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活塞力作功节能压缩机有效专利 发明

技术内容

活塞力作功节能压缩机 [0001] 技术领域  本发明涉及压缩机类,尤其是指新发明的活塞力作功节能压缩机。 [0002] 背景技术  图1是现有技术压缩机传动结构示意图。如图1所示,现有技术的压缩机,其主要结构包括压缩机的机座1、气缸2、活塞3、活塞销4、连杆5、曲轴6等结构。当压缩机工作时,由动力机带动压缩机曲轴6旋转,再由曲轴6带动连杆5,通过活塞销4带动活塞3在气缸2内往复来回运动压缩作功,压缩作功产生的活塞力P经过活塞3、活塞销4、连杆5传给压缩机曲轴6,消耗压缩机的功率。这种类型传动结构的压缩机,压缩机曲轴6承受了压缩作功过程中全部的活塞力P,消耗了大量的能源,所有这种类型传动结构的压缩机都不节省能源,是耗能大陈旧落后的压缩机产品,是必需改造或淘汰的技术。 [0003] 为了减少压缩机的能源消耗,解决压缩机节能的问题,本发明人于2008年发明创造了专利名称为;双槽摆杆节能压缩机(专利号:200820158604.9,申请日:2008年9月21日)的专利技术。图2是双槽摆杆节能压缩机结构示意图,其主要结构包括压缩机的机座7、定位杆8、双槽摆杆9、气缸10、活塞11、活塞销12、活塞连杆13、连接销14、滑块15、曲轴16等结构。 双槽摆杆9中心线dd左边有连接销17,左边活塞连杆18的一头装在左边连接销17上,活塞连杆18的另一头与活塞销19联接。双槽摆杆9中心线dd右边有连接销14,右边活塞连杆13的一头装在右边连接销14上,活塞连杆13的另一头与活塞销12联接。 [0004] 当双槽摆杆节能压缩机工作时,动力机带动曲轴16旋转,曲轴16的旋转带动滑块 15沿着双槽摆杆9中间的滑槽上下运动,同时推动双槽摆杆9绕着装在机座7上的定位杆8轴心作左右摆动,通过双槽摆杆9的左右运动带动所有相连的活塞连杆和活塞在气缸孔内作直线往返运动,并使活塞连杆13的一头绕着活塞销12转动,使活塞连杆13不断改变与气缸 10轴线之间的夹 角R。当活塞11前进压缩气体时,由双槽摆杆9带动的活塞连杆13一边推动活塞11前进压缩气体,一边因双槽摆杆9摆动上移不断减小与气缸10轴线之间的夹角R,减少了活塞11的侧面压力,相应减少了活塞11与气缸10内孔的磨擦,提高了压缩机的工作效率节省了能源,延长了压缩机的使用寿命。 [0005] 该双槽摆杆节能压缩机专利技术,利用双槽摆杆的作用,减小了活塞连杆与气缸轴线之间的运动夹角,减少了活塞与气缸内孔的磨擦,提高了压缩机的工作效率节省了能源,相对图1现有技术压缩机取得了很大的进步。但节能效果不是很理想,压缩机还是存在能源消耗大的问题,特别是压缩作功活塞力的能耗没有减少。如图2所示,当活塞20前进压缩作功时,产生的活塞力P经过活塞20、活塞销19、活塞连杆18、连接销17,在连接销17处分为P1与P2二个分力,分力P1通过双槽摆杆9传给曲轴16消耗压缩机的功率。分力P2方向向下,由于连接销17与定位杆8轴心有距离L,方向向下的分力P2在运动中绕着定位杆8轴心的方向转动(如图2中N所示),分力P2转动的方向与活塞力P作用力的方向相同,增加了曲轴16的负载,增加了压缩机的功率消耗,浪费了能源。 [0006] 类似图2传动结构的压缩机,都存在压缩机连接销与定位杆轴心有距离的问题,由于连接销与定位杆轴心有距离,又由于左边连杆装置在左边联接销上,右边连杆装置在右边联接销上,所以分力P2转动的方向与活塞力P作用的方向相同,增加了压缩机曲轴的负载,增加了压缩机的功率消耗,浪费了能源。 [0007] 背景技术图1、图2所示压缩机传动结构,都存在压缩机能源消耗大,压缩机不节能的问题。怎样降低压缩机能源消耗,提高压缩机工作效率节省能源?是各国科学家、全世界压缩机研究机构努力攻克的主要科研课题,是重大的科学技术项目。本发明人通过不断的研究创新、不断的试验试制,在多年压缩机研究实验的基础上,开拓性的发明出具有巨大节能效果的活塞力作功节能压缩机。该活塞力作功节能压缩机改变了现有压缩机的产品结构,解决了背景技术双槽摆杆节能压缩机存在的技术问题,解决了压缩机节省能源的问题,向社会提供了一种高效节能的活塞力作功节能压缩机新技术,翻开了压缩机历史新的一页! [0008] 发明内容  世界首创发明的活塞力作功节能压缩机新技术,突破了 现有压缩机产品的作功原理和旧式压缩机产品的传动结构,完全创新发明了一种活塞力作功节能压缩机。该活塞力作功节能压缩机,由于压缩机传动结构中传力杆、定位结构、连杆、连接销的作用,改变了背景技术双槽摆杆节能压缩机和现有压缩机连杆的装配位置,改变了传力杆、机座、连杆的产品结构,开拓性的发明了利用压缩活塞力,推动压缩机曲轴转动作功的新技术。使原来消耗压缩机功率的活塞力,转变成推动压缩机曲轴转动作功的驱动力,大量减少了活塞力对曲轴的工作压力,减少了压缩机功率消耗节省了能源,取得了压缩机节能的巨大效果。由于活塞力作功节能压缩机中受力安装板的作用,使的压缩机左右二边气缸之间的夹角可以设计的很小,增大了压缩机节能效果,有利于制造微型、小型、大型、制冷和各式各样的压缩机产品,扩大了活塞力作功节能压缩机技术的使用范围。 [0009] 为了实现本发明的目的,本发明设计了四种有代表性的,左、右气缸夹角大小不同的活塞力作功节能压缩机;一种是左、右气缸夹角为90度的活塞力作功节能压缩机,另一种是左、右气缸夹角为60度的活塞力作功节能压缩机,还有一种是左、右气缸夹角为100度的活塞力作功节能压缩机,还有是左、右气缸夹角为150度的活塞力作功节能压缩机,产品结构包括传力杆20、定位结构21、机座22、气缸VIII23、活塞24、活塞销25、连杆H26、连接销E27、曲轴28、曲柄销29、连接销F30、连杆Z31、气缸XII32,其特征在于:右边连杆Z31的一头穿过传力杆20中心线C装配在左边连接销E27上,左边连杆H26的一头穿过传力杆20中心线C装配在右边连接销F30上,与左边连杆H26一头相连的右边连接销F30中心与定位结构21中心有距离L I,左边连杆H26与传力杆20的连接位置G在传力杆20中心线C的右边,右边连杆Z31与传力杆20的连接位置D在传力杆20中心线C的左边。 [0010] 其它特征一:在机座I40上部装置有受力安装板45,定位结构III44装配在受力安装板45上,传力杆II41装配在定位结构III44上,右边连杆VII47的一头穿过传力杆II41中心线C′装配在左边连接销IV37上,左边连杆VI36的一头穿过传力杆II41中心线C′装配在右边连接销XI42上,与左边连杆VI36一头相联的右边连接销XI42中心与定位结构III44中心有距离L2,左边连杆VI36与传力杆II41的连接位置G′在传力杆II41中心线C′的右边,右边连杆VII47与传力杆II41的连接位置D′在传力杆II41中心线C′的左边。 [0011] 其它特征二:传力杆20上有定位结构21的装配孔J49,中部有空槽50,中心线C″左边有右边连杆Z31与传力杆20的连接位置D″孔51,中心线C″右边有左边连杆H26与传力杆20的连接位置G″孔51′,下部有滑槽52。 [0012] 其它特征三:在传力杆20另一结构中,传力杆20另一结构53上有传力杆的定位结构54,有装配连杆的结构55。 [0013] 其它特征四:连杆H26上有装配孔E56,有装配孔F57,有厚度尺寸M,连杆Z31上有装配孔Q58,有装配孔P60,有通槽59,连杆H26厚度尺寸M与连杆Z31通槽59尺寸M′相配合。 [0014] 其它特征五:在连杆Z31另一结构中,连杆Z31一端是槽型联接臂61,槽型联接臂61中间是开口槽62,槽型联接臂61左、右臂上有与传力杆20另一结构53联接的结构63、64,开口槽62的宽度尺寸FF与传力杆20另一结构53的厚度尺寸HH相配合。 [0015] 其它特征六:机座I40中间部位二边有平台43,二侧面有窗口46,中心线CC二边对称设计有气缸装配孔K65、66。 [0016] 其它特征七:受力安装板45上有定位结构III44的装配孔T67、装配孔Y70,有装置传力杆II41的槽口68、69。 [0017] 其它特征八:在左、右气缸夹角为90度的活塞力作功节能压缩机中,气缸VIII23中心线A与气缸XII32中心线B的夹角等于或小于90度。 [0018] 其它特征九:在左、右气缸夹角为60度的活塞力作功节能压缩机中,气缸X33中心线A′与气缸IX48中心线B′的夹角等于或小于60度。 [0019] 其它特征十:在左、右气缸夹角为100度的活塞力作功节能压缩机中,气缸X33′中心线A″与气缸IX48′中心线B″的夹角等于或小于100度。 [0020] 其它特征十一:在左、右气缸夹角为150度的活塞力作功节能压缩机中,气缸VIII23′中心线AA与气缸XII32′中心线BB的夹角等于或小于150度。 [0021] 在本发明中,机座上装置有定位结构,传力杆装配在定位结构上,连接销装配在传力杆上,连杆一头与装配在传力杆上的连接销相连接,连杆另一头通过活塞销与活塞相连接,活塞装在气缸内,曲轴的曲柄销装在传力杆中间滑槽内,中间滑槽两面装置有耐磨板或浇铸有耐磨合金。右边连杆的一头穿过传力杆中心线装配在左边连接销上,左边连杆的一头穿过传力杆中心线装配在右边连接销上,由于左、右连杆穿过传力杆中心线,分别安装在连杆与传力杆 的连接位置D处和连接位置G处,与定位结构中心形成距离。当压缩机工作产生活塞力P时,产生的活塞力P经过活塞、活塞销、连杆、连接销,在连接销处分为P1与P2二个分力,分力P1通过传力杆传给曲轴消耗压缩机的功率。分力P2方向向下,由于连接销中心与定位结构中心有距离,方向向下的分力P2在运动中绕着定位结构中心的方向转动。由于连杆一头穿过传力杆中心线安装在连杆与传力杆的连接销上,分力P2转动的方向与活塞力P作用力的方向相反,利用分力P2与活塞力P相反运动的结果,克服活塞力P推动压缩机曲轴转动,使原来消耗压缩机功率的活塞力,转变成推动压缩机曲轴转动作功的驱动力,大量减少了活塞力对曲轴的工作压力,减少了压缩机功率消耗节省了能源,取得了压缩机节能的巨大效果。 [0022] 在左、右气缸夹角为60度的活塞力作功节能压缩机中,在机座上部装置有受力安装板,定位结构装配在受力安装板上,传力杆装配在定位结构上,右边连杆的一头穿过传力杆中心线装配在左边连接销上,左边连杆的一头穿过传力杆中心线装配在右边连接销上。 由于受力安装板的作用,在压缩机左右二边气缸之间夹角很小的状况下也能安装传力杆,进步提高了活塞力作功节能压缩机的节能效率。利用受力安装板结构有利于制造微型、小型、大型、制冷和各式各样的压缩机产品,扩大了活塞力作功节能压缩机技术的使用范围。 [0023] 该活塞力作功节能压缩机,通过设置调整左右气缸之间的夹角,设置连杆与传力杆的连接位置,改变了背景技术和现有压缩机技术的传动连接结构,改变了背景技术和现有压缩机技术连杆的装配位置,解决了背景技术存在的技术问题,解决了压缩机节省能源的问题,开拓性的发明了利用压缩活塞力,推动曲轴转动作功的技术结构,为压缩机技术创新作出了巨大的贡献! [0024] 附图说明  下面结合本发明实施例附图对本发明加以详细叙述。附图描述实施例是示例性的,旨在解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。 [0025] 图1是现有压缩机传动结构示意图。 [0026] 图2是双槽摆杆节能压缩机结构示意图。 [0027] 图3是活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角为90度的结构示意主视图。 [0028] 图4是活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角为90度的A-A剖视结 构示意图。 [0029] 图5是活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角为60度的结构示意图。 [0030] 图6是活塞力作功节能压缩机传力杆结构示意主视图。 [0031] 图7是活塞力作功节能压缩机传力杆B-B剖视结构示意图。 [0032] 图8是活塞力作功节能压缩机传力杆另一结构装配示意图。 [0033] 图9是活塞力作功节能压缩机传力杆另一结构示意主视图。 [0034] 图10是活塞力作功节能压缩机传力杆另一结构示意左视图。 [0035] 图11是活塞力作功节能压缩机连杆H26结构示意图。 [0036] 图12是活塞力作功节能压缩机连杆Z31结构示意图。 [0037] 图13是活塞力作功节能压缩机连杆Z31′结构示意主视图。 [0038] 图14是活塞力作功节能压缩机连杆Z31′N′-N′剖视结构示意图。 [0039] 图15是活塞力作功节能压缩机连杆Z31另一结构装配示意图。 [0040] 图16是活塞力作功节能压缩机连杆Z31另一结构示意主视图。 [0041] 图17是活塞力作功节能压缩机连杆Z31另一结构N″-N″剖视结构示意图。 [0042] 图18是活塞力作功节能压缩机机座结构示意图。 [0043] 图19是活塞力作功节能压缩机受力安装板结构示意图。 [0044] 图20是活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角为100度的结构示意图。 [0045] 图21是活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角为150度的结构示意图。 [0046] 具体实施方式  参看附图1至21,在附图3中机座22上装置有定位结构21,传力杆 20装配在定位结构21上,连接销E27、连接销F30装配在传力杆20上,连杆H26一头与装配在传力杆20上的右边连接销F30相连接,连杆H26另一头通过活塞销25与活塞24相连接,活塞 24装在气缸VIII23内,曲轴28的曲柄销29装在传力杆20中间滑槽52内,中间滑槽52两面装置有耐磨板或浇铸有耐磨合金。左边连杆H26与传力杆20的连接位置G在传力杆20中心线C的右边,右边连杆Z31与传力杆20的连接位置D在传力杆20中心线C的左边。右边连杆Z31的一头穿过传力杆20中心线C装配在左边连接销E27 上,左边连杆H26的一头穿过传力杆20中心线C装配在右边连接销F30上,由于左、右连杆穿过传力杆20中心线C,分别安装在连杆与传力杆20的连接位置D处和连接位置G处,与定位结构21中心形成距离。当动力驱动压缩机工作产生活塞力P′时,产生的活塞力P′经过活塞24、活塞销25、连杆H26、连接销F30,在连接销F30处分为P1′与P2′二个分力,分力P1′通过传力杆20传给曲轴28消耗压缩机的功率。分力P2′方向向下,由于连接销F30中心与定位结构21中心有距离LI,方向向下的分力P2′在运动中绕着定位结构21中心的方向转动。由于连杆H26一头穿过传力杆20中心线C安装在连杆H26与传力杆20的连接销F30上,分力P2′转动的方向与活塞力P′作用力的方向相反(如图 3.NI所示),利用分力P2′与活塞力P′相反运动的结果,克服活塞力P′推动压缩机曲轴28转动,使原来消耗压缩机功率的活塞力,转变成推动压缩机曲轴转动作功的驱动力,大量减少了活塞力对曲轴的工作压力,减少了压缩机功率消耗节省了能源,取得了压缩机节能的巨大效果。 [0047] 在左、右气缸夹角为60度的活塞力作功节能压缩机中,在机座I40上部装置有受力安装板45,定位结构III44装配在受力安装板45上,传力杆II41装配在定位结构III44上,右边连杆VII47的一头穿过传力杆II41中心线C′装配在左边连接销IV37上,左边连杆VI36的一头穿过传力杆II41中心线C′装配在右边连接销XI42上,与左边连杆VI36一头相联的右边连接销XI42中心与定位结构III44中心有距离L2,分力P2″转动的方向与活塞力P″作用的方向相反,左边连杆VI36与传力杆II41的连接位置G′在传力杆II41中心线C′的右边,右边连杆VII47与传力杆II41的连接位置D′在传力杆II41中心线C′的左边。由于受力安装板45的作用,在压缩机左右二边气缸之间夹角很小的状况下也能安装传力杆II41,进步提高了活塞力作功节能压缩机的节能效率。利用受力安装板45结构有利于制造微型、小型、大型、制冷和各式各样的压缩机产品,扩大了活塞力作功节能压缩机技术的使用范围。 [0048] 图6、图7是活塞力作功节能压缩机传力杆结构示意主视图和传力杆B-B剖视结构示意图。在传力杆20上有定位结构21的装配孔J49,有连接销E27的装配孔I51,有连接销F30的装配孔I51′,中部有空槽50,下部有滑槽52。传力杆20上的空槽50,解决了连杆H26和连杆Z31与传力杆20装配连接 的问题;连杆H26的一头通过空槽50,穿过连杆Z31的通槽59安装在连接销F30上,连杆Z31的一头通过空槽50安装在连接销E27上。 [0049] 图8、图9、图10是活塞力作功节能压缩机传力杆另一结构装配示意图,和传力杆另一结构示意主视图与结构示意左视图。在传力杆20另一结构中,传力杆20另一结构53上有传力杆的定位结构54,有装配连杆的结构55。根据压缩机不同型号和压缩机大小不同的问题,可以把传力杆20、定位结构21、连接销E27、连接销F30设计成一体结构,满足大小不同的压缩机和型式不同压缩机的需要,可以提高传力杆的强度,满足压缩机活塞力大小不同的要求。定位结构54和装配连杆的结构55可以与传力杆是一体的结构,也可以是孔、销装配的结构。不论传力杆是分开装配的孔、销结构,还是一体结构,或孔、销装配结构与一体结构相结合,其作用和原理都是相同的,都包括在本发明专利保护范围内。 [0050] 图11、图12是活塞力作功节能压缩机连杆H26和连杆Z31结构示意图。连杆H26上有装配孔E56,有装配孔F57,有厚度尺寸M,连杆Z31上有装配孔Q58,有装配孔P60,有通槽59,连杆H26厚度尺寸M与连杆Z31通槽59尺寸M′相配合。连杆Z31通槽59结构,要满足连杆H26厚度尺寸M装到通槽59结构中,并保证连杆H26厚度尺寸M与连杆Z31通槽59尺寸M′的精密配合,满足活塞力作功节能压缩机的工作要求。 [0051] 图13、图14是活塞力作功节能压缩机连杆Z31′结构示意主视图,和N′-N′剖视结构示意图。连杆Z31通槽59结构可以是如图12所示的开口结构,也可以是如图14所示的封闭结构。图14所示的封闭结构增加了连杆Z31的强度,有利于活塞力大的压缩机使用。 [0052] 图15、图16、图17是活塞力作功节能压缩机连杆Z31另一结构装配示意图,和另一结构示意主视图与另一结构N″-N″剖视结构示意图。在连杆Z31另一结构中,连杆Z31一端是槽型联接臂61,槽型联接臂61中间是开口槽62,槽型联接臂61左、右臂上有与传力杆20另一结构53联接的结构63、64,开口槽62的宽度尺寸FF与传力杆20另一结构53的厚度尺寸HH相配合。槽型联接臂61有利于增加连杆Z31的强度,有利于连杆Z31的生产加工,适合大型压缩机和特型压缩机的使用。槽型联接臂61左、右臂上与传力杆20另一结构53联接的结构63、 64,可以根据压缩机的大小和不同压缩机产品结构 的要求,相应设计连杆与传力杆相连接的结构,满足各类压缩机连杆与传力杆的连接要求。 [0053] 图18是活塞力作功节能压缩机机座结构示意图。在机座I40中间部位二边有平台 43,二侧面有窗口46,中心线CC二边对称设计有气缸装配孔K65、66。中间部位二边平台43有利于增强压缩机的稳定,二侧面窗口46有利于活塞力作功节能压缩机的装配和维修,中心线CC二边对称设计的气缸装配孔K65、66,有利于压缩机运动平衡。 [0054] 图19是活塞力作功节能压缩机受力安装板结构示意图。受力安装板45上有定位结构III44的装配孔T67、装配孔Y70,有装置传力杆II41的槽口68、69。由于受力安装板45的作用,在压缩机左右二边气缸之间夹角很小的状况下,也能安装传力杆II41,进步提高了活塞力作功节能压缩机的节能效率,并有利于制造微型、小型、大型、制冷和各式各样的压缩机产品,扩大了活塞力作功节能压缩机技术的使用范围。装置传力杆II41的槽口可多可少,根据压缩机传力杆II41的数量而定。 [0055] 图20是活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角为100度的结构示意图。在左、右气缸夹角为60度的活塞力作功节能压缩机中,气缸X33中心线A′与气缸IX48中心线B′的夹角等于或小于60度。在左、右气缸夹角为100度的活塞力作功节能压缩机中,气缸X33′中心线A″与气缸IX48′中心线B″的夹角等于或小于100度。根据不同型式压缩机结构的要求,压缩机左、右气缸之间的夹角可以调整,压缩机左、右气缸的最佳夹角是在60度到100度之间,夹角在60度到100度之间节能效率最高,节能效果更好。 [0056] 图21是活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角为150度的结构示意图。在左、右气缸夹角为90度的活塞力作功节能压缩机中,气缸VIII23中心线A与气缸XII32中心线B的夹角等于或小于90度。在左、右气缸夹角为150度的活塞力作功节能压缩机中,气缸VIII23′中心线AA与气缸XII32′中心线BB的夹角等于或小于150度。考虑压缩机活塞力的大小不同,活塞力作功节能压缩机左、右气缸夹角可以有多种角度,在左、右气缸夹角为90度到气缸夹角为150度之间,能够满足压缩机大小不同活塞力的要求。 [0057] 上面所述实施例只是本发明的较佳实例而已,并非来限制本发明的实施范围,本发明技术可以生产制造各种类型和型号的压缩机产品,凡在本发明 主旨的范围内所做的等效变化或修饰、使用活塞力作功节能压缩机原理、具有活塞力作功节能压缩机技术特征的各类压缩机产品,或在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代,均应包括在本发明专利保护范围内。 [0058] 综合以上所述,本发明创造的活塞力作功节能压缩机,由于开拓性的发明创造了压缩机新的传动结构和原理,使原来消耗压缩机功率的活塞力,转变成推动压缩机曲轴转动作功的驱动力,减少了压缩机功率消耗节省了能源,取得了压缩机节能的巨大效果。