直线往复活塞式压缩机.pdf

本发明属于压缩机领域，涉及一种直线往复活塞式压缩机，包括一个曲柄销、一个连杆及两个对置分布的活塞和气缸，所述活塞安置在气缸内并与之滑动配合，连杆的两端分别与两个活塞连接，在连杆的中部区域设置有两条相互平行的导轨，并设有副连杆，所述副连杆的端部设置有轴销，所述轴销上转动套装有滚子，滚子与所述导轨滚动接触配合。本发明的两条导轨各负责驱动一个活塞作“压缩行程”且同时驱动另一个活塞作“进气行程”，两导轨交替轮番工作，因能有效减少乃至完全消除滚子与导轨之间的配合间隙，因此能保持滚子与导轨始终滚动接触

1、  直线往复活塞式压缩机，包括：一个曲柄销、一个连杆、两个对置分布的活塞和气缸，所述活塞安置在气缸内并与之滑动配合，所述连杆的两端分别与所述两个活塞连接，其特征在于在连杆的中部设置有两条相互平行的导轨，另外设置有副连杆，所述副连杆的端部设置有轴销，所述轴销上转动套装有滚子，滚子与所述导轨滚动接触配合。

2、  根据权利要求1所述的直线往复活塞式压缩机，其特征在于导轨为平轨或凸轨或凹轨，导轨的横断截面是平直线状、矩形状、梯形状或弧形状。

3、  根据权利要求1或2所述的直线往复活塞式压缩机，其特征在于所述气缸采用直线对置结构或错位对置结构。

4、  根据权利要求3所述的直线往复活塞式压缩机，其特征在于所述滚子为滚套或滚动轴承或含滚动体的滑块。

5、  根据权利要求4所述的直线往复活塞式压缩机，其特征在于所述曲柄销直接驱动副连杆或通过轴毂间接驱动副连杆。

6、  根据权利要求4所述的直线往复活塞式压缩机，其特征在于所述副连杆有一个或若干个。

7、  根据权利要求6所述的直线往复活塞式压缩机，其特征在于所述副连杆上设置有消除间隙的调节装置。

8、  直线往复活塞式压缩机的用途，可以用于制造压缩机、真空泵、液压泵和水泵。

直线往复活塞式压缩机
技术领域
本发明属于机械工程技术领域，特别涉及一种直线往复活塞式压缩机。
背景技术
众所周知，目前的压缩机主要使用曲柄连杆往复运动机构，它主要由电机、曲柄、连杆和活塞等部件组成，其中连杆的一端与曲柄销转动配合，连杆的另一端与活塞配合，由此实现曲柄的旋转运动与活塞的往复运动的转换。显然，传统曲柄连杆机构的连杆以摆动的运动方式进行工作，因此连杆作用到活塞上的力是一个摆动的力，这个力不仅会造成活塞对气缸的拍击而产生噪声，而且会造成活塞对气缸作用有较大的侧压力而增加摩擦损耗。为了克服传统曲柄连杆机构的上述弊端，出现了一种直线往复活塞式压缩机方案如图1和图2所示，该压缩机能有效地减少活塞对气缸的拍击及摩擦，它有两个对置分布的活塞1a、1b和气缸2a、2b，所述活塞1a、1b共用一个连杆3，在连杆3的中部开设有一个空心槽4，所述空心槽4上布置有两条相互平行的导轨4a、4b，压缩机的曲柄销5插入空心槽4内，曲柄销5上转动套装有一个滚子6，滚子6与上述导轨4a、4b配合；当曲柄转动时，曲柄销5驱动滚子6进而驱动导轨4a、4b最后通过连杆3驱动活塞1a、1b作往复运动，在气缸2a、2b以及连杆3的约束下，活塞1a、1b的运动呈直线运动，注意到对置的两个气缸2a、2b的距离比较大，换言之工作中因曲柄销5偏离气缸2a、2b的缸心线0a、0b而造成的活塞1a、1b对气缸2a、2b的侧压力较小；为了减少活塞、连杆等往复运动件所产生的惯性力的负面影响，特别地采用一个加大了质量的离心平衡块55，亦即采用所谓的“过量平衡法”对付往复惯性力。但是，上述压缩机尚有需要改进之处，主要表现在导轨4a、4b与滚子6的配合间隙处在两难选择的尴尬境地，如果配合间隙取得过小，将使滚子6极易同时接触到两导轨4a、4b，结果导致滚动不畅而增加摩擦损失，而如果两者的配合间隙取得过大，则又势必会导致滚子6对导轨4a、4b产生较大的撞击而产生噪声。
发明内容
本发明提供一种直线往复活塞式压缩机，目的在于有效减少压缩机的摩擦和噪声。
本发明的目的是这样实现的：
一种直线往复活塞式压缩机，它包括：一个曲柄销、一个连杆以及两个对置分布的活塞和气缸，所述活塞安置在气缸内并与之滑动配合，所述连杆的两端分别与所述两个活塞连接，其特征在于在连杆的中部区域设置有两条相互平行的导轨，并设置有副连杆，所述副连杆的端部设置有轴销，所述轴销上转动套装有滚子，滚子与所述导轨滚动接触配合。
上述导轨为平轨或凸轨或凹轨，而导轨的横断截面可以是平直线状、矩形状、梯形状或弧形状。
上述气缸采用直线对置结构或错位对置结构。
上述滚子为滚套或滚动轴承或含滚动体的滑块。
上述曲柄销直接驱动副连杆或通过轴毂间接驱动副连杆。
上述副连杆有一个或若干个。
上述副连杆上设置有消除间隙的调节装置。
直线往复活塞式压缩机的用途，可用于制造压缩机、真空泵、液压泵和水泵。
本发明直线往复活塞式压缩机采用副连杆、轴销及滚子或滚动体配合导轨的结构方案，当曲柄销转动时通过上述构件分别压迫两条导轨，进而经由连杆驱动活塞沿气缸作往复运动，在对置气缸的约束下活塞及连杆的运动为直线运动；显然，本发明上述两条导轨各负责驱动一个活塞作“压缩行程”且同时驱动另一个活塞作“进气行程”，两导轨交替轮番工作，由于实行分轨式的驱动结构，因此能有效减少乃至完全消除滚子与导轨之间的配合间隙，换言之能保证滚子与导轨始终保持滚动接触状态，故本发明既能减少摩擦又能减少撞击噪声。
附图说明
图1是现有技术中一种直线往复活塞式压缩机的结构示意图；
图2是图1所示现有直线往复活塞式压缩机的剖视图；
图3是本发明之曲柄销直接驱动副连杆的正面剖视示意图；
图4是本发明采用含滚动体的滑块的剖视图；
图5是本发明的气缸按直线对置方案布置时的侧面剖视图；
图6是本发明的气缸按错位对置方案布置时的侧面剖视图；
图7是本发明之曲柄销间接驱动副连杆的一个实施例的正面剖视示意图；
图8是本发明之曲柄销间接驱动副连杆的又一个实施例的正面剖视示意图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图3-8：
图3至图8给出了本发明一种直线往复活塞式压缩机的结构示意图，图中零件的标号、名称及功能继承图1和图2所示现有直线往复活塞式压缩机。本发明直线往复活塞式压缩机包括：电机、电机驱动的曲柄及连接在曲柄上的曲柄销5、两个对置分布的活塞1a、1b和气缸2a、2b，以及一个连杆3，所述气缸2a、2b的轴线0a、0b相互平行设置或者同轴设置(允许存在一定的制造误差和装配误差)，所述活塞1a、1b安置在气缸2a、2b内并与之滑动配合，所述连杆3的两端分别与两个活塞1a、1b连接，连杆3与活塞1a、1b的连接可以是紧固连接或铰接连接或干脆为一体制造；在连杆3的中部区域开设有一条空心槽4，压缩机的曲柄销5插入该空心槽4内；连杆3上布置有两条相互平行的导轨4a、4b，所述导轨4a、4b可以与气缸2a、2b的轴线0a、0b垂直也可以不垂直；另外设置有副连杆7，副连杆7的数量可以采用一个也可以采用若干个，在副连杆7的端部配置有轴销8，轴销8上套装有滚子6，所述滚子6可以是滚套或滚动轴承，进一步滚子6还可以用含滚动体666的滑块66来替代，其中滚动体666可以是滚柱、滚针或滚珠，很显然，上述滚子6或滚动体666在任何情况下只与上述两条导轨4a、4b中的一条进行接触配合；必须指出的是，导轨4a、4b可以做成平轨或凸轨或凹轨，而其横断截面可以是平直线状、矩形状、梯形状或弧形状，当然与其相配的滚子6或滚动体666最好也具有相应的形貌；需要说明的，当气缸2a、2b的轴线0a、0b为同轴状态时即为气缸2a、2b按直线对置结构布局，此时气缸2a、2b比较容易加工，而当气缸2a、2b的轴线0a、0b为错位状态时即为气缸2a、2b按错位对置结构布局，此时气缸2a、2b对活塞1a、1b及连杆3具有较好的防转约束功能，错位对置可以沿曲柄销5的轴向方向进行错位(如图6所示)、也可以沿其他方向如曲柄销5的半径方向进行错位(图中未示出)；还应指出的是，压缩机的曲柄销5可以直接驱动副连杆7也可以间接驱动副连杆7，所谓直接驱动是指副连杆7上开设座孔并转动套装在曲柄销5上，当然直接驱动还包括曲柄销5套装滚动轴承后再与连杆7上的座孔相配，所谓间接驱动是指曲柄销5通过一个转动套装在其上的轴毂9驱动副连杆7，此时副连杆7与轴毂9可以通过轴销8进行铰接也可以直接以轴毂9紧固连接；为了保证滚子6或者滚动体666在工作时能与导轨4a、4b保持良好的接触，亦即让它们能始终保持滚动接触的状态，可以采取两个措施：措施之一是预紧装配，即让滚子6或滚动体666与导轨4a、4b具有一定的预紧接触力，这样可以有效消除它们的配合间隙，措施之二是从结构方面进行保障，即采用可调的间隙消除装置10，本案中的间隙消除装置10为一根调节螺栓，它至少有一端与一个可以转动的副连杆7用螺纹结构进行连接，此转动的副连杆7用铰销8铰接在轴毂9上，当然最佳情形是调节螺栓的两端分别与两个铰接到轴毂9上的副连杆7用螺纹结构进行连接：其中一种方案是两个副连杆7分别从属于所述两条导轨4a、4b中的一条(如图7所示)，另一种方案是两个副连杆7同时从属于所述两个导轨4a、4b中的一条(如图8所示)，显然通过间隙消除装置10能有效调节分属连两条导轨4a、4b的滚子6或滚动体666之间的距离，换句话说能调节并消除滚子6或滚动体666与导轨4a、4b的配合间隙。
本发明直线往复活塞式压缩机采用副连杆7、轴销8、滚子6或滑块66及滚动体666配合导轨4a、4b的结构方案，当曲柄销5转动时上述构件分别压迫两条导轨4a、4b，进而经由连杆3驱动活塞1a、1b沿气缸2a、2b作往复运动，在对置气缸2a、2b的约束下活塞1a、1b及连杆3的运动为直线运动；显然，本发明上述两条导轨4a、4b各负责驱动一个活塞1a或1b作“压缩行程”且同时驱动另一个活塞1b或1a作“进气行程”，两条导轨4a、4b交替轮番工作，由于实行分轨式的驱动结构，加之采取能减少乃至完全消除滚子6或滚动体666与导轨4a、4b配合间隙的结构，因此能保证滚子6或滚动体666始终与导轨4a、4b保持滚动接触状态，换言之本发明既能减少摩擦又能减少撞击噪声。
特别需要指出的是，本发明分轨驱动直线往复式压缩机可用于制造压缩机、真空泵、液压泵、水泵及其它流体泵。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状以及原理所做的各种等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。