一种旋转压缩机的制作方法

专利名称：一种旋转压缩机的制作方法
技术领域：
本发明提出的旋转压縮机可用于制冷、低温、内燃发动机等工业领域，具有广阔的
应用前景。
背景技术：
现有小型压縮机结构如旋转压縮机、斜扳活塞式压縮机、涡旋式压縮机、螺杆压縮机等，结构也比较简单，但压縮比要么不能很高，如涡旋式压縮机，要么密封件容易磨损，如旋转式压縮机，要么加工困难，如螺杆压縮机。而往复活塞压縮机的压縮比虽然可以达到很高的值，但结构复杂、机构笨重，运转不平稳。本发明提出的旋转压縮机的工作曲面均为圆柱面，制造简单，同时压縮室内各个相对运动面狭长，气隙效应显著，可利用气隙效应密封压縮室内高压气体空间与低压气体空间之间的间隙，各工作轴与外部空间的轴向间隙则用安装在密封槽内的密封环或0形密封圈密封，这些密封措施简单有效，使它的压縮比传统简单结构的压縮机有显著提高，由于压縮室内密封件与零件之间不直接接触，工作可靠，使压縮机工作寿命大为提高。

发明内容
本压縮机视图见图1、图2、图3，它由压縮腔外壳1、旋转活塞2、压縮腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴6、密封凸轮9、密封凸轮轴10、密封凸轮外壳11、传动比为1的齿轮17及齿轮30、传动比为2的齿轮20及齿轮24等组成。压縮腔外壳1和密封凸轮外壳11的内壁面为两个交叉的圆柱面，压縮腔内壳轴3的外壁柱面由大张角圆弧柱面及小张角凹圆弧柱面组成，与压縮腔外壳1的内圆柱壁面组成一圆环空腔，旋转活塞2在该空腔内周期性转动。密封凸轮9的外壁柱面由大张角圆弧柱面和一小张角凹曲线柱面组成，由密封凸轮轴10驱动转动，密封凸轮9的中心线与圆环空腔中心线相距一段适宜距离，以保证密封凸轮9的凹柱面在旋转活塞2越过接合处时不与旋转活塞2发生碰撞干涉。密封凸轮9在旋转过程中，其外凸圆弧柱壁面与压縮腔内壳轴3的凹圆弧柱壁以微小间隙配合，将圆环空腔分割成两个区域。旋转活塞2在圆环空腔内旋转时，在其运动方向后面的气体容积随旋转活塞2的前进而不断增大，可实现进气功能，在旋转活塞2运动方向前面的气体容积则随旋转活塞2的前进而不断减小，能实现压縮功能。当旋转活塞2运动到密封凸轮9与压縮腔内壳轴3配合处时，密封凸轮9的内凹柱壁面也旋转至此，以允许旋转活塞2无障碍地通过密封凸轮9与压縮腔内壳轴3的接合处， 一旦旋转活塞2越过接合处，密封凸轮9的外凸圆弧柱壁面紧跟着旋转而来，将圆环空腔继续隔离成两个区域，以实现进气和压縮功能。旋转轴5和进排气轴6依次布置于压縮腔内壳轴3内部，压縮腔内壳轴3和进排气轴6周向开有小张角的进排气口，不考虑过渡圆角时，进排气口的形状为椭圆、或圆形、或正方形、或长方形，旋转轴5周向开有大张角形状对称的进排气口，旋转轴5转动时将压縮腔内壳轴3和进排气轴6上的进排气口周期性地接通和关闭，以允许低压气体由进气室26进入、并通过排气室35排出高压气体。密封凸轮9由密封凸轮轴10驱动转动，旋转活塞2两端与圆环柱体31联结，齿轮30与圆环柱体31联结，齿轮17与密封凸轮轴10联结，它们之间的传动比为l，通过齿轮17和齿轮30的驱动，旋转活塞2与密封凸轮9等速反向转动。齿轮24与旋转轴5联结，齿轮20与密封凸轮轴10联结，它们之间的传动比为2，通过齿轮20和齿轮24的驱动，旋转轴5与旋转活塞2同向并以后者转速的一半转动。在圆环柱体31外壁面，以及压縮室内旋转轴5两端的外壁面、压縮室内进排气轴6两端的外壁面、密封凸轮轴10两端外壁面沿周向开有密封环槽，密封环槽内安装密封环或0形密封圈，用以隔离压縮室内的气体空间与压縮室外的气体空间，防止压縮气体或液体等压縮介质由压縮机内部外泄到压縮机外部。 压縮机工作过程分为进气冲程和压縮冲程两个过程，旋转活塞2在每个冲程都沿圆环腔旋转一周，工作过程说明如下
(1)进气冲程 在进气冲程，旋转活塞2运动方向后面的空间由压縮腔外壳1、旋转活塞2、压縮腔内壳轴3、密封凸轮9、密封凸轮外壳11、端盖16等内壁面或外壁面封闭而成，见图2和图4。压縮腔内壳轴3周向、进排气轴6周向开有互相面对的进排气口，旋转轴5周向也开有大张角的进排气口 ，当旋转轴5的进气口与进排气轴6上的进气口相通时，低压气体从进气室26穿过进排气轴6的进气口 、旋转轴5的进气口 、压縮腔内壳轴3的进气口 ，进入旋转活塞2运动方向后面的圆环空腔，该空腔随着旋转活塞2的运动，体积也不断增加，这样低压气体不断被吸入空腔，此为压縮机的进气冲程。 在进气末了阶段，见图5，旋转轴5的进气口不再直接面对进排气轴6的进气口 ，进气结束，此时旋转活塞2转到压縮腔内壳轴3的内凹柱面处，密封凸轮9的内凹柱面也旋转至该位置，两凹柱面之间的间隙可允许旋转活塞2继续转动越过接合处，此为旋转压縮机的进气和压縮换相时刻，见图6。
(2)压縮冲程 旋转活塞2继续旋转，当它完全脱离接合处时，密封凸轮9的外凸圆柱面也旋转过来，密封凸轮9的外凸圆柱壁面与压縮腔内壳轴3的内凹圆柱壁面以微小间隙配合，在转速足够大时，该间隙有很好的气流节流效应，能有效隔离位于接合处两边但压强不同的气体。在此后的运转过程中，位于旋转活塞2运动方向前方的气体的体积随旋转活塞2的运动不断减小，其压强逐渐增大，此为压縮机的压縮冲程，见图4。 压縮过程中旋转轴5的进气口不直接面对压縮腔内壳轴3的进气口和进排气轴6的进气口 ，其排气口也不直接面对压縮腔内壳轴3的排气口和进排气轴6的排气口 ，见图17。虽然理论上高压气体可以通过压縮腔内壳轴3的进气口、旋转轴5的进气口、进排气轴6的进气口和这些轴之间的间隙外泄到进气室26，或从压縮腔内壳轴3的排气口、旋转轴5的排气口、进排气轴6的排气口和轴之间的间隙外泄到排气室35，但因间隙狭长，在转速足够大时，该狭长间隙节流效应足够强，可有效防止压縮室内的高压气体的外泄。
在压縮冲程末了阶段，旋转轴5的排气口开始接通进排气轴6的排气口与压縮腔内壳轴3的排气口，环形压縮腔内的高压气体随即从压縮腔内壳轴3的排气口经旋转轴5的排气通口、进排气轴6的排气口进入进排气轴6的排气室35。 旋转活塞2继续旋转一段距离，旋转轴5的排气通口又不直接面对进排气轴6的排气口与压縮腔内壳轴3的排气口，排气结束，压縮机进入压縮进气换相阶段。当旋转活塞2越过接合处并旋转一适当角度时，密封凸轮9的外凸圆柱面将环形腔分割成两个区域，这时旋转轴5的进气口开始接通进排气轴6的进气口与压縮腔内壳轴3的进气口，压縮机进入进气冲程。如此周而复始，压縮机就可不断地吸入低压气体，压縮进气并排出高压气体。
压縮机采用垫片密封、密封环成0形密封圈密封、气隙效应密封三种密封措施，各说明如下 (1)垫片密封 垫片密封用于密封端盖16和压縮腔外壳1、密封凸轮外壳11配合处之间的间隙，见图1。 (2)密封环或O形密封圈密封 密封环或0形密封圈用于密封有相对运动工作曲面之间的间隙，这些间隙有密封凸轮轴10与端盖16轴孔的配合处；旋转活塞2的联结圆环柱31与端盖16轴孔的配合处，以及它的内壁面与压縮腔内壳轴3外壁面的配合处；旋转轴5与压縮腔内壳轴3和进排气轴6之间的配合处。压縮机采用以下措施密封这些间隙在密封凸轮轴10与端盖16轴孔配合位置车密封环槽，见图8 ;在旋转活塞2的联结体圆环柱体31外壁面、压縮腔内壳轴3外壁面车密封环槽，见图9和图13 ;在旋转轴5进排气口两边的外壁面、进排气轴6进排气口两边的外壁面车密封环槽，见图16，环槽里面安装0形密封圈或密封环。
(3)气隙效应密封 压縮机的压縮室内还存在几对有相互运动的工作曲面，它们是旋转活塞2的内外壁面与环形腔的内外壁面、密封凸轮9的外凸圆弧壁面与压縮内壳轴3的凹圆弧柱面、密封凸轮9的外凸圆弧壁面与密封凸轮外壳11的内壁面，见图2。这些壁面间的间隙微小及狭长，有很强的节流效应，为得到更强的气隙节流效应，可在旋转活塞2的内外壁面沿圆弧车截面为小长方形的节流槽，见图ll和图12。密封凸轮9外凸圆弧壁面的间隙也为狭长微小间隙，为加强间隙节流效应，也可沿圆弧车截面为小长方形的节流槽，见图20和图21。
旋转轴5的内壁面与排气轴6外壁面也以微小间隙配合，它的外壁面和压縮腔内壳轴3的内壁面间同样也以微小间隙配合，见图16和图17，理论上压縮机内部的高压气体通过这些间隙与压縮机内的低压气体相通，但压縮时旋转轴5的进排气口不直接面对进排气轴6的进排气口与压縮腔内壳轴3的进排气口，高压气体如要从环形腔泄露到进气室26或排气室35，首先必须从压縮腔内壳轴3的进排气口开始，流经一段狭长间隙到达出口突然扩大的达旋转轴5的进排气口，然后再流经一段狭长间隙才能到达进排气轴6的进排气口 ，并进入进气室6或排气室35。如果转速足够大，这两段狭长气隙以及面积突然扩大的旋转轴5的进排气口对气流有很强的阻力，能有效防止高压气体进入进气室26或排气室35。
针对此压縮机上述运行特点，对压縮机的装配和零件结构进行了下述设计
(1)压縮腔外壳1的内壁面为圆柱面，里面依次安装旋转活塞2、压縮腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴6，这些轴的中心线与压縮腔外壳1内圆弧柱面中心线重合，不同零件的内外壁面之间以微小间隙配合，压縮腔外壳1的内壁圆柱面与压縮腔内壳轴3的外圆柱面组成一圆环空腔。密封凸轮外壳11的内壁面为一圆弧柱面，里面依次安装密封凸轮9、密封凸轮轴IO，它们的中心线均重合，同样这些不同零件的内外壁面之间也以微小间隙配合，见图2。 (2)压縮机运转过程中，旋转活塞2、旋转轴5、密封凸轮9、密封凸轮轴10和齿轮17、齿轮20、齿轮24、齿轮30转动，压縮腔外壳1、压縮腔内壳轴3、进排气轴6、密封凸轮外壳11则固定不动，并与端盖16围成压縮机的压縮室，见图1。 (3)压縮腔外壳l的内壁圆柱面的中心线与密封凸轮外壳ll内壁圆柱面的中心线相互平行且相距一段适宜距离；不考虑柱面间的过渡圆角时，两柱面相互交叉，交叉线为两条互相平行的直线，交叉线同时还平行于柱面中心线；两柱面中心线的距离足够大，可以保证密封凸轮9的尺寸，便于旋转活塞2在越过两柱面交叉区域时，不与密封凸轮9的内凹柱面发生碰撞干涉，见图6 ;压縮腔外壳1和密封凸轮外壳11两端端面为平面，且垂直于柱面中心线，厚度相同，并通过螺钉14与密封垫片、端盖16联结，同时两外壳壳体在侧面还通过固定板7固接成一整体，并通过固定板8与机架18联结，见图1 。 (4)在压縮室内，旋转活塞2的内外壁面为圆弧柱面，柱面中心线重合，四周侧面为平面，其中两个端平面平行于内外圆弧柱壁面的中心线，另两个端平面垂直于内外圆弧柱壁面的中心线；内外圆弧柱壁面或为光滑柱面，或沿圆弧等间距开有截面为小长方形的节流槽，节流槽截面中心连线平行于柱面中心线；在压縮室外，旋转活塞2外圆柱面的半径与压縮室内部分的外柱面半径相等，内圆柱面的半径大于压縮室内的内圆柱面的半径，径向有螺纹孔，并嵌入圆环柱体31与圆环柱体32配合后之间的空间；圆环柱体32径向有螺纹通孔，其外柱面有沉孔，沉孔螺钉通过螺纹通孔将圆环柱体32与旋转活塞2联结；圆环柱体31由两段外半径不同内半径相同的圆环柱组成，大圆环柱外壁面周向开有密封环槽，密封环槽与端盖16的轴孔间隙配合；小圆环柱外柱面周向开有与旋转活塞2配合的槽，槽的径向深度与旋转活塞2在压縮室外部分的厚度相同；圆环柱体32外柱面半径与圆环柱体31外柱面半径相等，内柱面与圆环柱体31的小圆环柱的外柱面配合，轴向有螺纹通孔，端面有沉孔，沉孔螺钉通过螺纹孔将圆环柱体31与圆环柱体32联结成一整体，见图9和图10。 (5)在压縮室内，压縮腔内壳轴3为一圆环轴，其外柱面由大张角的外凸圆弧柱面和一小张角的内凹圆弧柱面组成，柱面中心线互相平行，不考虑柱面间的过渡圆角时，外凸柱面与内凹柱面的两条交叉线互相平行且平行于中心线，如果这两交叉直线所在平面为平面l，压縮腔外壳1内壁柱面与密封凸轮外壳11内壁柱面的两条交叉直线所在平面为平面2，则平面1平行于平面2，平面1和平面2均位于压縮腔外壳1内壁柱面的中心线与密封凸轮外壳ll内壁柱面的中心线之间，见图1 ;压縮腔内壳轴3的两端开有进排气口，不考虑过渡圆角时，进排气口的形状为椭圆形、或圆形、或长方形、或正方形；在压縮室外，压縮腔内壳轴3的外壁面为一完整圆弧柱面，周向开有密封环槽，内壁面也为一完整圆弧柱面，其中心线与大张角的外凸圆弧柱面中心线重合，见图13和图14 ;在压縮室外，压縮腔内壳轴3通过联结板29与机架18固接。 (6)旋转轴5为一圆环轴，它的内壁圆弧柱面中心线和外壁圆弧柱面中心线重合；压縮室内两端开有大张角的形状对称的进排气口 ，在进排气口两边的外壁面周向开有密封环槽，见图15、图16及图17。 (7)进排气轴6为一圆环轴，其内外壁面均为圆弧柱面，且两柱面的中心线重合；在压縮室内，进排气轴6的两端开有进排气口 ，不考虑过渡圆角时，进排气口的形状为椭圆形、或圆形、或长方形、或正方形，内壁面围成的空间被中间一圆柱块分割成进气室26和排气室35，该圆柱块与进排气轴6整体铸造；或为一个单独零件，外柱面开有密封环槽，槽内安装0形密封圈，径向开有螺纹孔，与进排气轴6装配时，在进排气轴6外柱面开有沉孔与 螺纹通孔，通过沉孔螺钉与进排气轴6联结成一整体；进排气口两边的外壁面开有周向密 封环槽，见图22和图23。 (8)密封凸轮9的外壁面由一大张角外凸的圆弧柱面和一小张角的内凹远圆弧柱 面组成，两柱面中心线互相平行，不考虑柱面间的过渡圆角时，外凸柱面与内凹柱面的两条 交叉直线也互相平行且平行于柱面中心线；外凸圆弧柱壁面或为光滑柱面，见图18、图19， 或沿圆弧开有增加气隙节流效应的截面为小长方形的节流槽，节流槽截面中心连线平行于 柱面中心线，见图20和图21 ;内壁面为一开有键槽的圆弧柱面；外凸圆弧柱面旋转到靠近 压縮内壳轴3的内凹圆弧柱面时，两柱面以微小间隙配合；密封凸轮9凹柱面空出来的空间 足够大，可允许旋转活塞2在越过压縮腔壳1和密封凸轮外壳11交叉区域时，旋转活塞2 能在凹柱面空间内与密封凸轮9等速反向转动而不与密封凸轮9发生碰撞干涉；密封凸轮 9的两个侧面为平面，其厚度略小于压縮腔外壳1的厚度，装配后密封凸轮9的端面与端盖 16的内端面以微小间隙配合，端盖16的内端面为一平面。 (9)旋转活塞2、压縮腔内壳轴3、密封凸轮9的装配位置满足以下要求在不考虑 柱面间的过渡圆角时，如果密封凸轮9的内凹柱壁面与外凸柱壁面的两条交叉直线组成的 平面为平面l，压縮腔内壳轴3的内凹柱壁面与外凸柱壁面的两条交叉直线组成的平面为 平面2，旋转活塞2外壁面与平行于壁面中心线的两个侧面的两条交叉直线组成的平面为 平面3，在旋转活塞2和密封凸轮9旋转过程中，如果平面1平行于平面2并且处于靠近平 面2的位置时，则平面3也平行于平面2并且也处于靠近平面2的位置，见图6 ;如果平面1 平行于平面2并且处于远离平面2的位置时，则平面3也平行于平面2并且也处于远离平 面2的位置，见图2。 (10)压縮腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴6的进排气口位置及装配应满足要求 未安装旋转轴5时，压縮腔内壳轴3、进排气轴6的进气口与排气口分别与进气室26和排气 室35相通，且压縮腔内壳轴3与进排气轴6的进气口中心之间的距离和排气口中心之间的 距离应最短，不同类型的气口则分别位于压縮腔外壳l的内壁面与密封凸轮外壳ll内壁面 的交叉区域外，并靠近交叉区域，见图15和图17 ;压縮机运转时，当旋转轴5的进气口中心 离进排气轴6进气口中心最短时，旋转轴5的排气口中心离进排气轴6的排气口中心最远， 当旋转轴5的进气口中心离进排气轴6进气口中心最远时，旋转轴5的排气口中心离进排 气轴6的排气口中心最近。


图l为压縮机主视图。 图2为压縮机A-A剖视图。 图3为压縮机B-B剖视图。 图4为压縮机进气开始或压縮开始时的旋转活塞2和密封凸轮9的位置剖视图。 图5为压縮机进气末了时的旋转活塞2和密封凸轮9的位置剖视图。 图6为压縮机进气_压縮换相时刻的旋转活塞2和密封凸轮9的位置剖视图。 图7为压縮机压縮末了时的旋转活塞2和密封凸轮9的位置剖视图。 图8为密封凸轮轴10主视图。
图9为旋转活塞2、圆环柱体31、圆环柱体32部件主视图。 图10为旋转活塞2、圆环柱体31、圆环柱体32部件A-A剖视图。 图11为内外壁柱面开节流槽的旋转活塞2的主视图。 图12为内外壁柱面开节流槽的旋转活塞2的左视图。 图13为旋转轴5的主视图。 图14为旋转轴5的A-A阶梯剖视图。 图15为表示压縮腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴配合间隙的A-A剖视图。
图16为表示压縮腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴配合间隙的主视图。
图17为表示压縮腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴配合间隙的B-B剖视图。
图18为密封凸轮9的主视图。
图19为密封凸轮9的左视图。 图20为外凸壁面开有节流槽的密封凸轮9的主视图。
图21为外凸壁面开有节流槽的密封凸轮9的左视图。
图22为进排气轴6的主视图。
图23为进排气轴6的左视图。
图1中各引线所指零件说明如下 1 :压縮腔外壳；2 :旋转活塞；3 :压縮内壳轴；4 :螺钉；5 :旋转轴；6 :进排气轴；7 : 固定板；8 :固定板；9 :密封凸轮；10 :密封凸轮轴；11 :密封凸轮轴外壳；12 :端盖；13 :螺 钉；14 :螺钉；15 :套筒；16 :端盖；17 :齿轮；18 :机架；19 :套筒；20 :齿轮；21 :轴承；22 :套 筒；23 :端盖；24 :齿轮；25 :螺钉；26 :进气室；27 :端盖；28 :套筒；29 :联结板；30 :齿轮； 31 :圆环柱体；32 :圆环柱体；33 :轴承盖；34 :端盖；35 :排气室；36 :螺钉；37 :套筒；38 :螺 钉；39 :螺钉
具体实施例方式
图1到图23为实施本发明提出的旋转压縮机装配图和零件的系列视图，具体实施 过程说明如下 如图2所示，将压縮腔外壳1、密封凸轮外壳11用固定板7联结，固定板8则通过 螺钉13将固定板7与机架18联结成一体，见图1。机架18与地固接，以保证压縮腔外壳 1、密封凸轮外壳11在压縮机运转过程中始终固定不动压縮腔外壳1、密封凸轮外壳11两 端面则用螺钉14与端盖16联结，中间覆有密封垫片。 在圆环柱体32端面用沉孔螺钉联结圆环柱体31和圆环柱体32，旋转活塞2两端 嵌入圆环柱体31和圆环柱体32之间的空槽，见图9和图IO，用沉孔螺钉将旋转活塞2与圆 环柱体32联结，以限制旋转活塞2的在槽内移动。圆环柱体31与齿轮30联结，见图1，齿 轮30与安装在压縮腔内壳轴3上的轴承过盈联结。旋转活塞2轴向定位通过左端的圆环 柱体31和圆环柱体32、齿轮30、齿轮30的轴承、及它与联结板29之间的套筒实现，其中联 结板29与机架18固接。旋转活塞2的径向与压縮腔内壳轴3间隙配合。
密封凸轮轴10上有键槽，槽内安装驱动密封凸轮9转动的键，见图8，密封凸轮轴 IO两端有密封环槽，该处与端盖16的轴孔以间隙配合，槽内安装O形密封圈。密封凸轮轴 10安装在机架18的两个轴孔之间，轴向定位通过轴承21及端盖12、端盖23实现，端盖12，端盖23通过螺钉与机架18联结，见图1。 齿轮17安装在密封凸轮9的左部，轴向定位通过套筒15与密封凸轮10的轴肩实 现，见图1 。齿轮24与旋转轴5联结，同时与安装在进排气轴6上的轴承过盈联结，齿轮20、 齿轮24的轴向定位分别通过套筒22、套筒28与机架18实现，见图1。齿轮17与齿轮30 啮合，传动比为1 ;齿轮20的轴向定位通过套筒19实现，并与齿轮24啮合，齿轮20的转速 为齿轮24转速的2倍，传动比为2。 用螺钉36联结旋转轴5的右端和轴承盖33，轴承盖33与轴承外圈过盈联结，该轴 承内圈与进排气轴6过盈联结。旋转轴5右端轴向定位通过套筒37和轴承盖33实现，左 端轴向定位通过套筒28与机架18实现。 进排气轴6左端与端盖27、机架18固接，右端与端盖34、机架18固接，可保证进 排气轴6在压縮机运转过程中始终固定不动。 压縮腔内壳轴3左右两端均与联结板29联接，见图l，用螺钉4将联结板29与机 架18固接，见图2，可保证压縮腔内壳轴3在压縮机运转过程中始终固定不动。
压縮机的间隙采用垫片密封、0形圈密封、及间隙密封，对应结构见图8到图21。 其中旋转活塞2内外壁面为光滑柱面，或在上面开节流槽，见图9到图12。密封凸轮9外凸 柱壁面为光滑柱面，或在上面开节流槽，见图18到图21。在旋转轴5、进排气轴6的进排气 口两边的外柱面上车密封环槽，槽内安装O形密封圈或密封环，见图16。
压縮机工作时，将密封凸轮轴10的右端与联轴器联结，连轴器与电机直接联结， 或通过减速器轴与电机间接联结。同时外部低压气体的排气口接进气室26，外部高压气体 的进气口接排气室35。电机启动后，压縮机的密封凸轮轴IO在电机的驱动下开始转动，并 驱动密封凸轮9、齿轮17、齿轮20转动，齿轮30则在啮合齿轮17的驱动下转动，并驱动旋 转活塞2转动，齿轮24在啮合齿轮20的驱动下转动，并驱动旋转轴5与旋转活塞2同向转 动，前者的转速为后者转速的一半，也就是说旋转活塞每转2圈，旋转轴5只旋转1圈，因此 旋转轴5每2圈接通1次进气口或排气口 ，使压縮机每转2圈分别完成进气冲程和压縮两 个冲程。 需要注意的是，压縮机的一些其他细节结构和零件如螺钉孔、螺钉、套筒、轴承等
未绘制和说明，这些未予说明的机构均为传统机械结构，压縮机要能工作，还要将这些传统 结构与本发明提出的结构一起整体装配，才能正常运转。
权利要求
本发明所提出的旋转压缩机，其结构特征表现为它由压缩腔外壳1、旋转活塞2、压缩腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴6、密封凸轮9、密封凸轮轴10、密封凸轮外壳11、传动比为1的齿轮17和齿轮30、传动比为2的齿轮20和齿轮24等组成；压缩腔外壳1的内壁面为圆弧柱面，里面依次安装旋转活塞2、压缩腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴6，这些轴的中心线与压缩腔外壳1内圆弧柱面中心线重合，不同零件的内外壁面之间以微小间隙配合，压缩腔外壳1的内壁圆柱面与压缩腔内壳轴3的外圆柱面组成一圆环空腔；密封凸轮外壳11的内壁面为一圆弧柱面，里面依次安装密封凸轮9、密封凸轮轴10，它们的中心线均重合，同样这些不同零件的内外壁面之间也以微小间隙配合；压缩机运转过程中，旋转活塞2、旋转轴5、密封凸轮9、密封凸轮轴10和齿轮17、齿轮20、齿轮24、齿轮30转动，压缩腔外壳1、压缩腔内壳轴3、进排气轴6、密封凸轮外壳11则固定不动，并与端盖16围成压缩机的压缩室；压缩机运转时，低压气体从进气室26，经进排气轴6的进气口、旋转轴5的进气口、压缩腔内壳轴3的进气口进入圆环空腔；高压气体经压缩内壳轴3的排气口、旋转轴5的排气口、进排气轴6的排气口进入排气室35；进气室26与排气室35位于进排气轴6内壁面围成的空间，该空间被内部一圆柱块分割成进排气室。
2. 如权利要求1所述的压縮机，其特征是压縮腔外壳1的内壁面为一圆柱面，密封凸 轮外壳11内壁面也为一圆柱面，两柱面中心线相互平行且相距一段适宜距离；不考虑柱面 间的过渡圆角时，两柱面相互交叉，交叉线为两条互相平行的直线，交叉线同时还平行于柱 面中心线；两柱面中心线的距离足够大，可以保证密封凸轮9的尺寸，便于旋转活塞2在越 过两柱面交叉区域时，不与密封凸轮9的内凹柱面发生碰撞干涉；压縮腔外壳l和密封凸轮 外壳11两端端面为平面，且垂直于柱面中心线，厚度相同，并通过螺钉14与密封垫片、端盖 16联结，同时两外壳壳体在侧面还通过固定板7固接成一整体，并通过固定板8与机架18 联结。
3. 如权利要求1所述的压縮机，其特征表现为在压縮室内，旋转活塞2的内外壁面为圆 弧柱面，柱面中心线重合，四周侧面为平面，其中两个端平面平行于内外圆弧柱壁面的中心 线，另两个端平面垂直于内外圆弧柱壁面的中心线；内外圆弧柱壁面或为光滑柱面，或沿圆 弧等间距开有截面为小长方形的节流槽，节流槽截面中心连线平行于柱面中心线；在压縮 室外，旋转活塞2外圆柱面的半径与压縮室内部分的外柱面半径相等，内圆柱面的半径大 于压縮室内的内圆柱面的半径，径向有螺纹孔，并嵌入圆环柱体31与圆环柱体32配合后之 间的空间；圆环柱体32径向有螺纹通孔，其外柱面有沉孔，沉孔螺钉通过螺纹通孔将圆环 柱体32与旋转活塞2联结；圆环柱体31由两段外半径不同内半径相同的圆环柱组成，大圆 环柱外壁面周向开有密封环槽，密封环槽与端盖16的轴孔间隙配合；小圆环柱外柱面周向 开有与旋转活塞2配合的槽，槽的径向深度与旋转活塞2在压縮室外部分的厚度相同；圆环 柱体32外柱面半径与圆环柱体31外柱面半径相等，内柱面与圆环柱体31的小圆环柱的外 柱面配合，轴向有螺纹通孔，端面有沉孔，沉孔螺钉通过螺纹孔将圆环柱体31与圆环柱体 32联结成一整体；圆环柱体31与齿轮30联结；齿轮30与齿轮17啮合，它们之间的传动比 为1，齿轮17安装在密封凸轮轴9上。
4. 如权利要求1所述的压縮机，其特征表现为在压縮室内，压縮腔内壳轴3为一圆环 轴，其外柱面由大张角的外凸圆弧柱面和一小张角的内凹圆弧柱面组成，柱面中心线互相 平行，不考虑柱面间的过渡圆角时，外凸柱面与内凹柱面的两条交叉线互相平行且平行于中心线，如果这两交叉直线所在平面为平面1，压縮腔外壳1内壁柱面与密封凸轮外壳11内 壁柱面的两条交叉直线所在平面为平面2，则平面1平行于平面2，平面1和平面2均位于 压縮腔外壳l内壁柱面的中心线与密封凸轮外壳ll内壁柱面的中心线之间；压縮腔内壳轴 3的两端开有进排气口 ，不考虑过渡圆角时，进排气口的形状为椭圆形、或圆形、或长方形、 或正方形；在压縮室外，压縮腔内壳轴3的外壁面为一完整圆弧柱面，周向开有密封环槽， 内壁面也为一完整圆弧柱面，其中心线与大张角的外凸圆弧柱面中心线重合；在压縮室外， 压縮腔内壳轴3通过联结板29与机架18固接。
5. 如权利要求1所述的压縮机，其特征表现为旋转轴5为一圆环轴，它的内壁圆弧柱面 中心线和外壁圆弧柱面中心线重合；在压縮室内两端开有大张角的形状对称的进排气口， 在进排气口两边的外壁面周向开有密封环槽；在压縮室外，旋转轴5与齿轮24联结，齿轮 24与齿轮20啮合，齿轮20的转速是齿轮24转速的2倍，传动比为2，齿轮20安装在密封 凸轮轴10上。
6. 如权利要求1所述的压縮机，其特征表现进排气轴6为一圆环轴，其内外壁面均为圆 弧柱面，且两柱面的中心线重合；在压縮室内，进排气轴6的两端开有进排气口 ，不考虑过 渡圆角时，进排气口的形状为椭圆形、或圆形、或长方形、或正方形，内壁面围成的空间被中 间一圆柱块分割成进气室26和排气室35，该圆柱块与进排气轴6整体铸造；或为一个单独 零件，外柱面开有密封环槽，槽内安装0形密封圈，径向开有螺纹孔，与进排气轴6装配时， 在进排气轴6外柱面开有沉孔与螺纹通孔，通过沉孔螺钉与进排气轴6联结成一整体；进排 气口两边的外壁面开有周向密封环槽。
7. 如权利要求1所述的压縮机，其特征是密封凸轮9的外壁面由一大张角外凸的圆弧 柱面和一小张角的内凹远圆弧柱面组成，两柱面中心线互相平行，不考虑柱面间的过渡圆 角时，外凸柱面与内凹柱面的两条交叉直线也互相平行且平行于柱面中心线；外凸圆弧柱 壁面或为光滑柱面，或沿圆弧开有增加气隙节流效应的截面为小长方形的节流槽，节流槽 截面中心连线平行于柱面中心线；内壁面为一开有键槽的圆弧柱面；外凸圆弧柱面旋转到 靠近压縮内壳轴3的内凹圆弧柱面时，两柱面以微小间隙配合；密封凸轮9凹柱面空出来的 空间足够大，可允许旋转活塞2在越过压縮腔壳1和密封凸轮外壳11交叉区域时，旋转活 塞2能在凹柱面空间内与密封凸轮9等速反向转动而不与密封凸轮9发生碰撞干涉；密封 凸轮9的两个侧面为平面，其厚度略小于压縮腔外壳1的厚度，装配后密封凸轮9的端面与 端盖16的内端面以微小间隙配合，端盖16的内端面为一平面。
8. 如权利要求1所述的压縮机，不考虑柱面间的过渡圆角时，如果密封凸轮9的内凹柱 壁面与外凸柱壁面的两条交叉直线组成的平面为平面l，压縮腔内壳轴3的内凹柱壁面与 外凸柱壁面的两条交叉直线组成的平面为平面2，旋转活塞2外壁面与平行于壁面中心线 的两个侧面的两条交叉直线组成的平面为平面3，在旋转活塞2和密封凸轮9旋转过程中， 如果平面1平行于平面2并且处于靠近平面2的位置时，则平面3也平行于平面2并且也 处于靠近平面2的位置；如果平面1平行于平面2并且处于远离平面2的位置时，则平面3 也平行于平面2并且也处于远离平面2的位置。
9. 如权利要求1所述的压縮机，其特征是在没有安装旋转轴5时，压縮腔内壳轴3、进 排气轴6的进气口与排气口分别与进气室26和排气室35相通，且压縮腔内壳轴3与进排 气轴6的进气口中心之间的距离和排气口中心之间的距离均应最短，不同类型的气口则分别位于压縮腔外壳1的内壁面与密封凸轮外壳11内壁面的交叉区域外，且靠近交叉区域； 压縮机运转时，当旋转轴5的进气口中心离进排气轴6进气口中心最近时，旋转轴5的排气 口中心离进排气轴6的排气口中心最远，当旋转轴5的进气口中心离进排气轴6进气口中 心最远时，旋转轴5的排气口中心离进排气轴6的排气口中心最近。
全文摘要
一种旋转压缩机，主要由压缩腔外壳1、旋转活塞2、压缩腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴6、密封凸轮9、密封凸轮轴10、密封凸轮外壳11及齿轮传动系统等零部件组成。旋转活塞2在压缩腔外壳1内壁面与压缩腔内壳轴3外壁面组成的圆环空腔内转动，密封凸轮9将该圆环空腔分割成两个区域，进气和压缩过程分别在这两个区域进行。压缩腔内壳轴3、旋转轴5、进排气轴6周向开有进排气口，旋转轴5转动时周期性地接通和关闭进排气口，可允许低压气体的进入和高压气体的排出。旋转活塞2、旋转轴5、密封凸轮9通过齿轮传动系统相互联系有规律地转动。本旋转压缩机外形简单、容易加工、密封可靠，可广泛应用于制冷、空调等工业领域。
文档编号F04C19/00GK101737328SQ20091018672
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者孟飞, 罗智中, 胡国良 申请人:华东交通大学