CN102434435A

CN102434435A - 全无油润滑高压空压机

Info

Publication number: CN102434435A
Application number: CN2011104239605A
Authority: CN
Inventors: 汪潜
Original assignee: ANQING BAILIAN OIL-FREE COMPRESSOR Co Ltd
Current assignee: ANQING BAILIAN OIL-FREE COMPRESSOR Co Ltd
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明公开了一种全无油润滑高压空压机，其包括动力装置，还包括内腔相通的导向气缸、中间体、气缸；气缸的内腔固定设置有外缸套，柱塞与外缸套的内腔壁之间沿轴向依次设置有导套、多个密封盒、内缸套；导套与柱塞之间还设置有导环；还包括上、下压块和上、下衬板；柱塞与调心装置活动连接；气缸上部安装有气阀和缸头。密封盒与外缸套之间设置有外O型圈。密封盒内部设置有多个与柱塞配合的密封环，多个密封环与密封盒之间分别设置有内O型圈。本发明的内缸套、密封环、导环、支撑环均采用自润滑材料制造，动力装置采用无油润滑结构，能实现全无油压缩，压缩气体不受污染，使用安全；气缸密封性好，压缩效率高；制造成本低，寿命长。

Description

全无油润滑高压空压机

技术领域

本发明涉及空气压缩机，具体涉及一种高压空气压缩机。

背景技术

在高压空气压缩机领域，市场上主要有两种结构型式：隔膜式和往复活塞式。隔膜式空气压缩机排出的气体可保证洁净无油，但机组结构复杂，有独立的液压系统和气路系统，零件加工精度要求高，产品造价昂贵，易损件须采用进口材料制造；当压缩某些危险性气体时还应使用具有特殊性能的润滑油，机器运行和维护费用高。受膜片变形量限制，气缸行程容积较小，一般用于小气量及增压等特殊场合。往复活塞式高压空压机的气缸部分大多数采用注油或微油润滑，而其运动结构采用稀油润滑，要保证排出的气体不含润滑油，必须在机身与气缸之间增加隔离段，防止机身内的润滑油窜入气缸。一些对油份敏感的气体如O₂等，在气缸内被压缩成高温高压状态，如果遇到润滑油会立刻燃爆，危险性巨大，虽然机器设置有中间隔离段，但隐患始终存在。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种全无油润滑高压空压机，能实现全无油压缩，压缩气体不受污染；气缸密封性好，压缩效率高；加工简单，制造成本低，易损件寿命长；使用安全，可压缩危险性气体介质。

为解决上述问题，本发明的全无油润滑高压空压机，包括曲轴箱，曲轴箱上通过密封轴承活动设置有曲轴，还包括连杆，连杆一端与曲轴通过密封轴承活动连接，另一端活动连接有导向气缸，所述的导向气缸通过中间体与气缸固定连接，导向气缸的内腔通过支撑环活动设置有导向活塞；气缸的内腔固定设置有外缸套，外缸套的两端分别通过下压块、上压块固定在气缸上；外缸套的内腔活动设置有柱塞，柱塞与外缸套的内腔壁之间沿轴向依次设置有导套、多个密封盒、内缸套；导套与柱塞之间还设置有导环；密封盒与外缸套之间设置有外O型圈，每个密封盒内部设置有多个与柱塞配合的密封环，多个密封环与密封盒之间分别设置有内O型圈；下压块与导套之间设置有下衬板，上压块与内缸套之间设置有上衬板；柱塞与导向活塞连接；气缸上部安装有气阀和缸头；所述的导环、支撑环、内缸套、密封环采用自润滑材料制造。

所述的导向活塞与柱塞之间还设置有调心装置。

在上述技术方案中，由于内缸套、密封环和导环与活塞是滑动摩擦接触，其中内缸套、柱塞和缸头组成气缸工作腔，内缸套和导环与柱塞采用过渡配合。压缩机运行时，随着导向活塞的运动，带动柱塞作压缩运动，气缸工作腔内气体被压缩，压力逐渐升高至额定压力，部分高压气体沿着柱塞与内缸套之间的微小间隙泄露到第一组密封盒处，密封盒与内缸套下端采用外O型圈静密封，一条泄露通道被阻断；密封环与密封盒之间采用内O型圈静密封；剩下唯一泄露通道是柱塞与密封环间的间隙，密封环与柱塞之间采用过盈配合，装配时无间隙，另外密封环上的内O型圈施加一个预紧力，工作时高压气体从密封环背面压向柱塞，使密封环内表面与柱塞抱紧，高压气体只能沿着柱塞与密封环之间由于机加工形成的极微间隙泄露，但漏出的气体压力下降很多，再经过后面几组密封环的密封作用，最终泄露出的气体极少，达到密封的目的，气缸密封性好，压缩效率高。

本发明进一步设置了调心装置，结合调心装置对柱塞定位，保证柱塞与内缸套中心线重合，可以减小磨损，延长易损件寿命。

本发明的动力装置部分采用了密封型油脂润滑的轴承连接，因此不存在润滑油泄漏。本发明的柱塞为金属材质，内缸套、密封环、导环和支撑环等产生摩擦部分均采用自润滑材料制造，因而保证过盈配合时，不需要添加任何润滑油脂仍能流畅运动，实现全无油压缩，压缩气体不受润滑油脂污染；本发明的密封盒采用了模组结构，加工简单，制造成本低，可以单个更换，维护成本低；由于工作时压缩气体保持洁净，因而高温高压下无爆炸危险，使用安全，可压缩危险性气体介质。

附图说明

图1是本发明全无油润滑高压空压机的结构示意图；

图2是本发明全无油润滑高压空压机的密封盒部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种全无油润滑高压空压机做进一步说明。

由图1、图2可见，本发明的全无油润滑高压空压机，包括曲轴箱20，曲轴箱20上通过密封轴承活动设置有曲轴22，还包括连杆21，连杆21一端与曲轴22通过密封轴承活动连接，另一端活动连接有导向气缸1；由于曲轴22、连杆21都通过密封轴承连接，密封轴承是油脂润滑并带有密封圈，是标准件，无润滑油泄漏之虞，确保不会污染压缩气体。

所述的导向气缸1通过中间体4与气缸10固定连接，导向气缸1、中间体4、气缸10的内腔同轴设置，保证其余部件的安装和工作；导向气缸1的内腔通过支撑环3活动设置有导向活塞2，支撑环3装配在导向活塞2外圆，使之可沿导向气缸1上下移动。

气缸10的内腔固定设置有外缸套12，外缸套12的两端分别通过下压块6、上压块6’固定在气缸10上；外缸套12的内腔活动设置有柱塞14，柱塞14与外缸套12的内腔壁之间沿轴向依次设置有导套8、多个密封盒11、内缸套15。

导套8为金属材质，可以对上方的多个密封盒11、内缸套15起到支撑定位作用，导套8是筒体结构，上端封闭且在上端面中心开孔，孔径大于柱塞14直径，因此导套8与柱塞14不直接接触，导套8与柱塞14之间还设置有导环9，导环9的内径与柱塞14匹配，两者之间构成滑动摩擦。

密封盒11为金属材质的筒体结构，底部完全开放，上端封闭且在上端面中心开孔，孔径大于柱塞14直径，因此密封盒11与柱塞14也不直接接触，从而避免金属之间的互相磨损。密封盒11的上缘外端加工有缺口，在此缺口内设置有外O型圈13，此外O型圈13设置在密封盒11与外缸套12之间，外O型圈13为橡胶材质，对密封盒11与外缸套12之间的间隙进行静密封。

每个密封盒11内部设置有多个与柱塞14配合的密封环18，本实施例中，设置有两个密封环18。多个密封环18与密封盒11之间分别设置有内O型圈19；内O型圈19也是橡胶材质的，其作用是对密封环18与密封盒11之间的间隙进行静密封。

下压块6与导套8之间设置有下衬板7，上压块6’与内缸套15之间设置有上衬板7’；柱塞14与导向活塞2连接；气缸10上部安装有气阀16和缸头17。气阀16兼具吸气和排气两种功能，吸气时，排气通道完全关闭；排气时，吸气通道完全关闭。

所述的导环9、支撑环3、内缸套15、密封环18采用自润滑材料制造，本实施例中采用以聚四氟乙烯树脂为基材的复合材料，该复合材料还包括以下成分：青铜粉、玻璃纤维、碳纤维、二硫化钼。聚四氟乙烯材料有良好的自润滑性能，摩擦系数小，韧性和耐磨性也好。青铜粉的作用是改善基材的耐磨性能，提高硬度并增加导热率；玻璃纤维和碳纤维用于改善耐磨性和导热性，并提高了强度；二硫化钼用于改善热导率，提高自润滑性能，增强耐磨性。

该复合材料具备较好的耐高温、耐磨等性能，同时具备良好的自润滑效果，因而无需添加润滑油，实现全无油压缩，可以适用于各种对压缩气体洁净程度要求较高的环境使用，同时机器在高温高压下工作时，由于气体中不含油，没有爆炸隐患，因此具备较高的安全系数。该复合材料具备一定的结构强度，能够满足工作需要。本发明的动力部分各部件通过密封轴承连接，因此不存在润滑油泄漏，不会污染压缩气体。

在上述技术方案中，由于内缸套15、密封环18、导环9与柱塞14是滑动摩擦接触，其中内缸套15、柱塞14和气阀16、缸头17组成气缸工作腔20，内缸套15和导环9与柱塞14采用过渡配合。压缩机运行时，动力装置通过连杆21驱动导向活塞2运动，导向活塞2驱动柱塞14。随着导向活塞2的运动，带动柱塞14作往复运动。

柱塞14做压缩运动时，气缸工作腔20内气体被压缩，压力逐渐升高至额定压力（≥10MPa），部分高压气体沿着柱塞14与内缸套15之间的微小间隙泄露到第一组密封盒11处，密封盒11与内缸套15下端采用外O型圈13静密封，这条泄露通道被阻断；密封环18与密封盒11之间采用内O型圈19静密封；剩下唯一泄露通道是柱塞14与密封环18间的间隙，密封环18与柱塞14之间采用过盈配合，装配时无间隙，另外密封环18上设置的内O型圈19施加一个预紧力，工作时高压气体从密封环18背面压向柱塞14，使密封环18内表面与柱塞14抱紧，高压气体只能沿着柱塞14与密封环18之间由于机加工形成的极微间隙泄露，但漏出的气体压力下降很多，再经过后面几组密封环18的密封作用，最终泄露出的气体极少，达到密封的目的。

柱塞14与导向活塞2连接可以直接连接，并不影响本发明的工作。

但在生产过程中，存在较小的零件加工和装配误差，柱塞14和内缸套15易产生不同轴的现象，为解决此问题，本发明进一步在导向活塞2与柱塞14之间设置有调心装置5，调心装置5包括调心本体50，调心本体50内设置有上轴承51、下轴承52，柱塞14一端通过上轴承51设置于调心本体50内，导向活塞2一端通过下轴承52设置于调心本体50内。因上轴承51、下轴承52是调心轴承，因此调心装置5具备自动调心功能，压缩机运行时可保证柱塞14和内缸套15始终保持同轴状态；从而保证密封，减少磨损，能够延长内缸套15、密封环18、导环9等易损件的使用寿命。

Claims

1. 一种全无油润滑高压空压机，包括曲轴箱（20），曲轴箱（20）上通过密封轴承活动设置有曲轴（22），还包括连杆（21），连杆（21）一端与曲轴（22）通过密封轴承活动连接，另一端活动连接有导向气缸（1），其特征在于：所述的导向气缸（1）通过中间体（4）与气缸（10）固定连接，导向气缸（1）的内腔通过支撑环（3）活动设置有导向活塞（2）；气缸（10）的内腔固定设置有外缸套（12），外缸套（12）的两端分别通过下压块（6）、上压块（6’）固定在气缸（10）上；外缸套（12）的内腔活动设置有柱塞（14），柱塞（14）与外缸套（12）的内腔壁之间沿轴向依次设置有导套（8）、多个密封盒（11）、内缸套（15）；导套（8）与柱塞（14）之间还设置有导环（9）；密封盒（11）与外缸套（12）之间设置有外O型圈（13），每个密封盒（11）内部设置有多个与柱塞（14）配合的密封环（18），多个密封环（18）与密封盒（11）之间分别设置有内O型圈（19）；下压块（6）与导套（8）之间设置有下衬板（7），上压块（6’）与内缸套（15）之间设置有上衬板（7’）；柱塞（14）与导向活塞（2）连接；气缸（10）上部安装有气阀（16）和缸头（17）；所述的导环（9）、支撑环（3）、内缸套（15）、密封环（18）采用自润滑材料制造。

2. 如权利要求1所述的全无油润滑高压空压机，其特征在于：所述的导向活塞（2）与柱塞（14）之间还设置有调心装置（5）。