CN100400880C - 能实现多级压缩的球形压缩机 - Google Patents

Abstract

本专利是在专利号为03114505.1、名称为“一种用于压缩机的变容式机构”的专利基础上发明的能实现多级压缩的压缩机和膨胀压缩机，该压缩机是在一个球形缸中设计出多个工作室，气道设置在活塞和活塞铰链支撑上，进排气通道设置在缸体和缸盖上，活塞旋转到各工作室需要进气或排气时相应的气道与进排气通道连通，可以实现多级压缩和膨胀。该结构只有三个运动件，运动件的数量只有其它原理压缩机的20%-40%，密封性能好、无进排气阀、无产生振动的运动件，两相流动好、抗液击能力强，高速变频性能好，效率高能耗低，能很好的用于HFC、HC工质冰箱节能循环和CO₂跨临界循环。零件需加工的表面为球面、柱面和平面，加工制造难度低、精度容易保证。

Description

能实现多级压缩的球形压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机，特别是涉及一种能实现多级压缩的球形压缩机和膨胀压缩机。

背景技术

在民用、工业和科学研究的许多领域，都需要能实现多级压缩的压缩机。多级压缩的优点是可以实现高压比、降低工作压差、减少泄漏、提高容积效率、降低排温、改善润滑条件和提高可靠性；在制冷领域，多级压缩除以上优点外，还是实现更低温制冷的有效方式；在CO₂跨临界循环中，多级压缩或多级压缩、膨胀是提高其循环效率的根本途径。

现有的往复式压缩机具有密封可靠的优点，但其气阀多、零件多、震动大、抗液击性能差、高速变频性差的缺点大大限制了其适用范围，尤其在民用制冷空调领域。现有的回转式压缩机(如滚动活塞式、涡旋式、滑片式、摆动转子式)的结构特点是运转平稳、震动小、体积小，但在用于高压差工况时，尤其是用于CO₂跨临界循环时其密封性差，导致泄漏严重，效率低、能耗增加。

另外，无论是往复式、滚动活塞式、涡旋式还是摆动转子式压缩机，在实现多级压缩和多级膨胀时都需要采用多个工作缸来实现，这样会使气阀、运动件的数量增加几倍，导致可靠性和效率下降，噪音、振动、成本和占用空间增加。

本人已获授权的中国发明专利，专利名称为《一种用于压缩机的变容式机构》，专利号：ZL03114505.1，该专利提出了一种新型的容积式压缩机机构，这种压缩机运动件少、无气阀、振动小，密封可靠等，其具有交替变化的两个工作室，可实现一级压缩，但其结构尚不能实现多级压缩或多级压缩、膨胀。

发明内容

本发明的目的就是在专利03114505.1的技术基础上，开发一种在一个球形缸内具有多个工作室的可实现多级压缩或多级压缩膨胀的球形压缩机。

能实现多级压缩的球形压缩机，缸体和缸盖相连形成一个球形内腔，活塞具有球形顶面、从球形顶面中央伸出一活塞轴、活塞下部有一活塞销座；缸盖上设有与活塞轴相配的轴孔，活塞可绕活塞轴在轴孔中自由转动，活塞球形顶面与球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；转盘的下端面中心伸出一转盘轴，转盘上部和下端面之间的外周面为转盘球面，转盘球面与球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；在转盘上部与活塞销座相对应有一转盘销座；中心销插入活塞销座和转盘销座，主轴支架与缸体相连，为主轴的旋转提供支撑，主轴的一端为偏心曲柄，偏心曲柄位于缸体内与转盘轴相连，另一端与动力机构相连，为压缩机变容提供动力；上述活塞轴和转盘轴及主轴的轴线都通过球形内腔的球心，并且活塞轴和转盘轴的轴线与主轴的轴线形成相同的夹角α；其特征是：

所述活塞销座为一在活塞下端面形成的开口向下的半圆柱孔，在半圆柱孔的内圆周上沿半圆柱孔的轴线方向有凹入的扇形空腔，该扇形空腔沿半圆柱孔的轴向贯通，在与半圆柱孔轴线垂直的截面上呈扇形；所述转盘销座为一在转盘的上部突起的圆环体，圆环体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，该轴线与转盘轴和活塞轴垂直且通过球形内腔的球心；在转盘销座圆环体的外圆周上沿圆环体的轴线方向有凸起的扇形凸块，该扇形凸块沿圆环体轴向贯通，在圆环面上呈扇形，与活塞销座扇形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成密封动配合；活塞铰链支撑的一端为平面，另一端为球面，球面与所述球形内腔球面相配，活塞铰链支撑的平端面及侧面形状与活塞销座两端和转盘销座两端结构相配，活塞铰链支撑固定在活塞销座的半圆柱孔的两端，在活塞销座和转盘销座的两外端形成与球形内腔相配的球面，活塞铰链支撑上有与活塞销座半圆柱孔同轴线的销孔，销孔直径与中心销直径相配，中心销的两端面形状与球形内腔内表面相配，中心销插入活塞铰链支撑和转盘销座圆环体的内孔中，使活塞和转盘形成柱面铰链连接；中心销、转盘销座和活塞铰链支撑之间为密封动配合，柱面铰链与球形内腔相接触的两端面与球形内腔为密封动配合；转盘的上端面的形状与活塞的下端面的形状相适配；

活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑平端面与球形内腔内表面之间形成容积交替变化的工作室，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室；

每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞和活塞铰链支撑上，进排气通道设在缸体和缸盖的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内并连通缸外，通过活塞的转动来实现进排气控制，进排气通道在各工作室需要排气或进气时，该工作室上的气道与相应的进排气通道连通；

主轴的转向为从缸盖沿主轴方向看，主轴作顺时针转动；

在主轴与缸体相接触的转动面上分别设置永磁材料，在相对的面上极性相同；利用极性相同的排斥力，将主轴推开一定角度，使停机时主轴不能停在特定的位置。

根据使用情况的不同，本发明还可以有以下几种结构形式：

第一种结构，在转盘销座圆环体的下部有一扇形滑道，扇形滑道在圆环体的轴向开通，扇形滑道的轴线与圆环体的轴线平行，滑块的形状与扇形滑道的形状相适配，滑块的上下圆弧面与滑道的上下圆弧面相贴合并形成密封动配合，滑块的两端面与活塞铰链支撑相贴合并通过定位螺钉固定连接，活塞与转盘相对摆动时，滑块的侧面、滑道的侧面及活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室；

活塞的下端面和转盘的上端面均为平面，活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑平端面与球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2；滑块的侧面、滑道的侧面及活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4；转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6。

第二种结构，在转盘销座圆环体的下部有一弧形开口，弧形开口在圆环体的轴向开通，弧形开口的轴线与圆环体的轴线平行，支撑轴是一圆柱体，可在弧形开口中移动，支撑轴圆柱的两端面与活塞铰链支撑的平端面相贴并通过螺钉固定连接；

活塞的下端面和转盘的上端面均为平面，活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑与球形内腔球面之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2；转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6。

第三种结构，在转盘上端面紧贴球形内腔向上凸起形成一转盘凸面，在凸面和转盘销座圆环体之间形成一转盘凹面，相应的在活塞下端面紧贴球形内腔形成一与转盘凸面相配的活塞凹面，活塞销座向下形成与转盘凹面相配的活塞凸面；

活塞和转盘绕中心销相对摆动时，在活塞凹面、转盘凸面、活塞铰链支撑平端面和球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2，在活塞凸面、转盘凹面和活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4；在活塞销座半圆柱孔的内圆周面上形成一个扇形空腔，相对应在转盘销座圆环体的外圆周上形成一个扇形凸块，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6。

第四种结构，在转盘上端面紧贴球形内腔向上凸起形成一转盘凸面，在凸面和转盘销座圆环体之间形成一转盘凹面，相应的在活塞下端面紧贴球形内腔形成一与转盘凸面相配的活塞凹面，活塞销座向下形成与转盘凹面相配的活塞凸面；

活塞销座上的扇形空腔可以根据需要设计出多个，相应的转盘销座上的扇形凸块也与之相配；如果活塞销座上只形成一个扇形空腔，活塞和转盘绕中心销相对摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6；如果在活塞销座上形成三个扇形空腔，活塞和转盘绕中心销相对摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成三对容积交替变化的工作室V5、工作室V6和工作室V7、工作室V8和工作室V9、工作室V10；

活塞和转盘绕中心销相对摆动时，在活塞凹面、转盘凸面、活塞铰链支撑平端面和球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2，在活塞凸面、转盘凹面和活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4；在活塞销座半圆柱孔的内圆周面上形成三个扇形空腔，相对应在转盘销座圆环体的外圆周上形成三个扇形凸块，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成三对容积交替变化的工作室V5、工作室V6和工作室V7、工作室V8和工作室V9、工作室V10。

选择一对容积作压缩还是做膨胀是可以变动的，只要配合相应的气口设计就可以实现。

本发明的优点：

(1)密封可靠：任何需要防止工质泄漏的动密封处，都能设计成具有相当宽度的面配合动密封，使其达到可靠的密封效果，并成为良好的润滑面，减少工质泄漏；

(2)无进排气阀：各级压缩、膨胀过程均不需要设置进排气阀，减少能耗减低噪音，成本低，可靠性好；

(3)两相流动好，抗液击力强：由于每个工作室都是绕活塞轴线做旋转运动，其机构结构形式有利于通过对气道位置及局部结构的设计，使缸内液体在旋转离心力的作用下顺利排出，避免液击，改善两相流动。

(4)结构紧凑、零件少：在实现多级压缩膨胀时仍然只有三个运动件，空间占用小。

(5)运转平稳，高速变频性能好：由于无气阀，零件受力润滑好，无往复运动件和能引起高振动的运动件，运转平稳，高速变频性能好；

(6)能耗低：由于无气阀、密封可靠、运动件少，零件受力润滑好等特点，所以效率高、能耗低；

(7)制造成本低：由于零件基本为球面、圆柱面、平面，并且数量少，所以易于制造而且制造成本低。

附图说明

图1：第一个实施例结构剖面图；

图2：第一个实施例机壳剖面图；

图3：图2中E-E剖面图；

图4：图2中F-F剖面图；

图5：图2中G-G剖面图；

图6：图2中M-M剖面图；

图7：第一个实施例中活塞主视图；

图8：图7所示的第一个实施例中活塞左视图；

图9：第一个实施例中活塞铰链支撑主视图；

图10：图9所示的第一个实施例中活塞铰链支撑左视图；

图11：滑块主视图；

图12：图11所示的滑块左视图；

图13：第一个实施例中活塞与活塞铰链支撑组合主视图；

图14：图13所示的第一个实施例中活塞与活塞铰链支撑组合左视图；

图15：第一个实施例中转盘主视图；

图16：图15所示的第一个实施例中转盘左视图；

图17：图15所示的第一个实施例中转盘俯视图；

图18：主轴主视图；

图19：第二个实施例结构剖面图；

图20：第二个实施例中转盘主视图；

图21：第二个实施例中活塞与活塞铰链支撑组合主视图；

图22：图21所示的第二个实施例中活塞与活塞铰链支撑组合左视图；

图23：第二个实施例中支撑轴主视图；

图24：图23所示的第二个实施例中支撑轴左视图；

图25：第三个实施例结构剖面图；

图26：图25中H-H剖面图；

图27：第三个实施例机壳剖面图；

图28：第三个实施例中活塞主视图；

图29：图28所示的第三个实施例中活塞左视图；

图30：图28所示的第三个实施例中活塞俯视图；

图31：第三个实施例中活塞铰链支撑主视图；

图32：图31所示的第三个实施例中活塞铰链支撑左视图；

图33：第三个实施例中活塞与活塞铰链支撑组合主视图；

图34：图33所示的第三个实施例中活塞与活塞铰链支撑组合左视图；

图35：第三个实施例中转盘主视图；

图36：图35所示的第三个实施例中转盘左视图；

图37：图35所示的第三个实施例中转盘俯视图；

图38：图35中N-N剖面图；

图39：第四个实施例结构剖面图；

图40：第四个实施例中机壳剖面图；

图41：图40中K-K剖面图；

图42：第四个实施例中活塞主视图；

图43：第四个实施例中活塞铰链支撑主视图；

图44：图43中L-L剖视图；

图45：图43中P-P剖视图；

图46：第四个实施例中转盘主视图；

图47：第四个实施例中活塞与活塞铰链支撑组合主视图；

图48：图27中T-T剖视图。

图中：1-缸体；2-缸盖；3-活塞；4-中心销；5-转盘；6-球面轴承；7-主轴支架；8-主轴；9-连接螺钉；10-活塞铰链支撑；11-永磁体；12-定位螺钉；13-滑块；14-缸体II；15-缸盖II；16-转盘II；17-支撑轴；18-缸体III；19-缸盖III；20-活塞III；21-转盘III；22-活塞铰链支撑III；23-缸体IV；24-缸盖IV；25-活塞IV；26-转盘IV；27-活塞铰链支撑IV；

101-T作室V1、工作室V2的进排气通道；102-工作室V3、工作室V4的进排气通道；103-工作室V5、工作室V6的进排气通道；104-工作室V7、工作室V8、工作室V9、工作室V10的进排气通道；

201-T作室V1；202-T作室V2；203-工作室V3；204-T作室V4；205-T作室V5；206-工作室V6；207-工作室V7；208-工作室V8；209-工作室V9；210-工作室V10；

301-A气道；302-B气道；303-C气道；304-D气道。

具体实施方式

一、第一个实施例

第一个实施例采用为本发明的第一种结构形式。

图1为第一个实施例结构剖面图，该压缩机包括缸盖2、缸体1、活塞3、转盘5、中心销4、主轴8、主轴支架7等零件，缸体1和缸盖2通过连接螺钉9相连形成球形内腔，活塞3具有球形顶面，在球形顶面中央突出一活塞轴，活塞3的下部有一活塞销座，缸盖2上对应活塞轴有一活塞轴孔，活塞3装入活塞轴孔中可自由转动，活塞3的球形顶面和上述球形内腔相贴合；转盘5的上部与活塞销座相对应有一转盘销座，转盘5的下端面中央向下突出一转盘轴，转盘5的球形面与所述球形内腔相贴合；活塞铰链支撑10与活塞销座通过定位螺钉12连为一体，与转盘销座组合形成柱面铰链副，中心销4插入销孔形成两端具有球形端面的圆柱铰链；主轴支架7与缸体1相连，为主轴8的旋转提供支撑，主轴8的一端为偏心曲柄，偏心曲柄位于缸体1内与转盘轴通过球面轴承6相连，另一端与动力机构相连，为膨胀压缩机变容提供动力；活塞3的下端和转盘5的上端形状相配、活塞销座与转盘销座相配，主轴8转动时，活塞3相对转盘5摆动，柱面铰链两端面、转盘球面、活塞球形顶面分别与所述球形内腔形成密封动配合，活塞3和转盘5通过柱面铰链连接形成密封动配合；

活塞3的下端面和转盘5的上端面均为平面，活塞3和转盘5绕中心销4相对摆动时，转盘5的上端面、活塞3的下端面、活塞铰链支撑10的平端面与球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1 201和工作室V2 202；滑块13的侧面、扇形滑道的侧面及活塞铰链支撑10的平端面之间形成容积交替变化的工作室V3 203和工作室V4 204；转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑10的平端面间形成容积交替变化的工作室V5 205和V6 206。

如图2所示，在缸体1和缸盖2形成的球形内腔上分别设有各个工作室的进排气通道，进排气通道设在缸体1和缸盖2的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内并连通缸外，图3-图5分别是图2中E-E、F-F、G-G剖面图，F-F剖面为工作室V1 201、工作室V2 202的进排气通道101的结构示意图，E-E剖面为工作室V5 205、工作室V6 206的进排气通道103的结构示意图，G-G剖面为工作室V3 203、工作室V4 204的进排气通道102的结构示意图。

活塞3具有球形顶面，在球形顶面的中央突出一活塞轴，活塞3的下部有一活塞销座，活塞销座为一在活塞下端面形成的开口向下的半圆柱孔，在半圆柱孔的内圆周的顶部沿半圆柱孔的轴线方向有一凹入的扇形空腔，该扇形空腔沿半圆柱孔的轴向贯通，在与半圆柱孔的轴线垂直的截面上呈扇形；半圆环体的轴线垂直于活塞轴并通过球形内腔的中心；半圆环体的两端面为相互平行的平面，平面上有螺纹孔；活塞的下端面为平面；如图7、图8所示，图7为活塞主视图；图8为图7所示的活塞左视图。

活塞铰链支撑10的一端为平面，另一端为球面，球面与所述球形内腔球面相配，活塞铰链支撑10的平端面及侧面形状与活塞销座两端和转盘销座两端结构相配，球面中央有一圆柱销孔，圆柱销孔的尺寸与中心销4相配；如图9、图10所示，图9为活塞铰链支撑主视图；图10为图9所示的活塞铰链支撑左视图。

活塞3与活塞铰链支撑10通过定位螺钉12固定相连，在活塞销座和转盘销座的两外端形成与球形内腔相配的球面，图13为活塞与活塞铰链支撑组合主视图；图14为图13所示的活塞与活塞铰链支撑组合左视图；

图15为转盘主视图，图16为图15所示的转盘左视图；图17为图15所示的转盘俯视图。转盘5的下端面中央向下突出一转盘轴，上端与活塞销座相适应向上突出一转盘销座，转盘销座为一圆环体，圆环体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，在转盘销座圆环体的的外圆周上沿圆环轴线向外形成扇形凸块，该扇形凸块在转盘销座轴向贯通，在圆周面上呈扇形，与活塞销座扇形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成密封动配合；转盘销座圆环体的内圆与中心销4相配达到密封动配合，转盘球面与球形空腔相贴合并具有相同的球心；转盘5的上端面为平面，活塞3的下部形状与转盘5的上部形状相适配；在转盘销座圆环体的下部有一扇形滑道，扇形滑道在圆环体的轴向开通，扇形滑道的轴线与圆环体的轴线平行，滑块13的形状与扇形滑道的形状相适配，滑块13的上下圆弧面与滑道的上下圆弧面相贴合并形成密封动配合，滑块13的两端面与活塞铰链支撑10的平端面相贴合并通过定位螺钉固定连接，活塞3与转盘5相对摆动时，滑块的侧面、滑道的侧面及活塞铰链支撑10的平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4；如图11-图12所示为滑块结构示意图，图11为滑块主视图，图12为图11所示的滑块左视图，滑块13的截面为扇形，两端平面上具有螺纹孔。

活塞铰链支撑10与活塞销座和转盘销座两端的形状相适配，中心销4的两端面形状与球形内腔内表面相适配；柱面铰链与球形内腔相接触的两端面与球形内腔为密封动配合，活塞铰链支撑10与转盘销座之间形成密封动配合；

每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞3和活塞铰链支撑10上，如图7、图13和图14所示，工作室V1 201和工作室V2 202的气道为A气道301，A气道301设置在活塞球形外表面上，工作室V3 203和工作室V4 204的气道为B气道302，B气道302设在活塞铰链支撑10上，工作室V5 205和工作室V6 206的气道为C气道303，C气道303设在活塞3上。

把工作室V1 201、工作室V2 202作为第一级压缩，工作室V3 203、工作室V4 204作为第二级压缩，工作室V5 205、工作室V6 206作为第一级膨胀用，即可用作适用于CO₂循环的二级压缩一级膨胀的球形膨胀压缩机；如果把工作室V5 205、工作室V6 206作为第三级压缩，即可作为具有三级压缩功能的球形压缩机。

二、第二个实施例

第二个实施例采用为本发明的第二种结构形式。第二个实施例与第一个实施例不同之处在于，第二个实施例中在转盘销座圆环体的下部没有扇形滑道，没有形成滑块结构，不是由滑块与扇形滑道构成工作室，而是由支撑轴和转盘圆环体下部的弧形开口构成的导向机构。在活塞铰链支撑上没有B气道302，在缸体上没有相应的进排气通道102，其它基本结构与第一个实施例相同。

在第二个实施例中，除缸盖、缸体、转盘与第一个实施例中结构略有变化外，其它零件和各零件的连接形式与第一个实施例相同，为了与第一个实施例中零件名称区别，第二个实施例中称缸盖、缸体和转盘分别为缸盖II、缸体II和转盘II。

图19为第二个实施例结构剖面图，该压缩机包括缸盖II15、缸体II14、活塞3、转盘II16、中心销4、主轴8、主轴支架7等零件，缸体II14和缸盖II15通过连接螺钉9相连形成球形内腔，活塞3具有球形顶面，在球形顶面中央突出一活塞轴，活塞3的下部有一活塞销座，缸盖II15上对应活塞轴有一活塞轴孔，活塞3装入活塞轴孔中可自由转动，活塞3的球形顶面和上述球形内腔相贴合；转盘II16的上部与活塞销座相对应有一转盘销座，转盘II16的下端面中央向下突出一转盘轴，转盘II16的球形面与所述球形内腔相贴合；活塞铰链支撑10与活塞销座通过定位螺钉12连为一体，与转盘销座组合形成柱面铰链副，中心销4插入销孔形成两端具有球形端面的圆柱铰链；主轴支架7与缸体II14通过连接螺钉9相连，为主轴8的旋转提供支撑，主轴8的一端为偏心曲柄，偏心曲柄位于缸体II14内与转盘轴通过球面轴承6相连，另一端与动力机构相连，为膨胀压缩机变容提供动力；活塞3的下端和转盘II16的上端形状相配、活塞销座与转盘销座相配，主轴8转动时，活塞3相对转盘II16摆动，柱面铰链两端面、转盘球面、活塞球形顶面分别与所述球形内腔形成密封动配合，活塞3和转盘II16通过柱面铰链连接形成密封动配合；

活塞3的下端面和转盘II16的上端面均为平面，活塞3和转盘II16绕中心销4相对摆动时，转盘II16的上端面、活塞3的下端面、活塞铰链支撑10的平端面与球形内腔之间形成一对容积交替变化的工作室V1 201和工作室V2 202；转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成一对容积交替变化的工作室V5 205和工作室V6 206。

在缸体II14和缸盖II15形成的球形内腔上分别设有各个工作室的进排气通道，进排气通道设在缸体II14和缸盖II15的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内并连通缸外，工作室V1 201、工作室V2 202的进排气通道101及工作室V5 205、工作室V6 206的进排气通道103的位置可参照图2、图3、图4，F-F剖面为工作室V1 201、工作室V2 202的进排气通道101的结构示意图，E-E剖面为工作室V5 205、工作室V6 206的进排气通道103的结构示意图。

第二个实施例中活塞的结构第一个实施例相同，可以参照图7、图8，图7为活塞主视图；图8为图7所示的活塞左视图。

第二个实施例中活塞铰链支撑的结构与第一个实施例相同，可以参照图9、图10，图9为活塞铰链支撑主视图；图10为图9所示的活塞铰链支撑左视图。

活塞3与活塞铰链支撑10通过定位螺钉12固定相连，支撑轴17通过螺钉连接在活塞铰链支撑10的平端面上，图21为活塞与活塞铰链支撑组合主视图；图22为图21所示的活塞与活塞铰链支撑组合左视图。

转盘II16的结构与第一个实施例中转盘5的结构相比较，除转盘销座下部不是扇形滑道而是一弧形开口外，其结构与转盘5相同；转盘II16的下端面中央向下突出一转盘轴，上端与活塞销座相适应向上突出一转盘销座，转盘销座为一圆环体，圆环体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，在转盘销座圆环体的的外圆周上沿圆环轴线向外形成扇形凸块，该扇形凸块在转盘销座轴向贯通，在圆周面上呈扇形，与活塞销座扇形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成密封动配合；转盘销座圆环体的内圆与中心销4相配达到密封动配合，转盘球面与球形空腔相贴合并具有相同的球心；转盘II16的上端面为平面，活塞3的下部形状与转盘II16的上部形状相适配；图20为转盘主视图，弧形开口的上下弧为同心圆弧，两侧为半圆形，弧形开口沿转盘II16转盘销座圆环体的轴向开通；支撑轴17是一圆柱体，圆柱体的两端具有螺纹孔，支撑轴17可在弧形开口中移动，支撑轴17的圆柱的两端面与活塞铰链支撑10的平端面相贴并通过螺钉固定连接；活塞3绕中心销4相对转盘II16摆动时，支撑轴17在弧形开口中移动并起导向作用；图23为支撑轴主视图，图24为图23所示的支撑轴左视图。

每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞3上，如图7和图14所示，工作室V1 201和工作室V2 202的气道为A气道301，A气道301设置在活塞球形外表面上，工作室V5 205和V6 206的气道为C气道303，C气道303设在活塞3上。

把工作室V1 201、工作室V2 202作为第一级压缩，工作室V5 205、工作室V6 206作为第一级膨胀用，即可用作适用于CO₂循环的一级压缩一级膨胀的球形膨胀压缩机；如果把工作室V5 205、工作室V6 206作为第二级压缩，即可作为具有二级压缩功能的球形压缩机。

三、第三个实施例

第三个实施例采用为本发明的第三种结构形式。

图25为第三个实施例结构剖面图，图26为图25中H-H剖面图，该压缩机包括缸盖III19、缸体III18、活塞III20、转盘III21、中心销4、主轴8、主轴支架7等零件，缸体III18和缸盖III19通过连接螺钉9相连形成球形内腔，活塞III20具有球形顶面，在球形顶面中央突出一活塞轴，活塞III20下部有一活塞销座，缸盖III19上对应活塞轴有一活塞轴孔，活塞III20装入活塞轴孔中可自由转动，活塞III20的球形顶面和上述球形内腔相贴合；转盘III21上部与活塞销座相对应有一转盘销座，转盘III21下端面中央向下突出一转盘轴，转盘III21的球形面与所述球形内腔相贴合；活塞铰链支撑III22与活塞销座通过定位螺钉12连为一体，与转盘销座组合形成柱面铰链副，中心销4插入销孔形成两端具有球形端面的圆柱铰链；主轴支架7与缸体III18通过连接螺钉9相连，为主轴8的旋转提供支撑，主轴8的一端为偏心曲柄，偏心曲柄位于缸体III18内与转盘轴通过球面轴承6相连，另一端与动力机构相连，为膨胀压缩机变容提供动力；活塞III20下端和转盘III21上端形状相配、活塞销座与转盘销座相配，主轴8转动时，活塞III20相对转盘III21摆动，柱面铰链两端面、转盘球面、活塞球形顶面分别与所述球形内腔形成密封动配合，活塞III20和转盘III21通过柱面铰链连接形成密封动配合；

活塞III20和转盘III21绕中心销4相对摆动时，在活塞凹面、转盘凸面、活塞铰链支撑22的平端面和球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1 201和工作室V2 202，在活塞凸面、转盘凹面和活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3 203和工作室V4 204；在活塞销座半圆柱孔的内圆周面上形成一个扇形空腔，相对应在转盘销座圆环体的外圆周上形成一个扇形凸块，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成一对容积交替变化的工作室V5和工作室V6。

如图27所示，在缸体III18和缸盖III19形成的球形内腔上分别设有各个工作室的进排气通道，进排气通道设在缸体III18和缸盖III19的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内并连通缸外，图27中E-E、F-F剖面图与图2中E-E、F-F剖面图相同，可以参照图3、图4；图27中T-T剖面图参见图48；F-F剖面为工作室V1 201、工作室V2 202的进排气通道101的结构示意图，F-F剖面为工作室V1 201、工作室V2 202的进排气通道101的结构示意图，T-T剖面为工作室V3 203、工作室V4 204的进排气通道102的结构示意图；E-E剖面为工作室V5 205、工作室V6 206的进排气通道103的结构示意图。

活塞III20具有球形顶面，在球形顶面的中央突出一活塞轴，活塞III20的下部有一活塞销座，活塞销座为一在活塞下端面形成的开口向下的半圆柱孔，在半圆柱孔的内圆周的顶部沿半圆柱孔的轴线方向有一凹入的扇形空腔，该扇形空腔沿半圆柱孔的轴向贯通，在与半圆柱孔的轴线垂直的截面上呈扇形；半圆柱孔的轴线垂直于活塞轴并通过球形内腔的中心；半圆柱孔的两端面为相互平行的平面，平面上有螺纹孔；在转盘III21的上端面紧贴球形内腔向上凸起形成一转盘凸面，在转盘凸面和转盘销座圆环体之间形成一转盘凹面，相应的在活塞III20下端面紧贴球形内腔形成一与转盘凸面相配的活塞凹面，活塞销座向下突出形成与转盘凹面相配的活塞凸面；如图28-图30所示，图28为活塞主视图；图29为图28所示的活塞左视图；图30为图28所示的活塞俯视图。

活塞铰链支撑III22的一端为平面，另一端为球面，球面与所述球形内腔球面相配，活塞铰链支撑III22的平端面及侧面形状与活塞销座两端和转盘销座两端结构相配，球面中央有一圆柱销孔，圆柱销孔的尺寸与中心销4相配；如图31、图32所示，图31为活塞铰链支撑主视图；图32为图31所示的活塞铰链支撑左视图。

活塞III20与活塞铰链支撑III22通过定位螺钉12固定相连，在活塞销座和转盘销座的两外端形成与球形内腔相配的球面，图33为活塞与活塞铰链支撑组合主视图；图34为图33所示的活塞与活塞铰链支撑组合左视图；

转盘III21的下端面中央向下突出一转盘轴，上端与活塞销座相适应向上突出一转盘销座，转盘销座为一圆环体，圆环体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，在转盘销座圆环体的外圆周上沿圆环轴线向外形成一扇形凸块，该扇形凸块在转盘销座轴向贯通，在圆周面上呈扇形，与活塞销座扇形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成密封动配合；转盘销座圆环体的内圆与中心销4相配达到密封动配合，转盘球面与球形空腔相贴合并具有相同的球心；活塞III20的下部形状与转盘III21的上部形状相适配；图35为转盘主视图，图36为图35所示的转盘左视图；图37为图35所示的转盘俯视图，图38为图35中N-N剖面图。

活塞铰链支撑III22与活塞销座和转盘销座两端的形状相适配，中心销4的两端面形状与球形内腔内表面相适配；柱面铰链与球形内腔相接触的两端面与球形内腔为密封动配合，活塞铰链支撑III22与转盘销座之间形成密封动配合；

每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞III20和活塞铰链支撑III22上，如图28、图34所示，工作室V1 201和工作室V2 202的气道为A气道301，A气道301设置在活塞球形外表面上；工作室V3 203和工作室V4 204的气道为B气道302，B气道302设在活塞铰链支撑III22上；工作室V5 205和V6 206的气道为C气道303，C气道303设在活塞3上。

把工作室V1 201、工作室V2 202作为第一级压缩，工作室V3 203、工作室V4 204作为第二级压缩，工作室V5 205、工作室V6 206作为第一级膨胀用，即可用作适用于CO₂循环的二级压缩一级膨胀的球形膨胀压缩机；如果把工作室V5 205、工作室V6 206作为第三级压缩，即可作为具有三级压缩功能的球形压缩机。

四、第四个实施例

第四个实施例采用为本发明的第四种结构形式。第四个实施与第三个实施例的不同之处在于，第四个实施例中在活塞销座半圆柱孔的内圆周上形成三个扇形空腔，相应在转盘销座圆环体外圆上形成三个扇形凸块，在活塞铰链支撑上增加D气道，在缸体上增加相应的进排气通道；在第四个实施例中，除缸盖、缸体、活塞、转盘、活塞铰链支撑与第三个实施例中结构略有变化外，其它零件、各零件的连接形式与第三个实施例相同，为了与第三个实施例中零件名称区别，第四个实施例中称缸盖、缸体、活塞、转盘和活塞铰链支撑分别为缸盖IV、缸体IV、转盘IV、活塞铰链支撑IV。

图39为第四个实施例结构剖面图，该压缩机包括缸盖IV24、缸体IV23、活塞IV25、转盘IV26、中心销4、主轴8、主轴支架7等零件，缸体IV23和缸盖IV24通过连接螺钉9相连形成球形内腔，活塞IV25具有球形顶面，在球形顶面中央突出一活塞轴，活塞IV的下部有一活塞销座，缸盖IV24上对应活塞轴有一活塞轴孔，活塞IV25装入活塞轴孔中可自由转动，活塞IV25的球形顶面和上述球形内腔相贴合；转盘IV26的上部与活塞销座相对应有一转盘销座，转盘IV26的下端面中央向下突出一转盘轴，转盘IV26的球形面与所述球形内腔相贴合；活塞铰链支撑IV27与活塞销座通过定位螺钉12连为一体，与转盘销座组合形成柱面铰链副，中心销4插入销孔形成两端具有球形端面的圆柱铰链；主轴支架7与缸体IV23相连，为主轴8的旋转提供支撑，主轴8的一端为偏心曲柄，偏心曲柄位于缸体IV23内与转盘轴通过球面轴承6相连，另一端与动力机构相连，为膨胀压缩机变容提供动力；活塞IV25的下端和转盘IV26的上端形状相配、活塞销座与转盘销座相配，主轴8转动时，活塞IV25相对转盘IV26摆动，柱面铰链两端面、转盘球面、活塞球形顶面分别与所述球形内腔形成密封动配合，活塞IV25和转盘IV26通过柱面铰链连接形成密封动配合；

活塞IV25和转盘IV26绕中心销4相对摆动时，在活塞凹面、转盘凸面、活塞铰链支撑IV27的平端面和球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1 201和工作室V2 202，在活塞凸面、转盘凹面和活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3 203和工作室V4 204；在活塞销座半圆柱孔的内圆周面上形成三个扇形空腔，相对应在转盘销座圆环体的外圆周上形成三个扇形凸块，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成三对容积交替变化的工作室V5 205和工作室V6 206、工作室V7 207和工作室V8 208、工作室V9 209和工作室V10 210；

如图40所示，在缸体IV23和缸盖IV24形成的球形内腔上分别设有各个工作室的进排气通道，进排气通道设在缸体IV23和缸盖IV24的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内并连通缸外，图40中E-E、F-F剖面图与图2中E-E、F-F剖面图相同，可以参照图3、图4；图40中T-T剖面图与图27中T-T剖面图相同，可以参照图48；图41为图40中K-K剖面图；F-F剖面为工作室V1 201、工作室V2 202的进排气通道101的结构示意图，T-T剖面为工作室V3 203、工作室V4 204的进排气通道102的结构示意图；E-E剖面为工作室V5 205、工作室V6 206的进排气通道103的结构示意图；K-K剖面为两对容积交替变化的工作室V7 207、工作室V8 208和工作室V9 209、工作室V10 210的进排气通道104的结构示意图。

活塞IV25具有球形顶面，在球形顶面的中央向上突出一活塞轴，活塞IV25的下部有一活塞销座，活塞销座为一在活塞下端面形成的开口向下的半圆柱孔，在半圆柱孔的内圆周上沿半圆柱孔的轴线方向有三个凹入的扇形空腔，每个扇形空腔沿半圆柱孔的轴向贯通，在与半圆柱孔的轴线垂直的截面上呈扇形；半圆环体的轴线垂直于活塞轴并通过球形内腔的中心；半圆柱孔的两端面为相互平行的平面，平面上有螺纹孔；在转盘IV26的上端面紧贴球形内腔向上凸起形成一转盘凸面，在凸面和转盘销座圆柱体之间形成一转盘凹面，相应的在活塞IV25的下端面紧贴球形内腔形成一与转盘凸面相配的活塞凹面，活塞销座向下形成与转盘凹面相配的活塞凸面；如图42所示，图42为活塞主视图；

活塞铰链支撑IV27的一端为平面，另一端为球面，球面与所述球形内腔球面相配，活塞铰链支撑IV27的平端面及侧面形状与活塞销座两端和转盘销座两端结构相配，球面中央有一圆柱销孔，圆柱销孔的尺寸与中心销4相配；如图43--图45所示，图43为活塞铰链支撑主视图；图44为图43中L-L剖面图；图45为图43中P-P剖面图。

活塞IV25与活塞铰链支撑IV27通过定位螺钉12固定相连，在活塞销座和转盘销座的两外端形成与球形内腔相配的球面，图47为活塞与活塞铰链支撑组合主视图；

转盘IV26的下端面中央向下突出一转盘轴，上端与活塞销座相适应向上突出一转盘销座，转盘销座为一圆环体，圆环体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，在转盘销座圆环体的的外圆周上沿圆环轴线向外形成三个扇形凸块，各扇形凸块在转盘销座轴向贯通，在圆周面上呈扇形，与活塞销座扇形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成密封动配合；转盘销座圆环体的内圆与中心销4相配达到密封动配合，转盘球面与球形空腔相贴合并具有相同的球心；活塞IV25的下部形状与转盘IV26的上部形状相适配；图46为转盘主视图。

活塞铰链支撑IV27与活塞销座和转盘销座两端的形状相适配，中心销4的两端面形状与球形内腔内表面相适配；柱面铰链与球形内腔相接触的两端面与球形内腔为密封动配合，活塞铰链支撑IV27与转盘销座之间形成密封动配合；

每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞IV25和活塞铰链支撑IV27上。工作室V1 201和工作室V2 202的气道为A气道301，A气道301设置在活塞球形外表面上，其具体位置与图34所示相同；工作室V3 203和工作室V4 204的气道为B气道302，B气道302设在活塞铰链支撑IV27上，其具体位置与图34所示相同；工作室V5 205和V6 206的气道为C气道303，C气道303设在活塞IV25上，其具体位置与图28所示相同；工作室V7 207和工作室V8 208、工作室V9 209和工作室V10 210两对工作室的气道为D气道304，D气道304设置在活塞铰链支撑IV27上，如图43、图44、图45所示。

把工作室V1 201、工作室V2 202作为第一级压缩，工作室V3 203、工作室V4204作为第二级压缩，工作室V7 207和工作室V8 208、工作室V9 209和工作室V10 210两对共四个工作室共同作为第三级压缩，工作室V5 205、工作室V6 206作为第一级膨胀用，即可用作适用于CO₂循环的三级压缩一级膨胀的球形膨胀压缩机；如果把工作室V5 205、工作室V6 206也作为压缩，即可作为具有四级压缩功能的压缩机。

当然也可以把工作室V1 201和工作室V2 202作为第一级压缩，工作室V3 203和工作V4 204作为第二级压缩，工作室V5 205和工作室V6 206作为第一级膨胀，工作室V7 207和工作室V8 208、工作室V9 209和工作室V10 210四个工作室作为第二级膨胀，即可用作适用于CO₂循环的二级压缩二级膨胀的球形膨胀压缩机；二级膨胀的好处是可以减小工作室的压差，减少泄漏，提高效率。

上述四个实施例每个实施例还具有以下共同点：

一、工作室V1 201、工作室V3 203、工作室V5 205、工作室V7 207、工作室V9 209在各实施例结构剖面图中为最大极限容积状态，工作室V2 202、工作室V4 204、工作室V6 206、工作室V8 208、工作室V10 210在各实施例结构剖面图中为最小极限容积状态；

二、通过活塞的转动来实现进排气控制，气口和进排气通道设置的原则是，进排气通道在各工作室需要排气或进气时，该工作室上的气道与相应的进排气通道连通。

三、上述活塞轴和转盘轴及主轴8的轴线都通过球形内腔的球心，并且活塞轴和转盘轴的轴线与主轴8的轴线形成相同的夹角α；将缸盖与缸体的分型面放在与活塞轴垂直的通过球形内腔球心的平面上，方便加工和装配；

四、主轴8的转向为从缸盖沿主轴8方向看，主轴8作顺时针转动；

五、柱面铰链的安装顺序为，先用中心销4连接活塞销座和转盘销座，再用定位螺钉12在活塞销座的两端连接活塞铰链支撑；

六、在主轴8与缸体相接触的转动面上分别设置永磁材料，在缸体与主轴8接触的摩擦面上镶入一永磁体11，图6为第一个实施例结构剖面图图2中M-M剖视图，其它实施例结构剖面图中M-M剖视图与实施例一相同，可以参照图6；在主轴8对应部分相应也镶入永磁体11，两永磁体相对的面的极性相同，靠近时相互排斥，利用极性相同的排斥力，防止活塞轴线与转盘轴线重合时停车，不能在此位置停机，利用磁力将主轴8推开一定角度。因为在这一位置是一个死点位置，如果刚好在此位置停机，下次启动就有可能转不动；图18为主轴主视图。

为防止机构死点位置停车使用永磁材料，实际中也可以使用其它常用结构装置，如凸轮结构停车限位装置；不论是永磁材料限位装置还是凸轮结构限位装置，都可以布置在缸体以外的空间，如永磁材料式限位装置可以安装在电机转子与定子之间。

七、上述四种实施例中，润滑油路的循环可以是从主轴引入，从活塞轴出，也可以是从活塞轴引入，从主轴端出。

另外，如果在第四个实施例中，把工作室设计成V7＝V8，V9＝V10，而V7≠V9，同时设计相应的进排气通道，这样又可以增加一级压缩，既可以实现更多级压缩和膨胀。

Claims (7)

1.能实现多级压缩的球形压缩机，缸体和缸盖相连形成一个球形内腔，活塞具有球形顶面、从球形顶面中央伸出一活塞轴、活塞下部有一活塞销座；缸盖上设有与活塞轴相配的轴孔，活塞可绕活塞轴在轴孔中自由转动，所述活塞球形顶面与球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；转盘的下端面中心伸出一转盘轴，转盘上部和下端面之间的外周面为转盘球面，转盘球面与球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；在转盘上部与活塞销座相对应有一转盘销座；中心销插入活塞销座和转盘销座，主轴支架与缸体相连，为主轴的旋转提供支撑，主轴的一端为偏心曲柄，偏心曲柄位于缸体内与转盘轴相连，另一端与动力机构相连，为压缩机变容提供动力；上述活塞轴和转盘轴及主轴的轴线都通过球形内腔的球心，并且活塞轴和转盘轴的轴线与主轴的轴线形成相同的夹角α；其特征是：

所述活塞销座为一在活塞下端面形成的开口向下的半圆柱孔，在半圆柱孔的内圆周上沿半圆柱孔的轴线方向有凹入的扇形空腔，该扇形空腔沿半圆柱孔的轴向贯通，在与半圆柱孔轴线垂直的截面上呈扇形；所述转盘销座为一在转盘的上部突起的圆环体，圆环体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，该轴线与转盘轴和活塞轴垂直且通过球形内腔的球心；在转盘销座圆环体的外圆周上沿圆环体的轴线方向有凸起的扇形凸块，该扇形凸块沿圆环体轴向贯通，在圆环面上呈扇形，与活塞销座扇形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成密封动配合；活塞铰链支撑的一端为平面，另一端为球面，球面与所述球形内腔球面相配，活塞铰链支撑的平端面及侧面形状与活塞销座两端和转盘销座两端结构相配，活塞铰链支撑固定在活塞销座的半圆柱孔的两端，在活塞销座和转盘销座的两外端形成与球形内腔相配的球面，活塞铰链支撑上有与活塞销座半圆柱孔同轴线的销孔，销孔直径与中心销直径相配，中心销的两端面形状与球形内腔内表面相配，插入活塞铰链支撑和转盘销座圆环体的内孔中，使活塞和转盘形成柱面铰链连接；中心销、转盘销座和活塞铰链支撑之间为密封动配合，柱面铰链与球形内腔相接触的两端面与球形内腔为密封动配合；转盘的上端面的形状与活塞的下端面的形状相适配；

活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑平端面与球形内腔之间形成容积交替变化的工作室，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室；

每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞和活塞铰链支撑上，进排气通道设在缸体和缸盖的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内并连通缸外，通过活塞的转动来实现进排气控制，进排气通道在各工作室需要排气或进气时，该工作室上的气道与相应的进排气通道连通；

主轴的转向为从缸盖沿主轴方向看，主轴作顺时针转动。

2.根据权利要求1所述的能实现多级压缩的球形压缩机，其特征是：在转盘销座圆环体的下部有一扇形滑道，扇形滑道沿圆环体的轴向开通，扇形滑道的轴线与圆环体的轴线平行，滑块的形状与扇形滑道的形状相适配，滑块的上下圆弧面与滑道的上下圆弧面相贴合并形成密封动配合，滑块两端面与活塞铰链支撑平端面相贴合并通过定位螺钉固定连接；

活塞下端面和转盘上端面均为平面，活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑平端面与球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2；滑块的侧面、扇形滑道的侧面及活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4；转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6。

3.根据权利要求1所述的能实现多级压缩的球形压缩机，其特征是：在转盘销座圆环体的下部有一弧形开口，弧形开口在圆环体的轴向开通，弧形开口的轴线与圆环体的轴线平行，支撑轴是一圆柱体，可在弧形开口中移动，圆柱的两端面与活塞铰链支撑的平端面相贴并通过螺钉固定连接；

活塞的下端面和转盘的上端面均为平面，活塞和转盘绕中心销相对摆动时，转盘上端面、活塞下端面、活塞铰链支撑平端面与球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2；转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6。

4.根据权利要求1所述的能实现多级压缩的球形压缩机，其特征是：在转盘上端面紧贴球形内腔向上凸起形成一转盘凸面，在所述转盘凸面和转盘销座圆环体之间形成一转盘凹面，相应的在活塞下端面紧贴球形内腔形成一与转盘凸面相配的活塞凹面，活塞销座向下形成与转盘凹面相配的活塞凸面；

活塞和转盘绕中心销相对摆动时，在活塞凹面、转盘凸面、活塞铰链支撑平端面和球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和V2，在活塞凸面、转盘凹面和活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和V4；在活塞销座半圆柱孔的内圆周面上形成一个扇形空腔，相对应在转盘销座圆环体的外圆周上形成一个扇形凸块，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成容积交替变化的工作室V5和工作室V6。

5.根据权利要求1所述的能实现多级压缩的球形压缩机，其特征是：在转盘上端面紧贴球形内腔向上凸起形成一转盘凸面，在转盘凸面和转盘销座圆环体之间形成一转盘凹面，相应的在活塞下端面紧贴球形内腔形成一与转盘凸面相配的活塞凹面，活塞销座向下形成与转盘凹面相配的活塞凸面；

活塞和转盘绕中心销相对摆动时，在活塞凹面、转盘凸面、活塞铰链支撑平端面和球形内腔之间形成容积交替变化的工作室V1和工作室V2，在活塞凸面、转盘凹面和活塞铰链支撑平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4；在活塞销座半圆柱孔的内圆周面上形成三个扇形空腔，相对应在转盘销座圆环体的外圆周上形成三个扇形凸块，转盘销座圆环体的扇形凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动时，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰链支撑平端面间形成三对容积交替变化的工作室V5、工作室V6和工作室V7、工作室V8和工作室V9、工作室V10。

6.根据权利要求1至5所述的任何一项能实现多级压缩的球形压缩机，其特征是：在主轴与缸体相接触的转动面上分别设置永磁材料，在相接触的面上极性相同。

7.根据权利要求1至5所述的任何一项能实现多级压缩的球形压缩机，其特征是：缸盖与缸体的分型面设置在与活塞轴垂直的通过球形内腔球心的平面上。

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