專利名稱：旋轉(zhuǎn)波形運動式空氣壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助于和外部原動機連接的偏心軸的旋轉(zhuǎn)運動使斜置園盤作Z形波形運動，從而能高效率地產(chǎn)生壓縮空氣的空氣壓縮機。
現(xiàn)有的在主動旋轉(zhuǎn)件上裝有多個葉片的真空泵式的空氣壓縮機，其工作壓力大致在1～3千克/厘米2之間，由于每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)各個葉片都要經(jīng)過一段長的摩擦距離，所以會產(chǎn)生摩擦熱、磨損及接觸摩擦部位的損壞等現(xiàn)象。因此，這種空氣壓縮機不能高速運轉(zhuǎn)，其使用壽命也低。
而用曲軸和活塞組成的活塞式空氣壓縮機，通常其工作壓力要超過3千克/厘米2。當(dāng)活塞處在壓縮排氣過程時，氣缸內(nèi)空氣的體積與壓力成比例地縮小，而在活塞下行吸氣過程中，充滿氣缸余隙空間的氣體的體積膨脹，同時吸入外部的空氣。當(dāng)空氣壓縮機達到最大壓力，即等于壓縮比時的壓力時，空氣壓縮機所能排出的空氣量為“0”，此時既使給驅(qū)動空氣壓縮機的原動機增加動力，也不能轉(zhuǎn)換成作業(yè)所需要的壓縮空氣的能量，因為此時的工作效率為“0”。
也就是說，殘余在氣缸內(nèi)的空氣量是與壓力成比例地增加的，如果將排氣壓力達到壓縮比的壓力視為“1”，則因此時不能把外界的空氣吸入氣缸內(nèi)，則可認為空氣壓縮機的工作效率為“0”，那么，當(dāng)將排氣壓力從“0”增加到最大值“1”時，其工作效率即從“1”降低到“0”，故綜合效率約在 1/2 以下，這是由于壓力達到工作壓力(等于壓縮比時的壓力)時在余隙空間產(chǎn)生殘余空氣量，這是一種損失?；钊仙龎嚎s排出空氣的時間相當(dāng)于曲軸的回轉(zhuǎn)角度，其值不到180°，即上升到工作壓力(等于壓縮比時的壓力)前所占的回轉(zhuǎn)角。為了減少排出空氣的脈動現(xiàn)象，必須根據(jù)工作壓力按比例增加氣缸數(shù)目，而且必須另設(shè)貯氣罐，以便將穩(wěn)壓氣體供應(yīng)給需要壓縮空氣的機械。由于上述殘余空氣量排不出去，于是空氣壓縮機內(nèi)的熱量不斷地增加，成為損壞壓縮機的原因。此外，這種空氣壓縮機還存在機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大及機械效率低和噪音大等各種缺點和問題。
本發(fā)明就是針對上述各種缺點和問題提出的，目的在于提供一種借助于斜置園盤作Z形波形運動而連續(xù)地壓縮空氣的旋轉(zhuǎn)波形運動式空氣壓縮機。這種壓縮機把一個園盤15以一定的角度裝在傾斜的偏心軸17上，使該園盤總是對著機體3、4里的園錐面6、6′滑動，旋轉(zhuǎn)軸16每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)時，園盤15不是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，而是其傾斜的盤面作波形運動的變換，同時一邊吸進空氣一邊排出空氣。
借助于這種波形運動，本發(fā)明的壓縮機能在壓縮排出空氣的過程中消除噪音和排氣的脈動。由于用斜置園盤15的傾斜方向的變化來吸入空氣和排出空氣，因此，無論在高速還是低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下使用這種壓縮機都可以產(chǎn)生大量的壓縮空氣，而且還能防止排出空氣的脈動，并能實現(xiàn)在低溫和低噪音狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，與現(xiàn)有的壓縮機相比，能明顯地提高效率。下面參照附圖中的實施例詳細說明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的壓縮機分解后的立體圖;
圖2(A)是圖1中的壓縮機組裝后的縱剖面圖，圖2(B)是治圖2(A)的a-a線的剖面圖;
圖3中的(A)、(B)、(C)都是沿圖2(A)的b-b線的剖面圖，是表示斜置園盤的動作的狀態(tài)圖;
圖4與圖5是本發(fā)明的另兩個實施例;
圖6是現(xiàn)有的活塞式壓縮機排出空氣的曲線圖。
圖7是本發(fā)明的壓縮機排出空氣的曲線圖。
本發(fā)明的壓縮機的左、右機體3、4和中央機體5串接在一起形成的一個內(nèi)腔9，在左右機體3、4的吸氣口1和排氣口2處向內(nèi)凸出地設(shè)置園錐面6、6′，在該園錐面的中央有貫通的，帶弧形面7、7′的孔8、8′，在吸氣口1和排氣口2處設(shè)置能嵌入隔板13的弧形凹槽6a、6a′，在上述中央機體5的中空部分10內(nèi)插入一個內(nèi)園周表面呈弧形面11的襯套12，大致呈H形的隔板13具有與上述吸氣口1和排氣口2相對位的通口1”、2”，該隔板13浮動地插入具有滑動支承部分14的斜置園盤中，在上述滑動支承部分14的軸孔14a內(nèi)插入與旋轉(zhuǎn)軸16相連并與其傾斜成一定角度的偏心軸17，這樣能將旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)波形運動。另一個實施例如圖4所示，它把偏心軸17與斜置園盤15做一個整體，在偏心軸17上可設(shè)置折皺保護罩用以遮擋泄漏的水，這種結(jié)構(gòu)可實際用作抽水機等機械。此外，如圖5所示，可在偏心軸17上裝滾子17a，也能使斜置園盤15象上述那樣作波形運動，而嵌入弧形面7、7′的密封環(huán)19、19′可用螺釘26或彈簧進行調(diào)節(jié)，當(dāng)密封環(huán)19、19′磨損時，擰緊螺釘26即可繼續(xù)保持內(nèi)腔9的氣密性。此外，隔板13的形狀也可以根據(jù)設(shè)計的意圖做成平板形狀。
這種壓縮機的斜置園盤15的傾斜角可以在10°～15°之間，最適宜的角度是12°～14°。
附圖中尚未說明的符號中1′是進氣口、2′是排氣口、15a是為插入能在其中自由轉(zhuǎn)動的插柱21的插柱槽、21a是在插柱21中為使隔板能浮動而開的凹槽、23是連接空氣濾清器的部分、25是支承旋轉(zhuǎn)軸的軸承座。
下面說明本發(fā)明這種結(jié)構(gòu)壓縮機的作用和效果。在如圖2那樣組裝的狀態(tài)中，當(dāng)用外部的原動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸16旋轉(zhuǎn)時，與旋轉(zhuǎn)軸16連成一體的偏心軸17也旋轉(zhuǎn)，于是裝在偏心軸17上的斜置園盤15的滑動支承部分14在和軸承18產(chǎn)生滑動的同時，隨著以一定角度傾斜的偏心軸17的旋轉(zhuǎn)在一定的范圍內(nèi)運動，且運動時，滑動支承部分14始終不脫離且緊密地嵌在左右機體3、4內(nèi)則弧形面7、7′上的密封槽7a、7a′里的密封環(huán)19、19′，而斜置園盤15在借助滑動支承部分14里的軸承18一邊產(chǎn)生滑動一邊做不旋轉(zhuǎn)地Z形波動運動。襯套12內(nèi)側(cè)的弧形面11與嵌入斜置園盤15的密封環(huán)20氣密接觸，因此能防止內(nèi)腔9里的空氣泄漏。斜置園盤15隨著滑動支承部分14位置的移動情況，在始終與內(nèi)腔9的左右園錐面6、6′相切的狀態(tài)下改變其傾斜的方向進行波形運動，不過，其相對設(shè)置在吸氣口1和排氣口2之間的隔板13卻是作往復(fù)運動。
現(xiàn)在，參照圖3說明用上述的斜置園盤15的傾斜方向的改變而產(chǎn)生的波形運動實現(xiàn)吸氣和排氣的過程。圖3(A)是斜置園盤15的上部與左機體4上部園錐面6′的吸氣口1這個部位緊密接觸時的狀態(tài)，此時，斜置園盤15上對應(yīng)這個部位的180°的下部的另一面與右機體3上排氣口2對應(yīng)的180°的下部位置緊密接觸。從進氣口1吸入的空氣隨著斜置園盤15的盤面與左右機體4、3的園錐面6′、6的緊密接觸部位的改變而移動，這樣，內(nèi)腔9里的空氣處在被壓縮的狀態(tài)，經(jīng)過在隔板13的側(cè)面上所開的貫通口2”從排氣口2排出。
使旋轉(zhuǎn)軸16繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在滑動支承部分14與左、右機體4、3的內(nèi)弧形面7′、7密封接觸的狀態(tài)下，偏心軸17使斜置園盤15作Z形波形移動，使它經(jīng)過圖3(B)的狀態(tài)移動到(C)的狀態(tài)。此時，接近進氣口1的斜置園盤15的上部離開進氣口1，于是隨著進口1對應(yīng)的容積的增加產(chǎn)生壓力降，則空氣從進氣口1通過隔板13側(cè)面上的貫通口1”進入及充滿內(nèi)腔9。這時、如以進氣口1與排氣口2之間的隔板13、斜置園盤15的中心及機體3、4的園錐面6、6′與斜置園盤15的緊密接觸部位為基準，可區(qū)分出吸氣室和排氣排氣室，由于斜置園盤15的盤面與園錐面6、6′的接觸面的移動，以隔板13為基準，在排氣口2側(cè)，從進氣口1這一側(cè)向排氣口2這一側(cè)移動的接觸面使內(nèi)腔9的容積減少，于是內(nèi)腔9里的空氣就經(jīng)排氣管的連接口22排出。
另一方面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)過180°時，插入斜置園盤15內(nèi)，并能自由轉(zhuǎn)動的插柱21就從隔板13的前端(圖面上為左端)移動到后端(圖面上為右端)，利用斜置園盤變化其傾斜方向產(chǎn)生的波形運動，使吸氣側(cè)和排氣側(cè)的容積增加或減小，從而吸入或壓縮排出空氣。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)過270°時，斜置園盤15的上部繼續(xù)從進氣口1這一側(cè)向排氣口2移動，把已吸入的空氣從排氣口2排出去。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過360°時，斜置園盤15上的插柱21的位置又回復(fù)到圖3(A)中原來的位置。這樣，隨著旋轉(zhuǎn)軸16的轉(zhuǎn)動，斜置園盤15連續(xù)反復(fù)地在隔板13上作左右移動的傾斜波形運動，從而排出壓縮空氣。斜置園盤15的兩側(cè)進行著同樣的連續(xù)的過程。
此外，由于在斜置園盤15的外園周上嵌入了密封環(huán)20，而密封環(huán)20在內(nèi)腔9的弧形面11上滑動時是保持密封的，所以在吸氣室和排氣室與斜置園盤15之間吸進后經(jīng)過壓縮的空氣是不會泄漏到另一側(cè)去的，因此防止了吸氣壓力和排氣壓力的減弱現(xiàn)象。
另外，在吸入流體的情況下，本裝置上所開的進氣口和排氣口，在中央機體5上也可以各開一個。
如上所示，本發(fā)明借助于偏心軸17把旋轉(zhuǎn)軸16的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為斜置園盤沿左右地波形運動，從而使空氣吸入、壓縮和排出，不管是高速還是低速運轉(zhuǎn)都不產(chǎn)生噪音，都能象圖7中所表示的那樣、始終能穩(wěn)定地保持內(nèi)腔9里的空氣量、連續(xù)而穩(wěn)定地供應(yīng)壓縮空氣，無論在什么條件下都能很方便地使用。因此本發(fā)明是一種小型的、能高效率地生產(chǎn)壓縮空氣的劃時代的壓縮機。本發(fā)明的裝置不限于真空泵類，它除了可以很容易地應(yīng)用于抽水機等之中，根據(jù)情況，還可以作為油泵或氣泵來使用，所以本發(fā)明是一種新穎的已經(jīng)證明了的有實際使用價值的壓縮機。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)波形運動式空氣壓縮機，其特征在于，左右機體和中央機體串接在一起形成一個內(nèi)腔，在左右機體的吸氣口和排氣口處向內(nèi)凸出地設(shè)置園錐面，在該園錐面的中央有貫通的帶弧形面的孔、在吸氣口和排氣口處設(shè)置能嵌入隔板的弧形凹槽、在上述中央機體的中空部分內(nèi)插入一個內(nèi)園周表面呈弧形面的襯套，大致呈H形的隔板具有與上述吸氣口和排氣口相對位的通口，該隔板浮動地插入具有滑動支承部分的斜置園盤中，在上述滑動支承部分的軸孔內(nèi)插入傾斜成一定角度的偏心軸。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣壓縮機，其特征在于，偏心軸與斜置園盤做成一體。
3.如權(quán)利要求1所述的空氣壓縮機，其特征在于，在偏心軸上裝設(shè)有滾子、以推動斜置園盤動作，嵌入弧形面內(nèi)的密封環(huán)則可用螺釘進行調(diào)整。
4.如權(quán)利要求1所述的空氣壓縮機，其特征在于，隔板的形狀為平板狀。
5.如權(quán)利要求1所述的空氣壓縮機，其特征在于，斜置園盤的傾斜角在10°～15°之間。
6.如權(quán)利要求1、2、3中任何一項所述的空氣壓縮機，其特征在于，由左機體、右機體和中央機體所構(gòu)成的裝置用作真空泵。
7.如權(quán)利要求2所述的空氣壓縮機，其特征在于，由左機體、右機體和中央機體所構(gòu)成的裝置用作抽水機。
8.如權(quán)利要求1、2、3中任何一項所述的空氣壓縮機。其特征在于，由左機體、右機體和中央機體所構(gòu)成的裝置用作油壓泵式氣泵。
全文摘要
一種空氣壓縮機，它具有作波形運動的斜置圓盤。斜置圓盤由一偏心軸使其盤面與側(cè)機體的圓錐面靠緊，當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動時，斜置圓盤不是作轉(zhuǎn)動，而是作波形運動，從而實現(xiàn)吸氣和排氣。
文檔編號F01C9/00GK1036620SQ89101729
公開日1989年10月25日 申請日期1989年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月15日
發(fā)明者金鐘大 申請人:金鐘大