對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的制作方法

專利名稱：對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，尤其是應(yīng)用于空氣壓縮機(jī)、制冷空調(diào)壓縮機(jī)、流體輸送泵及原油輸送中的混輸泵中的對(duì)稱平衡式同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，具體地說是 一種對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械。
背景技術(shù)：
眾所周知，壓縮機(jī)是空氣動(dòng)力、制冷空調(diào)等領(lǐng)域中使用的通用機(jī)械；流體泵是油 品、水及原油輸送中的機(jī)械設(shè)備。目前在空氣動(dòng)力及制冷空調(diào)領(lǐng)域中所使用的壓縮機(jī)包括 往復(fù)式壓縮機(jī)、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)、滑片壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī)等，在油品、水及原 油輸送領(lǐng)域中使用的泵包括離心泵、螺桿泵等。往復(fù)式壓縮機(jī)由于難以平衡的慣性力，造成 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)、噪聲大。另外這種壓縮機(jī)由于其易損件多，導(dǎo)致機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性差，效 率低。滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)和滑片壓縮機(jī)，由于基元容積的變化要依靠氣缸、轉(zhuǎn)子及滑片密封， 它們之間的接觸間隙小，特別是滑片要始終切在氣缸上以達(dá)到密封的目的，但氣缸是靜止， 而氣缸卻在高速的旋轉(zhuǎn)，氣缸與轉(zhuǎn)子之間、滑片與氣缸之間形成了較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，機(jī) 械摩擦磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生較大的摩擦磨損和能量損失，因此使用壽命和效率較低。渦旋壓縮機(jī) 和螺桿壓縮機(jī)盡管克服了往復(fù)式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)，但對(duì)于渦旋壓縮機(jī)來說，壓縮的基元容積 是依靠動(dòng)、靜盤極小的接觸間隙來密封的，而動(dòng)盤又是靜止不動(dòng)的，它與動(dòng)盤之間存在就存 在著較大的相對(duì)速度，且工藝復(fù)雜加工精度要求高，且軸向力難以平衡引起了較大的摩擦 磨損，軸承使用壽命短。對(duì)于螺桿壓縮機(jī)而言，其壓縮原理是依靠一對(duì)轉(zhuǎn)子和缸體之間所形 成的間隙來密封氣體，轉(zhuǎn)子在靜止的缸體中高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得轉(zhuǎn)子與氣缸體之間存在著 較大的相對(duì)速度，造成了較大的摩擦磨損，更重要的是加工精度高工藝復(fù)雜，且軸向力難以 平衡，導(dǎo)致較大的摩擦磨損。另外在原油混輸中目前使用螺桿混輸泵，由于原油中存在著小 的硬顆粒，很容易拉傷螺桿型線，使得泄漏增加而效率下降。即使為了避免拉傷型線而在一 個(gè)轉(zhuǎn)子上采用橡膠，但由于原油中的油氣比例不斷發(fā)生變化而使得橡膠老化，影響性能和 使用壽命，另外螺桿混輸加工工藝復(fù)雜，成本高而影響了其廣泛使用。所有上述類型的壓縮機(jī)和泵所存在的問題，或者是摩擦磨損嚴(yán)重、能量損失大、泄 漏大、效率低下，或者是加工工藝復(fù)雜、精度高，或者是往復(fù)慣性力難以平衡、振動(dòng)大、易損 件壽命短和可靠性差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械存在的往復(fù)慣性力難以平衡、 振動(dòng)大和可靠性差等問題，設(shè)計(jì)一種效率高、振動(dòng)噪聲小、可靠性高的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn) 壓縮機(jī)械。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，包括主軸10，其特征是所述的主軸10上同軸 線安裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)子3，每個(gè)轉(zhuǎn)子3上均沒徑向開設(shè)有旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔18，該旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔18的進(jìn)氣端與主軸1上的軸向進(jìn)氣孔14相通，且兩個(gè)轉(zhuǎn)子3上的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔18的相位差為180 度；每個(gè)轉(zhuǎn)子3均位于對(duì)應(yīng)的氣缸2中，每個(gè)氣缸2均通過安裝在偏心座8上的端蓋板4與 主軸10偏心安裝，且兩個(gè)氣缸2的中心相對(duì)于主軸10的相位差也為180度，在每個(gè)氣缸2 上均設(shè)有徑向旋轉(zhuǎn)排氣口 17，在旋轉(zhuǎn)排氣口 17上安裝有排氣閥16，在機(jī)體與氣缸2之間形 成有分別與旋轉(zhuǎn)排氣口 17及機(jī)體上的排氣口 6相通的氣腔；在轉(zhuǎn)子3與氣缸2之間連接有 驅(qū)動(dòng)氣缸2并將轉(zhuǎn)子3與氣缸2之間所形成的基元容積分為進(jìn)氣腔和排氣腔的滑板1，滑板 1的一端與氣缸2相鉸接，另一端活動(dòng)插入轉(zhuǎn)子3的徑向插槽中。所述的主軸10上安裝有驅(qū)動(dòng)裝置11，該驅(qū)動(dòng)裝置11位于主軸10的中間即兩個(gè)機(jī) 體之間或位于主軸的一端即任一機(jī)體的外側(cè)。所述的兩個(gè)氣缸2的進(jìn)、排氣壓力相同或一高、一低。所述的排氣閥16為舌簧閥、環(huán)狀閥、直流閥或單向閥。所述的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口 18和旋轉(zhuǎn)排氣口 17可以互換。所述的轉(zhuǎn)子3的軸向表面與同步旋轉(zhuǎn)的氣缸蓋4端面之間的間隙以及轉(zhuǎn)子3和氣 缸2的徑向間隙小于3毫米。所述的轉(zhuǎn)子3上的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口 18、氣缸2上的旋轉(zhuǎn)排氣口 17和排氣閥16為一個(gè)、 多個(gè)沿軸向一排布置或多個(gè)沿軸向和周向若干排布置。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械為雙向?qū)ΨQ平衡式，一對(duì)轉(zhuǎn)子分別由 兩個(gè)軸承支撐，并且繞自己的旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。兩端的一對(duì)氣缸分別與轉(zhuǎn)子有一偏心，并且分 別由兩個(gè)主軸承支撐。滑板一端是鉸接在氣缸內(nèi)側(cè)，另一端是插入轉(zhuǎn)子的滑槽內(nèi)。驅(qū)動(dòng)軸 帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)子又帶動(dòng)滑板驅(qū)動(dòng)氣缸與轉(zhuǎn)子作同步的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣缸也是繞自 己的旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)械中滑板不僅起到驅(qū)動(dòng)氣缸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且將轉(zhuǎn)子與缸體偏心 所形成的工作腔分為進(jìn)氣腔(進(jìn)氣基元容積)和壓縮腔(排氣基元容積)，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 動(dòng)，壓縮腔和進(jìn)氣腔反復(fù)交替地進(jìn)行變換，完成一個(gè)工作循環(huán)的吸氣和壓縮及排氣過程。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械分別設(shè)置有徑向的排氣口和軸向的 進(jìn)氣口，氣體或者流體通過其進(jìn)氣口，經(jīng)過轉(zhuǎn)子上的通道在滑板的旋轉(zhuǎn)后方進(jìn)入進(jìn)氣基元 容積完成吸氣過程，被壓縮的氣體或者被輸送的流體即排氣基元容積均由滑板另一側(cè)被設(shè) 置在氣缸上常開的旋轉(zhuǎn)排氣口排出，并通過機(jī)體上的徑向排出口與排氣管道相連，進(jìn)而完 成壓縮、排氣和流體輸送整個(gè)工作循環(huán)。所述的一對(duì)氣缸旋轉(zhuǎn)中心軸線與所述的一對(duì)轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)中心軸線存在一個(gè)偏心，偏心的距離正好構(gòu)成轉(zhuǎn)子的外圓周面與缸體內(nèi)圓周面相內(nèi) 切，以形成工作的基元容積，偏心的大小依靠偏心座控制，所述的滑板一端嵌入到缸體圓柱 體內(nèi)，滑板主體延伸至轉(zhuǎn)子的滑槽內(nèi)，且將轉(zhuǎn)子和氣缸構(gòu)成的月牙形的基元容積分為進(jìn)氣 腔和排氣腔，所述的機(jī)體上通過偏心座設(shè)置一對(duì)氣缸，兩個(gè)偏心座的偏心呈180度對(duì)稱分 布，一對(duì)轉(zhuǎn)子與構(gòu)成基元容積的氣缸的相切點(diǎn)(密封點(diǎn))相差180度，偏心座通過螺栓與所 述的機(jī)體緊固成一個(gè)整體，所述的一對(duì)氣缸上分別設(shè)置有排出口，基元中的工質(zhì)經(jīng)過該徑 向排出口，最后再由機(jī)體上的排出口與排氣管道相連，氣缸分別由安裝在機(jī)體和偏心座上 的氣缸端蓋用螺釘緊固為一體，其中一對(duì)氣缸端蓋的外側(cè)分別支撐在機(jī)體的主軸承上，另 一端支撐在偏心座主軸承上，所述的主軸飛輪可以設(shè)置在一對(duì)氣缸的中間，兩側(cè)的氣缸呈 對(duì)稱布局，也可以設(shè)置在一對(duì)氣缸的一側(cè)，所述的滑板既起到驅(qū)動(dòng)氣缸進(jìn)而達(dá)到使得氣缸 與轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，同時(shí)又將所述的氣缸內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子的外表面所形成的基元容積分為進(jìn)氣腔和排氣腔。所述的主軸通過安裝于兩側(cè)偏心座上的支撐軸承支撐或者通過偏心座上的支撐軸承和安裝于機(jī)體上的主軸側(cè)支撐并懸臂于其中一個(gè)氣缸中，主軸的中心部分長(zhǎng) 度鉆孔，或者中心全部鉆孔以構(gòu)成進(jìn)氣通道，所述一對(duì)轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子內(nèi)孔，借助于鍵與鍵槽 配合與主軸連接，轉(zhuǎn)子上開有徑向的進(jìn)氣通道，同時(shí)開有用以滑板運(yùn)動(dòng)的滑槽，借助于偏心 座使其與氣缸相切。轉(zhuǎn)子徑向進(jìn)氣通道始終與主軸中心進(jìn)氣通道相連，氣體或者被輸送的流體沿著該 通道進(jìn)入轉(zhuǎn)子和氣缸構(gòu)成的基元容積，氣體經(jīng)過壓縮后，再通過設(shè)置在氣缸的徑向排出口 與機(jī)體上的排出口排出，構(gòu)成了排氣通道，該機(jī)工作時(shí)壓縮腔在任一瞬時(shí)都與排出口相通， 而進(jìn)氣腔在任一瞬時(shí)通過設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的徑向吸入通道都與進(jìn)氣口相通。當(dāng)主軸的轉(zhuǎn)角為β = 0時(shí)，A氣缸進(jìn)氣完成和排氣結(jié)束，而B氣缸中的進(jìn)氣腔正 好與壓縮腔相等；當(dāng)主軸的轉(zhuǎn)角為β >0時(shí)，A氣缸壓縮過程開始，同時(shí)設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的旋 轉(zhuǎn)的吸氣口就連續(xù)的吸氣，而B氣缸中壓縮腔容積繼續(xù)減少，直到排氣腔內(nèi)的壓力大于系 統(tǒng)的排出壓力而排出；當(dāng)主軸的轉(zhuǎn)角為β = 180度時(shí)，A氣缸工作腔中的吸氣腔和排氣腔 工作容積相等，而B氣缸則排氣過程結(jié)束同時(shí)也完成了進(jìn)氣過程；當(dāng)主軸的轉(zhuǎn)角為0 < β < 360度時(shí)，工作腔為連續(xù)的壓縮過程，且當(dāng)β = Ψ時(shí)，排氣開始，將Ψ定義為排氣角，這 時(shí)排氣腔中的壓力大于外設(shè)的工作壓力，排氣閥將自動(dòng)打開，此時(shí)排氣開始，被壓縮的氣體 或者輸送的流體從氣缸上的徑向排出口然后與機(jī)體上的排氣通道連通排出，A氣缸與B氣 缸工作完全相同，但相位相差180度。當(dāng)主軸的轉(zhuǎn)角為β = 360度時(shí)，即主軸旋轉(zhuǎn)一周后， 本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械完成了一個(gè)工作循環(huán)，而吸氣腔這時(shí)又被氣體 所充滿。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械對(duì)于一個(gè)氣缸的工作容積來說，氣體 吸入、壓縮和排氣是在轉(zhuǎn)子的兩周內(nèi)完成，但由于吸氣與壓縮過程是在滑板兩側(cè)的工作腔 同時(shí)交替進(jìn)行，因此對(duì)于一個(gè)氣缸來說仍然是每轉(zhuǎn)一周就完成一個(gè)工作循環(huán)，即轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn) 一周就完成一次吸氣和排氣過程。這樣不僅機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，而且氣體在吸氣和排氣口持續(xù) 的時(shí)間長(zhǎng)、流速低，流動(dòng)損失大大降低，其流動(dòng)損失約為往復(fù)式壓縮機(jī)的一半。此結(jié)構(gòu)的壓 縮機(jī)依靠旋轉(zhuǎn)的吸氣口直接吸氣，無須加設(shè)吸氣閥，沒有進(jìn)氣加熱現(xiàn)象，所以容積效率高。 另外，本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的零部件少且無易損件，體積較往復(fù)壓 縮機(jī)減小50-60%，重量約減輕60%左右，指示效率比活塞式壓縮機(jī)提高30-40%。本實(shí)用新型的稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械由于兩個(gè)氣缸是對(duì)稱設(shè)計(jì)，其效率較單 一氣缸設(shè)計(jì)提高一半，更為重要的是，作用在主軸和主軸承的軸向力相互抵消，大大提高了 軸承的使用壽命，同時(shí)由于對(duì)稱設(shè)計(jì)的兩個(gè)氣缸交替排氣(或者輸送流體)，使得排氣更加 平穩(wěn)、脈動(dòng)極小，流動(dòng)損失小，省功節(jié)能。在同等排量的條件下其體積更小。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的兩個(gè)氣缸互為獨(dú)立，不僅通用性 好，易于維修，可以做成進(jìn)排氣壓力相等的壓縮機(jī)械，而且也可以做成高、低壓兩級(jí)氣體壓 縮的高壓壓縮機(jī)械，完全克服了回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械壓力低的技術(shù)難題，這樣則大大提高了壓力 使用范圍；如果用來輸送流體，兩級(jí)高壓流體泵則有更大的揚(yáng)程。而且易于做成兩級(jí)高壓氣 體壓縮機(jī)械，從而大大提高了回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓力的使用范圍；如果用來輸送流體，兩級(jí)高壓流 體泵則有更大的揚(yáng)程。[0021]本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的轉(zhuǎn)子與缸體由兩個(gè)圓柱組成，二者 之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度極小，摩擦磨損大大降低，另外由于圓柱面的加工工藝簡(jiǎn)單，所以工作 介質(zhì)的泄漏也相當(dāng)容易解決。由于滑板質(zhì)量很小，其運(yùn)動(dòng)的距離很短，因此僅有的滑板上的 往復(fù)慣性力也很小，完全可以忽略不計(jì)，另外由于所有的旋轉(zhuǎn)體均分別繞各自的旋轉(zhuǎn)中心 在轉(zhuǎn)動(dòng)，因此各自沒有不平衡力，故機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)十分平穩(wěn)，振動(dòng)小和噪聲低。另外主要零部件 的表面幾何形狀為圓柱，因此加工精度很容易保證，便于利用高效率的加工機(jī)床和組織流 水線進(jìn)行生產(chǎn)，也易于裝配和檢修，尤其不存在偏心運(yùn)動(dòng)的曲軸，從而可大大提高產(chǎn)量，降低成本。本實(shí)用新型的同步旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)械是采用軸向進(jìn)氣(流體)而徑向排出，其工質(zhì) 的流動(dòng)方向與轉(zhuǎn)子對(duì)工質(zhì)的離心力相同，工質(zhì)排出更加流暢，阻力小，效率高。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械由于設(shè)置了同步旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)排氣口， 基元容積中的工質(zhì)任何瞬時(shí)均可以排出，避免了其他回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的過壓縮和壓縮不足造 成的功率損耗，也解決了其他各類壓縮機(jī)液擊的技術(shù)難題。該發(fā)明可以作為一機(jī)多用，既可 以作為空氣壓縮機(jī)、制冷空調(diào)壓縮機(jī)，也可以用作各種流體的輸送，特別是用以工作條件更 為惡劣的原油混輸領(lǐng)域。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械也可以使用徑向進(jìn)氣(流體)，軸向 排出，這樣可以有效地解決軸向密封的問題。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的工作容積既是進(jìn)氣腔，又是排氣 腔，且進(jìn)氣腔和排氣腔又連續(xù)交替地工作，這樣既減少了機(jī)器的零部件，結(jié)構(gòu)緊湊，增加了 可靠性，同時(shí)又減少了氣流脈動(dòng)所造成的能量損失。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械另一個(gè)特點(diǎn)是，氣缸與轉(zhuǎn)子呈對(duì)稱設(shè) 計(jì)，互換性高，維修使用方便，在用氣量小的時(shí)候，一邊氣缸可以空轉(zhuǎn)，極易進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)。

圖1是實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的主軸轉(zhuǎn)角β = 0度時(shí)左面氣缸的橫剖截面示意圖。圖3是圖1所示結(jié)構(gòu)的主軸轉(zhuǎn)角β = 0度時(shí)右面氣缸的橫剖截面示意圖。圖4是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖5是圖4所示結(jié)構(gòu)的主軸轉(zhuǎn)角β = 0度時(shí)左面氣缸的橫剖截面示意圖。圖6是圖4所示結(jié)構(gòu)的主軸轉(zhuǎn)角β = 0度時(shí)右面氣缸的橫剖截面示意圖。圖7是本實(shí)用新型的滑板的結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖8是圖7的左視圖。圖9是實(shí)用新型的滑板的結(jié)構(gòu)示意圖之二。圖10是圖9的左視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一。如圖1、2、3、7、8 所示。[0040]圖1-3中1為滑板、2為氣缸、3為轉(zhuǎn)子、4為氣缸端蓋、5為機(jī)體、6為排氣口、7為機(jī)體軸承、8為偏心座、9為偏心座主軸承、10為主軸、11為飛輪或者電機(jī)、12為固定鍵、13 為支撐軸承、14為軸向進(jìn)氣口、16為排氣閥、17為氣缸旋轉(zhuǎn)排氣口、18為旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口。一種對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，包括主軸10，主軸10的中間安裝有驅(qū)動(dòng)裝置 11，驅(qū)動(dòng)裝置11可為飛輪或者電機(jī)，所述的主軸10上同軸線安裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)子3，每個(gè)轉(zhuǎn)子3 上均沒徑向開設(shè)有旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔18，該旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔18的進(jìn)氣端與主軸1上的軸向進(jìn)氣孔14 相通，且兩個(gè)轉(zhuǎn)子3上的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔18的相位差為180度；每個(gè)轉(zhuǎn)子3均位于對(duì)應(yīng)的氣缸 2中，每個(gè)氣缸2均通過安裝在偏心座8上的端蓋板4與主軸10偏心安裝，且兩個(gè)氣缸2的 中心相對(duì)于主軸10的相位差也為180度，在每個(gè)氣缸2上均設(shè)有徑向旋轉(zhuǎn)排氣口 17，在旋 轉(zhuǎn)排氣口 17上安裝有排氣閥16，在機(jī)體與氣缸2之間形成有分別與旋轉(zhuǎn)排氣口 17及機(jī)體 上的排氣口 6相通的氣腔；在轉(zhuǎn)子3與氣缸2之間連接有驅(qū)動(dòng)氣缸2并將轉(zhuǎn)子3與氣缸2 之間所形成的基元容積分為進(jìn)氣腔和排氣腔的滑板1，滑板1的一端與氣缸2相鉸接，另一 端活動(dòng)插入轉(zhuǎn)子3的徑向插槽中。詳述如下其中偏心座8通過螺栓與機(jī)體5緊固成一個(gè)整體，主軸10通過機(jī)體軸承7和支撐 軸側(cè)13安裝在偏心座8上，主軸4兩端通過鍵與鍵槽配合與轉(zhuǎn)子3的中心軸孔相連接，即 轉(zhuǎn)子3繞主軸4中心軸線作純旋轉(zhuǎn)。氣缸2與機(jī)體5均呈圓柱形狀，氣缸2與左右兩個(gè)氣缸端蓋4由螺栓緊固成一體， 氣缸端蓋4右側(cè)由機(jī)體的主軸承支撐，左氣缸端蓋通過安裝在偏心座8的主軸承9支撐，氣 缸2的中心軸線與機(jī)體5的中心軸線相重合，即氣缸2與機(jī)體5為同心設(shè)置，但氣缸2與轉(zhuǎn) 子3的偏心是通過偏心座8和機(jī)體5來實(shí)現(xiàn)的，此偏心保證了氣缸2的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子3的 外表面在密封點(diǎn)相切，以形成工作的基元容積，主軸10與轉(zhuǎn)子3同心，但與氣缸中心線偏置 一個(gè)距離，主軸10通過固定鍵12與飛輪固定成一體。上述為對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的右側(cè)單元的描述，該發(fā)明的兩側(cè)氣缸呈對(duì) 稱布局，故左側(cè)單元與右側(cè)相同，為簡(jiǎn)潔就不再描述。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的第一實(shí)施方式中，電機(jī)11可以 使用普通電機(jī)，也可以做成雙抽頭軸的電機(jī)。圖7表示了本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械滑板1頭部形狀呈圓柱 狀，圖8為滑板的主體呈板狀，其滑板1頭部嵌入到缸體2圓柱體內(nèi)，滑板1主體延伸至轉(zhuǎn) 子3徑向的滑板槽內(nèi)。滑板1圓柱狀頭部?jī)啥寺陨斐龌?主體之外，滑板1圓柱狀頭部 延伸至缸體2的軸向圓空內(nèi)，從而同時(shí)保證滑板1在轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，既可以沿著轉(zhuǎn)子3的滑 槽移動(dòng)，又可以在氣缸的圓空內(nèi)作左右擺動(dòng)，以適應(yīng)氣缸2與轉(zhuǎn)子3之間的相位差。滑板1 的頭部確保了滑板1在任何等轉(zhuǎn)速下不會(huì)從氣缸2的圓空內(nèi)滑出。滑板1主體的長(zhǎng)度與氣 缸2的軸向長(zhǎng)度相等，確保了軸向的密封間隙。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸10旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子3繞主軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子3通過滑板1帶動(dòng)氣缸2 轉(zhuǎn)動(dòng)，缸體2繞缸體2中心軸線旋轉(zhuǎn)，由于存在一個(gè)偏心，所以盡管轉(zhuǎn)子3在作均速轉(zhuǎn)動(dòng)，但 氣缸2相對(duì)于轉(zhuǎn)子3在旋轉(zhuǎn)一周時(shí)呈現(xiàn)加速和減速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)角為0度 180度時(shí)，氣 缸2轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子作加速轉(zhuǎn)動(dòng)，而在180度 360度時(shí)，氣缸又相對(duì)于轉(zhuǎn)子3作減速轉(zhuǎn)動(dòng)， 它們轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)到時(shí)間完全相同，所以本實(shí)用新型也稱之為對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械。[0049]在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械氣缸2的內(nèi)圓周表面與轉(zhuǎn)子3的外圓周表面始終相切在一個(gè)密封點(diǎn)，滑板1與該相切點(diǎn)將缸體2的內(nèi)圓周表面與轉(zhuǎn)子3的外 圓周表面之間的月牙形的工作容積分為兩個(gè)不同的氣腔，分別稱之為進(jìn)氣腔和排氣腔，其 整個(gè)構(gòu)成了壓縮機(jī)的基元容積。由于轉(zhuǎn)子3和氣缸2的回轉(zhuǎn)是同步的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它們的相切 表面在作極其緩慢的相對(duì)滑動(dòng)，但相對(duì)速度極低，這樣大大降低了兩者之間的摩擦和磨損， 既節(jié)約了能耗又延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械主軸10設(shè)置有中心孔，氣體或者 流體經(jīng)過軸向進(jìn)氣口 14進(jìn)入并通過轉(zhuǎn)子3上的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口 18吸入月牙形的進(jìn)氣容積，進(jìn) 而充滿整個(gè)進(jìn)氣腔，同時(shí)在滑板的旋轉(zhuǎn)方向前部，被壓縮的氣體或者流體將通過氣缸2上 的旋轉(zhuǎn)排氣口 17經(jīng)過排氣閥18排出，然后經(jīng)過機(jī)體5上的排氣孔6與排出管道相連，由于 雙向同時(shí)進(jìn)氣，流速低阻力小，降低了功率損耗。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械運(yùn)行中，氣體或者流體從主軸10 中心孔軸向進(jìn)入，通過轉(zhuǎn)子3的徑向進(jìn)氣通道15進(jìn)入工作腔，被壓縮的氣體或者被輸送的 流體經(jīng)過氣缸2上的旋轉(zhuǎn)排氣口 16和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)排氣口的排氣閥17或者單向閥排出，排 出的氣體或者流體經(jīng)過設(shè)置在機(jī)體5上的排氣孔6與排出管道相連，在整個(gè)工作循環(huán)中，由 于進(jìn)氣通道和旋轉(zhuǎn)排氣口分別隨時(shí)保持著與進(jìn)氣基元容積和排氣基元容積相通，所以既延 長(zhǎng)了進(jìn)氣的時(shí)間，同時(shí)也避免了排氣基元容積的過壓縮和壓縮不足造成的功率損耗，提高 了效率，更為重要的是避免了在氣體在基元容積壓縮時(shí)液擊現(xiàn)象所帶來的不安全因素。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械運(yùn)行中，由于在氣缸2旋轉(zhuǎn)的排氣 口 17設(shè)置了排氣閥16，所以當(dāng)月牙形的排氣基元容積壓力大于排氣管道設(shè)定的壓力即可 排出，故壓縮機(jī)械的工作壓力根據(jù)系統(tǒng)的壓力需要是自動(dòng)調(diào)節(jié)的。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械中，其氣缸2的旋轉(zhuǎn)排氣口 17所設(shè) 置的排氣閥16，可以是舌簧閥、環(huán)狀閥、直流閥或者是其他形式的排氣閥，只要保證余隙容 積小即可，也可以設(shè)置成不同形式的單向閥。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械第一實(shí)施方式對(duì)于一個(gè)氣缸的一個(gè) 工作容積來說，氣體吸入、壓縮和排氣是在轉(zhuǎn)子3的兩周內(nèi)完成，但由于吸氣與壓縮過程是 在滑板4兩側(cè)的基元容積同時(shí)交替進(jìn)行，因此對(duì)整機(jī)來說仍然是每轉(zhuǎn)一周就完成一個(gè)工作 循環(huán)，即轉(zhuǎn)子3每轉(zhuǎn)一周就同時(shí)完成一次吸氣和排氣，但是由于對(duì)稱布局兩個(gè)氣缸，所以每 轉(zhuǎn)中將有兩個(gè)壓縮過程，工作能力較單側(cè)氣缸提高50%。這樣不僅機(jī)器主軸10的作用力更 加均勻，而且運(yùn)轉(zhuǎn)十分地平穩(wěn)，噪聲及振動(dòng)小。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械在本實(shí)施例中，對(duì)稱平衡式的兩個(gè) 氣缸互為獨(dú)立，通用性好，易于維修，不僅可以做成進(jìn)排氣壓力相等的壓縮機(jī)械，而且也可 以做成高、低壓兩級(jí)氣體高壓壓縮機(jī)械，完全克服了回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械壓力低的技術(shù)難題，這樣 則大大提高了壓力使用范圍；如果用來輸送流體，兩級(jí)高壓流體泵則有更大的揚(yáng)程。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械由于依靠旋轉(zhuǎn)的吸氣口直接吸氣， 無須加設(shè)吸氣閥，沒有進(jìn)氣加熱現(xiàn)象，所以容積效率高，功率損失小。氣體在吸氣和排氣口 的流速低，流動(dòng)損失大大降低，其流動(dòng)損失約為往復(fù)式壓縮機(jī)的一半。另外，本實(shí)用新型的 對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械第一實(shí)施方式的零部件少且無易損件，體積較往復(fù)壓縮機(jī)減 小50-60 %，重量約減輕60 %左右，指示效率比活塞式壓縮機(jī)提高30-40 %。[0057]在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械由于為對(duì)稱式，其兩個(gè)氣缸與轉(zhuǎn)子 的切向密封點(diǎn)互成180度，或者根據(jù)需要設(shè)置成不同的相位角，既保證了兩個(gè)氣缸軸向力 相互抵消，降低了支撐主軸10的一對(duì)支撐軸承13的作用力，延長(zhǎng)了其支撐軸承的使用壽 命，又大大提高了連續(xù)排氣的特性，使得氣流脈動(dòng)很小，噪聲低。在本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械由于為對(duì)稱式，其兩個(gè)氣缸與轉(zhuǎn)子 的切向密封點(diǎn)互成180度，或者根據(jù)需要設(shè)置成不同的相位角，使得主軸10的受力十分均 勻，消除了主軸10上的沖擊載荷。在本實(shí)用新型的中，因?yàn)闅飧?與轉(zhuǎn)子3均是繞各自的回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，所以 氣缸2 與轉(zhuǎn)子3本身均不存在不平衡的慣性力，滑板質(zhì)量小，其慣性力可以忽略不計(jì)，所以該機(jī)的 運(yùn)轉(zhuǎn)十分的平穩(wěn)，無振動(dòng)源。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械主要零件轉(zhuǎn)子3與缸體2由兩個(gè)圓柱 體組成，表面幾何形狀規(guī)則，因此加工精度很容易保證，便于利用高效率的加工機(jī)床和組織 流水線進(jìn)行生產(chǎn)，也易于裝配和檢修，尤其不存在偏心曲軸，從而可大大提高產(chǎn)量，降低成 本。本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的另一個(gè)特點(diǎn)是，一個(gè)工作容積既是 進(jìn)氣基元容積，又是排氣基元容積，且進(jìn)氣基元容積和排氣基元容積又連續(xù)交替地工作，這 樣不僅零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊，氣缸的有效利用率高，節(jié)約了制造成本。實(shí)施例二。如圖4、5、6、9、10 所示。本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)裝置是安裝在主軸的一端的。此外滑片1的 結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一也有所不同。具體實(shí)施時(shí)圖7和圖表所示的滑板可以互換。滑板的側(cè)面可 以設(shè)置有圖8所示的沿著滑板運(yùn)動(dòng)方向的導(dǎo)壓槽，也可以設(shè)置成如圖10所示的十字形狀導(dǎo) 壓槽，在有油潤(rùn)滑時(shí)起存儲(chǔ)潤(rùn)滑油的作用，從而減輕滑板1與轉(zhuǎn)子3徑向的滑板槽之間的摩 擦和磨損。圖7的旋轉(zhuǎn)加工稍微復(fù)雜，但擺動(dòng)更加的靈活。在實(shí)施例一、二中，一個(gè)主要的流體泄漏通道是缸體2的內(nèi)圓周表面和轉(zhuǎn)子3的外 圓周表面的徑向間隙，該間隙的大小完全由偏心座8控制，此間隙會(huì)引起軸向泄漏，它直接 影響著對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械的容積效率和加工成本，對(duì)于空氣壓縮機(jī)和空調(diào)制冷 壓縮機(jī)，所述的缸體2與轉(zhuǎn)子3的徑向間隙控制在2毫米之內(nèi)。對(duì)于同步旋轉(zhuǎn)油泵，所述的 缸體2和轉(zhuǎn)子3的徑向間隙控制在3毫米之內(nèi)。另外氣缸蓋4與機(jī)體5斷面的軸向間隙會(huì) 產(chǎn)生徑向泄漏，它也是影響容積效率和加工成本的因素，本實(shí)用新型的對(duì)稱平衡式同步旋 轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械此軸向間隙對(duì)于空氣和制冷空調(diào)壓縮機(jī)控制在2毫米以內(nèi)，對(duì)于同步旋轉(zhuǎn)油泵 控制在3毫米以內(nèi)。以上是兩個(gè)較為常見的具體實(shí)施方法，但本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
并不局限上 述所列舉的例子，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明工作原理和上面給出的具體實(shí)施方 式，可以做出各種等同的修改、等同的替換、部件增減和重新組合，從而構(gòu)成更多新的實(shí)施 方式，如可在同一主軸上安裝三個(gè)、四個(gè)甚至更多的氣缸，也可以僅安裝一個(gè)氣缸而用平衡 塊來代替另一氣缸以達(dá)到平衡，減少振動(dòng)，降低噪聲。雖然本實(shí)用新型給出了在其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)氣缸2設(shè)置的滑板1呈180度對(duì)稱分布， 但在偏心座8加工時(shí)，只要設(shè)置不同的角度，兩個(gè)氣缸2上的滑板1根據(jù)需要可以設(shè)置成不同的相位角。雖然本實(shí)用新型給出了軸向進(jìn)氣和徑向排出，但也可以設(shè)置成徑向進(jìn)氣和軸向排 出，即將圖中所示的進(jìn)氣口和排氣口及旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口和旋轉(zhuǎn)排氣口互換即可，旋轉(zhuǎn)排氣閥設(shè) 置于轉(zhuǎn)子3上。雖然本實(shí)用新型給出了轉(zhuǎn)子3上設(shè)置一個(gè)滑板1，但根據(jù)需要可以設(shè)置多個(gè)滑板， 主要保證旋轉(zhuǎn)過程中各個(gè)滑板不干涉即可。雖然本實(shí)用新型在第一和第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)子3上給出了旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口 18，在氣缸2 上給出了旋轉(zhuǎn)排氣口 17和排氣閥16，應(yīng)該理解該旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口 18，旋轉(zhuǎn)排氣口 17可以設(shè)置 成一個(gè)、或多個(gè)沿軸向一排、或多個(gè)沿軸向和周向若干排。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可以廣泛用于空氣壓縮機(jī)、制冷空調(diào)壓縮機(jī)及流體還可以用作 油田油氣混輸設(shè)備。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求一種對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，包括主軸(10)，其特征是所述的主軸(10)上同軸線安裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)子(3)，每個(gè)轉(zhuǎn)子(3)上均沒徑向開設(shè)有旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔(18)，該旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔(18)的進(jìn)氣端與主軸(1)上的軸向進(jìn)氣孔(14)相通，且兩個(gè)轉(zhuǎn)子(3)上的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔(18)的相位差為180度；每個(gè)轉(zhuǎn)子(3)均位于對(duì)應(yīng)的氣缸(2)中，每個(gè)氣缸(2)均通過安裝在偏心座(8)上的端蓋板(4)與主軸(10)偏心安裝，且兩個(gè)氣缸(2)的中心相對(duì)于主軸(10)的相位差也為180度，在每個(gè)氣缸(2)上均設(shè)有徑向旋轉(zhuǎn)排氣口(17)，在旋轉(zhuǎn)排氣口(17)上安裝有排氣閥(16)，在機(jī)體與氣缸(2)之間形成有分別與旋轉(zhuǎn)排氣口(17)及機(jī)體上的排氣口(6)相通的氣腔；在轉(zhuǎn)子(3)與氣缸(2)之間連接有驅(qū)動(dòng)氣缸(2)并將轉(zhuǎn)子(3)與氣缸(2)之間所形成的基元容積分為進(jìn)氣腔和排氣腔的滑板(1)，滑板(1)的一端與氣缸(2)相鉸接，另一端活動(dòng)插入轉(zhuǎn)子(3)的徑向插槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，其特征是所述的主軸(10)上 安裝有驅(qū)動(dòng)裝置(11)，該驅(qū)動(dòng)裝置(11)位于主軸(10)的中間即兩個(gè)機(jī)體之間或位于主軸 的一端即任一機(jī)體的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，其特征是所述的兩個(gè)氣缸 (2)的進(jìn)、排氣壓力相同或一高、一低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，其特征是所述的排氣閥(16) 為舌簧閥、環(huán)狀閥、直流閥或單向閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，其特征是所述的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口 (18)和旋轉(zhuǎn)排氣口 (17)可以互換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，其特征是所述的轉(zhuǎn)子(3)的 軸向表面與同步旋轉(zhuǎn)的氣缸蓋⑷端面之間的間隙以及轉(zhuǎn)子⑶和氣缸⑵的徑向間隙小 于3毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，其特征是所述的轉(zhuǎn)子(3)上 的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣口(18)、氣缸(2)上的旋轉(zhuǎn)排氣口(17)和排氣閥(16)為一個(gè)、多個(gè)沿軸向一排 布置或多個(gè)沿軸向和周向若干排布置。
專利摘要一種對(duì)稱平衡式同步旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械，包括主軸(10)，其特征是所述的主軸(10)上同軸線安裝有兩個(gè)轉(zhuǎn)子(3)，每個(gè)轉(zhuǎn)子(3)上均沒徑向開設(shè)有旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔(18)，該旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔(18)的進(jìn)氣端與主軸(1)上的軸向進(jìn)氣孔(14)相通，且兩個(gè)轉(zhuǎn)子(3)上的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣孔(18)的相位差為180度；每個(gè)轉(zhuǎn)子(3)均位于對(duì)應(yīng)的氣缸(2)中，每個(gè)氣缸(2)均通過安裝在偏心座(8)上的端蓋板(4)與主軸(10)偏心安裝，且兩個(gè)氣缸(2)的中心相對(duì)于主軸(10)的相位差也為180度，在每個(gè)氣缸(2)上均設(shè)有徑向旋轉(zhuǎn)排氣口(17)，在旋轉(zhuǎn)排氣口(17)上安裝有排氣閥(16)，在機(jī)體上設(shè)有排氣口(6)；在轉(zhuǎn)子(3)與氣缸(2)之間連接有滑板(1)。它具有振動(dòng)小，噪聲小，可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04C29/12GK201568303SQ20092025558
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者侯敏 申請(qǐng)人:侯敏