双机对置式CO₂球形膨胀压缩机的制作方法

专利名称：双机对置式CO₂球形膨胀压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压缩机，特别是涉及一种双机对置式C02球形膨胀压缩机。
背景技术：
球形膨胀压缩机以其优良的性能，可用于C02跨临界制冷循环，其综合的经济技术指标
优于其它类型的膨胀压縮机，在已公开的中国专利200610104569. 8和ZL200620079799. 9中 涉及的都是单机结构，在小排量循环时有着综合的优势。
在实际应用中，如果压縮机的排量增大到一定程度，单机结构的球形膨胀压縮机最大问 题是主轴的扭矩波动大，进排气的脉动大；同时如果一味的通过增大缸径来满足大排量的需 求，会导致运动件尺寸加大，增加磨擦损失和振动。以上这些问题会导致压縮机的平顺性下 降、噪音增加、效率下降。
所以对球形膨胀压縮机，当排量增大到一定程度时，存在一个如何降低振动、噪音和提 高效率的问题。
发明内容
本发明的目的就是在专利200610104569. 8和ZL200620079799. 9所公开的压縮机制造技
术的基础上，开发出一种大排量、低振动、低噪音和高效率的双机对置式C02球形膨胀压縮 机。
双机对置式C02球形膨胀压縮机，由球形膨胀压縮机A和球形膨胀压縮机B组成，其特 征是球形膨胀压縮机A和球形膨胀压縮机B的主轴位于同一轴线上，机体朝向相反，主轴 的外伸端相对并共用一个驱动电机，从球形膨胀压縮机A的缸盖向主轴看去，主轴作顺时针转 动，从球形膨胀压縮机B的缸盖向主轴方向看去，主轴作逆时针转动；
球形膨胀压缩机A与球形膨胀压縮机B开始压縮工质的起点在主轴旋转方向上相差180度。
本发明的优点
(l)振动小、噪音低由于两个球形膨胀压缩机开始压縮工质的起点错开了一定的角度， 通常为180度，这使得合成后的扭矩波动幅度减小，降低振动和噪音，有利于提高电机效率。
(2)工作排量大由于双机同时工作，使排量增加。

图h本实用新型实施例双机对置结构剖面图2:球形膨胀压缩机结构剖面图3:图2中球形膨胀压縮机的机壳剖面图4:图3中E-E剖面图5:图3中F-F剖面图6:图3中G"G剖面图7:实施例中球形膨胀压縮机的活塞主视图8:实施例中球形膨胀压縮机的活塞左视图9:实施例中球形膨胀压縮机的活塞铰链支撑主视图10:实施例中球形膨胀压縮机的活塞铰链支撑左视图ll:滑块主视图12:滑块左视图13:实施例中活塞与活塞铰链支撑组合主视图14:活塞与活塞铰链支撑组合左视图15:实施例中转盘主视图16:实施例中转盘左视图17:实施例中转盘俯视图18:主轴主视图中l-缸体；2-缸盖；3_活塞；4-中心销；5-转盘；6-球面轴承；7-主轴支架；8_主 轴；9-连接螺钉；10-活塞铰链支撑；ll-定位螺钉；12-滑块；13_电机定子；14-电机转子； 15-球形膨胀压縮机A; 16-球形膨胀压縮机B; 17-机罩壳；
101-工作室Vl、工作室V2的进排气通道；102-工作室V3、工作室V4的进排气通道； 103-工作室V5、工作室V6的进排气通道；
201-工作室Vl; 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;
301-A气道；302-B气道；303"C气道。
具体实施方式
如图1所示，双机对置式C02球形膨胀压縮机由球形膨胀压縮机A 15和球形膨胀压縮机 B 16组成，球形膨胀压縮机A 15和球形膨胀压縮机B 16的主轴位于同一轴线上，机体朝向 相反，主轴的外伸端相对并共用一个驱动电机，球形膨胀压縮机A 15的主轴和球形膨胀压縮 机B 16的主轴分别从两端热装配固定在驱动电机的电机转子14的内孔，球形膨胀压縮机A 15、 球形膨胀压縮机B 16、驱动电机包容在机罩壳17之内，从球形膨胀压縮机A 15的缸盖向主 轴看去，主轴作顺时针转动，从球形膨胀压縮机B 16的缸盖向主轴方向看，主轴作逆时针转 动；
球形膨胀压缩压縮机A 15和球形膨胀压缩机B 16的结构在中国专利200610104569.8 和ZL200620079799. 9中已经公开，其具体结构见图2到图18，
如图2所示，球形膨胀压缩机A 15和球形膨胀压縮机B 16各自都包括缸体1、缸盖2、 活塞3、转盘5、中心销4、主轴8、主轴支架7等零件，缸体1和缸盖2通过螺钉相连形成 球形内腔，活塞3具有球形顶面，在球形顶面中央突出一活塞轴，活塞3的下部有一活塞销 座，缸盖2上对应活塞轴有一活塞轴孔，活塞3装入活塞轴孔中可自由转动，活塞3的球形 顶面和上述球形内腔相贴合；转盘5的上部与活塞销座相对应有一转盘销座，转盘5的下端 面中央向下突出一转盘轴，转盘5的球形面与所述球形内腔相贴合；活塞铰链支撑10与活塞 销座通过定位螺钉ll连为一体，参见图13、图14，与转盘销座组合形成柱面铰链副，中心 销4插入销孔形成两端具有球形端面的圆柱铰链；主轴支架7为主轴8的旋转提供支撑，主 轴8的一端为偏心曲柄，主轴结构如图18所示，偏心曲柄位于缸体l内与转盘轴通过球面轴 承6相连，另一端与动力机构相连，为膨胀压縮机变容提供动力；活塞3的下端和转盘5的 上端形状相配、活塞销座与转盘销座相配，主轴8转动时，活塞3相对转盘5摆动，柱面铰 链两端面、转盘球面、活塞球形顶面分别与所述球形内腔形成密封动配合，活塞3和转盘5 通过柱面铰链连接形成密封动配合；
活塞3的下端面和转盘5的上端面均为平面，活塞3和转盘5绕中心销4相对摆动时， 转盘5的上端面、活塞3的下端面、活塞铰链支撑10的平端面与球形内腔之间形成容积交替 变化的工作室VI 201和工作室V2 202;滑块12的侧面、扇形滑道的侧面及活塞铰链支撑10 的平端面之间形成容积交替变化的工作室V3 203和工作室V4 204;转盘销座圆环体的扇形 凸块在活塞销座半圆柱孔的扇形空腔中摆动，在扇形凸块的侧面、扇形空腔的侧面与活塞铰 链支撑10的平端面间形成容积交替变化的工作室V5 205和V6 206。
如图3所示，在缸体1和缸盖2形成的球形内腔上分别设有各个工作室的进排气通道，
进排气通道设在缸体1和缸盖2的球形内腔内表面上，布置在垂直于活塞轴线的环形空间内 并连通缸外，图4—图6分别是图3中E-E、 F-F、 G^G剖面图，F-F剖面为工作室VI 201、 工作室V2 202的进排气通道101的结构示意图，E-E剖面为工作室V5 205、工作室V6 206 的进排气通道103的结构示意图，G~G剖面为工作室V3 203、工作室V4 204的进排气通道 102的结构示意图。
活塞3具有球形顶面，在球形顶面的中央突出一活塞轴，活塞3的下部有一活塞销座， 活塞销座为一在活塞下端面形成的开口向下的半圆柱孔，在半圆柱孔的内圆周的顶部沿半圆 柱孔的轴线方向有一凹入的扇形空腔，该扇形空腔沿半圆柱孔的轴向贯通，在与半圆柱孔的 轴线垂直的截面上呈扇形；半圆环体的轴线垂直于活塞轴并通过球形内腔的中心；半圆环体 的两端面为相互平行的平面，平面上有螺纹孔；活塞的下端面为平面；如图7、图8所示， 图7为活塞主视图；图8活塞左视图。
活塞铰链支撑10的一端为平面，另一端为球面，球面与所述球形内腔球面相配，活塞铰 链支撑10的平端面及侧面形状与活塞销座两端和转盘销座两端结构相配，球面中央有一圆柱
销孔，圆柱销孔的尺寸与中心销4相配；如图9、图10所示，图9为活塞铰链支撑主视图10为活塞铰链支撑左视图。
活塞3与活塞铰链支撑10通过定位螺钉11固定相连，在活塞销座和转盘销座的两外端
形成与球形内腔相配的球面，图13为活塞与活塞铰链支撑组合主视图；图14为活塞与活塞
铰链支撑组合左视图15为转盘主视图，图16为转盘左视图，图17为转盘俯视图，转盘5的下端面中央向 下突出一转盘轴，上端与活塞销座相适应向上突出一转盘销座，转盘销座为一圆环体，圆环 体的轴线与上述活塞半圆柱孔的轴线为同一轴线，在转盘销座圆环体的的外圆周上沿圆环轴 线向外形成扇形凸块，该扇形凸块在转盘销座轴向贯通，在圆周面上呈扇形，与活塞销座扇 形空腔相配且扇形圆心相同；转盘销座圆环体的外圆与活塞销座半圆柱孔的内圆相配，形成 密封动配合；转盘销座圆环体的内圆与中心销4相配达到密封动配合，转盘球面与球形空腔 相贴合并具有相同的球心；转盘5的上端面为平面，活塞3的下部形状与转盘5的上部形状 相适配；在转盘销座圆环体的下部有一扇形滑道，扇形滑道在圆环体的轴向开通，扇形滑道 的轴线与圆环体的轴线平行，滑块12的形状与扇形滑道的形状相适配，滑块12的上下圆弧 面与滑道的上下圆弧面相贴合并形成密封动配合，滑块12的两端面与活塞铰链支撑10的平 端面相贴合并通过定位螺钉固定连接，活塞3与转盘5相对摆动时，滑块的侧面、滑道的侧 面及活塞铰链支撑10的平端面之间形成容积交替变化的工作室V3和工作室V4;如图11-图
12所示为滑块结构示意图，图ll为滑块主视图，图12为滑块左视图，滑块12的截面为扇 形，两端平面上具有螺纹孔。
活塞铰链支撑10与活塞销座和转盘销座两端的形状相适配，中心销4的两端面形状与球 形内腔内表面相适配；柱面铰链与球形内腔相接触的两端面与球形内腔为密封动配合，活塞 铰链支撑10与转盘销座之间形成密封动配合；
每个工作室都开有一气道，气道设置在活塞3和活塞铰链支撑10上，如图7、图9、图 13和图14所示，工作室V1 201和工作室V2 202的气道为A气道301， A气道301设置在活 塞球形外表面上，工作室V3 203和工作室V4 204的气道为B气道302， B气道302设在活塞 铰链支撑10上，工作室V5 205和工作室V6 206的气道为C气道303， C气道303设在活塞 3上。
在图3中所表示的是球形膨胀压缩机A 15的机壳以及各进排气通道的结构，球形膨胀 压縮机A 16的机壳结构除进排气通道的位置外与球形膨胀压缩机A 15的机壳结构完全一样； 而球形膨胀压縮机A 16和球形膨胀压縮机B 15中的进、排气通道是以图3中主轴孔和活塞 轴孔的轴线所形成的平面呈镜面对称关系。
球形膨胀压縮机A 15和球形膨胀压缩机B 16开始压縮工质的起点在主轴旋转方向上相 差一定角度，通常相差180度。
权利要求1.双机对置式CO2球形膨胀压缩机，由球形膨胀压缩机A(15)和球形膨胀压缩机B(16)组成，其特征是球形膨胀压缩机A(15)和球形膨胀压缩机B(16)的主轴位于同一轴线上，机体朝向相反，主轴的外伸端相对并共用一个驱动电机，从球形膨胀压缩机A(15)的缸盖向主轴看去，主轴作顺时针转动，从球形膨胀压缩机B(16)的缸盖向主轴方向看，主轴作逆时针转动。
2. 根据权利要求1所述的双机对置式C02球形膨胀压缩机，其特征是球形膨胀压縮机A(15) 与球形膨胀压縮机B (16)开始压縮工质的起点在主轴旋转方向上相差180度。
专利摘要本专利公开了一种双机对置式CO₂球形膨胀压缩机，由球形膨胀压缩机A(15)和球形膨胀压缩机B(16)组成，球形膨胀压缩机A(15)和球形膨胀压缩机B(16)的主轴位于同一轴线上，机体朝向相反，主轴的外伸端相对并共用一个驱动电机，从球形膨胀压缩机A(15)的缸盖向主轴看去，主轴作顺时针转动，从球形膨胀压缩机B(16)的缸盖向主轴方向看去，主轴作逆时针转动。本专利的优点是振动小、噪音低由于两个球形膨胀压缩机开始压缩工质的起点错开了一定的角度，这使得合成后的扭矩波动幅度减小，降低振动和噪音，有利于提高电机效率；工作排量大由于双机同时工作，使排量增加。
文档编号F04C23/00GK201187448SQ20082002859
公开日2009年1月28日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者王陆一 申请人:王陆一