[发明专利]异速旋叶压缩机

说明书

技术领域

本发明提出的异速旋叶压缩机可用于空调、制冷、低温、化工生产等工业与民用领域，其结构稍微改造也能应用于内燃发动机，具有较广泛的应用前景。 

背景技术

压缩机应用广泛，种类很多，常见的有叶片旋转压缩机、斜扳活塞压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机、往复活塞压缩机、离心压缩机等。前三种压缩机结构简单，多用于小型机领域，其中结构最简单的涡旋缩机因叶片形状复杂，加工困难；叶片旋转压缩机低速性能差；斜扳活塞压缩机进气量小，这些小型压缩机压缩比普遍不高。往复活塞压缩机压缩比虽然能达到很高的数值，但结构复杂笨重。 

本发明提出的异速旋叶压缩机与传统叶片旋转压缩机一样也属于叶片式旋转压缩机，但两者结构差异很大，传统叶片旋转压缩机的叶片绕压缩机外壳内壁面的偏心线旋转，各叶片转速相同，叶片在离心力作用下紧贴内壁面，从而密封其间的间隙。异速旋叶压缩机的叶片绕内壁面的中心线旋转，各叶片转速不同，旋转时叶片外侧面依靠结构特点与内壁面始终配合接触。它具有以下优点：工作面为圆柱面和平面，易制造加工；零件个数少，结构简单；密封可靠，低速性能良好；理论上压缩比只与结构有关，可根据需要进行任意设计。 

发明内容

异速旋叶压缩机结构见图1、图2、图3。其中图1是压缩机主视图，图2是压缩机主视图中A-A剖面剖视图，图3是压缩机去掉端盖、轴承、及轴承座后的轴测图。为能更清楚描述压缩机结构，主视图去掉了一片旋转叶片，并且所有视图没有绘制螺栓、螺母、螺钉、螺纹垫圈、密封环、润滑油通道、密封槽等小零件和结构。 

如图1所示，压缩机由外壳1、旋转柱体2、旋转叶片3、轴4、密封柱体5、键6、端盖7、旋转轴承座8、轴承座9、端盖10、轴承11、轴承12、以及图中没有绘制的螺栓、螺母、螺钉、螺纹垫圈、密封环等零件组成。其中外壳1由端面的两个圆环盘及中间的圆环柱体三部分结构组成，圆环盘端面的孔与端盖7的孔用于螺栓联结，圆环盘内径和圆环柱体的内径相等，中心线重合，并与轴4中心线重合。圆环盘的端面为平面，是外壳1的端面，与其中心线垂直。这里特别指出，本文中的中心线是指曲面为圆柱曲面的中心线，圆柱面为完整或非完整的广义圆柱面；分属不同零件的圆柱面中心线重合是指在装配位 置时两零件圆柱配合面的中心线重合。零件的曲面（平面）为纯几何曲面（平面），曲面（平面）上没有开密封槽、润滑油道、键槽等结构，没有制造公差，同一零件的曲面（平面）与曲面（平面）之间、曲面（平面）与平面之间也没有过渡面。 

如图2所示，外壳1的内壁面、旋转柱体2的外壁面、旋转柱体2的小段外侧圆柱面、旋转叶片3的主侧面、密封柱体5的小段侧圆柱面及其外侧面、端盖7的壁面围成压缩机的工作腔。其中旋转柱体2的小段外侧圆柱面是指不与密封柱体5配合接触且靠近旋转柱体外壁面的小段外侧圆柱面，密封柱体5的小段侧圆柱面是指与旋转柱体2脱离配合接触并且面向外壳1内壁面的小段侧圆柱面，这两类小面与密封柱体5的外侧面一起组成旋转叶片3和旋转柱体2之间的间隙面。 

外壳1的内壁面为圆柱面，其中心线与轴4的中心线重合，与旋转柱体2外壁圆柱面的中心线平行偏距。 

旋转柱体2与旋转轴承座8组成一中部带空隙的旋转部件，该空隙嵌有旋转叶片3，旋转叶片两边为密封柱体5。其中一片旋转叶片通过键与轴4联结，相对轴4静止，与轴4一起转动，为固定旋转叶片，其他旋转叶片绕轴4并相对轴4转动，为自由旋转叶片，各旋转叶片的转速不相等。旋转叶片3与旋转柱体2之间的间隙用密封柱体5密封，密封柱体5和旋转叶片3以平面配合，和旋转柱体2的外侧圆柱面以圆柱面配合。同样这里也特别指出本文中的两零件以圆柱面配合是指两零件的配合面为圆柱面，圆柱面半径相等，中心线重合；两零件以平面配合是指两零件的配合面为平面且重合。 

旋转叶片的结构见图4和图5，它由薄板和圆环柱体两部分结构组成，中间为粗梁联结件。薄板的外侧面与外壳1内壁圆柱面配合，为圆柱面，其中心线与圆环柱体的中心线重合，外侧面也可简化为与外壳1内壁圆柱面有微小配合间隙的平面，该平面与外壳1内壁圆柱面的中心线平行；薄板的端面为平面，与端盖7的壁面配合；薄板的主侧面为平面，与密封柱体5的侧平面配合，且两个主侧面互相平行。薄板的外侧面、端面、主侧面也称为旋转叶片的外侧面、端面、主侧面。 

旋转叶片的圆环柱体的顶面和底面为平面，与圆环柱体的中心线垂直。圆环柱体的中心线与轴4的中心线重合，位于旋转叶片两主侧面的中心面上，其内壁圆柱面与轴4的外侧圆柱面配合。不同旋转叶片的圆环柱体与薄板的相对位置不同，与轴4配合时其顶面与底面沿轴4轴向首尾连接，见图6。