CN209800192U - 一种旋转气缸压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转气缸压缩机，包括箱体、气缸。所述箱体内呈椭圆筒状并环内周壁设有椭圆形滑道；气缸可转动地设于箱体内并连有驱动装置；气缸包括主缸体和环绕气缸的旋转中心线径向伸出的多个活塞缸筒，活塞缸筒按两两对称分为至少一对；每个活塞缸筒内沿轴向滑移设置有活塞，活塞连接有活塞杆，每个活塞缸筒都与主缸体相连通，主缸体上还设有连通到箱体外的排气结构；每个活塞杆外端设有滚轮，滚轮设置在滑道内形成滑动配合，当气缸旋转时，活塞杆随滚轮的椭圆运动轨迹推动活塞作来回往复运动。本实用新型结构简单、组装容易、加工精度要求低，运转平稳，压缩效率高。

Description

一种旋转气缸压缩机

技术领域

本实用新型涉及空气压缩机技术领域，尤其涉及一种旋转气缸压缩机。

背景技术

目前，常见的压缩机包括往复式压缩机和回转式压缩机。

往复式压缩机一般都采用曲轴连杆方式驱动，用电动机带动压缩机的曲轴转动，进而由曲轴再带动连杆推动压缩机的活塞，或者曲轴带动连杆与活塞压缩气体或液体做功。上述结构的压缩机，存在的不足之处在于：一是所需组件繁多，结构复杂，占地面积大，不易组装，成本增加；二是曲轴系统的扭转振动不可避免，这也对曲轴、连杆、活塞等部件的加工精度和装配精度提出了很高的要求，加工难度很大，产品合格率低。若曲轴连杆的加工精度或装配精度稍有降低，极易造成连杆发生微小的偏移摆动，使活塞运动不连贯流畅，压缩机功耗增大、磨损加剧。

回转式压缩机是在气缸中偏心配置一圆柱形滚动活塞，安装在汽缸体滑道中的滑片在弹簧的作用紧贴活塞的圆柱面旋转，从而使滑片二侧的气缸体积发生变化，从而完成介质持续吸入和压缩。此类压缩机虽然结构简单小巧，但由于活塞的偏心设计和滑片与气缸壁面之间的泄漏、摩擦，容易造成运转振动，磨损较大，限制了整机的工作寿命及效率的提高，在加工精度上要求也很高。

因此需要设计一种结构紧凑、对加工精度要求低、震动小的新型压缩机结构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种结构简单、易于组装的旋转气缸压缩机，对加工和装配精度要求低，运转平稳，震动小。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型所述的一种旋转气缸压缩机，包括箱体、气缸，其特征在于：所述箱体内呈椭圆筒状并环内周壁设有一椭圆形的滑道；所述气缸两端通过轴承和转轴可转动地设于箱体内且其中一个转轴连接有驱动装置，使气缸环绕箱体的中心轴线旋转；所述气缸包括主缸体和环绕气缸的旋转中心线布设在主缸体外侧且呈径向伸出状的两个活塞缸筒，所述活塞缸筒呈对称分布；每个活塞缸筒内滑移设置有活塞，所述活塞连接有活塞杆，每个活塞缸筒都与主缸体相连通，所述主缸体上还设有连通到箱体外的排气结构；每个所述活塞杆的外端还设有滚轮，所述滚轮设置在滑道内形成滑动配合，由此当气缸旋转时，所述活塞杆随滚轮的椭圆运动轨迹推动活塞在活塞缸筒内作来回往复运动。

上述结构通过气缸在箱体内的转动带动滚轮沿椭圆滑道滚动，使得一对活塞杆相对伸缩，改变两个活塞之间的气体体积，从而压缩气体，且随椭圆曲率变化，活塞杆在活塞缸筒内的伸缩长度也发生往复的变化，达到循环吸气、排气的目的。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述排气结构包括为轴向开设在另一个转轴内的排气通道，排气通道一端与主缸体内部连通，另一端设置连通到箱体外，所述排气通道内还设有从主缸体向箱体外部单向排气的止回阀。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述活塞缸筒在活塞杆伸出口处设有两组导向柱，所述活塞杆夹设在两组导向柱之间，所述导向柱的中心轴线与活塞杆的中心轴线垂直且导向柱与活塞缸筒内壁之间可转动连接，每组导向柱不少于两个且每组内的多个导向柱沿活塞杆轴向等间距布设。两组导向柱的设计可以用于引导活塞杆只能在两者之间沿径向伸缩运动，同时进一步减小气缸旋转过程中活塞杆摩擦力，有效避免其与气缸内壁产生过大磨损。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述滑道的开口处两侧分别向内延伸形成两个阻挡边；所述滚轮包括轮轴和两个轮体，所述轮体相对设置在滑道内并与轮轴的两端对应枢接，所述轮体被阻挡边限制而无法从滑道内脱出。上述结构限制滚轮只能沿滑道滑移，防止其受活塞杆压缩作用而脱出。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述箱体包括轴向对合连接的第一筒体和第二筒体，所述第一筒体上设有第一半滑道，所述第二筒体上设有第二半滑道，当第一筒体和第二筒体轴向对合时，所述第一半滑道与第二半滑道对合形成所述滑道。箱体采用可拆卸方式连接，方便滚轮的安装，易于实现。

本实用新型还提供一种技术方案：本实用新型所述的一种旋转气缸压缩机，包括箱体、气缸，其特征在于：所述箱体内呈椭圆筒状并环内周壁设有一椭圆形的滑道；所述气缸两端通过轴承和转轴可转动地设于箱体内且其中一个转轴连接有驱动装置，使气缸环绕箱体的中心轴线旋转；所述气缸包括主缸体和环绕气缸的旋转中心线布设在主缸体外侧且呈径向伸出状的多个活塞缸筒，所述活塞缸筒按照两两对称分为多对；每个所述活塞缸筒内滑移设置有活塞，所述活塞连接有活塞杆，每个活塞缸筒都与主缸体相连通且在两者连接处设有从活塞缸筒向主缸体单向排气的单向排气阀，所述主缸体上还设有连通到箱体外的排气结构；每个所述活塞杆的外端还设有滚轮，所述滚轮设置在滑道内形成滑动配合，由此当气缸旋转时，所述活塞杆随滚轮的椭圆运动轨迹推动活塞在活塞缸筒内作来回往复运动。

上述结构通过气缸在箱体内的转动带动滚轮沿椭圆滑道滚动，从而使得多对活塞杆沿各自的活塞缸筒独立做功、往复伸缩，改变活塞缸筒内活塞与单向排气阀之间的气体体积，达到压缩气体的目的，且随椭圆曲率变化，活塞杆在活塞缸筒内的伸缩长度也发生往复的变化，达到循环吸气、排气的目的。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述排气结构为轴向开设在另一个转轴内的排气通道，排气通道一端与主缸体内部连通，另一端连通到箱体外部。由此，高压气体从活塞缸筒向主缸体排出，并由主缸体通过排气通道输送到箱体外。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述活塞缸筒在活塞杆伸出口处设有两组导向柱，所述活塞杆夹设在两组导向柱之间，所述导向柱的中心轴线与活塞杆的中心轴线垂直且导向柱与活塞缸筒内壁之间可转动连接；每组导向柱不少于两个且每组内的多个导向柱沿活塞杆轴向等间距布设。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述滑道的开口处两侧分别向内延伸形成两个阻挡边；所述滚轮包括轮轴和两个轮体，所述轮体相对设置在滑道内并与轮轴的两端对应枢接，所述轮体被阻挡边限制而无法从滑道内脱出。

进一步地，在本实用新型所述的旋转气缸压缩机中，所述箱体包括轴向对合连接的第一筒体和第二筒体，所述第一筒体上设有第一半滑道，所述第二筒体上设有第二半滑道，当第一筒体和第二筒体轴向对合时，所述第一半滑道与第二半滑道对合形成所述滑道。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型结构紧凑，机械效率高，转速范围广，组件数量少，省略了曲轴、连杆、滑片等部件，由于没有连杆，活塞在活塞缸筒内能够自动对中定位、直线运动，运动阻力小；且易于加工成形，对加工和装配精度要求低，组装简便，占用空间小。

2、本实用新型振动小，噪音低，以箱体的中心轴线为旋转中心，且活塞杆均呈对称设置，可保证动静平衡，相较于传统的往复式压缩机有效消除了曲轴扭转振动，同时也克服了回转式压缩机偏心设计带来的振动问题，运动更为平稳。

3、本实用新型直接通过气缸的旋转带动对称设置的活塞杆在旋转的同时随椭圆曲率的变化循环伸缩，通过至少一对活塞杆同时做功以实现气缸内体积的压缩，压缩效率高，更为节能高效。

4、本实用新型在活塞杆两侧增设了导向柱，限制了活塞杆的运动轨迹只能在两者间作径向伸缩，且保证旋转过程中活塞杆不直接与活塞缸筒内壁接触，通过活塞杆与导向柱的滚动接触之间有效减小其摩擦磨损，大幅延长使用寿命。

5、本实用新型设计灵活性高，可通过需要调整活塞缸筒的对数、改变椭圆滑道的形状即可调整压缩机的输出压力，适配不同的工况环境，可以减少设计多种形状的曲柄、连杆、滑片等组件的模具费用，制造成本低廉，可满足更大范围的输出需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的径向剖切示意图。

图2为本实用新型实施例1的轴向剖切示意图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本实用新型实施例2的径向剖切示意图。

图5为本实用新型实施例2的轴向剖切示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步的说明：

实施例1

参照图1和图2所示，本实施例所述一种旋转气缸压缩机，包括箱体1、气缸。所述箱体1内呈椭圆筒状并环内周壁设有一椭圆形的滑道8。结合图3，所述箱体1包括轴向对合连接的第一筒体101和第二筒体102，所述第一筒体101上设有第一半滑道，所述第二筒体102上设有第二半滑道，当第一筒体101和第二筒体102轴向对合时，所述第一半滑道与第二半滑道对合形成所述滑道8。所述第一筒体101和第二筒体102之间采用螺丝固定连接。

所述气缸两端通过轴承和转轴10可转动地设于箱体1内且其中一个转轴连接有驱动装置，使气缸环绕箱体1的中心轴线旋转。图中未示出驱动装置，可采用电机。所述气缸包括主缸体2和环绕气缸的旋转中心线布设在主缸体2外侧且呈径向伸出状的两个活塞缸筒3，所述活塞缸筒3呈对称分布；每个所述活塞缸筒3内滑移设置有活塞4，所述活塞4连接有活塞杆5，每个活塞缸筒3都与主缸体2相连通，所述主缸体2上还设有连通到箱体1外的排气结构。具体的，所述排气结构包括为轴向开设在另一个转轴10内的排气通道11，排气通道11一端与主缸体2内部连通，另一端设置连通到箱体1外，所述排气通道11内还设有从主缸体2向箱体1外部单向排气的止回阀12。每个所述活塞杆5的外端还设有滚轮7，所述滚轮7设置在滑道8内形成滑动配合，由此当气缸旋转时，所述活塞杆5随滚轮7的椭圆运动轨迹推动活塞4在活塞缸筒3内作来回往复运动，实现往复吸气、排气。

结合图3，本实施例中所述滑道8的开口处两侧分别向内延伸形成两个阻挡边801；所述滚轮7包括轮轴701和两个轮体702，所述轮体702相对设置在滑道8内并与轮轴701的两端对应枢接，所述轮体702被阻挡边801限制而无法从滑道8内脱出。

另外，为了进一步引导活塞杆5只能沿活塞缸筒3轴向伸缩，所述活塞缸筒3在活塞杆6伸出口处设有两组导向柱9，所述活塞杆5夹设在两组导向柱9之间，所述导向柱9的中心轴线与活塞杆5的中心轴线垂直且导向柱9与活塞缸筒3内壁之间可转动连接。每组导向柱9不少于两个且每组内的多个导向柱9沿活塞杆5轴向等间距布设。

本实施例的工作原理是：所述电机通过转轴10带动气缸整体在箱体1内绕中心轴线旋转，此时伸出到活塞缸筒3外的活塞杆5也同步旋转，滚轮7嵌设在椭圆形的滑道8而只能沿其滚动，由于椭圆运动轨迹的限制，两个对称设置的活塞杆5带动两个活塞4作相对或者相反直线运动。当活塞杆5沿轴向向内推动活塞4时，活塞缸筒3与主缸体2内形成高压气体，压入到排气通道11内使得止回阀12打开，气体排至箱体1外，完成排气过程。当活塞杆5向外拉动活塞4时，活塞缸筒3内吸入气体，此时止回阀12起到切断气缸与箱体1外部的通路的作用，完成吸气过程。循环上述过程，达到压缩气体的目的。

实施例2

参照图4和图5所示，本实施例所述一种旋转气缸压缩机，包括箱体1、气缸。所述箱体1内呈椭圆筒状并环内周壁设有一椭圆形的滑道8。本实施例所述箱体1结构与实施例1相同，可参照图3所示，所述箱体1包括轴向对合连接的第一筒体101和第二筒体102，所述第一筒体101上设有第一半滑道，所述第二筒体102上设有第二半滑道，当第一筒体101和第二筒体102轴向对合时，所述第一半滑道与第二半滑道对合形成所述滑道8。所述第一筒体101和第二筒体102之间采用螺丝固定连接。

所述气缸两端通过轴承和转轴10可转动地设于箱体1内且其中一个转轴10连接有驱动装置，使气缸环绕箱体1的中心轴线旋转。图中未具体示出驱动装置，可采用电机。所述气缸包括主缸体2和环绕气缸的旋转中心线布设在主缸体2外侧且呈径向伸出状的多个活塞缸筒3，所述活塞缸筒3按照两两对称分为多对。每个所述活塞缸筒3内滑移设置有活塞4，所述活塞4连接有活塞杆5，每个活塞缸筒3都与主缸体2相连通且在两者连接处设有从活塞缸筒3向主缸体2单向排气的单向排气阀6，所述主缸体2上还设有连通到箱体1外的排气结构。本实施例中所述排气结构为轴向开设在另一个转轴10内的排气通道11，排气通道11一端与主缸体2内部连通，另一端连通到箱体1外部。每个所述活塞杆5的外端还设有滚轮7，所述滚轮7设置在滑道8内形成滑动配合，由此当气缸旋转时，所述活塞杆5随滚轮7的椭圆运动轨迹推动活塞4在活塞缸筒3内作来回往复运动，实现往复吸气、排气。

结合图3，本实施例中所述滑道8的开口处两侧分别向内延伸形成两个阻挡边801；所述滚轮7包括轮轴701和两个轮体702，所述轮体702相对设置在滑道8内并与轮轴701的两端对应枢接，所述轮体702被阻挡边801限制而无法从滑道8内脱出。

另外，为了进一步引导活塞杆5只能沿活塞缸筒3轴向伸缩，所述活塞缸筒3在活塞杆6伸出口处设有两组导向柱9，所述活塞杆5夹设在两组导向柱9之间，所述导向柱9的中心轴线与活塞杆5的中心轴线垂直且导向柱9与活塞缸筒3内壁之间可转动连接。每组导向柱9不少于两个且每组内的多个导向柱9沿活塞杆5轴向等间距布设。

本实施例的工作原理与实施例1基本相同，不同之处在于：每个活塞缸筒3与主缸体2之间通过单向排气阀6隔绝，因此独立工作。当活塞杆5向内推动活塞4时，活塞缸筒3内形成高压气体，打开单向排气阀6使活塞缸筒3与主缸体2连通，再由主缸体2将气体通过排气通道11排入箱体1外。当活塞杆5向外拉动活塞4时，活塞缸筒3内吸入气体，此时单向排气阀6起到切断活塞缸筒3和主缸体2之间通路的作用，完成吸气过程。循环上述过程，达到压缩气体的目的。

本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种旋转气缸压缩机，包括箱体、气缸，其特征在于：所述箱体内呈椭圆筒状并环内周壁设有一椭圆形的滑道；所述气缸两端通过轴承和转轴可转动地设于箱体内且其中一个转轴连接有驱动装置，使气缸环绕箱体的中心轴线旋转；所述气缸包括主缸体和环绕气缸的旋转中心线布设在主缸体外侧且呈径向伸出状的两个活塞缸筒，所述活塞缸筒呈对称分布；每个活塞缸筒内滑移设置有活塞，所述活塞连接有活塞杆，每个活塞缸筒都与主缸体相连通，所述主缸体上还设有连通到箱体外的排气结构；每个所述活塞杆的外端还设有滚轮，所述滚轮设置在滑道内形成滑动配合，由此当气缸旋转时，所述活塞杆随滚轮的椭圆运动轨迹推动活塞在活塞缸筒内作来回往复运动。

2.根据权利要求1所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述排气结构包括为轴向开设在另一个转轴内的排气通道，排气通道一端与主缸体内部连通，另一端连通到箱体外，所述排气通道内还设有从主缸体向箱体外部单向排气的止回阀。

3.根据权利要求1或2所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述活塞缸筒在活塞杆伸出口处设有两组导向柱，所述活塞杆夹设在两组导向柱之间，所述导向柱的中心轴线与活塞杆的中心轴线垂直且导向柱与活塞缸筒内壁之间可转动连接；每组导向柱不少于两个且每组内的多个导向柱沿活塞杆轴向等间距布设。

4.根据权利要求1或2所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述滑道的开口处两侧分别向内延伸形成两个阻挡边；所述滚轮包括轮轴和两个轮体，所述轮体相对设置在滑道内并与轮轴的两端对应枢接，所述轮体被阻挡边限制而无法从滑道内脱出。

5.根据权利要求4所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述箱体包括轴向对合连接的第一筒体和第二筒体，所述第一筒体上设有第一半滑道，所述第二筒体上设有第二半滑道，当第一筒体和第二筒体轴向对合时，所述第一半滑道与第二半滑道对合形成所述滑道。

6.一种旋转气缸压缩机，包括箱体、气缸，其特征在于：所述箱体内呈椭圆筒状并环内周壁设有一椭圆形的滑道；所述气缸两端通过轴承和转轴可转动地设于箱体内且其中一个转轴连接有驱动装置，使气缸环绕箱体的中心轴线旋转；所述气缸包括主缸体和环绕气缸的旋转中心线布设在主缸体外侧且呈径向伸出状的多个活塞缸筒，所述活塞缸筒按照两两对称分为多对；每个所述活塞缸筒内滑移设置有活塞，所述活塞连接有活塞杆，每个活塞缸筒都与主缸体相连通且在两者连接处设有从活塞缸筒向主缸体单向排气的单向排气阀，所述主缸体上还设有连通到箱体外的排气结构；每个所述活塞杆的外端还设有滚轮，所述滚轮设置在滑道内形成滑动配合，由此当气缸旋转时，所述活塞杆随滚轮的椭圆运动轨迹推动活塞在活塞缸筒内作来回往复运动。

7.根据权利要求6所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述排气结构为轴向开设在另一个转轴内的排气通道，排气通道一端与主缸体内部连通，另一端连通到箱体外部。

8.根据权利要求6或7所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述活塞缸筒在活塞杆伸出口处设有两组导向柱，所述活塞杆夹设在两组导向柱之间，所述导向柱的中心轴线与活塞杆的中心轴线垂直且导向柱与活塞缸筒内壁之间可转动连接；每组导向柱不少于两个且每组内的多个导向柱沿活塞杆轴向等间距布设。

9.根据权利要求6或7所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述滑道的开口处两侧分别向内延伸形成两个阻挡边；所述滚轮包括轮轴和两个轮体，所述轮体相对设置在滑道内并与轮轴的两端对应枢接，所述轮体被阻挡边限制而无法从滑道内脱出。

10.根据权利要求9所述的旋转气缸压缩机，其特征在于：所述箱体包括轴向对合连接的第一筒体和第二筒体，所述第一筒体上设有第一半滑道，所述第二筒体上设有第二半滑道，当第一筒体和第二筒体轴向对合时，所述第一半滑道与第二半滑道对合形成所述滑道。