[发明专利]一种非圆齿轮驱动的同步回转式压缩机

说明书

本发明公开了一种非圆齿轮驱动的同步回转式压缩机。本发明包括主传动轴，主传动轴的两端通过轴承支撑在外箱体上，外箱体里面设置有压缩机的箱壳，压缩机的箱壳里面设置有气缸，气缸里面设置有转子，气缸轴和转子轴的两端都分别通过轴承支撑在外箱体和压缩机的箱壳上；气缸轴和转子轴不在同一直线上；主传动轴上位于压缩机壳体的两侧分别安装有圆齿轮和非圆齿轮，采用非圆齿轮与共轭非圆齿轮啮合驱动气缸、圆齿轮与共轭圆齿轮啮合来驱动转子或者采用非圆齿轮与共轭非圆齿轮啮合驱动转子、圆齿轮与共轭圆齿轮啮合来驱动气缸，滑片铰接在气缸上，并插入转子上的滑片槽中。本发明解决了同步回转式压缩机滑片负载大、排气容积小、出口压力存在一定脉动的问题。

技术领域：

本发明涉及空气压缩机领域，具体涉及一种用非圆齿轮驱动的同步回转式压缩机。

背景技术：

滑片压缩机结构简单、零部件少、维修方便、容积效率高，在很多领域得到广泛应用。传统的滑片压缩机，气缸是静止的，滑片及转子与气缸之间的相对速度大，造成滑片和气缸之间、转子和气缸之间严重的摩擦磨损，摩擦磨损不仅降低了压缩机的使用寿命，也降低了压缩机的能量利用率。同步回转式压缩机，又称为转缸滑片压缩机，克服了传统的滑片压缩机的这一缺陷。在同步回转式压缩机中，滑片同时与转子、气缸连接，在滑片的作用下，转子和气缸实现同步回转。这样大大降低了转子与气缸间相对速度，从而降低了转子与气缸之间的摩擦磨损。然而在同步回转式压缩机中，滑片不仅要承受吸气腔和排气腔的压差，还要起到动力传递的作用，因此滑片需要承担更大的负载，这导致滑片上的摩擦磨损仍旧较高。为了避免滑片受力的进一步恶化，在现有同步回转压缩机中，转子和气缸的偏心距一般控制在10mm以下，限制了其排气容积。另外，在转子旋转一周内，只有小部分时间是处于排气状态，使得出口压力存在一定的脉动。

发明内容

本发明的目的是针对现有同步回转式压缩机存在的滑片负载大、排气容积小、出口压力存在一定脉动的问题，提出了一种非圆齿轮驱动的同步回转式压缩机。在本发明中，转子和气缸的同步回转是通过外置的非圆齿轮传动实现的。这样，滑片就只用于分隔吸、排气腔，不再用于同步驱动，降低了滑片的负载及由此引起的摩擦磨损，提高了滑片的使用寿命和压缩机的能量利用率。滑片负载的降低允许使用较大的偏心距，提高了压缩机的排气容积。另外，外置的非圆齿轮传动容易实现多个压缩机的按给定相位差运行，这样不仅能在低转速时进一步提高压缩机系统的排气量，也可以降低出口压力的脉动。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种非圆齿轮驱动的同步回转式压缩机，包括主传动轴，所述主传动轴的两端通过轴承支撑在外箱体上，所述外箱体里面设置有压缩机的箱壳，所述压缩机的箱壳里面设置有气缸，所述气缸里面设置有转子，气缸轴和转子轴的两端都分别通过轴承支撑在外箱体和压缩机的箱壳上；气缸轴和转子轴不在同一直线上；所述主传动轴上位于所述压缩机壳体的两侧分别安装有圆齿轮和非圆齿轮，当采用非圆齿轮与共轭非圆齿轮啮合驱动气缸、圆齿轮与共轭圆齿轮啮合来驱动转子时，共轭非圆齿轮安装在气缸轴上，共轭圆齿轮安装在转子轴上；当采用非圆齿轮与共轭非圆齿轮啮合驱动转子、圆齿轮与共轭圆齿轮啮合来驱动气缸时，共轭非圆齿轮安装在转子轴上，共轭圆齿轮安装在气缸轴上；在所述的压缩机箱壳中，气缸随气缸轴一起运转，转子随转子轴一起运转，滑片铰接在气缸上，并插入转子上的滑片槽中。

所述的非圆齿轮驱动的同步回转式压缩机，气缸与转子的平均传动比为1:1。相应地，非圆齿轮与共轭非圆齿轮的平均传动比和圆齿轮与共轭圆齿轮的传动比相等；

转子与气缸的转角关系为：

其中，β为转子转角，θ为气缸转角，从气缸回转中心至转子回转中心方向为β和θ的起始位置，R为气缸圆心与滑片铰接回转中心的距离，e为转子和气缸的偏心距；

由公式1进一步得到转子与气缸的传动比为：