CN107165823B - 一种多功能空压机及含该空压机的气电系统 - Google Patents

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Abstract

一种多功能空压机及含该空压机的气电系统，该多功能空压机包括空压机吸气缸、空压机空气循环气缸、吸气螺杆转子和空气循环螺杆转子；吸气螺杆转子安装在空压机吸气缸中；空气循环螺杆转子安装在空压机空气循环气缸中；吸气螺杆转子前轴端上设有主动齿轮和皮带轮，所述空气循环螺杆转子前轴端上设有被动齿轮；空压机吸气缸上设有吸气缸吸气进气口和吸气缸排气口，空压机空气循环气缸上设有空气循环气缸进气口和空气循环气缸排气口；空压机吸气缸和空压机空气循环气缸的下部设有传动轴，传动轴的前端设有传动齿轮，传动齿轮分别与主动齿轮、被动齿轮相啮合。本发明还包括一种及含该空压机的气电系统。本发明能达到节能减排的效果。

Description

一种多功能空压机及含该空压机的气电系统
技术领域
本发明涉及一种多功能空压机及含该空压机的气电系统。
背景技术
空气压缩机是工业企业、交通动力机械等各行业不可缺少的气源设备，广泛用于各行业的气动工具的气源设备，传统的空气压缩机应用在空气动力机、气动马达或气动工具等排出的废气不能同时回收、再生循环，大家都知道压缩空气时电能转换空气能效率很低，现有的空压机压缩空气能耗高，节能减排效果不够理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种将压缩空气驱动气动马达或气动设备排出的废气回收、再生循环，提高空压机产气量，达到高效益的节能减排效果的多功能空压机及含该空压机的气电系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明之多功能空压机，包括空压机吸气缸、空压机空气循环气缸、吸气螺杆转子和空气循环螺杆转子；
所述吸气螺杆转子安装在空压机吸气缸中，所述空气循环螺杆转子安装在空压机空气循环气缸中，所述吸气螺杆转子前轴端上设有主动齿轮和皮带轮，所述空气循环螺杆转子前轴端上设有被动齿轮；
所述空压机吸气缸上设有吸气缸吸气进气口和吸气缸排气口，所述空压机空气循环气缸上设有空气循环气缸进气口和空气循环气缸排气口；
所述空压机吸气缸和空压机空气循环气缸的下部设有传动轴固定腔，所述传动轴固定腔中设有传动轴，所述传动轴的前端设有传动齿轮，所述传动齿轮分别与主动齿轮、被动齿轮相啮合。
进一步，所述吸气螺杆转子后轴端通过轴承与气缸后缸盖连接，所述气缸后缸盖与空压机吸气缸连接，所述吸气螺杆转子前轴端通过轴承与气缸前缸盖连接，所述气缸前缸盖与空压机吸气缸连接；所述空气循环螺杆转子后轴端通过轴承与气缸后缸盖连接，所述气缸后缸盖与空气循环气缸连接，所述空气循环螺杆转子前轴端通过轴承与气缸前缸盖连接，所述气缸前缸盖与空气循环气缸连接；所述气缸前缸盖和气缸后缸盖上分别设有气缸盖轴孔。
进一步，所述传动轴的后端通过轴承安装在传动轴固定腔中，所述传动轴的前端通过轴承与端盖连接，所述端盖与传动轴固定腔连接。
进一步，所述吸气螺杆转子和空气循环螺杆转子可用活塞式或涡轮式或离心式等替代。
本发明之含所述多功能空压机的气电系统，包括多功能空压机、输气管Ⅰ、阀门Ⅰ、输气管Ⅱ、止回阀、储气罐、输气管Ⅲ、气流阀、气动马达、空气循环气管、排气管、输气管Ⅳ、阀门Ⅱ、齿轮变速箱、发电机、输电线Ⅰ、配电箱及整流器、输电线Ⅱ、充电器、开关Ⅰ、电瓶Ⅰ、开关Ⅱ、电机和电机皮带轮；所述多功能空压机的吸气缸排气口依次通过输气管Ⅰ、阀门Ⅰ、输气管Ⅱ、止回阀与储气罐的进气口连接，所述储气罐的排气口通过输气管Ⅲ、气流阀与气动马达进气口连接，气动马达排气口与空气循环气管连接，空气循环气管的另一端与空气循环气缸进气口连接，空气循环气缸排气口通过输气管Ⅳ、阀门Ⅱ与输气管Ⅱ连接；所述气动马达与齿轮变速箱相连，所述齿轮变速箱的输出轴与发电机相连，所述发电机通过输电线与配电箱及整流器相连，所述配电箱及整流器通过输电线Ⅱ与充电器相连，所述充电器通过开关Ⅰ与电瓶相连，所述电瓶通过开关Ⅱ与电机相连，所述电机与电机皮带轮相连，所述电机皮带轮通过皮带与皮带轮相连。
进一步，所述电机直接与多功能空压机的吸气螺杆转子前轴端相连传动。
进一步，所述空气循环气管上设有排气管。
进一步，所述储气罐上设有排污阀、限压阀和气压表。
进一步，还设有开关Ⅲ、电瓶Ⅱ、开关Ⅳ，所述电瓶Ⅱ通过开关Ⅲ与充电器相连、通过开关Ⅳ与电机相连。
进一步，所述多功能空压机与气动马达设计成整体结构。
本发明之多功能空压机能将压缩空气驱动气动马达或气动工具排出的废气回收循环，提高空压机产气量的效率，达到压缩空气回收循环利用的高效节能减排效益，是现有空压机同等功率压缩空气排气量的10倍之多。
本发明可广泛应用于工业、农业，如交通运输汽车、航空、船舶，军事装备，压缩空气发电机，压缩空气发电站，空气动力机设备等领域。
附图说明
图1 为本发明实施例的吸气缸的结构示意图；
图2 为本发明实施例的空气循环气缸的结构示意图；
图3 为本发明实施例的吸气螺杆转子的结构示意图；
图4 为本发明实施例的空气循环螺杆转子的结构示意图；
图5 为本发明实施例之多功能空压机的气缸体前端示意图；
图6 为本发明实施例之多功能空压机的气缸体后端示意图；
图7 为本发明实施例之多功能空压机的气缸前盖示意图；
图8 为本发明实施例之多功能空压机的气缸后盖示意图；
图9 为本发明实施例之多功能空压机的齿轮传动示意图；
图10 为本发明实施例之包括该多功能空压机的气电系统运行示意图；
图11 为本发明实施例之包括该多功能空压机的气电系统运行示意图；
图中：1-多功能空压机，2a-空压机吸气缸、2b-空压机空气循环气缸，3a-吸气螺杆转子、3b-空气循环螺杆转子，4a-吸气螺杆转子后轴端，4b-空气循环螺杆转子后轴端，5a-吸气螺杆转子前轴端，5b-空气循环螺杆转子前轴端，6-传动轴，7-轴承，8-气缸后缸盖，9-气缸前缸盖，10-螺丝孔，11-主动齿轮，12-传动齿轮，13-被动齿轮，14-皮带轮，15-吸气缸吸气连接处，16-吸气缸吸气进气口，17-螺丝孔，18-吸气缸排气连接处，19-吸气缸排气口，20-空气循环气缸连接处，21-空气循环气缸进气口，22-空气循环气缸排气连接处，23-空气循环气缸排气口，24-传动轴固定腔，25-气缸盖轴孔，26-电瓶Ⅰ，27-开关Ⅱ，28-电机，29-电机皮带轮，30-过漏器，31-输气管Ⅰ，32-阀门Ⅰ，33-输气管Ⅱ，34-止回阀，35-储气罐，36-排污阀，37-限压阀，38-气压表，39-排气口，40-输气管Ⅲ，41-气流阀，42-气动马达进气口，43-气动马达，44-气动马达排气口，45-空气循环气管，46-排气管，47-输气管Ⅳ，48-阀门Ⅱ，49-齿轮变速箱，50-输出轴，51-发电机，52-输电线Ⅰ，53-配电箱及整流器，54-输电线Ⅱ，55-充电器，56-开关Ⅰ，57-开关Ⅲ，58-电瓶Ⅱ，59-开关Ⅳ。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例
参照图1-图9，本实施例之多功能空压机1包括空压机吸气缸2a、空压机空气循环气缸2b、吸气螺杆转子3a和空气循环螺杆转子3b；
所述吸气螺杆转子3a安装在空压机吸气缸2a中，所述吸气螺杆转子后轴端4a通过轴承7与气缸后缸盖8连接，所述气缸后缸盖8通过螺丝孔10及螺丝与空压机吸气缸2a连接，所述吸气螺杆转子前轴端5a通过轴承7与气缸前缸盖9连接，所述气缸前缸盖9通过螺丝孔10及螺丝与空压机吸气缸2a连接；
所述空气循环螺杆转子3b安装在空压机空气循环气缸2b中，所述空气循环螺杆转子后轴端4b通过轴承7与气缸后缸盖8连接，所述气缸后缸盖8通过螺丝孔10及螺丝与空气循环气缸2b连接，所述空气循环螺杆转子前轴端5b通过轴承7与气缸前缸盖9连接，所述气缸前缸盖9通过螺丝孔10及螺丝与空气循环气缸2b连接；所述气缸前缸盖9和气缸后缸盖8上分别设有气缸盖轴孔25；
所述吸气螺杆转子前轴端5a上设有主动齿轮11和皮带轮14，所述空气循环螺杆转子前轴端5b上设有被动齿轮13；
所述空压机吸气缸2a上设有吸气缸吸气连接处15、吸气缸吸气进气口16、螺丝孔17、吸气缸排气连接处18和吸气缸排气口19，所述空压机空气循环气缸2b上设有空气循环气缸连接处20、空气循环气缸进气口21、空气循环气缸排气连接处22和空气循环气缸排气口23；
所述空压机吸气缸2a和空压机空气循环气缸2b的下部设有传动轴固定腔24，所述传动轴固定腔24中设有传动轴6，所述传动轴6的后端通过轴承安装在传动轴固定腔24中，所述传动轴6的前端通过轴承与端盖连接，所述端盖通过螺丝孔及螺丝与传动轴固定腔24连接，所述传动轴6的前端设有传动齿轮12，所述传动齿轮12分别与主动齿轮11、被动齿轮13相啮合。
本实施例中，所述吸气螺杆转子3a和空气循环螺杆转子3b可用活塞式或涡轮式或离心式等替代。
参照图10，本实施例之含所述多功能空压机的气电系统，包括多功能空压机1、输气管Ⅰ31、阀门Ⅰ32、输气管Ⅱ33、止回阀34、储气罐35、输气管Ⅲ40、气流阀41、气动马达43、空气循环气管45、排气管46、输气管Ⅳ47、阀门Ⅱ48、齿轮变速箱49、发电机51、输电线Ⅰ52、配电箱及整流器53、输电线Ⅱ54、充电器55、开关Ⅰ56、电瓶Ⅰ26、开关Ⅱ27、电机28和电机皮带轮29；所述多功能空压机1的吸气缸排气口19依次通过输气管Ⅰ31、阀门Ⅰ32、输气管Ⅱ33、止回阀34与储气罐35的进气口连接，所述储气罐35的排气口39通过输气管Ⅲ40、气流阀41与气动马达进气口42连接，气动马达排气口44与空气循环气管45连接，空气循环气管45的另一端与空气循环气缸进气口21连接，空气循环气缸排气口23通过输气管Ⅳ47、阀门Ⅱ48与输气管Ⅱ33连接；所述气动马达43与齿轮变速箱49相连，所述齿轮变速箱49的输出轴50与发电机51相连，所述发电机51通过输电线52与配电箱及整流器53相连，所述配电箱及整流器53通过输电线Ⅱ54与充电器55相连，所述充电器55通过开关Ⅰ56与电瓶26相连，所述电瓶26通过开关Ⅱ27与电机28相连，所述电机28与电机皮带轮29相连，所述电机皮带轮29通过皮带与皮带轮14相连。
本实施例中，所述电机28也可直接与多功能空压机的吸气螺杆转子前轴5a端相连传动。
本实施例中，所述空气循环气管45上设有排气管46。
本实施例中，所述储气罐35上设有排污阀36、限压阀37和气压表38。
本实施例中，还设有开关Ⅲ57、电瓶Ⅱ58、开关Ⅳ59，所述电瓶Ⅱ58通过开关Ⅲ57与充电器55相连、通过开关Ⅳ59与电机28相连。
本实施例中，所述多功能空压机1与气动马达43设计成整体结构。
本实施例中，所述气动马达43可以用空气动力机等其它气动设备替代。
本实施例中，所述多功能空压机1的吸气缸吸气处连接处15连接有空气漏心器30。
具体过程为：先由电瓶Ⅰ26起动电机28带动多功能空压机1，关闭阀门Ⅱ48、气流阀41，同时打开阀门Ⅰ32，由多功能空压机1吸气缸将压缩空气储存在储气罐35为起动气源（简称为：原气），储气罐35原气到了所需的压力时打开气流阀41、阀门Ⅱ48，压缩空气进入气动马达43做功，气动马达43排出的废气通过空气循环气管45进入空气循环气缸2b，由空气循环螺杆转子3b将废气与空压机吸气缸2a吸气由吸气螺杆转子3a通过输气管Ⅱ33一并送入储气罐35（注：停机关闭所有阀门不让压缩空气流失），所述多功能空压机1压缩空气驱动气动马达43传动齿轮变速箱49带动发电机51发电，发出的电通过输电线Ⅰ52输送由配电箱及整流器53整流配送输出所需的用电设备以及空压机自用电通过充电器55充电进入电瓶Ⅰ26，电瓶Ⅰ26与电瓶Ⅱ58替换充电供多功能空压机1的电机28用电。
气动马达43排出的废气一小部分从排气管46排出到大气，使气动马达43进出气的高低压力差达到驱动气动马达43作功运动，将多部分原气进入多功能空压机1的空压机空气循环气缸2b，由空气循环螺杆转子3b回收循环的目的。
本实施例所述的气电系统应用基本参数：
多功能空压机1的电机28额定功率3kw；
多功能空压机1的电机28额定转速2900 r/min；
多功能空压机1吸气螺杆转子3a额定转速2900 r/min；
多功能空压机1空气循环螺杆转子3b额定转速2900 r/min；
多功能空压机1排气压力0.7MPa；
多功能空压机1吸气缸排气量0.8m3/min；
多功能空压机1空气循环气缸排气量7.3m3/min；
多功能空压机1总排气量8.1m3/min；
气动马达43额定功率6 kw；
气动马达43驱动工作压力0.7MPa；
气动马达43的驱动耗气流量8 m3/min；
气动马达43的排气管46排气量-0.8 m3/min；
气动马达43额定转速1500r/min；
齿轮变速箱49输出额定转速230 r/min；
发电机51额定功力6kw；
发电机51额定转速230 r/min；
发电机除自用电瓶26-58轮流充电，对外用电输出率50﹪；
储气罐35容积20L。
参照图11，该气电系统与图10所示气电系统的区别在于：设有两组并联的气动马达，分别连有独立的应用机构。
所述气电系统应用基本参数：
多功能空压机1的电机28额定功率7.5kw；
多功能空压机1的电机28额定转速2900 r/min；
多功能空压机1吸气螺杆转子3a额定转速2900 r/min；
多功能空压机1空气循环螺杆转子3b额定转速2900 r/min；
多功能空压机1排气压力0.7MPa；
多功能空压机1吸气缸2a排气量1.2m3/min；
多功能空压机1空气循环气缸2b排气量23 m3/min；
多功能空压机1总排气量24.2 m3/min；
气动马达43额定功率8-10kw；
气动马达43驱动工作压力0.7MPa；
气动马达43驱动耗气流量24 m3/min；
气动马达43排气管46排气量-1.2 m3/min；
气动马达43额定转速1250r/min；
齿轮变速箱49输出额定转速230 r/min；
发电机51额定功力10kw；
发电机51额定转速230 r/min。
发电机发电除多功能空压机电机自用、电瓶的充电，还能对外输出80%用电。储气罐35容积30L。
所述并联气动马达43并联实践证明在供气流量相同的情况下速度减半，承载能力相同（两个缸径相同）两台马达并联使用是简便可行的方式。
工作时，多功能空压机1能将压缩空气驱动气动马达（或并联气动马达）或气动工具排出的废气回收，提高空压机产气量的效率，达到空压机压缩空气回收循环利用的节能效益。
利用本发明，将压缩空气应用在空气动力机械封闭的系统里及时回收、再生、增压循环驱动活塞往复做功运动，能有效的解决现有气动马达、空气动力汽车、空气动力发电、气动工具等空气动力机排出的废气不能回收循环，以及空压机产气效率低的难题，是同等功力空压机压缩空气排气量的10倍之多。本发明多功能空压机达到空气动力机发电自用、供电瓶充电还能输出55%以上外供，并联空气动力机发电可将另一台发出的电50-80%输出外供。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含多功能空压机的气电系统，其特征在于：包括多功能空压机、输气管Ⅰ、阀门Ⅰ、输气管Ⅱ、止回阀、储气罐、输气管Ⅲ、气流阀、气动马达、空气循环气管、排气管、输气管Ⅳ、阀门Ⅱ、齿轮变速箱、发电机、输电线Ⅰ、配电箱及整流器、输电线Ⅱ、充电器、开关Ⅰ、电瓶Ⅰ、开关Ⅱ、电机和电机皮带轮；所述多功能空压机的吸气缸排气口依次通过输气管Ⅰ、阀门Ⅰ、输气管Ⅱ、止回阀与储气罐的进气口连接，所述储气罐的排气口通过输气管Ⅲ、气流阀与气动马达进气口连接，气动马达排气口与空气循环气管连接，空气循环气管的另一端与空气循环气缸进气口连接，空气循环气缸排气口通过输气管Ⅳ、阀门Ⅱ与输气管Ⅱ连接；所述气动马达与齿轮变速箱相连，所述齿轮变速箱的输出轴与发电机相连，所述发电机通过输电线与配电箱及整流器相连，所述配电箱及整流器通过输电线Ⅱ与充电器相连，所述充电器通过开关Ⅰ与电瓶相连，所述电瓶通过开关Ⅱ与电机相连，所述电机与电机皮带轮相连，所述电机皮带轮通过皮带与皮带轮相连；
所述多功能空压机，包括空压机吸气缸、空压机空气循环气缸、吸气螺杆转子和空气循环螺杆转子；
所述吸气螺杆转子安装在空压机吸气缸中，所述空气循环螺杆转子安装在空压机空气循环气缸中，所述吸气螺杆转子前轴端上设有主动齿轮和皮带轮，所述空气循环螺杆转子前轴端上设有被动齿轮；
所述空压机吸气缸上设有吸气缸吸气进气口和吸气缸排气口，所述空压机空气循环气缸上设有空气循环气缸进气口和空气循环气缸排气口；
所述空压机吸气缸和空压机空气循环气缸的下部设有传动轴固定腔，所述传动轴固定腔中设有传动轴，所述传动轴的前端设有传动齿轮，所述传动齿轮分别与主动齿轮、被动齿轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：所述吸气螺杆转子后轴端通过轴承与气缸后缸盖连接，所述气缸后缸盖与空压机吸气缸连接，所述吸气螺杆转子前轴端通过轴承与气缸前缸盖连接，所述气缸前缸盖与空压机吸气缸连接；所述空气循环螺杆转子后轴端通过轴承与气缸后缸盖连接，所述气缸后缸盖与空气循环气缸连接，所述空气循环螺杆转子前轴端通过轴承与气缸前缸盖连接，所述气缸前缸盖与空气循环气缸连接；所述气缸前缸盖和气缸后缸盖上分别设有气缸盖轴孔。
3.根据权利要求1或2所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：所述传动轴的后端通过轴承安装在传动轴固定腔中，所述传动轴的前端通过轴承与端盖连接，所述端盖与传动轴固定腔连接。
4.根据权利要求1或2所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：所述吸气螺杆转子和空气循环螺杆转子用活塞式或涡轮式或离心式替代。
5.根据权利要求1或2所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：所述电机直接与多功能空压机的吸气螺杆转子前轴端相连传动。
6.根据权利要求1或2所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：所述空气循环气管上设有排气管。
7.根据权利要求1或2所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：所述储气罐上设有排污阀、限压阀和气压表。
8.根据权利要求1或2所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：还设有开关Ⅲ、电瓶Ⅱ、开关Ⅳ，所述电瓶Ⅱ通过开关Ⅲ与充电器相连、通过开关Ⅳ与电机相连。
9.根据权利要求1或2所述的含多功能空压机的气电系统，其特征在于：所述多功能空压机与气动马达设计成整体结构。
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