双向摇盘压缩的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双向摇盘压缩机，包括：缸体；可在该缸体缸孔内进行往复运动的双向活塞；驱动该双向活塞的驱动轴；该双向摇盘压缩机还包括轴承单元，该轴承单元包括多个接触球以及与该多个接触球相配合的内圈和外圈，并且该轴承单元具有一个与该驱动轴的垂直平面成角度的中心平面，其中，所述驱动轴套设于该轴承单元的内圈中，并与该内圈相固定；所述轴承单元的外圈与该双向活塞相联接，当驱动轴旋转时，通过该轴承单元驱使该双向活塞进行往复运动。本实用新型的双向摇盘压缩机设计紧凑，并可显著减少摩擦损耗。
【专利说明】双向摇盘压缩机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有双向活塞的摇盘压缩机。
【背景技术】
[0002]传统的压缩机包括斜盘压缩机。通常，斜盘式压缩机包括一驱动轴，一与驱动轴连接在一起的斜盘、以及与该斜盘运行相连的若干活塞。当驱动单元以公知的方式驱使驱动轴转动时，斜盘将促使在气缸内的各个活塞产生往复运动。
[0003]例如，专利号为5，009，574的美国专利公开了一种传统的斜盘压缩机，在该结构中，斜盘被固定地集成在驱动轴上，从而使斜盘与驱动轴一起旋转。也就是说，斜盘相对于驱动轴并不旋转。在传统斜盘压缩机运行期间，活塞简单地执行往复运动。在该结构中，还包括斜盘通过其驱使活塞往复运动的滑履。由于斜盘与驱动轴一起旋转，这在每一个滑履和斜盘之间弓丨起高速滑动运动。
[0004]斜盘压缩机内滑履和斜盘之间的高速滑动运动特点会导致高摩擦损失及低承载能力，特别地，在大排量压缩机中情况更为严重。因此，作为斜盘压缩机的改进，现有技术中的摇盘压缩机将斜盘的运动和驱动轴相脱离，以试图减少上述摩擦损耗。
[0005]例如，美国专利2，335，415公开了一种摇盘压缩机结构，在该结构中，摇盘通过一抗摩擦轴承连接到驱动轴的轮毂上，从而使得摇盘执行摇摆运动而没有随驱动轴一起旋转，也就是说，在摇盘和滑履之间仅存在轻微的滑动运动，传统斜盘和滑履之间的具有高速运动的滑动摩擦已经被轴承的滚动摩擦所代替。但是，该结构虽然降低了摩擦损耗，但是不够紧凑，缺乏工业实用性。
[0006]美国专利5，239，913公开了另一种典型的摇盘压缩机结构。在该结构中，来自活塞顶部的力，通过连杆和摇盘指向轴承，对于使用单向活塞的压缩机，这种摇盘结构是常规可用的，但是，对于需要双向活塞的较大排量的压缩机，该结构显然不合适，因为完全没有足够的空间在同一位置安装轴承和连杆。
[0007]此外，在该结构和类似结构中，摇盘通过活塞杆与每一个活塞相连。因此在该现有技术中，本质上需要一个摇盘停止器来阻止摇盘的旋转，这造成压缩机结构复杂，将导致不均匀或不平衡的复杂旋转方式，进而产生振动和噪声。
[0008]因此，需要一种新的摇盘压缩机结构，在确保其适用范围的同时，可降低摩擦损耗，提高能量转化效率，同时克服现有的摇盘结构中的上述问题。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的，在于克服现有的摇盘压缩机结构的上述缺点，从而提供一种摩擦损耗低、能提高能量转化率的新的摇盘压缩机结构。
[0010]为达到上述目的，本实用新型的双向摇盘压缩机，包括:
[0011]缸体，该缸体具有缸孔；
[0012]可在该缸体缸孔内进行往复运动的双向活塞；
[0013]驱动该双向活塞的驱动轴；
[0014]特别地，该双向摇盘压缩机还包括轴承单元，该轴承单元包括多个接触球以及与该多个接触球相配合的内圈和外圈，并且该轴承单元具有一个与该驱动轴的垂直平面成角度的中心平面，其中，
[0015]所述驱动轴套设于该轴承单元的内圈中，并与该内圈相固定；
[0016]所述轴承单元的外圈与该双向活塞相联接，当驱动轴旋转时，通过该轴承单元驱使该双向活塞进行往复运动。
[0017]优选地，所述轴承单元为双列角接触球轴承单元。
[0018]优选地，所述轴承单元的轴承接触角大于45°。
[0019]优选地，所述外圈包括联接端，所述联接端包括第一外周部和第二外周部；所述双向活塞包括两个窝部，该两个窝部内各设置有与所述联接端的第一外周部和第二外周部相作用的两个半球状滑履。
[0020]备选地，所述外圈固定连接有驱动销；所述双向活塞在其中心开设有圆柱孔，该圆柱孔的轴线与该双向活塞的轴线垂直并相交，并且该圆柱孔设置有与驱动销相配合的槽口 ；并且，该圆柱孔中设置有活塞销，该活塞销具有交叉孔，该活塞销穿过该槽口插入该交叉孔内。所述内圈通过螺母和所述驱动轴相紧固。
[0021]本实用新型的摇盘压缩机相对于现有技术，结构紧凑，涉及复杂度低，在提高效率和输出功率的同时，成本可成功得到控制，因此适于商业压缩机的应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的双向摇盘压缩机在一个实施方式中的剖视图；
[0023]图2是图1中实施方式的局部放大示意图；
[0024]图3是图1中实施方式的另一局部放大示意图；
[0025]图4是本实用新型的双向摇盘压缩机在另一个实施方式中的剖视图；
[0026]图5是本实用新型的双向摇盘压缩机在第三个实施方式中的剖视图；
[0027]图6是图5中沿B-B线剖开的局部正视图。
【具体实施方式】
[0028]以下将结合【具体实施方式】以及相应附图，对本实用新型的双向摇盘压缩机的结构组成和工作原理进行详细说明。
[0029]总体而言，在本实用新型的一个方面，该双向摇盘压缩机采用双向活塞结构，其利用摇盘对双向活塞的往复运动进行驱动，摇盘的运动由固定在驱动轴上的转子驱使。本实用新型的特点尤其在于摇盘和转子的配合方式。摇盘和转子之间可通过轴承相配合从而形成组合轴承单元，即摇盘除用作驱动双向活塞运动运动外，还可直接用作组合轴承单元的外圈，安装在驱动轴上的转子除用作驱动摇盘做摇摆运动外，还直接用作组合轴承单元的内圈。由此可使得传统斜盘压缩机的高速滑动运动被组合轴承单元的滚动运动所代替，同时，本实用新型的摇盘压缩机相对于现有技术，结构紧凑，涉及复杂度低，在提高效率和输出功率的同时，成本可成功得到控制，因此适于商业压缩机的应用。
[0030]在本实用新型的另一个方面，轴承单元可直接作为双向摇盘压缩机的驱动机构，该轴承单元的外圈可作为压缩机的摇盘本身，该轴承单元的内圈可作为压缩机的转子本身，由此，在减小摩擦损耗的同时，也可实现整个压缩机结构的紧凑化设计，并降低了成本。
[0031]具体地，如图1所示，是本实用新型的双向摇盘压缩机在一个实施方式中的示意图。
[0032]参照附图，在该实施方式中，双向摇盘压缩机包括缸体100，缸体具有若干个缸孔110。常规地，缸体100由前缸体120和后缸体130组成，并包括一对沿着缸体纵向轴线0-0的中心孔140，缸孔110围绕中心孔140均匀布置。
[0033]双向摇盘压缩机还包括可在缸体100的缸孔110内进行往复运动的若干个双向活塞200。双向活塞200往复运动于前缸体120和后缸体130的相关缸孔110中。
[0034]双向摇盘压缩机进一步包括驱动双向活塞200的驱动组件300，驱动组件300包括驱动轴310、与驱动轴310固定连接的转子320、以及与转子320相配合的环状摇盘330，另参照图2、3，转子320具有一个与驱动轴310的垂直平面1-1成角度α的中心平面P-Pj^盘330的中心平面与转子320的中心平面P-P相重合，驱动轴310旋转时，转子320通过摇盘330驱使双向活塞200进行往复运动。
[0035]常规地，驱动轴310可旋转地置于前缸体120和后缸体130的中心孔140内，并可由外部驱动力驱动旋转。转子320固定地连接并集成到驱动轴310上，因此可随驱动轴310的旋转而旋转。另结合图2、3，转子320可常规地由第一环状凸缘321和第二环状凸缘322组成。第一环状凸缘321可被固定在驱动轴310的凸台311上，类似地，第二环状凸缘322可与第一环状凸缘321的接合面3212及驱动轴310相固定，并且第一环状凸缘321、第二环状凸缘322通过螺母312和驱动轴310相紧固，由此实现转子320和驱动轴310的固定连接。当然，在本实用新型的实施方式中，也可采取其它公知方式实现转子320和驱动轴310的固定连接。
[0036]如上所述,转子320的中心平面P-P和驱动轴310的垂直平面1_1形成夹角α。该夹角即决定了双向活塞200往复运动时的冲程长度。
[0037]特别地，结合图2、3，转子320具有用于与摇盘330相配合的内表面323，在该实施方式中，两个内表面323设置于第一环状凸缘321和第二环状凸缘322之间。内表面323包括相对设置的第一内表面324、第二内表面325以及位于第一内表面324和第二内表面325之间的转子接触面326。
[0038]摇盘330部分地环绕设置于转子320的内表面323内，并包括分别与第一内表面324相邻近的第一外周部334、与第二内表面325相邻近并与第一外周部334相对的第二外周部335、以及与转子320接触面相邻近并位于第一外周部334及第二外周部335之间的摇盘接触面336。
[0039]作为本实用新型的最显著特征,第一内表面324和第一外周部334之间设置有第一轴承340，第二内表面325和第二外周部335之间设置有第二轴承350，并且转子接触面326和摇盘接触面336之间设置有第三轴承360。
[0040]如图1、2、3所示，在本实用新型的实施方式中，第一轴承340直接作用于第一内表面324和第一外周部334，第二轴承350直接作用于第二内表面325和第二外周部335，并且第三轴承360直接作用于并且转子接触面326和摇盘接触面336。也就是说，对于第一轴承340而言，其外圈接触表面341与摇盘330的第一外周部334相重合，其内圈接触表面与转子320内表面323的第一内表面324相重合；对于第二轴承350而言，其外圈接触表面351与摇盘330的第二外周部335相重合，其内圈接触表面与转子320内表面323的第二内表面325相重合；对于第三轴承360而言，其外圈接触表面与摇盘330的摇盘接触面336相重合，其内圈接触表面与转子320内表面323的转子接触面326相重合。
[0041]参照图1、2、3，在摇盘330和双向活塞200的配合驱动方面，可采用传统的滑履配合结构。具体地，双向活塞200包括多个窝部210，窝部210为沿着双向活塞200的轴线方向A-A以及双向活塞200的中部的槽口 220前后壁221上分别开设的半球凹面。进一步地，窝部210中各设置有与摇盘330的第一外周部334和第二外周部335相作用的两个半球状的滑履230。常规地，半球状的滑履230的平面部分被定义为平部231，突出表面部分被定义为凸部232，滑履230在摇盘330的外周部和双向活塞200的窝部210之间可充当枢轴轴承部件。因此，通过窝部210和半球状的滑履230，可使得摇盘330球形铰接到双向活塞200。
[0042]当然，容易理解，摇盘330也可通过其它常规的配合手段驱动双向活塞200做往复运动，例如，通过销结构实现摇盘330和双向活塞200的配合连接。
[0043]由此，当摇盘330的外周部可滑动地通过一对滑履230的两个平部之间、并且滑履230被设置于双向活塞200和摇盘330之间时，双向活塞200、滑履230和摇盘330的外周部共同组成一个万向轴承结构，本实施方式中，该万向轴承结构为滑履万向节结构。
[0044]在图1至图3所示的实施方式中，当摇盘压缩机的驱动轴310旋转时，转子320将随驱动轴310的旋转而旋转，由于第一轴承340、第二轴承350和第三轴承360的作用，摇盘330产生摇动运动但并不随驱动轴的旋转而旋转，由于滑履万向节的作用，使得滑履230的平部和摇盘330的外周部相对于摇盘330在直径方向相互上下移动，而双向活塞200则于缸体100内对应缸孔的约束下前后往复运动。由于对摇盘330的旋转并无约束，所以当驱动轴310旋转时，摇盘330也可能在第一轴承340、第二轴承350和第三轴承360的摩擦力作用下随驱动轴310的旋转而不成比例地缓慢旋转，这种旋转将极大地减少摇盘330的外周部和滑履230平部表面的磨损。
[0045]进一步地，参照图2、3，一个来自双向活塞200并作用到滑履230上的力Fl通过摇盘330传递到第一轴承340和第二轴承350,但是Fl的受力点落在第一轴承340和第二轴承350的内圈接触表面之外。为防止这种情况发生，一个指向第一轴承340和第二轴承350中心的力F2通过螺母312的拧紧预先施加其上，从而使得Fl和F2的合力F的大小、方向和受力点被改变。这能够优化地符合轴承的设计和使用要求，并可极大延长轴承的寿命。
[0046]如图4所示，是本实用新型的双向摇盘压缩机的另一个实施方式的示意图。在该种实施方式中，类似地，该种双向摇盘压缩机也包括缸体(图未示出)，该缸体具有缸孔；以及包括可在该缸体缸孔内进行往复运动的双向活塞(图未示出)和驱动该双向活塞的驱动轴 310。
[0047]特别地，在图4所示的实施方式中，该双向摇盘压缩机还包括轴承单元600，轴承单元600包括多个接触球610以及与该多个接触球610相配合的内圈620和外圈630，并且轴承单元600具有一个与驱动轴310的垂直平面0-0成角度的中心平面P’-P’，其中，驱动轴310套设于轴承单元600的内圈620中，并与内圈620相固定；轴承单元600的外圈630与双向活塞相联接，当驱动轴310旋转时，通过轴承单元600驱使双向活塞进行往复运动。类似于上述实施方式，内圈620可通过螺母和驱动轴310相固定。
[0048]实际上，与前述实施方式相比，轴承单元600的内圈620同时具有上述实施方式中的转子的功能，而轴承单元600的外圈630可同时具有上述实施方式中的摇盘的功能。所以，该实施方式中的双向摇盘压缩机的结构紧凑，适合于商业大功率压缩机的应用。
[0049]在该实施方式中，轴承单元600为双列角接触球轴承单元类型。并且优选地，轴承单元600的轴承接触角α ’大于45°。
[0050]优选地，轴承单元600的外圈630和双向活塞联接的方式，可采用上述的滑履式联接。具体地，继续参照图4，外圈630包括联接端631，联接端631包括第一外周部6311和第二外周部6322 ;对应地，双向活塞(图未示出)包括两个窝部，该两个窝部内各设置有与联接端631的第一外周部6311和第二外周部6322相作用的两个半球状滑履。
[0051]另外，如图5、6所示，轴承单元600的外圈630和双向活塞200也可通过销式联接。具体地，轴承单元600的外圈630固定连接有驱动销640 ;双向活塞200在其中心开设有圆柱孔260，该圆柱孔260的轴线与双向活塞200的轴线垂直并相交，并且圆柱孔260设置有与驱动销640相配合的槽口 270 ;进一步地，圆柱孔260中设置有活塞销280，活塞销280具有交叉孔281，活塞销280穿过槽口 270插入交叉孔281内。由此，双向活塞200、活塞销280和驱动销640 —起形成销万向节结构。
[0052]容易理解，本实用新型并不局限于上述个实施方式给出的具体示例，例如，上述的滑履万向节结构和销万向节结构均可相互替代。这些【具体实施方式】中任何排列组合以及显而易见的变型，均应落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种双向摇盘压缩机，包括: 缸体，该缸体具有缸孔； 可在该缸体缸孔内进行往复运动的双向活塞； 驱动该双向活塞的驱动轴；其特征在于: 该双向摇盘压缩机还包括轴承单元，该轴承单元包括多个接触球以及与该多个接触球相配合的内圈和外圈，并且该轴承单元具有一个与该驱动轴的垂直平面成角度的中心平面，其中， 所述驱动轴套设于该轴承单元的内圈中，并与该内圈相固定； 所述轴承单元的外圈与该双向活塞相联接，当驱动轴旋转时，通过该轴承单元驱使该双向活塞进行往复运动。
2.根据权利要求1所述的双向摇盘压缩机，其特征在于，所述轴承单元为双列角接触球轴承单元。
3.根据权利要求2所述的双向摇盘压缩机，其特征在于，所述轴承单元的轴承接触角大于45°。
4.根据权利要求1所述的双向摇盘压缩机，其特征在于， 所述外圈包括联接端，所述联接端包括第一外周部和第二外周部； 所述双向活塞包括两个窝部，该两个窝部内各设置有与所述联接端的第一外周部和第二外周部相作用的两个半球状滑履。
5.根据权利要求1所述的双向摇盘压缩机，其特征在于， 所述外圈固定连接有驱动销； 所述双向活塞在其中心开设有圆柱孔，该圆柱孔的轴线与该双向活塞的轴线垂直并相交，并且该圆柱孔设置有与驱动销相配合的槽口 ；并且， 该圆柱孔中设置有活塞销，该活塞销具有交叉孔，该活塞销穿过该槽口插入该交叉孔内。
6.根据权利要求1所述的双向摇盘压缩机，其特征在于，所述内圈通过螺母和所述驱动轴相紧固。
【文档编号】F04B39/00GK203925924SQ201420261509
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】沈大兹, 王健, 陈余俊 申请人:比泽尔制冷技术（中国）有限公司