CN108678927A - 一种液压驱动的往复式空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压驱动的往复式空气压缩机，其特征在于：包括阀壳，具有左气室的左缸身和具有右气室的右缸身，具有轴向通道且呈T字形的活塞，大阀芯和小阀芯，大阀芯的直径大于阀口的直径，左柱塞和右柱塞，左柱塞设于左缸身内并能左右滑移，左柱塞的内端与活塞的轴向通道的左端连接与能随活塞左右滑移,右柱塞的内端与活塞的轴向通道的右端连接与能随活塞左右滑移。本空气压缩机具有集成度高、体积紧凑。且因为第一通流孔的第二出口端在与回油腔和左活塞腔连通时，活塞左右两端都与相对应的缸身的底面有一定的距离，这就保证了可以在活塞与两端盖碰撞前完成液控换向阀组件的换向，因此无撞击振动、噪音小。

Description

一种液压驱动的往复式空气压缩机

技术领域

本发明属于一种空气压缩机，具体涉及一种液压驱动的往复式空气压缩机。

背景技术

空气压缩机是一种往复式压缩机，其有多种结构形式，其中一种是使用普通旋转电机，通过曲柄连杆机构带动活塞在缸体内往复运动来压缩气体。当活塞进行压缩行程时，吸气阀关闭，排气阀打开。当活塞进行抽吸行程时，排气阀关闭，吸气阀打开。这种压缩机的工作压缩比小，其往复运动的行程较短，工作时震动和噪音大，易磨损，而且由旋转运动变成直线运动结构复杂，效率低，还有机械传动机构工作时噪声大。第二种是直线压缩机，现有的直线压缩机大多采用单定子线圈结构，该种直线压缩机要实现其内动子的往复运动来压缩气体，一般在动子完成压缩行程后，需要依靠弹簧回复力进行复位。可弹簧的使用增加了活塞移动时的阻力，且在动子回复过程中不再压缩空气，因而存在着系统效率低的缺陷。还有一种是螺杆空压机，其加工难度大，工作时需要专门的润滑油进行润滑和密封，所提供的压缩空气必须进行油气分离才能使用，不能提供高压空气。

综上所述，现有的空气压缩机存在工作效率低、耗能大、耗能高的缺点，故还可作进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构新颖的液压驱动的空气压缩机，其具有结构简单、控制方便、工作效率高、能自动往复压缩空气的优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液压驱动的往复式空气压缩机，其特征在于：包括具有轴向孔道的阀壳，阀壳侧壁上开有与轴向孔道连通的进油口和回油口，阀壳的内孔壁中部具有第一环形内肩胛，进油口和回油口位于第一环形内肩胛的左右两侧；具有左气室的左缸身和具有右气室的右缸身，分别连接在阀壳轴向孔道的左右两端，左缸身上开有左进气孔和左出气孔，左进气孔内设有仅允许外界气体进入左气室的左进气阀，左出气孔内设有仅允许气体从左气室排出的左排气阀，右缸身上开有右进气孔和右出气孔，右进气孔内设有仅允许外界气体进入右气室的右进气阀，右出气孔内设有仅允许气体从右气室排出的右排气阀；具有轴向通道且呈T字形的活塞，设于阀壳内并能左右滑移，活塞的细轴部与第一环形内肩胛的内周壁密封配合，活塞的大轴部外周与右活塞腔的内孔壁之间设有第一密封圈，活塞的大轴部的左侧与第一环形内肩胛之间形成左活塞腔，活塞的大轴部的右侧形成右活塞腔，活塞的细轴部的左侧形成回油腔，进油口与左活塞腔连通，回油口与回油腔连通，活塞的内部设有轴向贯穿的安装孔及与安装孔相连通的第一通流槽、第二通流槽和第三通流槽，活塞的细轴部上开有第一通流孔、第二通流孔和第三通流孔，第一通流孔用以连通第一通流槽和左活塞腔，第二通流孔用以连通第二通流槽和回油腔，第三通流孔用以连通第三通流槽和右活塞腔；滑动设置在安装孔内的换向阀芯，换向阀芯内具有向左贯通换向阀芯的左端面的左空腔以及向右贯通换向阀芯的右端面的右空腔，右空腔具有与第三通流槽连通的第一控制孔，左空腔具有选择性地与第一通流槽连通的第二控制孔且左空腔具有选择性地与第二通流槽连通的第三控制孔，换向阀芯的左侧形成有与左空腔连通的左控制腔，换向阀芯的右侧形成有与右空腔连通的右控制腔，左控制腔内设有左弹簧，左弹簧的右端抵靠换向阀芯的左端，右控制腔内设有右弹簧，右弹簧的左端抵靠换向阀芯的右端；左柱塞和右柱塞，左柱塞设于左缸身内并能左右滑移，左柱塞的外周与左缸身之间设有第二密封圈，从而在左缸身内形成左气室，左柱塞的内端与活塞的轴向通道的左端连接与能随活塞左右滑移；右柱塞设于右缸身内并能左右滑移，右柱塞的外周与右缸身之间设有第三密封圈，从而在右缸身内形成右气室，右柱塞的内端与活塞的轴向通道的右端连接与能随活塞左右滑移。

作为优选，当第二控制孔与第一通流槽连通且第三控制孔与第二通流槽隔断时，所述第一通流槽与所述第三通流槽相连通；当所述第二控制孔与所述第一通流槽隔断且所述第三控制孔与所述第二通流槽连通时，所述第三通流槽与所述第二通流槽相连通。

作为改进，上述第二密封圈有两个且左右间隔设置，左缸身上开有左卸油孔，左卸油孔位于两第二密封圈之间。左柱塞与左缸身之间的密封很重要，要保证不漏油，通过设置左泄油孔，可以及时对两第二密封圈的损坏进行观测，若第二密封圈有损坏，左卸油孔就会漏油，提醒及时更换第二密封圈。

作为改进，上述第三密封圈有两个且左右间隔设置，右缸身上开有右卸油孔，右卸油孔位于两第三密封圈之间。右柱塞与右缸身之间的密封很重要，要保证不漏油，通过设置右泄油孔，可以及时对两第三密封圈的损坏进行观测，若第三密封圈有损坏，左卸油孔就会漏油，提醒及时更换第三密封圈。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过将换向阀芯集成在活塞内部，并在换向阀芯上设置与左控制腔相通的第二控制孔和第三控制孔及与右控制腔相通的第一控制孔，当活塞向左或向右移动到位后，在左弹簧和右弹簧的作用力下换向阀芯有选择性的将第二控制孔与第一通流槽连通和有选择性的将第三控制孔与第二通流槽连通，实现控制左控制腔的压力或者与进油口压力相等或者与回油口压力相等，来改变左控制腔与右控制腔压力的差值进而控制换向阀芯左右移动换向且在活塞移动到位前保持在换向位置，换向阀芯的换向又可以控制右活塞腔或者与压力油口或者与回油口相通来完成活塞带动左右柱塞的往复运动，无需复杂的曲柄连杆机构就可以实现长行程、双向的空气压缩工作。因此本空气压缩机具有集成度高、结构简单、效率高的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中I处局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，为本发明的一个优选实施例。

一种液压驱动的往复式空气压缩机，包括

具有轴向孔道的阀壳5，阀壳5侧壁上开有与轴向孔道连通的进油口P和回油口T，阀壳5的内孔壁中部具有第一环形内肩胛51，进油口P和回油口T位于第一环形内肩胛51的左右两侧；

具有左气室10a的左缸身2和具有右气室10b的右缸身8，分别连接在阀壳5轴向孔道的左右两端，左缸身2上开有左进气孔23和左出气孔22，左进气孔23内设有仅允许外界气体进入左气室10a的左进气阀7a，左出气孔22内设有仅允许气体从左气室10a排出的左排气阀6a，右缸身8上开有右进气孔83和右出气孔82，右进气孔83内设有仅允许外界气体进入右气室10b的右进气阀7b，右出气孔82内设有仅允许气体从右气室10b排出的右排气阀6b；

具有轴向通道且呈T字形的活塞1，设于阀壳5内并能左右滑移，活塞1的细轴部与第一环形内肩胛51的内周壁密封配合，活塞1的大轴部外周与阀壳5的内孔壁之间设有第一密封圈9a，活塞1的大轴部的左侧与第一环形内肩胛51之间形成左活塞腔52，活塞1的大轴部的右侧形成右活塞腔54，活塞1的细轴部的左侧形成回油腔53，进油口P与左活塞腔52连通，回油口T与回油腔53连通，活塞1的内部设有轴向贯穿的安装孔14及与安装孔14相连通的第一通流槽1a、第二通流槽1b和第三通流槽1c，活塞1的细轴部上开有第一通流孔11、第二通流孔12和第三通流孔13，第一通流孔11用以连通第一通流槽1a和左活塞腔52，第二通流孔12用以连通第二通流槽1b和回油腔53，第三通流孔13用以连通第三通流槽1c和右活塞腔54；

滑动设置在安装孔14内的换向阀芯4，换向阀芯4内具有向左贯通换向阀芯4的左端面的左空腔以及向右贯通换向阀芯4的右端面的右空腔，右空腔具有与第三通流槽1c连通的第一控制孔4a，左空腔具有选择性地与第一通流槽1a连通的第二控制孔4b且左空腔具有选择性地与第二通流槽1b连通的第三控制孔4c，换向阀芯4的左侧形成有与左空腔连通的左控制腔3a1，换向阀芯4的右侧形成有与右空腔连通的右控制腔3b1，左控制腔3a1内设有左弹簧12a，左弹簧的12a右端抵靠换向阀芯4的左端，右控制腔3b1内设有右弹簧12b，右弹簧12b的左端抵靠换向阀芯4的右端；当第二控制孔4b与第一通流槽1a连通且第三控制孔4c与第二通流槽1b隔断时，第一通流槽1a与第三通流槽1c相连通；当第二控制孔4b与第一通流槽1a隔断且第三控制孔4c与第二通流槽1b连通时，第三通流槽1c与第二通流槽1b相连通。

左柱塞3a和右柱塞3b，左柱塞3a设于左缸身2内并能左右滑移，左柱塞3a的外周与左缸身2之间设有第二密封圈9c，从而在左缸身2内形成左气室10a，左柱塞3a的内端与活塞1的轴向通道的左端连接与能随活塞1左右滑移；右柱塞3b设于右缸身8内并能左右滑移，右柱塞3b的外周与右缸身8之间设有第三密封圈9b，从而在右缸身8内形成右气室10b，右柱塞3b的内端与活塞1的轴向通道的右端连接与能随活塞1左右滑移。

第二密封圈9c有两个且左右间隔设置，左缸身2上开有左卸油孔21，左卸油孔21位于两第二密封圈9c之间。第三密封圈9b有两个且左右间隔设置，右缸身8上开有右卸油孔81，右卸油孔81位于两第三密封圈9b之间。

本空气压缩机的工作原理及过程如下：

使用时，进油口P和液压油高压油口相连，回油口T和液压油油箱直接相连，通过控制向进油口P供油即可实现自动的往复式压缩空气。

换向阀芯4、左弹簧12a、右弹簧12b共同组成了自动换向阀组件。此自动换向阀组件可以根据进油口P与第三通流孔13之间的压差，以及第三通流孔13和回油口T之间的压差进行左右滑移切换油路，进而控制活塞1带动左柱塞3a、右柱塞3b左右往复运动以进行增压。

在进油口P进油之前，由左弹簧12a、右弹簧12b的作用力使换向阀芯4处于如图1所示的初始位置，第二控制孔4b与进油口P相通，第三控制孔4c与回油口T相通。

当进油口P进油时，油液经第二控制孔4b进入左控制腔3a1，右控制腔3b1的油液通过第一控制孔4a流入第三通流孔13，换向阀芯4在进油口P和第三通流孔13的压差下开始向右移动(此时，右弹簧12b被压缩、左弹簧12a被拉伸)，第三控制孔4c与回油口T逐渐隔断且第二控制孔4b与进油口P连通，导致左控制腔3a1的压力越来越高最终和进油口P压力相等，当换向阀芯4运动到右端位置时进油口P与第三通流孔13相通，油液由进油口P经第一通流孔11、第一通流槽1a、第三通流孔13后进入右活塞腔54，活塞1开始向左移动(右活塞腔54的环形作用面积大于左活塞腔53的环形作用面积)，在活塞1带动左柱塞3a向左运动中，右进气阀7b打开，空气进入右气室10b，同时左气室10a的压缩空气经左排气阀6a排出。

当活塞1向左运动到头后，油液不再流动。进油口P和第三通流孔13之间的压差消失，换向阀芯4在左弹簧12a(左弹簧12a向左拉以回复原状)、右弹簧12b(右弹簧12b向左推以回复原状)的作用力下开始向左移动，而在向左移动过程中，第三控制孔4c与回油口T连通使左控制腔3a1的压力小于右控制腔3b1的压力，换向阀芯4继续左移到左端位置，此时第二控制孔4b与进油口P隔断且第三控制孔4c与回油口T连通，左控制腔3a1与回油口T压力相等，第三通流孔13与回油口T相通，第三通流孔13和回油口T之间的压差使换向阀芯4保持在左端位置，活塞1开始向右移动，右活塞腔54的油液经第三通流孔13、第三通流槽1c、第二通流槽1b、回油腔53、回油口T流回油箱，在活塞1带动右柱塞3b向右运动中，左进气阀7a打开，空气进入左气室10a，同时右气室10b的压缩空气经右排气阀6b排出。

当活塞1向右移动到头后，油液不再流动,第三通流孔13和回油口T之间的压差消失，换向阀芯4在左弹簧12a、右弹簧12b的作用力开始向右移动到前述的初始位置，至此形成循环，活塞1在本发明的控制下来回自动往复运动进行空气压缩工作，无需电控控制，也无需复杂的曲柄连杆机构就可以进行直线往复运动，机械效率高且噪音小。

Claims (4)

1.一种液压驱动的往复式空气压缩机，其特征在于：包括

具有轴向孔道的阀壳(5)，阀壳(5)侧壁上开有与轴向孔道连通的进油口(P)和回油口(T)，阀壳(5)的内孔壁中部具有第一环形内肩胛(51)，进油口(P)和回油口(T)位于第一环形内肩胛(51)的左右两侧；

具有左气室(10a)的左缸身(2)和具有右气室(10b)的右缸身(8)，分别连接在阀壳(5)轴向孔道的左右两端，左缸身(2)上开有左进气孔(23)和左出气孔(22)，左进气孔(23)内设有仅允许外界气体进入左气室(10a)的左进气阀(7a)，左出气孔(22)内设有仅允许气体从左气室(10a)排出的左排气阀(6a)，右缸身(8)上开有右进气孔(83)和右出气孔(82)，右进气孔(83)内设有仅允许外界气体进入右气室(10b)的右进气阀(7b)，右出气孔(82)内设有仅允许气体从右气室(10b)排出的右排气阀(6b)；

具有轴向通道且呈T字形的活塞(1)，设于阀壳(5)内并能左右滑移，活塞(1)的细轴部与第一环形内肩胛(51)的内周壁密封配合，活塞(1)的大轴部外周与阀壳(5)的内孔壁之间设有第一密封圈(9a)，活塞(1)的大轴部的左侧与第一环形内肩胛(51)之间形成左活塞腔(52)，活塞(1)的大轴部的右侧形成右活塞腔(54)，活塞(1)的细轴部的左侧形成回油腔(53)，进油口(P)与左活塞腔(52)连通，回油口(T)与回油腔(53)连通，活塞(1)的内部设有轴向贯穿的安装孔(14)及与安装孔(14)相连通的第一通流槽(1a)、第二通流槽(1b)和第三通流槽(1c)，活塞(1)的细轴部上开有第一通流孔(11)、第二通流孔(12)和第三通流孔(13)，第一通流孔(11)用以连通第一通流槽(1a)和左活塞腔(52)，第二通流孔(12)用以连通第二通流槽(1b)和回油腔(53)，第三通流孔(13)用以连通第三通流槽(1c)和右活塞腔(54)；

滑动设置在安装孔(14)内的换向阀芯(4)，换向阀芯(4)内具有向左贯通换向阀芯(4)的左端面的左空腔以及向右贯通换向阀芯(4)的右端面的右空腔，右空腔具有与第三通流槽(1c)连通的第一控制孔(4a)，左空腔具有选择性地与第一通流槽(1a)连通的第二控制孔(4b)且左空腔具有选择性地与第二通流槽(1b)连通的第三控制孔(4c)，换向阀芯(4)的左侧形成有与左空腔连通的左控制腔(3a1)，换向阀芯(4)的右侧形成有与右空腔连通的右控制腔(3b1)，左控制腔(3a1)内设有左弹簧(12a)，左弹簧的(12a)右端抵靠换向阀芯(4)的左端，右控制腔(3b1)内设有右弹簧(12b)，右弹簧(12b)的左端抵靠换向阀芯(4)的右端；

左柱塞(3a)和右柱塞(3b)，左柱塞(3a)设于左缸身(2)内并能左右滑移，左柱塞(3a)的外周与左缸身(2)之间设有第二密封圈(9c)，从而在左缸身(2)内形成左气室(10a)，左柱塞(3a)的内端与活塞(1)的轴向通道的左端连接与能随活塞(1)左右滑移；右柱塞(3b)设于右缸身(8)内并能左右滑移，右柱塞(3b)的外周与右缸身(8)之间设有第三密封圈(9d)，从而在右缸身(8)内形成右气室(10b)，右柱塞(3b)的内端与活塞(1)的轴向通道的右端连接与能随活塞(1)左右滑移。

2.根据权利要求1所述的液压驱动的往复式空气压缩机，其特征在于：当所述第二控制孔(4b)与第一通流槽(1a)连通且第三控制孔(4c)与第二通流槽(1b)隔断时，所述第一通流槽(1a)与所述第三通流槽(1c)相连通；当所述第二控制孔(4b)与所述第一通流槽(1a)隔断且所述第三控制孔(4c)与所述第二通流槽(1b)连通时，所述第三通流槽(1c)与所述第二通流槽(1b)相连通。

3.根据权利要求1所述的液压驱动的往复式空气压缩机，其特征在于：所述第二密封圈(9c)有两个且左右间隔设置，左缸身(2)上开有左卸油孔(21)，左卸油孔(21)位于两第二密封圈(9c)之间。

4.根据权利要求1所述的液压驱动的往复式空气压缩机，其特征在于：所述第三密封圈(9d)有两个且左右间隔设置，右缸身(8)上开有右卸油孔(81)，右卸油孔(81)位于两第三密封圈(9d)之间。