CN205744436U - 旋转活塞压缩机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转活塞压缩机械。它包括由缸体和前、后端盖组成的壳体；转子装于主轴上，主轴安装在前、后端盖轴承内；转子上设有N个均布的气缸室，嵌装N个活塞与N根活塞销，活塞销两端伸入前、后端盖上设置的近似圆环槽内；转子外径与缸体内径是同径的圆柱体呈滑动间隙接触，可连续产生高压气、液体，实现相应的工作要求。该机械不仅结构简单，制造成本降低，具有运转平稳，机械振动小、噪声低、可在单个转子上设置N个气缸的特点，同时还可降低机械消耗功率；是克服了现有技术存在诸多缺陷压缩机械。

Description

旋转活塞压缩机械

技术领域：

本实用新型涉及一种旋转活塞压缩机械，属容积式无曲柄连杆机构的往复活塞压缩机械，可广泛用于制作气体与液体的压缩机械。

背景技术：

现有的容积式曲柄连杆机构的往复活塞压缩机械，其原理是依靠密封的工作室(腔)容积的周期变化，达到使气、液体压力增高后排出密封的工作室(腔)的机械；实现其原理的方法是由原动机带动曲轴旋转，连杆链结曲轴、活塞，在气缸内作往复周期变化，实现将气、液体压力增高后排出气缸。由其基本结构相应简化而形成的旋转活塞压缩机械也必然具有专利性。本中请人拥有的2003年5月14日授权公告的、专利号为ZL00126651.9专利，就是一种与本实用新型密切相关的背景技术。它是缸体内壁面为大小两相交圆弧构成的双圆弧曲线型面的转子发动机，其工作过程中，转子与叶片分别以此两相交圆弧中心为旋转中心，作不同心的旋转运动。另本中请人拥有的2007年7月4日授权公告的、专利号为ZL200410023372.2专利，也是一种与本实用新型密切相关的背景技术。它是由圆弧型线构成其内壁面的缸体，将转子及均布装设于转子槽道中、具有相应直径圆弧顶面的N个叶片包围其中；转子、叶片的固定旋转中心偏置；转子带动叶片作同转速但不同心的旋转运动，叶片、转子、定子间具有能满足所要求的相对运动和保证所需密封的相应联结结构；经过相应 的样机试运转和进一步的分析研究表明，前两个专利共同存在的问题都是发明结构特征未能有效解决密封问题，密封零件是相互碰接或局部叠接，不能形成连续整体的密封零件，密封效果不佳，且密封结构相对复杂，导致专利推广受阻。现有的容积式曲柄连杆机构的往复活塞压缩机械，存在体积庞大、机构复杂、制造成本高、易损零部件多，机械效率低等诸多弊端。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种既能满足本中请人原00126651.9发明专利与200410023372.2发明专利任务，但结构上相应简化，将N个活塞与N个活塞销嵌装在转子上，随同转子作同速但不同心的旋转，转子旋转过程中，活塞销两端头受定子左右端盖上设置的活塞销运动轨道的限制，使活塞在缸体内作往复伸缩运动，转子、活塞、活塞销、近似圆环槽之间具有能满足它们间所需的相应运动要求和保证所需密封的相应联结结构；该基本核心结构本次同时中报发明专利和实用新型专利，它消除了上述缺陷、有效解决了转子机械的密封问题，实现了可供转子发动机与压缩机械使用的旋转活塞压缩机械。

本实用新型的技术方案是：一种旋转活塞压缩机械，含有缸体、前、后端盖合成壳体，前、后端盖(2、3)与缸体贴合面分别设置有与转子(4)不同心的活塞销运动轨道(18)，缸体上适当位置分别设有进气道、排气孔，冷却循环水道、机油箱，止回阀与储气系统接头；后端盖安装有机油泵、从动齿轮轴、从动齿轮、主轴承，设置有冷却循环水道入口，回油槽；前端盖安装有主轴承，设置有冷却循环水道出口，回油槽；转子与主动齿 轮及皮带轮装于发动机主轴上；其特征在于所述的旋转活塞压缩机械内设有转子及N个活塞与N根活塞销；

所述的转子及N个活塞与N根活塞销包围在由前后端盖合成壳体中前、后端盖与缸体贴合面分别设置有与转子不同心的活塞销运动轨道，转子外径与缸体内径是同径的圆柱体呈滑动间隙接触，转子径向面上中心对称均布N个气缸室，并在其顶部设置有封气环，以其N个活塞与N根活塞销嵌装于N个气缸室内，其活塞销两端套装滚针轴承嵌装于前、后端盖上的活塞销运动轨道内；活塞上部设置有活塞环。转子的旋转中心与活塞销运动轨道不同心，活塞跟随转子作旋转运动时，其活塞销两端头套装滚针轴承在活塞销运动轨道内旋转，活塞在转子的气缸室内作往复伸缩运动。缸体上的进气道口个数与转子均布N层气缸室个数对应；进气道口个数不对应转子均布N层气缸室的层数时，其为双数层时，缸体上的进气道口个数按1/2设置，气缸室的层数是单数层时，按1/2加分数为整数设置缸体上的进气道口个数；缸体上设置有冷却循环水道，与前、后端盖内壁面构成封闭通道，并在其内壁面冷却循环水道边缘处适当部位设置水封环；缸体上，在活塞随转子旋转至压缩终点的适当位置设置排气孔，在活塞随转子旋转至起始点的适当位置设置进气道。

本实用新型的旋转活塞压缩机械的工作是依靠转子及嵌装在转子内的N个活塞和N根活塞销(其销两端头仲入前、后端盖内壁上与转子不同心的活塞销运动轨道内)在定子缸体内旋转，与相应的进、排气系统配合，活塞在转子缸体内伸缩滑动，于旋转中完成压缩机械吸气-压缩-排气的工作循环而实现的。转子旋转，带动嵌装于其气缸室内的活塞随之旋转， 活塞销两端头在前、后端盖与缸体贴合面分别设置的与转子不同心的活塞销运动轨道内作同速但不同心的旋转，活塞在转子缸体内作伸缩滑动，以适应与转子同速的运动要求；转子旋转一周，N个活塞在转子缸体内各自完成吸气-压缩-排气的工作循环。但这种运动，转子围绕其中心旋转，活塞在转子气缸室内作直线往复运动，活塞销两端头活塞销运动轨道内作与转子同速不同心的旋转；非常好的实现了实用新型任务。

本实用新型的有益效果是采用这种结构形式的旋转压缩机械，可以制造各种排量级的压缩机械，上述的一个转子可以设置N个气缸室，其单个转子直径在500mm以内设置的N个为4-24个气缸室，N个活塞与气缸室个数等同，N根活塞销为气缸室的1/2，N层气缸室为1-3层；当转子直径大于500mm，小于2000mm时，设置的N个为16-48个气缸室，N个活塞与气缸室个数等同，N根活塞销为气缸室的1/2，N层气缸室为1-4层；特别适宜制造大排量的压缩机械，更可显示其结构简化、振动与噪声小、节省生产成本、机械效率高，具有克服现有技术上述不足的缺陷，能够完全满足市场需求的优越效果。

附图说明：

图1旋转活塞压缩机械的工作循环原理图。

图2图1旋转144度后旋转活塞压缩机械的工作循环原理图。

图3取去前端盖2及其右部部件后的旋转活塞压缩机械方向视图。

图4旋转活塞压缩机械的A-A视图。

图5后端盖3贴合缸体面视图。

图6前端盖2贴合缸体面视图。

图7旋转活塞压缩机械转子轴向视图。

图8活塞的基本结构图。

图中，本发明旋转活塞压缩机械结构实施包括1缸体、2前端盖、3后端盖、4转子、5主轴、6止回阀、7储气系统接头、8气缸室、9活塞、10活塞环、11活塞销、12滚针轴承、13空气滤芯器、14冷却循环水道、15进气道、16排气孔、17机油箱、18活塞销运动轨道、19皮带轮、20汽缸顶部密封环、21机油泵、22从动齿轮轴、23主动齿轮、24从动齿轮、25后端盖轴承、26前端盖轴承、27冷却循环水道入口、28冷却循环水道出口、29水封密封环、30回油槽。

具体实施方式：

参考上述附图，一种旋转活塞压缩机械，含有缸体1、前、后端盖2、3合成壳体，缸体上适当位置分别设有进气道、排气孔15、16 冷却循环水道14 机油箱17 止回阀6与储气系统接头7；其中，后端盖3设置有机油泵21、从动齿轮轴22、从动齿轮24和后端盖主轴承25、冷却循环水道入口27和回油槽30；前端盖2设置有前端盖主轴承26、冷却循环水道出口28和回油槽30；转子4与主动齿轮23及皮带轮9装于发动机主轴5上；其特征在于：

所述的旋转活塞压缩机械内设有转子4及N个活塞9与N根活塞销11；

所述的转子4及N个活塞9与N根活塞销11包围在由前后端盖合成壳体中，前、后端盖2、3与缸体贴合面分别设置有与转子4不同心的活塞销运动轨道18，转子4外径与缸体1内径是同径的圆柱体呈滑动间隙接触，转子4径向面上中心对称均布N个气缸室8，并在其顶部设置有封气 环20，以其N个活塞9与N根活塞销11嵌装于N个气缸室8内，其活塞销10两端套装滚针轴承12嵌装于前、后端盖上的活塞销运动轨道18内；活塞9上部设置有活塞环10。

所述的转子4的旋转中心与前、后端盖2、3上的活塞销运动轨道18不同心，活塞9跟随转子4作旋转运动时，其活塞销11两端头套装滚针轴承12在前、后端盖上的活塞销运动轨道18内旋转，活塞9在转子4的气缸室8内作往复伸缩运动。

所述的转子4径向面上中心对称均布N个气缸室8，对应嵌装N个活塞9，并安装N根活塞销11；设置单层中心对称均布N个气缸室8，对应嵌装N个活塞9，并安装N根活塞销11；设置N层中心对称均布N个气缸室8，其嵌装N层N个活塞9与N根活塞销11。

所述的缸体1上的进气道口个数与转子4均布N层气缸室8个数对应。

所述的缸体1上的进气道口个数不对应转子4均布N层气缸室8的层数时，其为双数层时，缸体1上的进气道口个数按1/2设置，气缸室8的层数是单数层时，按1/2加分数为整数设置缸体1上的进气道口个数。

所述的缸体1轴向柱体面上设置有冷却循环水道14，与前、后端盖2、3内壁面构成封闭通道，并在其内壁面冷却循环水道14边缘处适当部位设置水封环29。

所述的缸体1上，在活塞随转子旋转至压缩终点的适当位置设置排气孔16，在活塞随转子旋转至起始点的适当位置设置进气道15。

图1为本发明旋转活塞压缩机械的工作循环原理图，表示出旋转活塞压缩机械旋转过程中，转子上各缸运动状态；图中，1号活塞已快完成吸 气，2号活塞在压缩过程中，3号活塞处在压缩终了排气过程中，4号活塞处在已经排气完毕位置，5号活塞处在即将进入吸气位置。

图2，以图1的位置为起点，转子带动活塞旋转了144度后的工作循环原理图，1号活塞处在压缩终了排气位置，2号活塞处在已排完气的位置，3号活塞处在即将进入吸气位置；4号活塞已快完成吸气位置，5号活塞在压缩过程中，转子旋转一周，各个缸分别都完成一次吸气-压缩-排气的工作循环；图中显示转子与定子缸体呈间隙接触，转子与缸体同心，活塞销与活塞跟随转子作同速但不同心的旋转，活塞作伸缩运动。

图3相应显示出旋转活塞压缩机械相关部件配置，压缩机械各缸处在的工作循环状态；图中显示在缸体上设置有冷却循环水道14、机油箱17、滚针轴承12安装在活塞销运动轨道18内，空气滤芯器13安装在进气道15上，还显示转子中心与活塞、活塞销运动中心偏置。

图5为后端盖3靠缸体面视图，显示出设置有活塞销运动轨道18、冷却循环水道14、回油槽30、封水密封环29、冷却循环水道入口27。

图6为前端盖2靠缸体面视图，显示出设置有活塞销运动轨道18、冷却循环水道14、回油槽30、封水环29、冷却循环水道出口28。

图7为转子4的基本结构视图，显示出一种结构的转子设置了N个均布的对置中心的气缸室8，在转子径向(气缸室顶部)设置了径向封气环20。

图7为活塞的基本结构视图，显示出活塞顶部是与缸体同弧的曲面，上部开有活塞环槽10。

综上所述，本实用新型旋转活塞压缩机械，结构设计合理，构思新颖， 结构紧凑且简化，运转平稳振动小，生产成本节省，可实现压缩机械连续平稳工作：该实用新型技术方案独特，按此方案实施，具有能够完全满足市场需求的优越效果。

Claims (7)

1.一种旋转活塞压缩机械，含有缸体(1)、前、后端盖(2、3)合成壳体；前、后端盖(2、3)与缸体贴合面分别设置有与转子(4)不同心的活塞销运动轨道(18)；转子(4)；缸体上分别设有进气道、排气孔(15、16)冷却循环水道(14)机油箱(17)止回阀(6)与储气系统接头(7)；其中，后端盖(3)设置有机油泵(21)、从动齿轮轴(22)、从动齿轮(24)和后端盖主轴承(25)、冷却循环水道入口(27)和回油槽(30)；前端盖(2)设置有前端盖主轴承(26)、冷却循环水道出口(28)和回油槽(30)；转子(4)与主动齿轮(23)及皮带轮(19)装于发动机主轴(5)上；其特征在于：

所述的旋转活塞压缩机械内设有转子(4)及N个活塞(9)与N根活塞销(11)；转子(4)及N个活塞(9)与N根活塞销(11)包围在由前后端盖合成壳体中；转子(4)外径与缸体(1)内径是同径的圆柱体呈滑动间隙接触，转子(4)径向面上中心对称均布N个气缸室(8)，并在其顶部设置有封气环(20)，以其N个活塞(9)与N根活塞销(11)嵌装于N个气缸室(8)内，其活塞销(11)两端套装滚针轴承(12)嵌装于前、后端盖上的活塞销运动轨道(18)内；活塞(9)上部设置有活塞环(10)。

2.按权利要求1所述的旋转活塞压缩机械，其特征在于所述的转子(4)的旋转中心与前、后端盖(2、3)上的活塞销运动轨道(18)不同心，活塞(9)跟随转子(4)作旋转运动时，其活塞销(11)两端头套装滚针轴承(12)在前、后端盖上的活塞销运动轨道(18)内旋转，活塞(9)在转子(4)的气缸室(8)内作往复伸缩运动。

3.按权利要求1所述的旋转活塞压缩机械，其特征在于所述的转子(4)径向面上中心对称均布N个气缸室(8)，对应嵌装N个活塞(9)，并安装N根活塞销(11)；设置单层中心对称均布N个气缸室(8)，对应嵌装N个活塞(9)，并安装N根活塞销(11)；设置N层中心对称均布N个气缸室(8)，其嵌装N层N个活塞(9)与N根活塞销(11)。

4.按权利要求1所述的旋转活塞压缩机械，其特征在于所述的缸体(1)上的进气道口个数与转子(4)均布N层气缸室(8)个数对应。

5.按权利要求1所述的旋转活塞压缩机械，其特征在于所述的缸体(1)上的进气道口个数不对应转子(4)均布N层气缸室(8)的层数时，其为双数层时，缸体(1)上的进气道口个数按1/2设置，气缸室(8)的层数是单数层时，按1/2加分数为整数设置缸体(1)上的进气道口个数。

6.按权利要求1所述的旋转活塞压缩机械，其特征在于所述的缸体(1)轴向柱体面上设置有冷却循环水道(14)，与前、后端盖(2、3)内壁面构成封闭通道，并在其内壁面冷却循环水道(14)边缘处适当部位设置水封环(29)。

7.按权利要求1所述的旋转活塞压缩机械，其特征在于所述的缸体(1)上，在活塞随转子旋转至压缩终点的适当位置设置排气孔(16)，在活塞随转子旋转至起始点的适当位置设置进气道(15)。