CN1456809A - 全平衡无振动微型无油润滑压缩机 - Google Patents

Abstract

全平衡无振动微型无油润滑压缩机，由压缩执行机构和动力执行机构组成；压缩执行机构由曲轴连杆组件、活塞气缸组件和吸排气组件配套构成，动力执行机构由双向出轴的电机(1)构成；其关键在于四套压缩执行机构分别设置在一台电机的左上、左下、右上、右下四个方向和位置，并与其配合安装连为一体，共用主轴(13)，且连杆(12)偏置，同侧活塞(10)中心线重合，异侧活塞(10)中心线平行；内部往复运动部分的惯性力相互抵消，旋转运动部分的离心力相互平衡，整机动态平衡。优点：零部件简单通用，易于生产，整机体积小，效率高，成本低，寿命长，运行平稳无振动；广泛应用于轻工、家电、医疗、保健等行业，提供洁净气源。

Description

全平衡无振动微型无油润滑压缩机

一.技术领域

本发明属于机电技术领域，具体是一种无油润滑压缩机。

二.背景技术

无油润滑压缩机主要应用于医疗器械、精密仪器、食品加工、轻工、环保等行业，可提供无油洁净的气源。目前常见的无油润滑压缩机有活塞式、隔膜式、螺杆式、滑片式、斜轴式等，但存在不同缺陷，其中：活塞式的结构复杂，工艺要求高，运行振动大；隔膜式的排气量小，寿命短，效率低；螺杆式的工艺要求高，泄漏大，转速高，噪音大；滑片式的磨擦大，效率低，寿命短；斜轴式的工艺要求高，体积大，排气量小等。

参照文献：对称平衡式微型无油空气压缩机(实用新型专利：ZL94238865.8)，主要特点为：该实用新型由两套曲轴连杆组件、两套活塞气缸组件、两套吸排气组件与一台双向出轴的电机配合安装连为一体，并相对于电机，左右对称设置；整机结构简单，但其内部旋转运动部分的离心力不能完全平衡，往复运动部分的惯性力完全不能抵消，所以不能实现动态平衡，运行时振动很大。

三.发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种零部件结构简单、通用性强、易于批量生产，整机体积小、效率高、成本低、寿命长，运行稳定可靠、基本无振动的微型无油润滑压缩机。

为实现上述目的，本发明依据了如下的技术方案：全平衡无振动微型无油润滑压缩机，由压缩执行机构和动力执行机构组成，压缩执行机构由曲轴连杆组件、活塞气缸组件和吸排气组件配套构成，动力执行机构由双向出轴的电机构成，其关键在于四套压缩执行机构分别设置在一台电机的左上、左下、右上、右下四个方向和位置，并与其配合安装连为一体，共用同一根主轴。

具体结构为：

曲轴连杆组件由曲轴和连杆组成；曲轴由连为一体的平衡块部分和偏心轴部分构成，且相对于主轴的中心线，平衡块部分的重心和偏心轴部分的重心反置；连杆由连为一体的曲轴端连杆部分和活塞端连杆部分构成，且相对于活塞部分的中心线，曲轴端连杆部分偏置。

活塞气缸组件由活塞、活塞环和缸套组成；同侧的两套活塞气缸组件的中心线相互重合，工作相位相同；异侧的两组活塞气缸组件的中心线相互平行，工作相位相反。

吸排气组件由缸盖、阀板和阀片组成；阀板为平板结构，设有进气阀口和排气阀口，进气阀片和排气阀片分别相应安装其上；缸盖为双凹腔结构，形成进气腔和排气腔。

具体连接关系为：四个活塞分别安装在四个活塞端连杆部分上，四个曲轴端连杆部分分别通过四个轴承配合安装在四个曲轴上，四个曲轴分别安装在同一根主轴的两端；四个缸盖分别叠压在四个阀板上方，并分别将四个缸套固定在两个机壳的两端，之间分别由缸盖密封圈和缸套密封圈密封，两个机壳分别安装在同一台电机的两端。

缸套和活塞环采用常规的自润滑材料和技术制作。

本发明的优越之处在于：零部件结构简单，通用性强，易于批量生产；整机具有体积小，效率高，成本低，寿命长的特点；机器启动后基本无振动，运行平稳可靠；既可用作压缩机，也可用作真空泵。

四.附图说明

附图为本发明的结构示意图。

图中：1.电机，2.机壳，3.缸盖，4.阀板，5.阀片，6.缸盖密封圈，7.缸套密封圈，8.缸套，9.活塞环，10.活塞，11.曲轴，12.连杆，13.主轴，14.轴承。

五.具体实施方式

参见附图，全平衡无振动微型无油润滑压缩机，由电机(1)、机壳(2)、缸盖(3)、阀板(4)、阀片(5)、缸盖密封圈(6)、缸套密封圈(7)、缸套(8)、活塞环(9)、活塞(10)、曲轴(11)、连杆(12)、主轴(13)、轴承(14)和相应的固定螺栓组成。

相对于双向出轴电机(1)的左上、左下、右上、右下四个方向和位置，设置四套压缩执行机构，并共用一根主轴(13)；每套压缩执行机构分别由曲轴连杆组件、活塞气缸组件和吸排气组件配套构成。

缸套(8)采用硬质自润滑复合材料制作，表面抛光；活塞环(9)采用弹性高分子耐磨材料制作，为碗状环形结构。

其中：相对于活塞(10)的中心线，将连杆(12)偏置，使得同一侧的两套活塞气缸组件的中心线重合，工作相位相同，方向相反，实现压缩机工作时，上下两套活塞(10)、活塞环(9)及活塞端连杆部分(12d)之和的惯性力相互抵消(即：实现往复运动部分的动态平衡)；并适当设置曲轴(11)的结构，使平衡块部分(11b)的重心与偏心轴部分(11a)的重心相对于主轴(13)的中心线，方向相反，大小合适，当主轴(13)旋转时，实现偏心轴部分(11a)、曲轴端连杆部分(12c)及轴承(14)之和的离心力与平衡块部分(11b)的离心力在主轴(13)中心线上的力矩相互平衡。(由于各部件等量对称设置，活塞气缸组件中心线和主轴中心线的交叉点为等效平衡点，所以，当平衡块部分的配重合适，各旋转运动部分的离心力相对于该平衡点的力矩之和为零时，即实现旋转运动部分的动态平衡。)

所以，本发明不仅其内部往复运动部分的惯性力相互抵消，旋转运动部分的离心力也相互平衡，从而实现整机的动态平衡，理论上不产生振动。

本发明的工作过程为：对其中一套压缩执行机构而言，当电机(1)接通电源，主轴(13)旋转，带动曲轴(11)、轴承(14)旋转，随之通过连杆(12)带动活塞(10)下降时，气缸间(15)产生负压，进气阀片(5)开启，排气阀片(5)关闭，低压气体经进气管(19)，进气腔(18)，进入气缸间(15)，完成吸气周期；随后，连杆(12)带动带动活塞(10)上升，压缩气体，气缸间(15)产生高压，进气阀片(5)关闭，排气阀片(5)开启，高压气体经排气腔(17)，排气管(16)排出，完成排气周期，周而复始；其它三套压缩执行机构的工作过程与此相同。

因为：同一侧的两套活塞气缸组件为一组，中心线重合，工作相位相同，方向相反，其往复运动部分的惯性力相互抵消，不产生振动；同一侧的两套曲轴连杆组件为一组，其旋转部分的离心力相互平衡，也不产生振动；又因为：电机两侧的两组活塞气缸组件的中心线平行，工作相位相反，两侧连续交替压缩做功，电机转速均匀；两侧吸、排气周期互补，气体脉动小。所以：整机工作平稳。

Claims (4)

1.全平衡无振动微型无油润滑压缩机，由压缩执行机构和动力执行机构组成，压缩执行机构由曲轴连杆组件、活塞气缸组件和吸排气组件配套构成，动力执行机构由双向出轴的电机(1)构成，其特征在于：四套压缩执行机构分别设置在一台电机(1)的左上、左下、右上、右下四个方向和位置，并与其配合安装连为一体，共用一根主轴(13)。

2.如权利要求1所述的全平衡无振动微型无油润滑压缩机，其特征在于曲轴连杆组件、活塞气缸组件、吸排气组件和电机(1)的配合安装关系为：四个活塞(10)分别安装在四个连杆(12)的一端，四个连杆(12)的另一端分别通过四个轴承(14)配合安装在四个曲轴(11)上，四个曲轴(11)分别安装在同一根主轴(13)的两端；四个缸盖(3)分别叠压在四个阀板(4)上方，并将四个缸套(8)分别固定在两个机壳(2)的两端，两个机壳(2)分别安装在同一台电机(1)的两端。

3.如权利要求2所述的全平衡无振动微型无油润滑压缩机，其特征在于：相对于活塞(10)的中心线，连杆(12)偏置。

4.如权利要求3所述的全平衡无振动微型无油润滑压缩机，其特征在于：同侧的两套活塞气缸组件的中心线相互重合，异侧的两组活塞气缸组件的中心线相互平行。

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