CN203835721U - 平动旋转式压缩机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及平动旋转式压缩机械，包括气缸、转子、偏心轴、上滑板、下滑板，所述的气缸上设置有第一进气口、第二进气口和第一排气口、第二排气口以及滑板导向座，第一排气口、第二排气口均设置有排气阀，所述的转子设置有滑板槽，转子的几何中心与偏心轴的曲拐同心，偏心轴的回转中心与气缸的几何中心同心，所述的偏心轴设置有轴承，偏心轴的回转半径等于气缸的内半径与转子的半径之差，转子在运转的任何瞬时，其外表面和气缸的内表面总有一处是相切，气缸的内表面、转子的外表面和两个滑板将月牙形的容腔分为进气腔和压缩腔，第二进气口位置必须大于度，第二排气口位置必须开范围内。

Description

平动旋转式压缩机械

技术领域

本实用新型技术涉及压缩机及流体泵领域，具体涉及一种新型的平动旋转式压缩机械，既可以压缩各种气体，作为制冷、空调用压缩机或者作为空气动力用压缩机，也可以使用在各种流体泵领域。 

背景技术

在容积式压缩机中，作为平面运动类型的压缩机有两种类型，即滚动转子式压缩机和涡旋压缩机。在滚动转子压缩机中，转子是偏心配置在气缸中，当转子在驱动轴的带动下，绕气缸中心转动时，转子的外表面贴于气缸的内表面滑动，滑板头部在弹簧力的作用下紧贴于转子的外表面上，由此，转子的外表面、气缸的内表面以及滑板之间构成一个工作容积，这个工作容积则随着转子转角的增加而增加，当工作容积达到最大时，完成一个吸气的过程，这时转子已经旋转一圈，即转角为360°，转子继续旋转，该工作容积则随着转角的增大而减小，这时工作容积中的气体被压缩，当工作容积气体的压力达到***所需求的压力时，气体通过设置在气缸上的排气阀排出，完成了一个吸气、压缩及排气工作循环。在工作容积中的气体被压缩时，往往为了减少气体从压缩腔向吸气腔的泄露，滑板头部必须紧贴于转子的外表面并作用于一定的压力，这样一方面不仅导致了滑板头部与转子外表面产生较大的摩擦磨损，增加了能量损耗，同时也使得机器的可靠性差。更为重要的是，滚动转子压缩机每两转才能完成一个工作循环，效率低，体积大。而涡旋压缩机则是依靠制动机构将主轴的回转运动转变为动盘绕静盘的平面运动，最外圈的一对工作腔随着主轴的转动而逐渐张开，气体通过设置在静盘外侧的吸气口进入工作腔，进入的气体随着转角的增加而增加，直至达到最大，最后形成封闭的月牙形工作腔，完成一个吸气过程，随着主轴继续旋转，动盘就好像一个活塞，把工作腔中的气体自外圈向中心推移，与此同时工作腔则会逐渐缩小，气体收到压缩，最后由中心孔排出。涡旋压缩机虽然将主轴的回转运动转 变为动盘绕静盘的平面运动，降低了相对运动速度，减少了摩擦磨损，但工作腔气体的密封是依靠型线加工的精度来保证的，加工工艺要求极为严格，制造成本高。更为重要的是，涡旋压缩机的排气口必须开设在中心某个固定的位置，形成了固定的压缩比，要求运行条件稳定，但实际上***压力和进气压力往往是不断发生变化的，因此过压缩和压缩不足的问题发生是显而易见和难以避免，不仅造成了能源损耗，而且可能引起运行中的安全故障。 

实用新型内容

实用新型目的：为克服上述缺陷，本实用新型提供一种结构简单，可靠性高，制造成本低的平动旋转式压缩机械。 

技术方案：平动旋转式压缩机械，包括气缸(1)、转子(2)、偏心轴(13)、上滑板(5)和下滑板(12)，所述的气缸(1)外设置气缸盖板，所述的气缸(1)上设置有第一进气口(14)、第二进气口(16)和第一排气口(15)、第二排气口(17)，以及滑板导向座(4)，同时设置有若干个供与所述气缸盖板连接的螺栓孔(6)，所述第一排气口(15)、第二排气口(17)分别置于所述上滑板(5)和下滑板(12)旋转方向的后方，所述第一排气口(15)和第二排气口(17)分别设置排气阀(18)，所述第一进气口(14)和第二进气口(16)分别设置在所述上滑板(5)和所述下滑板(12)旋转方向上的前方，所述第二进气口(16)设置有进气阀(19)，所述气缸(1)外表面设置有散热片(11)，所述的转子(2)为空心的圆柱体，设置有第一滑板槽(3)和第二滑板槽(8)，所述转子(2)的内表面设置有若干个径向筋条(9)，在所述第二滑板槽(8)中设置有弹簧(10)，所述的偏心轴(13)设置有轴承(7)，所述偏心轴(13)的回转半径等于所述气缸(1)的内半径与所述转子(2)的外半径之差，所述偏心轴(13)的回转中心与所述气缸(1)的几何中心同心，所述转子(2)的几何中心与所述偏心轴(13)的曲拐同心，所述的上滑板(5)的头部为圆柱体，主体为扁平状，其圆柱体头部嵌入所述滑板导向座(4)中，所述上滑板(5)的主体延伸至所述转子(2)的第一滑板槽(3)中，所述下滑板(12)为扁平状，其头部为圆柱形，该下滑 板(12)位于所述第二滑板槽(8)中，其圆柱形头部在所述弹簧(10)的作用下紧贴于所述气缸(1)的内表面，所述转子(2)的外表面、所述气缸(1)的内表面围成月牙形的容腔，所述上滑板(5)、所述下滑板(12)将该月牙形的容腔分为进气腔和压缩腔。 

作为优选，所述的偏心轴(13)的回转半径等于所述气缸(1)的内半径与所述转子(2)的外半径之差。 

作为优选，所述的气缸(1)上设置第一进气口(14)和第一排气口(15)的位置，分别在所述上滑板(5)旋转方向的前方和后方。 

作为优选，所述的第二进气口(16)的位置在所述下滑板(12)的旋转方向的前方，并且其下边沿必须大于 ${\mathrm{\α}}_{\max }^0=\arcsin \left(\frac{e}{R}\right)=\arcsin (1-\frac{r}{R})$ (其中，e为偏心轴(13)的回转半径，R为所述气缸(1)的内半径，r为所述转子(2)的外半径。 

作为优选，所述的第二排气口(17)的位置在所述下滑板(12)的旋转方向的后方，其位置位于角度内， ${\mathrm{\β}}_{\max }^0=\arcsin \left(\frac{e}{R}\right)=\arcsin (1-\frac{r}{R})$ (其中，e为偏心轴(13)的回转半径，R为所述气缸(1)的内半径，r为所述转子(2)的外半径)，即该第二排气口(17)的上边沿小于

作为优选，所述的上滑板(5)头部为圆柱体，其主体为扁平状，所述下滑板(12)为扁平状，其头部为圆柱体，在该上滑板(5)和该下滑板(12)的主体部分开有润滑油槽。 

作为优选，所述的气缸(1)、转子(2)、上滑板(5)和下滑板(12)的轴向长度均相等。 

作为优选，所述的下滑板(12)在该气缸(1)的内表面角度内作小幅摆动。 

作为优选，所述的第二进气口(16)设置有进气阀(19)。 

作为优选，所述的进气腔分为第一进气腔(20)、第二进气腔(21)；所述 的压缩腔分为第一压缩腔(22)、第二压缩腔(23)。 

有益的效果：本实用新型所提出的平动旋转式压缩机械，由两个圆柱体组成，工作表面均为圆柱面，加工工艺简单，减少了制造成本；平动旋转式压缩机械在一转中，工作容腔同时工作，一个工作循环中有两次排气过程，在同样的体积下，排气量较常规的同类型压缩机增加了80％以上，效率高、体积小；在气体被压缩时，压缩腔总是与排气阀相通，解决了回转压缩机过压缩和压缩不足的工业难题，既减少了功率损耗，又避免了传统压缩机可能出现的液击不安全的故障；平动旋转式压缩机械中，高压气体是密封在气缸的内表面、转子的外表面和滑板组成的月牙形容积中，而转子的外表面与气缸的内表面均为圆弧面，密封效果好，泄漏小，而通过滑板的气体泄漏也是由滑板平面来密封的，一方面滑板的平面容易获得较高的加工精度，间隙容易保证，另一方面气体经过滑板槽后有节流，相当于迷宫式密封方式，因此平动旋转式压缩机械容积效率高；转子是绕偏心轴的回转中心定轴转动，其离心惯性力可以得到完全的平衡，机器振动小，运转平稳。平动旋转式压缩机械在运转过程中，上、下滑板始终绕气缸作小幅摆动，其摩擦磨损小，功耗低，工作可靠性高。 

附图说明

图1是平动旋转式压缩机械的结构示意图； 

图2是平动旋转压缩机械的工作过程示意图，其中a)为θ＝0°时的截面示意图，b)为θ＝90°时的截面示意图，c)为θ＝180°时的截面示意图，d)为θ＝270°时的截面示意图； 

图3是上滑板、下滑板的结构示意图，其中a)为上滑板示意图，b)为下滑板示意图； 

图4是第一进气口、第二进气口、第一排气口、第二排气口的开口位置简图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本实用新型型技术作进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于下述的实例。对于本技术领域的技术人员而言，在本实用新型 的启示下，能够从本专利公开内容中直接导出联想一些原理相同的基本变形，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征相同的相互不同组合、相同或相似技术效果的技术特征简单改换，都属于本实用新型技术的保护范围。 

参见附图1和图2，平动旋转式压缩机械，其特征在于：包括气缸1、转子2、偏心轴13、上滑板5和下滑板12、气缸1的外表面设置气缸盖板，第一进气口14和第二进气口16、第一排气口15和第二排气口17。所述的气缸1上设置有第一进气口14、第二进气口16和第一排气口15、第二排气口17以及滑板导向座4，第一排气口15置于上滑板5旋转方向的后方，第二排气口17置于下滑板12的旋转方向的后方，第一进气口14置于上滑板5旋转方向的前方，第二进气口16也置于下滑板12旋转方向的前方，同时设置有若干个供与气缸盖板连接的螺栓孔6，在第一排气口15、第二17设置有排气阀18，第二进气口16设置有进气阀19。所述的转子2上设置有第一滑板槽3和第二滑板槽8，在第二滑板槽8中设置有弹簧10，转子2的几何中心与偏心轴13的曲拐同心。所述的偏心轴13设置有轴承7，以减少偏心轴13与转子2的摩擦磨损，偏心轴13的回转半径等于气缸1的内半径与转子2的外半径之差，偏心轴13的回转中心与气缸1的几何中心同心，当偏心轴13绕气缸1的几何中心回转时，转子2的外表面和气缸1的内表面总有一处相切，以构成密封的工作容积，转子2可以做成空心，以减少回转质量，为了增加转子2的刚度，在转子2的内表面设置了若干个径向筋条9。 

图3a)所示，所述的上滑板5头部为圆柱体，其主体为扁平状，在上滑板5主体部分设有润滑油槽，以保证上滑板5的良好润滑，上滑板5的圆柱形头部嵌入气缸1的滑板导向座4中，其上滑板5的主体延伸至转子2的第一滑板槽3中。 

图3b)所示，下滑板12为扁平状，其头部为圆柱体，同样在下滑板12设有润滑油槽，以保证下滑板12的良好润滑，下滑板12的圆柱形头部在弹簧10的作用下压紧于气缸1的内表面，其下滑板12主体部分延伸至转子2的第二滑板槽8中，所述上滑板5、所述下滑板12将该月牙形的容腔分为进气腔和压缩腔， 该压缩腔和进气腔同时起到密封气体的作用，当偏心轴13绕气缸1的几何中心回转时，转子2的外表面在气缸1的内表面相切滑动，滑板12绕气缸1作小幅的摆动，其摆动角为2α_max，(其中，e为偏心轴13的回转半径，R为气缸1的内半径，r为转子2的外半径)。所述转子2的外表面、所述气缸1的内表面围成月牙形的容腔，上滑板(5)、所述下滑板(12)将该月牙形的容腔分成了进气腔和压缩腔，随着转子2的外表面在气缸1的内表面滑动时，形成了第一进气腔20、第二进气腔21和第一压缩腔22、第二压缩腔23。 

如图2、图3、图4所示，当偏心轴13转角θ＝0°时，左面月牙形容腔即第一压缩腔22中的气体被全部排出，排气已经结束，随之其第一压缩腔22消失，而右面的月牙形容腔已经被气体充满，即将开始压缩，偏心轴13继续旋转，右面月牙形容腔则逐渐缩小，第一进气腔20出现并逐渐扩大，气体经过第一进气口14流入第一进气腔20中，开始进气，与此同时左面工作容腔即第二进气腔21也继续扩大，气体自第二进气口16通过进气阀19进入第二进气腔21，第二压缩腔23则逐渐开始缩小，压力逐渐提高即开始压缩过程。当偏心轴13转角θ＝90°时，第一进气腔20继续进气为进气过程，气体自第一进气口14进入第一进气腔20，第二压缩腔23则继续缩小为压缩腔，偏心轴13继续旋转，第一进气腔20不断扩大，第二压缩腔23则连续缩小，第二压缩腔23始终与设置在第二排气口17的排气阀18相通，当第二压缩腔23的压力等于或者稍大于***所要求的压力时，排气阀18被打开，气体经过排气阀18自第二压缩腔23排出，排气过程开始，由于第二压缩腔23始终与排气阀18连通，所以只要第二压缩腔23中的气体压力等于或者稍大于***所要求的压力时，则排气阀18就会被打开排气，气体通过设置在第二排气口17的排气阀18排出，杜绝了回转式压缩机中常常出现的压缩不足和过压缩的问题。当偏心轴13转角θ＝180°时，第二压缩腔23中的气体被全部排出，则排气过程结束，第二压缩腔23也随之消失。随着偏心轴13继续旋转，第一压缩腔22则逐渐缩小，压力则逐渐提高即开始压缩过 程，与此同时，第二进气腔21出现并逐渐扩大，气体通过第二进气口16通过进气阀19进入第二进气腔21，而右面第一进气腔20继续扩大，仍然处于进气阶段，当第一压缩腔22中气体的压力满足***压力所要求时，排气阀18被打开，第一压缩腔22中的气体经过第一排气口15自排气阀18排出，由于第一压缩腔22始终与设置在第一排气口15的排气阀18相通，当第一压缩腔22中的压力等于或者稍大于***所要求的压力时，排气阀18即被打开，气体经过排气阀18自第一排气口15排出第一压缩腔22，排气过程开始，同样杜绝了回转式压缩机中常常出现的压缩不足和过压缩的问题。当偏心轴13转角θ＝270°时，第二进气腔21继续扩大和进气，第一压缩腔22继续压缩或者排气。当偏心轴13转角θ＝360°时，第一压缩腔22中的气体被全部排出，即排气过程结束，第一压缩腔22也随之消失，第一进气腔20又被气体所充满，压缩机完成了一个工作循环。 

第一进气口14和第一排气口15的位置，分别在上滑板5旋转方向的前方和后方，只要保证气缸1的滑板导向座4的强度，距离滑板最近位置为最好。图4表示了第二排气口17和第二进气口16的位置，第一排气口17必须设置在内，即其排气口的上边沿不大于 ${\mathrm{\β}}_{\max }=\arcsin \left(\frac{e}{R}\right)=\arcsin (1-\frac{r}{R})$ (其中，e为偏心轴13的回转半径，R为气缸1的内半径，r为转子2的外半径)，保证第二压缩腔的气体全部排出，余隙容积最小，第二进气口16的位置的下边沿必须大于 ${\mathrm{\α}}_{\max }=\arcsin \left(\frac{e}{R}\right)=\arcsin (1-\frac{r}{R}),$ 符号的意义同前，以保证第二进气腔进气充分，在第二进气口16设置有进气阀19，以防止气体倒流，确保有最大的容积效率。 

Claims (10)

1.平动旋转式压缩机械，包括气缸(1)、转子(2)、偏心轴(13)、上滑板(5)和下滑板(12)，其特征在于：所述的气缸(1)外设置气缸盖板，所述的气缸(1)上设置有第一进气口(14)、第二进气口(16)和第一排气口(15)、第二排气口(17)，以及滑板导向座(4)，同时设置有若干个供与所述气缸盖板连接的螺栓孔(6)，所述第一排气口(15)、第二排气口(17)分别置于所述上滑板(5)和下滑板(12)旋转方向的后方，所述第一排气口(15)和第二排气口(17)分别设置排气阀(18)，所述第一进气口(14)和第二进气口(16)分别设置在所述上滑板(5)和所述下滑板(12)旋转方向上的前方，所述第二进气口(16)设置有进气阀(19)，所述气缸(1)外表面设置有散热片(11)，所述的转子(2)为空心的圆柱体，设置有第一滑板槽(3)和第二滑板槽(8)，所述转子(2)的内表面设置有若干个径向筋条(9)，在所述第二滑板槽(8)中设置有弹簧(10)，所述的偏心轴(13)设置有轴承(7)，所述偏心轴(13)的回转半径等于所述气缸(1)的内半径与所述转子(2)的外半径之差，所述偏心轴(13)的回转中心与所述气缸(1)的几何中心同心，所述转子(2)的几何中心与所述偏心轴(13)的曲拐同心，所述的上滑板(5)的头部为圆柱体，主体为扁平状，其圆柱体头部嵌入所述滑板导向座(4)中，所述上滑板(5)的主体延伸至所述转子(2)的第一滑板槽(3)中，所述下滑板(12)为扁平状，其头部为圆柱形，该下滑板(12)位于所述第二滑板槽(8)中，其圆柱形头部在所述弹簧(10)的作用下紧贴于所述气缸(1)的内表面，所述转子(2)的外表面、所述气缸(1)的内表面围成月牙形的容腔，所述上滑板(5)、所述下滑板(12)将该月牙形的容腔分为进气腔和压缩腔。 

2.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的偏心轴(13)的回转半径等于所述气缸(1)的内半径与所述转子(2)的外半径之差。 

3.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的气缸(1)上设置第一进气口(14)和第一排气口(15)的位置，分别在所述上滑板 (5)旋转方向的前方和后方。 

4.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的第二进气口(16)的位置在所述下滑板(12)的旋转方向的前方，并且其下边沿必须大于 (其中，e为偏心轴(13)的回转半径，R为所述气缸(1)的内半径，r为所述转子(2)的外半径。 

5.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的第二排气口(17)的位置在所述下滑板(12)的旋转方向的后方，其位置位于角度内，(其中，e为偏心轴(13)的回转半径，R为所述气缸(1)的内半径，r为所述转子(2)的外半径)，即该第二排气口(17)的上边沿小于

6.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的上滑板(5)头部为圆柱体，其主体为扁平状，所述下滑板(12)为扁平状，其头部为圆柱体，在该上滑板(5)和该下滑板(12)的主体部分开有润滑油槽。 

7.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的气缸(1)、转子(2)、上滑板(5)和下滑板(12)的轴向长度均相等。 

8.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的下滑板(12)在该气缸(1)的内表面角度内作小幅摆动。 

9.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的第二进气口(16)设置有进气阀(19)。 

10.根据权利要求1所述的平动旋转式压缩机械，其特征在于：所述的进气腔分为第一进气腔(20)、第二进气腔(21)；所述的压缩腔分为第一压缩腔(22)、第二压缩腔(23)。