CN104131976A - 一种旋转式空压机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种旋转式空压机，包括转子、壳体、进气口、出气口，转子与壳体之间具有可对空气进行压缩的壳体腔，转子偏心设置在壳体腔内，转子的一侧与壳体腔下侧之间具有气密接触部，所述进气口、出气口分别设置在该气密接触部两侧，壳体腔两端设置有端部密封装置；转子设置有转子槽，转子槽中设置有可在其中往复运动的舌片装置，该舌片装置的舌片端部始终与壳体的壳体腔内壁气密接触，并可在转子转动过程中，对壳体腔内的气体进行压缩。空压机工作时，由于转子偏心设置，其一侧与壳体腔气密接触，在转子旋转时，舌片装置在转子槽中往复运动，从而将壳体腔中密闭的气体压缩，由出气口将高压气体排出，同时进气口吸入气体，循环往复运动，达到获取压缩空气的目的。

Description

一种旋转式空压机

技术领域

本发明涉及一种空气压缩装置，具体是一种旋转工作输出压缩气体的空压机。

背景技术

目前的空气压缩机，大多都是由电机驱动活塞往复运动，利用进气门吸入空气，活塞往返运动从而产生高压的气体，利用设置排气门排出高压气体。气缸活塞具有较为复杂的结构，其有效工作行程比较短，工作效率比较低。由于工作过程中，活塞要克服惯性往复循环运动，活塞的运动方向频繁变化，因而具有较大的冲击，会在工作时产生较大的噪音，而且采用进气门进气时，也会产生噪音。

公开的采用旋转驱动的空气压缩机，旋转舌片驱动结构复杂，运动可靠性不高，且由于舌片伸缩需要一个较大的空间，在舌片伸缩过程中不会进行有效的输出，且伸缩过程中由于存在高压气体，会产生很大的气体冲击噪音。

由上述分析可知，现有的往复运动活塞式空压机及旋转舌片式空压机都存在结构复杂、工作效率不高、工作噪音大等缺点。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种旋转式空压机，不同于传统空气压缩机，该机采用偏心设置的转子带动舌片旋转来产生高压气体，舌片在转子旋转过程中，会在弹性装置作用下自动伸缩，整个工作过程中均会产生压缩空气，没有无效工作环节，且在压缩输出高压空气过程中，高压空气会被完全排出，不会产生高、低压转换过程的气体冲击噪音，因而具有噪音小、耗能低、工作效率高、工作稳定、结构简单的特点。

本发明解决上述技术问题的技术方案为，一种旋转式空压机，包括转子、壳体、进气口、出气口，转子与壳体之间具有可对空气进行压缩的壳体腔，转子偏心设置在壳体腔内，转子的一侧与壳体腔下侧之间具有气密接触部，所述进气口、出气口分别设置在该气密接触部两侧，壳体腔两端设置有端部密封装置；转子设置有转子槽，转子槽中设置有可在其中往复运动的舌片装置，该舌片装置的舌片端部始终与壳体的壳体腔内壁气密接触，并可在转子转动过程中，对壳体腔内的气体进行压缩。空压机工作时，转子的转子轴输入动力，驱动转子旋转，由于转子偏心设置，其一侧与壳体腔气密接触，在转子旋转时，舌片装置在转子槽中往复运动，从而将壳体腔中密闭的气体压缩，由出气口将高压气体排出，同时进气口吸入气体，循环往复运动，达到获取压缩空气的目的。

进一步地，为了保持转子与壳体腔下部之间的气密接触，壳体腔下侧具有密封塞槽，该密封塞槽中设置有密封塞，转子与密封塞之间气密接触。通过该密封塞的作用，保证转子始终与密封塞接触，保证了密封效果。

另外，密封塞两端设置有将密封塞保持与转子接触的密封塞保持装置，该密封塞保持装置可以为保持弹簧，所述密封塞保持装置一端抵靠密封塞上，另一端抵靠在密封塞室底部，使得密封塞可上下移动，在密封塞上设置有密封塞密封环，可以使得与密封塞接触的左、右端盖以及密封塞槽具有良好的密封效果。通过该密封塞保持装置，密封塞可以始终以一定压力与转子保持接触，因而在密封塞或转子磨损后，该磨损也能得到补偿，气密接触的效果会得到很好的保证；密封塞密封环的设置，既保证了壳体腔的密封效果，同时防止密封塞室的润滑油大量漏入壳体腔，仅允许密封塞上有少量的润滑油带入壳体腔，以保证整个装置运转灵活，同时避免产生的压缩气体中含有大量油。

进一步地，所述转子槽径向上贯穿转子的圆周，所述舌片装置包括第一舌片和第二舌片，第一舌片和第二舌片与壳体腔内部接触部位设置有舌片端部密封，第一舌片与第二舌片之间设置有保持两舌片胀开并与壳体腔内壁气密接触的舌片弹性装置。舌片端部密封装置可以采取与两个舌片分体设置的方式，在舌片端部密封装置磨损后，方便更换。舌片弹性装置的设置，可以确保两个舌片始终向外胀开，抵靠在壳体腔的内壁上。进一步地，所述第一舌片和第二舌片分别在其侧面设置有可与转子槽以及端盖之间气密接触的舌片第一侧面密封以及舌片第二侧面密封，所述两舌片内分别设置有抵靠在舌片上以保持舌片第一侧面密封、舌片第二侧面密封与转子槽、端盖内壁保持气密接触的第一侧面密封弹性装置和第二侧面密封弹性装置。

进一步地，所述壳体腔内壁局部设置有与进气口相通的进气槽，该进气槽的最高点基本与转子中心高度一致。

进一步地，所述壳体腔两端的端部密封装置包括端部密封压片，端部密封压片上设置有插入转子端部密封槽的回形密封凸起，所述端部密封压片与转子的两端部保持气密接触。

进一步地，所述端部密封压片与端盖之间设置有保持端部密封压片与转子的两端部气密接触的压紧弹簧，所述端部密封压片整体或局部容置在端盖的凹腔内，在端部密封压片与端盖之间形成润滑油腔，在端部密封压片的周向还设置有压片密封环，使得所述端部密封压片与端盖之间保持气密接触。

进一步地，所述第一舌片和第二舌片两端分别具有端部密封转轴，所述舌片端部密封装置活动设置于第一舌片和第二舌片的两端，舌片端部密封装置设置有与所述端部密封转轴相匹配的槽孔，使得舌片端面密封装置可以绕该端面密封转轴进行摆转运动。

进一步地，所述舌片端面密封装置具有与壳体腔内腔匹配的端部密封弧面。

另外，在端盖与转子、转子的端部密封压片之间的润滑油腔中盛装有润滑油，在转子的中心部位位于转子槽的两侧具有被舌片装置密闭的舌片润滑腔，转子的两端具有与所述舌片润滑腔相通的润滑油孔，润滑油腔中的润滑油可以通过该润滑油孔进入到舌片润滑腔中。

本发明的有益效果为，该空压机转子采用偏心设置的方式，转子带动舌片旋转来产生高压气体，在转子旋转过程中，转子上的舌片会在弹性装置作用下自动伸缩，整个工作过程中均会产生压缩空气，没有无效工作环节。通过密封塞及密封塞保持装置的作用，密封塞可以始终以一定压力与转子保持接触，因而在密封塞或转子磨损后，该磨损也能得到补偿，气密接触的效果会得到很好的保证，保证了密封效果。同时通过舌片侧面密封以及舌片端部密封、转子两侧的端部密封压片、密封塞上设置的密封塞密封环，保证了壳体腔的密封效果，且能够保证高压腔和低压腔的有效分割开，使得高压气体和低压气体不会混气，能够保证压缩空气的输出。而且整个装置的密封装置，均设置有压力保持装置或压紧弹簧，在密封部位小量磨损后，可以得到补偿。而且在压缩输出高压空气过程中，高压空气会被完全排出，不会产生高、低压转换过程的气体冲击噪音，因而具有噪音小、耗能低、工作效率高、工作稳定、结构简单的特点。

附图说明

图1为本发明一种空压机的主视图。

图1a为图1中B部局部放大图。

图1b为图1中C部局部放大图。

图2为图1的A-A剖视图。

图2a为转子由一端部方向观察的视图。

图2b为图2转子轴D向局部视图。

图2c为图2转子轴E向局部视图。

图3为本发明舌片处于另一工作位置的工作示意图。

图4为壳体的剖视图。

图4a为图4的F-F剖视图。

图5为图4的右视剖视图。

图6为舌片装置的主视图。

图7为图6的侧视图。

图8为本发明空压机另一实施例的示意图。

附图标记说明：

1转子，11转子槽，12转子端部密封槽，13转子轴，14润滑油孔，141舌片润滑腔，15动力输入端，16传动连接端。

2舌片装置，21第一舌片，22第二舌片，23舌片弹性装置，231导向孔，24舌片端部密封装置，241端部密封转轴，242端部密封弧面，25舌片第一侧面密封，251第一侧面密封弹性装置，26舌片第二侧面密封，261第二侧面密封弹性装置。

3壳体，31壳体腔，32出气口，33进气口，331进气槽，34密封塞槽，35端盖，351润滑油加注观察孔，36吊环，37密封塞室，38支脚，381支脚孔。

4端部密封压片，41回形密封凸起，42压紧弹簧定位部，43压紧弹簧，44压片密封环。

5密封塞，51密封塞密封环，52密封塞保持装置。

具体实施方式

如图1、2、8所示，为该旋转式空压机的两种不同实施例的图，该空压机包括转子1、壳体3、进气口33、出气口32，转子1与壳体3之间具有可对空气进行压缩的壳体腔31，转子1偏心设置在壳体腔31内，转子1的一侧与壳体腔31下侧之间具有气密接触部位，该进气口33、出气口32分别设置在该气密接触部两侧，壳体腔31两端设置有端部密封装置；转子1设置有转子槽11，转子槽11中设置有可在其中往复运动的舌片装置2，该舌片装置2的舌片端部始终与壳体3的壳体腔31内壁气密接触，并可在转子1转动过程中，对壳体腔31内的气体进行压缩。

如图2b、2c所示，空压机工作时，转子1的转子轴13的动力输入端15输入动力，动力的输入方式，可以采用动力输入端15与减速机的输出轴通过联轴器相连，或者在动力输入端15上通过花键或键设置动力输入齿轮或皮带轮，动力输入端15还可以直接和伺服电机的输出轴通过联轴器相连进行动力传动。本发明动力输入端采用花键形式。且在转子与动力输入轴15相对的一侧设置有传动连接端16，该传动连接端16可以与动力输入端15相配合进行动力传动。从而在需要较大供气量的情况下，可以直接通过多个本发明的空压机并联联机工作的方式，产生大量的压缩气体。转子1在壳体腔31内采用偏心设置方式，其一侧与壳体腔31气密接触，在转子1旋转时，舌片装置2在转子槽11中往复运动，可对壳体腔31中密闭的气体进行压缩，并由出气口32将高压气体排出，出气口32可以通过单向阀与压缩空气罐相连，或直接与用气装置相连。在输出压缩气体的同时，进气口33吸入气体，循环往复运动，达到获取压缩空气的目的。

在图1、2、8示出的两个实施例中，为了保持转子1与壳体腔31下部之间的气密接触，壳体腔31下侧具有与转子1长度相等的密封塞槽34，该密封塞槽34中设置有密封塞5，转子1与密封塞5之间气密接触。当然，也可以不设置密封塞5，而是转子1下侧直接与壳体腔31的内壁气密接触，为了保证密封效果以及磨损件更换方便，在接触部位可以如图8所示设置密封垫，密封垫磨损后直接更换即可。

如图1、2、4、4a所示，密封塞室37通过连接螺钉设置在壳体3及端盖35的下部，并包围密封塞槽34，在密封塞室37与壳体3及端盖35的连接部位均设置有密封环或密封垫，从而可以使得密封塞室37密封连接在壳体3及端盖35的下部，密封塞5相对与转子1密封接触的一侧设置有将密封塞5保持与转子1接触的密封塞保持装置52，该实施例中，密封塞保持装置52为保持弹簧，该保持弹簧一端抵靠密封塞5上，另一端抵靠在密封塞室37底部，从而在弹簧的作用下，密封塞5在密封塞槽34内上下移动，以使得密封塞5与转子1保持紧密接触。通过该密封塞保持装置52，密封塞可以始终以一定压力与转子1保持接触，因而在密封塞5或转子1磨损后，该磨损也能得到补偿，气密接触的效果会得到很好的保证。

为了保证密封塞5上下移动时的密封塞槽34的密封效果。在密封塞5上设置有密封塞密封环51，可以使得与密封塞接触的左、右两端盖35以及密封塞槽34具有良好的密封效果，当然，也可以不在密封塞5上设置密封环，而在与密封塞5接触的左、右端盖以及密封塞槽34的接触部位设置密封环，也能实现很好的密封效果。在密封塞室37内盛装有润滑油，以对压缩机的运动部件进行润滑，尤其是密封塞5。密封塞密封环51的设置，既保证了壳体腔31的密封效果，同时不会使得过量的润滑油进入工作的壳体腔31，仅允许少量的润滑油带入壳体腔，以保证整个装置运转灵活，避免产生的压缩气体中含有大量润滑油。

如图1、图1a、图2所示，转子槽11径向上贯穿转子1的圆周，舌片装置2包括第一舌片21和第二舌片22，第一舌片21和第二舌片22与壳体腔31内部接触部位设置有舌片端部密封24，舌片端部密封装置24采取与两个舌片21、22分体设置的方式，第一舌片21和第二舌片22以插接的方式进行设置，第一舌片21具有槽孔，第二舌片22上设置可插入上述槽孔的插块，第一舌片21和第二舌片22之间可进行相对彼此的往返运动，在第一舌片21与第二舌片22之间设置有保持两舌片胀开并与壳体腔31内壁气密接触的舌片弹性装置23，该舌片弹性装置23为弹簧，其一端抵靠在第一舌片21的槽中，另一端容置于第二舌片22的导向孔231中，从而可以确保两个舌片始终向外胀开，抵靠在壳体腔31的内壁上。

如图1、图1b所示，舌片端部密封装置24为活动设置于第一舌片21和第二舌片22的两端，第一舌片21和第二舌片22两端分别具有端部密封转轴241，舌片端部密封装置24设置有与该端部密封转轴241相匹配的槽孔，使得舌片端面密封装置24可以绕该端面密封转轴241进行摆转运动，该舌片端面密封装置24具有与壳体腔31内腔匹配的端部密封弧面242，因而在整个运转过程中，舌片端面密封装置24的端部密封弧面242始终与壳体腔31的内壁保持贴合，具有较好的气密性，可以保证对气体进行压缩。而且在舌片端部密封装置24磨损后，可以直接将该端面密封装置24由端面密封转轴241上取下，进行更换

如图1、1a、2a所示，，为了实现对舌片装置2的运动部件以及轴承等部件的润滑，在端盖35与转子1、转子1的端部密封压片4之间还具有润滑油腔，在该腔中盛装适量的润滑油，在转子1的中心部位位于转子槽11的两侧具有被舌片装置密闭的舌片润滑腔141，转子1的两端具有与上述舌片润滑腔141相通的润滑油孔14，转子旋转过程中，润滑油腔内的润滑油由该润滑油孔14可自由进出舌片润滑腔141，对舌片装置2的往复运动进行润滑，且由于润滑油孔14连通润滑油腔和舌片润滑腔，故不会由于舌片装置2的伸缩运动产生的转子槽11内空腔体积的变化而产生负压，不会对舌片装置2的伸缩运动产生阻碍。同时，润滑油腔内的润滑油还会对两端转子轴的轴承起到润滑作用。在端盖35上设置有润滑油加注观察孔351，以方便在润滑油不足时及时添加。

如图8所示，转子槽11也可在径向上不贯穿转子1的圆周，舌片装置2仅具有一个舌片，该舌片置于转子槽11中，在槽底部设置有可保持舌片向外伸出的舌片弹性装置23(本实施例中为弹簧)以及导向孔。

如图1、1a、2、6、7所示，该第一舌片21和第二舌片22分别在其四个侧面设置有可与转子槽11之间以及与端盖35之间气密接触的舌片第一侧面密封25以及舌片第二侧面密封26，两舌片内分别设置有抵靠在舌片21、22上以保持舌片第一侧面密封25、舌片第二侧面密封26与转子槽11及端盖35内壁保持气密接触的第一侧面密封弹性装置251和第二侧面密封弹性装置261，该两侧面密封弹性装置251、261可以为弹簧、具有较大弹力的橡胶柱，本实施例中为弹簧，舌片21、22在转子槽11中往复运动，通过该两侧面密封弹性装置251、261可以保证即使舌片两侧面密封25磨损也能得到补偿，从而使得图1所示的壳体腔31的两侧腔室能够气密性隔开，避免高压气体漏入低压腔内。

如图3所示，为空压机的舌片按照图1所示旋转方向转动到另一工作位置示意图。在图3所示的工作位置，壳体腔31被舌片21、22隔开的上部腔室体积最大，为了保证空压机的有效工作量，在壳体腔31内壁上设置有与进气口33相通的进气槽331，该进气槽331的最高点基本与转子1中心高度一致，即为如图3所示位置，在该位置，可保证空压机吸入供一次压缩的气体量最大，从而能够保证空压机高效稳定的运行。在图8所示处的实施例中，不需要设置进气槽331，只需要设置进气口33即可。

如图2所示，壳体腔31两端的端部密封装置包括端部密封压片4，端部密封压片4上设置有插入转子端部密封槽12的回形密封凸起41，端部密封压片4与左、右端盖35相对侧设置有多个压紧弹簧定位部42，在上述压紧弹簧定位部42与端盖35相应部位之间设置有压紧弹簧43，该压紧弹簧43可确保端部密封压片4以一定压力保持与转子1的端部接触，确保端部密封压片4与转子1两端部保持气密接触。端部密封压片4整体或局部容置在端盖35的凹腔内，在端部密封压片4与端盖35之间形成润滑油腔，在端部密封压片4的周向还设置有压片密封环44，从而使得端部密封压片4与端盖35之间气密密封，避免端部密封压片4与端盖35之间的润滑油腔中的润滑油漏入壳体腔31内，同时也防止壳体腔31内的高压空气泄漏。端盖35通过螺钉连接在壳体3上，转子轴13可以与转子1一体制造，也可以通过焊接等与转子1连接在一起，在转子轴13两端设置有轴承，在轴承的外端连接有轴承密封端盖。运转过程中，转子1在壳体3的壳体腔31中与舌片装置2一起旋转，端部密封压片4保持静止状态，在端部密封压片4磨损的情况下，压紧弹簧43可保持该端部密封压片4与转子1的密封，从而防止漏气及串气。

另外，该空压机的进气口33可以通过管道与气源处理装置连接，通过气源处理装置，可以对进气中的灰尘进行过滤，并对气体进行干燥处理，保证进气的清洁，出气口32可以连接有气油分离器，将压缩空气中的油气进行分离，以保证气体清洁。

另外，壳体3下部设置有支脚38，支脚38上可以设置支脚孔381，以减轻整个装置的重量，并方便进气口33以及出气口32连接管路。在壳体3顶部设置有吊装用吊环36。

本发明中的密封片、端部密封、侧面密封等部件均采用耐油的橡胶材料，优选采用聚四氟乙烯。各端面连接件之间均设置有密封垫或密封圈。

该发明中所说的气密接触、气密密封，是指相互接触的部件，在静止或运转状态下，都能够保证接触处具有一定压力的气体不泄漏。

Claims (10)

1.一种旋转式空压机，包括转子(1)、壳体(3)、进气口(33)、出气口(32)，转子(1)与壳体(3)之间具有可对空气进行压缩的壳体腔(31)，其特征在于，

转子(1)偏心设置在壳体腔(31)内，转子(1)的一侧与壳体腔(31)下侧之间具有气密接触部，所述进气口(33)、出气口(32)分别设置在该气密接触部两侧，壳体腔(31)两端设置有端部密封装置；

转子(1)设置有转子槽(11)，转子槽(11)中设置有可在其中往复运动的舌片装置(2)，该舌片装置(2)的舌片端部始终与壳体(3)的壳体腔(31)内壁气密接触，并可在转子(1)转动过程中，对壳体腔(31)内的气体进行压缩。

2.根据权利要求1所述的旋转式空压机，其特征在于，壳体腔(31)下侧具有密封塞槽(34)，该密封塞槽(34)中设置有密封塞(5)，转子(1)与密封塞(5)之间气密接触。

3.根据权利要求2所述的旋转式空压机，其特征在于，密封塞(5)两端设置有将密封塞(5)保持与转子(1)接触的密封塞保持装置(52)，所述密封塞保持装置(52)一端抵靠密封塞(5)上，另一端抵靠在密封塞室(37)底部，使得密封塞(5)可上下移动，在密封塞(5)上设置有密封塞密封环(51)。

4.根据权利要求1-3任一所述的旋转式空压机，其特征在于，所述转子槽(11)径向上贯穿转子(1)的圆周，所述舌片装置(2)包括第一舌片(21)和第二舌片(22)，第一舌片(21)和第二舌片(22)与壳体腔(31)内部接触部位设置有舌片端部密封(24)，第一舌片(21)与第二舌片(22)之间设置有保持两舌片胀开并与壳体腔(31)内壁气密接触的舌片弹性装置(23)。

5.根据权利要求4所述的旋转式空压机，其特征在于，所述第一舌片(21)和第二舌片(22)分别在其侧面设置有可与转子槽(11)以及端盖(35)之间气密接触的舌片第一侧面密封(25)以及舌片第二侧面密封(26)，所述两舌片内分别设置有抵靠在舌片上以保持舌片第一侧面密封(25)、舌片第二侧面密封(26)与转子槽(11)及端盖(35)内壁保持气密接触的第一侧面密封弹性装置(251)和第二侧面密封弹性装置(261)。

6.根据权利要求4所述的旋转式空压机，其特征在于，所述壳体腔(31)内壁局部设置有与进气口(33)相通的进气槽(331)，该进气槽(331)的最高点基本与转子(1)中心高度一致。

7.根据权利要求4所述的旋转式空压机，其特征在于，所述壳体腔(31)两端的端部密封装置包括端部密封压片(4)，端部密封压片(4)上设置有插入转子端部密封槽(12)的回形密封凸起(41)，所述端部密封压片(4)与转子(1)的两端部保持气密接触。

8.根据权利要求7所述的旋转式空压机，其特征在于，所述端部密封压片(4)与端盖(35)之间设置有保持端部密封压片(4)与转子(1)的两端部气密接触的压紧弹簧(43)，所述端部密封压片(4)整体或局部容置在端盖(35)的凹腔内，在端部密封压片(4)与端盖(35)之间形成润滑油腔，在端部密封压片(4)的周向设置有使得所述端部密封压片(4)与端盖(35)之间保持气密接触的压片密封环(44)。

9.根据权利要求4所述的旋转式空压机，其特征在于，所述第一舌片(21)和第二舌片(22)两端分别具有端部密封转轴(241)，所述舌片端部密封装置(24)活动设置于第一舌片(21)和第二舌片(22)的两端，舌片端部密封装置(24)设置有与所述端部密封转轴(241)相匹配的槽孔，使得舌片端面密封装置(24)可以绕所述端面密封转轴(241)进行摆转运动，所述舌片端面密封装置(24)具有与壳体腔(31)内腔匹配的端部密封弧面(242)。

10.根据权利要求8所述的旋转式空压机，其特征在于，在端盖(35)与转子(1)、转子的端部密封压片(4)之间的润滑油腔中盛装有润滑油，在转子(1)的中心部位位于转子槽(11)的两侧具有被舌片装置(2)密闭的舌片润滑腔(141)，转子(1)的两端具有与所述转子润滑腔(141)相通的润滑油孔(14)。