一种滚动摩擦的滑片式压缩机或膨胀机的制作方法

本发明涉及一种气体压缩或气体膨胀的装置，更具体地说，本发明涉及一种高效的滑片式气体压缩机或气体膨胀机，尤其涉及一种滚动磨擦的低磨损高效率滑片式压缩机或膨胀机，属气动领域。

技术背景

压缩机：现在的叶片式压缩机靠叶片的滑动形成可变容积，实现压缩目的，由于叶片的运动是滑动运行的，所以又叫滑片式压缩机，滑片式压缩机的效率高、寿命长、噪音低等优点，现已大量市场化，但是现在的滑片压缩机滑片与缸壁及滑片与转子是滑动摩擦运行的，高速运行时的离心力很大，对缸体和转子产生巨大的压力，从而产生较大的磨损，机械效率低，也不适用高速，有些还配减速齿轮运行，这样单位容积的比功就小，同时低速运行相对漏气量也大。如果能使滑片在相同的质量产生的离心力减小，再由滑动摩擦改为滚动摩擦，摩擦损失就会大大减小，还可实现无润滑油运行，效率就会大幅度提高，转速也可以提高，整体体积就会大幅度减小。

膨胀机：气体膨胀机就是气体压缩机的逆运行，现在气体膨胀机的名字叫法没有统一，有些叫气动马达，有些叫膨胀机，其结构是相同的。由于膨胀机是压缩机的逆运行，因此，有些压缩机可以直接做膨胀机使用，有些有特殊要求或成本上的考虑会有些区别，但主体结构是相同的。膨胀机的用途极大，气动工具、气动机器设备等，在小型发动机也能应用，如发动机就需要有耐高压、耐高温、高膨胀比的膨胀机，由于目前滑片式的膨胀比很小，又不能高速运转，工作压力不高，工作温度也不高、内效率很低，在发动机行业还没有应用。本发明主要是提高效率，做膨胀机使用时，上述使用气动力的所有旋转运动的工具、机械设备和发动机都可使用它输出动力。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供一种滚动摩擦的滑片式压缩机或膨胀机，其特征在于：它包括滑片1、滑片2、滑片3、上滚柱支架4、下滚柱支架5、小口径进排气口6、小滑块7、气缸滚柱8、滑片支撑滚柱9、大口径进排气口10、转子11、缸体12、滑片连接螺丝13、转子输出轴14、滑片槽15、加强柱16。

转子11中可装入n组滑片，其中n≥1，优选n=1、2、3、4，第一组滑片1由一块滑片组成，其它每组由二块滑片对接组成，如n=2时，由滑片1、滑片2、滑片3组成十字交叉的滑片，滑片1做成工字型缺口或口字型缺口，滑片2和滑片3组合成口字型缺口或工字型缺口，缺口一工一口要配对，这些缺口使滑片1、滑片2、滑片3运动时在轴中心不碰撞，安装时先在转子11的滑片槽15中插入滑片1，然后再插入滑片2和滑片3，滑片2和滑片3由滑片连接螺丝13连接成一体（滑片1在轴中心占用了部分位置，滑片2和滑片3组成一块无法穿过轴心，分成两块可左右穿插）。由于每组滑片的重量在轴的两则，并且是相互相连的，旋转时可抵消大部分离心力，大幅度减少对缸壁的压力，从而减少摩擦损失。

每块滑片与缸壁接触端开有安装小滑块7和气缸滚柱8的大小滑槽，大槽安装气缸滚柱8，气缸滚柱8在离心力的作用下与缸壁紧密接触，起密封作用，为防止气缸滚柱8磨损变小后气体从滑片槽中漏出，在气缸滚柱8后面加装了小滑块7，小滑块7安装在小槽里，小滑块7也是在离心力的作用下在小槽中滑动，紧压气缸滚柱8与它密封，小滑块7在长期运行时会磨损，但它磨损后只是变短，不影响密封性，因此，本机寿命长。在小滑块7下面也可以加装弹簧片，有利于增大低速时小滑块7对气缸滚柱8及气缸滚柱8对气缸壁的压力，增加启动和低速时的密封性。

滑片槽15中嵌入了上滚柱支架4和下滚柱支架5，在上滚柱支架4、下滚柱支架5与滑片1、滑片2、滑片3之间装有n个滑片支撑滚柱9，n≥1，优选n=1、2，运转时滑片1、滑片2、滑片3在滑片支撑滚柱9上运动，由于滑片支撑滚柱9可以滚动，滑片1、滑片2、滑片3在滑片支撑滚柱9的运动是滚动摩擦，这样滑片与转子的摩擦损失大大减小，机械效率大幅度提高。本发明所有受力大的运动部位都是滚动摩擦，摩擦阻力很小，不会导致摩擦过量升温而损坏本机，抗摩擦能力极强，可实现无润滑油工作，在实际使用中可视使用环境可选择无油润滑或有油润滑工作，如医疗、食品等不能有油的行业可选择无油润滑工作，高温环境可选择高温润滑油脂润滑或无油润滑工作。两滑片合成一块滑片后，滑片深度增大，可增大缸与转子的直径比，增大缸体的容积利用率。上滚柱支架4、下滚柱支架5是嵌入在转子中的，将来运行中只损坏上滚柱支架4和下滚柱支架5，不会损坏成本较高的转子，也有利于部件加工和将来损坏后的更换，使维修成本大幅度降低。

缸体12中开有小口径进排气口6、大口径进排气口10，进排气口在缸内圆弧开口大小由压缩比或膨胀比决定，做压缩机使用时进气口的开口弧度大于出口弧度，大口径进排气口10做进气口，小口径进排气口6做排气口，做膨胀机使用时进气口的开口弧度小于出口弧度，小口径进排气口6做进气口，大口径进排气口10做排气口。

本发明转子中的滑片槽15是通的，会减少转子输出轴14的输出强度，为此转子两端增加了加强柱16，保证输出轴的扭转强度。

以下结合附图对本发明进行说明：

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明滑片结构图；

图3是本发明转子结构图；

图1中，1是滑片1、2是滑片2、3是滑片3、4是上滚柱支架、5是下滚柱支架、6是小口径进排气口、7是小滑块、8是气缸滚柱、9是滑片支撑滚柱、10是大口径进排气口、11是转子、12是缸体。

图2中，1是滑片1、2是滑片2、3是滑片3、13是滑片连接螺丝。

图3中，4是上滚柱支架、5是下滚柱支架、11是转子、14是转子输出轴、15是滑片槽、16是加强柱。

本发明的具体实施方式

工作原理是：在转子11旋转运动时，转子11中的滑片槽15内的滑片1、滑片2、滑片3在离心力和缸体12缸壁的挤压下运动，滑片1、滑片2、滑片3分别带动它们的小滑块7和气缸滚柱8运动，使滑片与缸体之间组成完全密封的可变容器，随着转子11的转动气体在这可变的容器内形成压缩或膨胀。滑片2和滑片3是安装在转子的两则，运转时产生的离心力方向是相反的，通过滑片连接螺丝13连接后，产生的离心力大部分可相互抵消，滑片1是两块滑片做成一体的，同样可抵消大部分的离心力，这样滑片对缸壁的压力就会大大减小，摩擦损失减少机械效率提高。

做压缩机使用时气体从大口径进排气口10进入缸内，外部动力带动转子11转动，转子11带动滑片1、滑片2、滑片3转动，随着滑片逐步收缩到滑片槽15内，滑片与缸体12形成的容积逐步变小，气体被压缩，被压缩的气体从小口径进排气口6排出，完成压缩循环。

做膨胀机使用时，高压气体从小口径进排气口6进入，在气体压力的作用下，推动滑片1、滑片2、滑片3转动，滑片1、滑片2、滑片3再推动转子11转动，转子11转动从转子输出轴14输出动力，膨胀后的低压气体从大口径进排气口10排出，完成膨胀做功。

为减少滑片与转子的摩擦损失提高机械效率，在滑片槽15中安装了上滚柱支架4、下滚柱支架5和滑片支撑滚柱9，滑片在滑片槽15内运动时形成滚动摩擦，减少了摩擦损失，提高机械效率，为加强转子的强度增加了加强柱16。