CN110873048A - 多类滑板平面旋转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多类滑板平面旋转式压缩机械，其包括主轴(1)、转子(2)、缸体(3)、主滑板(4)、副滑板(5)、排气(液)口(6)、进气(液)口(7)、机体(8)、偏心座(9)、气缸轴承(10)、主轴承(11)、缸体紧固螺栓(12)、气缸端面挡板(13)、总排气(液)口(14)、密封圈(15)、机架左端盖(16)、机架右端盖(17)、转子滑板槽(18)、进气(液)通道(19)和导流孔(20)、机架左端盖密封圈(21)和动力滑板(24)，气缸由偏心座(9)、缸体(3)和气缸端面挡板(13)组成，其中偏心座(9)和气缸端面挡板(13)通过缸体紧固螺栓(12)与缸体3紧固成一个整体气缸，转子(2)通过键固定在主轴(1)上，而主轴(1)则通过一对主轴承(11)支撑在机架左端盖(16)和机架右端盖(17)上，主轴(1)和转子(2)绕主轴(1)的中心线作定轴转动，气缸通过一对气缸轴承(10)支撑在气缸端面挡板(13)和偏心座(9)的轴承座中,并绕气缸中心线作定轴转动。

Description

多类滑板平面旋转式压缩机
技术领域
本发明提出了一种应用于空气动力、制冷空调、流体输送、多项流体混输、发动机、气动机、膨胀机及废气能量回收等应用领域的多类滑板平面旋转式压缩机械。
背景技术
压缩机是空气动力、制冷空调等领域中使用的通用机械；流体泵及油气混输是油品、水及原油输送中的机械设备。在这些应用领域中所使用的压缩机类型很多，如往复式压缩机、滚动转子压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机、离心泵、螺杆泵等。这些压缩机和泵，它们既有自己的优点，也存在某些缺点，而其存在的缺点完全是因为结构方面的问题而无法消除的。如由于难以平衡的惯性力，造成机器运转时振动、噪声大，且易损件多，导致机器运转的可靠性差，效率低；或者由于基元容积的变化要依靠气缸、转子及滑片接触式密封，从而导致气缸与转子之间、滑片与气缸之间形成了较大的相对运动速度，机械摩擦磨损严重，产生较大的摩擦磨损和能量损失，因此使用寿命和效率较低；或者是因为压缩的基元容积是依靠动、静盘极小的接触间隙来密封的，如果气体中存在着小的硬颗粒，很容易拉伤转子的型线，使得泄漏增加而效率下降，即使为了避免拉伤转子的型线而采用净化处理，但为了保证极小的接触间隙造成了加工工艺复杂，成本高而影响了其广泛使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种没有固定压缩比，既不会形成压缩不足，又不可能形成过压缩，同时对于气体和液体可以通用的提高介质压力的通用设备。多类滑板平面旋转式压缩机械结构简单，安全可靠，运转平稳，效率高。
本发明公开的新型的多类滑板平面旋转式压缩机械，包括机体、气缸、气缸端盖、转子、主轴、主滑板、动力滑板、副滑板、进气口、排气口、偏心座、主轴承、气缸轴承等组成，该机械的转子分别由两个主轴承支撑，并且绕自己的旋转中心转动，而气缸与转子有一偏心，且分别由两个气缸轴承支撑，主滑板一端是铰接在缸体内侧，另一端是插入转子的滑槽内，数个副滑板分别位于转子槽内，当转子在驱动机的带动下绕自己的旋转中心转到时，转子将通过主滑板带动气缸同步转动，位于转子槽内的数个副滑板在离心力的作用下其圆形头部贴紧气缸的内壁面，主、副滑板及气缸的内壁面和转子的外壁面形成了一个个月牙形工作腔，各月牙形的工作腔均设置有进气(液)口，气体(液体)自进气口(进液口)进入工作腔后，在转子转动时，月牙形的工作腔逐步缩小，压力提高，当工作腔中的压力大于所需要的压力时，月牙形工作腔中的气体(液体)则通过排气阀(排液阀)排出，每个工作腔的气液都不会产生过压缩或者压缩不足。
本发明公开的新型的多类滑板平面旋转式压缩机械使用一个主滑板，一个或多个副滑板；根据需要在高压或大功率时可设置一个主滑板，一个或多个动力滑板；一个主滑板，一个或多个动力滑板及一个或多个副滑板，除动力滑板外，每个滑板均对应一个月牙形工作腔，主滑板和副滑板的数目与工作腔数相等，每个工作腔设置一个进气(液)口，进气(液)口，每个进、排气(液)口均设置有单向阀或进、排气(液)阀，其进气(液)口位于转子上，并与主轴中心孔想通，气体(液)自主轴中心孔轴向进入后然后通过设置在转子上的进气(液)口导入工作腔中。每个工作腔中的排气(液)口设置在缸体上，且排气(液)口设置有排气(液)阀，当每个工作腔中气体(液)中压力大于需要的系统压力时，该排气(液)阀在压力差的作用下自动打开，工作腔中的气体(液)则通过该排气(液)阀进入总排气(液)通道。位于转子上、气缸上的进、排气(液)阀随转子和气缸一起旋转。
本发明公开的新型的多类滑板平面旋转式压缩机械的主滑板既是工作介质的密封元件，也为缸体的转动传递动力，副滑板仅仅对工作介质起到密封作用，而动力滑板并非对工作介质有密封作用，仅仅是用来协助主滑板传递动力，以解决驱动轴上动力的平衡问题。
本发明公开的新型的多类滑板平面旋转式压缩机械的气缸由气缸体、偏心座和气缸端面挡板组成，偏心座和气缸端面挡板通过螺栓或螺钉紧固在气缸体上，气缸支撑在机架轴承座中，并绕自己的旋转中心转动，主轴通过一对主轴承支撑在机架上，主轴绕自己的旋转中心转动，转子通过定位键固定在主轴上，其旋转中心与主轴同心，气缸旋转中心轴线与所述的转子旋转中心轴线存在一个偏心，偏心的距离为气缸的内圆半径与转子的外圆半径之差，使得转子的外圆周面与气缸体内圆周面相切，切点始终在点M处，使各月牙形的工作腔中被压缩的介质全部排除，以减小余隙容积，偏心的大小根据被压缩的气(液)量、气缸的轴向长度及转速的大小并依靠偏心座控制。
本发明公开的新型的多类滑板平面旋转式压缩机械气缸、转子及滑板的轴向长度均相等，动力滑板也可以不相等。
附图说明
图1是本发明多类滑板平面旋转式压缩机械的原理图；
图2是本发明多类滑板平面旋转式压缩机械的主视图；
图3是本发明多类滑板平面旋转式压缩机械主滑板的示意图；
图4是本发明多类滑板平面旋转式压缩机械副滑板的示意图；
图5是本发明多类滑板平面旋转式压缩机械第二实施方式的局部示意图；
图6是本发明多类滑板平面旋转式压缩机械第三实施方式的局部示意图；
图7是本发明多类滑板平面旋转式压缩机械动力滑板示意图。
具体实施方式
下面结合附图，详细地描述本发明多类滑板平面旋转式压缩机械的具体实施方式。
如图1～2所示，本发明多类滑板平面旋转式压缩机械包括主轴1、转子2、缸体3、主滑板4、副滑板5、排气(液)口6、进气(液)口7、机架8、偏心座9、气缸轴承10、主轴承11、缸体紧固螺栓12、气缸端面挡板13、总排气(液)口14、密封圈15、机架左端盖16、机架右端盖17、转子滑板槽18、进气(液)通道19和导流孔20、机架左端盖密封圈21、机架右端盖22、密封环23、动力滑板24等。
其中偏心座9和气缸端面挡板13通过缸体紧固螺栓12与缸体3紧固成一个整体气缸,气缸通过一对气缸轴承10支撑在气缸端面挡板13和偏心座9的轴承座中,并绕气缸中心线作定轴转动,主轴1通过一对主轴承11支撑在机架左端盖16和机架右端盖17上轴承座中，并绕主轴1中心线作定轴转动,转子2通过定位键固定在主轴1上,其旋转中心与主轴1同心,并绕主轴1中心线旋转，气缸中心线与主轴中心线存在一个偏心，偏心的距离为气缸的内圆半径与转子的外圆半径之差，并由偏心座9确定,使得转子2的外圆周面与气缸体内圆周面始终相切于一点M,主滑板4的圆柱形头部嵌入到缸体3的圆柱体内，而主体延伸至转子2的滑槽18内，副滑板5圆形头部切于缸体3的内壁面，主体与主滑板4相同位于转子2的滑槽18内，主、副滑板将气缸内壁面和转子2的外壁面组成的工作容积分为若干个月牙形基元容积。进气(液)通道19设置在主轴1上，并与设置在机架左端盖16的进气(液)口相通，机架左端盖16通过连接螺栓紧固在机架8上，机架左端盖16和偏心座9相对运动的间隙之间设置有机架左端盖密封圈21，以防止高压气体(液)向进气(液)通道19中泄漏，滑板槽18轴向设置在转子2上，滑板槽18中设置有一系列导流孔20，以防止主、副滑板在径向运动时滑板槽18中的气(液)受压缩，造成功率损耗。
图3～4所示，本发明多类滑板平面旋转式压缩机械主滑板4头部形状呈圆柱状，滑板的主体呈板状，其滑板4头部嵌入到缸体3圆柱体内，滑板4主体延伸至转子2径向的滑板槽18内，滑板4轴向尺寸与缸体3及滑板槽18相等，确保了轴向间隙的径向密封，滑板圆柱状头部延伸至缸体3的轴向圆空内，从而同时保证滑板4在转子2转动时，既可以沿着转子2径向的滑板槽18移动，又可以在缸体3的圆柱体内作平面摆动，以适应气缸与转子2之间的转角相位差。而副滑板5头部呈圆形，在离心力的作用下贴紧气缸的内壁面，副滑板5的主体呈板状，其轴向尺寸与主滑板尺寸相同。
图7所示，动力滑板24的头部与主滑板相同呈呈圆柱状，动力滑板24的主体呈板状，其根部可以是圆柱、圆锥、或只要能协调转子2和缸体3在旋转过程中平面摆动相位差的任意形状，动力滑板24的圆柱形的头部嵌入缸体3圆柱体内，而主体和根部位于转子滑板槽18内，动力滑板24的主要作用是传递驱动缸体3旋转的动力，以解决大排量和大功率时主轴1的动力平衡问题，以保证主轴1的力矩的均衡，使机械运转更为平稳和可靠。
图1～2所示，本发明多类滑板平面旋转式压缩机械每个月牙形基元容积均在转子2上设置有进气(液)口7，在缸体3上设有排气(液)口6，且进、排气(液)口均设有进、排气(液)阀，进气(液)口7、排气(液)口6是一个随转子2和缸体3同步转动的旋转进、排气(液)口，每个工作基元容积在主轴1任意的旋转角度下始终保持与进气(液)通道19相通，而排气(液)口6始终保持与总排气(液)口14相通，这样只要工作基元容积中介质压力大于系统所需要的压力时，则基元容积中的介质通过设置在排气(液)口6的排气(液)阀导入总排气(液)口14，避免了回转式压缩机械过压缩的问题，减小了功率损耗。而气体(液)在任意主轴1的旋转角度下依靠压力差均能顺利通过进气(液)口7进入基元容积。
本发明多类滑板平面旋转式压缩机械的转子2的外壁面与缸体3的内壁面总是相切于点M处，保证了基元容积中的介质完成压缩后均全部排出该基元容积，减小了余隙容积的影响，提高了缸体的利用率。
本发明多类滑板平面旋转式压缩机械，根据需要可以组合成不同的实施方式：使用一个主滑板4，一个或多个副滑板5；根据需要在高压或大功率时可设置一个主滑板4，一个动力滑板24及一个或多个副滑板5；一个主滑板4，一个或多个动力滑板24及一个或多个副滑板。
图5为本发明的第二实施方式的局部放大图，与第一实施方式不同的是，当被输送的介质压力过大，则将其中一个副滑板5改为动力滑板24，构成一个主滑板4，一个动力滑板24及一个或多个副滑板5的结构形式，这样在一个主滑板4和一个动力滑板的共同驱动下，主轴的受力更加均匀，解决了大压力和大功率时平动旋转式压缩机动力平衡问题。
图6为本发明的第三实施方式的局部放大图，如果主轴1上的功率更大，则将其中多个副滑板5改为多个动力滑板24，构成一个主滑板4，多个动力滑板24及一个或多个副滑板的结构形式，这样在一个主滑板4和多个动力滑板的共同驱动下，主轴的受力更加均匀，机械运转更为平稳和可靠。
本发明多类滑板平面旋转式压缩机械，一个主要的流体泄漏通道是缸体3的端面和转子2的两端的轴向间隙，该间隙的大小会引起基元容积介质的径向泄漏，它直接影响着本发明多类滑板平面旋转式压缩机械的容积效率和加工成本，其间隙控制在2毫米之内。
本发明多类滑板平面旋转式压缩机械，在偏心座9与机架左端盖16接触部位设有机架左端盖密封圈21，以防止高压介质向进气(液)通道19泄漏，在转子2与气缸端面挡板13及偏心座9接触部位设有密封环23，防止介质径向泄漏和减低加工精度和制造成本。
本发明可以通过改变进气(液)通道19，可以做成单级或多级增压方式，满足不同领域使用条件下的需要。
本发明多类滑板平面旋转式压缩机械，通过改变进气(液)通道19的位置，将进气(液)口7和排气(液)口可以同时设置在转子2上，形成径向进气(液)，轴向排气(液)。
但本发明并不局限上述所列举的具体实施方式，本领域的技术人员可以根据本发明工作原理和上面给出的具体实施方式，可以做出各种等同的修改、等同的替换、部件增减和重新组合，从而构成更多新的实施方式。
本发明多类滑板平面旋转式压缩机械既可以使用在各种气体的压力提高和输送，也完全可以广泛用于各种流体输送及油气混输及废气能量回收等领域。

Claims (12)

1.多类滑板平面旋转式压缩机械包括主轴(1)、转子(2)、缸体(3)、主滑板(4)、副滑板(5)、排气(液)口(6)、进气(液)口(7)、机体(8)、偏心座(9)、气缸轴承(10)、主轴承(11)、缸体紧固螺栓(12)、气缸端面挡板(13)、总排气(液)口(14)、密封圈(15)、机架左端盖(16)、机架右端盖(17)、转子滑板槽(18)、进气(液)通道(19)和导流孔(20)和机架左端盖密封圈(21)，动力滑板24，气缸由偏心座(9)、缸体(3)和气缸端面挡板(13)组成，其中偏心座(9)和气缸端面挡板(13)通过缸体紧固螺栓(12)与缸体3紧固成一个整体气缸。
2.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于转子(2)通过键固定在主轴(1)上，而主轴(1)则通过一对主轴承(11)支撑在机架左端盖(16)和机架右端盖(17)轴承座中上，主轴(1)和转子(2)绕主轴(1)的中心线作定轴转动。
3.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述的气缸通过一对气缸轴承(10)支撑在气缸端面挡板(13)和偏心座(9)的轴承座中,并绕气缸中心线作定轴转动。
4.如权利要求1和2所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于气缸中心线与主轴(1)中心线存在一个偏心，偏心的距离为缸体(3)的内圆半径与转子(2)的外圆半径之差，并由偏心座(9)确定,使得转子(2)的外圆壁面与缸体(3)的内圆壁面始终有一点相切。
5.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述的转子(2)上可以设置一个主滑板(4)和一个或多个副滑板(5)。
6.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述的转子(2)上可以设置一个主滑板(4)，一个动力滑板(24)及一个或多个副滑板(5)。
7.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述的转子(2)上可以设置一个主滑板(4)，多个动力滑板(24)及一个或多个副滑板(5)。
8.如权利要求5、6、7所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述主滑板(4)或动力滑板和副滑板(5)均位于转子(2)的滑板槽(18)中，主滑板(4)和动力滑板(24)头部形状呈圆柱状，滑板的主体呈板状，主滑板(4)和动力滑板(24)头部嵌入到缸体(3)圆柱体内，滑板主体延伸至滑板槽(18)内，而动力滑板(24)的根部呈圆柱体或其它形式，副滑板(5)头部均为圆形，其滑板头部紧贴于缸体(3)的内壁面，滑板的主体与主滑板相同，主滑板(4)和动力滑板(24)的头部在缸体(3)圆柱体内作平面摆动，滑板主体在滑板槽(18)中做往复移动，并带动气缸同步旋转，副滑板(5)在离心力的作用下仅沿滑板槽(18)作往复移动。
9.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述的转子(2)上设置有与主滑板(4)和副滑板(5)数目相同的进气(液)口(7)，在缸体(3)设置有与进气(液)相同数目的排气(液)口(6)，所述的进、排气(液)口均安装进、排气(液)阀，所述的进气(液)口(7)与进气(液)通道(19)相通，而排气(液)口(6)总是与总排气(液)口(14)相通。
10.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于转子(2)的主滑板(4)和副滑板(5)的滑板槽(18)中设有导流孔(20)，防止主、副滑板往复移动时压缩滑板槽(18)内的介质。
11.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述的偏心座(9)和机架左端盖(16)接触部位设有机架左端盖密封圈(21)，防止高压的介质向进气(液)通道(19)中泄漏。
12.如权利要求1所述的多类滑板平面旋转式压缩机械，其特征在于所述的主轴(1)中心开有进气(液)通道(19)，并与开设在转子(2)上的进气(液)口(7)相通。
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