[发明专利]球形压缩机

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种球形压缩机。

背景技术

球形压缩机是近年来新发明的一种全新结构的变容式机构，其优点是无进/排气阀、运动件少、振动小、机械效率高、密封可靠等，球形压缩机在近年来的应用研发中得到了不断地发展和完善，并取得了多项专利，如专利号是03114505.1(专利名称是“一种用于压缩机的变容式机构”)、200610104569.8(专利名称是“能实现多级压缩的球形压缩机”)和201010264211.8(专利名称是“一种用于球形压缩机的铰链密封自动补偿机构”)的中国专利；球形压缩机可广泛应用于气体压缩机、冰箱及制冷空调压缩机、泵类机械等各种领域，以球形压缩机为基础的各种动力机械正在进行产业化之中。

由于现有球形压缩机活塞的旋转是通过偏心主轴提供动力，当主轴旋转到转盘轴线与活塞轴线重合时，主轴作用在转盘上的合力与活塞和转盘的轴线垂直相交，使活塞绕活塞轴线旋转的扭矩为零，无法使活塞旋转，从而导致机构卡滞，这是机构的运动死点。专利号是201410100390.X、专利名称是“一种球形压缩机转子防卡死机构”的中国专利就是为解决球形压缩机死点位置卡死问题而发明的，具体是在转盘轴上增加销座，销座上设置有导向套，在缸体座球面或者缸体下球面上设置凹形滑道，凹形滑道分布在转盘转动过程中导向套在所对应的缸体座球面或者缸体下球面的滑动轨迹上；当转盘自转的扭矩为零的瞬间，主轴驱动转盘时,导向套与凹形滑道产生的接触力仍可以使转盘继续保持运动，从而使转盘不易卡滞，从根本上解决了球形压缩机机构运动的死点问题，但是，凹形滑道需要高精度才能保证导向套与凹形滑道良好的配合，而且防卡死机构运动过程中需要设置冷却机构防止导向套与凹形滑道摩擦产生发热，增加了制造和运行成本。

发明内容

本发明的目的就是设计一种新型的球形压缩机，对原有的球形压缩机进行重新设计，使球形压缩机在结构上成为无死点机构。

本发明的技术方案是，球形压缩机，它包括：

缸体，该缸体具有半球形内腔，在缸体上设置有贯通缸外的转盘轴孔；

缸盖，该缸盖具有半球形内腔，该缸盖与所述缸体组合在一起形成球形内腔，在该缸盖的内球面上设置有进气通道、排气通道及活塞轴孔，缸盖上的进气通道和排气通道分别布置在垂直于活塞轴孔轴线的环形空间内，进气通道和排气通道分别与缸盖上连通缸外的进气孔和排气孔连通；

活塞，该活塞具有球形顶面、两个成一定角度的侧面和在两侧面下部的活塞销座，所述活塞球形顶面与所述球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；所述活塞销座为半圆柱结构，半圆柱的中部有凹槽，在半圆柱的中心轴线上有贯通的活塞销孔；

转盘，该转盘具有在其上部与活塞销座相对应的转盘销座；该转盘上部和下端面之间的外周面为转盘球面，转盘球面与所述球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；所述转盘销座的两端为半圆柱凹槽，中部为凸起的半圆柱，在半圆柱的中心轴线上设置有贯通的转盘销孔；

中心销，该中心销插入所述转盘销座和活塞销座相配所形成的销孔中形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；

其中，所述活塞轴孔和转盘轴孔的轴线都通过所述球形内腔的球心，活塞轴孔和转盘轴孔的轴线夹角为α；在转盘的下端设置有与缸体上转盘轴孔相配的转盘轴，在活塞的球形顶面设置有与缸盖上活塞轴孔相配的活塞轴；选取在活塞轴与活塞连接处或者转盘轴与转盘的连接处的其中一处设置滑槽摆动机构，在活塞轴与活塞连接处的滑槽摆动机构使活塞沿滑槽滑动面相对活塞轴孔的轴线摆动，在转盘轴与转盘连接处的滑槽摆动机构使转盘沿滑槽滑动面相对转盘轴孔的轴线摆动，摆动的角度为2α；驱动转盘轴转动，活塞和转盘绕中心销相对摆动，在所述转盘的上端面、所述活塞的两侧面与所述球形内腔之间形成容积交替变化的V1工作室和V2工作室；

进一步的，在活塞的球形顶面上设置有开口向上的活塞滑槽，活塞滑槽在中心销的轴线和缸盖上的活塞轴孔的轴线所在的平面上为扇形面，扇形的圆心在活塞球形表面的球心，扇形以缸盖上的活塞轴孔的轴线为对称，扇形角不小于4α；活塞轴插入活塞轴孔中并可绕活塞轴孔的轴线转动，在活塞轴与活塞的球形顶面连接的一端固定设置一活塞轴滑靴，活塞轴滑靴的两侧面与活塞滑槽的两侧面贴合并沿活塞滑槽的两侧面滑动，活塞上的活塞滑槽和活塞轴上的活塞轴滑靴形成所述滑槽摆动机构；转盘轴与转盘的下端中心固定连接，转盘轴插入缸体上的转盘轴孔与缸体形成旋转副；