专利名称：曲面滑片式旋转压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋转滑片式流体机械，更具体地说，涉及一种适用于压縮机、 泵、马达的曲面滑片式旋转压缩机械。
背景技术：
旋转滑片式压缩机(包括其它滑片式流体机械)具有结构简单、运转平 稳、效率较高等优点，被各行业广泛应用。但是，旋转滑片式压缩机也存在一 些缺点，限制了它的发展，比如低速性能不好，机械磨损较大，使泄漏增加， 寿命降低。形成以上缺陷的重要因素在于
1. 滑片式压缩机气缸体、转子和滑片的径向和轴向工作端面一般都是直 角转角的连接，给密封部位的平顺性造成困难，引起倒角处的磨损严 重，泻漏量加大。而使用最广泛的活塞连杆机构，因圆形活塞具有良 好的密封平顺性和整体性，使磨损和泻漏降到最低，性能大大提高，至 今仍为最成功的动力机械。普通滑片式的流体机械、汪克尔(三角转 子)内燃机等均因工作腔部件的转角结构存在的缺陷，在一定程度上 影响了性能和发展。
2. 由于转子偏心地安装在气缸内，转子与缸体内表面在几何上相切，而 滑片通常可滑动的安装在转子上，并在随着转子旋转的同时，带动滑 片来回滑动，滑片的旋转圆心与气缸圆心始终不一致，造成缸体内壁 与滑片、转子之间形成线接触密封，其密封性能和低速效果必然逊色 于工作腔均为面接触密封的往复式压缩机；而且线接触产生的压强也 较大，产生的磨损较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的气缸体、转子和滑片的径 向和轴向工作端面一般都是直角转角的连接，给密封部位的平顺性造成困难，
引起倒角处的磨损严重，泻漏量加大的缺陷，提供一种气缸体、转子和滑片的 径向和轴向工作端面平滑过渡的曲面滑片式旋转压缩机，其密封效果接近往复 活塞结构。
本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是构造一种曲面滑片式旋转压 缩机，包括设有进气口和排气口的圆形气缸体、分别封盖所述气缸体的两侧端 面的第一端盖和第二端盖、以及圆形转子和至少一个穿出所述转子与所述气缸
体径向内端面滑动密封的滑片；
所述气缸体的径向内端面为环状曲线面，并且分别与所述第一端盖和第二
端盖的轴向内壁面平滑连接；
所述转子的径向外端面为与所述气缸体的径向内端面密封配合的环状曲
线面，并分别与所述转子的两侧轴向端面平滑连接；
所述滑片的径向外端面为与所述气缸体的径向内端面密封配合的曲线面，
并分别与所述滑片的两侧轴向端面平滑连接；
所述转子的两侧轴向端面分别与所述第一端盖和第二端盖的内壁面相密 封配合；所述滑片两侧的轴向端面分别与所述第一端盖和第二端盖的轴向内壁 面相密封配合。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述气缸体和转子的环状曲线面、 以及滑片的曲线面均为圆环外环面形状的曲线面；
所述气缸体的曲线面与第一端盖和第二端盖的轴向内壁面相切连接；
所述转子的曲线面与其两侧轴向端面相切连接；
所述滑片的曲线面与其两侧轴向端面相切连接。
在本发明的曲面滑片式旋转压縮机中，所述转子偏心设置在所述气缸体 内，并且所述转子的一侧圆心处刚性连接有驱动轴，另一侧形成容纳所述滑片 的空腔，并且在所述转子的径向面上开设有供所述滑片穿出的滑片槽；
所述驱动轴穿出所述第一端盖引入动力，所述第二端盖的圆心处设有伸入 所述空腔内的固定短轴，所述驱动轴的轴线与所述短轴的轴线平行排列；
所述滑片可摆动安装在所述空腔内，该滑片的一端可转动安装在所述短轴 上，另一端穿出所述滑片槽，并且所述滑片的径向外端面与所述气缸体的径向 内端面保持等距滑动密封配合，所述滑片与所述滑片槽之间通过可转动的滑块 连接。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述滑片槽的相对面为圆柱面；所 述滑块为安装在所述圆柱面上的弓形滑块。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述转子的径向端面开设有"v" 形开口，所述滑片槽设置在所述"V"形开口的近轴底部；所述滑片在"V"形 开口内摆动。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述滑片在"V"形开口和所述"U"
形缺口内摆动；所述第二端盖上设有连接所述短轴的短轴座；所述滑片靠近所 述短轴的一端设有为所述转子和短轴座让位的让位缺口，形成"凸"形滑片， 所述转子的一侧面开设有与所述"v"形开口连通的"u"形缺口。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述滑片为矩形滑片；所述第一端 盖内侧形成与所述转子相适配的圆盘形凹面，使得所述转子部分嵌入所述凹面 内转动。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述转子靠所述驱动轴的 一侧形成 圆环形小空腔，使所述转子的径向外缘部分与所述第一端盖接触密封。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述第二端盖的内侧面设有与所述 转子侧面配合的凹形圆环，将部分所述转子侧面嵌入到所述凹形圆环内滑动密封。
在本发明的曲面滑片式旋转压缩机中，所述气缸的径向内端面与所述转子 相接触的一段的曲率与所述转子的曲率基本相等。
实施本发明的曲面滑片式旋转压缩机，具有以下有益效果通过将气缸体 的径向内端面、转子的径向外端面做成环状曲线面以及滑片的径向外端面做成 相互密封配合的曲线面，并平滑地与各轴向端面平滑连接，取消了连接棱角， 使密封件(滑片、转子和缸体)的工作面整体平顺过度，密封效果将接近往复 活塞结构，具有低速性能好、机械磨损小、泄漏小、使用寿命长等优点。
另外，通过将滑片可转动安装在短轴上，并且短轴的轴心与气缸体的轴心 同心，在转子转动时，滑片随之转动，但是滑片始终绕气缸体的轴心转动，从 而工作中转子和滑片不产生往复惯性，运转平稳；并且由于滑片始终与气缸体 同心，使得滑片与气缸体始终保持全部面接触密封，从而可以较大程度减少磨 损和泄漏，彻底改善旋转滑片式压缩机的性能。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中
图1是压缩机一组滑片结构示意图。
图2是压缩机一组滑片的结构原理剖视图。
图3是压縮机一组滑片的工作原理图。
图4a、 b分别是压缩机主视和左视方向的弧线创成图。
图5是压缩机一组滑片的直观图。
图6是压缩机一种近轴端整体滑片及转子嵌入端盖结构的示意图。
具体实施例方式
见图1、 2、 5，本发明的压缩机包括气缸体3、第一端盖4和第二端盖5 构成压缩机外壳，在本实施例中，第一端盖为前端盖4，第二端盖为后端盖5。 气缸体3呈圆环状，其径向内端面为向内的环状曲线面，该曲线面在其近轴部 位与圆盘形的前端盖4和后端盖5的轴向内壁面相切连接围成压缩机内腔，切 点为28(见图4b)。在本实施例中，该曲线面为圆环外环面形状的曲线面，可 以理解的，曲线面还可以为其它形状的曲线面，例如椭球面、回转抛物面等。 气缸体3上有进气口 9和排气口 10,圆盘形后端盖5内侧的中心设有圆柱形 短轴座17及短轴2，转子8通过刚性连接的驱动轴1偏心地安装在圆盘形前 端盖4上，转子中心1与气缸体中心2的偏心距为e (见图4a)，使转子8与 气缸体3的内表面近似相切，构成工作腔ll。
转子8形似一边开口的"0"形体，将转子8的径向外端面制作成与气缸 体3径向内端面弧度和形状相似、密封相适配的圆环外环面形状的曲线面22，
曲线面22近轴部位与转子体15相切连接(即曲线面22与转子的两侧轴向端 面相切连接)，切点为29(见图4b);转子8上其中一边的转子体15的中心刚 性连接驱动轴l，转子8另一边侧面是圆形空腔16，空腔16的作用是让位于 滑片6、短轴座17和短轴2在其中活动。
转子8上安装1组或多组滑片6,转子曲线面22上相应开一个或多个"V" 形开口 24，作用是让位滑片6在其中摆动，每个"V"形开口 24的近轴端的 转子体上连接滑片槽12,滑片槽12的相对面为圆柱面，圆柱面的轴线为13; 在滑片槽12近轴端的其中一边的转子体15上连接一 "U"形缺口 14,作用使 滑片6的近轴部分在其中摆动和相对于转子8伸缩。"V"形开口 24的相对面 开有多个排泄槽25,以便滑片摆动时排除流体。另外，将靠驱动轴1 一边的 转子体15中部制作成圆环形小空腔21,仅使转子径向外缘部分与气缸端盖接 触密封，可以减少转子与端盖间摩擦阻力。
滑片6径向外端面同转子8 —样，具有与气缸体径向内端面弧度和形状相 似、轴心一致、密封相适配的圆环外环面形状的曲线面，并与滑片两侧的轴向 端面相切连接，切点为30(见图4b)，使滑片密封部位平滑过渡，减少了磨损， 提高密封性能；滑片6近轴端的滑片体呈倒凸形，滑片的近轴端较窄，目的是 为了给转子8其中一边的转子体15及后端盖5的短轴座17让位。
滑片6的两边与滑片槽12的相对圆柱面之间分别设置弓形滑块7,弓形 滑块7的曲线面与滑片槽12的圆柱面同轴线13。因此，滑片6不仅可以相对 于转子8径向伸缩还能够以13为轴线摆动。滑片6上较窄的近轴端设有轴承 孔18,后端盖5上的短轴2插入其中，使滑片6始终绕短轴2转动。
图3说明压缩机的一组滑片工作原理。转子8通过驱动轴l驱动旋转，并 带动滑片6和弓形滑块7 —起转动，滑片6径向端面贴紧气缸体3滑动，将工 作腔11分隔成前后工作室，转子旋转使滑片前后工作室容积发生变化，实现 吸气和压缩功能。图3中a、 b、 c、 d、 e、 f分别是滑片旋转O。、 90°、 180° 、 240°、 305°、 360°的工作情况。
由于短轴2插入滑片6近轴端的轴承孔18中，以及滑片6具有在滑片槽 12内绕轴线13摆动和相对于转子8伸缩的功能，致使滑片6的近轴端偏离转
子8的圆心，在转子空腔16和"U"形缺口 14中以13为轴心发生摆动，造成 滑片6始终围绕短轴2(也是缸体3的轴心)转动，而转子8仍然绕驱动轴1 的轴线转动。此结构压缩机的转子和滑片各自绕其圆心转动，互不干涉，均不 产生往复惯性，振动很小；滑片6径向长度为一定长，它的径向外端面可与气 缸体3内壁保持微小等距滑动密封，使滑片和缸体磨损很小，提髙密封效果， 工作平稳。
所以，虽然转子8是绕驱动轴l旋转，而它上面的滑片6却是绕气缸体的 圆心(短轴)2转动，由于滑片6径向外表面具有与气缸体3内壁圆心一致的 曲线面，使滑片和气缸保持面接触密封，大大减少磨损和泻漏，也可以像往复 活塞压缩机那样在滑片上加装密封环，使低转速性能将得到提高。
图4a是本发明的压缩机主视图方向弧线创成图。图中气缸体3上的一段 圆弧段19与转子8同一轴线(驱动轴1的轴线)，它与气缸体圆弧3的主圆弧 的连接点为20，使圆弧段19与转子8保持微小等距密封，形成了面接触的密 封结构，增强了工作腔隔离和密封效果；同样，图中滑片径向曲线面23与气 缸体同一轴线(短轴2的轴线)，并与缸体内壁形成面接触密封结构；图4b 是左视图方向弧线创成图，图中气缸体3径向内端曲线面与滑片6径向外端曲 线面共同圆心31。
图6是一种近轴端是整体滑片及转子嵌入端盖结构的压缩机。将前端盖4 内侧制成一个与转子8侧面大小相适配的圆盘形凹面26,使转子8的转子体 15嵌入其中转动。此结构可以取消后端盖5内侧的短轴座17和转子体15上 的U形缺口 14，使滑片27近轴端宽度增加，加大了滑片强度，并方便多个滑 片铰接安装在短轴2上(例如将多个滑片的轴承孔交错分段设置，从而将 多个滑片安装在同一短轴2上)；同样，将后端盖5内侧面开凿一圈与转子 侧面相配合的凹形圆环32，将转子侧面凸出部分嵌入其中滑动密封(或滚动 轴承)，此结构可加强转子强度和转动稳定。
另外，还可以在气缸体弧段19、滑片径、轴向端面和转子轴向端面上加 装密封环(条)，增强密封效果。
权利要求
1、一种曲面滑片式旋转压缩机，包括设有进气口和排气口的圆形气缸体、分别封盖所述气缸体的两侧端面的第一端盖和第二端盖、以及圆形转子和至少一个穿出所述转子与所述气缸体径向内端面滑动密封的滑片；其特征在于所述气缸体的径向内端面为环状曲线面，并且分别与所述第一端盖和第二端盖的轴向内壁面平滑连接；所述转子的径向外端面为与所述气缸体的径向内端面密封配合的环状曲线面，并分别与所述转子的两侧轴向端面平滑连接；所述滑片的径向外端面为与所述气缸体的径向内端面密封配合的曲线面，并分别与所述滑片的两侧轴向端面平滑连接；所述转子的两侧轴向端面分别与所述第一端盖和第二端盖的内壁面相密封配合；所述滑片两侧的轴向端面分别与所述第一端盖和第二端盖的轴向内壁面相密封配合。
2、 根据权利要求l所述的曲面滑片式旋转压缩机，其特征在于，所述气 缸体和转子的环状曲线面、以及滑片的曲线面均为圆环外环面形状的曲线面；所述气缸体的曲线面与第一端盖和第二端盖的轴向内壁面相切连接；所述转子的曲线面与其两侧轴向端面相切连接；所述滑片的曲线面与其两侧轴向端面相切连接。
3、 根据权利要求2所述的曲面滑片式旋转压缩机，其特征在于，所述转子偏心设置在所述气缸体内，并且所述转子的一侧圆心处刚性连接有驱动轴，另一侧形成容纳所述滑片的空腔，并且在所述转子的径向面上开设有供所述滑片穿出的滑片槽；所述驱动轴穿出所述第一端盖引入动力，所述第二端盖的圆心处设有伸入 所述空腔内的固定短轴，所述驱动轴的轴线与所述短轴的轴线平行排列；所述滑片可摆动安装在所述空腔内，该滑片的一端可转动安装在所述短轴 上，另一端穿出所述滑片槽，并且所述滑片的径向外端面与所述气缸体的径向 内端面保持等距滑动密封配合，所述滑片与所述滑片槽之间通过可转动的滑块连接。
4、 根据权利要求3所述的曲面滑片式旋转压縮机，其特征在于，所述滑 片槽的相对面为圆柱面；所述滑块为安装在所述圆柱面上的弓形滑块。
5、 根据权利要求4所述的曲面滑片式旋转压缩机，其特征在于，所述转 子的径向端面开设有"V"形开口，所述滑片槽设置在所述"V"形开口的近轴底部；所述滑片在"v"形开口内摆动。
6、 根据权利要求5所述的曲面滑片式旋转压缩机，其特征在于，所述滑 片在"V"形开口和所述"U"形缺口内摆动；所述第二端盖上设有连接所述短 轴的短轴座；所述滑片靠近所述短轴的一端设有为所述转子和短轴座让位的让 位缺口，形成"凸"形滑片，所述转子的一侧面开设有与所述"V"形开口连 通的"U"形缺口。
7、 根据权利要求5所述的曲面滑片式旋转压縮机，其特征在于，所述滑 片为矩形滑片；所述第一端盖内侧形成与所述转子相适配的圆盘形凹面，使得所述转子部分嵌入所述凹面内转动。
8、 根据权利要求4-7中任一项所述的曲面滑片式旋转压缩机，其特征在于，所述转子靠所述驱动轴的一侧形成圆环形小空腔，使所述转子的径向外缘 部分与所述第一端盖接触密封。
9、 根据权利要求4-7中任一项所述的曲面滑片式旋转压缩机，其特征在于，所述第二端盖的内侧面设有与所述转子侧面配合的凹形圆环，将部分所述 转子侧面嵌入到所述凹形圆环内滑动密封。
10、 根据权利要求1-7中任一项所述的曲面滑片式旋转压缩机，其特征在 于，所述气缸的径向内端面与所述转子相接触的一段的曲率与所述转子的曲率 基本相等。
全文摘要
本发明涉及一种曲面滑片式旋转压缩机，包括圆形气缸体、第一、第二端盖、以及圆形转子和至少一个滑片。气缸体的径向内端面为环状曲线面，并且分别与第一、第二端盖的轴向内壁面平滑连接；转子的径向外端面为与气缸体的径向内端面密封配合的曲线面，并分别与转子的两侧轴向端面平滑连接；滑片的径向外端面为与气缸体的径向内端面密封配合的曲线面，并分别与滑片的两侧轴向端面平滑连接；转子的两侧轴向端面分别与第一、第二端盖的内壁面相密封配合；滑片两侧的轴向端面分别与第一端盖和第二端盖的轴向内壁面相密封配合。取消了连接棱角，使密封件(滑片、转子和缸体)的工作面整体平顺过度，具有低速性能好、机械磨损小、泄漏小、使用寿命长等优点。
文档编号F04C18/344GK101187370SQ200710124900
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者李东林 申请人:李东林