專利名稱：擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明根據(jù)國際專利分類表屬于F01C9/00有擺動(dòng)活塞機(jī)器或原動(dòng)機(jī)。
此項(xiàng)發(fā)明是發(fā)明人在制造試驗(yàn)自己發(fā)明并在1985，1986年申報(bào)中美二國專利并已授權(quán)的二沖程擺動(dòng)活塞內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(中國專利號(hào)85100486.5，美國專利號(hào)US4884532)樣機(jī)中發(fā)明出來的。發(fā)明的壓縮機(jī)具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)，并已具備作為產(chǎn)品的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。
發(fā)明的目的是發(fā)明出一種排氣量大，結(jié)構(gòu)十分緊湊，造價(jià)低的氣體壓縮機(jī)來取代現(xiàn)有的往復(fù)式氣體壓縮機(jī)，擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)樣機(jī)的試驗(yàn)已完全證明了這一點(diǎn)。
擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)如附


圖1所示，外界驅(qū)動(dòng)機(jī)(中小型氣體壓縮機(jī)為電動(dòng)機(jī))經(jīng)曲軸[1]、連桿[2]帶動(dòng)擺動(dòng)活塞[3]，擺動(dòng)活塞[3]中心軸孔壓配園筒形軸瓦[14]滑套在支承軸[15]上，支承軸[15]裝配固緊在左、右缸體中。擺動(dòng)活塞[3]和中間缸體[4]、氣缸蓋[5]、左、右缸體間構(gòu)成二個(gè)工作容積，之間用徑向密封條[9]、端面密封條[10]、矩齒形端面密封環(huán)[11]、園環(huán)形端面密封環(huán)[12]、氣缸蓋密封條[13]構(gòu)成二個(gè)密閉的容積，[6]為進(jìn)氣閥，[7]為排氣閥，氣缸蓋對(duì)應(yīng)于每個(gè)容積布置一個(gè)進(jìn)氣閥和一個(gè)排氣閥，進(jìn)氣閥和排氣閥結(jié)構(gòu)相同于往復(fù)式壓縮機(jī)中進(jìn)排氣閥的結(jié)構(gòu)。以上結(jié)構(gòu)為一個(gè)擺動(dòng)活塞控制二個(gè)工作腔室，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，每一腔室均完成一次進(jìn)氣——壓縮——排氣的過程。
擺動(dòng)活塞[3]以平面、大小園柱面、端面、中心軸孔、連桿銷支承座構(gòu)成一整體。其中小園柱面和氣缸蓋[5]相應(yīng)的園柱面相配合，大園柱面和中間缸體[4]大園柱面相配合，端面和左右缸體內(nèi)側(cè)平面相配合，配合之間均用密封件予以密封。
圖2示出密封件的立體圖，對(duì)應(yīng)
圖1表示出密封件[9]、[10]、[11]、[12]、[13]和擺動(dòng)活塞[3]、中間缸體[4]、氣缸蓋[5]和左、右缸體之間的配合，以及密封件[9]、[10]、[11]、[12]、[13]相互之間的交接。
徑向密封條[9]為長(zhǎng)條型密封件，兩端開有矩形槽和端面密封條[10]上的凸肩相配合，為保證壓縮機(jī)有好的氣密性，徑向密封條[9]和中間缸體[4]園孤面非面接觸，僅在緊靠氣室一側(cè)單邊線接觸，隨著配合件的磨合，單邊線接觸將逐漸擴(kuò)展成面接觸。同樣端面密封條[10]和左、右缸體內(nèi)平面非平面接觸，僅在緊靠氣室一側(cè)單邊線接觸，隨著配合件的磨合單邊線接觸將逐漸擴(kuò)展成面接觸。
氣缸蓋徑向密封條[13]為長(zhǎng)條形矩形密封條，在彈簧力作用下和擺活塞[3]小園弧面相接觸。徑向密封條[13]用雙數(shù)的密封條，如6至10條，3至5條用于密封一個(gè)氣室，另3至5條密封另一個(gè)氣室，矩形徑向密封條[13]和擺動(dòng)活塞小園柱面非面接觸，而僅在緊靠室一側(cè)單邊線接觸。隨著配合件的磨合，單邊線接觸將逐漸擴(kuò)展成面接觸。
擺動(dòng)活塞矩齒形端面密封環(huán)[11]有矩形齒和擺動(dòng)活塞端面相應(yīng)的矩形齒槽相配合，矩形齒外園的直徑等同于擺動(dòng)活塞小園弧外面的直徑，兩端和端面密封條[10]交接，外端平面在彈簧力推動(dòng)下和左缸體或右缸體內(nèi)側(cè)平面相貼合。密封環(huán)[12]兩端和端面密封條[10]交接，外端平面在彈簧力作用下和左缸體或右缸體內(nèi)側(cè)平面相貼合。密封件[9]、[10]、[11]、[12]、[13]的數(shù)量，除矩齒形端面密封環(huán)[11]在擺動(dòng)活塞兩端面各配一個(gè)外，其余各種密封件根據(jù)壓縮機(jī)排氣量和排壓力的大小而可以有不同的數(shù)量配置。
擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)各種部件潤滑，按不同的結(jié)構(gòu)可分別采用(1)機(jī)油泵供油的壓力潤滑機(jī)油經(jīng)曲軸中心孔通至曲柄軸孔通至連桿大頭軸瓦，經(jīng)連桿中心孔通至連桿小頭軸瓦，經(jīng)活塞銷中心孔通至擺動(dòng)活塞軸瓦[14]，完成各種部件的潤滑并帶走熱量。(2)在連桿[2]的大頭瓦蓋上，裝有油勺，當(dāng)曲軸連桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，油勺隨之伸入而劃開油面，將潤滑油濺至曲軸[1]、連桿[2]、擺動(dòng)活塞[3]、中間缸體[4]、左右缸體各要求潤滑的工作面上，使各摩擦部位得到潤滑。(3)根據(jù)用戶的要求可設(shè)計(jì)無油潤滑壓縮機(jī)。
壓縮機(jī)的冷卻，擺動(dòng)活塞采用油冷卻，左、中、右氣缸體和氣缸蓋采用水冷，小型壓縮機(jī)可采用自來水，中型和大型壓縮機(jī)可經(jīng)水泵供給冷卻用水。
擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)和現(xiàn)有技術(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)相比，同樣具有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，但往復(fù)式壓縮機(jī)的曲軸、連桿驅(qū)動(dòng)園筒形活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)曲軸連桿驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)活塞作往復(fù)擺動(dòng)，且形成二個(gè)工作氣缸。為此新發(fā)明的擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)有如下的優(yōu)點(diǎn)(1)氣量大，外形尺寸小，相同的排氣量和往復(fù)式壓縮機(jī)相比較外形容積可減少5至10倍，相應(yīng)的重量和制造成本也成倍的下降。(2)擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī)相比沖程較長(zhǎng)，這一方面可提高單級(jí)壓縮機(jī)的排氣壓力，或降低驅(qū)動(dòng)機(jī)的配置功率。(3)擺動(dòng)活塞為矩形工作面，構(gòu)成矩形工作容積，便于布置進(jìn)、排氣閥，每一氣室可布置一個(gè)進(jìn)氣閥，一個(gè)排氣閥，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。(4)擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)為四連桿曲柄擺桿機(jī)構(gòu)，在曲軸和擺動(dòng)活塞上加平衡重就可以做到完全平衡，因而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小。(5)擺動(dòng)活塞運(yùn)轉(zhuǎn)中起類似于飛輪貯能器的作用，在高氣壓區(qū)擺動(dòng)活塞將以慣性力平衡氣體作用力，低壓區(qū)擺動(dòng)活塞又將貯藏的能量釋放出來，因而連桿和曲柄軸承受力大大減少，降低了機(jī)件的磨損，提高了使用壽命，擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)的機(jī)械效率也將高于往復(fù)式壓縮機(jī)。(6)擺動(dòng)活塞和支承之間用滑動(dòng)軸承支承，擺動(dòng)活塞和缸體除密封件外不相接觸，因而主要件磨損小，機(jī)械效率高，同時(shí)消除了往復(fù)式壓縮機(jī)活塞的橫向拍擊聲，機(jī)械噪聲減小。(7)擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)由一個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)一個(gè)擺動(dòng)活塞構(gòu)成二個(gè)工作氣缸，不象往復(fù)式壓縮機(jī)每個(gè)活塞和氣缸單獨(dú)布置，大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)可適用于各種排氣量各種排氣壓力，根據(jù)排氣壓力和高低可設(shè)計(jì)兩缸單級(jí)壓縮機(jī)或兩缸多級(jí)壓縮機(jī)，現(xiàn)將兩缸單級(jí)壓縮機(jī)和現(xiàn)在工廠生產(chǎn)的往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行對(duì)比1、排氣量小于每分鐘10立方尺寸的為小型壓縮機(jī)?，F(xiàn)將已制造樣機(jī)并經(jīng)試驗(yàn)的擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)和徐州化工機(jī)械總廠生產(chǎn)的V-3/8-1型壓縮機(jī)進(jìn)行對(duì)比。兩者有相同的轉(zhuǎn)速980轉(zhuǎn)/分、軸功率18.5千瓦、排氣壓力8公斤力/公分2(0.8MPa)。擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)排氣量為4.7立方公尺/分，外型尺寸長(zhǎng)×寬×高＝650×450×650毫米，外型容積為0.19立方公尺。徐州化工機(jī)械總廠V-3/8-1壓縮機(jī)排氣量3立方公尺/分，外型尺寸長(zhǎng)×寬×高＝910×1160×1100毫米，外型容積為1.16立方公尺，如按相同的排氣量進(jìn)行對(duì)比，擺動(dòng)活塞小型壓縮機(jī)的外型容積減少10.62倍。
2、排氣量在每分鐘10-60立方公尺為中型壓縮機(jī)。
現(xiàn)將擺動(dòng)活塞中型壓縮機(jī)和江蘇省無錫市壓縮機(jī)廠生產(chǎn)的4L-20/8-G型壓縮機(jī)對(duì)比如下兩者排氣量均為每分鐘20方立公尺，排氣壓力8公斤力/公分2(0.8MPa)，轉(zhuǎn)速每分鐘400轉(zhuǎn)，擺動(dòng)活塞中型壓縮機(jī)外型尺寸長(zhǎng)×寬×高＝2240×1200×2330毫米，外型容積＝6.26立方公尺，兩者相比擺動(dòng)活塞中型壓縮機(jī)外型容積減少6.67倍。
3、排氣量每分鐘60立方公尺以上為大型壓縮機(jī)。
現(xiàn)將擺動(dòng)活塞大型壓縮機(jī)和北京第一通用機(jī)械廠生產(chǎn)的2D12-100/4型空氣壓縮機(jī)進(jìn)行對(duì)比，兩者的排氣量均為每分鐘100立方公尺，排氣壓力4公斤力/公分2(0.4MPa)，轉(zhuǎn)速每分鐘500轉(zhuǎn)。擺動(dòng)活塞大型壓縮機(jī)外型尺寸長(zhǎng)×寬×高＝1300×1400×1850毫米，外型容積3.37立方公尺，北京2D12-100/4型空氣壓縮機(jī)外型尺寸長(zhǎng)×寬×高＝5060×2070×2800毫米，外型容積＝29.38立方公尺。兩者對(duì)比，擺動(dòng)活塞大型壓縮機(jī)外型容積減少8.7倍。
以上對(duì)比說明擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)應(yīng)用范圍廣，比現(xiàn)有技術(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，并能帶來積極的效果。
權(quán)利要求1.擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)包括氣缸體、曲軸、連桿、活塞、進(jìn)氣閥、排氣閥等主要部件，其特征在于用擺動(dòng)活塞[3]代替往復(fù)活塞，擺動(dòng)活塞[3]和中間缸體[4]、氣缸蓋[5]、左缸體、右缸體構(gòu)成二個(gè)工作容積，擺動(dòng)活塞[3]以平面、大小園柱面、端面、中心軸孔、連銷支承座構(gòu)成一整體，其中小園柱面和氣缸蓋[5]相應(yīng)的園柱面相配合，大園柱面和中間缸體[4]大園柱面相配合，端面和左右缸體內(nèi)側(cè)平面相配合，擺動(dòng)活塞[3]中心軸孔壓配園筒形軸瓦[14]滑套在支承軸[15]上，支承軸裝配固緊在左右缸體中，運(yùn)動(dòng)件和固定件之間用徑向密封條[9]、端面密封條[10]、矩齒形端面密封環(huán)[11]、園環(huán)形端面密封環(huán)[12]、氣缸蓋密封條[13]加以密封，徑向密封條[9]為長(zhǎng)條形密封件，兩端開有矩形槽和端面密封條[10]上的凸肩相配合，徑向密封條[9]和中間缸體[4]園孤面在彈簧力作用下相接觸，端面密封條[10]在彈簧力作用下，和左缸體或右缸體內(nèi)表面相接觸，氣缸蓋密封條[13]為長(zhǎng)條形矩形密封條，在彈簧力作用下和擺動(dòng)活塞[3]小園柱孤面相接觸，矩齒形端面密封環(huán)[11]有矩形齒和擺動(dòng)活塞端面相應(yīng)的矩形齒槽相配合，矩齒形外園的直徑等同于擺動(dòng)活塞小園孤外園的直徑，兩端和端面密封條[10]交接，矩齒形端面密封環(huán)[11]外端平面在彈簧力作用下和左缸體或右缸體內(nèi)側(cè)平面相貼合，園柱端面密封環(huán)[12]兩端和端面密封條[10]交接，外端平面在彈簧力作用下和左缸體或右缸體內(nèi)側(cè)平面相貼合，矩齒形端面密封環(huán)[11]在擺動(dòng)活塞兩端面各配置一個(gè)，其余各種密封件[9]、[10]、[12]、[13]根據(jù)壓縮機(jī)排氣量和排氣壓力的大小可以有不同的數(shù)量配置。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述擺動(dòng)活塞壓縮機(jī)，其特征在于徑向密封條[9]和中間缸體[4]內(nèi)園孤面僅在緊靠氣室一側(cè)單邊線接觸，端面密封條[10]和左缸體或右缸體內(nèi)平面僅在緊靠氣室一側(cè)單邊線接觸，氣缸蓋密封條[13]用雙數(shù)的密封條，每邊一半數(shù)量的徑向密封條[13]分別和擺動(dòng)活塞小園孤面在緊靠氣室一側(cè)單邊線接觸。
專利摘要擺動(dòng)活塞壓縮機(jī),專利分類號(hào)F01C9/00有擺動(dòng)活塞的機(jī)器,用擺動(dòng)活塞代替往復(fù)活塞,一個(gè)擺動(dòng)活塞構(gòu)成二個(gè)壓縮氣缸,由同一曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì)有獨(dú)特的密封裝置,已成功的制造出試驗(yàn)機(jī),并進(jìn)行了試驗(yàn),在同樣工作轉(zhuǎn)數(shù),排氣量和排氣壓力下,新壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外型容積僅為相同參數(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)的十分之一至五分之一,相應(yīng)的重量和制造成本也可成幾倍的降低,說明這種新壓縮機(jī)具有強(qiáng)大的生命力和取代性,可用作大中小型空氣壓縮機(jī)和各類氣體壓縮機(jī)。
文檔編號(hào)F04C9/00GK2291517SQ9624705
公開日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1996年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月23日
發(fā)明者談?wù)\, 江麗華 申請(qǐng)人:江麗華