應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構的製作方法

2023-09-10 15:41:00 5

專利名稱：應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構的製作方法
技術領域：
應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構
技術領域：
本實用新型涉及帶有滑片的容積式泵或壓縮機領域，更具體地說，涉及一種應用 於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構。
背景技術：
滑片式壓縮機目前主要用於小型空調製冷裝置及汽車空調器中，它以結構簡單、 製造容易、壓力脈動小、振動小等優點受矚目。滑片式壓縮機主要結構包括機體，轉子及滑 片等三部分組成，轉子是唯一連續運行的部件，上面有若干個沿長度方向切割的槽，其中插 有可在油膜上滑動的滑片，轉子在氣缸的定子中旋轉。在旋轉期間，離心力將滑片從槽中甩 出，形成一個個單獨的壓縮室。旋轉使壓縮室的體積不斷減小，空氣壓力不斷增大，通過注 入加壓油來控制壓縮產生的熱量，高壓空氣從排氣口排出，其中殘留的油通過最終的油分 離器予以清除。轉子旋轉一周，其單元容積從與吸入孔口相通到向排汽口排汽，將經歷由最 小逐漸變大，再由最大逐漸變小的變化規律。從而完成膨脹、吸氣、壓縮、排氣等過程。貫穿式滑片由正反兩個滑片組成，與常用的壓縮機滑片相比，其滑片厚，受力大等 優點。只是滑片過厚，旋轉中使貫穿滑片向兩邊伸展的離心力更大，伸展的滑片直接與定子 內壁接觸，無論是與線接觸還是與面接觸，都不能減少滑片與定子內壁之間的摩擦。貫穿滑 片的質量，是常用滑片壓縮機中滑片的多少倍，其摩擦也是多少倍(貫穿滑片的質量和摩 擦與普通滑片壓縮機的倍數成正比)。貫穿滑片的滑片是裝在轉子的凹槽中來回滑動的，既 然是滑動的滑片，滑片與轉子凹槽之間必然存在間隙，這個間隙是高壓和低壓之間的直接 通道，間隙乘以滑片的高度，就是洩漏的面積，這個間隙沒有任何防護措施。壓力達到0. 5m pa時，洩漏速度已超過音速，在旋轉力和洩漏壓力的作用下，貫穿滑片的外側面與轉子滑槽 的內側產生摩擦，造成功率損耗。貫穿滑片壓縮機到現在為，尚停留在初步發展階段，還不 夠成熟。例如中國實用新型專利ZL95100939. 7公開了一種名為「容積式泵或壓縮機的滑 片」的專利，其技術方案主要以下幾個技術組成「滑片(1)有單片式和貫穿式雙片組合式 兩種，在滑片(1)與泵或壓縮機的定子內徑表面或轉子外徑表面相接觸的一端，有一根浮 動密封條⑵」……「滑片⑴的厚度製成階梯形」……「轉子(26)與軸承(21)之間， 有一個彈性加壓圈(2)，彈性加壓圈(2)的材料有金屬或聚氨酯彈性體或橡膠或塑料等制 成」……。設置浮動密封條(2)的目的是「使滑片與定子內徑或轉子外徑相接觸的一端，由 線接觸變為面接觸，從而可大大降低滑片與定子內徑的接觸應力，並能較大的提高泵或壓 縮機的使用性能和壽命」。上述技術方案存在以下幾點嚴重缺陷A.浮動密封條是由圓柱體加工而成的，約 30%的地方切成與定子內徑相等的圓弧，弧長是密封的長度，浮動密封條與定子內壁的接 觸面增加，同時也增加了摩擦的面積。對面切開的一小部分是儲油的，即使浮動密封條變換 角度也能使油路暢通。B.滑片是由正反兩片組成，利用離心力將滑片向兩邊伸展。由於滑 片的離心力太大，常用做法是將滑片的厚度做的薄一點，降低滑片質量而減少摩擦。C.轉子和滑片之間沒有任何密封，流體會從轉子和滑片之間的夾縫中洩漏，或受流體直接擠壓，使 轉子和滑片的摩擦力增大，影響滑片在轉子中的移動，並造成熱量和功率損耗。中國實用新型專利ZL200520101607. 5公開了一種名為「一種迴轉容積式壓縮機」 的專利，其技術方案主要以下幾個技術特徵組成「一種迴轉容積式壓縮機，其包含兩端以 端蓋(12)密封連接的缸，缸上設有液、氣吸進口(2)和排出口(11)，缸內設有兩端以軸承支 承的主軸(3)，由主軸帶動實現液、氣吸進和排出，其特徵在於所述的主軸與缸偏心設置並 動密封結合，主軸內設有與缸數相等的滑槽(8)，滑槽內設有與其動密封可往復滑移的滑塊 (5)，滑塊上設有洩壓槽(7)，滑塊端部與缸內徑動密封接觸，使缸內腔分隔成高壓腔(9)和 低壓腔(4)；同時在排出口(11)上設有密封連接的開閉閥(1)」。上述技術方案跟中國實用新型專利ZL95100939. 7 一樣存在類似問題A。滑塊與 定子內壁的接觸面為面接觸，增加了摩擦面積，造成更大的熱量和功率損耗。B轉子和滑片 之間沒有任何密封，流體會從轉子和滑片之間的夾縫中洩漏，或受流體直接擠壓，使轉子和 滑片的摩擦力增大，影響滑片在轉子中的移動，並造成熱量和功率損耗。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種應用於容積式壓縮機或膨脹機的 貫穿式滑片機構，杜絕轉子和滑片之間的洩漏現象，大幅減少轉子和滑片的摩擦力，使容積 式壓縮機或膨脹機結構緊湊、提高壓縮效率，性能更為可靠。本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的應用於容積式壓縮機或膨 脹機的貫穿式滑片機構，包括轉子，所述轉子沿其中軸線開有垂直的貫通滑槽，所述滑槽中 設有一對滑動配合的正反滑片，所述兩個正反滑片之間為動密封，所述滑槽內壁與所述正 反滑片的外側面之間設有上下兩排滾軸，所述滑槽兩端開口處別設有一對密封塊，所述密 封塊與所述正反滑片的外側面之間為滑動配合。作為上述方案的進一步改進，所述滾軸可由金屬或陶瓷製成。作為上述方案的進一步改進，所述滑槽兩端靠近開口處開有密封塊安裝槽，所述 密封塊安裝槽的內徑大於所述滑槽內壁與所述正反滑片的外側面之間的距離。作為上述方案的進一步改進，所述滑片與壓縮機缸體內壁接觸一端設有凹槽，所 述凹槽內設有與所述滑片等高的圓柱形載重軸承。使滑片與缸體內壁接觸時，能有效降低 摩擦損耗。本實用新型的原理是滑片的兩端輕重不一，伸展不一，轉子在旋轉時會產生強大 的離心力，滑片會收縮或展開，偏重的一端會緊貼缸體的內壁滑行或傳動缸體旋轉不留間 隙；採用滾軸，可降低滑片的阻力，減少損耗。採用在滑槽兩端開口設置密封塊並與滑片滑 動配合，是本實用新型最突出的創新點，可阻止壓縮過程中高壓區域的空氣或液體向低壓 區域洩露，從而大幅提高壓縮機的壓縮比。本實用新型可應用於圓形或無規則的圓形缸體， 適合做氣體或液體壓縮。以無規則圓形缸體為例，輸出端的半圓加大，使轉子和缸體內壁之 間的距離加大，即增加容積面積，也使壓縮時更加暢通，降低了缸體內在損耗。與滾動轉子 式壓縮機相比，在轉子直徑相等，缸體內壁直徑相等，高度相等的情況下，以旋轉一周來看， 滾動轉子壓縮機只能壓縮一次，而本實用新型的壓縮機可以壓縮兩次，其效率相當於滾動 轉子的1.4倍以上。[0014]本實用新型的優點在於其結構簡單，緊湊。容積大，噪音低，震動幅度小，壓縮穩 定等優點。

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1為本實用新型基本結構的結構示意圖，圖2為圖1中A-A面剖視圖，圖3 圖5為本實用新型基本結構的工作示意圖，圖6為本實用新型另一種結構的結構示意圖，圖7為圖6中B-B面剖視圖，圖8 圖10為本實用新型另一種改進結構的的工作示意圖。圖中，1為上端蓋，2為轉子軸承，3為轉子，4為排氣閥，5為滑片，6為缸體軸承，7 為螺栓，8為外殼，9為缸體，10為進氣口，11為後端蓋，12為滾軸，13為密封塊，14為圓柱形
載重軸承。
具體實施方式實施例一參見圖1 圖5，圖中是應用於帶有無規則圓形缸體的容積式泵的貫穿式滑片機 構，包括壓縮機轉子3，轉子3上沿其中軸線開有垂直的貫通滑槽，所述滑槽中設有一對滑 動配合的正反滑片5，所述兩個正反滑片5之間為動密封。所述滑槽內壁與正反滑片5的外 側面之間設有上下兩排滾軸12，滾軸12可採用特種合金、不鏽鋼、鍍鉻碳鋼或高強度金屬 陶瓷製造。所述滑槽兩端靠近開口處上下兩面分別開有密封塊安裝槽，所述密封塊安裝槽 的內徑大於所述滑槽內壁與正反滑片5的外側面之間的距離。所述密封塊安裝槽內裝有密 封塊13，密封塊13與正反滑片5的外側面之間滑動配合。滑片5與壓縮機缸體9內壁接觸一端設有凹槽，所述凹槽內設有與滑片5等高的 圓柱形載重軸承14。使滑片5與缸體9內壁接觸時，圓柱形載重軸承14在缸體9內壁滾 動，避免滑片5與缸體9直接接觸，能有效降低摩擦損耗。採用滾軸12，可降低滑片5的滑動摩擦，減少滑動時的損耗。採用在滑槽兩端開口 設置密封塊13並與滑片5滑動配合，是本實用新型最突出的創新點，可阻止壓縮過程中高 壓區域的空氣或液體向低壓區域洩露，從而大幅提高壓縮機的壓縮比。實施例一的優點是輸出端的半圓加大，使轉子3和缸體9內壁之間的距離加大，即 增加容積面積，也使壓縮時更加暢通，降低了缸體9的內在損耗。其主要用途主要是針對流 體壓縮，如高壓油泵，高揚程水泵等，如200米揚程的水泵，也只需要單級壓縮即可。其磨損 多少，密封塊自身就補充多少。此結構屬容積式強壓，強吸，直排，沒有導葉導流渦道討論數 據與實際相著不大，具有體積小，重量輕，效率高，壽命長等優點。在多種水泵比較的情況 下，其效率可增加20% -30%之間。以下為實施例一的加工過程上、下端蓋1、11以及壓縮機缸體9選擇鍛件或棒料crl2，進行粗加工，到指定的尺 寸保留若干餘量，然後進行調質，外圓和內孔屬同心圓。夾裝後一次車成，不需要二次夾裝，上下端蓋1、11與壓縮機外殼8之間的配合，以子口配合方式，壓縮機外殼8加工兩個端面 的一面，外圓及中心的穿絲孔一次車成，保留一定的高度，這個面以基準面放在平面磨床的 磁鐵上，磨到需要的高度，然後用線切割軟體編程並加工，上下端蓋1、11和壓縮機外殼8配 鑽、攻絲、定位銷等。轉子3加工時，在車床上用雙頂針頂住軸的兩端，確定滑槽的高度，軸 承位退刀槽用外圓磨加工到指定的尺寸，再放入線切割工具機中以水平的方向割出滑槽，再 以垂直的方向割出四個密封塊安裝槽，割出滑片5磨出平面，最後裝配調試得到成品。 實施例一所述壓縮機的壓縮效率計算方法如下 用4kw 4極電機轉速是1440轉9550*4kw/1440 = 26. 527n/m轉子半徑40mm，滑片伸出轉子25mm，取滑片伸出的一半做滑片承重的平均值。40+25/2 = 52. 5mm26. 527n/m*1000/52. 5 = 505. 276η(lkg = 9. 8n)505. 276/9. 8 = 51. 558kg滑片伸出轉子的部分(25mm換算成2. 5cm)乘以滑片的高度(40mm換算 4cm0. 04M)，2. 5*4 = 10 平方釐米51. 558/10 = 5. 155kg5. 155*9. 8 = 50. 519m 揚程容積等於0. 003m3旋轉一周壓縮兩次0. 003*0. 04*2 = 0. 00024m3/ 周0. 00024*1440*60 = 20. 736m3實施例二參見圖6 圖10，圖中是應用於容積式轉缸型壓縮機的貫穿式滑片機構，採用旁 通方式，包括壓縮機轉子3，轉子3上沿其中軸線開有垂直的貫通滑槽，所述滑槽中設有一 對滑動配合的正反滑片5，所述兩個正反滑片5之間為動密封。所述滑槽內壁與正反滑片5 的外側面之間設有上下兩排滾軸12，滾軸12可採用特種合金、不鏽鋼、鍍鉻碳鋼或高強度 金屬陶瓷製造。所述滑槽兩端靠近開口處上下兩面分別開有密封塊安裝槽，所述密封塊安 裝槽的內徑大於所述滑槽內壁與正反滑片5的外側面之間的距離。所述密封塊安裝槽內裝 有密封塊13，密封塊13與正反滑片5的外側面之間滑動配合。所述滑片5與壓縮機缸體9內壁接觸一端的質量大於或遠大於其另一端的質量。 這種結構使滑片5的兩端輕重不一，外端的質量大於內端，轉子3在旋轉時會產生強大的離 心力，兩個滑片5在離心力作用下分別向滑槽兩端滑動，滑片5偏重的一端會緊貼缸體9內 壁滑行旋轉而不留間隙；缸體9也同時旋轉，避免壓縮時滑片5與缸體9內壁產生強大摩 擦，可以做到了完全不摩擦；也可做缸體9外部外露，利用其轉動，可以得到很好的散熱效 果。其主要用途主要是針對氣體壓縮。實施利二屬於容積式轉缸型壓縮機，採用旁通方式，在運轉時重力的一端所產生 的離心力，滑片5和轉動的缸體9內壁緊密接觸，同時傳動缸體9旋轉，避免了壓縮時的強 大摩擦，做到了完全不摩擦，也可做缸體9外部外露，利用其轉動，可以得到很好的散熱效
6果。其主要用途主要是針對流體壓縮，如高壓油泵，高揚程水泵等，如200米揚程的水泵，也 只需要單級壓縮即可。此結構屬容積式強壓，強吸，直排，沒有導葉導流渦道討論數據與實 際相著不大，具有體積小，重量輕，效率高，壽命長等優點。在多種水泵比較的情況下，其效 率可增加20% — 30%之間。本實用新型還可應用於膨脹機以兩種壓縮的方式，都可進行多級組合。以三極組 合為例，其中可分成一個壓縮缸和兩個傳動缸，旋轉一周，壓縮兩次，膨脹兩次，其傳動力直 接，傳動距離長，傳動損耗低，也可做到對排出的氣體二次傳動。需要說明的是，在附圖中所描繪的各部件之間的相對關係(包括位置關係和大小 關係)，僅是為了說明的目的，只要能夠實現本實用新型的目的，可以根據需要將各個部件 設置在需要的位置。比如，密封塊13，在附圖中將其設置成哨子狀，本領域技術人員可以理 解，根據需要，針對不同的目的，可以將其設置其他形狀，只要能夠完成密封滑槽與滑片間 隙的目的既可。儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言， 可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修 改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。
權利要求應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構，包括轉子，所述轉子沿其中軸線開有垂直的貫通滑槽，所述滑槽中設有一對滑動配合的正反滑片，所述兩個正反滑片之間為動密封，其特徵在於所述滑槽內壁與所述正反滑片的外側面之間設有上下兩排滾軸，所述滑槽兩端開口處別設有一對密封塊，所述密封塊與所述正反滑片的外側面之間為滑動配合。
2.根據權利要求1所述應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構，其特徵在 於所述滾軸可由金屬或陶瓷製成。
3.根據權利要求1所述應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構，其特徵在 於所述滑槽兩端靠近開口處開有密封塊安裝槽，所述密封塊安裝槽的內徑大於所述滑槽 內壁與所述正反滑片的外側面之間的距離。
4.根據權利要求1、2、3任一項所述應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構， 其特徵在於所述滑片與壓縮機缸體內壁接觸一端設有凹槽，所述凹槽內設有與所述滑片 等高的圓柱形載重軸承。
專利摘要本實用新型涉及帶有滑片的容積式泵或壓縮機領域，更具體地說，涉及一種應用於容積式壓縮機或膨脹機的貫穿式滑片機構，包括轉子，所述轉子沿其中軸線開有垂直的貫通滑槽，所述滑槽中設有一對滑動配合的正反滑片，所述兩個正反滑片之間為動密封，所述滑槽內壁與所述正反滑片的外側面之間設有上下兩排滾軸，所述滑槽兩端開口處別設有一對密封塊，所述密封塊與所述正反滑片的外側面之間為滑動配合。本實用新型具有容積大，噪音低，震動幅度小，壓縮穩定等優點，杜絕了轉子和滑片之間的洩漏現象，大幅減少轉子和滑片的摩擦力，使容積式壓縮機或膨脹機結構緊湊、提高壓縮效率，性能更為可靠。
文檔編號F01C21/08GK201753686SQ20102050498
公開日2011年3月2日 申請日期2010年8月19日 優先權日2010年8月19日
發明者劉坤 申請人:劉坤