CN105240423A - 联轴器及空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种联轴器和使用了该联轴器的空气压缩机。所述联轴器包括转盘、第一套筒和活动板；所述第一套筒套设在所述转盘的外部，与所述转盘之间设有空隙；所述活动板位于所述空隙内；所述转盘绕其中心轴线转动时，带动所述活动板转动，转动的活动板在离心力的作用下可沿所述转盘的径向远离所述转盘并抵靠在所述第一套筒的内壁上，带动所述第一套筒转动。使用了本发明提供的联轴器的空气压缩机，较传动的空气压缩机启动阻力大大降低，人力及能源消耗大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种联轴器及使用了该种联轴器的空气压缩机。
背景技术
采用普通的联轴器连接压缩螺杆和动力输出轴，存在启动阻力大甚至无法正常启动的问题，浪费人力、浪费能源。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种降低启动阻力的联轴器。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
联轴器，其特征在于，包括转盘、第一套筒和活动板；所述第一套筒套设在所述转盘的外部，与所述转盘之间设有空隙；所述活动板位于所述空隙内；所述活动板和所述转盘可相对运动地连接；所述转盘绕其自身中心轴线转动时带动所述活动板转动，转动的活动板在离心力的作用下可沿所述转盘的径向远离所述转盘并抵靠在所述第一套筒的内壁上，带动所述第一套筒转动。
优选地是，所述转盘为圆柱体；所述第一套筒套设在所述转盘的圆柱面的外部；所述第一套筒的内壁和所述转盘的圆柱面之间设有所述空隙。
优选地是，所述活动板具有相对设置的内表面和外表面；转动的活动板在离心力的作用下沿所述转盘的径向远离所述转盘并抵靠在所述第一套筒的内壁上时，所述外表面与所述第一套筒的内壁接触；所述外表面形状与所述第一套筒的内壁形状相适应；所述活动板内表面形状与所述转盘的圆柱面相适应。
优选地是，还包括连接板，所述连接板一端与所述活动板连接，另一端与所述转盘可相对移动地连接。
优选地是，每个活动板上通过两个连接板与所述转盘连接；两个连接板分别设置在所述转盘的两侧。
优选地是，所述转盘上设有沿平行于所述转盘的中心轴线方向延伸的第一通孔；所述连接板上设有沿平行于所述转盘的中心轴线方向延伸的第二通孔；螺栓贯穿所述第一通孔和所述第二通孔，将所述活动板与所述转盘连接。
优选地是，所述螺栓可在所述第一通孔内沿所述转盘的径向移动或可在第二通孔内沿所述转盘的径向移动。
优选地是，所述第一通孔沿所述转盘的径向截面为圆形；所述圆形的直径大于所述螺栓的直径；所述螺栓可在所述第一通孔内沿所述转盘的径向移动。
优选地是，所述第一通孔沿所述转盘的径向截面为椭圆形；所述椭圆形的长轴大于所述螺栓的直径；所述椭圆形的短轴大于所述螺栓的直径；所述螺栓可在所述第一通孔内沿所述转盘的径向移动。
优选地是，所述第一通孔沿所述转盘的径向截面为长方形；所述长方形的长沿所述转盘的径向延伸；所述长方形的长度大于所述螺栓的直径；所述长方形的宽度与所述螺栓的直径相同；所述螺栓可在所述第一通孔内沿所述转盘的径向移动。
优选地是，所述第一通孔沿所述转盘径向的两端分别设有一个第一凹槽；第一凹槽与第一通孔相通；所述第一凹槽沿所述转盘的径向截面为半圆形；所述半圆形的半径与所述螺栓的半径相同。
优选地是，所述第二通孔沿所述转盘的径向截面为圆形；所述圆形的直径大于所述螺栓的直径；所述连接板可相对所述螺栓沿所述转盘的径向移动。
优选地是，所述第二通孔沿所述转盘的径向截面为椭圆形；所述椭圆形的长轴大于所述螺栓的直径；所述椭圆形的短轴大于所述螺栓的直径；所述连接板可相对所述螺栓沿所述转盘的径向移动。
优选地是，所述第二通孔沿所述转盘的径向截面为长方形；所述长方形的长沿所述转盘的径向延伸；所述长方形的长度大于所述螺栓的直径；所述长方形的宽度与所述螺栓的直径相同；所述连接板可相对所述螺栓沿所述转盘的径向移动。
优选地是，所述第二通孔沿所述转盘径向的两端分别设有一个第二凹槽；第二凹槽与第二通孔相通；所述第二凹槽沿所述转盘的径向截面为半圆形；所述半圆形的半径与所述螺栓的半径相同。
优选地是，还包括弹性复位装置；所述活动板沿所述转盘的径向远离所述转盘时，所述弹性复位装置产生弹性变形力，所述弹性变形力具有使所述活动板沿所述转盘的径向靠近所述转盘的趋势。
优选地是，所述活动板的个数为至少两个；所述至少两个活动板沿圆周方向分布；所述弹性复位装置的两端分别与相邻的两个活动板直接或间接连接，所述活动板沿所述转盘的径向远离所述转盘时，所述弹性复位装置产生弹性变形力，所述弹性变形力具有使所述活动板沿所述转盘的径向靠近所述转盘的趋势。
优选地是，所述弹性复位装置为弹簧；所述弹簧的两端分别与两个连接板连接；所述活动板沿所述转盘的径向远离所述转盘时，所述弹簧拉伸变形产生弹性变形力，所述弹性变形力具有使所述活动板复位的趋势。
优选地是，所述转盘设有平行于所述转盘的轴向延伸的第四通孔；动力输出轴插入所述第四通孔内，驱动所述转盘转动。
本发明的另一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种启动阻力小的空气压缩机。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
空气压缩机，其特征在于，包括压缩主机和驱动装置；所述压缩主机包括至少一个压缩螺杆；所述驱动装置通过上述联轴器与其中一个所述压缩螺杆连接，驱动压缩螺杆转动；所述驱动装置的动力输出轴与所述转盘直接或间接连接；所述压缩螺杆与所述第一套筒直接或间接连接。
优选地是，还包括罩壳；所述罩壳设有相互连通的容腔、第一开口和第二开口；所述罩壳的一端抵靠在所述驱动装置的壳体上，另一端抵靠在所述压缩主机的壳体上；所述联轴器容置于所述容腔内；所述驱动装置的动力输出轴穿过所述第一开口后与所述转盘直接或间接连接；所述压缩螺杆穿过所述第二开口后与所述第一套筒直接或间接连接。
优选地是，所述驱动装置为通过手摇或手拉的方式启动的柴油机。
优选地是，所述压缩主机具有两个相互啮合的压缩螺杆；两个压缩螺杆相对转动时对气体进行压缩。
使用了本发明提供的联轴器的空气压缩机，较传统的空气压缩机，具有极大的优势。以采用柴油机为驱动装置的空气压缩机为例。操作人员手摇或手拉以启动柴油机时，若将柴油机的动力输出轴直接与压缩螺杆连接，手摇或手拉以启动柴油机须带动压缩螺杆一起摇动，启动阻力大，耗费的人力及能源大。严重时，会因启动阻力大导致柴油机的转速无法提高到启动值，继而导致柴油机无法启动，空气压缩机无法工作。而采用本发明的联轴器连接柴油机的动力输出轴和压缩螺杆，手摇或手拉以启动柴油机的过程中，由于柴油机的动力输出轴的转速较低，活动板的离心力还无法使活动板沿径向移动至与第一套筒接触的位置，即活动板与第一套筒分离，手摇或手拉以启动柴油机仅需克服柴油机自身的阻力，较传动空气压缩机的启动阻力大大降低，人力及能源消耗大大降低。启动阻力降低使得柴油机的启动难度降低，降低了对操作人员的体力要求，得到了大力推广。
附图说明
图1为实施例1中的联轴器的结构示意图；
图2为图1所示结构的另一角度示意图；
图3为实施例1中的联轴器的活动板与第一套筒分离的示意图；
图4为实施例1中联轴器的活动板与第一套筒接触的示意图；
图5为实施例1中的转盘的结构示意图；
图6为实施例1中的活动板的结构示意图；
图7为实施例1中安装有活动板的转盘的结构示意图；
图8为图7所示结构的另一角度示意图；
图9为图8所述结构的A-A剖视图；
图10为实施例2中的转盘的结构示意图；
图11为实施例2中的活动板的结构示意图；
图12为实施例4中的空气压缩机的结构示意图；
图13为实施例4中空气压缩机的局部结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述：
如图1-9所示，联轴器包括转盘1、第一套筒2和活动板3。如图所示优选实施方式，转盘为圆柱体。第一套筒2套设在转盘1的外部。第一套筒2的内壁21与转盘1的圆柱面13之间设有空隙4。活动板3位于空隙4内，并与转盘1可相对运动地连接。转盘1绕其中心轴线X转动时，可带动活动板3转动。转动的活动板3在离心力的作用下沿转盘1的径向远离转盘1，靠近第一套筒2，并最终抵靠在第一套筒2的内壁21上，通过活动板3与第一套筒2的内壁21之间的摩擦力带动第一套筒2转动。
如图6所示，活动板3具有相对设置的内表面31和外表面32。转动的活动板3在离心力的作用下沿转盘1的径向靠近第一套筒2并最终抵靠在第一套筒2的内壁21上使，活动板3的外表面32与第一套筒2的内壁21接触。活动板3的内表面31与转盘1的圆柱面13相适应，活动板3的外表面32与第一套筒2的内壁21相适应。内表面31上设有至少一个连接板，连接板自内表面31向转盘1的中心轴线X延伸。螺栓贯穿连接板和转盘1，从而将活动板3与转盘1连接。本实施例有线实施方式，内表面31上设有两个连接板，分别为第一连接板51和第二连接板52。第一连接板51和第二连接板52均自活动板3的内表面31向转盘1的中心轴线X延伸。转盘1插置于第一连接板51和第二连接板52之间，转盘1的圆柱面13与活动板3的内表面31相对设置。如图9所示，转盘1上设有沿平行于转盘的中心轴线X方向延伸的第一通孔14，第一连接板51上设有沿平行于转盘的中心轴线X方向延伸的第二通孔511，第二连接板52上设有沿平行于转盘的中心轴线X方向延伸的第一通孔521。螺栓61贯穿第二通孔511、第一通孔14和第一通孔521后与螺母63螺纹连接，将活动板2可拆卸地安装在转盘1上。其中，第一通孔14沿转盘径向的截面为直径为ψ1的圆形，螺栓61的直径为ψ，ψ1大于ψ，使得螺栓61可在第一通孔14内沿转盘1的径向移动，从而使活动板3可在空隙4内沿转盘1的径向移动。
如图9所示优选方案，第二通孔511沿转盘径向的截面为直径为ψ2的圆形，ψ2大于ψ，进一步使得活动板3可在空隙4内相对螺栓61沿转盘1的径向移动。
如图2-4所示，活动板3的个数为至少两个，至少两个活动板3沿圆周方向分布。如图优选实施方式，活动板3的个数为四个。四个活动板3沿圆周方向均匀分布。
联轴器还包括弹性复位装置。活动板3沿转盘1的径向远离转盘1移动时，弹性复位装置产生弹性变形力，该弹性变形力具有使活动板3沿转盘1的径向靠近转盘1的趋势。弹性复位装置为弹簧7。弹簧7的两端分布与沿圆周方向相邻设置的两个活动板3直接或间接连接。当活动板3沿转盘1的径向远离转盘1移动时(如图4所示)，弹簧7拉伸变形产生弹性变形力，该弹性变形力具有使活动板3沿转盘1的径向靠近转盘1的趋势。如图所示优选方案，连接板上开设有挂孔53。弹簧7的两端分别钩挂位于转盘1的同一侧且沿圆周方向相邻设置的两个连接板的挂孔53上，即弹簧7与活动板间接连接。连接板同活动板3一同沿转盘1的径向远离转盘1时，弹簧7拉伸变形产生弹性变形力，该弹性变形力具有使活动板3沿转盘1的径向靠近转盘1的趋势。
联轴器还包括第二套筒8。转盘1设有沿轴向延伸的第四通孔15。第二套筒8贯穿第四通孔15。螺钉62沿转盘1的径向依次贯穿转盘1和第二套筒8，将转盘1和第二套筒8可拆卸地连接。
联轴器在使用过程中，转盘1在驱动装置或传动装置的带动下绕其中心轴线X转动时，可带动活动板3转动。转盘1的转速较低时，转动的活动板3的离心力小于弹簧7拉伸变形所需拉力，活动板3在弹簧7的限制下，不发生沿转盘1的径向的移动(如图3所示)，弹簧7无拉伸变形。转盘1的转速增加，转动的活动板3的离心力大于弹簧7拉伸变形所需的拉力，活动板3即可克服弹簧7的限制，在空隙4内沿转盘1的径向移动，远离转盘1并靠近第一套筒2的内壁21，与此同时，弹簧7发生拉伸变形，并产生弹性变形力，该弹性变形力具有使活动板3沿转盘1的径向靠近转盘1移动。转盘1的转速继续增加，转动的活动板3的离心力增加，使得活动板3继续远离转盘并靠近第一套筒2的内壁21，并最终抵靠在第一套筒2的内壁21上(如图4所示)，通过活动板3与第一套筒2的内壁21之间的摩擦力带动第一套筒2转动，继而带动与第一套筒2连接的转轴转动。活动板3的外表面32与第一套筒2的内壁21相适应，可增加活动板3的外表面32和第一套筒2的内壁21之间的接触面积，增大摩擦力，避免活动板3和第一套筒2相对打滑。
当转盘1的转速再次降低，活动板3的离心力再次小于弹簧7拉伸变形所需拉力，或转盘1停转，活动板3的离心力消失，活动板3可在弹簧7的弹性变形力的作用下沿转盘1的径向靠近转盘1并与第一套筒2的内壁21分离，即活动板3复位(如图3所示)。
实施例2
如图10和11所示，与实施例1不同，本实施例的第一通孔14沿转盘径向的截面长方形，长方形的长沿转盘径向延伸。长方形的长度L1大于螺栓61的直径ψ，长方形的宽度W1等于螺栓61的直径ψ。使得螺栓61在第一通孔14内仅沿长方形的长度延伸方向移动，即使得螺栓61在第一通孔14内仅沿转盘1的径向移动。
第一通孔14沿转盘径向的两端分别设有一个第一凹槽18，第一凹槽18与第一通孔14相通。第一凹槽18沿转盘的径向截面为半圆形，半圆形的半径与螺栓的半径相同。螺栓沿第一通孔14移动至第一通孔的两端时，嵌入第一凹槽18内，稳定性提高。
连接板51上的第二通孔511/521沿转盘径向的截面长方形，长方形的长沿转盘径向延伸。长方形的长度L2大于螺栓61的直径ψ，长方形的宽度W2等于螺栓61的直径ψ。使得活动板32仅可沿长方形的长度延伸方向即转盘径向相对螺栓61移动。
第二通孔511/521沿转盘径向的两端分别设有一个第二凹槽19，第二凹槽19与第二通孔相通。第二凹槽19沿转盘的径向截面为半圆形，半圆形的半径与螺栓的半径相同。螺栓沿第二通孔移动至第二通孔的两端时，嵌入第二凹槽19内，稳定性提高。
实施例3
与实施例1不同，本实施例的联轴器不包括第二套筒，动力输出轴插入转盘的第四通孔内与转盘直接连接，同样可以起到驱动转盘转动的效果。
除上述结构外，本实施例的联轴器的其他结构与实施例1的联轴器均相同。
实施例4
如图12-13所示，为使用了实施例1所述的联轴器的空气压缩机。空气压缩机包括压缩主机01和驱动装置02。压缩主机01内设有两个相互啮合的压缩螺杆，两个压缩螺杆相对转动时，进行压缩作业。驱动装置02的动力输出轴021通过实施例1所述的联轴器与压缩主机01内的其中一个压缩螺杆011连接，驱动压缩螺杆011转动，继而进行压缩作业。其中，驱动装置02的动力输出轴021与转盘1直接或间接连接，驱动转盘2转动。压缩螺杆011与第一套筒2直接连接或间接连接，第一套筒2转动时带动压缩螺杆011转动。空气压缩机还包括驱动装置02，驱动装置02的动力输出轴021与上述联轴器的第二套筒8直接连接或间接连接，驱动装置的动力输出轴转动，驱动第二套筒8转动。
空气压缩机还包括罩壳03。罩壳03具有相互连通的容腔031、第一开口032和第二开口033。罩壳03的一端抵靠在驱动装置02的壳体上，另一端抵靠在压缩主机01上。实施例1所述的联轴器容置于容腔031内，驱动装置02的动力输出轴021穿过第一开口032后与转盘1直接连接或间接连接。压缩螺杆011穿过第二开口033后与第一套筒2直接连接或间接连接。罩壳03将联轴器限制在容腔031内，限制转盘1和第一套筒2之间沿轴向相对移动，从而避免转盘1和第一套筒2沿轴向脱离，确保联轴器正常运作。
如13图所示优选方案，驱动装置02的动力输出轴021穿过第一开口032后插置于第二套筒8内，与第二套筒8直接连接，即与转盘1间接连接。压缩螺杆011穿过第二开口033插置于第一套筒2内，与第一套筒2直接连接。
空气压缩机的使用过程如下：驱动装置02通过动力输出轴021驱动第二套筒8转动，第二套筒8转动时带动转盘1转动，转盘2转动时，带动活动板3转动。活动板3转动时，在离心力的作用下沿转盘1的径向向第一套筒2的内壁21移动。转盘1的转速越快，活动板3的离心力越大，活动板3沿转盘1的径向向第一套筒2的内壁移动的距离越多。当转盘1的转速达到一定值后，活动板3的外表面32与第一套筒2的内壁21接触，活动板3的外表面32和第一套筒2的内壁21之间的摩擦力带动第一套筒2一同转动，继而带动压缩螺杆011转动，进行压缩作业。
使用了本发明提供的联轴器的空气压缩机，较传动的空气压缩机，具有极大的优势。以采用柴油机为驱动装置的空气压缩机为例。操作人员手摇或手拉以启动柴油机时，若将柴油机的动力输出轴直接与压缩螺杆连接，手摇或手拉以启动柴油机须带动压缩螺杆一起摇动，启动阻力大，耗费的人力及能源大。严重时，会因启动阻力大导致柴油机的转速无法提高到启动值，继而导致柴油机无法启动，空气压缩机无法工作。尤其是气温较低的地区，柴油机需要低速转动预热一段时间，若在低速转动期间需要带动压缩螺杆一同转动，增加了柴油机的预热负载，浪费能源，严重时可能导致柴油机无法启动。而采用本发明的联轴器连接柴油机的动力输出轴和压缩螺杆，手摇或手拉以启动柴油机的过程中，由于柴油机的动力输出轴的转速较低，活动板3的离心力还无法克服弹簧7的弹性变形力使活动板3沿径向移动至与第一套筒2接触的位置，即活动板3与第一套筒2分离，手摇或手拉以启动柴油机仅需克服柴油机自身的阻力，较传动空气压缩机的启动阻力大大降低，人力及能源消耗大大降低。启动阻力降低使得柴油机的启动难度降低，降低了对操作人员的体力要求，得到了大力推广。当柴油机启动后，柴油机无需人工施力，通过自身动力带动动力输出轴转动，且当动力输出轴的转速增大达到一定值后，活动板3的转速也随之增大到一定值，活动板3在离心力的作用下沿转盘1的径向移动靠近第一套筒2，最终使活动板3的外表面32与第一套筒2的内壁21接触，在摩擦力的作用下带动第一套筒2转动，继而带动压缩螺杆转动，进行压缩作业。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
Claims (14)
1.联轴器，其特征在于，包括转盘、第一套筒和活动板；所述第一套筒套设在所述转盘的外部，与所述转盘之间设有空隙；所述活动板位于所述空隙内；所述活动板和所述转盘可相对运动地连接；所述转盘绕其自身中心轴线转动时带动所述活动板转动，转动的活动板在离心力的作用下可沿所述转盘的径向远离所述转盘并抵靠在所述第一套筒的内壁上，带动所述第一套筒转动。
2.根据权利要求2所述的联轴器，其特征在于，所述转盘为圆柱体；所述第一套筒套设在所述转盘的圆柱面的外部；所述第一套筒的内壁和所述转盘的圆柱面之间设有所述空隙。
3.根据权利要求2所述的联轴器，其特征在于，所述活动板具有相对设置的内表面和外表面；转动的活动板在离心力的作用下沿所述转盘的径向远离所述转盘并抵靠在所述第一套筒的内壁上时，所述外表面与所述第一套筒的内壁接触；所述外表面形状与所述第一套筒的内壁形状相适应；所述活动板内表面形状与所述转盘的圆柱面相适应。
4.根据权利要求3所述的联轴器，其特征在于，还包括连接板，所述连接板一端与所述活动板连接，另一端与所述转盘可相对移动地连接。
5.根据权利要求4所述的联轴器，其特征在于，每个活动板上通过两个连接板与所述转盘连接；两个连接板分别设置在所述转盘的两侧。
6.根据权利要求4所述的联轴器，其特征在于，所述转盘上设有沿平行于所述转盘的中心轴线方向延伸的第一通孔；所述连接板上设有沿平行于所述转盘的中心轴线方向延伸的第二通孔；螺栓贯穿所述第一通孔和所述第二通孔，将所述活动板与所述转盘连接。
7.根据权利要求6所述的联轴器，其特征在于，所述螺栓可在所述第一通孔内沿所述转盘的径向移动或可在第二通孔内沿所述转盘的径向移动。
8.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，还包括弹性复位装置；所述活动板沿所述转盘的径向远离所述转盘时，所述弹性复位装置产生弹性变形力，所述弹性变形力具有使所述活动板沿所述转盘的径向靠近所述转盘的趋势。
9.根据权利要求8所述的联轴器，其特征在于，所述活动板的个数为至少两个；所述至少两个活动板沿圆周方向分布；所述弹性复位装置的两端分别与相邻的两个活动板直接或间接连接，所述活动板沿所述转盘的径向远离所述转盘时，所述弹性复位装置产生弹性变形力，所述弹性变形力具有使所述活动板沿所述转盘的径向靠近所述转盘的趋势。
10.根据权利要求9所述的联轴器，其特征在于，所述弹性复位装置为弹簧；所述弹簧的两端分别与两个连接板连接；所述活动板沿所述转盘的径向远离所述转盘时，所述弹簧拉伸变形产生弹性变形力，所述弹性变形力具有使所述活动板复位的趋势。
11.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述转盘设有平行于所述转盘的轴向延伸的第四通孔；动力输出轴插入所述第四通孔内，驱动所述转盘转动。
12.空气压缩机，其特征在于，包括压缩主机和驱动装置；所述压缩主机包括至少一个压缩螺杆；所述驱动装置通过权利要求1-11任一项所述的联轴器与其中一个所述压缩螺杆连接，驱动压缩螺杆转动；所述驱动装置的动力输出轴与所述转盘直接或间接连接；所述压缩螺杆与所述第一套筒直接或间接连接。
13.根据权利要求12所述的空气压缩机，其特征在于，还包括罩壳；所述罩壳设有相互连通的容腔、第一开口和第二开口；所述罩壳的一端抵靠在所述驱动装置的壳体上，另一端抵靠在所述压缩主机的壳体上；所述联轴器容置于所述容腔内；所述驱动装置的动力输出轴穿过所述第一开口后与所述转盘直接或间接连接；所述压缩螺杆穿过所述第二开口后与所述第一套筒直接或间接连接。
14.根据权利要求12所述的空气压缩机，其特征在于，所述驱动装置为柴油机。
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