橢圓壓縮流體輸送機械的製作方法

2023-06-11 18:36:41

專利名稱：橢圓壓縮流體輸送機械的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種流體輸送機械，特別是採用壓縮原理輸送流體的壓縮機或流體泵。
背景技術：
常見的流體輸送機械品種繁多，但主要分為速度型和容積型兩大類。這兩大類又可分為若干種形式，以下先簡介這幾種形式流體輸送機械的特點和存在的不足流體輸送機械(一)速度型流體輸送機械，速度型流體輸送機械按其結構分為葉輪式和噴射式。
1、葉輪式包括各類離心泵、離心壓縮機、軸流風機、軸流泵等，它們主要利用高速旋轉的葉輪將機械能傳遞給流體介質，以提高流體的壓能，這種形式的流體輸送機械的優點是結構緊湊，效率高，流量大而均勻，可用電動機直接驅動。缺點是不能自吸(對泵而言)，流量變化時，壓力和效率也隨之改變。
2、噴射式流體輸送機械是利用一種流體介質的動能來帶動輸送另一種流體介質的設備，其優點是結構簡單，加工容易，適合化工，環保，食品工業使用。缺點是主流體介質所需的壓力較高，而且當流量變化時，真空度及所帶動流體的流量也隨之變化，而且應用範圍有限制。
(二)、容積型流體輸送機械。它又分為往復式和旋轉式。
1、往復式流體輸送機械，這種形式的機械是通過活塞在氣缸內作往復運動使工作容積發生周期性變化，從而實現流體的增壓和輸送。它的優點是排出壓力較高，壓力不隨流量的改變而改變，小流量時效率較高。缺點是要有一套往復運動機械，整機的體積和重量都比較大，不能與高速電動機直接連接，調節工況也較複雜。與往復式同一形式的還有隔膜泵等，隔膜泵是藉助隔膜的運動使工作容積發生周期性變化，而實現流體的增壓和輸送，此類機械的優點是密封性能好，製造成本不高，但存在的不足之處是流量小，運動隔膜容易損壞，目前尚未得到廣泛應用。
2、旋轉式流體輸送機械，其工作原理是通過轉子在氣缸內高速旋轉使工作容積發生周期性變化，從而實現流體的增壓和輸送，具體結構有螺旋壓縮機、螺旋泵、滑片式壓縮機、渦旋壓縮機、渦旋泵、滾動活塞式壓縮機等，這些流體壓縮機和泵的優點是結構簡單，重量輕，可直接與高速電動機直接相連，運行安全可靠。缺點是螺杆式、渦旋式、齒輪式的壓縮機和泵的轉子表面是比較複雜的曲面，加工製造和檢測都比較困難；滑片式、滾動活塞式壓縮機和泵的摩擦功耗都比較大，流體內洩漏也比較多。
本發明人針對現有技術的情況，發明了一種容積型旋轉式流體輸送機械，中國專利，專利號97111377審定公告號1093604發明名稱套轉式流體輸送機械，該套轉式流體輸送機械的結構特點是在機殼內安裝有一個圓筒分布許多小孔的透籃，內部設有一個偏心轉子，轉子與透籃之間有葉片，透籃內表面和轉子外表面之間有一個月牙形工作空間，當電機帶動轉子轉動時，通過葉片帶動透籃旋轉，而使月牙形工作容積周期性發生變化，使流體通過透籃小孔不斷吸入、壓縮和排出而完成流體輸送過程，本發明的流體輸送機械結構簡單、體積小、效率高、振動小、運行平穩、易操作、適宜輸送和壓縮各種乾淨流體介質。
在工作實踐中，本發明人又對套轉式流體輸送機械進行分析，覺得這種套轉式流體輸送機械還可以改進，使其工作性能更好，更能適應多種流體的輸送需求。

發明內容
本實用新型產品的目的是提供一種效率高、節能降耗的區別於現有採用的圓形壓縮結構的橢圓壓縮流體輸送機械。
本實用新型具體的技術方案如下橢圓壓縮流體輸送機械包括電機連接軸、機殼、機座和流體入口、流體出口等部件，其特點是機殼內腔為橢圓形結構，在橢圓形的機殼內設有一個軸心偏離機殼中心(即橢圓中心)的轉子，電動機連接軸與轉子相連，轉子外圓柱面與機殼內橢圓柱面相切，並與橢圓柱面之間形成一個月牙形空腔，轉子上裝有可以伸縮串動的軸輪組件，軸輪組件的兩端與橢圓柱面緊貼，當轉子轉動時，軸輪組件隨之轉動，整個軸輪組件沿著轉子軸心槽方向來回串動，使流體在機殼內的月牙形空間分為不同壓力室。
以上所述的可以伸縮串動的軸輪組件有套筒，套筒內安裝有彈簧，套筒外設有兩個串動板，串動板上安裝有可以旋轉的軸輪，軸輪通過套筒內彈簧的伸長或縮短而緊貼在橢圓柱面上。
上述所說的橢圓壓縮流體輸送機械，一般用於輸送乾淨氣體和液體。為了使本橢圓壓縮流體輸送機械能輸送泥漿、砂漿、食品漿等物料，可將一對能串動伸縮的軸輪改裝成一對能串動伸縮的刮板，通過旋轉刮板將漿料帶出。
本實用新型橢圓壓縮流體輸送機械的工作原理橢圓壓縮流體輸送機械的工作原理是當電動機提供動力後，連接軸帶動轉子進行偏心高速旋轉，轉子與機殼之間的軸輪組件隨之旋轉，使軸輪緊壓在機殼內橢圓柱面上滾動(或刮板在機殼內橢圓柱面上滑動)。開始時，由於機殼內軸輪組件和轉子構成的封閉容積和流體入口相通，流體便進入該封閉容積，當旋轉時，由於橢圓內表面和轉子外圓表面之間為月牙形空間，該封閉容積逐漸變大，形成一低壓空腔，將流體從入口吸入，進入吸氣(液)過程；當旋轉到一定位置時，該封閉容積與入口脫離，隨著轉子進一步旋轉，進入壓縮過程，該封閉容積逐漸減小，當旋轉到該封閉容積與流體出口相通，進入排氣(液)過程，逐將流體擠向出口管排出。這樣，隨著電機不斷驅動轉子旋轉，各個封閉容積依次不斷地通過入口管吸入，經過壓縮又不斷從出口管排出，實現對流體的增壓和輸送任務。
本實用新型的設計是依據橢圓方程和直線方程聯立來確定軸輪的大小和偏心轉子圓心的位置。
本實用新型與現有技術相比。其突出的實質性特點和顯著的進步是。
1、本橢圓壓縮流體輸送機械與目前採用的圓形壓縮結構不同，它採取偏心轉子在橢圓內與軸輪組件串動伸縮相結合的旋轉式結構。其構思是利用橢圓和圓的關係，選擇圓的直徑來考慮偏心轉子軸心軸長度，巧妙地利用軸輪(刮板)及套管內安裝彈簧完善串動軸結構，具有獨創性和先進性。
2、不需要往復運動機構，結構簡單、緊湊、體積小、重量輕、易損件少。
3、加壓過程平穩、流量大而均勻，自吸效果好，容易操作。
4、效率高、能耗低，比往復式壓縮機節能達15％以上。
5、由於轉子表面為圓形，沒有複雜的曲面，加工製造方便，精度也容易保證，密封間隙小，洩漏降壓的情況不嚴重，有利於減少無用功，推廣起來容易。
6、用刮板時，橢圓壓縮流體輸送機械還可以輸送漿料流體，如泥漿、砂漿、食品漿料等。
7、本產品整機體積小、效率高、振動小、運行平穩，容易製造，易於推廣。


圖1是橢圓壓縮流體輸送機械的結構示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是橢圓壓縮流體輸送機械輸送漿料物料的示意圖；圖4是橢圓壓縮流體輸送機械氣體輸送壓縮過程示功圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型的橢圓壓縮流體輸送機械包括電機連接軸15、機殼1、機座和流體入口管、流體出口管7等部件，該機器的機殼1內設有一個軸心偏離機殼中心(即橢圓中心)的轉子8，機殼內腔為橢圓形結構，電動機連接軸15通過螺母9與轉子8相連，轉子裝有可以伸縮串動的軸輪組件，軸輪組件上兩端的軸輪與橢圓柱面緊貼，該軸輪組件有套筒5，套筒5內安裝有彈簧6，套筒5外設有串動板4，串動板4上安裝有軸輪2，軸輪2可通過套筒5內彈簧6的伸長或縮短而緊貼在橢圓柱面上，軸輪2上設有銷軸3。
在電動機連接軸15與轉子8相連處，為防止鬆動，設有外舌止動墊圈10；電動機連接軸15與機殼1和託架11之間為防止漏氣，設有填料箱12，填上填料13；再用壓蓋14壓緊；電動機連接軸15安裝在軸承18上，並用透蓋16和墊圈17固定。
如圖3所示，為了使本橢圓壓縮流體輸送機械能輸送泥漿、砂漿、食品漿等物料，可將一對能串動伸縮的軸輪改裝成一對能串動伸縮的刮板19，通過旋轉刮板將漿料帶出，其餘結構與圖1和圖2相同。
如圖4所示，以橢圓壓縮流體輸送機械氣體壓縮機為例，簡述本實用新型產品的作功過程設壓縮過程的氣體為理想氣體，見圖4所示的理論工作過程P-V示功圖中，Ps為吸氣口壓力，P1為氣體入口前降低的壓力，Pi為在軸輪與橢圓柱面處壓力，Pd為排氣口壓力，Vo為餘隙容積，V1為吸氣封閉容積，Vm為轉子帶動軸輪旋轉到脫離吸氣口時最大封閉容積。圖中表示了橢圓氣體壓縮機餘隙容積Vo，吸氣過程的開始時間延遲，吸氣、排氣過程的結束時間都提前，內壓力比小於外壓力比的情況，橢圓氣體壓縮機中的Vo為餘隙容積，這部分剩餘高壓氣體在下一個工作過程開始時總要先膨脹，壓力沿4′-1′下降到P1，此時封閉容積由Vo增到V1，在與流體入口相通的瞬時，壓力由P1(1′點)恢復到吸氣壓力Ps(1點)，因而使封閉容積的開始吸氣點延遲。吸氣過程中壓力Ps，容積由V1(1點)——V2(2點)，當封閉容積和流體入口相脫離的瞬時，氣體將在吸氣終了之後再行膨脹，直到吸氣容積增加到Vm時(2′點)，才從降低了的壓力開始壓縮，在圖4中壓力變化曲線由1-2-2′-2-3，曲線段2-2′同時代表了氣體的膨脹和壓縮過程。壓縮過程中容積由V2(2點)減小到V3(3點)，當封閉容積和流體出口相通的瞬時(3點)，由於內壓力比小於外壓力比，即Pi＜Pd，排氣管中的氣體迅速倒流入封閉容積，而使壓力突然由Pi上升到Pd(3′點)，隨後，封閉容積繼續縮小，容積由V3(3′點)逐漸減小(4點)而將氣體排出。由於排氣封閉容積的存在，排氣結束後留下的氣體再度被壓縮，壓力從Pd(4點)上升到4′點，接著是餘隙容積Vo剩餘高壓氣體膨脹，進行下一個工作循環。
以橢圓短軸為直徑的圓形壓縮過程示功圖，在圖4中4′-1′-1-2″-2-2″-3″-3-4-4′所示。
由此可見，本實用新型產品的輸出功率比圓形壓縮結構的流體輸送機械的輸出功率大。
權利要求1.一種橢圓壓縮流體輸送機械，包括電機連接軸、機殼、機座和流體入口、流體出口等部件，其特徵在於機殼內腔為橢圓形結構，橢圓形的機殼內設有一個軸心偏離機殼中心的轉子(8)，電動機連接軸(15)與轉子相連，轉子外圓柱面與機殼內橢圓柱面相切，並與橢圓柱面之間形成一個月牙形空腔，轉子(8)上裝有可以伸縮串動的軸輪組件，軸輪組件上兩端與橢圓柱面緊貼。
2.根據權利要求1所述的橢圓壓縮流體輸送機械，其特徵在於可以伸縮串動的軸輪組件有套筒(5)，套筒(5)內安裝有彈簧(6)，套筒(5)外設有兩個串動板(4)，串動板(4)上安裝有可以旋轉的軸輪(2)。
3.根據權利要求1所述的橢圓壓縮流體輸送機械，其特徵在於可以伸縮串動的軸輪組件有套筒(5)，套筒(5)內安裝有彈簧(6)，套筒(5)外設有兩個串動板(4)，串動板(4)兩端安裝有刮板(19)。
專利摘要本實用新型涉及一種流體輸送機械，它包括電機連接軸、機殼、機座和流體入口、流體出口等部件，其特徵在於機殼內腔為橢圓形結構，在橢圓形的機殼內設有一個軸心偏離機殼中心的轉子，電動機連接軸與轉子相連，轉子外圓柱面與機殼內橢圓柱面相切，並與橢圓柱面之間形成一個月牙形空腔，轉子裝有一對可以伸縮串動的軸輪組件並與橢圓柱面緊貼，本產品整機體積小、效率高、振動小、運行平穩，容易製造，易於推廣。
文檔編號F04C2/00GK2725577SQ20042006492
公開日2005年9月14日 申請日期2004年6月10日 優先權日2004年6月10日
發明者李瑞雲 申請人:李瑞雲