CN106368926A - 一种多级空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级空气压缩机，其包括电机连接法兰、右端盖、连接于所述电机的输出轴的主轴、壳体、收容于所述壳体内的斜盘、压盘、连杆及柱塞、缸体及配气阀块，所述电机连接法兰、所述右端盖、所述壳体、所述缸体及所述配气阀块依次相连接，所述斜盘连接于所述压盘，所述连杆的两端分别活动的连接于所述斜盘及所述柱塞。所述缸体开设有分别用于收容所述柱塞且围绕所述缸体的中心轴均匀排布的一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及四级压缩腔。所述配气阀块与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔相配合以实现对气体的四级压缩。

Description

一种多级空气压缩机

技术领域

本发明属于压缩机相关技术领域，更具体地，涉及一种多级空气压缩机。

背景技术

多级空调压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械，属于将原动机的动力能转变为气体压力能的工作机。多级空调压缩机的种类多，用途广，有“通用机械”之称。空气压缩机在国民经济和国防建设的许多部门中应用极为广泛，特别是在石油、化工、动力等工业领域中已成为必不可少的关键设备。在化工生产过程中，为保证某些合成工艺能在多级压力下进行，需要通过压缩机把气体加压到所要求的压力。此外，制冷和气体分离也离不开压缩气体；在机械、国防和动力工业中常采用压缩空气作为驱动动力，压缩机是提供压缩空气的关键设备，石油、化工医药生产中输送原料的气体采用压缩机增压输送。

由于高压空气压缩机的输出压力高，压缩比大，为了更好的节约能量和散热，高压空气压缩机都采用多级压缩。目前，多级压缩机的多级压缩缸大都是星型分布和曲轴驱动的，整机体积较大，集成度较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多级空调压缩机，其基于多级压缩机的特点，针对多级空调压缩机的特定部件(如配气阀块)及部件之间的联接关系进行了设计。所述多级空气压缩机的一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及四级压缩腔均开设于同一缸体，所述一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及所述四级压缩腔绕所述缸体的中心轴均匀排布；配流阀块采用单向阀、进排气孔及连通孔相配合来进行配流，其与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔相配合来实现对气体的四级压缩，减小了体积，提高了集成度，结构紧凑，有利于小型化。同时，所述配气阀块具有冷却功能，提高了所述多级空气压缩机的散热效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种多级空调压缩机，其包括用于连接电机的电机连接法兰、右端盖、连接于所述电机的输出轴的主轴、壳体、收容于所述壳体内的斜盘、压盘、四个连杆及四个柱塞、缸体及配气阀块，所述电机连接法兰、所述右端盖、所述壳体、所述缸体及所述配气阀块依次相连接，所述斜盘连接于所述压盘，所述连杆的两端分别活动的连接于所述斜盘及所述柱塞，所述主轴的一端收容于所述右端盖，另一端穿过所述右端盖与所诉斜盘形成滑动摩擦副，其特征在于：

所述缸体开设有分别用于收容四个所述柱塞的一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及四级压缩腔，所述一级压缩腔、所述三级压缩腔、所述二级压缩腔及所述四级压缩腔围绕所述缸体的中心轴均匀排布，且均为圆形孔；所述一级压缩腔的直径、所述二级压缩腔的直径、所述三级压缩腔的直径及所述四级压缩腔的直径依次逐渐减小；四个所述柱塞的形状及尺寸分别与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔的形状及尺寸相对应；

所述配气阀块包括有单向阀，所述单向阀用于实现气体的单向流动，进而所述配气阀块与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔相配合以实现对气体的四级压缩。

进一步的，所述配气阀块开设有与所述一级压缩腔相连通的一级进气孔及一级排气孔、与所述二级压缩腔相连通的二级进气孔及二级排气孔、与所述三级压缩腔相连通的三级进气孔及三级排气孔、以及与所述四级压缩腔相连通的四级进气孔及四级排气孔；所述单向阀的数量为八个，八个所述单向阀分别收容于所述一级进气孔、所述一级排气孔、所述二级进气孔、所述二级排气孔、所述三级进气孔、所述三级排气孔、所述四级进气孔及所述四级排气孔。

进一步的，所述配气阀块还开设有第一连通孔、第二连通孔及第三连通孔，所述第一连通孔与所述一级排气孔及所述二级进气孔均相连通；所述第二连通孔与所述二级排气孔及所述三级进气孔均相连通；所述第三连通孔与所述三级排气孔及所述四级进气孔均相连通。

进一步的，所述配流阀块还开设有冷媒入口、冷媒出口及与所述冷媒入口及所述冷媒出口均相连通的冷媒通孔。

进一步的，所述配流阀块的外表面上设置有翘片，所述翘片用于增大所述配流阀块的散热面积以提高散热效果。

进一步的，所述主轴远离所述右端盖的一端形成有配合面，所述配合面与所述斜盘之间形成滑动摩擦副；所述斜盘用于将所述主轴的转动转变为所述连杆的往复运动，所述连杆带动对应的所述柱塞移动以压缩气体。

进一步的，所述配合面与竖直面之间形成一个夹角，所述夹角为锐角。

进一步的，所述多级空气压缩机还包括轴端密封及与所述轴端密封相对设置的轴承，所述轴承用于支撑所述主轴；所述右端盖开设有收容槽，所述轴端密封及所述轴承均收容于所述收容槽。

进一步的，所述连杆的一端穿过所述压盘后活动的连接于所述斜盘。

进一步的，所述缸体开设有与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔均相连通的凹槽；所述壳体的一端收容于所述凹槽，且其外周面上形成有凸台，所述凸台用于与所述缸体相配合以进行轴向定位。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的多级空调压缩机，其一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及四级压缩腔均开设于同一缸体，所述一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及所述四级压缩腔绕所述缸体的中心轴均匀排布；配流阀块采用单向阀、进排气孔及连通孔相配合来进行配流，其与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔相配合来实现对气体的四级压缩，减小了体积，提高了集成度，结构紧凑，有利于小型化。同时，所述配气阀块具有冷却功能，提高了所述多级空气压缩机的散热效果。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的多级空调压缩机的剖面示意图。

图2是图1中的多级空调压缩机的壳体的剖面示意图。

图3是图1中的多级空调压缩机的摆盘的示意图。

图4是图1中的多级空调压缩机的缸体的示意图。

图5是图1中的多级空调压缩机的配气阀块的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-电机连接法兰，2-右端盖，3-轴端密封，4-轴承，5-主轴，6-壳体，61-第一螺纹孔，62-凸台，63-第二螺纹孔，7-斜盘，8-压盘，81-一级通孔，82-四级通孔，83-二级通孔，84-三级通孔，85-安装孔，9-连杆，10-柱塞，11-缸体，111-一级压缩腔，112-二级压缩腔，113-三级压缩腔，114-四级压缩腔，12-配气阀块，121-一级进气孔121，122-装配孔，123-冷媒入口，124-冷媒出口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1，本发明较佳实施方式提供的多级空调压缩机，其包括电机连接法兰1、右端盖2、轴端密封3、轴承4、主轴5、壳体6、斜盘7、压盘8、连杆9、柱塞10、缸体11及配气阀块12，所述右端盖2连接所述电机连接法兰1及所述壳体6；所述缸体11连接所述壳体6及所述配气阀块12。所述轴端密封3及所述轴承4收容于所述右端盖2。所述柱塞10收容于所述缸体11，所述连杆9的一端连接于所述柱塞10，另一端穿过所述压盘8后连接于所述斜盘7。所述主轴5的一端穿过所述右端盖2后与所述斜盘7组成滑动摩擦副。所述斜盘7及所述压盘8均收容于所述壳体6。

请参阅图2至图5，所述主轴5是由电机驱动的，所述电机连接于所述电机连接法兰1。所述连接法兰1开设有通槽，所述通槽用于供所述电机的输出轴穿过以连接于所述主轴5。

所述右端盖2基本呈工字型，其一端连接于所述电机连接法兰1，另一端连接于所述壳体6。所述右端盖2开设有收容槽，所述收容槽用于收容所述轴端密封3、所述轴承4及部分所述主轴5。所述轴端密封3设置在所述收容槽邻近所述电机连接法兰1的一端。所述轴承4与所述轴端密封3相对设置，其用于支撑所述主轴5。

所述主轴5由所述电机驱动而发生转动，其与所述斜盘7之间形成滑动摩擦副。所述主轴5用于带动所述斜盘7摆动。所述主轴5基本呈阶梯状，其包括连接于所述电机的连接端及与所述连接端相背的配合端。所述连接端收容于所述右端盖2，其开设有轴孔，所述电机的输出轴收容于所述轴孔内，使所述电机与所述连接端相连接。所述配合端收容于所述壳体6内，其与所述斜盘7形成滑动摩擦副。所述配合端包括远离所述右端盖2的配合面，所述配合面与所述斜盘7相接触。本实施方式中，所述配合面与竖直面之间形成一个夹角，所述夹角为锐角。

所述壳体6邻近所述右端盖2的一端开设有第一螺纹孔61，所述第一螺纹孔61与穿过所述右端盖2的螺钉形成螺纹连接，以使所述壳体6与所述右端盖2相连接。本实施方式中，所述第一螺纹孔61的数量为四个；可以理解，在其他实施方式中，所述第一螺纹孔61的数量可以根据实际需要增加或者减少。

所述壳体6的外周面上形成有凸台62，所述凸台62与所述缸体11相抵持，以进行轴向定位。所述壳体6远离所述右端盖2的一端收容于所述缸体11，其上开设有第二螺纹孔63。所述第二螺纹孔63与穿过所述缸体11的螺钉形成螺纹连接，以使所述缸体11与所述壳体6相连接。本实施方式中，所述壳体6形成有收容腔，所述收容腔用于收容所述主轴5、所述斜盘7、所述压盘8及所述连杆9；所述收容腔与所述收容槽相连通。

所述斜盘7用于将所述主轴5的旋转运动转变为所述连杆9的往复运动，以使所述连杆9带动所述柱塞10往复移动来压缩气体。所述斜盘7远离所述主轴5的端面开设有四个间隔设置的弧形槽，四个所述弧形槽绕所述斜盘7的中心轴均匀排布。所述弧形槽用于收容所述连杆9的一端，所述连杆9与所述弧形槽形成活动连接。

所述压盘8开设有一级通孔81、四级通孔82、二级通孔83及三级通孔84，所述一级通孔81、所述四级通孔82、所述二级通孔83及所述三级通孔84绕所述压盘8的中心轴均匀排布，且分别与四个所述弧形槽相连通。本实施方式中，所述一级通孔81、所述四级通孔82、所述二级通孔83及所述三级通孔84分别用于供对应的所述连杆9穿过。

所述压盘8还开设有安装孔85，所述安装孔85用于供连接件穿过以收容于所述斜盘7，使所述压盘8连接于所述斜盘7。本实施方式中，所述安装孔85的数量为四个，四个所述安装孔85相互间隔设置；可以理解，在其他实施方式中，所述安装孔85的数量可以根据实际需要增加或者减少。

本实施方式中，所述连杆9的数量为四个，所述柱塞10的数量也为四个，所述连杆9带动所述柱塞10沿所述主轴5的轴向移动以压缩气体；四个所述柱塞10的大小不同；四个所述柱塞10随所述主轴5的转动而交替压缩对应的气体。

所述缸体11的一端开设有凹槽，另一端连接于所述配气阀快12。所述凹槽用于收容部分所述壳体6。所述缸体11还开设有与所述凹槽相连通的一级压缩腔111、二级压缩腔112、三级压缩腔113及四级压缩腔114，所述一级压缩腔111、所述三级压缩腔113、所述二级压缩腔112及所述四级压缩腔114绕所述缸体11的中心轴均匀间隔排布，且均用于收容所述柱塞10。本实施方式中，所述一级压缩腔111、所述二级压缩腔112、所述三级压缩腔113及所述四级压缩腔114均为圆孔形，且所述一级压缩腔111的直径、所述二级压缩腔112的直径、所述三级压缩腔113的直径及所述四级压缩腔114的直径依次逐渐减小。所述一级压缩腔111的尺寸与形状、所述二级压缩腔112的尺寸与形状、所述三级压缩腔113的尺寸与形状及所述四级压缩腔114的尺寸与形状分别与四个所述柱塞10的尺寸与形状相对应。

所述配气阀块12开设有多个安装孔122，其通过所述多个安装孔122连接于所述缸体11。所述配气阀块12开设有一级进气孔121、与所述一级进气孔121间隔设置的一级排气孔、与所述一级排气孔间隔设置的二级进气孔、与所述二级进气孔间隔设置的二级排气孔、与所述二级排气孔间隔设置的三级进气孔、与所述三级进气孔间隔设置的四级进气孔及与所述四级进气孔间隔设置的四级排气孔，所述一级进气孔121、所述一级排气孔、所述二级进气孔、所述二级排气孔、所述三级进气孔、所述三级排气孔、所述四级进气孔及所述四级排气孔均贯穿所述配气阀块12朝向所述缸体11的表面，且所述一级进气孔121及所述四级排气孔均贯穿所述配气阀块12。本实施方式中，所述一级进气孔121及所述一级排气孔与所述一级压缩腔相连通；所述二级进气孔及所述二级排气孔与所述二级压缩腔相连通；所述三级进气孔及所述三级排气孔与所述三级压缩腔相连通；所述四级进气孔及所述四级排气孔与所述四级压缩腔相连通。

所述配气阀块12还包括八个单向阀，八个所述单向阀分别收容于所述一级进气孔121、所述一级排气孔、所述二级进气孔、所述三级进气孔、所述三级排气孔、所述四级进气孔及所述四级排气孔。八个所述单向阀分别用于控制对应的气体单向流动，如收容于所述一级进气孔121内的单向阀用于控制气体仅能由所述配气阀块12流向所述缸体11，而不能由所述缸体11流向所述配气阀块12，收容在所述一级排气孔内的单向阀实现的气体流向则与收容在所述一级进气孔121内的单向阀实现的气体流向相反，其他单向阀类似。

所述配气阀块12还开设有第一连通孔、第二连通孔及第三连通孔，所述第一连通孔与所述一级排气孔及所述二级进气孔均相连通。所述第二连通孔与所述二级排气孔及所述三级进气孔均相连通。所述第三连通孔与所述三级排气孔及所述四级进气孔均相连通。

所述配气阀块12还开设有冷媒入口123、冷媒出口124及与所述冷媒入口123及所述冷媒出口124均相连通的冷媒通孔。本实施方式中，所述冷媒入口123的中心轴与所述冷媒出口124的中心轴相互平行。冷媒自所述冷媒入口123进入所述配气阀块12，并由所述冷媒入口123进入所述冷媒通孔。所述冷媒沿所述冷媒通孔流动，并自所述冷媒出口124排出所述配气阀块12，所述冷媒流经所述配气阀块12时带走高温气体的热量，实现所述配气阀块12的散热。可以理解，在其他实施方式中，所述配气阀块12的外表面上可以焊接翘片，以增大散热面积，进而提高散热效果。

工作时，气体进入所述一级进气孔121，并通过收容在所述一级进气孔121内的单向阀进入所述一级压缩腔。所述一级压缩腔内的气体被压缩排出时，所述气体自所述一级压缩腔进入所述一级排气孔，并通过收容在所述一级排气孔内的单向阀后进入所述第一连通孔。所述气体沿所述第一连通孔流动并自所述第一连通孔进入所述二级进气孔。所述气体沿所述二级进气孔流动并通过收容在所述二级进气孔内的单向阀，随后进入所述二级压缩腔。所述二级压缩腔内的气体被压缩排出时，所述气体自所述二级压缩腔进入所述二级排气孔，并通过收容在所述二级排气孔内的单向阀后进入所述第二连通孔。所述气体沿所述第二连通孔流动并自所述第二连通孔进入所述三级进气孔。所述气体沿所述三级进气孔流动并通过收容在所述三级进气孔内的单向阀，随后进入所述三级压缩腔。所述三级压缩腔内的气体被压缩排出时，所述气体自所述三级压缩腔进入所述三级排气孔，并通过收容在所述三级排气孔内的单向阀后进入所述第三连通孔。所述气体沿所述第三连通孔流动并自所述第三连通孔进入所述四级进气孔。所述气体沿所述四级进气孔流动并通过收容在所述四级进气孔内的单向阀，随后进入所述四级压缩腔。所述四级压缩腔内的气体被压缩排出时，所述气体自所述四级压缩腔进入所述四级排气孔，并通过收容在所述四级排气孔内的单向阀后排出所述配气阀块12。直至，所述配气阀块12完成对所述气体的四级压缩。

本发明提供的多级空调压缩机，其一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及四级压缩腔均开设于同一缸体，所述一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及所述四级压缩腔绕所述缸体的中心轴均匀排布；配流阀块采用单向阀、进排气孔及连通孔相配合来进行配流，其与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔相配合来实现对气体的四级压缩，减小了体积，提高了集成度，结构紧凑，有利于小型化。同时，所述配气阀块具有冷却功能，提高了所述多级空气压缩机的散热效果。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级空气压缩机，其包括用于连接电机的电机连接法兰、右端盖、连接于所述电机的输出轴的主轴、壳体、收容于所述壳体内的斜盘、压盘、四个连杆及四个柱塞、缸体及配气阀块，所述电机连接法兰、所述右端盖、所述壳体、所述缸体及所述配气阀块依次相连接，所述斜盘连接于所述压盘，所述连杆的两端分别活动的连接于所述斜盘及所述柱塞，所述主轴的一端收容于所述右端盖，另一端穿过所述右端盖与所诉斜盘形成滑动摩擦副，其特征在于：

所述缸体开设有分别用于收容四个所述柱塞的一级压缩腔、二级压缩腔、三级压缩腔及四级压缩腔，所述一级压缩腔、所述三级压缩腔、所述二级压缩腔及所述四级压缩腔围绕所述缸体的中心轴均匀排布，且均为圆形孔；所述一级压缩腔的直径、所述二级压缩腔的直径、所述三级压缩腔的直径及所述四级压缩腔的直径依次逐渐减小；四个所述柱塞的形状及尺寸分别与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔的形状及尺寸相对应；

所述配气阀块包括有单向阀，所述单向阀用于实现气体的单向流动，进而所述配气阀块与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔相配合以实现对气体的四级压缩。

2.如权利要求1所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述配气阀块开设有与所述一级压缩腔相连通的一级进气孔及一级排气孔、与所述二级压缩腔相连通的二级进气孔及二级排气孔、与所述三级压缩腔相连通的三级进气孔及三级排气孔、以及与所述四级压缩腔相连通的四级进气孔及四级排气孔；所述单向阀的数量为八个，八个所述单向阀分别收容于所述一级进气孔、所述一级排气孔、所述二级进气孔、所述二级排气孔、所述三级进气孔、所述三级排气孔、所述四级进气孔及所述四级排气孔。

3.如权利要求2所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述配气阀块还开设有第一连通孔、第二连通孔及第三连通孔，所述第一连通孔与所述一级排气孔及所述二级进气孔均相连通；所述第二连通孔与所述二级排气孔及所述三级进气孔均相连通；所述第三连通孔与所述三级排气孔及所述四级进气孔均相连通。

4.如权利要求1所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述配流阀块还开设有冷媒入口、冷媒出口及与所述冷媒入口及所述冷媒出口均相连通的冷媒通孔。

5.如权利要求4所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述配流阀块的外表面上设置有翘片，所述翘片用于增大所述配流阀块的散热面积以提高散热效果。

6.如权利要求1所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述主轴远离所述右端盖的一端形成有配合面，所述配合面与所述斜盘之间形成滑动摩擦副；所述斜盘用于将所述主轴的转动转变为所述连杆的往复运动，所述连杆带动对应的所述柱塞移动以压缩气体。

7.如权利要求6所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述配合面与竖直面之间形成一个夹角，所述夹角为锐角。

8.如权利要求1所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述多级空气压缩机还包括轴端密封及与所述轴端密封相对设置的轴承，所述轴承用于支撑所述主轴；所述右端盖开设有收容槽，所述轴端密封及所述轴承均收容于所述收容槽。

9.如权利要求1所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述连杆的一端穿过所述压盘后活动的连接于所述斜盘。

10.如权利要求1所述的多级空气压缩机，其特征在于：所述缸体开设有与所述一级压缩腔、所述二级压缩腔、所述三级压缩腔及所述四级压缩腔均相连通的凹槽；所述壳体的一端收容于所述凹槽，且其外周面上形成有凸台，所述凸台用于与所述缸体相配合以进行轴向定位。