CN118066116A - 一种旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式压缩机，包括壳体，壳体内具有空腔，壳体开设有安装孔，安装孔内转动连接有转动轴，转动轴上固定安装有分隔片，分隔片设置有若干个波峰和波谷，分隔片的波峰与空腔的上端相切，分隔片的波谷与空腔的下端相切，分隔片的侧壁与空腔的侧壁相抵触，分隔片将空腔分隔成若干个工作腔，壳体的侧壁开设有若干个容纳槽，容纳槽与滑片滑动连接，滑片的一侧与转动轴的侧壁相抵触，滑片开设有滑槽，当转动轴带动分隔片转动时，分隔片带动滑片运动且分隔片始终保持与滑槽相切。本发明的压缩机由转动轴带动分隔片旋转并带动滑片的运动即可实现气体的吸入、压缩和排出。

Description

一种旋转式压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体为一种旋转式压缩机。

背景技术

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动流体机械，它在冶金业、机械制造业、石油化学工业、国防工业等行业中都有应用，尤其在汽车空调以及家用空调中，压缩机都是必不可少的关键部件之一。

目前应用最为广泛的是一种旋转式压缩机，也叫滚动转子式压缩机，它主要由圆筒形的气缸、偏心轮轴、设置于偏心轮轴上的圆筒形的滚动转子、滑片及其背部的弹簧、上、下轴承、排气阀等组成。将滚动转子偏心设置于圆筒形气缸内，气缸内表面与转子外表面就形成一个月牙形空间，在气缸上开有一个径向槽，槽中装有滑片，滑片靠其背部的弹簧作用力与转子紧密接触，滑片将月牙形空间分隔为两部分，在紧靠滑片两侧的缸壁上开设有吸气孔和排气孔，吸气孔与部分空间相通，称为吸气腔，排气孔与部分空间相通称为压缩腔。随着滚动转子的滚动，被分隔的吸气腔和压缩腔的空间容积不断扩大与缩小，从而完成压缩机的工作过程。这种压缩机具有体积小、结构简单、运行可靠、余隙容积小，输气系数高等优点，但这种压缩机只有一个转子且为偏心布置，工作起来振动和噪音大，载荷变化大，动平衡差等缺点。

为此出现了双转子旋转式压缩机，是通过将两套旋转式压缩机的压缩单元进行上下叠加，两套压缩单元承180°对称设置，安装于偏心轮轴上的滚动转子以相对转角成180°的相位差进行运动。双转子旋转式压缩机平衡了压缩机转子的不平衡惯性力，使转子在运转过程中的径向力得到了平衡，使负荷扭矩的变化趋于平衡，同时，双转子式压缩机在转子旋转一周中有两次吸、排气过程，使气体的压力波动减小，压缩过程的平稳性、振动和噪音都有了很大改善。但是双转子旋转式压缩机的压缩部零件数量和体积都增加了，造成制造成本的增加以及在用于例如汽车等内部安装空间比较狭小的地方时，现有压缩机体积大的劣势就体现出来了，这时候就需要设计一种结构简单，偏心小，体积较小，负荷扭矩变化小的压缩机。

为了克服上述缺陷，本领域技术人员积极创新研究，以期创设出一种旋转式压缩机。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种旋转式压缩机，在简化压缩机结构以及降低运转振动的同时，达到更高效压缩气体的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：包括壳体，所述壳体内开设有空腔，所述壳体具有安装孔，所述安装孔内转动连接有转动轴，所述转动轴上固定安装有分隔片，所述分隔片设置有若干个波峰和波谷，所述分隔片的波峰与所述空腔的上端相切，所述分隔片的波谷与所述空腔的下端相切，所述分隔片的侧壁与所述空腔的侧壁相抵触，所述分隔片将所述空腔分隔成多个上下对称的月牙形工作腔，所述壳体开设有若干个容纳槽，所述容纳槽内设置有滑片，所述滑片与所述容纳槽滑动连接，所述滑片将所述月牙形工作腔分隔为两部分，在紧靠所述滑片两侧的壳体上开设有吸气孔和排气孔，吸气孔与部分工作腔的空间相通，称为吸气腔，排气孔与工作腔的部分空间相通称为压缩腔，所述排气孔并与排气阀相通。所述滑片开设有滑槽，所述滑槽与所述分隔片间隙配合，即所述分隔片的上表面与所述滑槽的上弧面相切，所述分隔片的下表面与所述滑槽的下弧面相切。当所述转动轴带动所述分隔片做旋转运动时，所述分隔片带动所述滑片上下滑动，被所述滑片分隔的吸气腔和压缩腔的空间容积不断扩大和缩小，从而实现了气体的吸入，压缩和排出的目的。

进一步地说，所述壳体包括上轴承、下轴承和气缸，所述气缸具有圆筒形，所述上轴承、下轴承分别设置于所述气缸的两端面并通过连接件固定，所述圆筒形气缸的内侧壁和所述上、下轴承的端面形成一个密闭的空腔。所述上轴承、下轴承还开设有安装孔并起到了支承转动轴的作用。

进一步地说，所述上轴承、所述下轴承和所述气缸皆内设置有容纳槽，所述滑片置于所述容纳槽内且能够在所述容纳槽内上下滑动，所述滑片的运动方向与所述转动轴轴向平行。

进一步地说，所述滑片的数量为一个，所述气孔的数量为上下两组。上下工作腔共用一个滑片，一个工作腔需要一组气孔。

进一步地说，所述滑槽的上下端皆为弧面，该弧面的设计能够保证所述分隔片在通过所述滑槽的过程中所述分隔片的上下表面始终与所述滑槽的上下弧面相切。

进一步地说，所述分隔片设置有一圈内型线和一圈外型线，所述内型线和所述外型线都具有多个最高点和多个最低点，所述内型线的最高点和所述外型线的最高点的连线称为波峰，所述内型线的最低点和所述外型线的最低点的连线称为波谷，分隔片的波峰与波谷分别与空腔的上下端(即上、下轴承的端面)线接触，所述内型线和所述外型线的最高点处于同一水平面，所述内型线和所述外型线的最低点处于同一水平面，所述分隔片的上下表面皆为弧面，所述分隔片的上下表面之间平行。

进一步地说，所述分隔片设置有至少一个波峰和至少一个波谷，所述壳体内密闭空间至少被分隔成上下两个对称的月牙形工作腔，上工作腔由壳体的上端面、分隔片的上表面、壳体的内侧壁和转动轴的侧壁密闭而成，下工作腔由壳体的下端面、分隔片的下表面、壳体的内侧壁和转动轴的侧壁密闭而成。

进一步的说，所述波峰和所述波谷的数量相同。

进一步的说，所述波峰的数量或所述波谷的数量等于所述滑片的数量，即当所述分隔片设置一个波峰和一个波谷时，则所述壳体内空间被分隔成上下两个对称的月牙形的工作腔，则需要设置一个滑片，当所述分隔片设置二个波峰和二个波谷时，则所述壳体内空间被分隔成上下四个对称的月牙形的工作腔，则需要设置二个滑片。

进一步地说，所述转动轴与所述分隔片一体成型，一体成型的结构更加牢固。

本发明的有益效果至少具有以下几点：

本发明的压缩机当转动轴带动分隔片做旋转运动的同时分隔片带动滑片在容纳槽内做上下运动，即可实现气体的吸入、压缩和排出，没有了传统旋转压缩机的偏心转子，旋转运动部件无偏心设置，所以零减少，结构简单，容积效率更高，运行振动和噪音都得到改善。滑片的上下运动完全由分隔片带动，取消了传统压缩机滑片背部的弹簧，又减少了零件，另外滑片没有了弹簧力的施加，大大减少分隔片与滑槽之间的接触磨损，增加了压缩机的使用寿命。

本发明的压缩机当分隔片设置为一个波峰和一个波谷，设置一个滑片时，则分隔片将壳体内空间分隔为上下对称的二个工作腔，分隔片每旋转一周有二个吸排气过程。当分隔片设置为二个波峰和二个波谷，滑片设置为二个时，则分隔片将壳体内部空间分隔为上下对称的四个工作腔，分隔片每旋转一周有八个吸排气过程。相对于传统的回转式压缩机，本发明压缩机只需要改变分隔片的波峰和波谷以及滑片的数量即可很容易实现多个工作腔同时工作，使压缩机运转过程中的径向力和负载扭矩得到了更好的平衡，气体的压力波动更加减小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的部分剖视图；

图3是本发明的去除气缸的结构示意图；

图4是本发明的气缸的结构示意图；

图5是本发明分隔片的结构示意图；

图6是本发明滑片的结构示意图；

图7是本发明设置多个滑片时的部分机构示意图；

图8是本发明设置多个滑片时的剖视图；

图9是本发明分隔片的另一种结构示意图；

附图中各部分标记如下：

1壳体、11上轴承、12下轴承、13气缸、2空腔、3转动轴、4分隔片、41内型线、42外型线、5滑片、51滑槽、511滑槽的上下端、6气孔、61排气阀、7容纳槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1：一种旋转式压缩机，如图1和图2所示，一种旋转式压缩机，包括壳体1，所述壳体包括上轴承11、下轴承12和气缸13，所述气缸为圆筒形，所述上轴承、下轴承分别设置于所述气缸的两端面并通过多个螺栓固定。通过所述圆筒形气缸的内壁和所述上轴承、下轴承的端面形成一个密闭的空腔2，所述上轴承、下轴承还开设有安装孔，所述安装孔内转动连接有转动轴3，所述转动轴上固定安装有分隔片4，如图5所示，所述分隔片设置有一圈内型线41和一圈外型线42，所述内型线和外型线均设置一个最高点一个最低点，所述内型线的最高点和所述外型线的最高点的连线称为波峰，所述内型线的最低点和所述外型线的最低点的连线称为波谷，即分隔片有一个波峰和一个波谷，所述分隔片的波峰与所述空腔的上端相切，且分隔片的波峰与空腔的上端为线接触，所述分隔片的波谷与所述空腔的下端相切，且分隔片的波谷与空腔的下端为线接触，所述分隔片的侧壁与所述空腔的侧壁相抵触，所述分隔片将所述空腔分隔为上、下对称的两个月牙形工作腔。

如图3和图4所示，所述上轴承、所述气缸、所述下轴承皆设置有容纳槽7，所述滑片5置于所述容纳槽内，滑片的一侧和转动轴相抵触，所述滑片可以在所述容纳槽内上下滑动。

图6所示，所述滑片开设有滑槽51，所述滑槽与所述分隔片间隙配合，所述滑槽的上下端511皆为弧面，弧面的设计能够保证在分隔片转动的过程中分隔片的上下表面始终与滑槽的上下弧面相切，滑槽的侧壁与所述分隔片的侧壁相抵触，保证整个装置的气密性。

所述壳体上开设有两组气孔6，所述气孔位于紧靠所述滑片的两侧，所述气孔的数量为两组，一组气孔连接上工作腔，一组气孔连接下工作腔，每组所述气孔包括吸气孔和排气孔，所述排气孔与排气阀61连通。

所述转动轴与所述分隔片一体成型，采用一体成型的工艺提高整个装置的强度。

实施例2，如图7至图9所示，在与实施例1不同的是所述分隔片设置有两个波峰和两个波谷，波峰和波谷均呈180°对置，所述分隔片将所述空腔分为两个上工作腔和两个下工作腔，分隔片能够将空腔分为四个工作腔，壳体内同步设置有两个与滑片相匹配的容纳槽，两组容纳槽呈180°对置，壳体上设置有四组气孔并分别与四个所述工作腔连通，当所述分隔片设置有多个波峰和波谷时，所述滑片的数量和所述分隔片波峰或者波谷的数量相同，多个工作腔共用一套驱动装置(转动轴与分隔片)，通过分隔片的转动，多个工作腔同步工作。

本实施例中压缩机的工作原理是：

当动力带动转动轴转动时，转动轴带动分隔片做旋转运动，分隔片的侧壁与壳体的侧壁间隙配合，分隔片的波峰与上轴承的端面滑动间隙配合，分隔片的波谷与下轴承的端面间隙配合，分隔片的上表面与滑槽的上弧面间隙配合，分隔片的下表面与滑槽的下弧面间隙配合，滑片在分隔片的带动下做上下运动，滑片的运动方向同转动轴轴向平行。

当分隔片具有一个波峰和一个波谷时，分隔片将空腔分隔为上下两个工作腔，需配套一个滑片；

以上工作腔为例，如转动轴以顺时针方向转动时，带动分隔片做同方向的旋转运动，则滑片的左侧为吸气腔，滑片的右侧为压缩腔，以分隔片的波峰与滑片重合为起点，当分隔片的波峰通过滑片时，吸气腔的容积不断扩大，外部气体由吸气孔进入吸气腔，当分隔片旋转一周后分隔片的波峰与滑片重合，此时吸气腔内的容积达到了最大，吸气腔内充满了气体，当分隔片继续旋转，分隔片的波峰越过滑片，此时的腔体内的空间由于受到滑片的阻隔容积越来越小，气体收到压缩，当腔体内的气体超过了外部的压力后，气体经过排气孔后通过排气阀排出，当分隔片的波峰再次与滑片重合时，此时气腔内的气体被全部排出，下一次的循环即将开始。

由于在分隔片的旋转当中，吸气腔和压缩腔是在同时工作的，所以每一个工作腔在分隔片每旋转一周的过程中就有一次吸排气的过程，由于分隔片将空腔分隔为上下两个工作腔，所以在分隔片每旋转一周当中整个系统就有两次吸排气过程。

当分隔片设置有二个波峰和二个波谷时，分隔片将空腔分隔为两个上工作腔和两个下工作腔，需配套两个滑片；

以上工作腔中的其中一个工作腔为例，设定分隔片的波峰与滑片重合为起始点，此时的滑片称为第一滑片，则与第一滑片呈180°对置的滑片称为第二滑片，转动轴以顺时针方向转动时，带动分隔片做同方向的旋转运动，则滑片的左侧为吸气腔，滑片的右侧为压缩腔，当分隔片的波峰通过第一滑片时，吸气腔的容积不断扩大，外部气体由吸气孔进入吸气腔，当分隔片旋转180°时，即分隔片的波峰与第二滑片重合，此时的吸气腔容积达到了最大，吸气腔内充满了气体，当分隔片继续旋转，分隔片的波峰越过第二滑片，此时的腔体内的空间由于受到第二滑片的阻隔容积越来越小，气体收到压缩，当腔体内的气体超过了外部的压力后，气体经过排气孔后通过排气阀排出外，当分隔片旋转一周后波峰再次与第一滑片重合时，此时气腔内的气体被全部排出，下一次的循环即将开始，分隔片每旋转一周，每一个工作腔就有两次吸排气过程，由于分隔片将空腔分为四个工作腔，所以在分隔片每旋转一周当中整个系统就有八次吸排气过程。

当分隔片设置有N个波峰和N个波谷时，分隔片将空腔分隔为2N个工作腔(N个上工作腔加N个下工作腔)，需配套N个滑片；

分隔片每旋转一周，整个系统有(N+N)*N个吸排气过程，当分隔片转动时，整个系统拥有的吸排气过程越多，压缩机运转过程中的径向力和负载扭矩得到更好的平衡，同时输出的气体的压力波动也越小。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于：包括壳体，所述壳体内具有空腔，所述壳体开设有安装孔，所述安装孔内转动连接有转动轴，所述转动轴上固定安装有分隔片，所述分隔片设置有若干个波峰和波谷；

所述分隔片的波峰与所述空腔的上端相切，所述分隔片的波谷与所述空腔的下端相切，所述分隔片的侧壁与所述空腔的侧壁相抵触，所述分隔片将所述空腔分隔成若干个工作腔；

所述壳体的侧壁开设有若干个容纳槽，所述容纳槽与滑片滑动连接，所述滑片的一侧与所述转动轴的侧壁相抵触，所述滑片开设有滑槽，所述滑槽与所述分隔片间隙配合，当所述转动轴带动所述分隔片转动时，所述分隔片带动所述滑片运动且所述分隔片始终保持与所述滑槽相切；

所述壳体上开设有若干气孔，所述气孔包括吸气孔和排气孔。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述分隔片设置有一圈内型线和一圈外型线，所述内型线和所述外型线都设置有若干个最高点和若干个最低点，所述内型线和所述外型线的最高点处于同一水平面，所述内型线和所述外型线的最低点处于同一水平面，所述分隔片的上下表面皆为弧面，所述分隔片的上下表面之间平行。

3.根据权利要求1所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述分隔片将所述空腔分隔成若干个上下对称的月牙形工作腔。

4.根据权利要求1所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述滑片的数量为一个，所述吸气孔和所述排气孔皆为2个。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述滑槽的上下端皆为弧面。

6.根据权利要求1所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述壳体包括上轴承、下轴承和气缸，所述气缸为圆筒形，所述上轴承、所述下轴承分别设置于所述气缸的两端并通过连接件连接于所述气缸。

7.根据权利要求2所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述分隔片设置有至少一个波峰和至少一个波谷。

8.根据权利要求7所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述波峰和所述波谷的数量相同。

9.根据权利要求1所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述分隔片波峰的数量和所述分隔片波谷的数量等于所述滑片的数量。

10.根据权利要求1所述的一种旋转式压缩机，其特征在于：所述转动轴与所述分隔片一体成型。