CN2725577Y

CN2725577Y - 椭圆压缩流体输送机械

Info

Publication number: CN2725577Y
Application number: CN 200420064924
Authority: CN
Inventors: 李瑞云
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2014-06-10

Abstract

本实用新型涉及一种流体输送机械，它包括电机连接轴、机壳、机座和流体入口、流体出口等部件，其特征在于：机壳内腔为椭圆形结构，在椭圆形的机壳内设有一个轴心偏离机壳中心的转子，电动机连接轴与转子相连，转子外圆柱面与机壳内椭圆柱面相切，并与椭圆柱面之间形成一个月牙形空腔，转子装有一对可以伸缩串动的轴轮组件并与椭圆柱面紧贴，本产品整机体积小、效率高、振动小、运行平稳，容易制造，易于推广。

Description

椭圆压缩流体输送机械

技术领域

本实用新型涉及一种流体输送机械，特别是采用压缩原理输送流体的压缩机或流体泵。

背景技术

常见的流体输送机械品种繁多，但主要分为速度型和容积型两大类。这两大类又可分为若干种形式，以下先简介这几种形式流体输送机械的特点和存在的不足：

流体输送机械：

(一)速度型流体输送机械，速度型流体输送机械按其结构分为叶轮式和喷射式。

1、叶轮式包括各类离心泵、离心压缩机、轴流风机、轴流泵等，它们主要利用高速旋转的叶轮将机械能传递给流体介质，以提高流体的压能，这种形式的流体输送机械的优点是结构紧凑，效率高，流量大而均匀，可用电动机直接驱动。缺点是不能自吸(对泵而言)，流量变化时，压力和效率也随之改变。

2、喷射式流体输送机械是利用一种流体介质的动能来带动输送另一种流体介质的设备，其优点是结构简单，加工容易，适合化工，环保，食品工业使用。缺点是主流体介质所需的压力较高，而且当流量变化时，真空度及所带动流体的流量也随之变化，而且应用范围有限制。

(二)、容积型流体输送机械。它又分为往复式和旋转式。

1、往复式流体输送机械，这种形式的机械是通过活塞在气缸内作往复运动使工作容积发生周期性变化，从而实现流体的增压和输送。它的优点是排出压力较高，压力不随流量的改变而改变，小流量时效率较高。缺点是要有一套往复运动机械，整机的体积和重量都比较大，不能与高速电动机直接连接，调节工况也较复杂。与往复式同一形式的还有隔膜泵等，隔膜泵是借助隔膜的运动使工作容积发生周期性变化，而实现流体的增压和输送，此类机械的优点是密封性能好，制造成本不高，但存在的不足之处是流量小，运动隔膜容易损坏，目前尚未得到广泛应用。

2、旋转式流体输送机械，其工作原理是通过转子在气缸内高速旋转使工作容积发生周期性变化，从而实现流体的增压和输送，具体结构有螺旋压缩机、螺旋泵、滑片式压缩机、涡旋压缩机、涡旋泵、滚动活塞式压缩机等，这些流体压缩机和泵的优点是结构简单，重量轻，可直接与高速电动机直接相连，运行安全可靠。缺点是螺杆式、涡旋式、齿轮式的压缩机和泵的转子表面是比较复杂的曲面，加工制造和检测都比较困难；滑片式、滚动活塞式压缩机和泵的摩擦功耗都比较大，流体内泄漏也比较多。

本发明人针对现有技术的情况，发明了一种容积型旋转式流体输送机械，中国专利，<专利号>97111377<审定公告号>1093604<发明名称>套转式流体输送机械，该套转式流体输送机械的结构特点是在机壳内安装有一个圆筒分布许多小孔的透篮，内部设有一个偏心转子，转子与透篮之间有叶片，透篮内表面和转子外表面之间有一个月牙形工作空间，当电机带动转子转动时，通过叶片带动透篮旋转，而使月牙形工作容积周期性发生变化，使流体通过透篮小孔不断吸入、压缩和排出而完成流体输送过程，本发明的流体输送机械结构简单、体积小、效率高、振动小、运行平稳、易操作、适宜输送和压缩各种干净流体介质。

在工作实践中，本发明人又对套转式流体输送机械进行分析，觉得这种套转式流体输送机械还可以改进，使其工作性能更好，更能适应多种流体的输送需求。

发明内容

本实用新型产品的目的是提供一种效率高、节能降耗的区别于现有采用的圆形压缩结构的椭圆压缩流体输送机械。

本实用新型具体的技术方案如下：

椭圆压缩流体输送机械包括电机连接轴、机壳、机座和流体入口、流体出口等部件，其特点是：机壳内腔为椭圆形结构，在椭圆形的机壳内设有一个轴心偏离机壳中心(即椭圆中心)的转子，电动机连接轴与转子相连，转子外圆柱面与机壳内椭圆柱面相切，并与椭圆柱面之间形成一个月牙形空腔，转子上装有可以伸缩串动的轴轮组件，轴轮组件的两端与椭圆柱面紧贴，当转子转动时，轴轮组件随之转动，整个轴轮组件沿着转子轴心槽方向来回串动，使流体在机壳内的月牙形空间分为不同压力室。

以上所述的可以伸缩串动的轴轮组件有套筒，套筒内安装有弹簧，套筒外设有两个串动板，串动板上安装有可以旋转的轴轮，轴轮通过套筒内弹簧的伸长或缩短而紧贴在椭圆柱面上。

上述所说的椭圆压缩流体输送机械，一般用于输送干净气体和液体。为了使本椭圆压缩流体输送机械能输送泥浆、砂浆、食品浆等物料，可将一对能串动伸缩的轴轮改装成一对能串动伸缩的刮板，通过旋转刮板将浆料带出。

本实用新型椭圆压缩流体输送机械的工作原理：

椭圆压缩流体输送机械的工作原理是：当电动机提供动力后，连接轴带动转子进行偏心高速旋转，转子与机壳之间的轴轮组件随之旋转，使轴轮紧压在机壳内椭圆柱面上滚动(或刮板在机壳内椭圆柱面上滑动)。开始时，由于机壳内轴轮组件和转子构成的封闭容积和流体入口相通，流体便进入该封闭容积，当旋转时，由于椭圆内表面和转子外圆表面之间为月牙形空间，该封闭容积逐渐变大，形成一低压空腔，将流体从入口吸入，进入吸气(液)过程；当旋转到一定位置时，该封闭容积与入口脱离，随着转子进一步旋转，进入压缩过程，该封闭容积逐渐减小，当旋转到该封闭容积与流体出口相通，进入排气(液)过程，逐将流体挤向出口管排出。这样，随着电机不断驱动转子旋转，各个封闭容积依次不断地通过入口管吸入，经过压缩又不断从出口管排出，实现对流体的增压和输送任务。

本实用新型的设计是依据椭圆方程和直线方程联立来确定轴轮的大小和偏心转子圆心的位置。

本实用新型与现有技术相比。其突出的实质性特点和显著的进步是：。

1、本椭圆压缩流体输送机械与目前采用的圆形压缩结构不同，它采取偏心转子在椭圆内与轴轮组件串动伸缩相结合的旋转式结构。其构思是利用椭圆和圆的关系，选择圆的直径来考虑偏心转子轴心轴长度，巧妙地利用轴轮(刮板)及套管内安装弹簧完善串动轴结构，具有独创性和先进性。

2、不需要往复运动机构，结构简单、紧凑、体积小、重量轻、易损件少。

3、加压过程平稳、流量大而均匀，自吸效果好，容易操作。

4、效率高、能耗低，比往复式压缩机节能达15％以上。

5、由于转子表面为圆形，没有复杂的曲面，加工制造方便，精度也容易保证，密封间隙小，泄漏降压的情况不严重，有利于减少无用功，推广起来容易。

6、用刮板时，椭圆压缩流体输送机械还可以输送浆料流体，如泥浆、砂浆、食品浆料等。

7、本产品整机体积小、效率高、振动小、运行平稳，容易制造，易于推广。

附图说明

图1是椭圆压缩流体输送机械的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是椭圆压缩流体输送机械输送浆料物料的示意图；

图4是椭圆压缩流体输送机械气体输送压缩过程示功图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的椭圆压缩流体输送机械包括电机连接轴15、机壳1、机座和流体入口管、流体出口管7等部件，该机器的机壳1内设有一个轴心偏离机壳中心(即椭圆中心)的转子8，机壳内腔为椭圆形结构，电动机连接轴15通过螺母9与转子8相连，转子装有可以伸缩串动的轴轮组件，轴轮组件上两端的轴轮与椭圆柱面紧贴，该轴轮组件有套筒5，套筒5内安装有弹簧6，套筒5外设有串动板4，串动板4上安装有轴轮2，轴轮2可通过套筒5内弹簧6的伸长或缩短而紧贴在椭圆柱面上，轴轮2上设有销轴3。

在电动机连接轴15与转子8相连处，为防止松动，设有外舌止动垫圈10；电动机连接轴15与机壳1和托架11之间为防止漏气，设有填料箱12，填上填料13；再用压盖14压紧；电动机连接轴15安装在轴承18上，并用透盖16和垫圈17固定。

如图3所示，为了使本椭圆压缩流体输送机械能输送泥浆、砂浆、食品浆等物料，可将一对能串动伸缩的轴轮改装成一对能串动伸缩的刮板19，通过旋转刮板将浆料带出，其余结构与图1和图2相同。

如图4所示，以椭圆压缩流体输送机械气体压缩机为例，简述本实用新型产品的作功过程：

设压缩过程的气体为理想气体，见图4所示的理论工作过程P-V示功图中，P_s为吸气口压力，P₁为气体入口前降低的压力，P_i为在轴轮与椭圆柱面处压力，P_d为排气口压力，V_o为余隙容积，V₁为吸气封闭容积，V_m为转子带动轴轮旋转到脱离吸气口时最大封闭容积。图中表示了椭圆气体压缩机余隙容积V_o，吸气过程的开始时间延迟，吸气、排气过程的结束时间都提前，内压力比小于外压力比的情况，

椭圆气体压缩机中的V_o为余隙容积，这部分剩余高压气体在下一个工作过程开始时总要先膨胀，压力沿4′-1′下降到P₁，此时封闭容积由V_o增到V₁，在与流体入口相通的瞬时，压力由P₁(1′点)恢复到吸气压力P_s(1点)，因而使封闭容积的开始吸气点延迟。吸气过程中压力P_s，容积由V₁(1点)——V₂(2点)，当封闭容积和流体入口相脱离的瞬时，气体将在吸气终了之后再行膨胀，直到吸气容积增加到V_m时(2′点)，才从降低了的压力开始压缩，在图4中压力变化曲线由1-2-2′-2-3，曲线段2-2′同时代表了气体的膨胀和压缩过程。压缩过程中容积由V₂(2点)减小到V₃(3点)，当封闭容积和流体出口相通的瞬时(3点)，由于内压力比小于外压力比，即P_i＜P_d，排气管中的气体迅速倒流入封闭容积，而使压力突然由P_i上升到P_d(3′点)，随后，封闭容积继续缩小，容积由V₃(3′点)逐渐减小(4点)而将气体排出。由于排气封闭容积的存在，排气结束后留下的气体再度被压缩，压力从P_d(4点)上升到4′点，接着是余隙容积V_o剩余高压气体膨胀，进行下一个工作循环。

以椭圆短轴为直径的圆形压缩过程示功图，在图4中4′-1′-1-2″-2-2″-3″-3-4-4′所示。

由此可见，本实用新型产品的输出功率比圆形压缩结构的流体输送机械的输出功率大。

Claims

1、一种椭圆压缩流体输送机械，包括电机连接轴、机壳、机座和流体入口、流体出口等部件，其特征在于：机壳内腔为椭圆形结构，椭圆形的机壳内设有一个轴心偏离机壳中心的转子(8)，电动机连接轴(15)与转子相连，转子外圆柱面与机壳内椭圆柱面相切，并与椭圆柱面之间形成一个月牙形空腔，转子(8)上装有可以伸缩串动的轴轮组件，轴轮组件上两端与椭圆柱面紧贴。

2、根据权利要求1所述的椭圆压缩流体输送机械，其特征在于：可以伸缩串动的轴轮组件有套筒(5)，套筒(5)内安装有弹簧(6)，套筒(5)外设有两个串动板(4)，串动板(4)上安装有可以旋转的轴轮(2)。

3、根据权利要求1所述的椭圆压缩流体输送机械，其特征在于：可以伸缩串动的轴轮组件有套筒(5)，套筒(5)内安装有弹簧(6)，套筒(5)外设有两个串动板(4)，串动板(4)两端安装有刮板(19)。