[实用新型]一种球形容积式泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种球形容积式泵，属于压缩机、泵类机械技术领域。

背景技术

球形压缩机技术是一项全新的技术发明，其技术核心是一种空间的可变容积机构，2003年申请的专利号是ZL03114505.1、专利名称是《一种用于压缩机的变容式机构》的中国专利所公开的技术方案为该技术的基本结构。这种球形压缩机的优点是：无进/排气阀、运动件少、振动小、机械效率高、密封可靠等。近十年来，该技术有了很大发展，先后产生出多项研究成果，球形压缩机的应用范围也越来越广泛，不但可以作为单级压缩的压缩机，还可以实现多级压缩，可以应用于冰箱、空调等制冷领域，也可以用于空气压缩领域，还可以应用在泵类等动力机械方面，所以针对球形压缩机的研究也越来越深入，对球形压缩机的结构也在不断优化，加工工艺不断改进。

但球形压缩机的缺点是：由于活塞的旋转是通过偏心主轴提供动力，当主轴旋转到转盘轴线与活塞轴线重合时，主轴作用在转盘上的合力与活塞和转盘的轴线垂直相交，主轴作用在转盘的力在此位置产生不了驱动活塞及转盘绕各自轴线转动的扭矩分量，无法使活塞和转盘旋转，这是机构的运动死点。受力分析为：主轴在电机的驱动下旋转，主轴作用于转盘一个驱动力，这个驱动力有一分力使活塞和转盘绕各自轴线旋转，当旋转到转盘的轴线与活塞的轴线接近重合位置附近，这个使活塞和转盘旋转的分力产生的扭矩越来越小直至为零，所以在活塞轴线和转盘轴线接近重合前后，活塞和转盘不能获得足够的扭矩绕各自轴线转动，从而在该位置附近出现转动卡滞现象，产生机构的运动死点；当运动死点为起始状态或者在该状态停止转动，则下次无法启动。

另外，由于机械制造加工误差，球形压缩机各配合面间隙难以精确控制，如果间隙太大，摩擦力虽然减小但气体密封结构受到破坏，泄漏增加；如果间隙过小，则球面之间的摩擦力加大，当摩擦力的大小接近或者大于主轴作用在转盘或者活塞上的使转盘或者活塞旋转的分力时，则转盘和活塞由于失去旋转的扭矩，转子卡滞，机构运动无法继续。

同时，由于加工制造误差，转子各零件存在加工误差以及转子各零件之间存在装配间隙，导致主轴与转盘及活塞之间存在运动有滞后现象，即转盘和活塞的转动滞后于主轴的转动，这样理论计算的死点位置就会发生变化。

综合以上几点的情况，导致转子系统在运转的过程中容易出现卡滞，特别是在使用不同的压缩介质时，摩擦力的情况更为复杂，即使考虑机构死点采取防死点设计措施，也很难完全排除加工误差导致的卡滞现象。

发明内容

本实用新型的目的就是针对球形容积式泵在运转过程中可能出现的卡滞现象，特别是针对不同的压缩介质球形容积式泵特别是球形容积式泵在运转过程中出现的卡滞现象，从结构和材料上进行优化设计，彻底解决运转过程中的卡滞问题，并有利于零件的加工、制造以及整机装配；使压缩机转动更加平稳、顺滑和可靠。

本实用新型的技术方案是，一种球形容积式泵，它包括：

缸体，该缸体上设置有主轴孔，在外壁上有缸体定位槽；

缸盖，该缸盖与所述缸体组合在一起形成球形内腔，在该缸盖上设置有与活塞轴相配的缸盖端轴孔；在缸盖的内球面上设置有进气通道和排气通道，在外壁上有缸盖定位槽；

活塞及活塞轴，该活塞具有球形顶面、在该球形顶面的中央设置的活塞端轴孔、进排气口和在活塞下部的活塞销座，活塞轴的一端插入活塞端轴孔中，另一端插入缸盖端轴孔中；所述活塞可绕活塞轴自由转动，所述活塞球形顶面与球形内腔具有相同的球心并形成密封动配合；所述活塞销座为半圆柱结构，半圆柱的中部有凹槽，在其轴线方向上有贯通的活塞销孔；

转盘，该转盘具有在其下端面中心设置的偏心轴孔、在转盘上部与活塞销座相对应的转盘销座；该转盘上部和下端面之间的外周面为转盘球面，转盘球面与球形内腔具有相同的球心并紧贴球形内腔形成密封动配合；所述转盘销座的两端为半圆柱凹槽，中部为凸起的半圆柱，在半圆柱的中心设置有转盘销孔；

中心销，该中心销插入所述转盘销座和活塞销座相配所形成的销孔中形成柱面铰链，柱面铰链的各配合面之间形成密封动配合；

主轴，主轴位于缸体内的一端带有偏心轴，该偏心轴与转盘上的偏心轴孔相配形成柱面滑动配合，主轴的另一端与动力机构相连，为压缩机变容提供动力；在主轴上设置有配重块和平衡块；

压盘，压盘上设置有主轴孔，压盘的上端面紧贴缸体的下端面，刚性支撑在缸体上为主轴旋转提供支撑，压盘下部有一法兰盘，压盘的外壁上有压盘定位槽；

外壳，外壳为一下端开口的桶状结构，在筒状内壁上设置有凸棱，法兰连接在下端面上；