CN108915984A - 一种无油空压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无油空压机，涉及空气压缩机技术领域，其技术方案要点是：包括机座、储气瓶、转动设置在机座内的曲轴组件、驱动曲轴组件转动的电机，机座上设置有若干气缸，曲轴组件上连接有若干连杆，连杆上连接有活塞，活塞位于对应的气缸内，曲轴组件包括若干曲轴单元，曲轴单元包括主轴颈、连杆轴颈、将主轴颈和连杆轴颈连接固定的曲柄臂；相邻曲轴单元的主轴颈相互正对的端面上设置有若干驱动块，若干驱动块之间形成驱动槽，相互正对的主轴颈通过驱动块和驱动槽相互扣合。本无油空压机通过设置多个曲轴单元，实现了各个曲轴单元的延时转动，则本空压机启动时受到的阻力较小，大幅降低了电机启动时的负荷，且启动响应较快。

Description

一种无油空压机

技术领域

本发明涉及空气压缩机技术领域，特别涉及一种无油空压机。

背景技术

空压机是制备压缩空气的设备，目前活塞式的空压机使用最为广泛。随着空压机技术的发展，油润滑的空压机逐渐被无油空压机所取代，无油空压机本身材料不含油性物质，工作时也无需添加任何润滑油，而是采用自润滑的耐磨材料进行滑动接触，因此排出气体中的含油量极少，大大提高了排出气体的质量。

现有授权公告号为CN207178141U的中国实用新型专利公开了一种皮带无油空压机的泵头，包括曲轴、曲轴箱和若干个气缸，气缸固连于曲轴箱上并与曲轴箱相连通，曲轴连接有与气缸一一对应的连杆，连杆与对应气缸内具有的活塞相连接。

但该空压机在开始运转时，曲轴需要同时带动多个活塞开始运动，由于活塞与气缸内壁处于静止状态，则两者的静摩擦力较大，电机在启动初期的负荷较大，空压机启动时的响应时间较长；在低电压、润滑不良等极端场合，该空压机存在无法启动的可能性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无油空压机，具有启动响应快的优势，且降低了启动失败的可能性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无油空压机，包括机座、储气瓶、转动设置在机座内的曲轴组件、驱动曲轴组件转动的电机，所述机座上设置有若干气缸，所述曲轴组件上连接有若干连杆，所述连杆上连接有活塞，所述活塞位于对应的气缸内，所述曲轴组件包括若干曲轴单元，所述曲轴单元包括主轴颈、连杆轴颈、将主轴颈和连杆轴颈连接固定的曲柄臂；相邻所述曲轴单元的主轴颈相互正对的端面上设置有若干驱动块，若干所述驱动块之间形成驱动槽，所述驱动块对应于主轴颈轴线的圆心角小于驱动槽，相互正对的所述主轴颈通过驱动块和驱动槽相互扣合；相邻所述曲轴单元的主轴颈通过穿设在两者内的中间轴建立转动连接。

通过上述技术方案，启动前，人员可转动曲轴组件中远离电机驱动端的曲轴单元，带动曲轴组件向其工作的正转方向转动，直至各驱动块与相邻的主轴颈上的驱动块相抵，完成准备工作。启动本空压机时，电机驱动一端的曲轴单元转动，由于该曲轴单元的驱动槽有供相邻的曲轴单元的驱动块转动的空间，则相邻的曲轴单元此时不产生转动；当曲轴单元转动一定角度时，该曲轴单元的驱动块开始与相邻的曲轴单元的驱动块相抵，则这两个曲轴单元开始转动，后面的曲轴单元同理动作；经活塞、气缸压缩的气体进入储气瓶内保存。综上，实现了各个曲轴单元的延时转动，则本空压机启动时，电机在同一时间段内只须负载单一的曲轴单元克服静摩擦力开始运动，当曲轴单元开始转动时，其滑动摩擦力较小。压缩本空压机的启动方式与同时带动所有活塞开始运动的方式相比，启动时受到的阻力较小，大幅降低了电机启动时的负荷，则本空压机的启动响应较快，且降低了启动失败的可能性。

优选的，所述主轴颈和机座之间设置有轴承，所述轴承套设于驱动块外。

通过上述技术方案，曲轴组件通过轴承与机座建立转动连接，套设于驱动块外的轴承在提高曲轴组件转动稳定性的同时，能防止相邻的曲轴组件分离，且不易对驱动块的相对转动造成影响。

优选的，位于曲轴组件端部的所述主轴颈穿出机座，其端部开设有方便人转动主轴颈的拧槽，所述拧槽背离曲轴组件中的电机驱动端。

通过上述技术方案，启动前，人员可通过扳手方便地拧动拧槽，带动曲轴组件向其工作的正转方向转动，直至各驱动块与相邻的主轴颈上的驱动块相抵，完成准备工作。

优选的，所述驱动块朝向驱动槽的壁面上设置有铍青铜层。

通过上述技术方案，铍青铜层为由铍作为合金组元的一种无锡青铜层，铍青铜层具有较高的强度、硬度和耐磨性，当各曲轴单元接连开始转动时，相邻曲轴单元上的驱动块产生碰撞，铍青铜层能降低各驱动块碰撞损坏的几率。

优选的，所述储气瓶和各气缸间分别连通有启动管，所述启动管上设置有控制其通断的电磁阀，所述机座内设置有用于检测各曲轴单元位置的传感器，所述传感器用于控制对应气缸的电磁阀开关。

通过上述技术方案，通过设置各传感器的安装位置，使传感器能捕捉到活塞到达上止点或下止点的两种状态，这两种状态分别对应于气缸的吸气起始时和吸气结束时。当气缸处于吸气起始时，上传感器控制对应的电磁阀打开，则储气瓶内的压缩空气经对应的启动管进入对应的气缸内，压缩空气的压力推动活塞运动，帮助该曲轴单元进入运动状态，从而进一步降低了本空压机的启动阻力。当吸气结束时，下传感器并控制对应的电磁阀关闭，则压缩空气无法进入气缸内，避免压缩空气反向做功。综上，只要储气瓶内的空气压力大于大气压力，储气瓶内的空气均能起到辅助启动的作用，与接连转动的曲轴单元配合，进一步加快了本空压机的启动速度、并降低启动难度。

优选的，所述传感器包括上传感器和下传感器，所述上传感器正对气缸处于吸气阶段起始时曲柄臂所处的方位，用于控制电磁阀打开；所述下传感器正对气缸处于吸气阶段结束时曲柄臂所处的方位，用于控制电磁阀关闭。

通过上述技术方案，上传感器和下传感器可为接近开关类传感器，由于曲柄臂的所处位置与活塞在气缸内的位置存在对应关系，则上传感器、下传感器通过检测曲柄臂的位置，即可确定气缸处于吸气起始、吸气结束的位置点。

优选的，所述储气瓶和所有启动管通过设置在两者之间的总管连通，所述总管上设置有控制其通断的总启动阀。

通过上述技术方案，空压机准备启动时打开总启动阀，空压机完成启动后关闭总启动阀；总启动阀关闭时，能保证空压机在正常运转阶段时，压缩空气不会经启动管进入气缸内，以免影响空压机的正常工作。

优选的，所述总启动阀包括把手，所述总启动阀旁设置有电开关，所述电开关控制所有传感器的电源通断；所述把手转动至总启动阀关闭的位置时，所述把手按下电开关从而控制所有传感器断电。

通过上述技术方案，选用常闭式的电磁阀，人员将把手转动至总启动阀关闭的位置时，把手正好按下电开关，电开关控制所有传感器断电，传感器断电时对应的电磁阀处于关闭状态，以确保空压机在正常工作时，各传感器停止对启动空气的控制。

优选的，所述机座上设置有用于观察曲轴组件的观察窗。

通过上述技术方案，本空压机在启动前，人能通过观察窗方便地观察曲轴组件的状态，从而知晓各曲轴单元是否处于正确的位置。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、通过设置多个曲轴单元，实现了各个曲轴单元的延时转动，则本空压机启动时受到的阻力较小，大幅降低了电机启动时的负荷；且本空压机的启动响应较快，降低了启动失败的可能性；

2、通过设置拧槽，方便了启动前人员转动曲轴组件至待命状态；

3、通过设置传感器和启动管，进一步加快了本空压机的启动速度、并降低启动难度。

附图说明

图1为实施例的一种无油空压机的立体图，主要突出本空压机的整体结构；

图2为实施例的局部图，主要突出机座的内部结构；

图3为实施例的曲轴组件的爆炸图，主要突出曲轴单元和驱动块的结构；

图4为本空压机的压缩空气助力启动的示意图，主要突出上传感器和下传感器的安装位置。

附图标记：1、储气瓶；2、机座；11、电机；21、气缸；3、曲轴单元；31、主轴颈；32、连杆轴颈；33、曲柄臂；41、连杆；42、活塞；22、观察窗；311、驱动块；312、驱动槽；313、铍青铜层；34、中间轴；35、轴承；36、拧槽；5、总管；51、总启动阀；511、把手；52、启动管；521、电磁阀；61、上传感器；62、下传感器；63、电开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

如图1所示，一种无油空压机，包括储气瓶1、固定于储气瓶1上的机座2和电机11，机座2上设置有三个气缸21，机座2内转动设置有曲轴组件，电机11通过皮带轮传动的方式驱动曲轴组件转动，机座2上设置有用于观察曲轴组件的观察窗22。

如图2和图3所示，曲轴组件包括三个曲轴单元3，曲轴单元3包括主轴颈31、与主轴颈31平行的连杆轴颈32、将主轴颈31和连杆轴颈32连接固定的曲柄臂33。连杆轴颈32上转动连接有连杆41，连杆41背离主轴颈31的端部铰接有活塞42，活塞42一一对应地位于三个气缸21内。气缸21上设有进气口和排气口，排气口通过管路连通至储气瓶1内，进气口和排气口内分别设置有控制气体单向导通的单向阀。

所有曲轴单元3的主轴颈31同轴设置，相邻曲轴单元3的主轴颈31相互正对的端面上均固定有两个驱动块311，两个驱动块311关于主轴颈31的轴线中心对称，两个驱动块311之间形成驱动槽312，驱动块311对应于主轴颈31轴线的圆心角小于驱动槽312。相互正对的主轴颈31通过驱动块311和驱动槽312相互扣合，则扣合后，其一主轴颈31在另一主轴颈31的驱动槽312上存在可供转动的空隙。驱动块311朝向驱动槽312的壁面上均设置有铍青铜层313。

相邻曲轴单元3的主轴颈31内穿设有中间轴34，中间轴34可在主轴颈31内自由转动，中间轴34用于将相邻的曲轴单元3连接并建立转动关系，相邻的主轴颈31不易分离。主轴颈31和机座2之间设置有多个轴承35，多个轴承35分别套设于各曲轴单元3之间的驱动块311上，轴承35同样设置于曲轴组件两端的主轴颈31上，曲轴组件通过轴承35与机座2建立转动连接。

曲轴组件上位于两端的主轴颈31均从机座2上穿出，其中一端与皮带轮固定连接，用于传递电机11的转矩；另一端开设有方便人转动主轴颈31的拧槽36，拧槽36的截面形状为正六边形。

启动前，人员可通过扳手拧动拧槽36，带动曲轴组件向其工作的正转方向转动，直至各驱动块311与相邻的主轴颈31上的驱动块311相抵，转动时，可通过敲击感和所需力度的差异判断是否转动到位，也可通过观察窗22观察，完成准备工作。启动本空压机时，电机11驱动靠近皮带轮的曲轴单元3转动，由于该曲轴单元3的驱动槽312有供相邻的曲轴单元3的驱动块311转动的空间，则相邻的曲轴单元3此时不产生转动；当曲轴单元3转动一定角度时，该曲轴单元3的驱动块311开始与相邻的曲轴单元3的驱动块311相抵，则这两个曲轴单元3开始转动，第三个曲轴单元3此时不产生转动；同理，当前两个曲轴单元3均转动一定角度后，才开始驱动第三个曲轴单元3开始转动。

综上，实现了各个曲轴单元3的延时转动，则本空压机启动时，电机11在同一时间段内只须负载单一的曲轴单元3克服静摩擦力开始运动，当曲轴单元3开始转动时，其滑动摩擦力较小。本空压机的启动方式与同时带动所有活塞42开始运动的方式相比，启动时受到的阻力较小，大幅降低了电机11启动时的负荷，则本空压机的启动响应较快，且降低了启动失败的可能性。

如图1和图4所示，储气瓶1上连通有总管5，总管5上设置有控制其通断的总启动阀51，总启动阀51为手动式的角阀，总启动阀51包括用于操纵其开关的把手511。总管5背离储气瓶1的端部连通有三根启动管52，三根启动管52分别与三个气缸21的内腔连通，每个启动管52上分别设置有控制其通断的电磁阀521。机座2内设置有用于分别检测各曲轴单元3位置的三对传感器，每对传感器包括上传感器61和下传感器62，上传感器61和下传感器62均为接近开关类传感器。上传感器61的安装位置为：上传感器61正对气缸21处于吸气阶段起始时曲柄臂33所处的方位，即活塞42位于气缸21内的上止点时的状态，曲柄臂33处于该位置时，上传感器61正好检测到曲柄臂33经过；下传感器62的安装位置为：下传感器62正对气缸21处于吸气阶段结束时曲柄臂33所处的方位，即活塞42位于气缸21内的下止点时的状态，曲柄臂33处于该位置时，下传感器62正好检测到曲柄臂33经过。上传感器61、下传感器62与对应气缸21的电磁阀521电连接，上传感器61用于控制对应气缸21的电磁阀521打开，下传感器62用于控制对应气缸21的电磁阀521关闭。

总启动阀51旁设置有电开关63，电开关63为按钮式，电开关63与所有传感器电连接，并控制所有传感器的电源通断。电开关63的按钮朝向把手511的运动方向，且位于把手511的转动范围内；当把手511转动至总启动阀51关闭的位置时，把手511正好按下电开关63，电开关63控制所有传感器断电，传感器断电时对应的电磁阀521处于关闭状态。

本无油空压机的工况如下：启动电机11，并打开总启动阀51、接通各传感器的电源，各个曲轴单元3接连开始转动的同时，若其一活塞42到达上止点，则上传感器61检测到对应的曲柄臂33经过，并控制对应的电磁阀521打开，则储气瓶1内的压缩空气经总管5和对应的启动管52进入对应的气缸21内，压缩空气的压力推动活塞42运动，帮助该曲轴单元3进入运动状态，从而进一步降低了本空压机的启动阻力。当活塞42运动到下止点时，即吸气结束时，下传感器62检测到对应的曲柄臂33经过，并控制对应的电磁阀521关闭，则压缩空气无法进入气缸21内，避免压缩空气反向做功。综上，只要储气瓶1内的空气压力大于大气压力，储气瓶1内的空气均能起到辅助启动的作用，与接连转动的曲轴单元3配合，进一步加快了本空压机的启动速度、并降低启动难度。当本空压机完成启动并到达规定转速时，人员关闭总启动阀51，则能阻断总管5内的空气流通，同时把手511按下电开关63，各传感器断电停止工作，此时本空压机进入正常的工作阶段。

本空压机的结构尤其适用于大型的空压机，且需频繁启停的场合。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (9)

1.一种无油空压机，包括机座(2)、储气瓶(1)、转动设置在机座(2)内的曲轴组件、驱动曲轴组件转动的电机(11)，所述机座(2)上设置有若干气缸(21)，所述曲轴组件上连接有若干连杆(41)，所述连杆(41)上连接有活塞(42)，所述活塞(42)位于对应的气缸(21)内，其特征是：所述曲轴组件包括若干曲轴单元(3)，所述曲轴单元(3)包括主轴颈(31)、连杆轴颈(32)、将主轴颈(31)和连杆轴颈(32)连接固定的曲柄臂(33)；相邻所述曲轴单元(3)的主轴颈(31)相互正对的端面上设置有若干驱动块(311)，若干所述驱动块(311)之间形成驱动槽(312)，所述驱动块(311)对应于主轴颈(31)轴线的圆心角小于驱动槽(312)，相互正对的所述主轴颈(31)通过驱动块(311)和驱动槽(312)相互扣合；相邻所述曲轴单元(3)的主轴颈(31)通过穿设在两者内的中间轴(34)建立转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种无油空压机，其特征是：所述主轴颈(31)和机座(2)之间设置有轴承(35)，所述轴承(35)套设于驱动块(311)外。

3.根据权利要求1所述的一种无油空压机，其特征是：位于曲轴组件端部的所述主轴颈(31)穿出机座(2)，其端部开设有方便人转动主轴颈(31)的拧槽(36)，所述拧槽(36)背离曲轴组件中的电机(11)驱动端。

4.根据权利要求1所述的一种无油空压机，其特征是：所述驱动块(311)朝向驱动槽(312)的壁面上设置有铍青铜层(313)。

5.根据权利要求1所述的一种无油空压机，其特征是：所述储气瓶(1)和各气缸(21)间分别连通有启动管(52)，所述启动管(52)上设置有控制其通断的电磁阀(521)，所述机座(2)内设置有用于检测各曲轴单元(3)位置的传感器，所述传感器用于控制对应气缸(21)的电磁阀(521)开关。

6.根据权利要求5所述的一种无油空压机，其特征是：所述传感器包括上传感器(61)和下传感器(62)，所述上传感器(61)正对气缸(21)处于吸气阶段起始时曲柄臂(33)所处的方位，用于控制电磁阀(521)打开；所述下传感器(62)正对气缸(21)处于吸气阶段结束时曲柄臂(33)所处的方位，用于控制电磁阀(521)关闭。

7.根据权利要求5所述的一种无油空压机，其特征是：所述储气瓶(1)和所有启动管(52)通过设置在两者之间的总管(5)连通，所述总管(5)上设置有控制其通断的总启动阀(51)。

8.根据权利要求7所述的一种无油空压机，其特征是：所述总启动阀(51)包括把手(511)，所述总启动阀(51)旁设置有电开关(63)，所述电开关(63)控制所有传感器的电源通断；所述把手(511)转动至总启动阀(51)关闭的位置时，所述把手(511)按下电开关(63)从而控制所有传感器断电。

9.根据权利要求1所述的一种无油空压机，其特征是：所述机座(2)上设置有用于观察曲轴组件的观察窗(22)。