CN104314808B - 一种球形压缩机防卡死动力机构 - Google Patents
一种球形压缩机防卡死动力机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种球形压缩机防卡死动力机构，在缸体(8)与缸体座(9)之间设置有由动力柄(10)、轨迹限位面(24)构成的转盘同步动力机构，动力柄(10)是两端对称的哑铃型结构，动力柄(10)固定在转盘轴(203)上随同转盘(2)回转运动，使转盘(2)在转动到转盘轴线与活塞轴线重合位置时，主轴(4)转动驱动转盘(2),转盘同步动力机构能够产生使转盘(2)继续绕自身轴线旋转的动力,使转子继续旋转并越过死点；在转盘上设置有背压支撑，减少了由于工作高压使转盘球面对缸体球面产生的局部不平衡压力，使机构运转更加平稳可靠，从而彻底解决球形压缩机转子卡死问题。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种球形压缩机防卡死动力机构。
背景技术
球形压缩机技术是近年来发展起来的一门新学科，与现有的压缩机结构及原理完全不同，是通过主轴的旋转带动设置在球形内腔中的活塞和转盘产生相对运动，在空间形成一对或者多对容积不断变化的工作室来产生压缩和膨胀的，其优点是无进/排气阀、运动件少、振动小、机械效率高、密封可靠等，特别是在微型压缩机领域、高压缩比泵类机械方面优势更加明显。目前球形压缩机技术在国内外已经取得了多个专利。但是当主轴旋转到转盘轴线与活塞轴线重合时会产生机构运动的死点，容易导致机构卡死无法转动，特别是对于结构尺寸小、润滑不良、高压比的工况下，卡滞现象更加明显。
中国专利号201310100697.5和201410100390.X，专利名称分别是《一种用于球形压缩机的转盘旋转同步机构》和《一种球形压缩机转子防卡死机构》，分别就球形压缩机转子在死点卡滞的问题从根本上给出了解决方案，但《一种用于球形压缩机的转盘旋转同步机构》专利在实施过程中，由于转盘同步机构设置在转盘球面与缸体内球面之间，凹形滑道在相互配合的球面上使密封面积减小，甚至成为工作室间气体泄漏通道，使得球形压缩机面密封优势降低，从而使球形压缩机不能适应微型结构在高压的工况下工作，效率降低；《一种球形压缩机转子防卡死机构》在实施过程中，导向销在凹形滑道中滑动，必须要导向销与凹形滑道的良好配合，导向销受凹形滑道的约束，凹形滑道分布在转盘转动过程中导向套在所对应的缸体座球面或者缸体下球面的滑动轨迹上，凹形滑道加工复杂，凹形滑道和导向销磨损严重，造成早期失效，而且会由于加工误差或者运动过程中的位置偏移导致导向销在凹形滑道中卡滞，形成新的卡滞点。同时，由于活塞与转盘相对运动过程形成的高压容积，使转盘球面对缸体球面产生局部压力，压缩机的输出压力越高，转盘对缸体产生的不平衡压力就越大，这种不平衡局部压力使得转盘与缸体的摩擦力变大，导致转盘和缸体异常磨损，也容易使转子运动卡滞。
发明内容
本发明的目的就是设计一种球形压缩机防卡死动力机构，使转盘在转动到转盘轴线与活塞轴线重合位置时即机构死点位置时，主轴转动驱动转盘,转盘同步动力机构能够产生使转盘继续绕自身轴线旋转的动力,使转子继续旋转并越过死点,同时通过改进设计，使转盘球面与缸体球面由于压缩机工作产生的局部不平衡压力减小，从而彻底解决球形压缩机转子卡死问题。
本发明的技术方案是，一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：在缸体和主轴支架之间固定连接缸体座，缸体座与主轴配合部分设置有缸体座衬套，转盘轴穿过缸体轴孔和缸体座轴孔其端部插入主轴的偏心轴孔；在缸体与缸体座之间设置有由动力柄、轨迹限位面构成的转盘同步动力机构，动力柄是两端对称的哑铃型结构，动力柄固定在转盘轴上随同转盘回转运动，回转过程中动力柄两端与缸体座相接触的运动轨迹面构成轨迹限位面；在缸体的内球面上与转盘球面运动过程中始终接触或者贴合的部位设置有背压凹槽，在缸盖、缸体上设置有相互连通的背压气道，缸盖上的背压气道连通缸盖上的排气通道，缸体上的背压气道连通背压凹槽，排气通道中高压气体或者液体通过背压气道进入背压凹槽中，在转盘球面上形成背压支撑；
所述动力柄的中间设置有安装孔，动力柄通过安装孔固定在转盘轴上相应的安装台阶上，动力柄的两端固定连接有圆弧形的滑靴，动力柄回转运动时滑靴贴合轨迹限位面滑动；滑靴材料为PEEK；
所述动力柄的中间设置有安装孔，动力柄通过安装孔固定在转盘轴上相应的安装台阶上，动力柄的两端固定连接有圆弧形的滑靴，动力柄回转运动时滑靴贴合轨迹限位面滑动；滑靴材料为铜；
所述动力柄的中间设置有安装孔，动力柄通过安装孔固定在转盘轴上相应的安装台阶上，动力柄的两端安装有滑轮，滑轮贴合轨迹限位面转动；
所述动力柄的中间设置有安装孔，动力柄通过安装孔固定在转盘轴上相应的安装台阶上，动力柄的两端为圆弧形结构；在与动力柄两端相接触的轨迹限位面上设置有PEEK材料做成的镶块；镶块设置在动力柄转动到机构的死点位置附近时动力柄两端与轨迹限位面接触的行程范围；
所述动力柄的中间设置有安装孔，动力柄通过安装孔固定在转盘轴上相应的安装台阶上，动力柄的两端为圆弧形结构；在与动力柄两端相接触的轨迹限位面上设置有铜材料做成的镶块；镶块设置在动力柄转动到机构的死点位置附近时动力柄两端与轨迹限位面接触的行程范围；
在转盘上与转盘轴连接的部位设置有转盘轴安装孔，转盘轴与转盘连接的一端的形状是与之相配的安装端，转盘轴的安装端插入转盘轴安装孔后周向固定；动力柄设置在转盘轴的中部，与转盘轴做成一个整体零件；转盘轴的另一端为圆形的轴端，插入主轴的偏心轴孔中；
在动力柄的两端设置有磁性材料，在轨迹限位面上设置有磁性镶块，轨迹限位面上的磁性镶块与动力柄上的磁性材料之间有一定的间隙，相对的面磁极相同；磁性镶块设置在动力柄转动到机构的死点位置附近时动力柄两端与轨迹限位面接近的行程范围；
轨迹限位面是转盘转动过程中动力柄的两端各自与缸体座接触的全轨迹；
轨迹限位面是转盘转动过程中动力柄的两端各自与缸体座接触的部分轨迹，转盘在转动到转盘轴线与活塞轴线重合位置时即压缩机转子死点位置附近时，该部分轨迹能与动力柄两端相接触；
在转盘上设置背压支撑的第一种方式是：背压凹槽是局部凹槽，也可以是转盘转动周期上的连续的环形凹槽；
在转盘上设置背压支撑的第二种方式是：在缸盖、缸体及缸体座上设置有连通的背压气道，缸盖上的背压气道连接排气孔，缸体座上的背压气道的出口在形成动力柄绕转盘轴的回转空间的缸体座内表面上，排气孔排出的高压气体或者液体依次经过缸盖、缸体及缸体座的背压气道进入动力柄的回转空间中，在转盘下部形成背压支撑；在缸体座、缸体及缸盖上还设有相互连通的气体回流通道，气体回流通道的进口设置在缸体座上的形成动力柄回转空间的缸体座内表面上，气体回流通道的出口连通排气孔；
第一种背压支撑方式中，在缸体及缸体座上设置连通的进气导入通道，进气导入通道的进口设置在缸体外侧壁，进气导入通道出口连通在动力柄的回转空间；在缸体座、缸体、缸盖上设置有依次连通的进气回流通道，进气回流通道的出口连接压缩机的进气孔，进气回流通道的进口连通动力柄的回转体空间；缸体座上的进气导入通道和进气回流通道连通到主轴与缸体座衬套配合的轴承部位和主轴支架与主轴配合的轴承部位，形成对压缩机的润滑和冷却通道。
本发明的优点是：
(1)从根本上解决了球形压缩机机构运动的死点问题；
(2)相对于专利《一种用于球形压缩机的转盘旋转同步机构》，不会造成球形腔内的压力泄漏，有利于密封，从而可以适用于小微型压缩机和高压力的场合，压缩机工作效率提高；
(3)相对于专利《一种球形压缩机转子防卡死机构》，在相同排量压缩机结构中，由于滑靴或者滑轮从结构尺寸上比导向销大，与轨迹限位面的接触面大，所以承载力大；滑轮的滑动摩擦小，运动灵活；滑靴的材料使用耐磨损有自润滑功能的PEEK材料或者铜，滑动导向效果好、使用寿命长。同时，这种转盘动力同步机构加工难度低、使用可靠；
(4)由于在转盘球面上形成了背压支撑，减少了由于工质高压使转盘球面对缸体球面产生的局部不平衡压力，摩擦力减小，使机构运转更加平稳可靠，防止机构卡死；
(5)使机构获得良好的冷却剂润滑效果，提高效率，减小了摩擦力，防止机构卡死。
附图说明
图1：本发明实施例压缩机结构示意图；
图2：图1所示压缩机结构剖面图；
图3：活塞结构示意图；
图4：转盘结构示意图；
图5：缸盖结构底面视图；
图6：缸盖结构顶面视图；
图7:缸体结构示意图；
图8：缸体座结构示意图；
图9：图8所示缸体座结构剖面图；
图10：主轴结构示意图；
图11：图10所示主轴结构剖面图；
图12：两端为滑靴形式的动力柄结构图；
图13：两端带滑轮的动力柄结构图；
图14：两端为光滑圆弧的动力柄结构图；
图15：与转盘轴为一体式的整体动力柄结构图；
图16：活塞与活塞轴为一体式的活塞结构图；
图17：转盘轴独立的转盘结构图；
图18：动力柄与轨迹限位面接触时转盘受力图；
图19：带有镶块的缸体座结构示意图。
图中：1-活塞；2-转盘；3-中心销；4-主轴；5-活塞轴；6-缸盖；7-主轴支架；8-缸体；9-缸体座；10-动力柄；11-调整垫；12-转盘轴套；13-缸体座衬套；14-支架衬套；15进口接头；16-出口接头；17-镶块；18-滑靴；19-滑轮；20-活塞轴衬套；21-定位销；22-密封圈；23连接螺钉；24-轨迹限位面；25-螺纹封头。
101-进排气口；102-活塞轴孔；103-活塞销孔；104活塞销座；201-转盘销座；202-转盘销孔；203-转盘轴；401-偏心轴孔；402-平衡块；601进气通道；602-排气通道；603-缸盖端轴孔；604-进气孔；605-排气孔；801-缸体轴孔；901-缸体座轴孔；1000-V1工作室；1001-V2工作室。
具体实施方式
如图1、图2所示，球形压缩机包括活塞1、转盘2、中心销3、主轴4、缸盖6、缸体8、缸体座9和主轴支架7，缸盖6、缸体8、缸体座9、主轴支架7依次通过连接螺钉23相连形成球形压缩机的机壳；如图5、图6和图7所示，缸盖6和缸体8具有半球形内表面，通过连接螺钉23连接形成球形压缩机的球形内腔，缸体座9通过连接螺钉23连接缸体8的下部，为了保证各球面配合定位准确，在缸盖6、缸体8和缸体座9连接部分配置有定位销21。
在如图3所示，活塞1具有球形顶面、球形顶面中央有一活塞轴孔102、两个成一定角度的侧面、进排气口101和在活塞1两侧面下部形成的活塞销座104，两个进排气口101对称分布在活塞1的两侧面圆弧棱边的中间，活塞销座104为半圆柱结构，半圆柱的中部有凹槽，在其轴线方向上有贯通的活塞销孔103；如图5、图6所示，缸盖6上设有的缸盖端轴孔603，缸盖端轴孔603的孔座凸出缸盖6；活塞轴5的轴端轴径的大小与活塞轴孔102相配，再参见图2，活塞轴5的轴端插入活塞轴孔102中，在活塞轴5的另一端与缸盖端轴孔603的内孔相配合形成转动配合，螺纹封头25的内螺纹与设置在缸盖端轴孔603的凸出于缸盖的外圆上的外螺纹相配，通过螺纹封头25把活塞轴5轴向限位，并起密封作用；活塞1可绕活塞轴5的轴线在球形内腔中自由转动，活塞球形顶面与半球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合。当然，活塞1与活塞轴5也可以做成一体式结构，如图16所示。
如图4所示，转盘2的下端面中心伸出一转盘轴203，转盘2的上部和下端面之间的外周面为转盘球面，缸体8和缸盖6构成的球形内腔与转盘球面具有相同的球心，转盘球面紧贴球形内腔形成密封动配合；在转盘2的上部与活塞销座104相对应有一转盘销座201，转盘销座201的两端为半圆柱凹槽，中部为凸起的半圆柱；在半圆柱的轴线方向上有贯通的转盘销孔202。当然，转盘轴203也可以做成独立的轴，如图17所示，在转盘2上与转盘轴203连接的部位设置有转盘轴203安装方孔，转盘轴203与转盘2连接的一端的形状是与之相配的方形结构，转盘轴203的方形的一端插入转盘轴安装方孔后周向固定。
如图2所示，中心销3插入活塞销座104和转盘销座201，在缸体8及缸体座9上设置有转盘轴203通过的缸体轴孔801及缸体座轴孔901；主轴支架7与缸体座9通过连接螺钉23相连，为主轴4的旋转提供支撑，如图2、图10、图11所示，主轴4的一端为偏心轴孔401和平衡块402，主轴4的该端部位于缸体座9下部的圆柱形空腔内与转盘轴203相连，另一端与动力机构相连，为压缩机变容提供动力；平衡块402用以调节主轴4旋转时的不平衡力；在主轴4上端面与缸体座9下部底面接触的部分设置调整垫11，用以调整装配时主轴4的高度；上述活塞轴5和转盘轴203及主轴4的轴线都通过缸体8和缸盖6构成的球形内腔的球心，并且活塞轴5和转盘轴203的轴线与主轴4的轴线形成相同的夹角α；中心销3插入活塞1的活塞销孔103和转盘2的转盘销孔202中形成柱面铰链，活塞1与转盘2通过柱面铰链形成密封动连接，并把转盘2的上端面与球形内腔形成的半球形空腔分割成V1工作室1000和V2工作室1001。
为了减小转子运转中的摩擦阻力，减小转子零件的磨损，保持高精度持久高效运转，提高球形压缩机的寿命，在主轴4和缸体座9下部圆柱配合部分增加缸体座衬套13，在转盘轴203和主轴4的偏心轴孔401的配合部分增加转盘轴套12，在主轴4与主轴支架7圆柱配合部分增加支架衬套14，在活塞轴5与缸盖端轴孔603的配合部分增加活塞轴衬套20；缸体座衬套13、转盘轴套12、支架衬套14和活塞轴衬套20均采用耐磨材料。在主轴4上有密封槽，在主轴4和主轴支架7配合的部分增加密封圈22。
主轴4转动时驱动转盘2，转盘2带动活塞1运动(图中主轴4的转向是从缸盖6看主轴4作顺时针转动)；活塞1的运动是唯一的绕活塞轴5的轴线的转动，转盘2的运动是由两种运动的合成：一是绕自身轴线的转动，另一是其轴线始终通过球形内腔的球心，并在以球形内腔的球心为顶点、锥角为2α、轴线与主轴4的轴线重合的虚拟锥体表面周向移动(即转盘2的轴线扫过上述锥体的锥面)，移动的周期与主轴4旋转的周期同步；以上空间机构的运动都是旋转性质的运动，故没有高振动运动件，这种空间运动的合成结果为：活塞1和转盘2有一周期性的相对摆动，摆动的周期为主轴旋转周期的一倍，摆动的幅度为4α；利用这种相对摆动作为容积变化的基本运动要素，形成压力交替变化的V1工作室1000和V2工作室1001；如图1、图2及图5、图6所示，在活塞1上设置有进排气口101，在缸盖6的内球面上设置有进气通道601和排气通道602，其结构如图5、图6所示，进气通道601通过连通缸外的进气孔604与缸盖外的进口接头15连接，在进气孔604上设置有内螺纹，通过螺纹与进口接头15连接；排气通道602通过缸盖6上的连通缸外的排气孔605与排口接头16连接，在排气孔605上设置有内螺纹，通过螺纹与排口接头16连接；利用活塞1的旋转以及活塞1的球形表面与缸盖6的半球形内表面的配合，作为所有进排气口打开、关闭的基本运动要素，通过进排气口101与进气通道601和排气通道602的通断实现进气和排气控制。
作为本发明的核心技术就是：在缸体8与缸体座9之间形成转盘同步动力机构、在转盘上形成背压支撑及对压缩机实现冷却和润滑。
如图2所示，所述转盘同步动力机构是由动力柄10、轨迹限位面24构成，动力柄10是两端对称的哑铃型结构，动力柄10固定在转盘轴203上并随同转盘2做回转运动，回转过程中动力柄10两端与缸体座9相接触的运动轨迹面构成轨迹限位面24；动力柄10随同转盘2做回转运动，在缸体8与缸体座9之间形成回转体空间，所以在缸体8与缸体座9之间要有足够的空间保证动力柄10可以自由回转。
动力柄10的结构可以有多种形式：
动力柄的第一种结构：如图12所示，动力柄10的两端为滑靴形式，动力柄10的中间设置有方形的安装孔，在转盘轴203的中间有与安装孔相配合的方形台阶，动力柄10通过安装孔固定在转盘轴203的方形台阶上，动力柄10的两端固定连接有圆弧形的滑靴18，动力柄10回转运动时滑靴18贴合轨迹限位面24滑动；滑靴18材料为PEEK、铜或者其他弹性耐磨材料，通过铆接、螺栓连接的方式固定在动力柄10的两端；滑靴18以转盘轴203的轴线为对称。
动力柄的第二种结构：如图13所示，动力柄10的两端安装有滑轮19，动力柄10的中间设置有方形安装孔，在转盘轴203的中间有与安装孔相配合的方形台阶，动力柄10通过方形安装孔固定在转盘轴203上的方形台阶上，滑轮19贴合轨迹限位面24转动，两个滑轮19以轮盘轴203的轴线为对称。
动力柄的第三种结构：如图14所示，动力柄10的中间设置有方形安装孔，在转盘轴203的中间有与安装孔相配合的方形台阶，动力柄10通过方形安装孔固定在转盘轴203的方形台阶上，动力柄10的两端为圆弧结构，两边的圆弧以转盘轴203的轴线对称，在圆弧上没有固定连接滑靴18或者滑轮19，动力柄10回转过程中，两边的圆弧接触轨迹限位面24滑动；为了增加耐磨性及相互配合的柔性，如图19所示，在与动力柄10两端相接触的轨迹限位面24上设置有PEEK、铜或者其他弹性耐磨材料做成的镶块17；镶块17设置在动力柄10转动到机构的死点位置附近时动力柄10与轨迹限位面24接触的自转行程范围；在图19中，轨迹限位面24设置在缸体座9上，镶块17的材料为PEEK，通过机械嵌镶的方式固定在缸体座9上，其表面形成轨迹限位面24的一部分。
在实施例中，动力柄10的中间的安装孔为方孔，通过方孔安装固定在转盘轴203的方形台阶上，转盘轴203的方形台阶位于缸体8及缸体座9之间，实际应用中，动力柄10的中间可以是带键槽的圆孔或者花键槽，相应的转盘轴203对应的部分为带键槽的圆轴或者花键。
转盘轴203可以做成独立于转盘2的独立结构，如图15及图17所示，在转盘2上与转盘轴203连接的部位设置有转盘轴安装方孔，转盘轴203与转盘2连接的一端的形状是与之相配的方形结构，转盘轴203的方形的一端插入转盘轴安装方孔后周向固定；动力柄10设置在转盘轴203的中部，与转盘轴203做成一个整体零件；转盘轴203的另一端为圆形的轴端，插入主轴的偏心轴孔401中；在如图15中动力柄10的两端为滑靴18，实际应用中，动力柄10的两端也可以是滑轮19，或者动力柄10的两端既不是滑靴18也不是滑轮19，而是圆弧形的本体形状，此时在相对应的轨迹限位面上设置有弹性耐磨的镶块17。
在动力柄10的两端设置有磁性材料，在轨迹限位面24上固定设置有磁性镶块，轨迹限位面24上的磁性镶块与动力柄10上的磁性材料相对的面磁极相同，装配后动力柄10的两端磁性材料与轨迹限位面24上的磁性镶块之间有一定的间隙；磁性镶块通过机械嵌镶的方式固定缸体座9上的轨迹限位面24上，磁性镶块的位置设置在动力柄10转动到机构的死点位置附近时动力柄10两端与轨迹限位面24接近时的行程范围；这样，当转盘2转动到死点位置附近时，动力柄10上磁性材料与轨迹限位面24上的磁性镶块接近，由于磁极的极性相同产生排斥的磁力，磁力作为转动的动力使动力柄10继续转动。磁性镶块和动力柄10两端的磁性材料可以是永磁体，也可以是电磁材料。
轨迹限位面24可以是转盘2转动过程中动力柄10的两端各自与缸体座9接触的全轨迹或者部分轨迹；如果是部分轨迹，则应满足转盘2在转动到转盘轴线与活塞轴线重合位置时即机构死点位置附近时，该部分轨迹能与动力柄10两端相接触。
在转盘上设置背压支撑的第一种方式是：在缸体内球面上与转盘球面运动过程中始终接触的部位设置有背压凹槽，在缸盖6、缸体8上设置有相互连通的背压气道，缸盖6上的背压气道连通缸盖6上的排气通道602，缸体8上的背压气道连通背压凹槽，排气通道602中高压气体或者液体通过背压气道进入背压凹槽中，在转盘球面上形成背压支撑；背压凹槽可以是局部凹槽，也可以是转盘2转动周期上的连续的环形凹槽；在转盘2转动到任何位置，该背压凹槽都应位于转盘球面与缸体球面相接触(配合)的部位。
在转盘上设置背压支撑的第二种方式是：在缸盖6、缸体8及缸体座9上设置有连通的背压气道，缸盖6上的背压气道连接排气通道602，缸体座9上的背压气道的出口在形成动力柄10绕转盘轴203的回转空间的缸体座9内表面上，排气通道602排出的高压气体或者液体依次经过缸盖6、缸体8及缸体座9的背压气道进入动力柄10的回转空间中，在转盘2下部形成整体背压支撑；在缸体座9、缸体8及缸盖6上还设有相互连通的气体回流通道，气体回流通道的进口设置在缸体座9上的形成动力柄10回转空间的缸体座9内表面上，气体回流通道的出口可设置在缸盖6上，并连通排气孔605。
本发明球形压缩机转子防卡死机构的工作过程是：当主轴4旋转过程中，转盘轴线和活塞轴线重合以前，由于动力柄10的两端就接触在轨迹限位面24上，并随着转盘2的转动在轨迹限位面24上沿自身的运动轨迹滑动，由于主轴4作用下，转盘2与活塞1有一相对摆动趋势，这种趋势会使轨迹限位面24与动力柄10之间有一挤压力F，其受力状态如图18所示，力F在转盘2转动方向产生一分力F1，在F1力的作用下，转盘2获得一个绕转盘轴线旋转的扭矩继续旋转，即使在活塞轴线和转盘轴线重合的情况下，该分力依然存在，成为转盘转动死点位置时的自转动力，即在死点位置，由该分力推动转盘2继续旋转。同时由于在转盘球面上形成了背压支撑，平衡了由于形成高压工作室使得转盘球面对缸体球面的局部压力，从而使转盘2与缸体8的摩擦力减小，转子运转过程中不会卡死。
在上述第一种背压支撑方式中，采用如下的冷却及润滑方式，在缸体8及缸体座9上设置连通的进气导入通道，进气导入通道的进口设置在缸体8外侧壁，进气导入通道出口连通在动力柄10的回转空间；在缸体座9、缸体8、缸盖6上设置有依次连通的进气回流通道，进气回流通道的出口连接压缩机的进气孔604，进气回流通道的进口连通动力柄10的回转体空间；缸体座9上的进气导入通道和进气回流通道连通到主轴4与缸体座衬套13配合的轴承部位和主轴支架7与主轴配合的轴承部位，形成对压缩机的润滑和冷却通道；压缩前低压低温气体或者液体通过进气导入通道进入缸体座衬套13与主轴4的配合的轴承部位，也可以进入主轴支架7与主轴4的配合的轴承部位，对轴承部位进行润滑和冷却；低压低温气体或者液体通过进气导入通道进入动力柄10的回转体空间中，对机构进行冷却和润滑；这些低温低压气体或者液体最后再通过进气回流通道回流到压缩机的进气孔604，作为工作介质实现进一步的压缩。
在上述第二种背压支撑方式中，缸体座9上的背压气道和气体回流通道连通到主轴4与缸体座衬套13配合的轴承部位和主轴支架7与主轴4配合的轴承部位，形成对压缩机的润滑和冷却通道。冷却和润滑是通过压缩后的气体或者液体实现的。
本发明所述球形压缩机防卡死动力机构适合于基本结构型的单级压缩结构，也适合于多级压缩结构。
Claims (14)
1.一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：在缸体(8)和主轴支架(7)之间固定连接缸体座(9)，缸体座(9)与主轴(4)配合部分设置有缸体座衬套(13)，转盘轴(203)穿过缸体轴孔(801)和缸体座轴孔(901)，其端部插入主轴(4)的偏心轴孔(401)；在缸体(8)与缸体座(9)之间设置有由动力柄(10)、轨迹限位面(24)构成的转盘同步动力机构，动力柄(10)是两端对称的哑铃型结构，动力柄(10)固定在转盘轴(203)上随同转盘(2)回转运动，回转过程中动力柄(10)两端与缸体座(9)相接触的运动轨迹面构成轨迹限位面(24)；在缸体(8)的内球面上与转盘球面运动过程中始终贴合的部位设置有背压凹槽，在缸盖(6)、缸体(8)上设置有相互连通的背压气道，缸盖(6)上的背压气道连通缸盖(6)上的排气通道(602)，缸体(8)上的背压气道连通背压凹槽，排气通道(602)中高压气体或者液体通过背压气道进入背压凹槽中，在转盘球面上形成背压支撑。
2.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：所述动力柄(10)的中间设置有安装孔，动力柄(10)通过安装孔固定在转盘轴(203)上相应的安装台阶上，动力柄(10)的两端固定连接有圆弧形的滑靴(18)，动力柄(10)回转运动时滑靴(18)贴合轨迹限位面(24)滑动；滑靴材料为PEEK。
3.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：所述动力柄(10)的中间设置有安装孔，动力柄(10)通过安装孔固定在转盘轴(203)上相应的安装台阶上，动力柄(10)的两端固定连接有圆弧形的滑靴(18)，动力柄(10)回转运动时滑靴(18)贴合轨迹限位面(24)滑动；滑靴材料为铜。
4.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：所述动力柄(10)的中间设置有安装孔，动力柄(10)通过安装孔固定在转盘轴(203)上相应的安装台阶上，动力柄(10)的两端安装有滑轮(19)，滑轮(19)贴合轨迹限位面(24)转动。
5.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：所述动力柄(10)的中间设置有安装孔，动力柄(10)通过安装孔固定在转盘轴(203)上相应的安装台阶上，动力柄(10)的两端为圆弧形结构；在与动力柄(10)两端相接触的轨迹限位面(24)上设置有PEEK材料做成的镶块(17)；镶块(17)设置在动力柄(10)转动到机构的死点位置附近时动力柄(10)两端与轨迹限位面(24)接触的行程范围。
6.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：所述动力柄(10)的中间设置有安装孔，动力柄(10)通过安装孔固定在转盘轴(203)上相应的安装台阶上，动力柄(10)的两端为圆弧形结构；在与动力柄(10)两端相接触的轨迹限位面(24)上设置有铜材料做成的镶块(17)；镶块(17)设置在动力柄(10)转动到机构的死点位置附近时动力柄(10)两端与轨迹限位面(24)接触的行程范围。
7.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：在转盘(2)上与转盘轴(203)连接的部位设置有转盘轴安装孔，转盘轴(203)与转盘(2)连接的一端的形状是与之相配的安装端，转盘轴(203)的安装端插入转盘(2)上的转盘轴安装孔后周向固定；动力柄(10)设置在转盘轴(203)的中部，与转盘轴(203)做成一个整体零件；转盘轴(203)的另一端为圆形的轴端，插入主轴(4)的偏心轴孔(401)中。
8.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：在动力柄(10)的两端设置有磁性材料，在轨迹限位面(24)上设置有磁性镶块，轨迹限位面(24)上的磁性镶块与动力柄(10)上的磁性材料之间有一定的间隙，相对的面磁极相同；磁性镶块设置在动力柄(10)转动到机构的死点位置附近时动力柄(10)两端与轨迹限位面(24)接近的行程范围。
9.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：轨迹限位面(24)是转盘(2)转动过程中动力柄(10)的两端各自与缸体座(9)接触的全轨迹。
10.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：轨迹限位面(24)是转盘(2)转动过程中动力柄(10)的两端各自与缸体座(9)接触的部分轨迹；转盘(2)在转动到转盘轴线与活塞轴线重合位置时即压缩机转子死点位置附近时，该部分轨迹能与动力柄(10)两端相接触。
11.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：所述背压凹槽是转盘(2)转动周期上的局部凹槽。
12.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：所述背压凹槽是转盘(2)转动周期上的连续的环形凹槽。
13.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：在缸盖(6)、缸体(8)及缸体座(9)上设置有连通的背压气道，缸盖(6)上的背压气道连接排气孔(605)，缸体座(9)上的背压气道的出口在形成动力柄(10)绕转盘轴(203)的回转空间的缸体座(9)内表面上，排气孔(605)排出的高压气体依次经过缸盖(6)、缸体(8)及缸体座(9)的背压气道进入动力柄(10)的回转空间中，在转盘(2)下部邻接动力柄(10)回转空间的部位形成背压支撑；在缸体座(9)、缸体(8)及缸盖(6)上还设有相互连通的气体回流通道，气体回流通道的进口设置在缸体座(9)上的形成动力柄(10)回转空间的缸体座(9)内表面上，气体回流通道的出口连通排气孔(605)。
14.根据权利要求1所述的一种球形压缩机防卡死动力机构，其特征是：在缸体(8)及缸体座(9)上设置连通的进气导入通道，进气导入通道的进口设置在缸体(8)外侧壁，进气导入通道出口连通在动力柄(10)的回转空间；在缸体座(9)、缸体(8)、缸盖(6)上设置有依次连通的进气回流通道，进气回流通道的出口连接压缩机的进气孔(604)，进气回流通道的进口连通动力柄(10)的回转体空间；缸体座(9)上的进气导入通道和进气回流通道连通到主轴(4)与缸体座衬套(13)配合的轴承部位和主轴支架(7)与主轴(4)配合的轴承部位，形成对压缩机的润滑和冷却通道。
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