叶旋压缩机的制作方法

本发明涉及一种新型压缩机、泵及气动设备，是涉及一种功率重量比大，无震动，应用于大中小设备的压缩机。

背景技术：

目前现有的压缩中，主要是往复活塞式压缩、转子式压缩机、涡旋式压缩机、螺杆式压缩机。

其中活塞式压缩机缺点：结构复杂笨重，机器运转中有振动，排气不连续，气流有脉动；滚动转子式压缩机缺点：滑片与气缸壁面之间的泄漏、摩擦和磨损较大，压缩容积小；涡旋式压缩机的制造成本较高，偏心震动，其运动机件表面多是呈曲面形状，这些曲面的加工及其检验均较复杂，制造需高精度的加工设备及精确的调心装配技术，因此制造成本较高，其运动机件之间或运动机件与固定机件之间，常以保持一定的运动间隙来达到密封，气体通过间隙势必引起泄漏，这就限制了回转式压缩机难以达到较大的压缩比，因此，大多数回转式压缩机多在空调工况下使用；螺杆式压缩机，缩机噪声高，不能用于高压场合，螺杆压缩机依靠间隙密封气体，在小容积范围内不具有优越的性能。

技术实现要素：

为了克服现有压缩机的各种缺陷，本发明提供了一种全新结构的压缩机，该压缩机体积很小，但输出排量大、排气连续、封密性好、耗能少，运转时不产生震动，该机运转过程中产生的摩擦力很小，压缩比高，且惯性传递，提升功率快，提升了压缩机的输出功率，气缸结构形状适合使用气体和液体压缩，整机换气无阀门机构，且其密封好；三个控制系：a、b、c，a为压缩系、b为润滑冷却系、c为恒压系，能达到各构件更精确的控制，保证各运动构件性能在可控范围内，提高压缩机输出功率，使各构件的润滑和封密更好，能使运动各构件更耐用，该压缩机的做功是由传动轴直接带动转子做功，能量转化效率更高，整机结构紧凑，部件很少，容易生产制造。

本发明解决其技术问题，采用的全新的技术方案，压缩机由三大部分组成，转子总成、机壳总成、传动轴总成，运转时转子总成在机壳总成内做无偏心转动，转子上叶的开合运动实现吸气、压缩、排气的原理来构件成压缩机，当安装压缩机时，只需将转子安装在壳体内部以传动轴为联动机构，并用螺栓将固定即可。

构成转子的部件包括转子座、叶，转子座的圆柱体上设置平均2个圆周排列的特殊结构的凸面柱，凸面柱两侧为铰合结构，在凸面柱左右两侧铰链2个叶，构件成转子上的4个叶，在压缩机中转子的4个叶将机壳类圆内腔分割成4个封密腔，其中2个为气缸即压缩缸，2个为润滑冷却缸，气缸构件成压缩机的进气、压缩、排气冲程做功，与机壳内的进、出油道系构件压缩机的压缩系（a），润滑缸与机壳、转子、传动轴的油道系构件成转子和机壳各构件的润滑冷却，即为压缩机的润滑冷却系（b）,机壳外缸套与内缸套构件成的变量腔与机壳内恒压油道构件成恒压系(c)精确控制输出压力，在机壳类圆腔内安装转子，传动轴通过机壳两侧的偏心轴孔、转子中心孔连接，转动轴与相应轴承配合，与转子以键固定，使转子在内缸套类圆腔内具有一定量偏心，转子与内缸套类圆腔构件的缸在转动过程中实现容积变量，构件成叶旋压缩机。

本发明显著的有益效果是。

1.转子在机壳内做单方向无偏心转动，各运动构件动平衡和滚动设计，使各构件摩擦阻力减至更少、更耐用，使整机几乎无震动，减少能耗，使功率转换更大。

2.气缸密封是由转子侧壁和滚轴来密封，滚轴与内缸套类圆腔内壁面是滚动摩擦，各封密构件有充分的油润滑，叶的径向封密与压力成正比，所以阻力极小，而且密封和耐用性极好，转子在类圆腔内的运动是无偏心转动，从而增加了能量转化效率。

3.本发明设计在转子与机壳类圆腔构件成最小压缩缸和最大吸气缸时的转子凸面柱两侧面对应机壳两侧壁面设置进气孔与排气孔，能使转子的凸面柱侧壁面起到气门开关作用，使各进气系、排气系独立，排气、进气同步进行，排气、进气连续不断，从而增加排气、进气效率。

4.本发明叶在转子上合页转动并跟随转子公转运动，转子作圆周转动，惯性是直接传递，并且由转子的结构特征，跟据杠杆原理，叶旋压缩机压缩做功时，省力一半，从而增大能量转换效率。

5.在压缩机内被安排了4个缸，相邻缸为气缸、润滑冷却缸，环绕转子依次排列，其能使压缩机的润滑冷却、封密、压缩更合理，机械利用更充分，使压缩排量更大更连贯。

6.壳两侧只有进气孔、排气孔，无需设计复杂的阀门机构，使体积大幅度减少，进、排气阻力小，传动轴直接推动转子圆周运动做功，转速更快，功率更高。当输出轴转动一周时，每个气缸膨胀1次、压缩1次，每个润滑缸膨胀1次、压缩1次，每对置的2对缸做功相反，4个缸同时进行，单转子压缩机相当于4缸压缩机，体积却比4缸压缩机还小很多，所以本发明功率重量比很大，压缩排量大，且速度更快。

7.叶的一端与转子座紧密铰链，铰链中有回力弹簧、叶轴封、叶轴，叶的另一端有滚轴与叶滚动紧密接链、滚轴与类圆腔内壁面滚动紧密接链，转子两侧面与机壳内壁面滑动紧密接链，转子的最大受力、最大磨损是叶的滚轴，滚轴在类圆腔内壁面上是滑轮式运动并有润滑缸直接供油润滑，叶的杠杆原理作用在叶的力到滚轴时只有一半，结果滚轴的阻力、磨损也减少，作用在叶的力和滚轴的力成正比，可以沿轴向自动补偿，使转子、机壳构件成的缸封密更好，使压缩机的功率损耗更小，压缩比更高。

8.由于有充分润滑、温控系，滚动设计，动平衡设计，可适应低、中、高速运转，使本压缩机能量转化率较比现有压缩机高很多。

9.恒压系能更精确控制压力输出，减少能耗。

10.本发明是由转子、机壳、传动轴三部分构成，所以安装与维修极其容易。

11.由于转子的特征性与机壳构件成的叶旋压缩机，可使用气体、液体压缩。

12.本发明可设计成双转子，2个以上的多转子压缩机；当使用多转子压缩机时，需增加输出轴长度，增加相对应的转子、隔板构件数量，增加相应连接构件数量，并将转子改为多段式并列排置，适应更大的排量设备。

13.当提高气缸封密性时，可增加转子侧封提升封密效果。

14.当改变转子的半径或厚度时可改变整机的排量及压缩比，所以本发明调节排量容易，当增加材料强度时可将排量设计的更大来达到超大功率的目的。

15.本发明中传动系、压缩系、润滑冷却系与恒压系各系独立也相互关联，比现有压缩机体积小、排量大、波动性小、封密更好、能耗更少、机件更耐用，从而达到节能环保目的。

16.本发明部件极少，生产与制造简单容易。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1整机外观图。

图2整机结构侧剖视图。

图3整机组装结构示意图。

图4整机总成结构后透视图。

图5转子总成结构图。

图6转子总成结构组装示意图。

图7叶座a结构图。

图8叶座a结构底视图。

图9叶座b结构图。

图10叶座b结构底视图。

图11叶轴封总成结构图a.叶轴封总成组合结构b.封密垫结构上视图c.封密垫结构底视图d.叶轴封回力弹簧结构图。

图12转子座结构图。

图13转子座结构剖视图。

图14机壳上座总成结构图。

图15上座机壳结构图。

图16上座机壳结构后视图。

图17上座机壳结构侧剖视图。

图18内缸板结构图。

图19外缸套结构图。

图20内缸套结构图。

图21机壳盖结构图。

图22机壳盖结构上剖视图。

图23机壳盖剖视结构图。

图24传动轴结构图。

图25传动轴总成结构前剖视图。

图26传动轴总成结构上剖视图。

图27单向阀结构前视图。

图28单向阀结构后视图。

图29单向阀结构前剖视图。

图30单向阀结构左剖视图。

图31叶旋压缩机压缩系工作原理结构示意图a.气缸进气过程b.气缸进气冲程c.气缸压缩排气过程。

图32叶旋压缩机润滑冷却系工作原理结构示意图a.润滑缸进油过程b.润滑缸进油冲程c.润滑缸排油过程。

图33叶旋压缩机总成结构上剖视图。

图34叶旋压缩机总成结构上剖视立体图。

图中

1.上座机壳1a.恒压油道凹槽1b.恒压回油道凹槽1c.回油道凹槽1a.进油道凹槽1b.出油道凹槽2.内缸板2a.恒压油孔2b.恒压回油孔2d.内缸板内壁面2e.内缸板油凹槽3.外缸套3k.外缸套内腔3q.弹簧孔4.内缸套4d.类圆腔壁面4e.封密凹槽4k.类圆内腔4q.调压弹簧定位孔5.单向阀5q.圆球珠6.传动轴7.机壳盖7b.机壳封密凹槽7d.机壳盖内壁面7e.机壳盖油凹槽7k.油道封密凹槽8.转子8a.转子轴孔9.轴承10.封密圈11.定位销12.调压螺栓13.封密圈14.调压弹簧15.轴承16.油封17.轴承18.卡簧19.油封20.螺栓21.转子座21a.润滑缸进油道21b.润滑缸出油道22.叶a23.叶b24.叶座a24e.含油凹槽24b.弹簧固定孔25.叶座b26.滚轴27.叶轴28.叶轴封29.叶轴封垫29e.凹槽30.回力弹簧31.机壳进油孔32.机壳出油孔33.内缸板偏心轴孔34.机壳盖进油孔35.机壳盖出油孔36.机壳盖进油道37.机壳盖出油道38a.机壳并接进油道38b.盖并接进油道39a.机壳并接出油道39b.盖并接出油道40.传动轴进油道41.螺栓孔42定位孔43.机壳盖偏心轴孔44.单向阀进油道45.单向阀出油道46.润滑缸进油孔47.润滑缸出油孔48.润滑缸排油孔49a.单向阀第一进油凹槽49b.单向阀第一单向进油圆孔49c.单向阀第一出油凹槽50a.单向阀第二进油凹槽50b.单向阀第二单向进油圆孔50c.单向阀第二出油凹槽51a.单向阀第一排油凹槽51b.单向阀出油单向圆孔51c.单向阀第二排油凹槽52.定位孔53.调压螺孔54.机壳偏心轴孔55.压缩缸56.润滑缸57.恒压腔58.回压腔59.机壳上座总成60.传动轴总成。

具体实施方式

转子发动机的各种部件。

如图1、2、3、4、5、14、21、25所示，本压缩由转子总成（8）、机壳总成（59）（7）、传动轴总成（60）三部分组成。并构件成如图31所示压缩机的压缩系（a）、图32的润滑冷却系（b）、图4的恒压系（c），图1为压缩机外观图、图2为压缩机剖视图、图3压缩机结构组装图、图4为压缩机结构透视图。

如图5至13所示，转子总成（8）的部件包括叶a（22）、叶b（23）、转子座（21），叶（22）（23）与转子座（21）是通过叶轴（27）铰链连接，铰合的封密由叶轴封（28）构成，叶轴封（28）内的回力弹簧（30）两端线固定在相应的铰合固定孔（24b）内，构件成叶a（22）、叶b（23）回力铰合，如图5所示，转子总成（8）上对置安装相应的4个叶。

如图5至11所示，构成叶的部件包括叶座（24）（25）、滚轴(26)、叶轴（27）、叶封（28）。图5可见叶a（22）总成结构，叶b（23）总成结构。

如图7至10所示，叶座的结构包括有叶座a（24）、叶座b（25）的两种形状，叶座开口圆孔上有多道油槽（24e）使滚轴封（26）封密润滑更好，叶座铰合位内有弹簧固定孔（24b）与转子座（21）相应的弹簧固定孔（24b）固定回力弹簧（30），至使叶在转子上有一定的张开力量，使滚轴（26）紧贴类圆腔内壁面（4d），如图4所示，能使转子与机壳类圆腔构成的各缸体封密性更好。

如图11所示，叶封（28）总成部件包括叶封垫（29）、回力弹簧（30），2个叶封垫（29）与回力弹簧（30）构件成叶封（28），其作用是转子的铰合封密与叶的回旋张开力。

如图12、13所示，转子座（21）上的凸面柱左右两边为铰合结构与叶的铰合相对应，在转子座中心有轴孔（8a）与传动轴相对应以键固定紧密配合，在凸面柱与中心轴孔（8a）内有润滑缸进油道（21a）出油道（21b）与传动轴的进油孔（46）出油孔（47）相对应。

如图14至23所示，将内缸板（2）装入上座机壳（1）内腔内与底面紧密配合，再将外缸套（3）陷入内腔内，在外缸套（3）内腔内安装内缸套（4），将调压弹簧（14）装入调压螺孔（53）用调压螺栓（12）固定，使内缸套（4）底部限位凸台紧贴外缸套（3）壁面，上限位凸台与外缸套（3）上壁面留有一定量空间，在力的作用可使内缸套（4）在外缸套（3）内腔（3k）内能够上下移动，在偏心孔相应位置安装相应轴承、密封圈，构件上座机壳总成（59），在机壳盖（7）的封密凹槽安装密封圈，偏心孔安装轴承，与上座机壳总成（59）相应配合用螺栓（20）固定，构件成机壳总成，同时构件成转子的工作内腔（4k）、压缩机的恒压腔（57）（58），构件机壳内进油系、出油系、恒压油道系。

如图24至30所示，单向阀（5）内配置相应的圆球珠（5q），将单向阀（5）安装在传动轴（6）的单向阀进油道（44）的相应位置内用梢栓固定，构件传动轴总成（60），同时构件成润滑缸的进油道（44）、出油道（45）、进油孔（46）、出油孔（47）、排油孔（48）。

如图2、3、4、33、34所示，转子总成（8)安装在机壳总成的内缸套（4）类圆腔（4k）内，传动轴总成（60）通过机壳总成的偏心轴孔（33）（43）（54）、转子中心轴孔（8a）与相应的轴承、密封圈配合，转子与传动轴相对应以键固定，构件成叶旋压缩机，如图4所示，转子（8）将机壳总成类圆腔（4k）分割成4个腔，2个气缸（55），2个润滑缸（56），转子与类圆腔具有一定量的偏心，在转动过程中缸实现容积变量，气缸（55）与机壳总成的进出油道系构件成如图31所示的压缩系（a），润滑缸（56）与传动轴、转子、机壳的润滑油道系构件成如图32所示的润滑系（b），如图4所示，恒压腔（57）和回压腔（58）与机壳的调压油道系构件成压缩机的恒压系（c）。

压缩机的工作过程。

如图31所示，当压缩机工作时，转子（8）在机壳类圆腔内做单方向无偏心转动。转子在机壳内分割成4个腔，其中2个为气缸（55）（即压缩缸），2个为润滑冷却缸（56），对置的缸所做的冲程相反，容积变大时，缸为吸气与膨胀过程，容积变小时，缸为排气与压缩过程，转子转动一周，每个缸完成：吸气、压缩、排气过程，4个缸同时进行，逐步交替变换，传动轴的动力直接传递给转子做功，传动比为1:1，转子转动一周做功输出2次。

如下以单个气缸做功为例，如图31、33所示，当压缩机工作时，转子转动至（a）的位置时，叶a和叶b构成的气缸（55）容积逐渐变大，进气孔（31）打开，开始进气，此过程为气缸的进气过程（a），转子转动从a至b位置时，气缸容积最大，吸气完成，进气孔(31)关闭，此过程为气缸的进气冲程（b）,当转子向(c)位转动时，排气孔（32）即时打开，气缸容积逐渐变小气体被压缩，气体通过排气孔（32）排出，此过程为气缸的压缩冲程（c），完成气体压缩，在此过程对置的气缸冲程相反，同时进行逐步交替做功，进气、排气连续不断，输出平顺，构成压缩机做功冲程。

如下以单个润滑缸做功为例，如图32、33所示，当压缩机工作时，转子转动至(a)时，润滑缸的容积逐渐变大，油通过传动轴中的单向阀进油道（44），经转子的进油道（21a）进入润滑缸，转子转动至(b)位置时，润滑缸容积最大，吸油完成，转子从（b）转向（c）的位置时，润滑缸容积逐渐变小，油开始通过转子的出油道（21b），经传动轴的单向阀出油道（45）、排油道（48）排出，完成转子和各构件的润滑和冷却。

如图4、16、33所示，压缩机在做功过程中，高压油通过恒压油道（1a）经恒压油孔（2a）进入恒压腔（57），恒压腔（57）到一定量的压力可以克服调压弹簧（14）的阻力，使内腔套（4）向上移动，从而改变转子（8）与内腔套（4）构件成的各缸的压缩容积量，使压缩机有一定恒量的压力输出，从而使耗能减少。