CN111456935B - 一种内置油泵的涡旋空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内置油泵的涡旋空气压缩机，属于机械技术领域。本发明包括曲轴以及自前往后依次分布的静盘、动盘和机架，机架和动盘均通过轴承支撑在曲轴上，动盘前侧和静盘之间通过密封环形成密封，动盘后侧与机架之间设置十字滑环，机架前侧和动盘后侧分别成型有涡旋体一和涡旋体二，涡旋体一和涡旋体二啮合形成均呈月牙形的内油道和外油道，机架内设有油腔以及能使内油道和外油道均连通油腔的供油通道，机架和动盘内分别设有排油口一和排油口二，排油口一和排油口二均能与内油道连通，机架内还设有中间排油口和前端回油口，中间排油口能连通外油道以将外油道中的润滑油供给密封环和十字滑环并由前端回油口回流到油腔内。本发明结构紧凑。

Description

一种内置油泵的涡旋空气压缩机

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种涡旋空气压缩机，特别是一种内置油泵的涡旋空气压缩机。

背景技术

涡旋式空气压缩机以其效率高、噪音低、体积小、有利于节能及保护环境等优点而广泛应用于工业、农业、交通运输等行业需要压缩空气的场合。涡旋式空气压缩机主要运行件涡旋盘之间只有啮合，且相对运转速度较低，较难产生磨损，因而寿命比活塞式、螺杆式压缩机更长，是风动机械理想动力源。在涡旋式空气压缩机中，主要运行件为动盘和静盘，动盘和静盘内设涡旋体，通常，由动盘和静盘彼此结合形成压缩腔，当动盘由曲轴带动沿着一定圆周轨迹作平动时，动盘的涡旋体相对于静盘的涡旋体移动，即由两者所形成的压缩腔移动并改变其容积，从而进行空气吸入、压缩、排放，完成压缩空气的过程。

传统喷油式涡旋式空气压缩机,各轴承部、各运动摩擦副需要润滑和冷却,润滑油和压缩气体一起排出压缩机排气口。压缩空气中的润滑油通过油气分离器的分离和精密过滤器的过滤等手段从压缩空气中分离出来，润滑油在排气压力的作用下在系统内循环。压缩机系统必须设计有油气分离器、最小压力阀、油精密分离器、油温控制器、油冷却器等，系统相对加大空间，使压缩机整体尺寸加大，并且由于零件很多，成本就高。喷油涡旋式空气压缩机系统需要定期更换空气过滤器、油过滤器、油精密分离器和润滑油，更换过程较为复杂，需要耗费物力、人力和时间，造成空压机较高的使用成本，一般情况下，使用成本是初始购机成本的数倍。并且，在压缩机的生存周期中，润滑油需要数次到数十次的更换，润滑油的大量更换会造成生态环境的破坏。

同时，传统的无油涡旋式空气压缩机，在动盘中心部设计安装轴承，而动盘中心部是排气最高温所在处，而中心部由于尺寸限制，热量很难导出，导致动盘轴承部温度很高，对轴承在高温下的精度、稳定性和润滑脂的要求很高，要保证较高的寿命的话，必须在较短的时间内进行维护保养，大大提高了使用的成本和降低了使用的广泛适用性。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构紧凑、简单的内置油泵的涡旋空气压缩机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种内置油泵的涡旋空气压缩机，包括曲轴以及自前往后依次分布的静盘、动盘和机架，机架和动盘均通过轴承支撑在曲轴上，动盘前侧和静盘之间通过密封环形成密封，动盘后侧与机架之间设置十字滑环，其特征在于，机架前侧和动盘后侧分别成型有涡旋体一和涡旋体二，涡旋体一和涡旋体二啮合形成均呈月牙形的内油道和外油道；机架内设有油腔以及能使内油道和外油道均连通油腔的供油通道，机架和动盘内分别设有排油口一和排油口二，排油口一和排油口二均能与内油道连通以将内油道中的润滑油供给两轴承并最终由设置在机架内的后端回油口回流到油腔内；机架内还设有中间排油口和前端回油口，中间排油口能连通外油道以将外油道中的润滑油供给密封环滑动摩擦面和十字滑环滑动摩擦面并最终由前端回油口回流到油腔内，上述的机架上设有使油腔与外界连通的加油口。

在油腔、供油通道、外油道、内油道等结构配合下，以在机架和动盘之间形成类似于油泵的结构，从而完成对动盘后侧所有零件的润滑、冷却和防锈，并通过润滑油对各运动摩擦副的供油，实现压缩机高速、可靠和低噪运行，具有结构紧凑、简单的优点。

在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，所述的排油口一在动盘运转时能与外油道连通以将外油道中的润滑油引至动盘后侧并最终通过后端回油口回流至油腔。这部分润滑油可通过设置在曲轴上的平衡块甩给用于密封曲轴和电机壳连接处的轴封，以进一步提高润滑效果。

在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，所述的油腔设置在机架底部。

在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，加油口处于机架顶部。

在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，所述的机架上可拆卸固定有可封堵加油口的封堵件。

在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，所述的加油口内设有内螺纹，封堵件为螺接在加油口内的螺栓，且螺栓的头部处于机架外部。

作为另一种方案，在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，所述的封堵件为橡胶堵头，橡胶堵头的侧壁和加油口的内壁紧密接触形成密封。

在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，所述的涡旋体一和机架为一体式结构。

在上述的内置油泵的涡旋空气压缩机中，所述的涡旋体二和动盘为一体式结构。

与现有技术相比，本内置油泵的涡旋空气压缩机具有以下优点：

1、在油腔、供油通道、外油道、内油道等结构配合下，以在机架和动盘之间形成类似于油泵的结构，从而完成对动盘后侧所有零件的润滑、冷却和防锈，并通过润滑油对各运动摩擦副的供油，实现压缩机高速、可靠和低噪运行，具有结构紧凑、简单的优点，可实现整个压缩机小型化。

2、设置密封环，可将压缩单元与各运动部分隔开，实现了压缩过程的无油，压缩过程产生的热量主要由动盘后侧循环润滑油和静盘散热片带走，并且由于压缩空气与润滑油不接触，可以避免空气中的水分、化学成分、杂质等对润滑油的影响，不会产生润滑油的乳化、高温碳化和快速氧化等问题，因此对环境的适应性好，润滑油的寿命长，同时，空气压缩过程中没有润滑油主动喷入润滑和冷却，排出的压缩空气几乎不含油，压缩后的空气不需要油气的分离，根据使用者的要求，对压缩空气采用不同的策略进行过滤和冷却后使用，大大简化了压缩机的结构。

附图说明

图1是压缩机的剖视结构示意图。

图2是压缩机的爆炸结构示意图。

图3是动盘的立体结构示意图。

图4是支架的立体结构示意图。

图5是内油道吸油时的状态示意图。

图6是内油道吸油时的另一状态示意图。

图7是外油道吸油时的状态示意图。

图8是外油道供油时的状态示意图。

图中，1、静盘；1a、吸气口；1b、排气口；1c、静涡旋体； 1d、散热片；2、动盘；2a、排油口二；2b、涡旋体二；2c、动涡旋体；3、机架；3a、加油口；3b、前端回油口；3c、供油通道； 3d、排油口一；3e、中间排油口；3f、后端回油口；3g、涡旋体一；3h、油腔；4、轴封；5、电机；5a、曲轴；6、平衡块；7、轴承；8、密封环；9、十字滑环；10、外油道；11、内油道；A、润滑油。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本内置油泵的涡旋空气压缩机包括曲轴5a以及自前往后依次分布的静盘1、动盘2、机架3和电机5。在本实施例中，曲轴5a即为电机5的转轴。

其中，如图1和图2所示，机架3和动盘2均通过轴承7支撑在曲轴5a上，静盘1通过螺丝与机架3固连，静盘1后侧成型有静涡旋体1c，静盘1前侧成型有散热片1d。动盘2前侧成型有动涡旋体2c，动涡旋体2c和静涡旋体1c啮合形成两个或两个以上的涡旋压缩单元，空气由静盘1上的吸气口1a进入，经压缩单元压缩后由设于静盘1中心的排气口1b排出。动盘2前侧和静盘 1之间通过密封环8形成密封，密封环8将动盘2隔成无油的压缩腔部分和处于动盘2后侧的有油部分。动盘2后侧与机架3之间设置十字滑环9。动盘2在曲轴5a偏心部的驱动下作绕圆周平动，十字滑环9用于保持动涡旋体2c和静涡旋体1c之间的相位差，动涡旋体2c与静涡旋体1c配合做作圆周啮合平动，完成从吸气、压缩和排气的循环过程。

如图1、图3、图4和图5所示，机架3前侧和动盘2后侧分别成型有涡旋体一3g和涡旋体二2b，涡旋体一3g和涡旋体二2b 啮合形成均呈月牙形的内油道11和外油道10。动盘2在曲轴5a 偏心部的驱动下作绕圆周平动，十字滑环9同时也保持涡旋体一 3g与涡旋体二2b之间的相位差，涡旋体一3g与涡旋体二2b配合做作圆周啮合平动，完成从吸油和供油的循环过程。在本实施例中，涡旋体一3g和机架3为一体式结构，涡旋体二2b和动盘 2为一体式结构。

具体来说，机架3内设有用于储存润滑油的油腔3h以及能使内油道11和外油道10均连通油腔3h的供油通道3c，且优选油腔3h处于机架3底部。如图5和图6所示，机架3和动盘2内分别设有排油口一3d和排油口二2a，排油口一3d和排油口二2a 均能与内油道11连通以将内油道11中的润滑油供给两轴承7并最终由设置在机架3内的后端回油口3f回流到油腔3h内。如图 4和图7所示，机架3内还设有中间排油口3e和前端回油口3b，中间排油口3e能连通外油道10以将外油道10中的润滑油供给密封环8滑动摩擦面和十字滑环9滑动摩擦面并最终由前端回油口 3b回流到油腔3h内。如图2所示，机架3上设有使油腔3h与外界连通的加油口3a。在油腔3h、供油通道3c、外油道10、内油道11等结构配合下，以在机架3和动盘2之间形成类似于油泵的结构，从而完成对动盘2后侧所有零件的润滑、冷却和防锈，并通过润滑油对各运动摩擦副的供油，实现压缩机高速、可靠和低噪运行，具有结构紧凑、简单的优点。

进一步说明，如图8所示，排油口一3d在动盘2运转时能与外油道10连通以将外油道10中的润滑油引至动盘2后侧并最终通过后端回油口3f回流至油腔3h。其中，这部分润滑油可通过设置在曲轴5a上的平衡块6甩给用于密封曲轴5a和电机5壳连接处的轴封4，以进一步提高润滑效果。实际产品中，处于内油道11和外油道10的润滑油可直接润滑机架3用于支撑动盘2 的滑动配合面。

如图1所示，机架3上可拆卸固定有可封堵加油口3a的封堵件。在本实施例中，加油口3a内设有内螺纹，封堵件为螺接在加油口3a内的螺栓，且螺栓的头部处于机架3外部。自然，封堵件也可以为橡胶堵头，橡胶堵头的侧壁和加油口3a的内壁紧密接触形成密封。

在本压缩机中，空气通过动盘2与静盘1构成的压缩单元进行压缩，在压缩过程中没有润滑油供给，即实现了无油压缩。这样的压缩过程，不仅提高了压缩空气的品质，而且润滑油因为不与压缩空气接触，保证了润滑油不会出现含水、化学物质和杂质带入引起润滑油的问题，也就保证了在各种工作环境下，润滑油不会快速劣化，从而保证润滑油正常的润滑、冷却和降噪作用，保证了润滑油可以长期有效，延长了润滑油的更换周期。动盘2 后侧的润滑油通过动盘2对压缩空气进行间接冷却，同时，静盘 1前侧的散热片1d也带走了压缩空气的热量，在此两者的共同作用下，将压缩空气的排气温度控制在可以接受的范围，排出的空气根据客户的需求，采用各种后处理后将压缩空气提供给客户使用。

进一步地，用于支撑动盘2的轴承7位于动盘2中心处，润滑油主动供给动盘2中心，并形成流动循环，不仅对轴承7进行润滑，而且将轴承7旋转产生的热量带走。润滑油的主动供给，保证了轴承7虽然靠近温度较高的压缩单元中心部分，但不会产生高温。在压缩机运行过程中，润滑油在动盘2后侧各部分连续不断循环，对各轴承7、轴封4、十字滑环9各运动副处、密封环8等各处起到润滑、冷却、防锈和降噪的作用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种内置油泵的涡旋空气压缩机，包括曲轴(5a)以及自前往后依次分布的静盘(1)、动盘(2)和机架(3)，机架(3)和动盘(2)均通过轴承(7)支撑在曲轴(5a)上，动盘(2)前侧和静盘(1)之间通过密封环(8)形成密封，动盘(2)后侧与机架(3)之间设置十字滑环(9)，其特征在于，机架(3)前侧和动盘(2)后侧分别成型有涡旋体一(3g)和涡旋体二(2b)，涡旋体一(3g)和涡旋体二(2b)啮合形成均呈月牙形的内油道(11)和外油道(10)；机架(3)内设有油腔(3h)以及能使内油道(11)和外油道(10)均连通油腔(3h)的供油通道(3c)，机架(3)和动盘(2)内分别设有排油口一(3d)和排油口二(2a)，排油口一(3d)和排油口二(2a)均能与内油道(11)连通以将内油道(11)中的润滑油供给两轴承(7)并最终由设置在机架(3)内的后端回油口(3f)回流到油腔(3h)内；机架(3)内还设有中间排油口(3e)和前端回油口(3b)，中间排油口(3e)能连通外油道(10)以将外油道(10)中的润滑油供给密封环(8)滑动摩擦面和十字滑环(9)滑动摩擦面并最终由前端回油口(3b)回流到油腔(3h)内，上述的机架(3)上设有使油腔(3h)与外界连通的加油口(3a)；所述的排油口一(3d)在动盘(2)运转时能与外油道(10)连通以将外油道(10)中的润滑油引至动盘(2)后侧并最终通过后端回油口(3f)回流至油腔(3h)。

2.根据权利要求1所述的内置油泵的涡旋空气压缩机，其特征在于，所述的油腔(3h)设置在机架(3)底部。

3.根据权利要求1所述的内置油泵的涡旋空气压缩机，其特征在于，加油口(3a)处于机架(3)顶部。

4.根据权利要求3所述的内置油泵的涡旋空气压缩机，其特征在于，所述的机架(3)上可拆卸固定有可封堵加油口(3a)的封堵件。

5.根据权利要求4所述的内置油泵的涡旋空气压缩机，其特征在于，所述的加油口(3a)内设有内螺纹，封堵件为螺接在加油口(3a)内的螺栓，且螺栓的头部处于机架(3)外部。

6.根据权利要求4所述的内置油泵的涡旋空气压缩机，其特征在于，所述的封堵件为橡胶堵头，橡胶堵头的侧壁和加油口(3a)的内壁紧密接触形成密封。

7.根据权利要求1所述的内置油泵的涡旋空气压缩机，其特征在于，所述的涡旋体一(3g)和机架(3)为一体式结构。

8.根据权利要求1所述的内置油泵的涡旋空气压缩机，其特征在于，所述的涡旋体二(2b)和动盘(2)为一体式结构。

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