半徑和上述環(huán)壁(5、6)的尺寸應(yīng)這樣確定，即在其作無扭轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，擠壓體(11)與內(nèi)外環(huán)壁(6、5)的接觸至少幾乎各在一條連續(xù)前進(jìn)的密封線(15)上，其特征為以下幾點(diǎn)(a)擠壓體(11)的接觸角小于400°，最好小于395°；(b)擠壓體(11)的徑向?qū)挾?14)從其一端(11a、11b)向另一端(11b、11a)逐步增大；(c)擠壓室(2)的徑向內(nèi)寬(7)與擠壓體(11)按同樣方向從其一端(2a、2b)向另一端(2b、2a)逐步增大；(d)在擠壓體11最大的徑向?qū)挾?14)區(qū)域中有一個(gè)它的偏心軸承21；(e)所述之出口(4)設(shè)在擠壓體(11)或擠壓室(2)最大徑向?qū)挾?14、7)處；(f)擠壓體(11)偏心的驅(qū)動(dòng)或被驅(qū)動(dòng)方向(16)沿其徑向?qū)挾?14)增加的方向。
2.按照權(quán)利要求1所述之容積式機(jī)械，其特征為擠壓室(2)的外環(huán)壁(5)由多個(gè)半徑逐步減小彼此光滑連接的局部圓弧所組成，而擠壓室(2)的內(nèi)環(huán)壁(6)則至少由一個(gè)局部圓弧所構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求2所述之容積式機(jī)械，其特征為至少為一個(gè)局部圓弧的擠壓室(2)內(nèi)環(huán)壁(6)，至少大體與擠壓室(2)外環(huán)壁(5)的第三個(gè)局部圓弧同心。
4.按照權(quán)利要求2或3所述之容積式機(jī)械，其特征為彼此相配的外部和內(nèi)部局部圓弧均以同樣的角度延伸。
5.按照前述諸權(quán)利要求之一所述之容積式機(jī)械，其特征為擠壓室(2)的內(nèi)環(huán)壁(6)由一個(gè)螺旋形隔板(8)構(gòu)成，隔板寬度(9)大體為等寬度。
6.按照前述諸權(quán)利要求之一所述之容積式機(jī)械，其特征為擠壓體(11)軸向一側(cè)有一個(gè)壁面，它有驅(qū)動(dòng)或驅(qū)動(dòng)裝置和防扭轉(zhuǎn)安全裝置等。
7.按照前述諸權(quán)利要求之一所述之容積式機(jī)械，其特征為擠壓室(2)軸向一側(cè)有一個(gè)壁面。
8.按照前述諸權(quán)利要求之一所述之容積式機(jī)械，其特征為擠壓室(2)和/或擠壓體(11)的壁面上有涂層。
9.按照前述諸權(quán)利要求之一所述之容積式機(jī)械，其特征為至少在擠壓體(11)兩個(gè)軸向表面(17)中一個(gè)的邊緣區(qū)各設(shè)一個(gè)軸向突緣(18)。
10.按照權(quán)利要求9所述之容積式機(jī)械，其特征為軸向突緣(18)設(shè)計(jì)成環(huán)繞的。
11.按照前述諸權(quán)利要求之一所述之容積式機(jī)械，其特征為擠壓體(11)和/或擠壓室(2)的壁均設(shè)計(jì)成空心的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體的容積式機(jī)械，它有一個(gè)設(shè)在一個(gè)固定外殼中的槽形的、從進(jìn)口到出口大體為螺旋形的、大于360°的變壓的擠壓室，在擠壓室中裝有一個(gè)同樣基本上是螺旋形的擠壓體，它可偏心驅(qū)動(dòng)。為了進(jìn)一步改進(jìn)，建議(a)擠壓體的接觸角小于400°；(b)擠壓體的徑向?qū)挾群蛿D壓室的徑向內(nèi)寬從它們的一端向另一端逐步增大；(c)在擠壓體的最大徑向?qū)挾韧庠O(shè)有它的偏心軸承；(d)擠壓體偏心的驅(qū)動(dòng)或被驅(qū)動(dòng)方向沿其徑向?qū)挾仍黾拥姆较颉?br> 文檔編號(hào)F04C18/02GK1030812SQ88103630
公開日1989年2月1日 申請日期1988年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月15日
發(fā)明者漢斯·鮑爾麥爾 申請人:阿吉英特斯公司