CN101886632A - 双联平动转子式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种双联平动转子式压缩机，包括缸体、一对转子、端盖和一对气缸，气缸具有圆弧形的内孔面，转子具有圆弧形的圆柱外表面并偏置在气缸内，转子轴线与气缸轴线平行并以偏心距为半径环绕气缸轴线转动，另外设置有平动叶片和滑动叶片，至少有一个转子上开设有扁槽，平动叶片至少有一端为扁平体结构并插入所述扁槽中，缸体上设置有滑槽，滑动叶片具有扁平体并与滑槽滑动配合，滑动叶片与平动叶片动态密封配合，所述两个转子双联平动转动并带动平动叶片一起平动转动。本发明的平动叶片与转子以扁槽结构或紧固结构配合，与现有技术相比能有效地减少平动叶片与转子之间的泄漏量，另外本发明的用途可作为压缩机和真空泵。

Description

双联平动转子式压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，特别涉及一种转子作平动转动的转子式压缩机。

背景技术

现有技术CN201057149公开了一种转子式气体压缩装置，它包括缸体、转子、叶片和端盖，其中转子偏置在气缸内，转子的圆柱形外表面与气缸的圆形内孔面相切配合，缸体上开设有扁平状的滑槽，叶片呈扁平状并滑动地配装在所述滑槽内，叶片的背部作用有复位弹簧，叶片的内端与转子的外表面接触配合，由转子的外表面、气缸的内孔面、叶片的侧面以及两侧的端盖共同围构形成容积可周期性改变的吸气腔和压缩腔两个工作腔。该技术的优点是转子采用平动转动的工作方式，因此它与端盖的相对速度较小，故摩擦和磨损较少；但是，该装置存在有一个弊端，这就是其叶片与平动转子采用动态的线接触方式，因此该处密封不够可靠，致使高压腔的气体极易窜逸至低压吸气腔而产生泄漏损失。

发明内容

本发明提供一种双联平动转子式压缩机，目的在于有效减少压缩机叶片与转子之间的泄漏损失。

本发明的目的是这样来实现的：双联平动转子式压缩机，包括缸体、一对转子、端盖和一对气缸，气缸开设在缸体上，转子与气缸一一配置，所述气缸具有一个圆弧形的内孔面并具有轴向长度，所述转子具有一个圆弧形的圆柱外表面并偏置在气缸内，气缸内孔面的半径减去转子圆柱外表面的半径等于偏心距，转子的转子轴线与气缸的气缸轴线平行并以偏心距为半径环绕各自气缸的气缸轴线转动，设置有平动叶片和滑动叶片，所述两个转子中至少有一个转子上开设有扁槽，所述平动叶片至少有一端为扁平体结构并插入所述扁槽中，在缸体上设置有滑槽，所述滑动叶片具有扁平体并与滑槽滑动配合，滑动叶片与平动叶片动态密封配合，所述两个转子具有相等的偏心距，两转子轴线的垂直连线平行并且等于两气缸轴线的垂直连线，两个转子双联平动转动并带动平动叶片一起作平动转动。

上述的缸体的数量具有两个以上，每个缸体至少设置有一对气缸并配置有一对双联平动转动的转子。

上述的气缸中至少有两个气缸具有不相同的气缸内孔面半径。

上述的气缸中至少有两个气缸具有不相同的轴向长度。

上述的转子中至少有一个转子在其与滑动叶片相对的外表面上设置有避让面。

上述的转子与端盖之间、平动叶片与端盖之间、滑动叶片与端盖之间、滑动叶片与滑槽之间、滑动叶片与平动叶片之间选择性地设置有密封元件。

上述的转子上开设有沟槽，所述密封元件具有凸缘及翻边，密封元件的凸缘插入转子的沟槽内，密封元件的翻边与所述端盖动态密封配合。

上述的转子上开设有若干缺口将所述沟槽与转子的圆柱外表面沟通，密封元件上设置有与所述缺口数量相等的挡块并插入缺口内，所述挡块与密封元件的凸缘及翻边紧固连接或为一体结构。

上述的挡块呈凸键状，所述缺口为矩形缺口。

双联平动转子式压缩机的用途，可以用于制作压缩机和真空泵。

本发明双联平动转子式压缩机采用两个转子平动驱动平动叶片、平动叶片与转子采用扁槽结构配合、端盖与转子间的动态密封配合的结构方案，与现有技术相比较，能有效封堵平动叶片与转子之间、端盖与转子间的的泄漏途径，故能有效减少叶片与转子之间的泄漏损失。

附图说明

图1是本发明双联平动转子式压缩机的轴测示意图；

图2是本发明双联平动转子式压缩机转子及密封元件的轴测图。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-2：

双联平动转子式压缩机，包括缸体1、一对转子2、端盖3和一对气缸4，气缸4开设在缸体1上，转子2与气缸4一一配置，所述气缸4具有一个圆弧形的内孔面4a并具有轴向长度，所述转子2具有一个圆弧形的圆柱外表面2a并偏置在气缸4内，气缸4的内孔面4a的半径减去转子2的圆柱外表面2a的半径等于偏心距e，转子2的转子轴线O2与气缸4的气缸轴线O1平行并以偏心距e为半径环绕各自气缸4的气缸轴线O1转动，所述端盖3配装在气缸4的两侧轴端并紧固在所述缸体1上，缸体1可以是一个整件制作也可以是由多块部件紧固或嵌固而成；本发明的特色在于：设置有平动叶片5和滑动叶片6，所述两个转子2中至少有一个转子2上开设有扁槽2c，所述平动叶片5至少有一端为扁平体结构并插入所述扁槽2c中，在缸体1上设置有滑槽7，所述滑动叶片6具有扁平体并与滑槽7滑动配合，滑动叶片6与平动叶片5动态密封配合，所述两个转子2具有相等的偏心距e，两转子轴线O2的垂直连线平行并且等于两气缸轴线O1的垂直连线，两个转子2双联平动转动并带动平动叶片5一起作平动转动，转子2的圆柱外表面2a与气缸4的内孔面4a相切配合；注意到平动转子2以及平动叶片5采用平动运转的工作方式，因此平动叶片5必然有一定幅度的摆动，其最大摆动距离等于两倍的偏心距即2e，为了避免干涉，气缸4的内孔面4a必须留出宽度大于或者等于2e的缺口，换言之气缸4的内孔面4a为不完整的圆孔面，不难发现，让滑动叶片6尽量靠近气缸4的气缸轴线O1可以减少装置的余隙容积，从而提高装置的容积效率，为此让滑动叶片6侵入气缸4之内是可行的，这时应该在转子2的外表面上设置避让面2b，以防止转子2与滑动叶片6发生碰撞，此时将意味转子2的圆柱外表面2a不再是完整的圆柱面，所述避让面2b可以为平面、柱面、异形面或它们之间的各种组合，避让面2b的最佳形式是平面且与气缸轴线O1平行，这样比较有利于加工，当然，避让面2b还可以采用其它的结构形式，不过相应地缸体1上的滑槽7和滑动叶片6的部分外表面亦必须做出相应的改变，比如不再与气缸轴线O1平行等等；本发明的转子2及平动叶片5实现平动的方法是采用平行四边形平动机构，即被平动叶片5连接的两个转子2具有相同的偏心距e且旋转半径始终平行且同步转动，另外这两个转子2的转子轴线O2的垂直连线与所配两个气缸4的气缸轴线O1的垂直连线相等且平行，换言之它们构成一个平行四边形机构，由运动学和机构学的知识可知两平动转子2及平动叶片5所作运动为平动转动；需要说明的是，本发明所说的所述平动叶片5至少有一端为扁平体结构并插入所述扁槽2c中乃包括两种情形：第一种情形是两个转子2均开设扁槽2c，同时平动叶片5的两端均为扁平体结构并分别插入所述两个转子2的扁槽2c内(图中未示出)，第二种情形是两个转子2中只有一个转子2开设有扁槽2c，平动叶片5的一端为扁平体并插入所述转子2的扁槽2c内，平动叶片5的另一端与另一个转子2紧固连接或为一体结构(如图1所示)，所述插入的含义是指它们的配合为过渡配合或间隙配合，显然，这样结构做法的好处是能方便调节两转子轴线O2的距离，对压缩机的制作精度和装配要求均可以大大放宽，而且不影响转子2及平动叶片5的运动的确定性；另外需要说明的是，本发明所说的转子2的圆柱外表面2a与气缸4的内孔面4a相切配合并不意味着要求它们必须时时刻刻地保持接触配合，而是容许它们之间存在一定的运动配合间隙，也就是说本发明所说的气缸4的内孔面4a的半径减去转子2的圆柱外表面2a的半径等于偏心距e允许存在一定的误差，以尽量避免因制造误差、装配误差以及各种受力变形、温升变形等引发的转子2与气缸4的机械碰撞，此外，当转子2运行至与滑动叶片6最靠近的位置及其附近时，还允许转子2的圆柱外表面2a与气缸4的内孔面4a出现短暂的脱空；还需要说明的是，所述气缸4的轴向长度即为传统意义上所指的气缸高度，它与转子2、平动叶片5及滑动叶片6的轴向高度相等，但允许存在一定的尺寸差别或者配合间隙，以便使它们能顺畅地作运动配合；本发明压缩机的缸体1的数量可以采用两个或者两个以上，每个缸体1上至少设置有一对气缸4并在各个气缸4内配置有双联平动转动的转子2，各缸体1可以采用并联布局也可以采用串联布局，所谓并联布局是指不同缸体上的气缸4的气缸轴线O1相互平行并存在一定间距，所谓串联布局乃指不同缸体上的气缸轴线O1至少有一个同轴且各缸体在轴向方向存在一定的间隔；值得指出的是，各个气缸4的内孔面4a的半径可以全部相等也可以部分相等还可以全不相等，采用相等半径方便于加工和装配，而半径不同则有利于实现多级压缩；另外，各个气缸4的轴向长度可以全部相等也可以部分相等还可以全部不等，采用相等长度方便于加工和装配，而长度不同则有利于实现多级压缩；实施多级压缩有时是必须的，因为它可以实现高倍数的压缩，众所周知，采用多级压缩还是减少装置内部泄漏的一个有效措施，因为各级单元之间的压差被大大降低，故其内部工质泄漏量减少；还需要指出的是，可以设置转子曲轴10来驱动转子2，其中转子曲轴10的转子曲轴轴线与所配气缸4的气缸轴线O1同轴设置，转子曲轴10与所配气缸4的转子2转动配合，转子曲轴10的典型结构以曲柄销结构为代表(参见图1)，在图1中每个转子曲轴10均包含有曲柄销10a，曲柄销10a的销轴轴线与相应转子2的转子轴线O2同轴设置，转子2直接或者通过轴承间接地转动套装在曲柄销10a上，从而实现转子2与转子曲轴10的转动配合，特别需要说明的是，本发明中所说的转子曲轴10及曲柄销10a不仅包括传统的曲拐结构形式和曲柄销结构形式，还包括偏心轴承结构类形式，亦即转子2可以通过偏心轴承或偏心轴颈转动地与转子曲轴配合(图中未示出)；最后需要说明的是，为了减少泄漏可以在转子2/端盖3、平动叶片5/端盖3、滑动叶片6/端盖3、滑动叶片6/滑槽7、滑动叶片6/平动叶片5等运动副上设置密封元件，如在转子2上并与端盖3作运动配合的端面、在平动叶片5上并与端盖3作运动配合的侧面、在滑动叶片6上并与端盖3作运动配合的侧面、在滑动叶片6上并与滑槽7作运动配合的侧面、在滑动叶片6上并与平动叶片5作运动配合的滑动端面等部位设置密封元件23，可以根据实际全部或者部分地选择上述运动副进行密封元件23的设置，所谓密封元件23即为现有技术中采用的各种密封件，如密封条、密封环和密封块等，其材料可以是包括聚四氟乙烯、充填聚四氟乙烯、复合材料、铸铁在内的各种现有技术所采用的密封材料，图2给出的是本发明的一个较佳密封实施例：在转子2上开设有沟槽2d，所述密封元件23具有凸缘23a及翻边23b，密封元件23的凸缘23a插入转子2的沟槽2d内，密封元件的翻边23b与所述端盖3动态密封配合，另外，为了减少气体经由密封元件23与转子2之间的缝隙泄漏，可以在所述的转子2上开设若干缺口2e将所述沟槽2d与转子2的圆柱外表面2a沟通，同时在密封元件23上设置有与所述缺口2e数量相等的挡块23c并插入缺口2e内，所述挡块23c与密封元件23的凸缘23a及翻边23b紧固连接或为一体结构，所述缺口可以是三角形、矩形和三角形等，其中以矩形缺口为最佳，当然最好将挡块23c做成凸键状与矩形缺口相配。

注意到本发明中的平动叶片5与转子2以扁槽结构或紧固结构配合，与现有技术CN201057149相比，它能更加有效地减少平动叶片5与转子2之间的的泄漏量。

本发明双联平动转子式压缩机的用途，可以用于制作压缩机和真空泵。

上述实施例仅为本发明的若干较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依照本发明的结构、形状、原理所做的各种等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双联平动转子式压缩机，包括缸体、一对转子、端盖和一对气缸，气缸开设在缸体上，转子与气缸一一配置，所述气缸具有一个圆弧形的内孔面并具有轴向长度，所述转子具有一个圆弧形的圆柱外表面并偏置在气缸内，气缸内孔面的半径减去转子圆柱外表面的半径等于偏心距，转子的转子轴线与气缸的气缸轴线平行并以偏心距为半径环绕各自气缸的气缸轴线转动，其特征在于：设置有平动叶片和滑动叶片，所述两个转子中至少有一个转子上开设有扁槽，所述平动叶片至少有一端为扁平体结构并插入所述扁槽中，在缸体上设置有滑槽，所述滑动叶片具有扁平体并与滑槽滑动配合，滑动叶片与平动叶片动态密封配合，所述两个转子具有相等的偏心距，两转子轴线的垂直连线平行并且等于两气缸轴线的垂直连线，两个转子双联平动转动并带动平动叶片一起作平动转动。

2.根据权利要求1所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于所述缸体的数量具有两个以上，每个缸体至少设置有一对气缸并配置有一对双联平动转动的转子。

3.根据权利要求1或2所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于至少有两个气缸具有不相同的气缸内孔面半径。

4.根据权利要求1或2所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于至少有两个气缸具有不相同的轴向长度。

5.根据权利要求1或2所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于至少有一个转子在其与滑动叶片相对的外表面上设置有避让面。

6.根据权利要求1或2所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于在转子与端盖之间、平动叶片与端盖之间、滑动叶片与端盖之间、滑动叶片与滑槽之间、滑动叶片与平动叶片之间选择性地设置有密封元件。

7.根据权利要求6所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于在转子上开设有沟槽，所述密封元件具有凸缘及翻边，密封元件的凸缘插入转子的沟槽内，密封元件的翻边与所述端盖动态密封配合。

8.根据权利要求7所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于在转子上开设有若干缺口将所述沟槽与转子的圆柱外表面沟通，密封元件上设置有与所述缺口数量相等的挡块并插入缺口内，所述挡块与密封元件的凸缘及翻边紧固连接或为一体结构。

9.根据权利要求8所述的双联平动转子式压缩机，其特征在于所述挡块呈凸键状，所述缺口为矩形缺口。

10.双联平动转子式压缩机的用途，可以用于制作压缩机和真空泵。

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