CN116906295B - 一种高效直线运动的双曲轴活塞结构、压缩机及真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连杆活塞设备技术领域，具体公开了一种高效直线运动的双曲轴活塞结构、压缩机及真空泵，具有双轴电机，双曲轴活塞结构包括：连杆、第一偏心轮、横向滑动导向组件，第一偏心轮的一侧设置有转轴连接槽，另一侧设置有第一偏心凸柱，连杆的中部设置有轴承座，轴承座内安装有第一轴承，第一轴承内安装有第二偏心轮，第二偏心轮一侧安装有第二轴承，另一侧安装有第二偏心凸柱，第二偏心轮与第二轴承之间呈偏心设置，第一偏心凸柱与第二轴承相连接，连杆的上下端均设置有皮碗组件，第二偏心凸柱与横向滑动导向组件相连接；该高效直线运动的双曲轴活塞结构、压缩机及真空泵的密封性更好，而且顶部间隙也可以进一步缩小，提高容积效率。

Description

一种高效直线运动的双曲轴活塞结构、压缩机及真空泵

技术领域

本发明涉及连杆活塞技术领域，具体的说，是一种高效直线运动的双曲轴活塞结构、压缩机及真空泵。

背景技术

空气压缩机以及真空泵通常是采用活塞结构进行控制气流的方向，从而实现空气的压缩或空气抽真空。

如中国专利CN102734110A公开的一种往复活塞式压缩机，包括曲柄、连杆、活塞和气缸，活塞在气缸内沿气缸的轴线作往复运动，曲柄的曲柄销围绕曲柄的旋转中心作圆周转动，还设置有一根摆杆，摆杆可围绕其摆动中心进行摆动，所述连杆与该摆杆转动连接；另外设置有一根副连杆，所述副连杆的一端与曲柄的曲柄销转动连接，副连杆的另一端与所述摆杆转动连接。

然而，上述的现有技术中，主要是采用摇摆活塞结构，其运动过程是通过摆杆需要有一定的摆角，从而带动活塞上下往复移动，摆杆摆动过程中，活塞也会跟随出现倾斜的情况，摆角若出现过大时，很容易导致活塞与气缸壁之间的密封泄漏，这个问题虽然可以通过加大皮碗解决，但是皮碗过大时，压缩机的顶隙就要设计的比较大，这样就导致压缩机容积效率较低。

因此，需要一种直线运动的活塞，不需要采用摇摆式的活塞结构。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种高效直线运动的双曲轴活塞结构、压缩机及真空泵，旨在解决上述现有技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其具有双轴电机，所述双轴电机内设置有双轴转子，所述双轴转子的输出轴处均安装有传动壳体，所述双曲轴活塞结构包括：

第一偏心轮，所述第一偏心轮的一侧设置有转子连接槽，另一侧设置有第一偏心凸柱，所述转子连接槽与双轴转子的输出轴相连接；

连杆，所述连杆的中部设置有轴承座，所述轴承座内安装有第一轴承，所述第一轴承内安装有第二偏心轮，所述第二偏心轮一侧安装有第二轴承，另一侧安装有第二偏心凸柱，所述第二偏心轮与第二轴承之间呈偏心设置，所述第一偏心凸柱与第二轴承相连接，所述连杆的上下端均设置有皮碗组件；

横向滑动导向组件，所述横向滑动导向组件安装在传动壳体内壁，所述第二偏心凸柱与横向滑动导向组件相连接；

活塞缸组件，其安装在传动壳体的上下端，所述连杆的端部分别延伸进活塞缸组件内，以使皮碗组件在活塞缸组件内做直线往复运动。

本发明的有益效果在于，通过双轴转子带动第一偏心轮旋转，第一偏心凸柱通过呈偏心设置的第二轴承带动第二偏心轮旋转，令到第二偏心轮上的第二偏心凸柱带动连杆做往复运动，从而令到第一偏心轮和第二偏心轮之间形成双曲轴结构，同时，在横向滑动导向组件的作用下，令第二偏心凸柱在横向滑动导向组件内做直线往复运动，使得连杆做上下直线运动，防止连杆进行摆动，从而保证了活塞缸组件不用摇摆同时又可以做直线往复运动，皮碗组件的尺寸设计只需根据活塞缸组件内部大小进行定制即可实现密封，不需考虑摇摆过程中的密封性能，保证了皮碗组件与活塞缸组件之间的间隙均匀，密封性更好，而且顶部间隙也可以进一步缩小，提高容积效率。

进一步的，所述传动壳体内设置有横向定位支撑板，所述横向定位支撑板一侧安装在双轴电机上，所述横向滑动导向组件包括横向定位板，所述横向定位板内开设有横向定位槽，所述横向定位槽内嵌入安装有横向滑块，所述横向滑块内安装有第三轴承，所述第二偏心凸柱与第三轴承相连接。

采用上述进一步的结构后，横向滑块在第二偏心凸柱的带动下，在横向定位槽内进行滑动，起到导向作用，使得连杆在第一偏心轮和第二偏心轮的带动下进行上下直线运动，连杆不需要做摇摆动作，结构更稳定。

进一步的，所述第二偏心轮靠近第二轴承的一侧开设有偏心槽，所述第二轴承嵌入安装在偏心槽内。

采用上述进一步的结构后，令到横向滑块、第一偏心轮和第二偏心轮之间形成双曲轴结构，连杆往复运动过程中更稳定，还可以令到连杆做上下直线运动，保证了皮碗组件与活塞缸组件之间的间隙均匀，密封性更好，顶部间隙也可以做得很小，从而提高了容积效率。

进一步的，所述皮碗组件包括皮碗安装座，所述皮碗安装座一侧与连杆相连接，另一侧安装有第一阀板，所述第一阀板与皮碗安装座之间设置有皮碗，所述皮碗的外缘与活塞缸组件的内壁相接触，所述第一阀板与皮碗安装座上开设有互相连通的第一气孔，所述第一阀板上安装有与第一气孔相对应的第一阀片。

采用上述进一步的结构后，通过皮碗与活塞缸组件的内壁进行密封，在连杆带动皮碗组件往复直线运动时，通过第一阀板与第一气孔相配合进行进气或出气，相比于摇摆往复运动，效率更高，防止密封泄漏。

进一步的，所述活塞缸组件包括安装在传动壳体上下端的缸套，所述皮碗安装座位于缸套内，所述皮碗的外缘与缸套的内壁相接触，所述缸套远离皮碗安装座的一端安装有缸盖，所述缸盖的侧面开设有气管，所述缸套与缸盖之间安装有第二阀板，所述第二阀板上开设有第二气孔，所述第二气孔上安装有第二阀片。

采用上述进一步的结构后，在皮碗组件做直线往复运动时，活塞缸组件通过第二阀板和第二气孔进行出气或进气，相比于摇摆往复运动，效率更高，防止密封泄漏。

进一步的，所述缸套和缸盖的外壁设置散热翅。

采用上述进一步的结构后，由于内部的空气通过压缩后放热，散热翅可对活塞缸组件进行散热，提高运行效率。

进一步的，所述横向定位槽的内壁上下端均开设有定位滑槽，所述横向滑块的上下端均开设有横向排列的钢珠槽，所述钢珠槽内安装有钢珠，所述钢珠卡接在定位滑槽内。

采用上述进一步的结构后，通过定位滑槽和钢珠的配合，横向滑块在横向定位槽内滑动过程中更稳定，进一步保证高速滑动下做直线导向，防止出现偏移现象。

进一步的，所述双轴转子靠近输出轴的端部上安装有散热风扇叶。

采用上述进一步的结构后，散热风扇叶对传动壳体内部进行散热，同时提高内部的气流流动，以供皮碗组件在活塞缸组件内做直线往复运动时吸入的空气。

一种压缩机，包括上述的双曲轴活塞结构；所形成的压缩机利用皮碗组件在活塞缸组件内做直线往复运动，提高压缩机的容积效率，相对于传统的压缩机，相同的规格下，压缩效率更高，能耗降低，而且皮碗组件的使用寿命更长。

一种真空泵，包括上述的双曲轴活塞结构；所形成的真空泵利用皮碗组件在活塞缸组件内做直线往复运动，提高压缩机的容积效率，相对于传统的压缩机，相同的规格下，压缩效率更高，能耗降低，而且皮碗组件的使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明的实施例一的双曲轴活塞结构的立体结构示意图之一。

图2为本发明的实施例一的双曲轴活塞结构的立体结构示意图之二。

图3为本发明的实施例一的双曲轴活塞结构的内部结构示意图。

图4为实施例一的连杆、横向定位板、横向滑块、第一偏心轮和第二偏心轮的爆炸结构示意图。

图5为实施例一的第一偏心轮的立体结构示意图。

图6为实施例一的第二偏心轮的立体结构示意图。

图7为实施例一的双曲轴活塞结构的剖视结构示意图。

图8为实施例一的活塞缸组件的剖视结构示意图。

图9为本发明的实施例二的横向定位板和横向滑块的结构示意图。

图中：双轴电机1、传动壳体2、活塞缸组件3、连杆4、横向定位支撑板5、横向定位板6、横向滑块7、第一偏心轮8、双轴转子9、轴承座10、第一轴承11、第一偏心凸柱12、第二偏心轮13、第二轴承14、第二偏心凸柱15、第三轴承16、横向定位槽17、转子连接槽18、偏心槽19、缸套20、散热翅21、皮碗安装座22、第一阀板23、第一气孔24、第一阀片25、皮碗26、缸盖27、气管28、第二阀板29、第二气孔30、第二阀片31、定位滑槽32、钢珠33。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

结合图1至图8所示的一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其具有双轴电机1，双轴电机1内设置有双轴转子9，双轴转子9的输出轴处均安装有传动壳体2，双曲轴活塞结构包括：活塞缸组件3、连杆4、第一偏心轮8以及横向滑动导向组件，第一偏心轮8的一侧设置有转子连接槽18，另一侧设置有第一偏心凸柱12，转子连接槽18与双轴转子9的输出轴相连接；连杆4的中部设置有轴承座10，轴承座10内安装有第一轴承11，第一轴承11内安装有第二偏心轮13，第二偏心轮13一侧安装有第二轴承14，另一侧安装有第二偏心凸柱15，第二偏心轮13与第二轴承14之间呈偏心设置，第一偏心凸柱12与第二轴承14相连接，连杆4的上下端均设置有皮碗组件；横向滑动导向组件安装在传动壳体2内壁，第二偏心凸柱15与横向滑动导向组件相连接；活塞缸组件3安装在传动壳体2的上下端，连杆4的端部分别延伸进活塞缸组件3内，以使皮碗组件在活塞缸组件3内做直线往复运动；本实施例通过双轴转子9带动第一偏心轮8旋转，第一偏心凸柱12通过呈偏心设置的第二轴承14带动第二偏心轮13旋转，令到第二偏心轮13上的第二偏心凸柱15带动连杆4做往复运动，从而令到第一偏心轮8和第二偏心轮13之间形成双曲轴结构，同时，在横向滑动导向组件的作用下，令第二偏心凸柱15在横向滑动导向组件内做直线往复运动，使得连杆4做上下直线运动，防止连杆4进行摆动，从而保证了活塞缸组件3不用摇摆同时又可以做直线往复运动，皮碗组件的尺寸设计只需根据活塞缸组件3内部大小进行定制即可实现密封，不需考虑摇摆过程中的密封性能，保证了皮碗组件与活塞缸组件3之间的间隙均匀，密封性更好，而且顶部间隙也可以进一步缩小，提高容积效率。

结合图2至图4所示，本实施例的传动壳体2内设置有横向定位支撑板5，横向定位支撑板5一侧安装在双轴电机1上，横向滑动导向组件包括横向定位板6，横向定位板6内开设有横向定位槽17，横向定位槽17内嵌入安装有横向滑块7，横向滑块7内安装有第三轴承16，第二偏心凸柱15与第三轴承16相连接；横向滑块7在第二偏心凸柱15的带动下，在横向定位槽17内进行滑动，起到导向作用，使得连杆4在第一偏心轮8和第二偏心轮13的带动下进行上下直线运动，连杆4不需要做摇摆动作，结构更稳定。

如图6所示，本实施例的第二偏心轮13靠近第二轴承14的一侧开设有偏心槽19，第二轴承14嵌入安装在偏心槽19内，令到横向滑块7、第一偏心轮8和第二偏心轮13之间形成双曲轴结构，连杆4往复运动过程中更稳定，还可以令到连杆4做上下直线运动，保证了皮碗组件与活塞缸组件3之间的间隙均匀，密封性更好，顶部间隙也可以做得很小，从而提高了容积效率。

结合图7和图8所示，本实施例的皮碗组件包括皮碗安装座22，皮碗安装座22一侧与连杆4相连接，另一侧安装有第一阀板23，第一阀板23与皮碗安装座22之间设置有皮碗26，皮碗26的外缘与活塞缸组件3的内壁相接触，第一阀板23与皮碗安装座22上开设有互相连通的第一气孔24，第一阀板23上安装有与第一气孔24相对应的第一阀片25；通过皮碗26与活塞缸组件3的内壁进行密封，在连杆4带动皮碗组件往复直线运动时，通过第一阀板23与第一气孔24相配合进行进气或出气，相比于摇摆往复运动，效率更高，防止密封泄漏。

其中，活塞缸组件3包括安装在传动壳体2上下端的缸套20，皮碗安装座22位于缸套20内，皮碗26的外缘与缸套20的内壁相接触，缸套20远离皮碗安装座22的一端安装有缸盖27，缸盖27的侧面开设有气管28，缸套20与缸盖27之间安装有第二阀板29，第二阀板29上开设有第二气孔30，第二气孔30上安装有第二阀片31；在皮碗组件做直线往复运动时，活塞缸组件3通过第二阀板29和第二气孔30进行出气或进气，相比于摇摆往复运动，效率更高，防止密封泄漏。

需要说明的是，本实施例的缸套20和缸盖27的外壁设置散热翅21；由于内部的空气通过压缩后放热，散热翅21可对活塞缸组件3进行散热，提高运行效率。

还值得说明的是，双轴转子9靠近输出轴的端部上安装有散热风扇叶；散热风扇叶对传动壳体2内部进行散热，同时提高内部的气流流动，以供皮碗组件在活塞缸组件3内做直线往复运动时吸入的空气。

实施例二

如图9所示，该实施例二与实施例一的区别在于，横向定位槽17的内壁上下端均开设有定位滑槽32，横向滑块7的上下端均开设有横向排列的钢珠槽，钢珠槽内安装有钢珠33，钢珠33卡接在定位滑槽32内；通过定位滑槽32和钢珠33的配合，横向滑块7在横向定位槽17内滑动过程中更稳定，进一步保证高速滑动下做直线导向，防止出现偏移现象。

实施例三

一种压缩机，包括上述的双曲轴活塞结构；所形成的压缩机利用皮碗组件在活塞缸组件3内做直线往复运动，提高压缩机的容积效率，相对于传统的压缩机，相同的规格下，压缩效率更高，能耗降低，而且皮碗组件的使用寿命更长，可以适用于低压到高压的压缩机。

需要说明的是，该实施例的压缩机内的第一阀片25位于第一阀板23靠近第二阀板29的一端，第二阀片31位于第二阀板29靠近气管28的一端，皮碗组件做直线往复运动过程中，不断将压缩的空气从气管28出输出。

实施例四

一种真空泵，包括上述的双曲轴活塞结构；所形成的真空泵利用皮碗组件在活塞缸组件3内做直线往复运动，提高压缩机的容积效率，相对于传统的压缩机，相同的规格下，压缩效率更高，能耗降低，而且皮碗组件的使用寿命更长，可以适用于低压到高压的真空泵。

需要说明的是，该实施例四与实施例三的区别在于，第一阀片25位于第一阀板23靠近连杆4的一侧，第二阀片31位于第二阀板29靠近第一阀板23的一侧，以使气管28出不断抽入空气进入活塞缸组件3内，从而进行抽真空。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其具有双轴电机（1），所述双轴电机（1）内设置有双轴转子（9），所述双轴转子（9）的输出轴处均安装有传动壳体（2），其特征在于，所述双曲轴活塞结构包括：

第一偏心轮（8），所述第一偏心轮（8）的一侧设置有转子连接槽（18），另一侧设置有第一偏心凸柱（12），所述转子连接槽（18）与双轴转子（9）的输出轴相连接；

连杆（4），所述连杆（4）的中部设置有轴承座（10），所述轴承座（10）内安装有第一轴承（11），所述第一轴承（11）内安装有第二偏心轮（13），所述第二偏心轮（13）一侧安装有第二轴承（14），另一侧安装有第二偏心凸柱（15），所述第二偏心轮（13）与第二轴承（14）之间呈偏心设置，所述第一偏心凸柱（12）与第二轴承（14）相连接，所述连杆（4）的上下端均设置有皮碗组件；

横向滑动导向组件，所述横向滑动导向组件安装在传动壳体（2）内壁，所述第二偏心凸柱（15）与横向滑动导向组件相连接；

活塞缸组件（3），其安装在传动壳体（2）的上下端，所述连杆（4）的端部分别延伸进活塞缸组件（3）内，以使皮碗组件在活塞缸组件（3）内做直线往复运动；

所述传动壳体（2）内设置有横向定位支撑板（5），所述横向定位支撑板（5）一侧安装在双轴电机（1）上，所述横向滑动导向组件包括横向定位板（6），所述横向定位板（6）内开设有横向定位槽（17），所述横向定位槽（17）内嵌入安装有横向滑块（7），所述横向滑块（7）内安装有第三轴承（16），所述第二偏心凸柱（15）与第三轴承（16）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其特征在于，所述第二偏心轮（13）靠近第二轴承（14）的一侧开设有偏心槽（19），所述第二轴承（14）嵌入安装在偏心槽（19）内。

3.根据权利要求2所述的一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其特征在于，所述皮碗组件包括皮碗安装座（22），所述皮碗安装座（22）一侧与连杆（4）相连接，另一侧安装有第一阀板（23），所述第一阀板（23）与皮碗安装座（22）之间设置有皮碗（26），所述皮碗（26）的外缘与活塞缸组件（3）的内壁相接触，所述第一阀板（23）与皮碗安装座（22）上开设有互相连通的第一气孔（24），所述第一阀板（23）上安装有与第一气孔（24）相对应的第一阀片（25）。

4.根据权利要求3所述的一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其特征在于，所述活塞缸组件（3）包括安装在传动壳体（2）上下端的缸套（20），所述皮碗安装座（22）位于缸套（20）内，所述皮碗（26）的外缘与缸套（20）的内壁相接触，所述缸套（20）远离皮碗安装座（22）的一端安装有缸盖（27），所述缸盖（27）的侧面开设有气管（28），所述缸套（20）与缸盖（27）之间安装有第二阀板（29），所述第二阀板（29）上开设有第二气孔（30），所述第二气孔（30）上安装有第二阀片（31）。

5.根据权利要求4所述的一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其特征在于，所述缸套（20）和缸盖（27）的外壁设置散热翅（21）。

6.根据权利要求1所述的一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其特征在于，所述横向定位槽（17）的内壁上下端均开设有定位滑槽（32），所述横向滑块（7）的上下端均开设有横向排列的钢珠槽，所述钢珠槽内安装有钢珠（33），所述钢珠（33）卡接在定位滑槽（32）内。

7.根据权利要求1所述的一种高效直线运动的双曲轴活塞结构，其特征在于，所述双轴转子（9）靠近输出轴的端部上安装有散热风扇叶。

8.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的双曲轴活塞结构。

9.一种真空泵，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的双曲轴活塞结构。