轉(zhuǎn)子壓縮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡單,無往復(fù)運(yùn)動且運(yùn)行平穩(wěn)、無振動、無噪音、壓縮效率高的新型轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)包括缸體、主轉(zhuǎn)子和子轉(zhuǎn)子,子轉(zhuǎn)子為橫截面大體是月牙形的柱體,子轉(zhuǎn)子兩個(gè)尖角J、J’之間設(shè)有曲線l1和l1’,主轉(zhuǎn)子大體為圓柱體,主轉(zhuǎn)子的外壁上均勻分布有弧形凹槽,缸體的內(nèi)壁大體為圓柱體,缸體內(nèi)壁上設(shè)有至少一組內(nèi)凸起,每組內(nèi)凸起包含凸點(diǎn)T和T’,凸點(diǎn)T和T’的兩側(cè)分別通過曲線l2和l2’與缸體內(nèi)壁相連,當(dāng)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動至內(nèi)凸起位置處時(shí),凸點(diǎn)T或T’依次與子轉(zhuǎn)子內(nèi)的曲線l1和l1’相接觸,尖角J和J’分別與內(nèi)凸起上的曲線l2和l2’始終相接觸。
【專利說明】轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣體壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣壓縮機(jī)是氣源裝置中的主體,它是將原動機(jī)(通常是電動機(jī))的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成 氣體壓力能的裝置,是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置??諝鈮嚎s機(jī)的種類很多,按工作原理可分 為容積式壓縮機(jī),速度式壓縮機(jī),容積式壓縮機(jī)的工作原理是壓縮氣體的體積,使單位體積 內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力;速度式壓縮機(jī)的工作原理是提高氣體分子 的運(yùn)動速度,使氣體分子具有的動能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能,從而提高壓縮空氣的壓力?,F(xiàn)有 的空氣壓縮機(jī)都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓縮率低、零部件磨損大、能耗高等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單,無往復(fù)運(yùn)動且運(yùn)行平穩(wěn)、無振動、 無噪音、壓縮效率高的新型轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。
[0004] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),包括缸體、主轉(zhuǎn)子和至少兩個(gè)子轉(zhuǎn)子,所述主轉(zhuǎn)子和子轉(zhuǎn)子縱 向設(shè)置在缸體內(nèi)部,且主轉(zhuǎn)子與缸體共軸設(shè)置,缸體的軸向兩端設(shè)有大端蓋,主轉(zhuǎn)子的一端 與動力系統(tǒng)相連接,
[0005] 所述子轉(zhuǎn)子為橫截面大體是月牙形的柱體,子轉(zhuǎn)子截面外圓半徑為r,子轉(zhuǎn)子外圓 圓心0'與子轉(zhuǎn)子兩個(gè)尖角J、J'之間構(gòu)成子轉(zhuǎn)子開口角β,所述子轉(zhuǎn)子兩個(gè)尖角J、J'之 間設(shè)有相對子轉(zhuǎn)子β角平分線對稱的曲線li和1/,所述曲線li和1/構(gòu)成子轉(zhuǎn)子的內(nèi)弧 面 JJ',
[0006] 所述主轉(zhuǎn)子大體為圓柱體,其截面半徑為R,所述主轉(zhuǎn)子圓心0與子轉(zhuǎn)子外圓圓心 0'之間的圓心距為L,R+r>L>R,所述主轉(zhuǎn)子的外壁上均勻分布有與子轉(zhuǎn)子數(shù)量相等的弧形 凹槽,所述弧形凹槽適于子轉(zhuǎn)子在其中自轉(zhuǎn),且弧形凹槽始終容納子轉(zhuǎn)子的至少一部分,
[0007] 所述缸體的內(nèi)壁大體為圓柱體,缸體截面半徑為L+r,缸體內(nèi)壁上設(shè)有至少一組內(nèi) 凸起,所述每組內(nèi)凸起包含兩個(gè)沿缸體內(nèi)壁均勻分布的凸點(diǎn)T和Τ',所述凸點(diǎn)T和Τ'的兩 側(cè)分別通過兩條相對缸體的通過Τ和Τ'的半徑對稱的曲線1 2和12'與缸體內(nèi)壁相連接。 其中所述凸點(diǎn)Τ兩側(cè)的12和12'曲線上分別設(shè)有第一排氣口和第二進(jìn)氣口,所述凸點(diǎn)τ'兩 側(cè)的1 2和12'曲線上分別設(shè)有第二排氣口和第一進(jìn)氣口,所述第一排氣口和第二排氣口處 分別設(shè)置有第一排氣閥和第二排氣閥,
[0008] 還包括驅(qū)動子轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)的子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置,當(dāng)主轉(zhuǎn)子繞圓心0轉(zhuǎn)動時(shí),子轉(zhuǎn)子驅(qū) 動裝置驅(qū)動子轉(zhuǎn)子繞圓心0'反向轉(zhuǎn)動,凸點(diǎn)Τ和τ'與主轉(zhuǎn)子外壁相接觸,且子轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動 角速度是主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角速度的Ν倍,所述Ν為內(nèi)凸起組數(shù)的偶數(shù)倍,
[0009] 當(dāng)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動至內(nèi)凸起位置處時(shí),所述子轉(zhuǎn)子的開口與內(nèi)凸起相對,所述凸點(diǎn)Τ 或Τ'依次與子轉(zhuǎn)子內(nèi)的曲線li和1/相接觸,所述尖角J和J'分別與內(nèi)凸起上的曲線12 和12'始終相接觸。
[0010] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中所述曲線12和12'為子轉(zhuǎn)子隨主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)尖角J和J' 的運(yùn)動軌跡,曲線1 2和12'在TOT'為X軸的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方程為:
[0011] X=L*C0S a +r*C0S(β /2+(1-N)* α),
[0012] Y=L*SINa+r*SINW/2+(l-N)*a),其中 α 為主轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度,β/4 彡 α 彡一 β/4;
[0013] 所述曲線li和1/為子轉(zhuǎn)子隨主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)凸點(diǎn)Τ或τ'相對子轉(zhuǎn)子的運(yùn)動軌跡, 曲線li和1/在以子轉(zhuǎn)子對稱軸為X軸的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方程為:
[0014] X,=-L*Sina *Sin((l-N)*a ) + (-W+L*Sina *tg(a /2))*Cos((l-N)*a ),
[0015] Y,=_L*Sina *Cos((l_N)*a )-(-W+L*Sina *tg(a /2))*Sin((l_N)*a ),
[0016] 其中a為主轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度,W=L_R。
[0017] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中所述子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置包括小端蓋、齒輪和齒圈,所述大端 蓋的內(nèi)端分別與主轉(zhuǎn)子的軸向兩端固定連接,所述大端蓋上設(shè)有適于小端蓋在其中自轉(zhuǎn)的 通孔,所述小端蓋的內(nèi)端與子轉(zhuǎn)子的軸向兩端固定連接,所述小端蓋的外端連接有與子轉(zhuǎn) 子共軸的齒輪軸,所述齒輪軸外端穿過通孔連接有齒輪,所述缸體兩端向外延伸有凸臺,所 述齒圈固定安裝在缸體的凸臺上,且齒圈與主轉(zhuǎn)子共軸,所述齒輪與齒圈想嚙合,其中齒圈 的基圓半徑為齒輪基圓半徑的N倍。
[0018] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中還包括輸入軸,所述輸入軸通過拐臂與大端蓋固定連接, 且輸入軸與主轉(zhuǎn)子共軸。
[0019] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中還包括冷卻系統(tǒng),所述冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在缸體壁內(nèi)的 第一冷卻腔,設(shè)置在主轉(zhuǎn)子內(nèi)的第二冷卻腔和設(shè)置在子轉(zhuǎn)子內(nèi)的第三冷卻腔,所述第一冷 卻腔通過設(shè)置在缸體壁上的冷卻液進(jìn)、出口與冷卻液箱相連通,所述第二冷卻腔和第三冷 卻腔通過設(shè)置在大端蓋、小端蓋、拐臂和輸入軸上的貫通冷卻通道與冷卻液箱相連通。
[0020] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中還包括外端蓋,所述外端蓋與凸臺的外端固定連接,所述 輸入軸的外端穿過外端蓋上的軸孔。
[0021] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中所述外端蓋與凸臺連接部位之間設(shè)有密封墊,所述軸孔 內(nèi)裝有旋轉(zhuǎn)密封圈。
[0022] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中所述子轉(zhuǎn)子為兩個(gè),所述內(nèi)凸起為一組,所述凸點(diǎn)T和Τ' 相對缸體軸心對稱分布,所述Ν為2。
[0023] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中所述子轉(zhuǎn)子為三個(gè),所述內(nèi)凸起為一組,所述凸點(diǎn)Τ和Τ' 相對缸體軸心對稱分布,所述Ν為2。
[0024] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其中所述子轉(zhuǎn)子為四個(gè),所述內(nèi)凸起為兩組,所述兩個(gè)凸點(diǎn)Τ 和兩個(gè)凸點(diǎn)Τ'交替均勻分布在缸體內(nèi)壁上,所述Ν為4。
[0025] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)中的內(nèi)凸起將缸體分為兩個(gè)或Ν個(gè)工作區(qū),Ν為子轉(zhuǎn)子相對于 主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度絕對值的倍數(shù),Ν的最小值為2。當(dāng)Ν = 2時(shí)缸體為2個(gè)工作區(qū),Ν = 3 時(shí)為3個(gè)工作區(qū),Ν = η時(shí)為η個(gè)工作區(qū)。當(dāng)主轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí),同時(shí)帶動子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,隨著主轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)動,子轉(zhuǎn)子動力系統(tǒng)驅(qū)動子轉(zhuǎn)子作反方向旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角速度的絕對值是主轉(zhuǎn)子角速度 的Ν倍。當(dāng)子轉(zhuǎn)子的開口相對凸點(diǎn)Τ 一側(cè)的曲線12、12'時(shí),子轉(zhuǎn)子的開口尖角J、J'與曲線 12'、1 2相接觸,轉(zhuǎn)動時(shí)尖角J、J'沿曲線12'、12滑動。凸點(diǎn)T與子轉(zhuǎn)子內(nèi)弧面JJ'的曲線h 或1/相接觸,轉(zhuǎn)動時(shí),曲線li、1/滑過凸點(diǎn)T。當(dāng)子轉(zhuǎn)子在主轉(zhuǎn)子帶動下向遠(yuǎn)離凸點(diǎn)T 一 側(cè)運(yùn)動時(shí),缸體外的氣體從第二進(jìn)氣口被抽進(jìn)缸體內(nèi);子轉(zhuǎn)子在子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置的作用下 一邊向凸點(diǎn)τ'一側(cè)運(yùn)動,一邊自轉(zhuǎn)同時(shí)壓縮子轉(zhuǎn)子另一側(cè)的氣體,當(dāng)壓力達(dá)到一定程度,排 氣閥自動打開,子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至τ'時(shí)完成第一壓縮過程,第一壓縮過程完成的同時(shí)也完成了第 一吸氣過程,另一子轉(zhuǎn)子開始壓縮前一子轉(zhuǎn)子的吸氣同時(shí)開始第二吸氣過程,周而復(fù)始。當(dāng) 子轉(zhuǎn)子離開凸點(diǎn)Τ,凸點(diǎn)Τ與之轉(zhuǎn)子相觸,密封相鄰工作室。自轉(zhuǎn)至子轉(zhuǎn)子開口空間與凸點(diǎn) τ' 一側(cè)曲線12'相對時(shí),第二排氣閥處于關(guān)閉狀態(tài),此時(shí)子轉(zhuǎn)子的一個(gè)尖角J'開始與凸點(diǎn) τ'相接觸,接著凸點(diǎn)Τ'經(jīng)過子轉(zhuǎn)子內(nèi)弧面JJ'的曲線1/段,而尖角J和J'分別與τ'兩 側(cè)的曲線12'出和1 2相接觸,子轉(zhuǎn)子與缸體內(nèi)壁之間的空間縮小,由于空間體積的縮小使得 子轉(zhuǎn)子開口內(nèi)的氣體被壓縮,此時(shí)第二排氣閥打開,高壓氣體通過第二排氣口排出缸體;當(dāng) 子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動至尖角J與凸點(diǎn)τ'相接觸時(shí),子轉(zhuǎn)子開口與凸點(diǎn)Τ' 一側(cè)曲線12上的第一進(jìn)氣 口相連通,隨著主轉(zhuǎn)子帶動子轉(zhuǎn)子繼續(xù)向凸點(diǎn)Τ旋轉(zhuǎn),重復(fù)上述的吸氣、壓縮和排氣過程, 整個(gè)過程無往復(fù)運(yùn)動。由于在氣體壓縮過程中子轉(zhuǎn)子開口與凸點(diǎn)Τ或Τ' 一側(cè)曲線12'之 間的空間可以壓縮至很小,從而使整個(gè)壓縮機(jī)的壓縮比較大,壓縮效率高;在整個(gè)工作過程 中,主轉(zhuǎn)子同時(shí)驅(qū)動對稱的兩個(gè)子轉(zhuǎn)子進(jìn)行做功,可以保證主轉(zhuǎn)子的受力平衡,主轉(zhuǎn)子始終 繞定軸轉(zhuǎn)動,沒有任何的偏心運(yùn)動,使得整個(gè)設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn),無振動、無噪音。
[0026] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 圖la為本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的子轉(zhuǎn)子(安裝有小端蓋)的正視圖;
[0028] 圖lb為圖la的A-A方向剖視圖;
[0029] 圖lc為圖lb的B-B處剖面圖;
[0030] 圖2a為本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)第一種實(shí)施方式的正視剖視圖;
[0031] 圖2b為圖2a的C-C處剖面圖;
[0032] 圖2c為本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)第一種實(shí)施方式的側(cè)視剖視圖;
[0033] 圖2d為圖2c的D-D方向剖視圖;
[0034] 圖3a、圖3b、圖3c和圖3d為本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)第一種實(shí)施方式的工作過程示意 圖;
[0035] 圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)第一種實(shí)施方式中曲線lp 1/、12和12'的坐標(biāo)圖;
[0036] 圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)第二種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖;
[0037] 圖6為本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)第三種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 如圖la至圖lc所示,本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的子轉(zhuǎn)子3為橫截面大體是月牙形的柱 體,子轉(zhuǎn)子3截面外圓半徑為r,子轉(zhuǎn)子3外圓圓心0'與子轉(zhuǎn)子3兩個(gè)尖角J、J'之間構(gòu)成 子轉(zhuǎn)子開口角β,子轉(zhuǎn)子3兩個(gè)尖角J、J'之間設(shè)有相對子轉(zhuǎn)子3的β角平分線對稱的曲 線h和1/,曲線h和1/構(gòu)成子轉(zhuǎn)子3的內(nèi)弧面JJ'。
[0039] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的第一種實(shí)施方式:
[0040] 如圖2a和圖2b所示,包括缸體1、主轉(zhuǎn)子2和兩個(gè)子轉(zhuǎn)子3、3',主轉(zhuǎn)子2和子轉(zhuǎn) 子3、3'縱向設(shè)置在缸體1內(nèi)部,且主轉(zhuǎn)子2與缸體1共軸設(shè)置,缸體1的軸向兩端安裝有 大端蓋4、4',大端蓋4、4'的內(nèi)端與主轉(zhuǎn)子2的兩端通過螺釘固定連接在一起。主轉(zhuǎn)子2大 體為圓柱體,其截面半徑為R,主轉(zhuǎn)子2圓心0與子轉(zhuǎn)子3、3'外圓圓心0'之間的圓心距為 L,R+r>L>R,主轉(zhuǎn)子2的外壁上均勻分布有兩段弧形凹槽6,弧形凹槽6的半徑略大于子轉(zhuǎn) 子3、3'半徑,適于子轉(zhuǎn)子3、3'在其中自轉(zhuǎn),且在整個(gè)工作過程中弧形凹槽6始終容納子轉(zhuǎn) 子3、3'的至少一部分,即子轉(zhuǎn)子3、3'的外圓面或尖角J和J'。缸體1的內(nèi)壁大體為圓柱 體,缸體1截面半徑為L+r,缸體1內(nèi)壁上設(shè)有一組內(nèi)凸起7、7',內(nèi)凸起7、7'包含兩個(gè)沿缸 體1軸心對稱分布的凸點(diǎn)T和Τ',凸點(diǎn)T和Τ'的兩側(cè)分別通過兩條相對缸體1的通過T和 Τ'的半徑對稱的曲線12和12'與缸體1內(nèi)壁相連接,兩條12曲線上都設(shè)有卸壓槽8,其中凸 點(diǎn)Τ兩側(cè)的1 2和12'曲線上分別設(shè)有第一排氣口 9和第二進(jìn)氣口 10,凸點(diǎn)Τ'兩側(cè)的12和 12'曲線上分別設(shè)有第二排氣口 9'和第一進(jìn)氣口 10',第一排氣口 9和第二排氣口 9'處分 別安裝有第一排氣閥11和第二排氣閥11'。
[0041] 結(jié)合圖2c和圖2d所示,大端蓋4上設(shè)置有兩個(gè)圓形通孔,通孔內(nèi)設(shè)置有圓形小端 蓋12、12',小端蓋12、12'的內(nèi)端通過螺釘與子轉(zhuǎn)子3、3'的兩端固定連接,小端蓋12、12' 的外端固定連接有與子轉(zhuǎn)子3、3'共軸的齒輪軸16,齒輪軸16外端穿過通孔連接有齒輪13、 13',缸體1兩端向外延伸有凸臺17,凸臺17上固定安裝有兩個(gè)齒圈14、14',且齒圈14、14' 與主轉(zhuǎn)子2共軸,齒輪13、13'分別與齒圈14、14'相嚙合,其中齒圈14、14'的基圓半徑為 齒輪13、13'基圓半徑的2倍。大端蓋4、4'、小端蓋12、12'、齒輪13、13'和齒圈14、14'構(gòu) 成了本發(fā)明中的子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置,當(dāng)主轉(zhuǎn)子2和大端蓋4、4'繞軸心0轉(zhuǎn)動時(shí),大端蓋4、4' 帶動小端蓋12、12'繞軸心0旋轉(zhuǎn),由于齒輪13、13'與齒圈14、14'的嚙合作用,且齒圈14、 14'基圓半徑是齒輪13、13'基圓半徑的2倍,所以當(dāng)大端蓋4、4'和主轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)一圈時(shí), 小端蓋12、12'和子轉(zhuǎn)子3、3'反向旋轉(zhuǎn)兩圈。凸臺17的外端還通過螺栓安裝有外端蓋26, 凸臺17與外端蓋26的連接處裝有密封墊28,外端蓋26的中心位置加工有軸孔27,大端蓋 4、4'的外端面上通過一對拐臂19連接有輸入軸18,輸入軸18的外端從軸孔27穿過外端 蓋26與動力系統(tǒng)相連接,軸孔27處安裝有旋轉(zhuǎn)密封圈29。
[0042] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)中還設(shè)置有冷卻系統(tǒng),冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在缸體1壁內(nèi)的第一 冷卻腔20,設(shè)置在主轉(zhuǎn)子2內(nèi)的第二冷卻腔21和設(shè)置在子轉(zhuǎn)子3、3'內(nèi)的第三冷卻腔22、 22',第一冷卻腔20通過設(shè)置在缸體1壁上的冷卻液進(jìn)、出口 23、24與冷卻液箱相連通,第 二冷卻腔21和第三冷卻腔22、22'通過設(shè)置在大端蓋4、4'、小端蓋12、12'、拐臂19和輸入 軸18上的貫通冷卻通道25、25'與冷卻液箱相連通,將冷卻液從一端的輸入軸18注入貫通 冷卻通道25、25'中,冷卻液經(jīng)過貫通冷卻通道25流入主轉(zhuǎn)子2內(nèi)的第二冷卻腔21和子轉(zhuǎn) 子3、3'內(nèi)的第三冷卻腔22、22'內(nèi),然后經(jīng)過另一端的貫通冷卻通道25'從另一端的輸入 軸18流出回到冷卻液箱中,完成對主轉(zhuǎn)子2和子轉(zhuǎn)子3、3'的冷卻,密封墊28和旋轉(zhuǎn)密封 圈29是為了避免冷卻液從缸體1和外端蓋26處溢出。
[0043] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)第一種實(shí)施方式的工作過程如圖3a至圖3d所示:
[0044] 如圖3a所示,動力系統(tǒng)驅(qū)動主轉(zhuǎn)子2順時(shí)針旋轉(zhuǎn),同時(shí)帶動子轉(zhuǎn)子3、3'逆時(shí)針方 向旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動過程中凸點(diǎn)T和Τ'與主轉(zhuǎn)子2外壁相接觸,,隨著主轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動,當(dāng)子轉(zhuǎn)子3 的開口相對凸點(diǎn)Τ 一側(cè)的曲線12'時(shí),子轉(zhuǎn)子3的開口空間逐漸變大,氣體從第二進(jìn)氣口 10 被吸入缸內(nèi),子轉(zhuǎn)子3的另一側(cè)空間逐漸變小氣體被逐漸壓縮。當(dāng)子轉(zhuǎn)子3'的開口相對凸 點(diǎn)Τ' 一側(cè)的曲線1山'時(shí),子轉(zhuǎn)子3'的開口空間逐漸變大,氣體從第一進(jìn)氣口 10'被吸入 缸內(nèi),子轉(zhuǎn)子3'的另一側(cè)空間逐漸變小氣體被逐漸壓縮。
[0045] 如圖3b所示,主轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動子轉(zhuǎn)子3在子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置的作用下,一 邊向凸點(diǎn)Τ' 一側(cè)運(yùn)動,一邊自轉(zhuǎn),子轉(zhuǎn)子右側(cè)氣體繼續(xù)被壓縮,子轉(zhuǎn)子左側(cè)空間變大。同 時(shí),子轉(zhuǎn)子3'在子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置的作用下一邊向凸點(diǎn)Τ 一側(cè)運(yùn)動,一邊自轉(zhuǎn),子轉(zhuǎn)子左側(cè) 氣體被壓縮,子轉(zhuǎn)子右側(cè)空間變大。
[0046] 如圖3c所示,當(dāng)子轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)至子轉(zhuǎn)子3開口空間與凸點(diǎn)Τ'一側(cè)曲線12相對時(shí),第 二排氣閥11'處于關(guān)閉狀態(tài),此時(shí)子轉(zhuǎn)子3的一個(gè)尖角J開始與凸點(diǎn)Τ'相接觸,隨著子轉(zhuǎn) 子3繼續(xù)旋轉(zhuǎn),凸點(diǎn)Τ'經(jīng)過子轉(zhuǎn)子內(nèi)弧面JJ'的曲線1/段,而尖角J和J'分別與Τ'兩 側(cè)的曲線1 2'和12相接觸,凸點(diǎn)Τ'上方的空間體積越來越小,此時(shí)打開第二排氣閥11',被 壓縮的高壓氣體通過第二排氣口 9'排出缸體。
[0047] 如圖3d所示,高壓氣體被從第二排氣口 9'完全排出,第二排氣閥11'再次關(guān)閉。
[0048] 此時(shí),子轉(zhuǎn)子3即完成了一次壓縮行程,當(dāng)子轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動至凸點(diǎn)Τ'上方時(shí),子轉(zhuǎn)子 3的開口空間與第一進(jìn)氣口 10'相對,主轉(zhuǎn)子2帶動子轉(zhuǎn)子3繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動又重復(fù)上述壓 縮行程,完成第二次壓縮行程之后,子轉(zhuǎn)子3回到初始狀態(tài)。在本實(shí)施方式中,主轉(zhuǎn)子2旋 轉(zhuǎn)一圈,每個(gè)子轉(zhuǎn)子3、3'完成兩次壓縮行程,共完成四次壓縮行程。
[0049] 根據(jù)上述的工作過程,結(jié)合圖4可以得到以下結(jié)論:曲線12和12'為子轉(zhuǎn)子3、3' 隨主轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動時(shí)尖角J和J'的運(yùn)動軌跡,曲線1 2和12'在Τ0Τ'為X軸的直角坐標(biāo)系中 的坐標(biāo)方程為:
[0050] X=L*C0S a +r*C0S(β /2+(1-N)* α),
[0051] Y=L*SINa+r*SIN(P/2+(l-N)*a),α 為主轉(zhuǎn)子 2 的旋轉(zhuǎn)角度,β/4 彡 α 彡一 β/4;
[0052] 曲線^和1/為子轉(zhuǎn)子3、3'隨主轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動時(shí)凸點(diǎn)Τ或Τ'相對子轉(zhuǎn)子3、3'的 運(yùn)動軌跡,曲線h和1/在以子轉(zhuǎn)子3、3'對稱軸為X軸的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方程為:
[0053] X,=_L*Sina *Sin((l_N)*a ) + (-W+L*Sina *tg(a /2))*Cos((l_N)*a ),
[0054] Y,=_L*Sina *Cos((l_N)*a )-(-W+L*Sina *tg(a /2))*Sin((l_N)*a ),
[0055] a為主轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)角度,W=L_R,在本發(fā)明第一種實(shí)施方式中N=2。
[0056] 本發(fā)明轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的第二種實(shí)施方式:
[0057] 如圖5所示,第二種實(shí)施方式與第一種實(shí)施方式的區(qū)別在于缸體內(nèi)設(shè)置有三個(gè)子 轉(zhuǎn)子,三個(gè)子轉(zhuǎn)子均勻分布在主轉(zhuǎn)子外壁上,大端蓋上對應(yīng)設(shè)置三個(gè)小端蓋,每個(gè)小端蓋都 連接有一個(gè)齒輪,齒圈基圓半徑仍然是齒輪基圓半徑的2倍,本實(shí)施方式與第一種實(shí)施方 式的工作過程相同,唯一區(qū)別在于主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈,三個(gè)子轉(zhuǎn)子共完成六次壓縮行程。
[0058] 如圖6所示,第三種實(shí)施方式的缸體內(nèi)壁上設(shè)置有兩組內(nèi)凸起,兩個(gè)凸點(diǎn)T和兩個(gè) 凸點(diǎn)Τ'交替分布在缸體內(nèi)壁上,缸體內(nèi)設(shè)置有四個(gè)子轉(zhuǎn)子,大端蓋上對應(yīng)設(shè)置有四個(gè)小端 蓋,每個(gè)小端蓋都連接有一個(gè)齒輪,齒圈基圓半徑仍然是齒輪基圓半徑的4倍,在本實(shí)施方 式中,每個(gè)子轉(zhuǎn)子繞主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈完成四次壓縮行程,主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈,四個(gè)子轉(zhuǎn)子共做 十六次壓縮行程。
[0059] 以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述,并非對本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:包括缸體(1)、主轉(zhuǎn)子(2)和至少兩個(gè)子轉(zhuǎn)子(3、3'), 所述主轉(zhuǎn)子(2)和子轉(zhuǎn)子(3、3')縱向設(shè)置在缸體(1)內(nèi)部,且主轉(zhuǎn)子(2)與缸體(1)共軸 設(shè)置,缸體(1)的軸向兩端設(shè)有大端蓋(4、4'),主轉(zhuǎn)子(2)的一端與動力系統(tǒng)相連接, 所述子轉(zhuǎn)子(3、3')為橫截面大體是月牙形的柱體,子轉(zhuǎn)子(3、3')截面外圓半徑為r, 子轉(zhuǎn)子(3、3')外圓圓心0'與子轉(zhuǎn)子(3、3')兩個(gè)尖角J、J'之間構(gòu)成子轉(zhuǎn)子開口角β,所 述子轉(zhuǎn)子(3、3')兩個(gè)尖角J、J'之間設(shè)有相對子轉(zhuǎn)子(3、3')β角平分線對稱的曲線^和 1Λ所述曲線1:和1/構(gòu)成子轉(zhuǎn)子(3、3')的內(nèi)弧面JJ', 所述主轉(zhuǎn)子(2)大體為圓柱體,其截面半徑為R,所述主轉(zhuǎn)子(2)圓心0與子轉(zhuǎn)子(3、 3')外圓圓心0'之間的圓心距為L,R+r>L>R,所述主轉(zhuǎn)子(2)的外壁上均勻分布有與子轉(zhuǎn) 子(3、3')數(shù)量相等的弧形凹槽(6),所述弧形凹槽(6)適于子轉(zhuǎn)子(3、3')在其中自轉(zhuǎn),且弧 形凹槽(6)始終容納子轉(zhuǎn)子(3、3')的至少一部分, 所述缸體(1)的內(nèi)壁大體為圓柱體,缸體(1)截面半徑為L+r,缸體(1)內(nèi)壁上設(shè)有至 少一組內(nèi)凸起(7、7'),所述每組內(nèi)凸起(7、7')包含兩個(gè)沿缸體(1)內(nèi)壁均勻分布的凸點(diǎn)T 和T',所述凸點(diǎn)T和Τ'的兩側(cè)分別通過兩條相對缸體(1)的通過T和Τ'的半徑對稱的曲 線12和1 2'與缸體(1)內(nèi)壁相連接,所述兩條12曲線上都設(shè)有卸壓槽(8),其中所述凸點(diǎn)Τ 兩側(cè)的12和12'曲線上分別設(shè)有第一排氣口(9)和第二進(jìn)氣口(10),所述凸點(diǎn)Τ'兩側(cè)的1 2 和12'曲線上分別設(shè)有第二排氣口(9')和第一進(jìn)氣口( 10'),所述第一排氣口(9)和第二排 氣口(9')處分別設(shè)置有第一排氣閥(11)和第二排氣閥(1Γ ), 還包括驅(qū)動子轉(zhuǎn)子(3、3')自轉(zhuǎn)的子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置,當(dāng)主轉(zhuǎn)子(2)繞圓心0轉(zhuǎn)動時(shí),子轉(zhuǎn) 子驅(qū)動裝置驅(qū)動子轉(zhuǎn)子(3、3')繞圓心0'反向轉(zhuǎn)動,凸點(diǎn)Τ和Τ'與主轉(zhuǎn)子(2)外壁相接觸, 且子轉(zhuǎn)子(3、3')的轉(zhuǎn)動角速度是主轉(zhuǎn)子(2)轉(zhuǎn)動角速度的Ν倍,所述Ν為內(nèi)凸起(7、7')組 數(shù)的偶數(shù)倍, 當(dāng)子轉(zhuǎn)子(3、3')轉(zhuǎn)動至內(nèi)凸起(7、7')位置處時(shí),所述子轉(zhuǎn)子(3、3')的開口與內(nèi)凸起 (7、7')相對,所述凸點(diǎn)Τ或Τ'依次與子轉(zhuǎn)子(3、3')內(nèi)的曲線^和1/相接觸,所述尖角J 和J'分別與內(nèi)凸起(7、7')上的曲線12和12'始終相接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:所述曲線12和12'為子轉(zhuǎn)子(3、 3')隨主轉(zhuǎn)子(2)轉(zhuǎn)動時(shí)尖角J和J'的運(yùn)動軌跡,曲線1 2和12'在Τ0Τ'為X軸的直角坐標(biāo) 系中的坐標(biāo)方程為: X=L*C0S a +r*C0S(β /2+(1-N)* α), Y=L*SINa+r*SINW/2+(l-N)*a),其中α為主轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)角度,β/4彡α彡一 β/4; 所述曲線h和1/為子轉(zhuǎn)子(3、3')隨主轉(zhuǎn)子(2)轉(zhuǎn)動時(shí)凸點(diǎn)Τ或Τ'相對子轉(zhuǎn)子(3、 3')的運(yùn)動軌跡。曲線^和1/在以子轉(zhuǎn)子(3、3')對稱軸為X軸的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)方 程為: X,=-L*Sina *Sin((l_N)*a ) + (-W+L*Sina *tg(a /2))*Cos((l_N)*a ), Y,=-L*Sina *Cos((l_N)*a )-(-W+L*Sina *tg(a /2))*Sin((l_N)*a ), 其中a為主轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)角度,W=L_R。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:所述子轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置包括小 端蓋(12、12')、齒輪(13、13')和齒圈(14、14'),所述大端蓋(4、4')的內(nèi)端分別與主轉(zhuǎn)子 (2)的軸向兩端固定連接,所述大端蓋(4、4')上設(shè)有適于小端蓋(12、12')在其中自轉(zhuǎn)的 通孔,所述小端蓋(12、12')的內(nèi)端與子轉(zhuǎn)子(3、3')的軸向兩端固定連接,所述小端蓋(12、 12')的外端連接有與子轉(zhuǎn)子(3、3')共軸的齒輪軸(16),所述齒輪軸(16)外端穿過通孔連 接有齒輪(13、13'),所述缸體(1)兩端向外延伸有凸臺(17),所述齒圈(14、14')固定安裝 在缸體的凸臺(17)上,且齒圈(14、14')與主轉(zhuǎn)子(2)共軸,所述齒輪(13、13')與齒圈(14、 14')相嚙合,其中齒圈(14、14')的基圓半徑為齒輪(13、13')基圓半徑的N倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:還包括輸入軸(18),所述輸入軸 (18)通過拐臂(19)與大端蓋(4、4')固定連接,且輸入軸(18)與主轉(zhuǎn)子(2)共軸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:還包括冷卻系統(tǒng),所述冷卻系統(tǒng)包 括設(shè)置在缸體(1)壁內(nèi)的第一冷卻腔(20 ),設(shè)置在主轉(zhuǎn)子(2 )內(nèi)的第二冷卻腔(21)和設(shè)置 在子轉(zhuǎn)子(3、3')內(nèi)的第三冷卻腔(22、22'),所述第一冷卻腔(20)通過設(shè)置在缸體(1)壁 上的冷卻液進(jìn)、出口(23、24)與冷卻液箱相連通,所述第二冷卻腔(21)和第三冷卻腔(22、 22')通過設(shè)置在大端蓋(4、4')、小端蓋(12、12')、拐臂(19)和輸入軸(18)上的貫通冷卻通 道(25、25')與冷卻液箱相連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:還包括外端蓋(26),所述外端蓋 (26)與凸臺(17)的外端固定連接,所述輸入軸(18)的外端穿過外端蓋(26)上的軸孔(27)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:所述外端蓋(26)與凸臺(17)連接 部位之間設(shè)有密封墊(28 ),所述軸孔(27 )內(nèi)裝有旋轉(zhuǎn)密封圈(29 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:所述子轉(zhuǎn)子(3、3')為兩個(gè),所述內(nèi) 凸起(7、7')為一組,所述凸點(diǎn)T和Τ'相對缸體(1)軸心對稱分布,所述N為2。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:所述子轉(zhuǎn)子為三個(gè),所述內(nèi)凸起為 一組,所述凸點(diǎn)Τ和Τ'相對缸體軸心對稱分布,所述Ν為2。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子壓縮機(jī),其特征在于:所述子轉(zhuǎn)子為四個(gè),所述內(nèi)凸起 為兩組,所述兩個(gè)凸點(diǎn)Τ和兩個(gè)凸點(diǎn)Τ'交替均勻分布在缸體內(nèi)壁上,所述Ν為4。
【文檔編號】F04C23/00GK104100527SQ201310125259
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】劉千省 申請人:劉千省