專(zhuān)利名稱(chēng)：組合式二氧化碳膨脹壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓縮機(jī)，特別是涉及一種球形膨脹壓縮機(jī)與滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式組合而成的 膨脹壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
在C02跨臨界制冷循環(huán)中所使用的膨脹壓縮機(jī)都面臨工作壓差大的工作條件，通常是傳統(tǒng)工質(zhì)制冷循環(huán)工作壓差的5—10倍。專(zhuān)利號(hào)申請(qǐng)?zhí)枮?00610104569.8和專(zhuān)利號(hào)為 ZL200620079799.9的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)的球形膨脹壓縮機(jī)，能較好的應(yīng)用于0)2跨臨界循環(huán)，具有較多有點(diǎn)。但在其排量增大到一定程度時(shí)具有主軸扭矩波動(dòng)大的缺點(diǎn)，另外其結(jié)構(gòu)不緊湊， 尤其是主軸周?chē)休^大空間沒(méi)有利用。
因此如何減小球形膨脹壓縮機(jī)的主軸扭矩波動(dòng)和使其結(jié)構(gòu)更加緊湊是一個(gè)很有價(jià)值的研 究方向。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在專(zhuān)利200610104569. 8、 ZL200620079799. 9和現(xiàn)有的滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮 機(jī)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)一種由球形膨脹壓縮機(jī)和滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)組合而成的膨脹壓縮機(jī)，該膨脹壓縮機(jī)可用于C02工質(zhì)的制冷循環(huán)。
合式二氧化碳膨脹壓縮機(jī)，由球形膨脹壓縮機(jī)和滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)組合而成，其特征是球形膨脹壓縮機(jī)的主軸上有一偏心結(jié)構(gòu)，該偏心結(jié)構(gòu)作為滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子缸體位于球形膨脹壓縮機(jī)缸體與主軸支架之間，轉(zhuǎn)子缸體上設(shè)有進(jìn)氣 孔和排氣孔，并裝有滑片和滑片彈簧，在排氣孔上設(shè)有排氣閥，在球形膨脹壓縮機(jī)的主軸支架和缸體之間形成滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；主軸由主軸支架和球形膨脹壓縮機(jī)缸體上的主軸孔支 撐，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)與球形膨脹壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)在主軸旋 轉(zhuǎn)方向上相差一定角度；
通常滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)與球形膨脹壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)在主軸旋轉(zhuǎn)方向上相差180度；
所述球形膨脹壓縮機(jī)為二級(jí)壓縮一級(jí)膨脹，在組合結(jié)構(gòu)中，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的作為第一級(jí)壓縮，球形膨脹壓縮機(jī)作為第二級(jí)、第三級(jí)壓縮和一級(jí)膨脹；
也可以將擺動(dòng)轉(zhuǎn)子式、滑片式和各種擺線式壓縮機(jī)，以這種相同的方式與球形膨脹壓縮機(jī)組合，形成組合式二氧化碳膨脹壓縮機(jī)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)-
(1) 結(jié)構(gòu)緊湊由于利用了球形膨脹壓縮機(jī)主軸孔周?chē)目臻g，增加了一級(jí)壓縮，可以增大排量使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊；
(2) 運(yùn)轉(zhuǎn)平順性好由于第一級(jí)壓縮開(kāi)始的起點(diǎn)與第二級(jí)壓縮的和第三級(jí)壓縮開(kāi)始的起點(diǎn)在主軸的旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)開(kāi)了一定角度，所以主軸的扭矩波動(dòng)小，整機(jī)振動(dòng)小，噪音低；
(3) 效率高由于以非常小的結(jié)構(gòu)改動(dòng)增加了一級(jí)壓縮，減小了壓縮功耗，同時(shí)由于主軸扭矩波動(dòng)小提高了電機(jī)效率，所以整機(jī)效率高。


圖l:實(shí)施例組合結(jié)構(gòu)剖面圖2:圖l中A-A剖面圖3:實(shí)施例中組合結(jié)構(gòu)中機(jī)殼剖面圖4:圖3中K-K剖面圖5:轉(zhuǎn)子缸體主視圖6:圖5中M向視圖7:圖5中N向視圖8:圖3中E-E剖面圖9:圖3中F-F剖面圖10:圖3中G"G剖面圖11:實(shí)施例中球形膨脹壓縮機(jī)的活塞主視圖12:實(shí)施例中球形膨脹壓縮機(jī)的活塞左視圖13:實(shí)施例中球形膨脹壓縮機(jī)的活塞鉸鏈支撐主視圖14:實(shí)施例中球形膨脹壓縮機(jī)的活塞鉸鏈支撐左視圖15:滑塊主視圖16:滑塊左視圖17:實(shí)施例中活塞與活塞鉸鏈支撐組合主視圖18:活塞與活塞鉸鏈支撐組合左視圖19:實(shí)施例中轉(zhuǎn)盤(pán)主視圖20:實(shí)施例中轉(zhuǎn)盤(pán)左視圖21:實(shí)施例中轉(zhuǎn)盤(pán)俯視圖22:主軸主視圖中l(wèi)-缸體；2-缸蓋；3-活塞；4-中心銷(xiāo)；5-轉(zhuǎn)盤(pán)；6-球面軸承；7-主軸支架；8-主 軸；9-連接螺釘；10-活塞鉸鏈支撐；11-定位螺釘；12-滑塊；13-轉(zhuǎn)子缸體；14-滑片；15-滑片彈簧；16-排氣閥；17-閥片限位塊；18-氣閥螺釘；19-機(jī)罩殼；
101-工作室Vl、工作室V2的進(jìn)排氣通道；102-工作室V3、工作室V4的進(jìn)排氣通道； 103-工作室V5、工作室V6的進(jìn)棑氣通道；104-進(jìn)氣孔；105-排氣孔；
201-工作室V1; 202-工作室V2; 203-工作室V3; 204-工作室V4; 205-工作室V5; 206-工作室V6; 207-工作室V7; 208-工作室V8;
301-A氣道；302-B氣道；303-C氣道。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，該壓縮機(jī)由球形膨脹壓縮機(jī)和滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)組合而成；球形膨脹 壓縮機(jī)的主軸8上有一偏心結(jié)構(gòu)，該偏心結(jié)構(gòu)作為滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓 縮機(jī)的轉(zhuǎn)子缸體13位于球形膨脹壓縮機(jī)缸體1與主軸支架7之間，轉(zhuǎn)子缸體13上設(shè)有進(jìn)氣 孔104和排氣閥16，并裝有滑片14和滑片彈簧15，在球形膨脹壓縮機(jī)的主軸支架7和缸體 1之間形成滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；主軸8由主軸支架7和球形膨脹壓縮機(jī)缸體1上的主軸孔支 撐；主軸支架7、轉(zhuǎn)子缸體13通過(guò)連接螺釘9連接在缸體1的法蘭上，機(jī)殼罩19為圓筒狀， 結(jié)構(gòu)形狀與轉(zhuǎn)子缸體、缸體1的法蘭、主軸支架的外形相適配；
如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，轉(zhuǎn)子缸體13為一圓環(huán)結(jié)構(gòu)，圓環(huán)的中心線與主軸 8的軸線重合，轉(zhuǎn)子缸體13上設(shè)有進(jìn)氣孔104和排氣孔105，進(jìn)氣孔104在圓環(huán)壁上直接開(kāi) 通，排氣孔105沉入圓環(huán)的側(cè)壁凹入的空腔底部并在圓環(huán)壁上開(kāi)通，排氣孔105上裝有排氣 閥16和閥片定位塊17，排氣閥16和閥片定位塊17置于上述空腔內(nèi)，通過(guò)氣閥螺釘18固定 在空腔的底部；
如圖l、圖2、圖22所示，主軸8的為一偏心結(jié)構(gòu)，在與缸體1上的主軸孔配合處的圓 中心線與主軸中心線重合，在與轉(zhuǎn)子缸體相切的為一相對(duì)于轉(zhuǎn)子缸體13的偏心圓柱，圓柱的 中心線與主軸的中心線平行，滑片14通過(guò)滑片彈簧15始終貼合在主軸外圓上，這樣主軸8 旋轉(zhuǎn)時(shí)在轉(zhuǎn)子缸體和主軸之間形成滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的進(jìn)氣室207和排氣室208。
如圖1所示，所述球形膨脹壓縮機(jī)包括缸蓋2、缸體l、活塞3、轉(zhuǎn)盤(pán)5、中心銷(xiāo)4、主 軸8、主軸支架7等零件，缸體1和缸蓋2通過(guò)螺釘相連形成球形內(nèi)腔，活塞3具有球形頂 面，在球形頂面中央突出一活塞軸，活塞3的下部有一活塞銷(xiāo)座，缸蓋2上對(duì)應(yīng)活塞軸有一 活塞軸孔，活塞3裝入活塞軸孔中可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞3的球形頂面和上述球形內(nèi)腔相貼合； 轉(zhuǎn)盤(pán)5的上部與活塞銷(xiāo)座相對(duì)應(yīng)有一轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座，轉(zhuǎn)盤(pán)5的下端面中央向下突出一轉(zhuǎn)盤(pán)軸，轉(zhuǎn) 盤(pán)5的球形面與所述球形內(nèi)腔相貼合；活塞鉸鏈支撐10與活塞銷(xiāo)座通過(guò)定位螺釘11連為一 體，參見(jiàn)圖17、圖18，與轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座組合形成柱面鉸鏈副，中心銷(xiāo)4插入銷(xiāo)孔形成兩端具有球 形端面的圓柱鉸鏈；主軸支架7為主軸8的旋轉(zhuǎn)提供支撐，主軸8的一端為偏心曲柄，偏心 曲柄位于缸體l內(nèi)與轉(zhuǎn)盤(pán)軸通過(guò)球面軸承6相連，另一端與動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連，為膨脹壓縮機(jī)變 容提供動(dòng)力；活塞3的下端和轉(zhuǎn)盤(pán)5的上端形狀相配、活塞銷(xiāo)座與轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座相配，主軸8轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，活塞3相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)5擺動(dòng)，柱面鉸鏈兩端面、轉(zhuǎn)盤(pán)球面、活塞球形頂面分別與所述球形 內(nèi)腔形成密封動(dòng)配合，活塞3和轉(zhuǎn)盤(pán)5通過(guò)柱面鉸鏈連接形成密封動(dòng)配合；
活塞3的下端面和轉(zhuǎn)盤(pán)5的上端面均為平面，活塞3和轉(zhuǎn)盤(pán)5繞中心銷(xiāo)4相對(duì)擺動(dòng)時(shí)， 轉(zhuǎn)盤(pán)5的上端面、活塞3的下端面、活塞鉸鏈支撐10的平端面與球形內(nèi)腔之間形成容積交替 變化的工作室VI 201和工作室V2 202;滑塊12的側(cè)面、扇形滑道的側(cè)面及活塞鉸鏈支撐10 的平端面之間形成容積交替變化的工作室V3 203和工作室V4 204;轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座圓環(huán)體的扇形 凸塊在活塞銷(xiāo)座半圓柱孔的扇形空腔中擺動(dòng)，在扇形凸塊的側(cè)面、扇形空腔的側(cè)面與活塞鉸 鏈支撐10的平端面間形成容積交替變化的工作室V5 205和V6 206。
如圖3所示，在缸體1和缸蓋2形成的球形內(nèi)腔上分別設(shè)有各個(gè)工作室的進(jìn)排氣通道， 進(jìn)排氣通道設(shè)在缸體1和缸蓋2的球形內(nèi)腔內(nèi)表面上，布置在垂直于活塞軸線的環(huán)形空間內(nèi) 并連通缸外，圖8—圖10分別是圖3中E-E、 F-F、 G-G剖面圖，F(xiàn)-F剖面為工作室V1 201、 工作室V2 202的進(jìn)排氣通道101的結(jié)構(gòu)示意圖，E-E剖面為工作室V5 205、工作室V6 206 的進(jìn)排氣通道103的結(jié)構(gòu)示意圖，G~G剖面為工作室V3 203、工作室V4 204的進(jìn)排氣通道 102的結(jié)構(gòu)示意圖。
活塞3具有球形頂面，在球形頂面的中央突出一活塞軸，活塞3的下部有一活塞銷(xiāo)座， 活塞銷(xiāo)座為一在活塞下端面形成的開(kāi)口向下的半圓柱孔，在半圓柱孔的內(nèi)圓周的頂部沿半圓 柱孔的軸線方向有一凹入的扇形空腔，該扇形空腔沿半圓柱孔的軸向貫通，在與半圓柱孔的 軸線垂直的截面上呈扇形；半圓環(huán)體的軸線垂直于活塞軸并通過(guò)球形內(nèi)腔的中心；半圓環(huán)體 的兩端面為相互平行的平面，平面上有螺紋孔；活塞的下端面為平面；如圖ll、圖12所示， 圖ll為活塞主視圖；圖12活塞左視圖。
活塞鉸鏈支撐10的一端為平面，另一端為球面，球面與所述球形內(nèi)腔球面相配，活塞鉸 鏈支撐10的平端面及側(cè)面形狀與活塞銷(xiāo)座兩端和轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座兩端結(jié)構(gòu)相配，球面中央有一圓柱 銷(xiāo)孔，圓柱銷(xiāo)孔的尺寸與中心銷(xiāo)4相配；如圖13、圖14所示，圖13為活塞鉸鏈支撐主視圖；圖14為活塞鉸鏈支撐左視圖。
活塞3與活塞鉸鏈支撐10通過(guò)定位螺釘11固定相連，在活塞銷(xiāo)座和轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座的兩外端 形成與球形內(nèi)腔相配的球面，圖17為活塞與活塞鉸鏈支撐組合主視圖；圖18為活塞與活塞 鉸鏈支撐組合左視圖19為轉(zhuǎn)盤(pán)主視圖，圖20為轉(zhuǎn)盤(pán)左視圖，圖21為轉(zhuǎn)盤(pán)俯視圖，轉(zhuǎn)盤(pán)5的下端面中央向 下突出一轉(zhuǎn)盤(pán)軸，上端與活塞銷(xiāo)座相適應(yīng)向上突出一轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座，轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座為一圓環(huán)體，圓環(huán) 體的軸線與上述活塞半圓柱孔的軸線為同一軸線，在轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座圓環(huán)體的的外圓周上沿圓環(huán)軸 線向外形成扇形凸塊，該扇形凸塊在轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座軸向貫通，在圓周面上呈扇形，與活塞銷(xiāo)座扇 形空腔相配且扇形圓心相同；轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座圓環(huán)體的外圓與活塞銷(xiāo)座半圓柱孔的內(nèi)圓相配，形成 密封動(dòng)配合；轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座圓環(huán)體的內(nèi)圓與中心銷(xiāo)4相配達(dá)到密封動(dòng)配合，轉(zhuǎn)盤(pán)球面與球形空腔 相貼合并具有相同的球心；轉(zhuǎn)盤(pán)5的上端面為平面，活塞3的下部形狀與轉(zhuǎn)盤(pán)5的上部形狀 相適配；在轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座圓環(huán)體的下部有一扇形滑道，扇形滑道在圓環(huán)體的軸向開(kāi)通，扇形滑道 的軸線與圓環(huán)體的軸線平行，滑塊12的形狀與扇形滑道的形狀相適配，滑塊12的上下圓弧 面與滑道的上下圓弧面相貼合并形成密^"動(dòng)配合，滑塊12的兩端面與活塞鉸鏈支撐10的平 端面相貼合并通過(guò)定位螺釘固定連接，活塞3與轉(zhuǎn)盤(pán)5相對(duì)擺動(dòng)時(shí)，滑塊的側(cè)面、滑道的側(cè) 面及活塞鉸鏈支撐10的平端面之間形成容積交替變化的工作室V3和工作室V4;如圖15-圖 16所示為滑塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖15為滑塊主視圖，圖16為滑塊左視圖，滑塊12的截面為扇 形，兩端平面上具有螺紋孔。
活塞鉸鏈支撐10與活塞銷(xiāo)座和轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座兩端的形狀相適配，中心銷(xiāo)4的兩端面形狀與球 形內(nèi)腔內(nèi)表面相適配；柱面鉸鏈與球形內(nèi)腔相接觸的兩端面與球形內(nèi)腔為密封動(dòng)配合，活塞 鉸鏈支撐10與轉(zhuǎn)盤(pán)銷(xiāo)座之間形成密封動(dòng)配合；
每個(gè)工作室都開(kāi)有一氣道，氣道設(shè)置在活塞3和活塞鉸鏈支撐10上，如圖11、圖17 和圖18所示，工作室V1 201和工作室V2 202的氣道為A氣道301， A氣道301設(shè)置在活塞 球形外表面上，工作室V3 203和工作室V4 204的氣道為B氣道302， B氣道302設(shè)在活塞鉸 鏈支撐10上，工作室V5 205和工作室V6 206的氣道為C氣道303， C氣道303設(shè)在活塞3上。
在組合結(jié)構(gòu)中，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的作為第一級(jí)壓縮，球形膨脹壓縮機(jī)作為第二級(jí)、第三級(jí)壓縮和一級(jí)膨脹；即滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的進(jìn)氣室207、排氣室208作為第一級(jí)壓縮，球 形膨脹壓縮機(jī)的工作室V1 201、工作室V2 202作為第二級(jí)壓縮，工作室V3 203、工作室V4 204作為第三級(jí)壓縮，工作室V5 205、工作室V6 206作為一級(jí)膨脹用，即可用作適用于Ca 循環(huán)的三級(jí)壓縮一級(jí)膨脹的組合式膨脹壓縮機(jī)。
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)與球形膨脹壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)在主軸旋 轉(zhuǎn)方向上相差一定角度；
通常滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)與球形膨脹壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)在主 軸旋轉(zhuǎn)方向上相差180度；
權(quán)利要求1.組合式二氧化碳膨脹壓縮機(jī)，由球形膨脹壓縮機(jī)和滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)組合而成，其特征是球形膨脹壓縮機(jī)的主軸(8)上有一偏心結(jié)構(gòu)，該偏心結(jié)構(gòu)作為滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子缸體(13)位于球形膨脹壓縮機(jī)缸體(1)與主軸支架(7)之間，轉(zhuǎn)子缸體(13)上設(shè)有進(jìn)氣孔(104)和排氣孔(105)，并裝有滑片(14)和滑片彈簧(15)，在排氣孔(105)上設(shè)有排氣閥(16)，在球形膨脹壓縮機(jī)的主軸支架(7)和缸體(1)之間形成滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；主軸(8)由主軸支架(7)和球形膨脹壓縮機(jī)缸體(1)上的主軸孔支撐。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式二氧化碳膨脹壓縮機(jī)，其特征是滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)?縮工質(zhì)的起點(diǎn)與球形膨脹壓縮機(jī)開(kāi)始?jí)嚎s工質(zhì)的起點(diǎn)在主軸旋轉(zhuǎn)方向上相差180度。
專(zhuān)利摘要本專(zhuān)利公開(kāi)了一種組合式二氧化碳膨脹壓縮機(jī)，由球形膨脹壓縮機(jī)和滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)組合而成，球形膨脹壓縮機(jī)的主軸(8)上有一偏心結(jié)構(gòu)，該偏心結(jié)構(gòu)作為滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子，滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子缸體(13)位于球形膨脹壓縮機(jī)缸體(1)與主軸支架(7)之間，轉(zhuǎn)子缸體(13)上設(shè)有進(jìn)氣孔(104)和排氣孔(105)，并裝有滑片(14)和滑片彈簧(15)，在排氣孔(105)上設(shè)有排氣閥(16)，在球形膨脹壓縮機(jī)的主軸支架(7)和缸體(1)之間形成滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)；主軸(8)由主軸支架(7)和球形膨脹壓縮機(jī)缸體(1)上的主軸孔支撐。該組合結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平順性好、效率高。
文檔編號(hào)F04C23/00GK201180651SQ20082002859
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者王陸一 申請(qǐng)人:王陸一