旋转柱塞压缩机构的制作方法

本技术涉及一种容积式旋转柱塞压缩机构，属于高压柱塞泵。

背景技术：

1、现有液压泵主要有三种：1.齿轮泵，能连续输出大流量，但输出压力低(5-15mpa)。多用作液体压送泵，2.叶片泵，能连续输出中流量，能输出中压力(15-25mpa)。用于小型液压机械。3.柱塞泵，输出流量小，但能输出高压力(25-40mpa)，用于起重机挖掘机。

2、现有斜盘柱塞泵输出压力是最高的，才40mpa，其结构缺点限制了性能再提高：1.斜盘夹角在15°-20°，斜盘夹角不能过大，限制了压缩行程的加大，使输出压力难于再升高。2.斜盘压下柱塞的力只是斜盘旋转的轴向分力，只占输入动力的70％左右，且有斜面和柱塞顶的磨擦阻力耗功。3.进油口和排油口的转换由配流盘在背压密封下磨擦旋转去实现，磨擦阻力耗功约30％，总计原动机的机械能只有50％左右转化成液压能，效率低。4.吸油和排油需要柱塞往、复各一次，柱塞只有一端腔工作，间歇排油流量小。靠多腔轮流排油减小油压波动。

3、综上所述，现有斜盘式柱塞泵输出压力最高才40mpr，且流量小效率低。随着重型机械设备的发展，需要更高输出压力(如100mpa)和更大流量的高效率液压泵。

4、现有空压机性能简述：现有的供气动机械用的空压机主要有两种：1.往复活塞式空压机，能产生高气压，间歇式输出，其往复惯性力难平衡使转速不能太高，输出流量小。2.螺杆式空压机，动平衡好，能高转速，输出流量大。但密封性能差，只能输出中压力。

5、由上所述：往复活塞式空压机能输出高压气体，但不能高转速，输出流量小。螺杆式空压机能够高转速，输出流量大，但密封性差，只能输出中压力。现缺的是大型气动设备需求的既能输出高压力又能输出大流量的高效率空压机。

6、本发明的目的是提供一种能输出超高压力和输出大流量，并高效节能的压缩机构，其产品包括液压泵和空压机，供给大型工程机械液压系统和快速气动装备使用。

技术实现思路

1、一种旋转柱塞压缩机构，其特征在于：它包括：组合外筒，由在外壳体中镶进套筒组成，前后端盖，缸筒，柱塞和组合曲轴，组合曲轴由在曲轴径的圆柱体两端面的偏心扁孔中，分别插入两个主轴径齿轴上的扁轴组成，即中段是曲轴径，两端是主轴径，所述外壳体的中段的两侧分别有：吸进口及排出口，所述套筒的中段两侧分别有两个内进孔和两个内出孔，所述组合外筒的外壳体和套筒之间的两侧分别有两个内通道：吸入内通道，把两个内进孔连通吸进口；排出内通道，把两个内出孔连通排出口。前后端盖的数量为两个，且结构相同，前后端盖内平面上有两级凸台，凸台平面中央有偏心设置的孔，前后端盖的外平面有一凹台，凹台内腔为配重室。所述缸筒，其圆柱体中部有矩形四圆角的径向缸腔孔，其圆柱体的两端均有凹台，其两端的凹台平面中心各有一个相同的内齿轮孔。所述柱塞，为一矩形四圆角的长方体，其两端头的端面是圆柱面，其两侧面有一中心孔，孔内装铜套滑动轴承。所述曲轴径，为一圆柱体，其两端面有一个偏心设置的贯通的扁孔。所述主轴径齿轴，为一根带齿轮的轴，齿轮的一侧是扁轴，齿轮的另一侧是圆柱轴，其中一个主轴径齿轴的圆柱轴端有花键。所述旋转柱塞压缩机构，包括有液压泵和空压机，液压泵的排油通道由两个内出孔经排出内通道到排油口，空压机的排气通道只有一个内出孔直通排气口。

2、本发明创造了一种旋转柱塞压缩机构：在定子壳体内，旋转的缸筒上有径向的缸腔，缸腔内的柱塞在随曲轴径公转中作相对于缸腔的往复运动，使柱塞两端的腔室分别进行压缩和扩张的工作行程。柱塞随曲轴径每公转一圈完成一个运动行程，即完成柱塞从缸腔的a端到b端的移动行程，缸腔内的柱塞前端的b腔室在随转中压缩排出，而柱塞后端的a腔室在随转中扩张吸入。柱塞随同缸腔每自转半圈完成缸腔和柱塞的两端换位，使柱塞随曲轴径做下一圈公转时，柱塞能从缸腔的b端移回到a端。柱塞随曲轴径公转一圈叠加上柱塞随缸腔自转半圈的复合运动，实现了曲轴径每一圈的转动都能实现柱塞从缸腔的一端到另一端的单方向压缩行程。由此柱塞两端的腔室轮流在定点吸进口连续的吸入并轮流在定点排出口连发式排出。

3、创新亮点一：超长的压缩行程：柱塞在曲轴径带动下公转一圈，柱塞并在曲轴径上自转半圈，两个转速的叠加实现了柱塞的加长行程，即实现柱塞在缸腔内作直线的从缸腔的一端到另一端的压缩运动。原理是：柱塞每公转一圈的上半圈是‘往’的行程，下半圈是‘复’的行程。把下半圈也变成’往‘的行程，需要柱塞在公转一圈的同时再自转半圈，即中途把缸腔和柱塞两端的位置转过180°角，从而使柱塞的下半圈的‘复’的行程变成‘往’的行程，成为‘往’+’往‘的加长压缩行程。

4、创新亮点二：柱塞两端腔室同时工作：柱塞在径向缸腔内把缸腔隔成两个腔室。柱塞由其中心孔里的曲轴径带动公转一圈，同时，柱塞由其所在的缸腔带动绕曲轴径自转半圈。柱塞的每圈公转叠加柱塞的半圈自转形成柱塞在缸腔内的加长移动行程。柱塞的前、后两个腔室同时在工作：前腔室在压缩行程时后腔室在吸入行程。两个腔室的压缩行程和吸入行程的转换，由缸腔及柱塞共同自转半圈来实现。

5、创新亮点三：轮流连发式压排：柱塞的第一圈公转形成柱塞从缸腔的a端到b端的压缩行程，同时，缸腔绕园心自转半圈，缸腔并带动柱塞绕曲轴径自转半圈，把柱塞两端的腔室转换了180°，即柱塞后端腔室转换为前端腔室。由此柱塞的第二圈公转形成柱塞从缸腔的b端到a端的压缩行程。实现了两个腔室的压缩行程轮流向同一方向进行压缩。由此形成从定点排出口进行连发式压缩排出。

6、本发明压缩机构的实用性：本发明压缩机构经过样机实验证明了它的可行性和实用性。优点：1.在旋转的缸腔中，随同旋转的柱塞作相对缸腔的往复压缩运动，柱塞一端的腔室在压排时另一端的腔室在吸进，柱塞两端的腔室同时在工作，效率加倍提高，节能又高效。2.缸腔和柱塞在自转半圈中完成转换位置，使柱塞的公转的每一圈都是单一方向的加长压缩行程，连续旋转即形成了连发压排，排液无间歇，输出压力稳。3.压缩行程的长度是曲轴径转一圈的‘往’+‘往’的行程，是曲轴连杆机构活塞行程的两倍。压缩行程长，对液体是输出压力大、输出流量大，对气体是压缩比大、输出气压高。4.本结构的缸腔容积率大，排量比大。

7、本发明的结构简述：参看图1和图2。在组合外筒的两端口固定着前、后端盖，为定子部分。组合曲轴两端的主轴径支撑在前、后端盖的偏心孔上。缸筒的两端口支撑在前、后缸盖的内凸台上。所述组合曲轴的曲轴径上套装着柱塞，柱塞装在缸筒的径向缸腔内，缸筒由组合曲轴的主轴径齿轮传动。为转动部分。

8、定子部件：所述组合外筒由外壳体中镶入套筒而组成。所述外壳体，其筒体中段两侧，各有吸进口及排出口。所述套筒，其筒体的中段两侧各有两个内进孔、和两个内出孔。所述组合外筒的外壳体和套筒之间，一侧有吸入内通道连通两个内进孔至吸进口，另一侧也有排出内通道连通两个内出孔至排出口。所述组合外筒的外壳体的两端口的园周上各有两个定位槽和均布的螺孔，用以固定前后端盖。所述前.后端盖，其结构相同，其内平面上有两级凸台，外凸台用以定位和固定组合外筒的套筒。内凸台装有滑动轴承套，用以支撑旋转的缸筒的两端口。所述前.后端盖的外平面有凹台，凹台腔为配重室。所述前.后端盖的园心凸台上有偏心为e的园孔，孔内装有滑动轴套，用以支撑组合曲轴两端的主轴径。

9、转动部件：所述组合曲轴，是在曲轴径扁孔的两端各插入主轴径的扁轴组成。所述曲轴径，为园柱体，其两端面有偏心为e的贯通扁孔。所述主轴径齿轴，其中段有齿轮，齿轮的一端是扁轴，齿轮的另一端是园柱轴，即主轴径。所述组合曲轴的两端的主轴径支撑在前后端盖的偏心孔中，伸出孔外的主轴径上装有配重块。其一端的主轴径较长并带有花键，与电动机轴连接。所述组和曲轴的曲轴径上套装柱塞，所述柱塞，为方形四园角的长方体，其两端顶面是园柱面，其侧面有中心孔，孔内有滑套轴承，套在曲轴径上。柱塞装在径向缸腔内，所述径向缸腔在缸筒的圆柱体中部，为径向贯通的矩形四园角长孔。所述缸筒的两端有凹台，支撑在前、后端盖的内凸台上。