CN209100260U - 一种曲线旋转活塞泵 - Google Patents

Abstract

一种曲线旋转活塞泵，包括壳体，壳体正反两面对称设置有传动仓和缸体，传动仓内设置有互相啮合的小齿轮和大齿轮，大齿轮中心位置设置有主传动轴，小齿轮中心位置设置有副传动轴；缸体内设置有活塞体和活塞节，缸体顶面两侧分别设置有流体入口和流体出口；活塞节上设置有曲线缺口，活塞体上设置有若干与曲线缺口配合工作的活塞体突齿。本实用新型的有益之处在于：本实用新型结构简单，活塞体和壳体没有摩擦，有效降低零件磨损，另外使用低转速大扭矩的动力带动，从而提高使用寿命，由齿轮传动带替传统活塞压缩机的曲轴传动，从而减少能量损耗，提高空压机的效率，产品可作为多级气动马达使用，可有效提高气动马达的效率。

Description

一种曲线旋转活塞泵

一、技术领域

本实用新型涉及一种压缩机，特别是涉及一种曲线旋转活塞泵。

二、背景技术

空气压缩机是一种用以压缩气体的设备，其与水泵构造类似。大多数空气压缩机是往复活塞式，旋转叶片或旋转螺杆。现在市面上所使用的齿轮泵、旋片真空泵、活塞泵等泵体，在运行过程中叶片和壳体之间都有摩擦，需要润滑油，现有的旋转活塞泵的活塞和壳体虽然没有摩擦，但是受壳体的体积的限制，在一个工作周期内，活塞对流体的作用时间短，所以转化成空气马达以后效率不高。而由现有活塞泵的原理发明的汽车内燃机，在工作的时候，汽车发动机的排气口所排出的废气还有很大的压力和热能，大约有40％的能量从排气管排出，不能有效的利用，使得内燃机的效率不能提高。

现在市面上能够有效解决压缩后的气体带油污、转速高、排气不连续、气体压力有波动、易损件较多、维修量较大等问题，进而提高空气压缩效率的压缩机还没有被发现，有待开发。

三、实用新型内容

为了克服现有压缩机的不足之处，本实用新型提供了一种曲线旋转活塞泵。

本实用新型的技术方案是这样实现的。

本方案的一种曲线旋转活塞泵，包括壳体，所述壳体正反两面对称设置有传动仓和缸体，所述传动仓内设置有互相啮合的小齿轮和大齿轮，所述大齿轮中心位置设置有主传动轴，所述小齿轮中心位置设置有副传动轴；

所述缸体内设置有活塞体和活塞节，所述缸体顶面两侧分别设置有流体入口和流体出口；

所述活塞体通过主传动轴与大齿轮同轴同速联动，所述活塞节通过副传动轴与小齿轮同轴同速联动，所述活塞节的优圆和活塞体的齿根圆相切；

所述活塞节上设置有曲线缺口，所述活塞体上设置有若干与曲线缺口配合工作的活塞体突齿；

所述活塞体突齿顶部圆弧面与缸体内壁完全啮合，所述活塞体突齿顶部圆弧两端与曲线缺口完全啮合；

所述活塞体突齿运动到曲线缺口内后缸体内部空间被分割成两个独立空间。

所述大齿轮和小齿轮之间的齿数比为2:1，模数比为1:1；所述大齿轮和小齿轮压力角均为20°；所述大齿轮和小齿轮均为圆柱直齿轮；所述大齿轮和小齿轮之间的转速比为1:2，角速度比为1:2。

所述活塞节圆半径与活塞体的齿根圆半径比为1:2。

所述活塞体突齿齿顶高与活塞节半径比为3:3.5。

所述活塞体突齿包括左半齿廓和右半齿廓，所述活塞体突齿顶部弧面两端分别为B点和B'点；所述曲线缺口两端顶点分别为A和A'；

所述曲线缺口的曲线为活塞节与活塞体突齿上B至B'圆弧所在的圆按照角速度2：1同时转动时，B-B'圆弧在活塞节圆上的投影的点组成；

所述左半齿廓表面经过曲线缺口的A点时，A点与左半齿廓完全啮合；

所述右半齿廓为活塞体齿根圆的渐开线形成。

所述活塞体上对称设置有两个与曲线缺口配合工作的活塞体突齿，活塞体旋转一周时，曲线缺口旋转两周且两个活塞体突齿分别进入一次曲线缺口。

两个所述活塞体突齿为中心对称。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型结构简单，活塞体和壳体没有摩擦，有效降低零件磨损，另外使用低转速大扭矩的动力带动，从而提高使用寿命，由齿轮传动带替传统活塞压缩机的曲轴传动，从而减少能量损耗，提高空压机的效率，产品可作为多级气动马达使用，可有效提高气动马达的效率。

四、附图说明

图1为本实用新型中传动仓2结构示意图。

图2为本实用新型中缸体3结构示意图。

图3为本实用新型中活塞体突齿10及曲线缺口11的结构示意图。

图4为本实用新型作为三级空气压缩机使用的结构示意图。

五、具体实施方式

下面结合附图1-4对本实用新型的具体实施方式做出简要说明。

如图1-3所示的一种曲线旋转活塞泵，包括壳体1，所述壳体1正反两面对称设置有传动仓2和缸体3，所述传动仓内设置有互相啮合的小齿轮5和大齿轮4，所述大齿轮4中心位置设置有主传动轴6，所述小齿轮5中心位置设置有副传动轴7；

所述缸体3内设置有活塞体8和活塞节9，所述缸体3顶面两侧分别设置有流体入口12和流体出口13；

所述活塞体8通过主传动轴6与大齿轮4同轴同速联动，所述活塞节9通过副传动轴7与小齿轮5同轴同速联动，所述活塞节9的优圆和活塞体8的齿根圆相切；

所述活塞节9上设置有曲线缺口11，所述活塞体8上设置有若干与曲线缺口11配合工作的活塞体突齿10；

所述活塞体突齿10顶部圆弧面与缸体3内壁完全啮合，所述活塞体突齿10 顶部圆弧两端与曲线缺口11完全啮合；

所述活塞体突齿10运动到曲线缺口11内后缸体3内部空间被分割成两个独立空间。

所述大齿轮4和小齿轮5之间的齿数比为2:1，模数比为1:1；所述大齿轮4 和小齿轮5压力角均为20°；所述大齿轮4和小齿轮5均为圆柱直齿轮；所述大齿轮4和小齿轮5之间的转速比为1:2，角速度比为1:2。

所述活塞节9圆半径与活塞体8的齿根圆半径比为1:2。

所述活塞体突齿10齿顶高与活塞节9半径比为3:3.5。

所述活塞体突齿10包括左半齿廓14和右半齿廓15，所述活塞体突齿10顶部弧面两端分别为B点和B'点；所述曲线缺口11两端顶点分别为A和A'；

所述曲线缺口11的曲线为活塞节9与活塞体突齿10上B至B'圆弧所在的圆按照角速度是2：1同时转动时，B-B'圆弧在活塞节9圆上的投影的点组成；

所述左半齿廓14表面经过曲线缺口11的A点时，A点与左半齿廓14齿廓完全啮合；

所述右半齿廓15为活塞体8齿根圆的渐开线形成。

所述活塞体8上对称设置有两个与曲线缺口11配合工作的活塞体突齿10，活塞体8旋转一周时，曲线缺口11旋转两周，且两个活塞体突齿10分别进入一次曲线缺口11。两个所述活塞体突齿10为中心对称。

本实例的工作过程：在使用该实用新型时，此时活塞体突齿10对称设置有两个，空气持续通过流体入口12进入缸体3内部，大齿轮4的主传动轴6和电动机相连，输入动能，然后大齿轮4带动小齿轮5一起转动。同时带传动仓2 另一侧缸体3内的活塞体8和活塞节9来进行压缩空气工作，曲线缺口11的曲线为活塞节9与活塞体突齿10上B至B'圆弧所在的圆按照角速度是2：1同时转动时，B-B'圆弧在活塞节9圆上的投影的点组成，确保活塞体突齿8顶部圆弧两个端点B和B'进入的时候，正好和曲线缺口11的曲线完全啮合，从而实现完全密闭，空气加压，在活塞体突齿8离开曲线缺口11后，加压后的空气通过流体出口13排出缸体3进入下一工作；在整个运动过程中，活塞节9和小齿轮 5同轴，活塞体8和大齿轮4同轴，在一个运动周期内，活塞体突齿10进入曲线缺口11，活塞体突齿10顶部圆弧二端可以完全和曲线缺口11曲线啮合，同时活塞节9的优圆和活塞体8的齿根圆相切且做滚动，所以在整个过程中没有摩擦，同时所述活塞体突齿10顶部圆弧面与缸体3内壁完全啮合，起到封闭流体的作用。

实施例1

如图4所示，本实用新型可以作为三级空气压缩机来进行使用，图中自左至右依次为不同规格的本实用新型所形成的一级压缩机、二级压缩机及三级压缩机，此时其中第一级压缩机的活塞体8、活塞节9都是共轴传动，每级活塞节 9的速度都相同，每级活塞体8的速度都相同，

一级压缩机的活塞体8、活塞节9的纵向长度是3X，缸体3的体积是3V，

二级压缩机的活塞体8、活塞节9的纵向长度是2X,缸体3的体积是2V，

三级压缩机的活塞体8、活塞节9的纵向长度是1X,缸体3的体积是1V，

在整个逐级压缩的过程中，3V体积的空气进过一级压缩变成2V体积，再经过3级压缩体积变成1V,同时，随着转速的增加，输出端的空气压强也会随之提高。

实施例2

当本实用新型功能逆向作为三级气动马达来使用时：

图4中所示的气体流向箭头方向完全相反，并且流体入口12和流体出口13 位置反转，由流体入口12出气，流体出口13进气，自图4中右至左依次为由不同规格的本实用新型所形成的一级气动马达、二级气动马达及三级气动马达，第一级气动马达的活塞体8、活塞节9都是共轴传动，每级活塞节9的速度都相同，每级活塞体8的速度都相同。

一级气动马达的活塞体8、活塞节9的纵向长度是1X,缸体3的体积是 1V，

二级气动马达的活塞体8、活塞节9的纵向长度是2X,缸体3的体积是 2V，

三级气动马达的活塞体8、活塞节9的纵向长度是2X,缸体3的体积是 3V，

在整个逐级扩容的过程中，1V体积的空气进过一级气动马达变成2V体积，再经过三级气动马达体积变成3V,动力气体的压强随着体积的增大而减少。但是随着活塞体突齿10的纵向长度的增加，所以活塞体突齿10的受力面积增加，所以每级的压力不会减少，也就是分级提取空气的动能，并且在排出口的时候，气体的压强会因为体积的增加，里面所含的动能会减小，形成所谓共轴扩容分级气动马达。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种曲线旋转活塞泵，包括壳体(1)，所述壳体(1)正反两面对称设置有传动仓(2)和缸体(3)，其特征在于：所述传动仓内设置有互相啮合的小齿轮(5)和大齿轮(4)，所述大齿轮(4)中心位置设置有主传动轴(6)，所述小齿轮(5)中心位置设置有副传动轴(7)；

所述缸体(3)内设置有活塞体(8)和活塞节(9)，所述缸体(3)顶面两侧分别设置有流体入口(12)和流体出口(13)；

所述活塞体(8)通过主传动轴(6)与大齿轮(4)同轴同速联动，所述活塞节(9)通过副传动轴(7)与小齿轮(5)同轴同速联动，所述活塞节(9)的优圆和活塞体(8)的齿根圆相切；

所述活塞节(9)上设置有曲线缺口(11)，所述活塞体(8)上设置有若干与曲线缺口(11)配合工作的活塞体突齿(10)；

所述活塞体突齿(10)顶部圆弧面与缸体(3)内壁完全啮合，所述活塞体突齿(10)顶部圆弧两端与曲线缺口(11)完全啮合；

所述活塞体突齿(10)运动到曲线缺口(11)内后缸体(3)内部空间被分割成两个独立空间。

2.根据权利要求1所述的一种曲线旋转活塞泵，其特征在于：所述大齿轮(4)和小齿轮(5)之间的齿数比为2:1，模数比为1:1；所述大齿轮(4)和小齿轮(5)压力角均为20°；所述大齿轮(4)和小齿轮(5)均为圆柱直齿轮；所述大齿轮(4)和小齿轮(5)之间的转速比为1:2，角速度比为1:2。

3.根据权利要求1所述的一种曲线旋转活塞泵，其特征在于：所述活塞节(9)圆半径与活塞体(8)的齿根圆半径比为1:2。

4.根据权利要求1所述的一种曲线旋转活塞泵，其特征在于：所述活塞体突齿(10)齿顶高与活塞节(9)半径比为3:3.5。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种曲线旋转活塞泵，其特征在于：所述活塞体突齿(10)包括左半齿廓(14)和右半齿廓(15)，所述活塞体突齿(10)顶部弧面两端分别为B点和B'点；所述曲线缺口(11)两端顶点分别为A和A'；

所述曲线缺口(11)的曲线为活塞节(9)与活塞体突齿(10)上B至B'圆弧所在的圆按照角速度2：1同时转动时，B-B'圆弧在活塞节(9)圆上的投影的点组成；

所述左半齿廓(14)表面经过曲线缺口(11)的A点时，A点与左半齿廓(14)齿廓完全啮合；

所述右半齿廓(15)为活塞体(8)齿根圆的渐开线形成。