雙橢圓軌道槽雙列活塞式(或隔膜式)壓縮機的製作方法

2023-05-11 03:17:06 1

專利名稱：雙橢圓軌道槽雙列活塞式(或隔膜式)壓縮機的製作方法
技術領域：
流體動力機械。
背景技術：
廣泛應用在礦山開採、冶金、石油開採、煉油、石油化工、化肥、動力裝置、空氣動力、製冷、空調、空氣分離等諸多工業領域的活塞式(隔膜式)壓縮機，其核心技術要點就是獨特的傳動機構和變容方式、以及密封、節能和環保等技術性能指標；活塞式壓縮機在工作時，將原動力的旋轉運動通過曲柄連杆傳動機構轉換成活塞的高速往復直線運動，活塞在氣缸中的高速往復直線運動通過閥門配合，完成吸氣，壓縮排氣工作循環，對氣體工質做功，增加其動力能，對外輸出高壓氣體，滿足應用行業的需要。由於它適用壓力範圍廣、高中低壓都適用，調壓方便，適用多種媒體工質，除了超高壓範圍外，中低壓範圍內機體對材質要求不高，排出氣流損失小等諸多優點，使它在壓縮機領域中一直佔據主流機型地位，市場佔有率一直穩步上升。但是曲柄連杆、氣缸、活塞，有些應用領域要求，還需要再加上十字頭滑槽連杆中間傳遞機構，這一結構本身存在以下難以克服的缺點和弊病，極大地影響應用領域的經濟發展和環境保障。(一 )曲柄連杆活塞式這種結構必然產生高速往復慣性力，這是該設備運轉工作過程中產生振動的振動源，往復慣性力產生的幹擾力矩的周期性作用必然會激起曲軸系的扭轉振動，以上這兩種振動一產生噪音、汙染環境，對環保不利；二是損害機體，縮短機器使用壽命，增加維修工作量。(二)曲柄連杆活塞這種結構本身就已經夠笨重複雜了，再加上十字頭滑槽連杆中間傳遞機構，又為了平衡慣性力和離心力，離心力矩等還必須增加額外平衡質量，同時必須將氣缸的排列設計成對稱平衡式、對置式、角度式等多種型式，這樣勢必造成整機結構更加複雜笨重，佔地面積大，費材費工，成本高。(三)曲柄連杆機構在將原動力轉換成活塞的直線往復運動過程中吸排氣的周期性，造成吸排氣管內氣流脈動，其直接結果是(1)增加壓縮機吸入阻力，使其吸入能力下降；( 增加排出阻力，使管路增加額外負荷，運轉費用增加；C3)當排出管路細長，系統無足夠背壓時，脈動的慣性力可能引起吸入閥和排出閥一齊打開，造成流體由吸入管直接流向排出管的過流現象，損害設備；(4)引起吸入和排出壓力脈動，管路振動，損害整個系統， 威脅壓縮機的安全運行；( 使壓縮機不能適用於流量要求穩定的場合，從而縮小該機型的市場。(四)曲柄連杆結構在將原動力的旋轉運動轉換成活塞的直線運動，對氣體加壓， 增加其壓力能的過程中，必然產生出以下幾種無用功的能量消耗損失(1)產生活塞的側向推力，增加摩擦機械損失；( 為平衡往復直線慣性力和離心力，離心力矩而增加額外平衡質量的能量消耗；(3)產生與切線方向旋轉力垂直的法向力。以上三種無用功的力其總和大於有用功的切線方向旋轉力，所以該結構將原動力的旋轉運動轉化成活塞的直線運動，對工質做功加壓，增加其壓力能的功能轉換效率不足50 %，功能轉換效率低，運轉費用偏高。
(五)曲軸加工工藝複雜，技術條件要求高，加工難度大，氣缸數越多，曲柄越多， 曲軸越長，曲柄相對錯開角度變化越多，越難加工，加工成本偏高，曲軸加工工藝已成為多缸大功率壓縮機發展的「瓶頸」。

發明內容
針對上述現行曲柄連杆活塞式(或隔膜式)壓縮機的缺點和弊病，我研究發明出一種新型壓縮機~"雙橢圓軌道槽雙列活塞式(或隔膜式)壓縮機」用來更新換代。此目的是通過以下方式來實現的「雙橢圓軌道槽雙列活塞式壓縮機」由主軸、主軸軸承、雙T形滾動連杆，兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體、定位U形叉、雙向圓筒形機頭託架、圓筒形機殼、活塞式(隔膜式)壓縮機機頭等組成；所述主軸依次穿過圓筒形機殼兩端端蓋的圓心， 兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體上橢圓軌道槽長短軸交叉中心，雙向圓筒形機頭託架中間託盤的圓心，實現五心同軸；主軸依次與圓筒形機殼兩端端蓋用主軸軸承定位聯接，與兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體用對稱雙平鍵固定聯接，與雙向圓筒形機頭託架中間託盤用軸承定位聯接，雙向圓筒形機頭託架用螺栓固定在圓筒形機殼的內壁上，機殼內裝冷卻潤滑油，機殼底部固定在機底座上，機底座為壓縮機的支撐固定構件。所述雙T形滾動連杆是在一根水平橫杆上安裝兩根水平垂直豎杆構成，三桿在一個平面上，水平橫杆兩端分別各裝一個軸承，插入兩個對稱相向的橢圓軌道槽中，水平橫杆兩端腰部分別穿過兩個定位U形叉，與之滑動接觸，定位U形叉固定在對應機頭相位的雙向圓筒形機頭託架的外壁上，其中心線必須對準機頭託架中間託盤的圓心，雙T形滾動連杆的兩根水平垂直豎杆分別穿過對應固定在雙向圓筒形機頭託架中間託盤兩個側面上機頭中心位置處筒壁並分別與機頭的活塞杆相聯接，水平垂直豎杆的中心線與活塞杆的中心線保持在一條直線上，並通過機頭託架中間託盤的圓心。在所述雙向圓筒形機頭託架中間託盤的兩個側面上，分別中心對稱向心固定安裝 2個、或3個、或4個、或5個、或多個活塞式(或隔膜式)壓縮機機頭，機頭中心線必須對準託盤的圓心，兩個託盤側面安裝的機頭彼此一一對應，背靠背，構成雙列多缸壓縮機，每個機頭的吸、排氣管互相串聯成吸排氣總管，每個機頭對應配套一個定位U形叉，一個雙T形滾動連杆，一個滾動連杆軸承，多個連杆軸承，同側的共用一個橢圓軌道槽。在原動力帶動主軸做旋轉運動時，就帶動兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體一同轉動，主軸每轉一圈，兩個對稱相向的橢圓軌道槽就帶動雙T形滾動連杆在定位U形叉限定的相位上作兩次向心的往復直線運動，從而帶動活塞在氣缸中也作兩次向心的往復直線運動，在閥門配合下完成兩次吸排氣工作循環，對氣體工質做功兩次，增加其壓力能，對外輸出高壓氣體以滿足用戶的專業需要。和現行曲柄連杆活塞式(或隔膜式)壓縮機相比，本發明有以下明顯的優點和有益效果1、本發明在機體結構上有創新，吸排氣功能完備，既界線分明，又過渡平穩圓滑， 做功效率高出一倍，並且又是雙列多缸構造設計和中心對稱設計，所以運轉均勻平穩，基本上消除了曲柄連杆活塞式壓縮機存在的結構性弊病，無慣性衝擊振動、無噪音，不產生脈動，從根本上改變了排出氣流壓力、流速、流量不穩定狀況。2、本發明主軸轉一圈，氣缸吸排氣兩次，對氣體工質做功兩次，與同功率同缸數，同轉速的曲柄連杆活塞式壓縮機相比，其工作效率整整提高了一倍，高效名符其實。3、本發明活塞在氣缸中進行的往復直線運動，沒有活塞側向推力，也就沒有這部分機械摩擦損失，也不存在曲柄連杆機構在功能轉換過程中的無用能量損失，所以與同功率、同轉速、同缸數曲柄活塞式壓縮機相比，本發明節能效果明顯，依理推斷至少在50%以上。4、本發明零部件少且簡單，易加工，適合大批量生產，加工成本低。5、本發明運轉平穩無強力慣性衝擊振動，潤滑充分、方便、到位，運轉部件無強力接觸，又活塞在氣缸中的往復直線運動，無側向推力，周圍受力均勻，所以本機型使用壽命長。6、按比重計算本發明可以突破現行曲柄連杆活塞式單機的超大功率超高壓的限額，能充分滿足新材料等新興行業對超大型壓縮機的特種需要。7、本發明比較適合一機同時壓縮多種氣體的場合，和一機多級的場合。8、本機型可以多列依次串聯在一根圓柱形主軸上，輕鬆解決多缸活塞式壓縮機設計製造問題，為多缸活塞式壓縮機設計製造，開創一條新路。


圖1是本發明的結構示意2是本機型機頭(8)在託盤(16)側面上的布局，以及相關零部件之間相互聯接的示意3是雙T形滾動連杆(3)結構示意4是雙向圓筒形機頭託架(6)的結構示意中主軸(1)、主軸軸承( 、雙T形滾動連杆C3)兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體G)、定位U形叉(5)、雙向圓筒形機頭託架(6)、圓筒形機殼(7)、活塞式壓縮機機頭(8)、 滾動連杆軸承(9)、橢圓軌道槽(10)、活塞杆(11)、圓筒形機殼端蓋(1 、對稱雙平鍵(13)、 託盤定位軸承(14)、雙向圓筒形機頭託架固定螺栓(15)，雙向圓筒形機頭託架中間託盤 (16)、雙T形滾動連杆水平橫杆(17)，雙T形滾動連杆兩根水平垂直豎杆(18)。
具體實施例方式以下結合

和具體實施方式
，對本發明作進一步的詳細描述設計橢圓軌道槽(長軸-短軸)+2 =活塞行程S參照附圖本發明雙橢圓軌道槽雙列活塞式壓縮機由主軸⑴、主軸軸承(2)、雙T 形滾動連杆(3)、兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體G)、定位U形叉(5)、雙向圓筒形機頭託架(6)、圓筒形機殼(7)、活塞式壓縮機機頭(8)等組成，主軸(1)依次穿過圓筒形機殼(7) 兩端端蓋(1 的圓心，兩個對稱相向橢圓軌道槽盤體(4)側面上的橢圓軌道槽(10)長短軸交叉中心，雙向圓筒形機頭託架(6)中間託盤(16)的圓心，實現五心同軸；主軸(1)依次與機殼(7)的兩個端蓋(1 用軸承( 定位聯接，與兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體用對稱雙平鍵固定連接，與雙向圓筒形機頭託架(6)的中間託盤(16)用軸承(14)定位連接；雙向圓筒形機頭託架(6)用螺栓(1 固定在圓筒形機殼(7)的內壁上，機殼(7)內裝冷卻潤滑油，機殼(7)的底部固定在機底座上，機底座為壓縮機的支撐固定構件。
所述雙T形滾動連杆(3)由水平橫杆(17)和兩根相互平行的水平垂直豎杆(18) 組成，三桿在同一平面內，水平橫杆兩端各自安裝一軸承(9)，插入兩個對稱相向的橢圓軌道槽(10)中；水平橫杆(17)兩端腰部分別穿過兩個U形定位叉(5)，並與之滑動接觸，定位U形叉(5)固定在對應機頭(8)相位的雙向圓筒形機頭託架(6)的外壁上，其中心線必須對準中間託盤(16)的圓心；雙T形滾動連杆(3)的兩根水平垂直豎杆(18)分別穿過對應固定在雙向圓筒形機頭託架(6)中間託盤(16)兩個側面上的機頭(8)中心位置處的筒壁，並分別與機頭(8)的活塞杆(11)相聯接，豎杆(18)的中心線與活塞杆(11)的中心線保持在一條直線上，同時必須能通過託盤(16)的圓心。在所述機頭託架(6)的中間託盤(16)的兩個側面上，分別中心對稱向心固定安裝 2個、或3個、或4個、或5個、或多個活塞式壓縮機機頭(8)，其中心線必須對準託盤(16) 的圓心；兩個側面上安裝的活塞式壓縮機機頭(8)彼此一一對應，背靠背構成雙列多缸壓縮機，每個機頭(8)的吸排氣管相互串聯成吸排氣總管，每個機頭(8)對應配套一個定位 U形叉(5)，一個雙T形滾動連杆(3)，一個滾動連杆軸承(9)，多個連杆軸承(9)同一側的共用一個橢圓軌道槽(10)，當原動力帶動主軸(1)做旋轉運動時，兩個對稱相向的橢圓軌道槽(10)也一起同步旋轉，雙T形滾動連杆C3)被定位U形叉限定在雙向圓筒形機頭託架(6)筒壁外的一個相位上，不能隨橢圓軌道槽(10) —起轉動，但是因受到橢圓軌道槽內壁推力、外壁拉力的交替作用，就在限定的相位上被迫作向心的往復直線運動，又因受兩個對稱相向的橢圓軌道槽(10)的同步帶動，雙T形滾動連杆C3)水平橫杆(17)的兩端軸承 (9)，不但同時同步受力，而且受力的大小和方向也完全一致，這樣雙T形滾動連杆C3)的兩根水平垂直豎杆(18)才能夠分別同步帶動託盤(16)兩個側面上彼此對應的活塞在氣缸中也同步做向心往復直線運動，在閥門配合下完成吸氣、壓縮排氣工作循環，對氣體工質做功，增加其壓力能，對外輸出高壓氣體，滿足用戶的專業需要，主軸轉一圈，雙T形滾動連杆 (3)被迫作兩次向心往復直線運動，其兩根水平垂直豎杆(18)就帶動託盤(16)兩側雙列活塞在氣缸中都同步作兩次向心往復運動，對氣體工質做功兩次，完成兩次工作循環，周而復始。將機頭(8)換成隔膜式壓縮機的機頭，本機型就變成「雙橢圓軌道槽雙列隔膜式壓縮機」了，其結構原理完全同上，這就完滿解決了現行隔膜式壓縮機壓出的流體流速偏低，流量不穩定和配套傳動機構笨重，成本高的弊病。
權利要求
1.雙橢圓軌道槽雙列活塞式(或隔膜式)壓縮機由主軸(1)、主軸軸承( 、雙T形滾動連杆(3)、兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體G)、定位U形叉(5)、雙向圓筒形機頭託架(6)、 圓筒形機殼(7)、活塞式壓縮機機頭(或隔膜式)(8)等組成，所述主軸(1)從左向右依次穿過圓筒形機殼(7)左端端蓋(12左)的圓心，兩個對稱相向的橢圓軌道槽左盤體0左) 的圓心，雙向圓筒形機頭託架(6)的中間託盤(16)的圓心，橢圓軌道槽右盤體0右)的圓心，機殼(7)右端蓋(12右)的圓心，實現五心同軸；主軸⑴依次與圓筒形機殼(7)兩端端蓋(1 用軸承( 定位聯接與兩個對稱相向的橢圓軌道槽盤體(4)用對稱雙平鍵(13) 固定聯接，與雙向圓筒形機頭託架(6)的中間託盤(16)用軸承(14)定位聯接，雙向圓筒形機頭託架(6)用螺栓(1 固定在圓筒形機殼(7)的內壁上，圓筒形機殼(7)內裝冷卻潤滑油，圓筒形機殼兩端底部固定在機底座上，機底座為壓縮機的支撐固定構件。
2.根據權利要求1所述的雙橢圓軌道槽雙列活塞式(或隔膜式)壓縮機，其特徵是所述雙T形滾動連杆C3)是在一根水平橫杆(17)上安裝兩根水平垂直豎杆(18)構成的，三桿在一個平面上，水平橫杆(17)兩端分別各裝一個軸承(9)，插入兩個對稱相向的橢圓軌道槽(10)中，水平橫杆(17)兩端腰部分別穿過兩個定位U形叉( 與之滑動接觸，定位U 形叉(5)固定在對應機頭(8)相位的雙向圓筒形機頭託架(6)的外壁上，其中心線必須對準雙向圓筒形機頭託架(6)中間託盤(16)的圓心，雙T形滾動連杆(3)的兩根水平垂直豎杆(18)分別穿過對應固定在雙向圓筒形機頭託架(6)中間託盤(16)兩側的機頭中心位置處的筒壁，並分別與固定在託盤(16)兩側面上的機頭(8)的活塞杆(11)相聯接，水平垂直豎杆(18)的中心線與活塞杆(11)的中心線保持在一條直線上，並通過機頭託架(6)中間託盤(16)的圓心。
3.根據權利要求1所述的雙橢圓軌道槽雙列活塞式(或隔膜式)壓縮機，其特徵是 在雙向圓筒形機頭託架(6)中間託盤(16)的兩個側面上，分別中心對稱向心固定安裝2個或3個、或4個、或5個、或多個活塞式(或隔膜式)壓縮機機頭(8)彼此一一對應，背靠背，構成雙列多缸壓縮機，每個機頭的吸排氣管互相串聯成吸排氣總管，每個機頭(8)對應配套一個定位U形叉( ，一個雙T形滾動連杆( ，一個滾動連杆軸承(9)，多個連杆軸承 (9)，同側的共用一個橢圓軌道槽(10)。
全文摘要
雙橢圓軌道槽雙列活塞式(或隔膜式)壓縮機屬於流體動力機械領域。在所述機頭託架(6)的中間託盤(16)的兩個側面上分別以中心對稱向心固定安裝2個、或3個、或多個活塞式(或隔膜式)壓縮機機頭(8)，兩側面的機頭(8)彼此一一對應構成雙列多缸壓縮機；所述雙T形滾動連杆(3)的水平橫杆(17)的兩端各裝一軸承(9)分別插入兩個對稱相向的橢圓軌道槽(10)中；兩根豎杆(18)分別穿過託架(6)的筒壁，與安裝在託盤(16)兩側的機頭活塞杆(11)相聯接，豎杆(18)和活塞杆(11)的中心線保持在一條直線上，並能通過託盤(16)的圓心。結構簡單、高效、節能、運轉均勻無振動、無噪音、無脈動，排出氣體壓力、流速、流量穩定可靠。
文檔編號F04B27/04GK102477972SQ20101058227
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者方保林 申請人:方保林