CN103233896B - 一种涡旋式空气压缩机 - Google Patents

Abstract

一种涡旋式空气压缩机，包括机座、静涡盘、动涡盘、曲轴、轴承、轴承座、油封、油封端盖、大平衡块、小平衡块、吸气口、排气口，其特征在于：复合进气阀安装在吸气口上，防自转机构由防自转滑盘、动涡盘和机座组成，防自转滑盘安装在动涡盘和机座之间，润滑冷却系统的主回油路进入主机后分成支路a和支路b，支路a来的润滑油经过通孔a和通孔b后用来润滑冷却静涡盘和动涡盘，支路b来的润滑油分成小支路c和小支路d后分别用来润滑冷却曲轴两端的轴承。

Description

一种涡旋式空气压缩机

技术领域

本发明涉及一种空气压缩机，特别是一种涡旋式空气压缩机。

背景技术

现有涡旋式空气压缩机，如申请号为201120143080.8和201120143104.X的中国专利所述涡旋式空气压缩机，其吸气口安装的进气阀，均为普通的单向阀，见图1，该进气阀只允许气流单向运动，也就是该涡旋式空气压缩机工作时，由于负压的作用，进气阀的活塞开启，如图1a,过滤后的空气经进气阀吸入由动涡盘和静涡盘相互配合形成的压缩腔，随着动涡盘相对静涡盘的移动，压缩腔在相应移动的同时也改变其容积，从而完成吸气、压缩、排气的压缩空气过程，该涡旋式空气压缩机停机时，进气阀的活塞关闭，如图1b,压缩腔内的空气不能经进气阀排出。由于进气阀只有开启和关闭两种状态，故装配该进气阀的涡旋式空气压缩机只能进行工作（也就是加载运行）和停机两个动作，无法满足实际需要的空载运行。该涡旋式空气压缩机停机时，进气阀关闭，压缩腔内的空气不能经进气阀排出，压缩至一半的气体在各压缩腔内的压力各不相同，也就是机器的内压不均衡，这种不均衡的内压容易导致压缩机反转，会直接影响机器的使用寿命；该涡旋式空气压缩机停机时，油气罐内压必须卸放，为了卸放油气罐的内压，必须在油气罐上加装卸放阀，通过卸放阀将罐内气体进行卸放，如果直接排放油气罐内的气体，会产生很大的噪声，因此必须加装消声器以减轻刺耳的噪音。采用上述两种将油气罐内气体卸放的方式，不但多了一道操作工序，也增加了使用成本。

现有涡旋式空气压缩机，如申请号为201220128199.2的中国专利所述涡旋式空气压缩机的防动盘自转机构，零件较多，结构较复杂，装卸也较难，生产成本较高，又如申请号为200910209386.6的中国专利所述的涡旋式空气压缩机，其防自转机构由十字滑环、动涡盘和机座组成，见图2a、图2b和图2c，其中图2b为动涡盘的背面结构示意图，图2c为十字滑环的结构示意图，十字滑环上的凸键a和凹槽a相配合，十字滑环上的凸键b和凹槽b相配合，这种十字滑环的刚度较差，使用过程中易产生弯曲、变形，使用寿命较短，且加工这种十字滑环必需制作专门的工装夹具，加工十字滑环上的一对凸键a，和十字滑环另一面上的凸键b时要进行多次装夹，加工所耗工时较多，去除材料也较多，不但成本较高，而且不容易实现大批量生产。

现有涡旋式空气压缩机，其主机润滑冷却系统见图3，机器工作时，主回油路进入主机后分成支路a和支路b。支路a润滑轴承12＇，再经油路e出口回流至主机的吸气口；支路b通过静涡盘上的通孔a和通孔b两小支路对静涡盘、动涡盘进行冷却润滑，再由通孔c和通孔d两小支路对轴承10′、11＇进行冷却润滑。这种润滑冷却系统存在的不足之处为：一、通孔a和通孔b通向两个不同的压缩腔内部，由于这两个压缩腔的内压不同，会使主回油路的油不能均匀地分布于通孔a和通孔b两小支路，从而影响静涡盘、动涡盘的润滑效果；二、通孔c和通孔d两小支路喷出的不是润滑油而是压缩腔内形成的油气混合物，因此不能很有效的对轴承10′、11＇进行润滑，同时还会增加动涡盘背部的内压，降低末端部位油封的使用寿命。又如申请号为201020215393.5的中国专利所述涡旋式空气压缩机的主机冷却润滑油油路结构，也同样存在上述的不足之处。再如申请号为201010523165.9和申请号为201210259934.8的中国专利所述涡旋式空气压缩机等较普遍使用的润滑冷却系统，采用内置式油路结构，由于油路置于机架内，油路孔细长，给加工、清洗油路带来困难，同时也使机架的外形结构更复杂，这种内置式油路结构，也同样存在上述的不足之处。

发明内容

本发明其目的在于：提供一种涡旋式空气压缩机，它能克服上述涡旋式空气压缩机的不足，达到增加本发明产品的空载运行功能，停机时，油气罐能自动进行卸载排气，防自转机构结构简单强度好，主机内部得到充分润滑冷却的目的，使本发明产品成本降低、使用寿命延长。

本发明的目的是通过以下途径来实现的：

一种涡旋式空气压缩机，包括机座、静涡盘、动涡盘、曲轴、第一轴承、第二轴承、第三轴承、轴承座、油封、油封端盖、大平衡块、小平衡块、吸气口、排气口、排气端盖，其特征在于：复合进气阀安装在吸气口上，防自转机构由防自转滑盘、动涡盘和机座组成，防自转滑盘安装在动涡盘和机座之间，润滑冷却系统的主回油路进入主机后分成支路a和支路b，支路a来的润滑油经过通孔a和通孔b后用来润滑冷却静涡盘和动涡盘，支路b来的润滑油分成小支路c和小支路d后分别用来润滑冷却曲轴两端的第一轴承、第二轴承和第三轴承。

所述的复合进气阀的上端为进气口，复合进气阀的下端为出气口，复合进气阀的下端安装在涡旋式空气压缩机的吸气口上，空气滤清器则安装在复合进气阀的上端；复合进气阀由上阀体、下阀体、活塞、弹簧和电磁阀组成，上阀体的上端为进气口，上阀体的中间为空腔，空腔内设有一个与活塞相配的台阶，上阀体一侧的内部设有曲拐形空气通道，曲拐形空气通道的一端与进气口相通，曲拐形空气通道的另一端与下阀体内相对应的T形空气通道相通，下阀体的下端为出气口，下阀体的中间设有一个活塞孔，活塞孔为盲孔，下阀体内的其他部分也为空腔，上阀体的进气口、下阀体的出气口及活塞孔三者的中心线重合，下阀体一侧的内部设有T形空气通道，T形空气通道分别与上阀体内相对应的曲拐形空气通道、活塞孔的下端、电磁阀相通，上阀体和下阀体通过螺钉连接，电磁阀通过螺纹与下阀体连接，蘑菇状的活塞中间从下往上为一个盲孔，活塞的上端可紧贴在上阀体内的台阶上，活塞的下端则伸入装了弹簧的活塞孔内，活塞的下端在活塞孔内可沿其中心线上下运动。

所述的防自转机构由防自转滑盘、动涡盘和机座组成，防自转滑盘安装在动涡盘和机座之间；防自转滑盘的四周由上下对称的矩形平面和左右对称的圆弧面组成，防自转滑盘的内孔则由左右对称的矩形平面和上下对称的圆弧面组成，防自转滑盘上下对称的矩形平面和其内孔左右对称的矩形平面相互垂直；动涡盘轮毂的两侧加工了左右对称的矩形平面，该矩形平面与防自转滑盘内孔左右对称矩形平面相互配合，使动涡盘轮毂只能在与矩形平面平行的方向上下运动；机座内靠动涡盘这一端加工了上下对称的矩形平面，该矩形平面与防自转滑盘上下对称矩形平面相互配合，使防自转滑盘只能在与矩形平面平行的方向左右运动，上述结构使动涡盘不能绕其轮毂的中心线旋转，确保动涡盘相对静涡盘的平移。

所述的润滑冷却系统的主回油路进入主机后分成支路a和支路b，支路a再分成的两小支路是静涡盘上处于同一压缩腔的通孔a和通孔b，支路a来的润滑油经过通孔a和通孔b后用于润滑冷却静涡盘和动涡盘，支路b经外置油路连接至轴承座12，支路b在此再分成小支路c和小支路d，经过小支路c来的润滑油用于润滑冷却第一轴承11，经过小支路d来的润滑油通过曲轴中心的长孔后，用于润滑冷却第二轴承36和第三轴承37；润滑冷却系统采用内置油路和外置油路结合，简单明了，主机内部得到充分润滑冷却，且内置油路短，便于加工、清洗。

综上所述，本发明的一种涡旋式空气压缩机与申请号为201120143080.8和201120143104.X的中国专利所述涡旋式空气压缩机相比，具有如下优点：由于吸气口上安装了复合进气阀，使机器增加了空载运行的功能，该涡旋式空气压缩机空载运行时，电磁阀断电，T形空气通道与电磁阀相通的这一条空气通道接通，油气罐内部的气体通过电磁阀回流到复合进气阀内的T形空气通道，气体在此分两条支路，流经活塞孔的一条支路顶住活塞,使活塞关闭，压缩腔内的空气不能从活塞处排出，流经曲拐形空气通道的另一条支路通过进气口从空气滤清器中卸放出来，可见，机器空载运行时，整个系统的内压达到动态平衡，有效地防止了停机时主机反转，如图4所示；该涡旋式空气压缩机停机时，油气罐内部的气体经复合进气阀继续向空气滤清器卸放，直至卸尽油气罐的内压。与安装普通的单向阀相比作业时减少了一道操作工序，也降低了使用成本。

本发明的一种涡旋式空气压缩机与申请号为201220128199.2的中国专利所述涡旋式空气压缩机的防动盘自转机构相比，零件少，结构简单，装卸方便，生产成本较低；本发明的一种涡旋式空气压缩机与申请号为200910209386.6的中国专利所述的涡旋式空气压缩机防自转结构采用十字滑环相比，一是防自转滑盘的强度好，使用过程中不易产生弯曲、变形，使用寿命更长；二是防自转滑盘的结构简单且加工工艺好，加工工序少，生产效率提高了60%，易于大批量生产。

本发明的一种涡旋式空气压缩机与图3所示现有涡旋式空气压缩机相比，其主机润滑冷却系统中，支路a分成的两小支路是静涡盘上处于同一压缩腔的通孔a和通孔b，主回油路来的润滑油经过这两个通孔均匀进入压缩腔，润滑冷却相互运动的静涡盘和动涡盘，润滑效果好，支路b喷出的是润滑油而不是如图3所示的通孔c和通孔d两小支路喷出的油气混合物，故能很有效地对第一轴承11、第二轴承36、第三轴承37进行润滑，且不会增加动涡盘背部的内压，能延长末端部位油封的使用寿命。本发明的一种涡旋式空气压缩机与申请号为201020215393.5的中国专利所述涡旋式空气压缩机的主机冷却润滑油油路结构相比，也同样存在上述的优势。本发明的一种涡旋式空气压缩机与申请号为201010523165.9和申请号为201210259934.8的中国专利所述涡旋式空气压缩机等较普遍使用的润滑冷却系统相比，本发明的润滑冷却系统采用内置油路和外置油路结合，简单明了，内置油路短，便于加工、清洗，主机内部得到充分润滑冷却。

附图说明

图1是普通进气阀的结构示意图，图1a是普通进气阀活塞开启时的结构示意图，图1b是普通进气阀活塞关闭时的结构示意图；

图2是采用十字滑环的防自转机构结构示意图，图2a是防自转机构的结构示意；图2b是动涡盘的背面结构示意图，图2c是十字滑环的结构示意图；

图3 是现有涡旋式空气压缩机主机润滑冷却系统的结构示意图；

图4是本发明采用的复合进气阀的结构示意图，图4a是复合进气阀活塞开启时的结构示意图，图4b是复合进气阀活塞关闭时的结构示意图；

图5是本发明采用的防自转滑盘的防自转机构结构示意图，图5a是防自转机构的结构示意图，图5b是动涡盘的背面结构示意图，图5c是防自转滑盘的结构示意图；

图6是本发明采用的润滑冷却系统的结构示意图；

图7是本发明实施例的结构示意图。

标号说明    1′活塞   2＇机座   3＇十字滑环   4＇动涡盘   5＇凸键a   6＇凸键b   7′凹槽a   8′凹槽b  9′静涡盘  10′轴承   11′轴承   12′轴承  13′油封  17′吸气口 28＇支路a   29＇通孔a   30＇通孔b   31＇通孔c   32＇通孔d   33＇支路b   34＇油路e   35＇主机   1活塞   2机座   3防自转滑盘   4动涡盘   5矩形平面a   6矩形平面b   7矩形平面aa   8矩形平面bb   9静涡盘   10曲轴   11轴承   12轴承座   13油封   14油封端盖   15大平衡块   16小平衡块   17吸气口   18排气口   19排气端盖   20复合进气阀   21上阀体   22下阀体   23弹簧   24电磁阀   25曲拐形空气通道   26 T形空气通道   27主回油路   28支路a   29通孔a   30通孔b   31支路b   32小支路c   33小支路d   34油气罐   35主机   36轴承   37轴承   38空气滤清器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。

如图4、5、6、7所示的一种涡旋式空气压缩机，包括机座2、静涡盘9、动涡盘4、曲轴10、第一轴承11、第二轴承36、第三轴承37、轴承座12、油封13、油封端盖14、大平衡块15、小平衡块16、吸气口17、排气口18、排气端盖19，其特征在于：复合进气阀20安装在吸气口17上，防自转机构由防自转滑盘3、动涡盘4和机座2组成，防自转滑盘3安装在动涡盘4和机座2之间，润滑冷却系统的主回油路27进入主机35后分成支路a28和支路b31，支路a28来的润滑油经通孔a29和通孔b30后用来润滑冷却静涡盘9和动涡盘4，支路b31来的润滑油在分成小支路c32和小支路d33后分别用来润滑冷却曲轴10两端的第一轴承11、第二轴承36和第三轴承37。

所述的复合进气阀20的上端为进气口，复合进气阀20的下端为出气口，复合进气阀20的下端安装在涡旋式空气压缩机的吸气口17上，空气滤清器38则安装在复合进气阀20的上端；复合进气阀20由上阀体21、下阀体22、活塞1、弹簧23和电磁阀24组成，见图4、图7，其中图4a为复合进气阀20的活塞1开启时的结构示意图，图4b为复合进气阀20的活塞1关闭时的结构示意图，图7为本实施例压缩机空载运行时的结构示意图；上阀体21的上端为进气口，上阀体21的中间为空腔，空腔内设有一个与活塞1相配的台阶，上阀体21一侧的内部设有曲拐形空气通道25，曲拐形空气通道25的一端与进气口相通，曲拐形空气通道25的另一端与下阀体22内相对应的T形空气通道26相通，下阀体22的下端为出气口，下阀体22的中间设有一个活塞孔，活塞孔为盲孔，下阀体22内的其他部分也为空腔，上阀体21的进气口、下阀体22的出气口及活塞孔三者的中心线重合，下阀体22一侧的内部设有T形空气通道26，T形空气通道26分别与上阀体21内相对应的曲拐形空气通道25、活塞孔的下端、电磁阀24相通，上阀体21和下阀体22通过螺钉连接，电磁阀24通过螺纹与下阀体22连接，蘑菇状的活塞1中间从下往上为一个盲孔，活塞1的上端可紧贴在上阀体21内的台阶上，活塞1的下端则伸入装了弹簧23的活塞孔内，活塞1的下端在活塞孔内可沿其中心线上下运动。该涡旋式空气压缩机工作时，电磁阀24通电，T形空气通道26与电磁阀24相通的这一条空气通道封闭，由于负压的作用，复合进气阀20的活塞1开启，如图4a,被空气滤清器38过滤后的空气经复合进气阀20吸入由动涡盘4和静涡盘9相互配合形成的压缩腔，随着动涡盘4相对静涡盘9的移动，压缩腔在相应移动的同时也改变其容积，从而完成吸气、压缩、排气的压缩空气过程，该涡旋式空气压缩机空载运行时，电磁阀24断电，T形空气通道26与电磁阀24相通的这一条空气通道接通，油气罐34内部的气体通过电磁阀24回流到复合进气阀20内的T形空气通道26，气体在此分两条支路，流经活塞孔的一条支路顶住活塞1,使活塞1关闭，压缩腔内的空气不能从活塞1处排出，流经曲拐形空气通道25的另一条支路通过进气口从空气滤清器38中卸放出来，可见，机器空载运行时，整个系统的内压达到动态平衡，有效地防止了停机时主机35反转，如图7所示，该涡旋式空气压缩机停机时，油气罐34内部的气体经复合进气阀20继续向空气滤清器38卸放，直至卸尽油气罐34的内压。

所述的防自转机构由防自转滑盘3、动涡盘4和机座2组成，见图5a、图5b和图5c，其中图5b为动涡盘4的背面结构示意图，图5c为防自转滑盘3的结构示意图，防自转滑盘3安装在动涡盘4和机座2之间；防自转滑盘3的四周由上下对称的矩形平面a5和左右对称的圆弧面组成，防自转滑盘3的内孔则由左右对称的矩形平面b6和上下对称的圆弧面组成，防自转滑盘3上下对称的矩形平面a5和其内孔左右对称的矩形平面b6相互垂直；动涡盘4轮毂的两侧加工了左右对称的矩形平面bb8，该矩形平面bb8与防自转滑盘3内孔左右对称的矩形平面b6相互配合，使动涡盘4的轮毂只能在与矩形平面平行的方向上下运动；机座2内靠动涡盘4这一端加工了上下对称的矩形平面aa7，该矩形平面aa7与防自转滑盘3上下对称的矩形平面a5相互配合，使防自转滑盘3只能在与矩形平面平行的方向左右运动，上述结构使动涡盘4不能绕其轮毂的中心线旋转，确保动涡盘4相对静涡盘9的平移。

所述的润滑冷却系统的主回油路27进入主机35后分成支路a28和支路b31，支路a28再分成的两小支路是静涡盘9上处于同一压缩腔的通孔a29和通孔b30，经过通孔a29和通孔b30来的润滑油用于润滑冷却静涡盘9和动涡盘4，支路b31经外置油路连接至轴承座12，支路b31在此再分成小支路c32和小支路d33，经小支路c32来的润滑油用于润滑冷却第一轴承11，经小支路d33来的润滑油通过曲轴10中心的长孔后，用于润滑冷却第二轴承36和第三轴承37，油路循环如图6所示；润滑冷却系统采用内置油路和外置油路结合，简单明了，主机35内部得到充分润滑冷却，且内置油路短，便于加工、清洗。

本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (3)

1. 一种涡旋式空气压缩机，包括机座（2）、静涡盘（9）、动涡盘（4）、曲轴（10）、第一轴承（11）、第二轴承（36）、第三轴承（37）、轴承座（12）、油封（13）、油封端盖（14）、大平衡块（15）、小平衡块（16）、吸气口（17）、排气口（18）、排气端盖（19），其特征在于：复合进气阀（20）安装在吸气口（17）上，防自转机构由防自转滑盘（3）、动涡盘（4）和机座（2）组成，防自转滑盘（3）安装在动涡盘（4）和机座（2）之间，润滑冷却系统的主回油路（27）进入主机（35）后分成支路a（28）和支路b（31），支路a（28）来的润滑油经通孔a（29）和通孔b（30）后用来润滑冷却静涡盘（9）和动涡盘（4），支路b（31）来的润滑油在分成小支路c（32）和小支路d（33）后分别用来润滑冷却曲轴（10）两端的第一轴承（11）、第二轴承（36）和第三轴承（37）；所述的复合进气阀（20）的上端为进气口，复合进气阀（20）的下端为出气口，复合进气阀（20）的下端安装在涡旋式空气压缩机的吸气口（17）上，空气滤清器（38）则安装在复合进气阀（20）的上端；所述的复合进气阀（20）由上阀体（21）、下阀体（22）、活塞（1）、弹簧（23）和电磁阀（24）组成；上阀体（21）的上端为进气口，上阀体（21）的中间为空腔，空腔内设有一个与活塞（1）相配的台阶，上阀体（21）一侧的内部设有曲拐形空气通道（25），曲拐形空气通道（25）的一端与进气口相通，曲拐形空气通道（25）的另一端与下阀体（22）内相对应的T形空气通道（26）相通，下阀体（22）的下端为出气口，下阀体（22）的中间设有一个活塞孔，活塞孔为盲孔，下阀体（22）内的其他部分也为空腔，上阀体（21）的进气口、下阀体（22）的出气口及活塞孔三者的中心线重合，下阀体（22）一侧的内部设有T形空气通道（26），T形空气通道（26）分别与上阀体（21）内相对应的曲拐形空气通道（25）、活塞孔的下端、电磁阀（24）相通，上阀体（21）和下阀体（22）通过螺钉连接，电磁阀（24）通过螺纹与下阀体（22）连接，蘑菇状的活塞（1）中间从下往上为一个盲孔，活塞（1）的上端紧贴在上阀体（21）内的台阶上，活塞（1）的下端则伸入装了弹簧（23）的活塞孔内，活塞（1）的下端在活塞孔内可沿活塞孔中心线上下运动。

2.根据权利要求1所述的一种涡旋式空气压缩机，其特征在于：防自转滑盘（3）的四周由上下对称的矩形平面a（5）和左右对称的圆弧面组成，防自转滑盘（3）的内孔则由左右对称的矩形平面b（6）和上下对称的圆弧面组成，防自转滑盘（3）上下对称的矩形平面a（5）和其内孔左右对称的矩形平面b（6）相互垂直；动涡盘轮毂的两侧加工了左右对称的矩形平面bb（8），该矩形平面bb（8）与防自转滑盘（3）内孔左右对称的矩形平面b（6）相互配合，使动涡盘轮毂只能在与矩形平面b（6）平行的方向上下运动；机座（2）内靠动涡盘（4）这一端加工了上下对称的矩形平面aa（7），该矩形平面aa（7）与防自转滑盘（3）上下对称的矩形平面a（5）相互配合，使防自转滑盘（3）只能在与矩形平面平行的方向左右运动。

3.根据权利要求1所述的一种涡旋式空气压缩机，其特征在于：支路a（28）再分成的两小支路是静涡盘（9）上处于同一压缩腔的通孔a（29）和通孔b（30），经过通孔a（29）和通孔b（30）来的润滑油用于润滑冷却静涡盘（9）和动涡盘（4），支路b（31）经外置油路连接至轴承座（12），支路b（31）在此再分成小支路c（32）和小支路d（33），经小支路c（32）来的润滑油用于润滑冷却第一轴承（11），经小支路d（33）来的润滑油通过曲轴（10）中心的长孔后，用于润滑冷却第二轴承（36）和第三轴承（37）。