[发明专利]双作用式滚动转子压缩机运动原理及结构设计

说明书

本发明是关于一种新型的滚动转子式压缩机运动原理及结构设计的发明。该原理和结构亦适用于真空泵。

现有的回转压缩机，如螺杆式、罗茨式、涡漩式、汪克尔式等，运动机件表面都呈复杂的曲面形状，这些曲面的加工及检验均较复杂，有的还需专用设备。

目前大量应用的滚动转子式压缩机，转子及壳体型腔虽呈圆形截面，但这种压缩机需要设置一往复运动的滑片，滑片将月牙形空间分离成两个孤立部分，一部分为吸气腔，一部分为压缩腔。滑片端面始终与转子表面接触，从而造成滑片磨损严重的现象。转子每旋转两周，基元容积才可完成吸气、压缩、排气过程。随之带来了气流脉动大，容积效率低的状况。转子与壳体间须有一定的运动间隙，以使转子能正常运转，气体通过间隙势必产生泄漏，造成了容积效率下降的局面。螺杆式、罗茨式等压缩机的主要内泄漏同属于这种情况。

再有大多数回转式压缩机，如滑片式、旋转活塞式等的径向密封是靠滑片或径向密封条来解决。当转子旋时，与壳体紧密接触的这些密封装置，其接触部位都在一个很小范围内变化，从而造成密封装置及壳体严重磨损，且易在壳体上产生振纹。

为了解决上述诸问题，本发明人经过认真研究，终于完成了本发明。

本发明的目的是为了提供一种壳体型腔、转子型面加工方便，易于检验，转子与壳体间的径向密封可靠，磨损小，转子每旋转一周，基元容积便可完成吸气、压缩、排气循环的新型双作用式滚动转子压缩机及真空泵。以弥补现有压缩机及真空泵的不足。

本发明是以偏心轴带动偏心圆转子在一截面为两条直线连接两半圆的型腔内运动来实现的。偏心圆转子将壳体型腔隔成两部分，一部分为吸气腔，一部分为压缩腔。偏心圆转子内设有与吸气腔连通的吸气口，排气口设在型腔两端的半圆面上。髓着偏心轴的转动，偏心圆转子可在型腔内实现每轴转两次吸、排过程。

偏心圆转子壳体间的径向密封是这样实现的，型腔直线段由滑板来取代，当偏心圆转子运动时，滑板靠弹性元件始终与偏心圆转子外圆的啮合点接触，从而实现径向密封。也可以采用在偏心圆上套装开有吸气口的弹性环，或者是在偏心圆转子外圆上喷镀、模压一层耐磨且具有弹性的材料，使其与型腔进行有过盈的转动配合，以实现径向密封。亦可采用上述密封形式的组合。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是本发明的运动原理图

图2是本发明主要结构横剖面图

图3是本发明吸气装置配气图

本发明是这样实现的，参照图1，当一个半径等于定圆[19]半径一半的动圆[2]在定圆[19]内作纯滚动，此时内摆线形成点[16]已蜕化为X轴上的一条往复直线，其域为[-R，R]。以这一形成点[16]为圆心做一与动圆[2]固连的圆[3]，动圆[2]的滚动便使圆[3]做有规律的平面运动。圆[3]的圆心始终在一条直线上，其外圆[8]的运动轨迹可用一封闭的包络线[11]包容，这一包络线便构成了圆[3]的型腔。

参照图2，将图1中的圆[3]定义为偏心圆转子[3]。

本发明的压缩机及真空泵应由偏心轴[1]带动与偏心圆转子[3]固连的动圆[2]转动，动圆[2]应始终在一半径等于其半径两倍的定圆[19]内做纯滚动，偏心轴[1]与动圆[2]具有相对转动。偏心圆转子[3]的外圆是一开有孔的圆。[16]为偏心圆转子的圆心，圆心[16]与其固连动圆[2]圆心[17]的中心距等于偏心轴[1]的偏心距。

偏心圆转子[3]的运动，形成了壳体型腔[11]，本发明要求对型腔[11]进行修正。直线部分应由两个长度不小于理论直线长度的滑板[13]构成，滑板向壳体内的扩张力由弹性元件构成，如板簧[14]、圆柱弹簧[15]等;或由气、液力[18]构成。两端的半圆应是原理论型面向外扩张的曲线，排气口[10]应设在两端的曲面上，排气阀[9]设置在相应曲面的壳体内。滑板上应设有和壳体配合的限位装置，防止滑板进入容积腔。

偏心圆转子[3]内设有一吸气口[5]，该孔口在偏心圆转子外圆上形成的孔，是以外圆母线[12]为对称轴的孔，将对称轴线[12]与偏心圆转子[3]的外圆中心线[16]连成直线，再将[16]与动圆[2]的中心线[17]连成直线，这两条直线的夹角应在70°～90°范围内。

[8]是套在偏心圆转子[3]上开有吸气口的弹性环，也可以是耐磨且具有弹性的其他复合材料制成的开口环，[8]与[3]无相对转动，[4]是压缩机壳体，[7]是压缩机的基元容积。

[6]是供吸气及密封用的上盖，在其中央位置开有一个与偏心圆转子[3]上吸气口[5]始终连通的孔[20]，以使压缩机或真空泵在吸气状态有足够的气体吸入基元容积，从而保证本发明的实现。