CN103470468A - 容积式往复压缩机 - Google Patents

Abstract

一种容积式往复压缩机，包括：空气压缩单元（2），所述单元配备有适于接收往复活塞（6）的多个气缸（5）；马达（3），所述马达（3）用于驱动所述压缩单元（2）并且具有绕相应的旋转轴线（A）旋转的轴（7）；冷却单元（4），所述冷却单元（4）包括风扇组件（14），所述风扇组件（14）由所述旋转的轴（7）驱动以产生空气流以用于冷却在所述单元（2）中的压缩空气，所述气缸（5）位于轴对称壳体外壳（10）的内侧并且彼此以一定的角度间隔开。

Description

容积式往复压缩机

技术领域

本发明涉及空气压缩机单元。

更具体地，本发明涉及容积式往复空气压缩机。

背景技术

本发明的空气压缩机单元能够在其中需要压缩空气源的任意情况下使用。

在很多技术活动中，气动工具由于它们是非常实用和强壮的而被使用。这些活动包括例如在金属板中施加铆钉和在木材中施加钉子、以及车轮螺栓的松动和紧固。

特别是在专业应用中，这种类型的工具需要获得越来越高的性能水平。

显然，性能水平的提高通常对应于工具以及驱动它们的压缩机单元的总体尺寸的增大。

就此而言，近年来，容积式压缩机的设计已经越来越多地关注多气缸构型的发展，多气缸构型如术语暗示地涉及多个气缸，这些气缸的目的通常为提高压缩机单元的总气缸容量，但是其目的也可能为获得高的压力值（多级压缩机）。

多气缸构型的发展基本上转化为以下压缩机的生产：其一定程度上为笨重的并且其具有复杂的部件以用于协作多气缸的操作。

在现有技术中已知的是例如“星”型解决方案，其包括主连杆（也称为主杆）和多个二级连杆以用于驱动其他气缸并且朝向主连杆枢转。

这种类型的压缩机就构造而言非常复杂并且需要部件的高精度的机加工和组装，具有特别严格的公差。

此外，气缸数量的增大已经导致了在将气缸和由它们所供应的空气进行冷却时尚未解决的问题。

换言之，现有技术的多气缸压缩机的主要缺点是它们的构造复杂性以及它们的机械部件的尺寸和重量。这种复杂性涉及高的生产成本，这构成了现有技术的压缩机的另外的缺点。

发明内容

本发明由此具有通过提供紧凑的、高效率的多气缸空气压缩机单元以克服上述缺点的目的。

本发明的另外的目的为提供一种易于制造且适于维护的空气压缩机单元。

本发明的另外的目的为提供一种压缩机单元，所述压缩机单元具有用于冷却供应给储罐和/或用户的压缩空气的有效系统。

参照以上目的，本发明的技术特征能够从所附权利要求、具体地为权利要求1、并且优选地从直接或间接地从属于权利要求1的任意权利要求中容易地推出。

附图说明

另外，本发明的优点将从后面参照附图的详细说明变为更清楚，这些附图图示了本发明的优选的非限制示例性实施例，并且其中：

-图1为从根据本发明的压缩机单元的优选实施例的上方观察的立体图，其中为了清楚起见去除了一些部分；

-图2为从图1的压缩机单元的上方观察的立体图，其中为了清楚起见去除了一些部分，而其他部分位于截过与驱动压缩机单元本身的马达的旋转轴线垂直的平面的截面中；

-图3为从前图的压缩机单元的上方观察的立体图，其中为了清楚起见去除了一些部分，而其他部分位于与图2的截平面成直角且与驱动压缩机单元本身的马达的旋转轴线平行的平面的截面中；

-图4图示了图1和图2的压缩机单元的细节，其中一些部分位于截过与图2的截平面平行的平面中。

具体实施方式

在附图中，附图标记1代表用于压缩空气的容积式往复压缩机，优选由气动工具使用所述压缩机。

如在图1和2中清楚图示的，压缩机1包括空气压缩单元2、用于驱动所述压缩单元2的马达3、以及冷却来自单元2的压缩空气的冷却单元4。

如在图2和3中图示的，空气压缩单元2包括多个气缸5（在图示的实施例中为四个），相应的往复活塞6被接收在这些气缸5内。

优选为电马达的马达3具有绕相应的旋转轴线A旋转的轴7。

如在下面详细描述的，从马达3中突出的旋转轴7驱动冷却单元4和压缩单元2。

每个活塞6通过相应的连杆8和曲柄操纵杆构件9基于动力学连接到轴7上。

曲柄操纵杆构件9在形状上为圆形的并且可自由旋转地容置在连杆8的环形部分8a中，从而限定连杆本身的较小端部。

曲柄操纵杆构件9具有孔9a，孔9a定形为与轴7的平坦部分7a匹配以连同轴7本身一起限定形状配合以用于将来自马达3的转矩传递给压缩单元2。

换言之，在每个曲柄操纵杆构件9与旋转轴7之间的形状配合容许曲柄操纵杆构件9本身与轴7一体地旋转。

孔9a相对于曲柄操纵杆构件偏心，使得轴7的一次完全旋转导致活塞6执行一次完全吸入压缩循环。

换言之，孔9a相对于由曲柄操纵杆构件9所限定的圆心的偏心决定了活塞6的冲程即，在其顶部死点与其底部死点之间的间距。

有利地，曲柄操纵杆构件9在其内部具有其他孔9b以使其变轻。

如在图1至3中图示的，气缸5安装在壳体外壳10内侧，外壳10在形状上为轴对称的，并且其轴线与马达的旋转轴线A重合。

相对于沿着旋转轴7的旋转轴线A定位的观察者，气缸5彼此以一定的角度间隔开。

有利地，气缸5彼此以一定的角度等距间隔开。

气缸5具有位于相应的平面P中的相应的中心轴线5a，中心轴线5a彼此平行并且垂直于旋转轴7的旋转轴线A。

有利地，气缸5既沿着轴线A又径向分布的事实意味着外壳10能够形成为紧凑的以节约空间。

如在附图中图示的，壳体容器11从外壳10的周缘延伸，容器11容置过滤器（未图示）并且也限定入口开口以使空气能够进入压缩单元2内。

在未图示的根据本发明的压缩机的可选变型实施例中，容器11与轴7的旋转轴线A基本同心地安装在相对于外壳10的中央位置。

每个气缸5和其相应的活塞6也包括已知类型和未进一步描述的阀装置，所述阀装置设计用来使空气能够被吸入到气缸5内以压缩空气并且将该空气从气缸中排出。

在外壳10中还形成的是多个导管12，这些导管12在图2中部分地可见并且，设计用来使空气能够被进给到单元2内以从气缸5流向共用的排放歧管13。

排放歧管13在外壳10中形成，并且与空气冷却单元4连通以将已经在单元2中被压缩的空气传递给单元4。

对压缩机1，冷却单元4限定用于冷却已经在压缩单元2中被压缩的空气的相应装置。

在实施时，在压缩期间，空气经历加热并且在其能够被安全和有效地使用之前通常必须被冷却到尽可能接近环境温度的温度。

如在图3和4中图示的，冷却单元4包括风扇组件14，例如在这些附图中图示的风扇。

风扇组件14键接到轴7上，轴7以旋转的方式驱动风扇组件14以产生朝向空气压缩组件2引导的空气流。

冷却单元4还包括用于容纳风扇组件14的元件15，元件15具有轴对称构型并且与马达3的旋转轴线A共轴地延伸。

冷却单元4（具体地，容纳元件15）被插置到空气压缩单元2与驱动马达3之间。

该构型有利地容许获得紧凑的、高效的压缩机。

如在图3中图示的，在容纳元件15中形成的是导管16以用于冷却从空气压缩单元2排放的压缩空气。

有利地，在附图中图示的优选实施例中，容纳元件15形成为彼此相联的两个半部15a、15b。

更具体地，在两个半部15a、15b中的每一个的周缘上形成的是环形腔体（图4中标记为16），并且当两个半部彼此相联时，两个腔体彼此面对以限定冷却导管16。

冷却导管16在形状上为基本环形的，沿着容纳元件的周缘延伸，并且具有入口开口16a和出口开口16b。

沿着周缘的这种布置有利地容许使在压缩机1内的空气流动路径最大化而无需外部冷却管。

参照图4，但是其示出了容纳元件15的两个半部15a、15b中的仅仅一个15a，半部15a、15b中的每一个具有相应的壁17，壁17横向于轴线A并且为基本网状的，换言之，具有多个开口。

这些开口设计为容许由风扇组件14产生并且用于冷却压缩空气和压缩单元2的空气流通过。

两个横向壁17位于风扇组件14的相对两侧上。

如在图1至3中图示的，容纳气缸的外壳10具有限定多个通道19的多个冷却翅片18，由风扇组件14产生的冷却空气流流过这些通道19。

在实践中，通道19基本平行于轴线A在气缸5之间延伸，并且使由组件14产生的空气流能够流入到它们之内，所述流体适于被分到所述多个通道之间并且通过与翅片18相接触而提供单元2所需的冷却效果。

在使用时，在压缩机1的常规操作循环（例如将压缩空气供应给未图示的一个或多个气动工具）期间，由电马达3驱动的压缩单元2压缩在其气缸5内的空气。

空气通过过滤器（未图示）的容器11被引入到外壳10内，并且从那里分布到所有气缸5之间。

更具体地，空气被引入到外壳10的中央区域内，并且通过优选安装在活塞盖6上的相应的阀（未图示）流入到气缸5的压缩腔内。

进入压缩腔内的空气流在活塞6的向下冲程期间（即在吸气冲程期间）发生。

空气随后被压缩，通过已知类型且未图示的另外的阀装置从气缸5的头部排放，并且流入到在外壳10中形成的导管12内。

换言之，活塞6的往复运动以已知的方式压缩在气缸5中的空气，并且通过也为已知类型且未进一步描述的阀装置，将压缩空气从气缸5中排放并且通过导管12引入歧管13内。

从歧管13，压缩空气通过入口开口16a流入到冷却导管16内，行进导管的整个长度并且通过出口开口16b流出，朝向用户或储罐（如果有，其中没有一个被图示）引导。

通过其旋转轴7，电马达3不仅以它们往复运动的方式驱动活塞6而且同时以旋转的方式设置风扇组件14。

风扇组件14由此产生冷却空气流，其穿过容纳元件15的横向壁17并且通过对流冷却元件15本身。

容纳元件15的冷却涉及冷却导管16的壁，先前在压缩单元2中压缩的空气流过导管16并且由此当空气流过该导管16时冷却该空气。

换言之，在压缩期间被加热的压缩空气在其流过导管16时被冷却并且以更接近环境温度的温度朝向用户或储罐引导。

即使当其沿着导管12在外壳10内流动时，压缩空气经历第一级冷却，这是由于导管12的壁本身通过空气流的通过而被冷却，该空气流由风扇组件14产生并且其在被引入通道19内之后与翅片18接触，从而不仅冷却气缸5，而且冷却导管12以及在其中流动的压缩空气。

在附图中图示的示例实施例中，压缩单元2为单级单元并且包括围绕外壳10的环形形式以一定的角度间隔开的四个气缸5。

换言之，四个气缸5彼此以90°间隔开，这是能够有效地平衡所涉及的力的布置。

四个气缸5具有基本入射到轴7的旋转轴线上的相应的中央轴线5a。

在未图示的本发明的可选实施例中，压缩机为两级单元，换言之，其中一个或多个气缸用于第一级空气压缩机并且一个或多个气缸用于第二级空气压缩机的压缩机。

有利地，尽管用于两级压缩机的气缸在数量上彼此相等，但是用于第二级的那些气缸的气缸容量小于用于第一级的气缸的气缸容量。

气缸容量的这种差异有利地通过在第一级的气缸中使用不同的（更小的）钻孔和/或不同的（更小的）（与第二级的那些相比）冲程而获得。

有利地，根据本发明的容积式压缩机由于多气缸系统的模块化而使其本身适于较宽范围的多种应用：通过减小活塞的数量，能使用相同的外壳获得具有不同气缸容量的压缩机。

有利地，使导管12在外壳10的内部和使导管16在风扇组件14的容纳元件15内部使得能够消除对用于传输压缩空气的外部管件的需求并且由此使压缩机的总尺寸能够减小。

有利地，气缸的径向布置容许制造特别紧凑的压缩机。

这种紧凑性也由于在根据本发明的压缩单元中使用的特定冷却系统而获得。

根据本发明的紧凑的多气缸压缩机的另外显著的优点在于其以很小的空间传输大量的空气。

有利地，如上述，气缸沿着轴线A和径向分布意味着能够制造紧凑的和节约空间的外壳10。

实际上，当与线内布置进行比较时，气缸以角度分布使得气缸轴线能够被近很多地集中在一起，而当与星型构型进行比较时，沿轴向方向的分布使曲柄机构能够被极大地简化。

上述发明易于工业应用并且能够以若干方法进行修改和适应性修改而不偏离于本发明概念的范围。此外，本发明的所有细节可以由技术等同的元件替代。

Claims (10)

1.一种容积式往复压缩机，包括：

空气压缩单元（2），所述空气压缩单元包括适于接收往复活塞（6）的多个气缸（5）；

马达（3），所述马达适于驱动所述压缩单元（2）并且具有绕相应的旋转轴线（A）旋转的轴（7）；

冷却装置（4），所述冷却装置包括至少一个风扇组件（14），所述至少一个风扇组件由旋转的轴（7）驱动以产生空气流以用于冷却在所述单元（2）中的压缩空气；

其特征在于，所述气缸（5）设置在轴对称定形的壳体外壳（10）内并且彼此以一定的角度间隔开，并且所述气缸具有位于彼此平行且与所述旋转的轴（7）的旋转轴线（A）垂直的相应的平面（P）中的相应的中央轴线（5a）。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机对于所述活塞（6）中的每一个都包括相应的连杆（8）和曲柄操纵杆构件（9），所述曲柄操纵杆构件（9）在相应的较小端部（8a）处可旋转地连接到所述连杆（8）上并且偏心地连接到旋转的轴（7）上。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述曲柄操纵杆构件（9）通过形状配合连接到所述轴（7）上，这使所述曲柄操纵杆构件能够与所述轴（7）一体地旋转。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述冷却装置（4）包括用于容纳所述风扇组件（14）的容纳元件（15），所述容纳元件（15）具有轴对称构型并且包括冷却导管（16）以用于冷却从所述空气压缩单元（2）中排出的压缩空气，

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述冷却导管（16）在形状上至少部分地为环形并且沿着所述容纳元件（15）的周缘延伸。

6.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述容纳元件（15）插置在所述空气压缩单元（2）与所述驱动马达（3）之间。

7.根据权利要求4所述的压缩机，其中用于所述风扇组件（14）的所述容纳元件（15）具有横向于所述马达的旋转轴线（A）的至少一个壁（17），其特征在于，所述壁（17）具有设计用于容许由所述风扇组件（14）所产生的空气流的通过的多个开口。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，用于所述风扇组件（14）的所述容纳元件（15）具有两个壁，所述两个壁横向于所述马达的旋转轴线（A）并且位于所述风扇组件（14）的相对两侧上，所述壁均具有设计用于容许由所述风扇组件（14）所产生的空气流的通过的多个开口。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，其特征在于，容置所述气缸（5）的所述外壳（10）在所述气缸（5）之间具有限定多个通道（19）的多个冷却翅片（18），由所述风扇组件（14）所产生的冷却空气流流过所述多个通道（19）。

10.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，容置所述气缸（5）的所述外壳（10）在所述气缸（5）之间具有限定多个通道（19）的多个冷却翅片（18），由所述风扇组件（14）所产生的冷却空气流流过所述多个通道（19）。

Images