CN105134593B - 一种喷油滑片空气压缩机主机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷油滑片空气压缩机主机，其中，气缸包括外壳及夹层，外壳上设有径向进气口，且夹层的顶端和底端与外壳之间分别设有进气腔和排气腔，而夹层底部设有内排气口；外壳的前端面和后端面分别设有前端盖和后端盖，且前端盖和后端盖上分别设有前端盖吸气腔和后端盖吸气腔；转子偏心设置在夹层内部；转子的前轴颈伸从后至前依次套设有前轴承和前轴封；转子的后轴颈从前至后依次套设有后轴承和后轴封。本发明提供的喷油滑片空气压缩机主机的吸气路径短，吸气阻力小，容积效率高，能保证在转子轴向转动时无渗漏，且能有效避免滑片空气压缩机低温启动时的抱轴之患，还具有制造成本低、制造难度小、维修方便的优点。

Description

一种喷油滑片空气压缩机主机

技术领域

本发明涉及滑片空气压缩机领域，尤其涉及一种喷油滑片空气压缩机主机。

背景技术

喷油滑片空气压缩机（以下简称滑片机）与喷油螺杆空气压缩机（以下简称螺杆机）同属回转式压缩机，两者相比，前者的结构更为简洁，受力状况更好，例如，滑片机的转子无轴向载荷，由于内部多个压缩单元的平衡作用，其径向受力也大大小于双螺杆压缩机；滑片机的内泄漏也小于螺杆机，不需要采用高转速来降低相对泄漏损失系数，故能源效率优于螺杆机。滑片机的使用工作寿命较长，是螺杆机的2.5倍以上；其振动、噪声略优于螺杆机；制造材料与人工的消耗均低于螺杆机。在各类低压空气压缩机中，滑片机堪称节能与长寿之星。但是，该项技术为外国公司所垄断，滑片机在国内尚未普及，生产厂家很少，其产品均完全仿制外国设计，或进口主机组装，结构与进口产品雷同，其共同的缺点是，过度的内置集中，将十多种不同功能的外围系统功能部件，包括气缸、转子、油过滤器、溢流阀等，均安装在油气分离桶内，使简单的结构复杂化。

由于传统结构内置集成的限制，使得传统滑片空气压缩机主机的进气口和进气腔都设计在主机气缸的后盖端面上，此时，吸气路径变为：环境大气-空气过滤器-气缸后盖端面上的进气口-容调阀-气缸后端盖内腔，进入到气缸后端盖内腔的气体分为两路，一路依次经气缸进气道和气缸前端盖内腔进入到吸气单元，另一路经气缸进气道直接进入到吸气单元，由此可知，传统的滑片空气压缩机主机的吸气路径长，且因为传统的滑片空气压缩机主机的进气口面积小，使得吸气阻力变大；而每个压缩单元的吸气时间（按转速1500rp/min、7个压缩单元计算）仅0.01s，因此使得压缩单元吸气结束时内部负压较大，严重影响了传统滑片空气压缩机主机的容积效率。除此之外，传统滑片机主机的转子轴向转动时渗漏比较严重，影响到了滑片机的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中滑片空气压缩机主机的吸气路径长、吸气阻力大、容积效率低且转子轴向转动时渗漏比较严重等上述缺陷，提供一种吸气路径短、吸气阻力小、容积效率高且转子轴向转动时无渗漏的喷油滑片空气压缩机主机。

本发明为解决上述技术问题，其所采用的技术方案如下：

一种喷油滑片空气压缩机主机，包括气缸、转子和滑片；

气缸包括外壳及设置在外壳内部的夹层，外壳上设有径向进气口，且夹层的顶端和底端与外壳之间分别设有轴向贯通的进气腔和排气腔，而夹层底部设有多个内排气口，进气腔和排气腔分别与径向进气口和内排气口连通；外壳的前端面和后端面分别设有前端盖和后端盖，且前端盖和后端盖上靠近外壳的端面上分别设有前端盖吸气腔和后端盖吸气腔，后端盖上设有与排气腔连通的主机输出口，而前端盖吸气腔和后端盖吸气腔均与进气腔连通；

转子上沿径向设有多个用于容纳滑片的轴向滑片槽，且滑片在轴向滑片槽中自由滑动；转子偏心设置在夹层内部，且转子与夹层的内壁内相切；

转子的前轴颈伸入前端盖的中空内腔中并从后至前依次套设有前轴承和前轴封，且前轴承外侧表面与前端盖的中空内腔的内壁配合，而前轴封与前端盖的外侧端面相连；

转子的后轴颈伸入后端盖的中空内腔中并从前至后依次套设有后轴承和后轴封，且后轴承和后轴封的外侧表面均与后端盖的中空内腔的内壁配合。

在本发明所述技术方案中，外壳上设有径向进气口，且夹层的顶端和底端与外壳之间分别设有轴向贯通的进气腔和轴向贯通的排气腔，而夹层底部设有多个沿夹层轴向分布的内排气口，进气腔和排气腔分别与径向进气口和内排气口连通，另外，前端盖吸气腔和后端盖吸气腔均与进气腔连通，这样的设计便形成了一个新的吸气通道，具体吸气路径为：环境大气-空气过滤器-进气阀组-进气腔，进入到进气腔内的气体分两路进入到压缩单元中，第一路通过后端盖吸气腔进入到压缩单元，第二路通过前端盖吸气腔进入到压缩单元中，由此可知，这样的吸气通道使得通道截面积最大化，吸气路径达到最小化，也大大降低了吸气阻力，提高了其容积效率。

在本发明所述技术方案中，转子的前轴颈和后轴颈上分别套设有前轴封和后轴封，该前轴封外侧表面和后轴封外侧表面分别与前端盖的中空内腔的内壁和后端盖的中空内腔的内壁配合，而且该前轴封与前端盖的外侧端面相连，这样的设计可确保转子轴向转动时无泄漏。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，上述前轴承和后轴承均为滚动轴承。将前轴承和后轴承选择为滚动轴承，即采用滚动轴承取代了传统滑片机主机中的滑动轴承，与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、功率消耗小、机械效率高、易起动等优点，其磨损小，使用寿命长，这样的设计能有效避免滑片空气压缩机低温启动时的抱轴之患，且滚动轴承可保终生。

更进一步地，上述转子的前轴颈和后轴颈上均套设有阻尼圈，且前轴承和后轴承均与阻尼圈抵紧。该阻尼圈的设置，不仅有助于减缓前轴承和后轴承分别与前端盖的中空内腔的内壁和后端盖的中空内腔的内壁之间的磨损，而且能进一步确保转子轴向转动时无泄漏。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，上述前端盖上设有第一前油孔、第二前油孔和前径向油孔，且该前径向油孔的入口通过第一前油孔与上述气缸内部的轴向喷油腔连通，而该第二前油孔和前轴承的供油孔均与前径向油孔的出口连通。这样的设计使得由前径向油孔进入的润滑油分两路输出，第一路，由第一前油孔进入气缸内部的轴向喷油腔，从而对转子和滑片起到润滑作用，第二路，由前轴承的供油孔进入到前轴承中对前轴承进行润滑，以保证前轴承的正常运转，有助于延长前轴承的使用寿命，第三路进入到第二前油孔中，使得润滑油流入转动摩擦平面内，以保证良好的润滑与密封，并带走摩擦和压缩产生的热量。

更进一步地，上述前端盖上还设有前月牙形油槽，且上述第二前油孔与前月牙形油槽连通。前月牙形油槽的设置使得进入到第二前油孔中的润滑油能够在摩擦平面内更好地展开，有助于增强润滑与密封效果，并兼有轴向自位滑动轴承的作用，能自动调节转子两端的运动间隙并保持运动间隙始终保持相同，当一端间隙趋向减小时，间隙内的油压上升，另一端的间隙相应增大，该间隙内的油压下降，达到自动维持转子轴向间隙平衡的作用。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，上升后端盖上设有第一后油孔、第二后油孔和后径向油孔，且该后径向油孔的入口通过第一后油孔与上述气缸内部的轴向喷油腔连通，而该第二后油孔和后轴承的供油孔均与后径向油孔的出口连通。同上所述，这样的设计使得由后径向油孔进入的润滑油分三路输出，第一路，由第一后油孔进入气缸内部的轴向喷油腔，从而对转子和滑片起到润滑作用，第二路，由后轴承的供油孔进入到后轴承中对后轴承进行润滑，以保证后轴承的正常运转，也有助于延长后轴承的使用寿命，第三路进入到第二后油孔中，使得润滑油流入转动摩擦平面内，以保证良好的润滑与密封，并带走摩擦和压缩产生的热量。

更进一步地，上述后端盖上还设有后月牙形油槽，且上述第二后油孔与后月牙形油槽连通。同上所述，该后月牙形油槽的设置使得进入到第二后油孔中的润滑油能够在摩擦平面内更好地展开，有助于增强润滑与密封效果，并兼有轴向自位滑动轴承的作用，能自动调节转子两端的运动间隙并保持运动间隙始终保持相同，当一端间隙趋向减小时，间隙内的油压上升，另一端的间隙相应增大，该间隙内的油压下降，达到自动维持转子轴向间隙平衡的作用。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，上述后端盖上设有启动溢流阀接口。这样的设计使得能将启动溢流阀安装在后端盖上，且该启动溢流阀还可采用中国市场上发展非常成熟、质量稳定且价格合理的启动溢流阀来制造本发明所述喷油滑片空气压缩机主机，在一定程度上大大降低了制造成本和制造难度。

更进一步地，上述后端盖上还设有与启动溢流阀接口连通的内溢流通道。该内溢流通道的设置能够在所述喷油滑片空气压缩机主机在启动瞬间释放可能产生的瞬时高压，以确保所述喷油滑片空气压缩机主机启动安全。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，上述后端盖上还设有第一回油口和第二回油口，该第一回油口和第二回油口分别与另设的启动溢流阀出口接管和回油管接管连通。第一回油口和第二回油口的设置方便了将启动溢流阀出口和回油阀的回油管接管安装在后端盖上，有助于简化喷油滑片空气压缩机的结构，避免多个配件过度集中内置，方便维修，性能优良。

另外，在本发明所述技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规技术手段来实现。

因此，本发明提供的喷油滑片空气压缩机主机的吸气路径短，吸气阻力小，容积效率高，能保证在转子轴向转动时无渗漏，且能有效避免滑片空气压缩机低温启动时的抱轴之患，还具有制造成本低、制造难度小、维修方便的优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本实施例中喷油滑片空气压缩机主机的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的右视图；

图4是图1中B-B向的剖面图；

附图中，1为气缸，1.1为外壳，1.2为夹层，1.3为径向进气口，1.4为进气腔，1.5为排气腔，1.6为内排气口，1.7为轴向喷油腔，2为转子，3为滑片，4为前端盖，4.1为前端盖吸气腔，4.2为第一前油孔，4.3为第二前油孔，4.4为前径向油孔，4.5为前月牙形油槽，5为后端盖，5.1为后端盖吸气腔，5.2为主机输出口，5.3为第一后油孔，5.4为第二后油孔，5.5为后径向油孔，5.6为后月牙形油槽，5.7为启动溢流阀接口，5.8为内溢流通道，5.9为第一回油口，5.10为第二回油口，6为前轴承，6.1为前轴承的供油孔，7为前轴封，8为后轴承，8.1为后轴承的供油孔，9为后轴封，10为阻尼圈，11为第一密封圈，12为压盖，13为第二密封圈，14为端面法兰，15为安装底脚。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明提供的较佳实施例中，一种喷油滑片空气压缩机主机，包括气缸1、转子2和滑片3；

如图1所示，上述气缸1包括外壳1.1及设置在该外壳1.1内部的夹层1.2，该外壳1.1底端设有安装底脚15，该外壳1.1上还设有径向进气口1.3，且该夹层1.2的顶端和底端与外壳之间分别设有轴向贯通的进气腔1.4和排气腔1.5，而夹层1.2底部设有多个沿夹层1.2轴向均匀分布的内排气口1.6，该进气腔1.4和排气腔1.5分别与径向进气口1.3和内排气口1.6连通；外壳1.1的前端面和后端面分别设有前端盖4和后端盖5，具体为：前端盖4和后端盖5分别安装在前端盖4上的前端安装孔和后端盖5上的后端安装孔中，该前端盖4和后端盖5分别与外壳1.1的前端面和后端面之间均设有第一密封圈11，且该前端盖4和后端盖5上靠近外壳1.1的端面上分别设有前端盖吸气腔4.1和后端盖吸气腔5.1；后端盖5上设有与前述排气腔1.5连通的主机输出口5.2，而前述前端盖吸气腔4.1和后端盖吸气腔5.1均与进气腔1.4连通；

上述转子2上沿径向设有多个用于容纳上述滑片3的轴向滑片槽，且滑片3在轴向滑片槽中自由滑动；该转子2偏心设置在上述夹层1.2内部，且该转子2与夹层1.2的内壁内相切；

上述转子2的前轴颈伸入前端盖4的中空内腔中并从后至前依次套设有阻尼圈10、前轴承6和前轴封7，且阻尼圈10和前轴承6的外侧表面均与前端盖4的中空内腔的内壁配合，该前轴承6还与阻尼圈10抵紧，而前轴封7与前端盖4的外侧端面相连；

上述转子2的后轴颈伸入后端盖5的中空内腔中并从前至后依次套设有阻尼圈10、后轴承8和后轴封9，该阻尼圈10、后轴承8和后轴封9的外侧表面均与后端盖5的中空内腔的内壁配合，且该后轴承8与阻尼圈10抵紧，而该后轴封9通过压盖12与后端盖5相连；

上述前轴封7和压盖12分别与前端盖4和后端盖5之间均设有第二密封圈13。

如图3所示，上述前端盖4上设有第一前油孔4.2、第二前油孔4.3和前径向油孔4.4，且该前径向油孔4.4的入口通过第一前油孔4.2与上述气缸1内部的轴向喷油腔1.7连通，而该第二前油孔4.3和前轴承的供油孔6.1均与前径向油孔4.4的出口连通；该前端盖4上设有与第二前油孔4.3连通的前月牙形油槽4.5；该前端盖4外侧还设有端面法兰14，该端面法兰14的径向定位凸台与转子2同轴，方便通过法兰桶与电机形成同轴连接。

如图2所示，上述后端盖5上设有第一后油孔5.3、第二后油孔5.4和后径向油孔5.5，且该后径向油孔5.5的入口通过第一后油孔5.3与上述气缸1内部的轴向喷油腔1.7连通，而该第二后油孔5.4和后轴承的供油孔8.1均与后径向油孔5.5的出口连通；该后端盖5上还设有启动溢流阀接口5.7、第一回油口5.9、第二回油口5.10、后月牙形油槽5.6和内溢流通道5.8，其中，第一回油口5.9和第二回油口5.10分别与另设的启动溢流阀出口接管和回油管接管连通，后月牙形油槽5.6与第二后油孔5.4连通，内溢流通道5.8与启动溢流阀接口5.7连通。

在本实施例中，上述前轴承6和后轴承8均为滚动轴承，且上述径向进气口1.3内设有螺纹，方便了吸气阀组与径向进气口1.3的安装。

在本实施例中，多个内排气口1.6沿夹层1.2轴向均匀分布在夹层1.2底部，有助于提高排气效率，更有助于减小吸气阻力。

第一密封圈11和第二密封圈13的设置，均有助于增强前端盖4与外壳1.1前端面、后端盖5与外壳1.1后端面、前轴封7与外壳1.1前端面、压盖12与外壳1.1后端面之间的密封效果。

上述后轴封9通过压盖12与后端盖5相连，压盖12的设置不仅能增后轴封9与后端盖5之间的连接强度，避免后轴封9脱落，而且还能避免外界环境中的灰尘等杂质进入到所述喷油滑片空气压缩机主机中。

上述外壳1.1底端设置的安装底脚15有利于所述喷油滑片空气压缩机主机与电机串联后构成两端支撑卧式安装结构，避免了传统滑片机主机悬伸卧式安装所带来的不足。

在相邻滑片3内侧面、夹层1.2、转子2表面和前端盖4及后端盖5之间，构成一个封闭的容积，称为压缩单元，压缩单元的数量等于滑片槽的数量。压缩单元容积的大小随转子的转动从0→最大→0循环变化。前端盖吸气腔4.1和后端盖吸气腔5.1的内侧圆弧与转子2同心，且前端盖吸气腔4.1和后端盖吸气腔5.1的半径均略小于转子2半径，与此圆弧相切的直线应通过C点（如图4所示）。当压缩单元后边的滑片3转到C点时，其容积最大，吸气口关闭，终止吸气，同时压缩开始；从径向进气口吸入的大气，流入进气腔1.4，分成两路进入前端盖吸气腔4.1和后端盖吸气腔5.1，折转90°吸入压缩单元。在气缸1内，转子2的周边，以转子2与气缸1表面偏心相切处的中心线为分界（如图4所示）左边为吸气区，右边为压缩、排气区，当某一压缩单元前边的滑片3滑过中心点时，压缩单元容积（νi）不断变大，产生负压吸气；当此滑片3到达C点时压缩单元容积最大，吸气终止，过了此点νi逐渐减小，压缩过程开始，压缩单元内的气体压力升高；当此滑片3到达排气口始边a点时，排气开始；当此滑片3到达排气口末边O点时，排气结束。排气结束，并不意味着吸气开始，首先应有一个短的膨胀阶O→b（如图4所示），气缸1与转子2相切处（O点）是高、低压分界线，由于存在间隙，压力气体向低压区泄漏，在O→b区间内，压缩单元内的压缩空气膨胀降压，当压力降至接近吸气腔内压力时开始吸气，如此周而复始循环，从大气吸入空气，输出压缩空气。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，包括气缸（1）、转子（2）和滑片（3）；

所述气缸（1）包括外壳（1.1）及设置在所述外壳（1.1）内部的夹层（1.2），所述外壳（1.1）上设有径向进气口（1.3），且所述夹层（1.2）的顶端和底端与外壳（1.1）之间分别设有轴向贯通的进气腔（1.4）和排气腔（1.5），而所述夹层（1.2）底部设有多个内排气口（1.6），所述进气腔（1.4）和排气腔（1.5）分别与所述径向进气口（1.3）和内排气口（1.6）连通；所述外壳（1.1）的前端面和后端面分别设有前端盖（4）和后端盖（5），且所述前端盖（4）和后端盖（5）上靠近外壳（1.1）的端面上分别设有前端盖吸气腔（4.1）和后端盖吸气腔（5.1），所述后端盖（5）上设有与所述排气腔（1.5）连通的主机输出口（5.2），而所述前端盖吸气腔（4.1）和后端盖吸气腔（5.1）均与进气腔（1.4）连通；

所述转子（2）上沿径向设有多个用于容纳所述滑片（3）的轴向滑片槽，且所述滑片（3）在轴向滑片槽中自由滑动；所述转子（2）偏心设置在所述夹层（1.2）内部，且所述转子（2）与夹层（1.2）的内壁内相切；

所述转子（2）的前轴颈伸入所述前端盖（4）的中空内腔中并沿转子（2）从后端盖（5）至前端盖（4）的方向依次套设有前轴承（6）和前轴封（7），且所述前轴承（6）外侧表面与所述前端盖（4）的中空内腔的内壁配合，而所述前轴封（7）与前端盖（4）的外侧端面相连；

所述转子（2）的后轴颈伸入所述后端盖（5）的中空内腔中并沿转子（2）从前端盖（4）至后端盖（5）的方向依次套设有后轴承（8）和后轴封（9），且所述后轴承（8）和后轴封（9）的外侧表面均与所述后端盖（5）的中空内腔的内壁配合。

2.根据权利要求1所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述前轴承（6）和后轴承（8）均为滚动轴承。

3.根据权利要求2所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述转子（2）的前轴颈和后轴颈上均套设有阻尼圈（10），且所述前轴承（6）和后轴承（8）均与所述阻尼圈（10）抵紧。

4.根据权利要求1所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述前端盖（4）上设有第一前油孔（4.2）、第二前油孔（4.3）和前径向油孔（4.4），且所述前径向油孔（4.4）的入口通过第一前油孔（4.2）与所述气缸（1）内部的轴向喷油腔（1.7）连通，而所述第二前油孔（4.3）和前轴承的供油孔（6.1）均与所述前径向油孔（4.4）的出口连通。

5.根据权利要求4所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述前端盖（4）上还设有前月牙形油槽（4.5），且所述第二前油孔（4.3）与前月牙形油槽（4.5）连通。

6.根据权利要求1所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述后端盖（5）上设有第一后油孔（5.3）、第二后油孔（5.4）和后径向油孔（5.5），且所述后径向油孔（5.5）的入口通过第一后油孔（5.3）与所述气缸（1）内部的轴向喷油腔（1.7）连通，而所述第二后油孔（5.4）和后轴承的供油孔（8.1）均与所述后径向油孔（5.5）的出口连通。

7.根据权利要求6所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述后端盖（5）上还设有后月牙形油槽（5.6），且所述第二后油孔（5.4）与所述后月牙形油槽（5.6）连通。

8.根据权利要求1所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述后端盖（5）上设有启动溢流阀接口（5.7）。

9.根据权利要求8所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述后端盖（5）上还设有与启动溢流阀接口（5.7）连通的内溢流通道（5.8）。

10.根据权利要求1所述的喷油滑片空气压缩机主机，其特征在于，所述后端盖（5）上还设有第一回油口（5.9）和第二回油口（5.10），所述第一回油口（5.9）和第二回油口（5.10）分别与另设的启动溢流阀出口接管和回油管接管连通。