CN202483827U - 旋轨式往复活塞压缩机 - Google Patents

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耿爱农
陈君立
阮勤江
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本实用新型属于压缩机技术领域,涉及一种旋轨式往复活塞压缩机,该机采用锥体状的推力销或滚动体与转子的旋轨面接触配合,可以减少乃至消除它们在接触处的速度差值,能缓解它们之间的滑移现象,有利于减少因滑移而产生的机件磨损和摩擦噪声;由于采用冷却风扇直接冷却压缩机的缸盖,可以降低压缩机的整机温度,进而减少润滑油的温升并提高其润滑性能,故同样有利于减少机件磨损和摩擦噪声;由于采用复位杆机构,同时在复位杆上设置有消除间隙弹簧,在消除间隙弹簧的作用下复位杆能很好地靠近滑块,并通过滑块促使推力销或滚动体与转子的旋轨面很好地接触配合,因此有效消除了上述机件间的各种间隙,故能减少机件的撞击噪声和撞击磨损。

Description

旋轨式往复活塞压缩机
技术领域
本实用新型属于压缩机技术领域,具体地说涉及一种往复活塞式压缩机,更具体地说涉及一种利用旋轨产生活塞往复运动的压缩机。
背景技术
中国专利申请CN101644246公开了一种具有旋轨结构的往复活塞式压缩机,它包括有一个转子,一个滑座,若干个滑块和若干个推力销,所述转子上开设有旋轨,所述滑座上开设有若干条与转子轴线平行的滑轨,所述滑块与滑轨滑动或滚动配合,所述推力销的一端与滑块连接并与之一起沿着滑轨运动,推力销的另一端直接或通过轴承与旋轨配合并被旋轨驱动而相对地沿着旋轨的工作型面运动,所述连杆的一端与活塞连接,连杆的另外一端与滑块连接。该压缩机的工作原理是,旋轨在原动机的带动下产生旋转运动,旋轨的转动通过其旋轨面驱动推力销并进而驱动滑块沿滑轨移动,滑块在旋轨或/和复位机构的作用下能够沿滑轨进行移动复位,由此在滑块的带动下活塞及连杆即可产生相对于气缸的轴向往复运动,从而实现压缩机工作腔容积的周期性改变。但是,经实践发现,上述旋轨式往复活塞压缩机仍然存在有不足之处,主要表现在工作噪声较大以及机件磨损较快,究其原因主要是:1)文献CN101644246提出的压缩机,由于它的推力销或套装在推力销上的轴承采用圆柱面与旋轨的旋轨面接触配合的方式,结果因为沿旋轨面存在半径差而导致推力销或套装在推力销上的轴承的外表面与旋轨面产生速度差,即在旋轨面的外端具有较大的接触滚动速度,而在旋轨面的内端因半径小而具有较小的接触滚动速度,由此必然使得推力销或套装在推力销上的轴承的外表面与旋轨面出现滑移现象,不仅产生摩擦噪声而且使得该配合处的机件磨损加剧;2)压缩机产生的压缩热在缸盖处聚集,由于散热不良而使得压缩机的整机温度很高,结果传导至润滑油并使其处在很高的温度区内进行工作而最终导致润滑性能下降,由此造成压缩机各运动副润滑不良而出现过早磨损并导致间隙变大而造成运行噪声较大;3)文献CN101644246提出的压缩机,由于其用于连杆活塞复位的机构不能自适应地消除工作时因各种原因而导致的复位机构与滑块之间、推力销或套装在推力销上的轴承的外表面与旋轨的旋轨面之间的间隙,特别是压缩机工作一段时间后上述机件之间必然会出现一定得磨损间隙,结果因间隙的出现而产生较大的机械撞击噪声,并导致机件的过早磨损。
发明内容
本实用新型提供一种旋轨式往复活塞压缩机,其目的在于有效降低压缩机的机械及摩擦噪声,同时有效地减少压缩机运动机件的磨损。
本实用新型的目的是这样来实现的:旋轨式往复活塞压缩机,包括活塞,连杆,转子,滑块和推力销,所述转子上设置有旋轨,所述推力销的一端与滑块紧固连接或转动连接,推力销的另一端直接地或通过轴承结构的滚动体间接地与旋轨的旋轨面接触运动配合,所述连杆的一端与活塞连接,连杆的另外一端与滑块连接,其特征在于:与旋轨的旋轨面接触运动配合的推力销或/和滚动体的外表面为锥体状的外表面,其中锥体的小端比锥体的大端更加靠近转子轴线。
上述的推力销或/和滚动体的锥体状的外表面与旋轨的旋轨面形成有接触线,所述接触线与所述旋轨面的生成母线重合。
上述的推力销或/和滚动体的锥体外表面和旋轨的旋轨面形成的接触线的延长线与转子的轴线相交。上述的推力销或/和滚动体的锥体外表面的回转轴线与连杆轴线相交。
上述的旋轨的旋轨面生成母线与转子的轴线不垂直且其夹角为一恒定值。
上述的每一个滑块均配套有滑柱,所述滑块与所配滑柱滑动配合,所述滑柱与转子轴线平行设置。
上述的转子为组件式转子,它包含有独立的旋轨和转子体两部分。
上述的旋轨与转子体采用十字凸键式对心结构。
上述的压缩机的缸盖顶部附近设置有冷却风扇,所述冷却风扇被一根传动轴连接到转子上,并跟随转子一起转动。
上述的冷却风扇为轴流式风扇。
上述的压缩机设置有复位杆,所述复位杆的杆端靠紧在所对应的滑块之上。
上述的复位杆的杆端与滑块之间设置有耐磨片或/和滚动体。
上述的复位杆上设置有消除间隙弹簧,所述消除间隙弹簧的一端通过弹簧座作用在复位杆上、消除间隙弹簧的另一端作用在阀座或气缸体上。
上述的连杆上套装有轴封,所述轴封固定在阀座或气缸体上。
本实用新型旋轨式往复活塞压缩机,由于采用锥体状的推力销或者滚动体与转子旋轨的旋轨面接触配合,因此可以减少乃至消除它们在接触处的速度差值,亦即能缓解和克服它们之间的滑移现象,故有利于减少因滑移而产生的机件磨损和摩擦噪声;由于采用冷却风扇直接冷却压缩机的缸盖,因此可以降低压缩机的整机温度,由此能减少润滑油的温升,进而能提高润滑油的润滑性能,故同样有利于减少机件磨损和摩擦噪声;由于采用复位杆机构,同时在复位杆上设置有消除间隙弹簧,在消除间隙弹簧的作用下复位杆能很好地靠近滑块,并通过滑块促使推力销或滚动体与转子旋轨的旋轨面很好地接触配合,因为能有效消除上述机件的各种间隙,故能减少机件的撞击噪声和撞击磨损。
附图说明
图1是本实用新型旋轨式往复活塞压缩机的剖面图;
图2是图1所示旋轨式往复活塞压缩机的轴测结构装配示意图;
图3是图1所示本实用新型旋轨式往复活塞压缩机的推力销、滑柱及滚动体部件装配爆炸图;
图4是图1所示本实用新型旋轨式往复活塞压缩机的组件式转子部件装配爆炸图;
图5是图1所示本实用新型旋轨式往复活塞压缩机的复位杆部件装配爆炸图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本实用新型作进一步描述,参见图1-5:
旋轨式往复活塞压缩机,包括活塞1,连杆2,转子3,滑块4和推力销5,所述转子3上设置有旋轨6,所述推力销5的一端与滑块4紧固连接或者转动连接,推力销5的另一端直接地与旋轨6的旋轨面6a接触运动配合(图中未示出)、或者通过轴承结构的滚动体7间接地与旋轨6的旋轨面6a接触运动配合;这里滚动体7可以直接地转动套装在推力销5上(图中未示出)也可以通过轴承7a套装在推力销5上(如图1和图3所示),当采用套装轴承7a的结构时每一个推力销5上可以配装一个轴承7a也可以配装两个轴承7a甚至可以配装更多个轴承7a;所述连杆2的一端与活塞1连接,连杆2的另外一端与滑块4连接。需要说明的是,所述旋轨6为一个围绕转子轴线O1的闭环状体,其旋轨面6a由母线a环绕转子轴线O1旋转时沿导线b和c滑行而生成(参见图4),其中导线b和导线c这样构成:沿着转子3的轴向方向看导线b和c呈同心圆环状,或者说导线b和导线c按转子轴线O1的方向进行投影将获得两个同心圆,另外沿着某一个垂直转子轴线O1的径向方向看,导线b和导线c均聚合成具有相同规律走向的曲线;特别地,当母线a沿着导线b和导线c环绕转子轴线O1旋转一周而始终保持与转子轴线O1垂直并且其延长线与转子轴线O1相交时,如果母线a沿转子轴线O1的位移曲线满足正弦函数或余弦函数规律,若此时沿着某一个垂直转子轴线O1的径向方向进行观察,则导线b和导线c将各自聚合成一条斜线,而此时母线a沿转子轴线O1的两个极限位置将对应活塞1运行的上止点和下止点。本实用新型的特色在于:与旋轨6的旋轨面6a接触运动配合的推力销5或/和滚动体7的外表面为锥体状的外表面,并且将锥体的小端比锥体的大端布置得更加靠近转子轴线O1,这样做的好处是,推力销5或滚动体7与旋轨6旋轨面6a在接触处的线速度差值可以缩小乃至完全消除,打滑现象将大为缓解,有利于减少机件的摩擦,对减少摩擦磨损和摩擦噪声有利。显然,上述的推力销5或/和滚动体7的锥体状的外表面与旋轨6的旋轨面6a的接触线与所述旋轨面6a生成母线a重合时,能有利于消除推力销5或滚动体7与旋轨面6a的打滑现象。另外,若布置推力销5或/和滚动体7的锥体外表面的回转轴线O2与接触线所对应的母线a的延长线始终交汇于转子轴线O1上,则消除推力销5或滚动体7与旋轨面6a之间的打滑现象的效果将更佳。
为了布局简单,可以将上述的推力销5或/和滚动体7的锥体外表面的回转轴线O2与连杆2的连杆轴线O3相交。
需要指出的是,上述的旋轨6的旋轨面6a的生成母线a与转子3的转子轴线O1可以不垂直,但其夹角应该为一恒定值。
本实用新型的每一个滑块4均配套有滑柱8,所述滑块4与所配滑柱8滑动配合,所述滑柱8与转子轴线O1平行设置,其中每个滑块4以配置两个滑柱8为最佳;所述滑柱8以圆柱状杆为最佳形式(如图1、图2和图3所示),当然也可以是矩形柱杆,相应地滑块4与滑柱4配合的滑动面应具有相同的形状;为了润滑良好,可以在滑块4上配置打油钩4a,利用滑块4的上下往复运动使得打油钩4a探入油池中,并将油甩到各运动件的配合面。
本实用新型的转子3可以为整体式转子(图中未示出)也可以为组件式转子(如图4所示),若为组件式转子则转子3包含有独立体状的旋轨6,此时旋轨6可以采用耐磨的材料制作以减少磨损,而转子体3的本体以传热性好和有较好韧性的材料制作。为了保证组件式转子3的本体与旋轨6有较好的同轴度,可以采用十字凸键式对心结构,如图4所示,在旋轨6上设置四个凸键A、转子3的本体上设置四个凹槽B,其中每个凸键A插入与之一一对应的凹槽B内,为了保证同轴,亦将上述凸键A和凹槽B布置成十字状或十字线上。
为了降低润滑油的温度,必须先将压缩机的整体温度降下来,为此本实用新型特别地在压缩机的缸盖9的顶部附近设置有冷却风扇10,所述冷却风扇10被一根传动轴11连接到转子3上,并跟随转子3一起转动。因为风扇10直接将冷却风吹向缸盖9,故可以将压缩机的压缩热有效地散到大气,压缩机的温度可以下降,并由此可以降低润滑油的工作温度,从而提高润滑油的性能,有利于减少机件的摩擦和磨损并进而能降低机械噪声。需要说明的是,所述的冷却风扇10以轴流式风扇为最佳。
为了使活塞1复位,本实用新型压缩机设置有复位杆12,所述复位杆12的杆端靠紧在所对应的滑块4之上。为了减少摩擦磨损,上述的复位杆12的杆端与滑块4之间可以设置耐磨片13a或/和滚动体13b(如图5所示)。为了减少机件的间隙冲击造成的噪声和磨损,在上述的复位杆12上设置有消除间隙弹簧14,所述消除间隙弹簧14的一端通过弹簧座14a作用在复位杆12上、消除间隙弹簧14的另一端作用在阀座或气缸体15上,其中阀座或气缸体15可以是曲轴箱的一部分;需要指出的是,本实用新型中的消除间隙弹簧4既可以是螺旋弹簧也可以是碟片弹簧还可以是板簧等。
为了减少润滑油的损失,在所述的连杆2上套装有轴封16,所述轴封16固定在阀座或气缸体15上。
与现有技术相比较,本实用新型旋轨式往复活塞压缩机,由于采用锥体状的推力销5或者滚动体7与旋轨6的旋轨面6a接触配合,因此可以减少乃至消除它们在接触处的速度差值,亦即能缓解和克服它们之间的滑移现象,故有利于减少因滑移而产生的机件磨损和摩擦噪声;由于采用冷却风扇10直接冷却压缩机的缸盖9,因此可以降低压缩机的整机温度,由此能减少润滑油的温升,进而能提高润滑油的润滑性能,故同样有利于减少机件磨损和摩擦噪声;由于采用复位杆12机构,同时在复位杆12上设置有消除间隙弹簧14,在消除间隙弹簧14的作用下复位杆12能很好地靠近滑块4,并通过滑块4促使推力销5或滚动体7与旋轨6的旋轨面6a很好地接触配合,因为能有效消除上述机件的各种间隙,故能减少机件的撞击噪声以及撞击磨损。
上述实施例仅为本实用新型的若干较佳实施例,并非依此限制本实用新型的保护范围,故:凡依照本实用新型的结构、形状、原理所做的各种等效变化,均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.旋轨式往复活塞压缩机,包括活塞,连杆,转子,滑块和推力销,所述转子上设置有旋轨,所述推力销的一端与滑块紧固连接或转动连接,推力销的另一端直接地或通过轴承结构的滚动体间接地与旋轨的旋轨面接触运动配合,所述连杆的一端与活塞连接,连杆的另外一端与滑块连接,其特征在于:与旋轨的旋轨面接触运动配合的推力销或/和滚动体的外表面为锥体状的外表面,其中锥体的小端比锥体的大端更加靠近转子轴线。
2.根据权利要求1所述的旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的推力销或/和滚动体的锥体状的外表面与旋轨的旋轨面形成有接触线,所述接触线与所述旋轨面的生成母线重合。
3.根据权利要求2所述的旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的推力销或/和滚动体的锥体外表面和旋轨的旋轨面形成的接触线的延长线与转子的轴线相交。
4.根据权利要求3所述的旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的推力销或/和滚动体的锥体外表面的回转轴线与连杆轴线相交。
5.根据权利要求1至2中所述的任意一种旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的旋轨的旋轨面生成母线与转子的轴线不垂直且其夹角为一恒定值。
6.根据权利要求1至4中所述的任意一种旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的每一个滑块均配套有滑柱,所述滑块与所配滑柱滑动配合,所述滑柱与转子轴线平行设置。
7.根据权利要求1至4中所述的任意一种旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的转子为组件式转子,它包含有独立的旋轨和转子体两部分。
8.根据权利要求7所述的旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的旋轨与转子体采用十字凸键式对心结构。
9.根据权利要求1至4中所述的任意一种旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:压缩机的缸盖顶部附近设置有冷却风扇,所述冷却风扇被一根传动轴连接到转子上,并跟随转子一起转动。
10.根据权利要求9所述的旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的冷却风扇为轴流式风扇。
11.根据权利要求1至4中所述的任意一种旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:压缩机设置有复位杆,所述复位杆的杆端靠紧在所对应的滑块之上。
12.根据权利要求11所述的旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的复位杆的杆端与滑块之间设置有耐磨片或/和滚动体。
13.根据权利要求11所述的旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的复位杆上设置有消除间隙弹簧,所述消除间隙弹簧的一端通过弹簧座作用在复位杆上、消除间隙弹簧的另一端作用在阀座或气缸体上。
14.根据权利要求1至4中所述的任意一种旋轨式往复活塞压缩机,其特征在于:所述的连杆上套装有轴封,所述轴封固定在阀座或气缸体上。
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