CN212377205U - 一种新型气体压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及往复式气体压缩机技术领域，具体涉及一种新型气体压缩机，该装置包括电机、偏心主轴、内框、外框和滑块；电机的输出轴与偏心主轴的一端相连。偏心主轴的中部设置有滚针轴承。滑块固定安装在滚针轴承的外圈上。偏心主轴上设置有配重块，内框和外框宽度方向的端面上设置有活塞，内框置于外框内，滑块贯穿内框与外框。电机启动带动偏心主轴旋转，滑块在偏心主轴的驱动下带动内框和外框在两个相互垂直的方向上作往复直线运动。本实用新型通过对结构的改进，提供了一种惯性力完全平衡，振动和噪音更小的气体压缩机。

Description

一种新型气体压缩机

技术领域

本实用新型涉及往复式气体压缩机技术领域，具体涉及一种新型气体压缩机。

背景技术

传统的往复式气体压缩机是利用曲柄连杆机构，将电机的旋转运动转换成活塞的往复直线运动，进而通过活塞压缩气体体积，来提高气体压力的设备。传统的往复式气体压缩机产生的惯性力不容易达到完全平衡，振动和噪音较大，在轻工、家电和医疗等行业应用有限。

中国专利文献CN1474052A中公开了一种全平衡往复式无油润滑压缩机，该设备由压缩机构、主轴和机壳组成，压缩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。三套以上的压缩机构环绕主轴中心线径向360度均匀分布。当压缩机工作时，数套压缩机构随主轴的旋转同时工作，各个活塞往复运动的位置与曲轴旋转运动的位置相关联，其往复运动部件的惯性力之和与旋转运动部件的离心力方向一致，均有平衡块产生的离心力反相抵消，从而实现整机的动态平衡。但是，这种结构活塞侧向力较大，二阶旋转惯性矩不容易消除。

中国专利文献CN1906413B中公开了一种往复式压缩机，该设备包括曲轴、缸体、活塞、连杆以及平衡重。气缸偏置设置成其轴线与主轴部的轴线不相互交叉。平衡重的重心设置成相对于主轴部的轴线与偏心部的中心基本相对，并从与偏心部的中心恰好相对的位置沿旋转方向偏离。上述结构一定程度上减小了活塞的侧压力，但是也没有完全平衡。

综上所述，在往复式气体压缩机应用过程中，如何完全平衡惯性力，减少振动和噪音，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种惯性力完全平衡，振动和噪音更小的气体压缩机。

为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：

提出一种新型气体压缩机，包括电机、偏心主轴、内框、外框和滑块，电机的输出轴与偏心主轴的一端相连，偏心主轴的中部设置有滚针轴承，滑块固定安装在滚针轴承的外圈上，偏心主轴上设置有配重块，内框宽度方向的两个端面上分别设置有一个内框凸台，每个内框凸台上都设置有一个活塞，外框宽度方向上的两个端面上分别设置有一个外框凸台，每个外框凸台上都设置有一个活塞，内框置于外框内，内框凸台的轴线与外框凸台的轴线在同一平面内相互垂直，滑块贯穿内框与外框。

作为优选，配重块包括第一配重块和第二配重块，第一配重块和第二配重块分别固定安装在偏心主轴的两侧。

作为优选，滑块在偏心主轴的轴向横截面为正方形。

作为优选，外框与内框的中心设置有相同的矩形孔。

作为优选，外框与内框的质量相同。

使用上述新型气体压缩机时，电机启动带动偏心主轴旋转，滑块在偏心主轴的驱动下带动内框和外框，做两个相互垂直方向的往复直线运动。内框质心的位移为y＝Rsinωt，内框产生的惯性力为Fy＝mRω²sinωt，外框质心的位移为x＝Rcosωt，外框产生的惯性力为Fx＝mRω²cosωt，两个方向的惯性力合成后力的幅值大小为F＝(Fx²+Fy²)^0.5＝mRω²，方向沿回转中心指向偏心位置，其中y为内框质心的位移，x为外框质心的位移，R为偏心主轴的偏心距，ω为偏心主轴旋转的角速度，t为偏心主轴的旋转时间，Fy为内框旋转产生的惯性力，Fx为外框旋转产生的惯性力，m为内框或者外框的质量，F为Fx和Fy两个惯性力的合力。在合力F相反的方向上加上相应的配重块，就可以完全平衡两个方向上的往复惯性力。

本实用新型的有益效果：

1.设置内框和外框结构，能使两组往复运动件产生的惯性力垂直共面，便于调节平衡。

2.偏心主轴带动滑块，在内框和外框的限制下做往复运动，代替了传统的曲柄连杆结构，去除了由连杆不规则运动带来的惯性力，便于调节平衡。

3.平衡块的设置能够完全平衡往复惯性力和旋转惯性力，减少振动和噪音。

4.基体采用对分结构，结构简单，便于安装调试。

附图说明

图1是本实用新型实施例中新型气体压缩机的示意图；

图2是图1在A-A处的剖视图；

图3是图1中内框6的主视图；

图4是图3在B-B处的剖视图；

图5是图1中外框5的主视图；

图6是图5在C-C处的剖视图。

附图标记：电机1、偏心主轴2、滚针轴承3、滑块4、外框5、内框6、配重块7。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图1和图2所示的新型气体压缩机，用于在提高气体压力的同时，完全平衡惯性力，减少设备的振动和噪音。与传统的往复式气体压缩机的区别在于，运动部分由两个质量相同的内框6和外框5与绕偏心主轴2做圆周平动的滑块4构成，内框6和外框5产生的惯性力垂直共面，且呈幅值相同，相位相差90°的正弦变化，合成后为幅值固定的旋转惯性力，可以做到惯性力的完全平衡。

如图1至图6所示，一种新型气体压缩机，包括电机1、偏心主轴2、内框6、外框5和滑块4。偏心主轴2、滑块4、外框5和内框6置于机壳内，机壳用于支撑整个新型气体压缩机。偏心主轴2的一端伸出机壳外，电机1的输出轴与偏心主轴2的伸出端相连。偏心主轴2的两端设置有轴承组件，轴承组件用于偏心主轴2的支撑和定位。机壳上设置有轴承支撑座，轴承组件安装在轴承支撑座内。偏心主轴2的中部设置有滚针轴承3，滑块4固定安装在滚针轴承3的外圈上。内框6宽度方向的两个端面上分别设置有一个内框凸台，每个内框凸台上都设置有一个活塞。外框5宽度方向上的两个端面上分别设置有一个外框凸台，每个外框凸台上都设置有一个活塞。内框6置于外框5内，内框凸台的轴线与外框凸台的轴线在同一平面内相互垂直。滑块4贯穿内框6与外框5。

其中，如图2所示，滑块4在偏心主轴2的轴向横截面为正方形。如图3和图5所示，外框5与内框6的中心设置有相同的矩形孔。滑块4可以在矩形孔内滑动，滑块4正方形横截面的边长与矩形孔的宽度间隙配合。

如图1所示，偏心主轴2上设置有配重块7。配重块7包括第一配重块和第二配重块，第一配重块和第二配重块分别固定安装在偏心主轴的两侧。配重块7用于方便平衡惯性力。

使用上述新型气体压缩机时，电机1启动带动偏心主轴2旋转，滑块4在偏心主轴2的驱动下带动内框6和外框5，在两个相互垂直方向的作往复直线运动。内框质心的位移为y＝Rsinωt，内框产生的惯性力为Fy＝mRω²sinωt，外框质心的位移为x＝Rcosωt，外框产生的惯性力为Fx＝mRω²cosωt，两个方向的惯性力合成后力的幅值大小为F＝(Fx²+Fy²)^0.5＝mRω²，方向沿回转中心指向偏心位置。

上述公式中，y为内框质心的位移，x为外框质心的位移，R为偏心主轴的偏心距，ω为偏心主轴旋转的角速度，t为偏心主轴的旋转时间，Fy为内框旋转产生的惯性力，Fx为外框旋转产生的惯性力，m为内框或者外框的质量，F为Fx和Fy两个惯性力的合力。在合力F相反的方向上加上相应的配重块，就可以完全平衡两个方向上的往复惯性力。

为了便于调节平衡，外框5与内框6的质量相同。

内框和外框在两个相互垂直的方向上作往复直线运动，带动活塞往复运动，完成气体压缩。新型气体压缩机通过对结构的改进，代替了传统压缩机中的曲柄连杆机构，去除了因连杆不规则运动带来的难以平衡的惯性力。

本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型气体压缩机，其特征在于，包括电机、偏心主轴、内框、外框和滑块，所述电机的输出轴与所述偏心主轴的一端相连，所述偏心主轴的中部设置有滚针轴承，所述滑块固定安装在所述滚针轴承的外圈上，所述偏心主轴上设置有配重块，所述内框宽度方向的两个端面上分别设置有一个内框凸台，每个所述内框凸台上都设置有一个活塞，所述外框宽度方向上的两个端面上分别设置有一个外框凸台，每个所述外框凸台上都设置有一个活塞，所述内框置于外框内，所述内框凸台的轴线与所述外框凸台的轴线在同一平面内相互垂直，所述滑块贯穿所述内框与外框。

2.根据权利要求1所述的新型气体压缩机，其特征在于，所述配重块包括第一配重块和第二配重块，所述第一配重块和第二配重块分别固定安装在所述偏心主轴的两侧。

3.根据权利要求1所述的新型气体压缩机，其特征在于，所述滑块在所述偏心主轴的轴向横截面为正方形。

4.根据权利要求1所述的新型气体压缩机，其特征在于，所述外框与内框的中心设置有相同的矩形孔。

5.根据权利要求1所述的新型气体压缩机，其特征在于，所述外框与内框的质量相同。

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