CN111692071A - 一种压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机，其特征在于，包括：驱动组件、具有支撑端和凸轮端的凸轮主轴、具有双偏心轮转轴孔和设置在其两侧的两个偏心轮外圆的双偏心轮、具有导向滑块转轴孔和连杆的导向滑块以及具有活塞的气缸，所述驱动组件与支撑端传动连接，所述凸轮端穿入双偏心轮转轴孔使凸轮主轴与双偏心轮传动连接，所述两个偏心轮外圆分别穿入两导向滑块转轴孔使双偏心轮与两个导向滑块传动连接，所述导向滑块通过其连杆与活塞传动连接；所述驱动组件驱动凸轮主轴做圆周运动，凸轮主轴通过双偏心轮驱动导向滑块沿其长度方向来回往返运动，导向滑块驱动活塞在气缸内做活塞运动。

Description

一种压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机。

背景技术

现有技术中压缩机是一种应用广泛的设备，压缩机与现代工业和生活的各个领域密切相关，是一种发挥重要作用的通用机械设备。压缩机可用于制冷、发动机、气体输送、化工过程、机械制造、水产养殖、医疗以及几乎各个需要输送或使用压缩气体的场所。目前常用的空气压缩机主要是活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机，虽然这两种压缩机各有优点，但也都存在一定的不足之处。比如，压缩机主要是利用曲轴的旋转运动，驱动活塞往复直线运动对气缸内气体进行压缩，轴瓦摩擦噪音较大且稳定性较差；螺杆式压缩机气缸内转子啮合摩擦，转动速度快，其发热量大，不仅要求材料的耐磨性很高，且在使用的时候还需要大量的冷却润滑油，且还需要进行油气分离，因此造成螺杆式压缩机能耗高、成本较高、操作复杂、维修和保养的难度较大。为克服上述的一种或多种缺陷，对压缩机做出了一定的创新改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种压缩机，其能有效提高压缩机的稳定性，不需要油气分离，能耗较低，且整机体积极小。

本发明的目的是这样实现的：

一种压缩机，其特征在于，包括：驱动组件、具有支撑端和凸轮端的凸轮主轴、具有双偏心轮转轴孔和设置在其两侧的两个偏心轮外圆的双偏心轮、具有导向滑块转轴孔和连杆的导向滑块以及具有活塞的气缸，所述驱动组件与支撑端传动连接，所述凸轮端穿入双偏心轮转轴孔使凸轮主轴与双偏心轮传动连接，所述两个偏心轮外圆分别穿入两导向滑块转轴孔使双偏心轮与两个导向滑块传动连接，所述导向滑块通过其连杆与活塞传动连接；所述驱动组件驱动凸轮主轴做圆周运动，凸轮主轴通过双偏心轮驱动导向滑块沿其长度方向来回往返运动，导向滑块驱动活塞在气缸内做活塞运动。

所述双偏心轮呈左右对称，具体地双偏心轮的两个偏心轮外圆沿双偏心轮转轴孔的轴心方向呈左右对称。

所述两个导向滑块的长度方向相互垂直、交替导向。

所述导向滑块的长度方向至少一侧设有一个以上的连杆，每个连杆与活塞、气缸均成组传动连接。

所述活塞的行程为凸轮主轴偏心量与双偏心轮偏心量之和的两倍。

所述凸轮端与双偏心轮转轴孔之间设有第一轴承。

所述偏心轮外圆与导向滑块转轴孔之间设有第二轴承。

所述凸轮主轴上设有至少一个凸轮端，所述每个凸轮端与每个双偏心轮成组传动连接。

所述凸轮端为两个以上，相邻两个凸轮端沿凸轮主轴的轴向方向呈左右对称。

所述凸轮端的个数为奇数，所述支撑端一端与驱动组件传动连接，另外一端设有凸轮平衡块。

所述压缩机还包括基座，所述凸轮主轴、双偏心轮、导向滑块安装在其内，驱动组件、气缸安装在基座外部，支撑端从基座向外伸出与驱动组件传动连接。

本发明的有益效果是：

本发明采用以上结构，驱动组件驱动凸轮主轴做圆周运动，凸轮主轴通过双偏心轮驱动导向滑块沿其长度方向来回往返运动，导向滑块驱动活塞在气缸内做活塞运动，活塞在做活塞运动过程中实现对气体的压缩，压缩过程高效且稳定。

本发明无需采用现有压缩机技术中的曲轴结构，因此整机体积较小，稳定性较好，且噪音较低；也不需要使用内转子啮合摩擦，不使用冷却润滑油，也不需要进行油气分离，故它能有效地提高压缩机的稳定性，不需要油气分离，能耗较低，且整机体积较小。

附图说明

图1为本发明第一实施例的组装立体图。

图2为图1的剖视图1。

图3为图1的剖视图2。

图4为图1的剖视图3。

图5为本发明第一实施例的分解图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图5，本压缩机，包括：驱动组件、具有支撑端11和凸轮端12的凸轮主轴1、具有双偏心轮转轴孔21和设置在其两侧的两个偏心轮外圆22的双偏心轮2、具有导向滑块转轴孔31和连杆32的导向滑块3以及具有活塞41的气缸4，所述驱动组件与支撑端11传动连接，所述凸轮端11穿入双偏心轮转轴孔21使凸轮主轴1与双偏心轮2传动连接，所述两个偏心轮外圆22分别穿入两导向滑块转轴孔31使双偏心轮2与两个导向滑块3传动连接（具体地，位于前侧的第一个偏心轮外圆22与其中一个导向滑块3成组地装配并实现传动连接，位于后侧的第二个偏心轮外圆22与另外一个导向滑块3成组地装配并实现传动连接），所述导向滑块3通过其连杆32与活塞41传动连接；所述驱动组件驱动凸轮主轴1做圆周运动，凸轮主轴1通过双偏心轮2驱动导向滑块3沿其长度方向来回往返运动，导向滑块3驱动活塞41在气缸4内做活塞运动

驱动组件可优选普通电动机，活塞41与气缸4为常规结构，电动机启动后，驱动凸轮主轴1做360度圆周运动，继而凸轮主轴1驱动双偏心轮2旋转、双偏心轮2驱动导向滑块3沿其长度方向来回往复运动，并带动活塞41在气缸4内做活塞运动，使气缸4的内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。具体地，活塞41从气缸盖处开始运动时（正向运动），气缸4内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着气缸4的进气管推开连接在进气管上的进气阀（图中未画出）而进入气缸4，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞41反向运动时，气缸4内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸4内压力达到并略高于排气压力时，打开连接在气缸4排气管上的排气阀（图中未画出），气体排出气缸4，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞41再次做活塞运动时，上述过程重复出现。双偏心轮2旋转一周，活塞往复一次，气缸4内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个压缩的工作循环。

现有技术中的压缩机使用曲轴传递着压缩机的全部功率，曲轴主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造，其成本较高。

本发明中不使用曲轴，使用双偏心轮2与导向滑块3的简单配合结构，双偏心轮2相对于导向滑块3做圆周运动，而导向滑块3在双偏心轮2的驱动下沿长度方向来回往复运动。本发明中双偏心轮2、导向滑块3结构较为简单，且连接关系可靠，对于简化部件，减小整机体积，降低产品成本，能量耗损少而导致能耗较低，提高压缩机的可靠性等等方面有积极的意义。

现有技术中的连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功，连杆通常包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。而本压缩机，由于导向滑块3依次驱动连杆32、活塞41沿其长度方向来回往复运动，使本发明中活塞结构更为简洁，使得本发明中的连杆32、活塞41的运动轨迹较为简单，连杆32与活塞41的连接结构也更为简单，有利于降低产品成本，提高压缩机的可靠性。

进一步地，导向滑块3与连杆32可一体成型，一体成型便于减少产品物料。也可采用导向滑块3与连杆32为分体成型的方式，以便于机械加工。

进一步地，所述双偏心轮2呈左右对称，具体地，双偏心轮2的两个偏心轮外圆22沿双偏心轮转轴孔21的轴心方向呈左右对称。偏心轮外圆22与其中一个导向滑块3成组地装配并实现传动连接。该技术方案实现双偏心轮2水平对置式的结构方式，可以令双偏心轮2转动时，抵消多余震动，实现减震效果，另外，双偏心轮2在转动时，两个对称式的偏心轮外圆22能够互为导向，更好地实现两组导向滑块3沿其长度方向来回往返运动，也能够进一步减震。

进一步地，所述两个导向滑块3的长度方向相互垂直、交替导向（形成对两个偏心轮外圆22的交替导向），即压缩机工作时，两个导向滑块3分别从相互垂直的方向往返运动，此时可以对两个偏心轮外圆22交替导向，保证整机平稳运转。其中一个导向滑块3的长度方向为横向设置，另外一个导向滑块3的长度方向为竖向设置，能够腾出更多空间设置气缸4。所述导向滑块3的长度方向至少一侧设有一个以上的连杆32，每个连杆32与活塞41、气缸4均成组传动连接；从而实现各种缸数的压缩机：1缸、2缸、3缸、4缸、5缸、6缸、7缸、7缸、9缸、10缸、11缸、或12缸等。本实施例中，每个导向滑块3的两则均设有两个连杆32，从而驱动4组气缸4（即8缸）。

进一步地，所述活塞41的行程为凸轮主轴1偏心量与双偏心轮2偏心量之和的两倍，即为活塞41的行程=（双偏心轮1偏心量+凸轮主轴2偏心量）X2，使本发明中的活塞41行程较大，能实现较大的压缩比，同时降低整体体积。

进一步地，所述凸轮端12与双偏心轮转轴孔21之间设有第一轴承5。所述偏心轮外圆22与导向滑块转轴孔31之间设有第二轴承6。第一轴承5、第二轴承6的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。

进一步地，所述凸轮主轴1上设有至少一个凸轮端12，所述每个凸轮端12与每个双偏心轮2成组传动连接。所述凸轮端12为两个以上，相邻两个凸轮端12沿凸轮主轴1的轴向方向呈左右对称。当凸轮主轴1上设置的凸轮端12的个数为偶数时，偶数值的凸轮端12能够使凸轮主轴1轴向方向的受力平衡，有利于减震。

本实施例采用凸轮主轴1上设置1个凸轮端12的技术方案，即所述凸轮端12的个数为奇数，此时，所述支撑端11一端与驱动组件传动连接，另外一端设有凸轮平衡块13。凸轮平衡块13充当偶数的凸轮端12，使凸轮主轴1轴向方向的受力平衡，有利于减震。

进一步地，所述压缩机还包括基座7，所述凸轮主轴1、双偏心轮2、导向滑块3安装在其内，驱动组件、气缸4安装在基座7外部，支撑端11从基座7向外伸出与驱动组件传动连接。本发明中的压缩机，相对于现有技术中的曲轴式压缩机，具备多种优点，行程大，效率高，体积小噪音低，无润滑油或少润滑油。

上述实施例只是本发明的优选方案，本发明还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。

Claims (10)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：驱动组件、具有支撑端（11）和凸轮端（12）的凸轮主轴（1）、具有双偏心轮转轴孔（21）和设置在其两侧的两个偏心轮外圆（22）的双偏心轮（2）、具有导向滑块转轴孔（31）和连杆（32）的导向滑块（3）以及具有活塞（41）的气缸（4），所述驱动组件与支撑端（11）传动连接，所述凸轮端（11）穿入双偏心轮转轴孔（21）使凸轮主轴（1）与双偏心轮（2）传动连接，所述两个偏心轮外圆（22）分别穿入两导向滑块转轴孔（31）使双偏心轮（2）与两个导向滑块（3）传动连接，所述导向滑块（3）通过其连杆（32）与活塞（41）传动连接；所述驱动组件驱动凸轮主轴（1）做圆周运动，凸轮主轴（1）通过双偏心轮（2）驱动导向滑块（3）沿其长度方向来回往返运动，导向滑块（3）驱动活塞（41）在气缸（4）内做活塞运动。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述双偏心轮（2）呈左右对称。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述两个导向滑块（3）的长度方向相互垂直、交替导向。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述导向滑块（3）的长度方向至少一侧设有一个以上的连杆（32），每个连杆（32）与活塞（41）、气缸（4）均成组传动连接。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述活塞（41）的行程为凸轮主轴（1）偏心量与双偏心轮（2）偏心量之和的两倍。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述凸轮端（12）与双偏心轮转轴孔（21）之间设有第一轴承（5）；所述偏心轮外圆（22）与导向滑块转轴孔（31）之间设有第二轴承（6）。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述凸轮主轴（1）上设有至少一个凸轮端（12），所述每个凸轮端（12）与每个双偏心轮（2）成组传动连接。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于：所述凸轮端（12）为两个以上，相邻两个凸轮端（12）沿凸轮主轴（1）的轴向方向呈左右对称。

9.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于：所述凸轮端（12）的个数为奇数，所述支撑端（11）一端与驱动组件传动连接，另外一端设有凸轮平衡块（13）。

10.根据权利要求1-9任一项所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机还包括基座（7），所述凸轮主轴（1）、双偏心轮（2）、导向滑块（3）安装在其内，驱动组件、气缸（4）安装在基座（7）外部，支撑端（11）从基座（7）向外伸出与驱动组件传动连接。

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