专利名称：螺旋柱塞机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋柱塞机。属于Int.Cl.F04C领域。
现有的柱塞式压缩机和泵一般带有阀门和曲轴连杆系统。这使得结构较为复杂，更重要的是阀门的启闭会产生噪音，这在空气压缩机中尤为突出，成为严重的噪声公害。另外，由于一般柱塞机的阀门是单向开启的，因此被泵送的介质的流向是不可逆的。
本发明的任务在于克服一般柱塞机的上述缺点。除此而外，本发明有多种用途。除可作为流体介质的输送泵和作为压缩机外，还可以作为前级真空泵，液力马达，气动马达，蒸汽机，内然机、也可以代替其他机械的阀门系统。
本螺旋柱塞机在结构上大致分为三部分缸体，螺旋槽柱塞和旋转运动-螺旋运动变换机构。
本螺旋柱塞机的主要特点是(1)带有螺旋槽及轴向介质孔的柱塞的左、右旋螺旋运动和缸体上进、排介质孔的同步配合同时起到了柱塞和阀门的作用。(2)导杆，导槽，拨杆和直槽叉的共同作用使柱塞作左、右旋螺旋运动，也就是作往复螺旋运动。
图1是本螺旋柱塞机的第一实施例的结构图。为简明起见，图中螺旋槽用平行双斜线表示。
图2是直槽叉的顶视图。
图3是柱塞的柱面的展开图。
图4是可晃动轴封的截面图。
对本螺旋柱塞机的结构图的解释如下缸体(1)上有介质进入孔(6，12)和排出孔(7，11)各各两个。有一固定在缸体上的导杆(9)。缸体左端为端盖(3)，右端为可晃动轴封(14)。
柱塞(23)上有介质进入槽(18，22)两条和介质排出槽(19，21)两条。柱塞上还有轴向介质进入孔(4，16)及轴向介质排出孔(5，17)各两个，这些孔使左右腔室(2，13)与对应的介质槽连通起来。介质槽(18)和(21)为右旋螺旋槽，(19)和(22)为左旋螺旋槽。为防止柱塞在左右止点时进排介质槽之间相通，这些介质螺旋槽都短于半圈螺旋线。柱塞上还有一条螺旋导槽(20)，该导槽由两段各为半圈螺旋的螺旋槽对接而成，半圈为左旋槽，另半圈为右旋槽，对接处略有圆弧过渡。
柱塞的轴(24)通过可晃动轴封伸出缸体外，柱塞轴(24)上装有拨杆(26)，与轴(24)同轴位置上有一直槽叉(25)，拨杆伸入直槽叉的槽(31)内。拨杆和直槽叉的配合使直槽叉的旋转力矩转给柱塞轴(24)，并允许柱塞轴在旋转的同时作往复运动。直槽叉的轴(15)由轴承(27)支承。
柱塞上各螺旋槽(18，19，20，21，22)有相同的螺旋角以获得进排槽工作的同步性。各槽间的轴向投影间距相等。
对图1的第一实施例的螺旋柱塞机作为泵的实例其工作过程解释如下当直槽叉(25)从右端看顺时针方向旋转时，带动拨杆(26)旋转，由于导杆(9)伸入导槽(20)，迫使柱塞(23)作右旋螺旋运动。这时缸体右腔室扩大，被抽运之介质经介质进入口(8)-介质进入孔(12)-螺旋槽(18)-轴向介质进入孔(16)进入右腔室(13)。同时处于左腔室(2)内的介质经轴向介质排出孔(5)-螺旋槽(21)-介质排出孔(7)-排出口(10)排出。在这个柱塞向左运动的行程中，导杆(9)在导槽(20)的右旋槽内，同时两左旋介质槽(19，22)处于关闭状态。
当柱塞到达左止点后，导杆进入导槽的左旋槽内，柱塞作左旋螺旋运动，被泵送的介质经(8)-(6)-(22)-(4)进入左腔室，同时处于右腔室内的介示 7)-(19)-(11)-(10)排出。这时两右旋介质槽(18，21)处于关闭状态。
当直槽叉(25)反向旋转时，介质就被反向泵送。
当从介质进入口(8)输入有一定压力的流体时，螺旋柱塞机的柱塞就作往复螺旋运动。从直槽叉的轴(15)就输出纯转运动力，这就成为动力机械。如果切换到从介质排出口(10)输入有一定压力的流体，则直槽叉的轴就反向旋转。
去掉拨杆和直槽叉，本螺旋柱塞机可以直接输出往复动力。
改变各螺旋槽的螺旋角和改变介质槽的长度，可使本螺旋柱塞机符合各种性能要求。
图5为本螺旋柱塞机的第二实施例的结构图。
对第二实施例的结构解释如下该结构将电机和螺旋柱塞机结合在一起，并采用双柱塞形式。左柱塞处于左缸体内，右柱塞处于右缸体内，电机转子(45)处于中中间缸体(42)内。这三个缸体组合在一起形成总的密封腔体。电机定子(40)处于密封腔体之外。拨杆(26)装在电机转子的轴(47)的两端。轴(47)由两轴承(46)支承。每一柱塞的一端开有直径方向的槽(31)，拨杆(26)伸入槽(31)中。电机转子旋转时拨动柱塞旋转，在导杆(9)和导槽(20)的配合下柱塞作左右旋螺旋运动。本实施例中的两柱塞是这样安排的，即工作时两柱塞在轴向同步地靠拢或离开。这样安排的目的是为了减少振动和噪音。本实施例在结构上省去了轴封，成为全封闭型的泵或压缩机。由于和电机结合在一起，故结构紧凑。本实施例特别适合于冰箱压缩机。
本螺旋柱塞机的第三个实施例是将两条导槽分别铣在固定于柱塞轴上的处于缸体外的一个圆筒的外柱面及内圆面上。其导杆有内外两根，伸入各自所对应的导槽内。其余结构基本上同第一实施例。这样安装的好处在于消除了柱塞对缸体的侧压力，以及因柱塞上没有导槽，因此缩短了缸体和柱塞的长度。
对图4的可晃动轴封的解释如下可晃动密封片(36)的内孔与柱塞轴(24)之间是滑动密封配合。可晃动密封片与垫环(37)之间有径向间隙，该间隙允许可晃动密封片有一定量径向晃动。由于柱塞(23)，轴(24)及固定片(35)之间会有不同心现象，所以这种晃动间隙是需要的。可晃动密封片和固定片(35)的平面之间也是滑动密封配合，这一点由可晃动密封片的厚度略小于垫环的厚度来实现。固定片的内孔略大于柱塞轴，以不碰擦为度。根据需要可晃动轴封可由任意多节叠合而成，当然，最后装成时固定片比节数多1。这种轴封的优点除克服了可能产生的卡轴现象外，还降低了漏油和漏气率。
权利要求
1.一种既可泵送流体介质又可用作动力机械的螺旋柱塞机，其基本结构由缸体(1)，柱塞(23)及旋转运动和螺旋运动互相转换的变换机构所组成。在本螺旋柱塞机中，柱塞(23)上有4条螺旋介质槽(18，19，21，22)，其中两条为右旋螺旋槽(18，21)，两条为左旋螺旋槽(19，22)。两条用作介质进入槽(18，22)，两条用作介质排出槽(19，21)。这些介质槽的长度都略短于半圈螺旋，柱塞(23)上还有螺旋运动槽(20)，它由两个半圈螺旋槽对接而成，半圈为左旋螺旋槽，另半圈为右旋螺旋槽，所有这些螺旋槽的螺旋角都相同。柱塞的两端各有两个轴向介质孔(4，5，16，17)，这些孔与对应的螺旋介质槽相通。缸体上有2个介质进入孔(6，12)和2个介质排出孔(7，11)。缸体上还有一导杆(9)，导杆有一部分伸入导槽，在缸体上的进排介质孔的配合下，带有螺旋介质槽及轴向介质孔的柱塞同时起了柱塞和阀门的作用以及在导杆，导槽，拨杆和直槽叉的共同配合下使柱塞作左右旋螺旋运动是本螺旋柱塞机的基本特征。
2.根据权利要求1所述之螺旋柱塞机，其特征是在柱塞轴(24)端装有一拨杆(26)，与轴(24)同轴位置装有一直槽叉(25)，拨杆处于直槽叉的槽(31)中。
3.根据权利要求1所述之螺旋柱塞机，其特征是柱塞轴(24)通过一可晃动轴封(14)伸出缸体狻８每苫味岱庥啥嗉兜隙桑恳唤诎ㄒ黄潭ㄆ 5)，一片可晃动密封片(36)及一片垫环(37)组成。装成时固定片比级数多1。
4.根据权利要求1所述之螺旋柱塞机，其特征是柱塞(23)和电机转子(45)都处于密封缸体(1，42)内，电机定子(40)处于密封缸体外。
5.根据权利要求1和4所述之螺旋柱塞机，其特征是在电机转子(45)的轴(47)上装有拨杆(26)，在柱塞(23)一端沿直径方向开有槽(31)，拨杆(26)处于槽(31)中。
全文摘要
一种螺旋柱塞机。属于Int.Cl.F04C类。在缸体(1)上有进排介质孔(6，12，7，11)。在柱塞(23)上有螺旋介质槽(18，19，21，22)，轴向介质孔(4，5，16，17)和导槽(20)。柱塞作往复螺旋运动。取消了一般柱塞机所具有的阀门系统及曲轴连杆系统。具有结构简单，噪音小，可正反向运转的特点。可应用于流体介质泵，压缩机，液力或气动马达，蒸汽机，内燃机等，也可替代其他机械的阀门系统。
文档编号F04C2/34GK1037020SQ8810230
公开日1989年11月8日 申请日期1988年4月16日 优先权日1988年4月16日
发明者魏乐汉, 刘霞锦 申请人:魏乐汉
技术领域：
本发明涉及一种螺旋柱塞机。属于Int.Cl.F04C领域。
现有的柱塞式压缩机和泵一般带有阀门和曲轴连杆系统。这使得结构较为复杂，更重要的是阀门的启闭会产生噪音，这在空气压缩机中尤为突出，成为严重的噪声公害。另外，由于一般柱塞机的阀门是单向开启的，因此被泵送的介质的流向是不可逆的。
本发明的任务在于克服一般柱塞机的上述缺点。除此而外，本发明有多种用途。除可作为流体介质的输送泵和作为压缩机外，还可以作为前级真空泵，液力马达，气动马达，蒸汽机，内然机、也可以代替其他机械的阀门系统。
本螺旋柱塞机在结构上大致分为三部分缸体，螺旋槽柱塞和旋转运动-螺旋运动变换机构。
本螺旋柱塞机的主要特点是(1)带有螺旋槽及轴向介质孔的柱塞的左、右旋螺旋运动和缸体上进、排介质孔的同步配合同时起到了柱塞和阀门的作用。(2)导杆，导槽，拨杆和直槽叉的共同作用使柱塞作左、右旋螺旋运动，也就是作往复螺旋运动。
图1是本螺旋柱塞机的第一实施例的结构图。为简明起见，图中螺旋槽用平行双斜线表示。
图2是直槽叉的顶视图。
图3是柱塞的柱面的展开图。
图4是可晃动轴封的截面图。
对本螺旋柱塞机的结构图的解释如下缸体(1)上有介质进入孔(6，12)和排出孔(7，11)各各两个。有一固定在缸体上的导杆(9)。缸体左端为端盖(3)，右端为可晃动轴封(14)。
柱塞(23)上有介质进入槽(18，22)两条和介质排出槽(19，21)两条。柱塞上还有轴向介质进入孔(4，16)及轴向介质排出孔(5，17)各两个，这些孔使左右腔室(2，13)与对应的介质槽连通起来。介质槽(18)和(21)为右旋螺旋槽，(19)和(22)为左旋螺旋槽。为防止柱塞在左右止点时进排介质槽之间相通，这些介质螺旋槽都短于半圈螺旋线。柱塞上还有一条螺旋导槽(20)，该导槽由两段各为半圈螺旋的螺旋槽对接而成，半圈为左旋槽，另半圈为右旋槽，对接处略有圆弧过渡。
柱塞的轴(24)通过可晃动轴封伸出缸体外，柱塞轴(24)上装有拨杆(26)，与轴(24)同轴位置上有一直槽叉(25)，拨杆伸入直槽叉的槽(31)内。拨杆和直槽叉的配合使直槽叉的旋转力矩转给柱塞轴(24)，并允许柱塞轴在旋转的同时作往复运动。直槽叉的轴(15)由轴承(27)支承。
柱塞上各螺旋槽(18，19，20，21，22)有相同的螺旋角以获得进排槽工作的同步性。各槽间的轴向投影间距相等。
对图1的第一实施例的螺旋柱塞机作为泵的实例其工作过程解释如下当直槽叉(25)从右端看顺时针方向旋转时，带动拨杆(26)旋转，由于导杆(9)伸入导槽(20)，迫使柱塞(23)作右旋螺旋运动。这时缸体右腔室扩大，被抽运之介质经介质进入口(8)-介质进入孔(12)-螺旋槽(18)-轴向介质进入孔(16)进入右腔室(13)。同时处于左腔室(2)内的介质经轴向介质排出孔(5)-螺旋槽(21)-介质排出孔(7)-排出口(10)排出。在这个柱塞向左运动的行程中，导杆(9)在导槽(20)的右旋槽内，同时两左旋介质槽(19，22)处于关闭状态。
当柱塞到达左止点后，导杆进入导槽的左旋槽内，柱塞作左旋螺旋运动，被泵送的介质经(8)-(6)-(22)-(4)进入左腔室，同时处于右腔室内的介示 7)-(19)-(11)-(10)排出。这时两右旋介质槽(18，21)处于关闭状态。
当直槽叉(25)反向旋转时，介质就被反向泵送。
当从介质进入口(8)输入有一定压力的流体时，螺旋柱塞机的柱塞就作往复螺旋运动。从直槽叉的轴(15)就输出纯转运动力，这就成为动力机械。如果切换到从介质排出口(10)输入有一定压力的流体，则直槽叉的轴就反向旋转。
去掉拨杆和直槽叉，本螺旋柱塞机可以直接输出往复动力。
改变各螺旋槽的螺旋角和改变介质槽的长度，可使本螺旋柱塞机符合各种性能要求。
图5为本螺旋柱塞机的第二实施例的结构图。
对第二实施例的结构解释如下该结构将电机和螺旋柱塞机结合在一起，并采用双柱塞形式。左柱塞处于左缸体内，右柱塞处于右缸体内，电机转子(45)处于中中间缸体(42)内。这三个缸体组合在一起形成总的密封腔体。电机定子(40)处于密封腔体之外。拨杆(26)装在电机转子的轴(47)的两端。轴(47)由两轴承(46)支承。每一柱塞的一端开有直径方向的槽(31)，拨杆(26)伸入槽(31)中。电机转子旋转时拨动柱塞旋转，在导杆(9)和导槽(20)的配合下柱塞作左右旋螺旋运动。本实施例中的两柱塞是这样安排的，即工作时两柱塞在轴向同步地靠拢或离开。这样安排的目的是为了减少振动和噪音。本实施例在结构上省去了轴封，成为全封闭型的泵或压缩机。由于和电机结合在一起，故结构紧凑。本实施例特别适合于冰箱压缩机。
本螺旋柱塞机的第三个实施例是将两条导槽分别铣在固定于柱塞轴上的处于缸体外的一个圆筒的外柱面及内圆面上。其导杆有内外两根，伸入各自所对应的导槽内。其余结构基本上同第一实施例。这样安装的好处在于消除了柱塞对缸体的侧压力，以及因柱塞上没有导槽，因此缩短了缸体和柱塞的长度。
对图4的可晃动轴封的解释如下可晃动密封片(36)的内孔与柱塞轴(24)之间是滑动密封配合。可晃动密封片与垫环(37)之间有径向间隙，该间隙允许可晃动密封片有一定量径向晃动。由于柱塞(23)，轴(24)及固定片(35)之间会有不同心现象，所以这种晃动间隙是需要的。可晃动密封片和固定片(35)的平面之间也是滑动密封配合，这一点由可晃动密封片的厚度略小于垫环的厚度来实现。固定片的内孔略大于柱塞轴，以不碰擦为度。根据需要可晃动轴封可由任意多节叠合而成，当然，最后装成时固定片比节数多1。这种轴封的优点除克服了可能产生的卡轴现象外，还降低了漏油和漏气率。
权利要求
1.一种既可泵送流体介质又可用作动力机械的螺旋柱塞机，其基本结构由缸体(1)，柱塞(23)及旋转运动和螺旋运动互相转换的变换机构所组成。在本螺旋柱塞机中，柱塞(23)上有4条螺旋介质槽(18，19，21，22)，其中两条为右旋螺旋槽(18，21)，两条为左旋螺旋槽(19，22)。两条用作介质进入槽(18，22)，两条用作介质排出槽(19，21)。这些介质槽的长度都略短于半圈螺旋，柱塞(23)上还有螺旋运动槽(20)，它由两个半圈螺旋槽对接而成，半圈为左旋螺旋槽，另半圈为右旋螺旋槽，所有这些螺旋槽的螺旋角都相同。柱塞的两端各有两个轴向介质孔(4，5，16，17)，这些孔与对应的螺旋介质槽相通。缸体上有2个介质进入孔(6，12)和2个介质排出孔(7，11)。缸体上还有一导杆(9)，导杆有一部分伸入导槽，在缸体上的进排介质孔的配合下，带有螺旋介质槽及轴向介质孔的柱塞同时起了柱塞和阀门的作用以及在导杆，导槽，拨杆和直槽叉的共同配合下使柱塞作左右旋螺旋运动是本螺旋柱塞机的基本特征。
2.根据权利要求1所述之螺旋柱塞机，其特征是在柱塞轴(24)端装有一拨杆(26)，与轴(24)同轴位置装有一直槽叉(25)，拨杆处于直槽叉的槽(31)中。
3.根据权利要求1所述之螺旋柱塞机，其特征是柱塞轴(24)通过一可晃动轴封(14)伸出缸体狻８每苫味岱庥啥嗉兜隙桑恳唤诎ㄒ黄潭ㄆ 5)，一片可晃动密封片(36)及一片垫环(37)组成。装成时固定片比级数多1。
4.根据权利要求1所述之螺旋柱塞机，其特征是柱塞(23)和电机转子(45)都处于密封缸体(1，42)内，电机定子(40)处于密封缸体外。
5.根据权利要求1和4所述之螺旋柱塞机，其特征是在电机转子(45)的轴(47)上装有拨杆(26)，在柱塞(23)一端沿直径方向开有槽(31)，拨杆(26)处于槽(31)中。
全文摘要
一种螺旋柱塞机。属于Int.Cl.F04C类。在缸体(1)上有进排介质孔(6，12，7，11)。在柱塞(23)上有螺旋介质槽(18，19，21，22)，轴向介质孔(4，5，16，17)和导槽(20)。柱塞作往复螺旋运动。取消了一般柱塞机所具有的阀门系统及曲轴连杆系统。具有结构简单，噪音小，可正反向运转的特点。可应用于流体介质泵，压缩机，液力或气动马达，蒸汽机，内燃机等，也可替代其他机械的阀门系统。
文档编号F04C2/34GK1037020SQ8810230
公开日1989年11月8日 申请日期1988年4月16日 优先权日1988年4月16日
发明者魏乐汉, 刘霞锦 申请人:魏乐汉
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