專(zhuān)利名稱(chēng)：雙轉(zhuǎn)子滑片壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種雙轉(zhuǎn)子、滑片壓縮機(jī)，其中，兩個(gè)轉(zhuǎn)子以同一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)、滑片具有平頭。
現(xiàn)有技術(shù)滑片壓縮機(jī)是公知的，例如可見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利5,310326、4,384,828、4,242,065、4,132,512、3,877,853等。這些美國(guó)專(zhuān)利作為參考材料包括在本申請(qǐng)中。
現(xiàn)有單轉(zhuǎn)子滑片壓縮機(jī)是市場(chǎng)上最老式的壓縮機(jī)中的一種。它獲得長(zhǎng)期應(yīng)用的原因是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易切削加工。它的缺點(diǎn)是，除了非常小型的壓縮機(jī)，它的轉(zhuǎn)速必須很低，從而需要加大壓縮機(jī)的尺寸，而且其效率低到與其大小不相稱(chēng)。因此，隨著切削加工技術(shù)的改進(jìn)，現(xiàn)已能制成在早期滑片壓縮機(jī)時(shí)代無(wú)法生產(chǎn)的壓縮機(jī)裝置，從而現(xiàn)有滑片壓縮機(jī)漸漸被淘汰。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)速比現(xiàn)有滑片壓縮機(jī)高的滑片壓縮機(jī)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣一種滑片壓縮機(jī)，在其運(yùn)行過(guò)程中，滑片頂部的荷載減小。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種比現(xiàn)有滑片壓縮機(jī)更耐用的滑片壓縮機(jī)。
本發(fā)明概述按照本發(fā)明，提供一種雙轉(zhuǎn)子、滑片壓縮機(jī)，其中，兩個(gè)轉(zhuǎn)子以同一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)、滑片具有平頭。附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明從結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的下述詳細(xì)說(shuō)明中可更充分理解本發(fā)明，各附圖中相同部件用同一標(biāo)號(hào)表示，附圖中

圖1為一現(xiàn)有滑片壓縮機(jī)的內(nèi)部的剖面圖；圖1A為圖1滑片壓縮機(jī)的放大剖面圖，示出一滑片頂部與這種壓縮機(jī)的殼體之間的接觸；圖2為本發(fā)明雙轉(zhuǎn)子滑片壓縮機(jī)的剖面圖，示出用兩端板中的軸承支承兩轉(zhuǎn)子；圖3為沿圖2中3-3線(xiàn)剖取的圖2壓縮機(jī)的剖面圖，示出葉片和內(nèi)外轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)；圖4和5為本發(fā)明雙轉(zhuǎn)子滑片壓縮機(jī)的另一優(yōu)選實(shí)施例的剖面圖，示出所述實(shí)施例處于兩不同的角位上，圖4和5的轉(zhuǎn)子支承與圖2相同。
對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明發(fā)明涉及滑片式雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，它構(gòu)成在流體與一高壓排放口連通前可在一工作室中有效預(yù)壓縮該流體。該壓縮機(jī)是老式單轉(zhuǎn)子滑片壓縮機(jī)的改進(jìn)型壓縮機(jī)。本說(shuō)明書(shū)將結(jié)合原理相同的兩個(gè)不同的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明壓縮機(jī)。
本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有滑片壓縮機(jī)作出改進(jìn)，從而提高其轉(zhuǎn)速和效率?，F(xiàn)有滑片壓縮機(jī)為進(jìn)行說(shuō)明，最好把本發(fā)明雙轉(zhuǎn)子滑片壓縮機(jī)與圖1所示現(xiàn)有單轉(zhuǎn)子滑片壓縮機(jī)作一比較。從這一比較中可看出雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。
在圖1所示現(xiàn)有壓縮機(jī)中，滑片10在轉(zhuǎn)子12圍繞軸14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受離心力的作用而向外滑動(dòng)，從而滑片10接觸固定殼體18的內(nèi)表面16。殼體18包括進(jìn)口20和出口22。由于轉(zhuǎn)子12的中心23與固定殼體的內(nèi)表面16的中心25相互偏心(見(jiàn)圖1A)，因此滑片10的頂部24不在法線(xiàn)方向上接觸殼體。理論上，滑片10與殼體內(nèi)表面16之間只是線(xiàn)接觸，接觸壓力由于不在法線(xiàn)上而很高。而且，滑片頂部的掃動(dòng)速度也很高，等于葉片10的頂部速度。由于接觸壓力和掃動(dòng)速度很高，圖1所示現(xiàn)有單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)除了空氣壓縮機(jī)之類(lèi)很小的壓縮機(jī)外只能工作在較低的轉(zhuǎn)速上。
本發(fā)明通過(guò)加裝第二轉(zhuǎn)子而克服這些不利特征?？山Y(jié)合圖2和3看出雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)這些目的的結(jié)構(gòu)和工作情況。本發(fā)明的一優(yōu)選雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)圖2為一壓縮機(jī)26沿其上具有葉片的一內(nèi)部轉(zhuǎn)子的軸線(xiàn)剖取的剖面圖。
從圖2可見(jiàn)，壓縮機(jī)26的主要支撐結(jié)構(gòu)為端板30和32以及中間的殼體34。內(nèi)部轉(zhuǎn)子28用端板30中的軸承36和端板32中的軸承38支撐。
在圖2和3所示實(shí)施例中，內(nèi)部轉(zhuǎn)子28包括引導(dǎo)六個(gè)葉片42的六個(gè)葉片槽40。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可知，壓縮機(jī)26的葉片槽40和葉片42可更多或更少。從而可使用少到兩個(gè)的葉片槽40和葉片42；也可使用多到16的葉片槽40和葉片42。但最好使用4-12個(gè)葉片槽40和葉片42。
回到圖2和3，外部轉(zhuǎn)子44通過(guò)側(cè)板件46用端板30中的軸承48以及通過(guò)側(cè)板件50用端板32中的軸承52支撐。應(yīng)該看到，側(cè)板件46和50為外部轉(zhuǎn)子44的支撐件，但它們用作內(nèi)部轉(zhuǎn)子28的側(cè)板。此外，應(yīng)該看到，由于側(cè)板46和50和內(nèi)部轉(zhuǎn)子28同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此它們之間的相對(duì)速度很小。
從圖2和3中還可看到，在所示優(yōu)選實(shí)施例中，外部轉(zhuǎn)子44上有12個(gè)排放口54。在所示實(shí)施例中，每一葉片42有2個(gè)排放口54。但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然可知，這類(lèi)排放口可多可少。但最好每一葉片42使用1-2個(gè)排放口。
從圖2和3中還可看到，在所示優(yōu)選實(shí)施例中，外部轉(zhuǎn)子44上有6個(gè)平直表面56?？梢钥闯觯?個(gè)葉片42的頭部最好呈與6個(gè)平直表面56相配的平直形。
一般來(lái)說(shuō)，每一葉片42與至少一個(gè)平直表面56配合。最好每一葉片42與一平直表面56配合。
從圖2和3還可看到，工作時(shí)，氣體(未示出)從殼體進(jìn)口60抽入后經(jīng)口54充滿(mǎn)葉片42、內(nèi)部轉(zhuǎn)子28和外部轉(zhuǎn)子44之間的工作室62、64、66、68和70。轉(zhuǎn)子28和44都以箭頭74所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在某一點(diǎn)76處，殼體34緊貼外部轉(zhuǎn)子44而封閉工作室。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工作室的體積減小從而壓縮氣體。在氣壓達(dá)到所需值的某一點(diǎn)處，一口54與排放口78連通，從而氣體流出工作室。殼體34的一小段80把流出口78的高壓氣體與進(jìn)口60隔開(kāi)。
圖4和5示出本發(fā)明另一實(shí)施例；在圖5中，內(nèi)部轉(zhuǎn)子82已圍繞軸86以箭頭84方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然可看出，圖4和5的壓縮機(jī)的內(nèi)外轉(zhuǎn)子的支撐裝置和軸承的布置與圖2完全相同。
盡管冷眼一看，圖4和5的壓縮機(jī)剖面圖似乎示出一不同的壓縮機(jī)，但不難看出，圖4和5壓縮機(jī)的原理與圖3壓縮機(jī)相同。因此，這兩個(gè)壓縮機(jī)都使用其內(nèi)部平直表面與從第一內(nèi)部轉(zhuǎn)子伸出的葉片平頭緊貼的第二外部轉(zhuǎn)子，這一緊貼可由同步轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，圖4和5實(shí)施例只是一般結(jié)構(gòu)中的一極限例，其中，外部轉(zhuǎn)子的整個(gè)內(nèi)表面由成長(zhǎng)方形的各平直表面組成，從而內(nèi)部轉(zhuǎn)子也呈長(zhǎng)方形，把一葉片支撐在其相對(duì)兩端上。
從圖4和5可看到，與圖3壓縮機(jī)一樣，外部轉(zhuǎn)子88套在內(nèi)部轉(zhuǎn)子82上而與之偏心。內(nèi)部轉(zhuǎn)子82圍繞軸86轉(zhuǎn)動(dòng)。外部轉(zhuǎn)子88由與圖2的側(cè)板46和50相同的側(cè)板(圖4和5中未示出)支撐。外部轉(zhuǎn)子88包括內(nèi)部平直表面90、92、94和96。平直表面92和96抵住滑片98和100的平直頭部而迫使兩轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)。與圖3壓縮機(jī)相同，四個(gè)工作室102、104、106和108經(jīng)口110、112、114和116周期性地與中間殼體34上的進(jìn)口60和出口78配合工作。中間殼體34的長(zhǎng)方體80把高壓出口78中的高壓氣體與進(jìn)口60中的低壓氣體隔開(kāi)。
從圖4可見(jiàn)，工作室104和102從進(jìn)口60吸入新鮮氣體，室108封閉而壓縮氣體，工作室106從排放口78排出氣體。相較之下，在圖5中，兩轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°后工作室106和104從進(jìn)口60吸入氣體，室102中的氣體進(jìn)行壓縮，工作室108從排放口78排出氣體。
在圖4和5的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，滑片98和100的兩端與滑動(dòng)的兩端之間最好有一連接件使它們緊貼內(nèi)部轉(zhuǎn)子82的兩端。但是，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖4和5中未示出這一連接件。
在一實(shí)施例中，圖4和5所示裝置用作內(nèi)燃機(jī)。
從圖3可見(jiàn)，葉片40的向外離心力通過(guò)葉片的平直頭部58緊抵外部轉(zhuǎn)子的平直表面56而作用在外部轉(zhuǎn)子34上。這一緊抵關(guān)系迫使內(nèi)外轉(zhuǎn)子始終以同一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。葉片頭部58在轉(zhuǎn)子平直表面56上來(lái)回振蕩的距離等于內(nèi)部轉(zhuǎn)子與外部轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)中心之間的距離的四倍。這一距離約等于每一葉片頭部的行進(jìn)距離的1/10。因此把本發(fā)明壓縮機(jī)與現(xiàn)有單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)進(jìn)行比較，葉片頂部的掃動(dòng)速度對(duì)于同樣大小的壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)減小約90％。這是一個(gè)巨大優(yōu)點(diǎn)。此外，葉片42的頭部與外部轉(zhuǎn)子34的平直表面56的接觸面積可為同樣大小的單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的至少十倍。葉片成為T(mén)形或L形，其頭部比在槽的位置上寬得多。因此，本發(fā)明雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)較之現(xiàn)有壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)既明顯，又巨大。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然可看出，圖4和5實(shí)施例具有與圖3實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)中也有若干種雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，但它們之中沒(méi)有一個(gè)具有兩轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)的特征。這一特征使得外部轉(zhuǎn)子的內(nèi)部上的一平頭與從內(nèi)部轉(zhuǎn)子伸出的一葉片的頭部保持正交。這也使得葉片的平直頭部可加大而減小接觸壓力。而且，由于外部轉(zhuǎn)子的位置與各葉片的位置連在一起，因此實(shí)際上外部轉(zhuǎn)子上的氣口可用作套在該轉(zhuǎn)子上的殼體上的進(jìn)口和出的閥裝置。在其他設(shè)計(jì)中，若外部轉(zhuǎn)子按照葉片頂部的滯后有其自身的轉(zhuǎn)速，則葉片與另一轉(zhuǎn)子不同步，因此無(wú)法用作定時(shí)閥裝置。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯然可看出，可作出改動(dòng)以適合于特殊應(yīng)用場(chǎng)合。若葉片在外部轉(zhuǎn)子的平直表面上的慣性力不足以造成同步，則可在側(cè)板件46與內(nèi)部轉(zhuǎn)子28(見(jiàn)圖2)之間使用曲柄迫使兩轉(zhuǎn)子同步。葉片的數(shù)量可增減。葉片的兩端可添加裙部以減少葉片與與之配合的側(cè)板之間的漏氣，也可使用直通葉片。還可把進(jìn)口和出口設(shè)置在端板中。
應(yīng)該看到，上述說(shuō)明只是例示性的，在由后附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)可對(duì)該壓縮機(jī)、其各部件和部件的尺寸、各組合和工藝步驟的順序以及上述本發(fā)明的其他方面作出改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮流體的雙轉(zhuǎn)子、滑片壓縮機(jī)，包括一內(nèi)部轉(zhuǎn)子、一外部轉(zhuǎn)子、以同一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子和所述外部轉(zhuǎn)子的裝置以及至少一個(gè)位于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子與所述外部轉(zhuǎn)子之間的滑動(dòng)件，其特征在于(a)所述外部轉(zhuǎn)子有一內(nèi)表面，所述內(nèi)表面至少有一平直部，從而當(dāng)所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述滑動(dòng)件接觸所述外部轉(zhuǎn)子；(b)所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子由其兩端的支撐軸支撐；(c)所述壓縮機(jī)包括位于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子的第一端的第一端板和位于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子的第二端的第二端板，其中，所述第一端板和所述第二端板通過(guò)第一組軸承支撐所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子；(d)所述壓縮機(jī)包括其內(nèi)圓周面與所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子偏心的一中間殼體，所述殼體位于所述第一端板與所述第二端板之間；(e)所述外部轉(zhuǎn)子包括一圍住所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子但與之偏心的外圓周面；以及(f)所述外部轉(zhuǎn)子裝在位于所述第一端板和所述第二端板中的第二組軸承上。
2.按權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述滑動(dòng)件為一滑片。
3.一種壓縮流體的雙轉(zhuǎn)子、滑片壓縮機(jī)，包括一內(nèi)部轉(zhuǎn)子、一外部轉(zhuǎn)子、以同一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子和所述外部轉(zhuǎn)子的裝置以及至少一個(gè)位于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子與所述外部轉(zhuǎn)子之間的滑動(dòng)件，其特征在于(a)所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子有一外表面，所述外表面至少有一平直部，從而當(dāng)所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述滑動(dòng)件滑動(dòng)到在所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子上的所述平直面上而與所述外部轉(zhuǎn)子配合；(b)所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子由其兩端的支撐軸支撐；(c)所述壓縮機(jī)包括位于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子的第一端的第一端板和位于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子的第二端的第二端板，其中，所述第一端板和所述第二端板通過(guò)第一組軸承支撐所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子；(d)所述壓縮機(jī)包括其內(nèi)圓周面與所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子偏心的一中間殼體，所述殼體位于所述第一端板與所述第二端板之間；(e)所述外部轉(zhuǎn)子包括一圍住所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子但與之偏心的外圓周面；以及(f)所述外部轉(zhuǎn)子裝在位于所述第一端板和所述第二端板中的第二組軸承上。
4.按權(quán)利要求3所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述滑動(dòng)件為一滑片。
全文摘要
一種雙轉(zhuǎn)子、滑動(dòng)件壓縮機(jī),其中,兩轉(zhuǎn)子以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng),滑動(dòng)件具有平頭。該壓縮機(jī)包括位于內(nèi)部轉(zhuǎn)子的第一端的第一端板和位于所述內(nèi)部轉(zhuǎn)子的第二端的第二端板,第一和第二端板通過(guò)一組軸承支撐該內(nèi)部轉(zhuǎn)子。該壓縮機(jī)還有其內(nèi)圓周面與該內(nèi)部轉(zhuǎn)子偏心的一中間殼體,該殼體位于所述第一端板與第二端板之間。
文檔編號(hào)F04B1/113GK1188528SQ96194907
公開(kāi)日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1996年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月18日
發(fā)明者羅杰·C·威瑟斯頓 申請(qǐng)人:卡里爾公司