CN208918769U - 一种含旋转气阀的活塞式压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含旋转气阀的活塞式压缩机，由曲柄连杆机构组成，包括缸体、活塞、连杆、曲轴、配气转轴，所述缸体内部设有压缩室、进气口、排气口，配气转轴设置在压缩室顶部，活塞位于压缩室内，活塞在压缩室内部进行往复运动；所述配气转轴内部设有连通孔，配气转轴在缸体内部进行定轴转动。本实用新型通过用旋转气阀机构代替传统气门式结构，结构简单紧凑，极大的减少配气机构零件数，配气机构零件数量不超过10个零件，减少了磨损和运作噪音，极大的降低了惯性力。而且能适用较高转速的工况。此外，本实用新型气体只通过滤清器直接进入压缩机内，与单向阀相比，进气面积更大，消除进气压力差，因此进气效率更优。

Description

一种含旋转气阀的活塞式压缩机

技术领域

本实用新型涉及空气压缩领域，特别是一种含旋转气阀的活塞式压缩机。

背景技术

长期以来，我国的制冷技术一直落后于西方发达国家。50年代，活塞式压缩机行业从修理转向仿制和组织批量生产。60年代，结合我国国情，制定了我国中小型活塞式制冷压缩机系列标准。到70年代末，除了全封闭式外，大多数是自行设计制造的系列产品，其品种、数量、质量以及技术水平都有显著提高。80年代我国完成了全封闭式制冷压缩机标准的制定，并研制、生产了一些全封闭式压缩机，但还是落后于发达国家，只是成为他们的销售市场。从世界范围看，活塞式压缩机发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行经验，至今在各个领域中依然被广泛应用、发展着。同时，制冷压缩机的持续进步还反映在其种类的多样化：离心式、螺杆式、滚动转子式、涡旋式等都在被卓有成效地开发。但是，在中小冷量范围内，仍以活塞式压缩机为主(据统计，在100瓦～7.5千瓦的小型封闭式压缩机中，活塞式占75％)；而且，随着压缩机本身可靠性和耐久性不断提高和压缩机紧凑轻量化的追求，高速活塞式压缩机的发展是很自然的。使用直线电动机驱动的新一代制冷压缩机不存在旋转运动以及将电动机的旋转运动转变为活塞直线往复运动的转换机构，结构紧凑，体积小、效率高、寿命长、可以轻松实现高速驱动。

当今市面上的传统压缩机一般采用气门式气缸盖总成，气缸盖中的配气机构一般是上置式，整个机构的运动件较多，零件数量超过一百个，造成凸轮轴和气门磨损较大，占压缩机磨损的25％以上。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种含旋转气阀的活塞式压缩机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含旋转气阀的活塞式压缩机，包括缸体、活塞、连杆、曲轴，还包括配气转轴：所述缸体内部设有压缩室、进气口、排气口，配气转轴设置在压缩室内，曲轴的转动经连杆带动活塞在压缩室内部进行往复运动；所述配气转轴内部设有连通孔，配气转轴在缸体内部进行定轴转动，压缩室可通过连通孔与进气口和排气口相连通。

对于上述方案的进一步改进，所述活塞安装在连杆顶部，所述曲轴安装在缸体底部，曲轴在缸体内部定轴转动，连杆与曲轴转动连接。

对于上述方案的进一步改进，所述配气转轴与缸体、曲轴与缸体的连接处设有轴承。

对于上述方案的进一步改进，所述连通孔为贯穿配气转轴的直通孔道。

对于上述方案的进一步改进，所述缸体底部固接有油底壳，油底壳上设有机油。

对于上述方案的进一步改进，还包括进气管和排气管，所述进气口与进气管连接，排气口与排气管连接，进气管上设有滤清器。

对于上述方案的进一步改进，所述曲轴的一端设有正时皮带主动轮，所述配气转轴的一端设有正时皮带从动轮，正时皮带从动轮通过正时皮带与正时皮带转动轮相连接。

对于上述方案的进一步改进，所述曲轴的另一端设有电动机皮带轮。

对于上述方案的进一步改进，所述配气转轴与进气口、配气转轴与排气口之间设有密封条，配气转轴与压缩室之间设有密封圈。

对于上述方案的进一步改进，所述缸体与配气转轴的接触部分设有紧实弹簧。

本实用新型的有益效果是：

1本实用新型采用一根结构简单的旋转气阀轴代替传统气门，结构简单紧凑，极大的减少配气机构零件数，减少了磨损和运作噪声，极大的降低了惯性力，极大的延长了使用寿命；

2本实用新型采用旋转气阀机构，相对于传统液体润滑，在一定程度上减少了气门漏机油的可能性；

3本实用新型可采用多级压缩的形式，能更加有效地提高压缩效率，增加整个压缩机的稳定性；

4本实用新型只通过滤清器直接进入压缩机内，与单向阀相比，进气面积更大，消除进气压力差，因此进气效率更优。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的一种较优实施例的全剖主视图；

图2是本实用新型的一种未安装进排气管的较优实施例的俯视图；

图3是本实用新型的一种较优实施例的全剖左视图；

图4是本实用新型的一种较优实施例的其中一个压缩室在配气转轴处于第一换气角度时的内部结构图；

图5是本实用新型的一种较优实施例的其中一个压缩室在配气转轴处于进气行程时的内部结构图；

图6是本实用新型的一种较优实施例的其中一个压缩室在配气转轴处于第二换气角度时的内部结构图；

图7是本实用新型的一种较优实施例的其中一个压缩室在配气转轴处于排气行程时的内部结构图；

图8是本实用新型的一种较优实施例的的一个压缩室的工作周期图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

参照图1至图3，为一种较优的实施方式，一种含旋转气阀的活塞式压缩机，由曲柄连杆机构组成，包括缸体13、活塞、连杆、曲轴4、油底壳1、配气转轴11。活塞包括活塞一88和活塞二20，连杆包括连杆一6和连杆二23，连杆上设有连杆大头和连杆小头。缸体13内部设有2个压缩室，压缩室壁面为圆柱形，缸体13采用直列的方式，压缩室分为第一压缩室7和第二压缩室19，第一压缩室7与第二压缩室19平行排列，第一压缩室7的缸径比第二压缩室19的缸径稍大。第一压缩室7顶部两侧布置有进气口一和排气口一30，第二压缩室19顶部两侧布置有进气口二31和排气口二32，进气口一和排气口二32位于缸体13同一侧，排气口一30和进气口二31位于缸体13的另一侧。第一压缩室7的进气口一连接进气管，第二压缩室19的排气口二32连接排气管，排气口一30与进气口二31通过连气管27密封连通。第一压缩室7和第二压缩室19内部分别设有活塞一8和活塞二20，活塞一8和活塞二20均通过活塞销22分别与连杆一6和连杆二23的连杆小头转动连接。缸体13底部安装有曲轴4，曲轴4贯穿缸体13底部。曲轴4包括主轴颈、2个连杆轴颈，其中连杆轴颈分为连杆轴颈一5和连杆轴颈二25，主轴颈安装缸体13上，连杆轴颈一5和连杆轴颈二25分别与连杆一6和连杆二23的连杆大头转动连接。整个缸体13材料为灰铸铁，可通过浇注模具的形式制成。

参照图1，活塞上设有活塞环21，用于防止压缩室内气体泄漏。曲轴4两端设有轴承2，减少曲轴4的转动摩擦。曲轴4突出缸体13的两端通过螺栓连接的方式固接有轴承端盖，防止轴承2横向移动。曲轴4可用碳素结构钢或球墨铸铁制成，轴承2采用深沟球轴承，连杆可以采用45钢制成，活塞可使用铝合金制成，铝合金密度小，减小运动惯性力。密封圈16可以是由钢铸成的钢带。

参照图1，配气转轴11安装在缸体13顶部，并贯通第一压缩室7和第二压缩室19顶部，其中一端贯通到缸体13外部，另一端位于缸体13内部，并通过缸体13上的转轴端盖18固定，转轴端盖18通过螺栓连接在缸体13上。配气转轴11内部设有两个连通孔，连通孔分为连通孔一12和连通孔二15，连通孔一12和连通孔二15分别为于第一压缩室7和第二压缩室19内，连通孔为贯通配气转轴11的截面为方形圆头的直通孔。配气转轴11上设有密封条14，在特定的转动角度内将进气口、排气口、压缩室密封隔绝开来，防止漏气。配气转轴11与缸体13连接部设有转动轴承17，转动轴承17与配气转轴11过盈配合。配气转轴11与第一压缩室7和第二压缩室19的连接处安装有O型密封圈16，防止压缩室内的气体泄漏。缸体13与配气转轴11接触处设有紧实弹簧33，作用在于压紧转轴上的密封条。配气转轴11可在缸体13内部做定轴转动，连通孔可连通进气口和压缩室或连通排气口与压缩室。整个配气转轴11可用马氏体不锈钢制成。

参照图3，缸体13上连接进气口的进气管上设有空气滤清器26，防止空气中的杂质进入压缩室。缸体13底部固接有油底壳1，油底壳1内部设有机油，机油可通过油道对曲轴4、配气转轴11及其安装在轴上的轴承进行润滑。缸体13上设有油标尺28，用于测量油底壳1上的机油量。油底壳1通过螺栓连接的方式固接在缸体13上。

参照图1，曲轴4一端固接有正时皮带主动轮3，另一端固接有电动机皮带轮24，通过皮带与位于缸体13外部的电机相连接。电机为整个压缩机的输出源。配气转轴11伸出缸体13外部的部分固接有正时皮带从动轮9，正时皮带主动轮3通过正时皮带10带动正时皮带从动轮9转动。正时皮带10与正时皮带主动轮3、正时皮带从动轮9之间设有预紧力。曲轴4与正时皮带主动轮3、配气转轴11与正时皮带从动轮9之间均通过键连接的方式固接在一起，所采用的键为A型键。

参照图1至图3，活塞式压缩机通过将曲轴4的旋转运动转变为活塞的往复运动方式实现空气的压缩过程。具体实施时，输出电机传递转动扭矩至曲轴4上，曲轴4通过连杆轴颈将扭矩转为连杆的来回运动，连杆带动活塞，活塞在压缩室内上下往复运动。同时曲轴4通过正时皮带10带动配气转轴11转动，并使曲轴4与配气转轴11的转速比为2：1。

一并参照图4至图8，为该较优实施例的一个压缩室的工作过程，整个压缩机工作时，配气转轴11转动一圈，整个压缩机工作了两个工作周期。具体参照图8，一个周期内包括进气行程和排气行程，并设有第一换气角度和第二换气角度，第二换气角度比第一换气角度大90度。具体参照图4，当配气转轴位于第一换气角度时，进气口101、排气口202、压缩室404相互之间不连通；具体参照图5，当配气转轴11转过第一换气角度时，排气行程结束，进气行程开始，连通孔303连通进气口101和压缩室404，活塞向下运动，外部气体通过连通孔303从进气口101进入压缩室404；具体参照图6，当配气转轴11转过第二换气角度时，处于进气结束，排气还未开始的时刻，此时进气口101、排气口202、压缩室404相互之间不连通；具体参照图7，当配气转轴11转过第二换气角度时，进气行程结束，排气行程开始，连通孔303连通排气口202和压缩室404，活塞向上运动，压缩室404内的气体通过连通孔303排出排气口202。当配气转轴11处于第一换气角度和第二换气角度时，压缩室404均不与排气口202进气口101连通。在该较优实施例中，进气行程结束后立即进行排气行程，同时排气行程进入进结束后立即进行排气行程。此时第一换气角度为配气转轴11转动到连通孔303轴线水平的角度，并设为0度，则第二换气角度为90度，一个工作周期的角度为180度，进气行程和排气行程均为90度。上述一个压缩室的工作过程及原理与本实用新型的只存在一个压缩室的另一较优实施例的工作过程及原理相同，即与本实用新型的一级压缩机的原理相同。

根据上述一个压缩室内的工作过程，参照图1和图2，在该较优实施例中，压缩机为二级压缩机，即存在两个压缩过程。工作过程中，配气转轴11转动一圈则整个压缩机工作两个工作周期，每个工作周期为180度，其中连通孔一12的轴线和连通孔二15的轴线相互垂直。当第一压缩室7处于排气行程时第二压缩室19处于排气行程，第一压缩室7处于进气行程时第二压缩室19处于排气行程。在一个工作周期开始时，第一压缩室7的工作周期开始，此时连通孔一12轴线处于水平位置，待压缩气体经空气滤清器26后和进气口一后通过连通孔一12进入第一压缩室7内，配气转轴11继续转动，完成第一压缩室7的进气过程。当配气转轴11转过90度后，第一压缩室7的进气行程结束，排气行程开始，连通孔一12轴线位于垂直位置，连通孔二15轴线位于水平位置，第二压缩室19的进气行程开始，活塞一8通过连通孔一12将第一压缩室7的气体排出排出口一，气体通过连气管27流进气口二31，经连通孔二15进入第二压缩室19，继续气体的第二个压缩过程；配气转轴11继续转动90度，完成第一压缩室7的排气行程和第二压缩室19的进气行程，此时第一压缩室7进气行程及第二压缩室19的排气行程开始，吸进新一轮的待压缩气体及排出压缩完成的气体。由此往复，压缩机将不断进来的低压气体提升为高压气体。二级压缩机通过两级的压缩过程能更有效地提高气体压强，同时提高整个机械的平衡性。

以上所述，上述实施例中的一级压缩及二级压缩只是本实用新型的较佳实施方式而已，但本实用新型并不限于上述实施例，同样适用于三级或三级以上的压缩结构形式，只要其以任何相同或相似手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种含旋转气阀的活塞式压缩机，包括缸体、活塞、连杆、曲轴，其特征在于，还包括配气转轴：

所述缸体内部设有压缩室、进气口、排气口，配气转轴设置在压缩室内，曲轴的转动经连杆带动活塞在压缩室内部进行往复运动；

所述配气转轴内部设有连通孔，配气转轴在缸体内部转动，压缩室可通过连通孔与进气口和排气口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述活塞安装在连杆顶部，所述曲轴安装在缸体底部，曲轴在缸体内部定轴转动，连杆与曲轴转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述配气转轴与缸体、曲轴与缸体的连接处设有轴承。

4.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述连通孔为贯穿配气转轴的直通孔道。

5.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述缸体底部固接有油底壳，油底壳上设有机油。

6.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，还包括进气管和排气管，所述进气口与进气管连接，排气口与排气管连接，进气管上设有滤清器。

7.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述曲轴的一端设有正时皮带主动轮，所述配气转轴的一端设有正时皮带从动轮，正时皮带从动轮通过正时皮带与正时皮带转动轮相连接。

8.根据权利要求7所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述曲轴的另一端设有电动机皮带轮。

9.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述配气转轴与进气口、配气转轴与排气口之间设有密封条，配气转轴与压缩室之间设有密封圈。

10.根据权利要求1所述的一种含旋转气阀的活塞式压缩机，其特征在于，所述缸体与配气转轴的接触部分设有紧实弹簧。