CN110043490A - 水润滑的离心式空压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水润滑的离心式空压机，缸体上设有供被压缩后的气体以及水雾输出的输出通道；与缸体固定连接的端盖；输气通道至少包括设置在缸体或者端盖上的第一输气通道；转子包括转子本体、多个滑片，转子本体的一部分位于缸体的中空腔体中，转子本体位于中空腔体的部分的周面上间隔布置有多个装配槽，每个装配槽中分别间隙配合有所述滑片，输水通道至少包括设置在缸体或者端盖上的第一输水通道；转子旋转产生的离心力使滑片与缸体内壁保持接触，转子旋转使气体以及水雾向输出通道方向流动时被转子以及缸体压缩后进入缸体上的输出通道内。本发明具有使空压机的结构得到简化的优点。

Description

水润滑的离心式空压机

技术领域

本发明涉及空压机技术领域，具体涉及一种水润滑的离心式空压机。

背景技术

滑片式空气压缩机的工作原理如下：电机通电后通过连轴器带动转子高速正转，在压缩过程中，空气被吸入定转子组。该定转子组由定子、转子、滑片组成，转子(以偏心方式放置在定子中)在定子中旋转。转子径向开有滑槽，滑片在滑槽中滑动，旋转产生的离心力将滑片推向定子内壁。随着转子的旋转，由转子和滑片组成的压缩腔的体积不断减少，空气被压缩。期间需要注油以保证整机的密封、冷却和润滑，空压机压缩空气后形成的油气混合物自定转子组进入端盖内的迷宫式结构进行机械的油气分离，再经过油气分离滤芯又一次油气分离，排出干净的压缩空气，同时润滑油经过散热器冷却回收。

上述的水润滑的离心式空压机存在许多缺点和不足：如使用时机头各连接部位容易漏油，卸载出气含油量较高，机内油品容易乳化，造成润滑油消耗快，而润滑油消耗越快对环境的污染越大，没有得到回收的润滑油进入了大气，水，土壤对环境造成了很大的污染；除此以外现有的水润滑的离心式空压机内的定转子组中的滑片设计不够人性化，装配滑片时，工人疏忽容易将滑片两端装反，结果转动时平面的一端在定子内圆面刮动，损坏定子，影响定转子组的使用寿命。

对于以润滑油作为润滑剂的空压机而言，现有技术中增设了油气分离滤芯，使要卸载的油气混合物经过机油气分离滤芯(油分芯)进行油气分离后再排到大气，分离后的润滑油通过回油管路回收到机器内腔。这样可以减少润滑油无谓的耗量，减少加油周期节约了润滑油，减少对环境的污染。

虽然油气通过滤芯进行了分离，但是，气体中夹带着的油滴大小不一，大油滴通过油气分离滤芯易于分离，而对小油滴(悬浮状)的分离要求则非常高，因此，这种分离不可能达到绝对的分离，即从空压机排出的气体中始终含有悬浮状态的油，从而在空压机中增设滤芯不能完全地达到不会污染大气、水、土壤等介质的目的。在空压机中增设滤芯后还使得空压机的结构变得复杂，不但增加了增制的难度。而且若要提高分离效率，现有技术中采用的是微米级玻纤滤材进行过滤，而正确选择玻纤直径及厚度是保证过滤效果的一个重要因素，显然，增设这样的滤芯使得生产的生本也随之增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使结构得到简化的水润滑的离心式空压机，

实现本发明目的的技术方案如下：

水润滑的离心式空压机，包括：两端设有开口且具有中空腔体的缸体，缸体上设有供被压缩后的气体以及水雾输出的输出通道；以及

与缸体的开口配合后并与缸体固定连接的端盖；以及

将气体引入到中空腔体内的输气通道，该输气通道至少包括设置在缸体或者端盖上的第一输气通道；以及

转子，该转子包括转子本体、多个滑片，转子本体的一部分位于缸体的中空腔体中，转子本体位于中空腔体的部分的周面上间隔布置有多个装配槽，每个装配槽中分别间隙配合有所述滑片，转子本体的两端分别位于端盖上设置的轴孔中，转子本体的轴向与缸体的轴向不在同一直线上，在转子本体与缸体之间形成一个体积从所述输气通道出口向所述输出通道方向逐步缩小的压缩空间；以及

使进入到中空腔体内的水形成水雾以对滑片进行润滑的输水通道，输水通道至少包括设置在缸体或者端盖上的第一输水通道；

转子旋转产生的离心力使滑片与缸体内壁保持接触，转子旋转使气体以及水雾向输出通道方向流动时被转子以及缸体压缩后进入缸体上的输出通道内。

本发明的优点为：通过输水通道使水进入到中空腔体内的水雾化，使用水雾作为空压机的润滑以及冷却降温介质，这样在空压机内无需安装过滤器对水气进行分离，使得水和气体可以一并通过输出通道输出，简化了空压机的内部结构，降低了制造难度和生产成本，在本发明中，压缩后的水雾和气体可以一并通过输出通道输出，相对现有技术中采用油作为润滑和降温介质而言，油是不可被压缩的，并且如果油与气体一同输出，使用一段时间后，显然容易引起输出通道堵塞，因此，现有技术中采用油气分离器除了卸压缸体内的气压外，为了避免输出通道堵塞也必需在空压机的内部安装油气分离器进行分离后才能使压缩后的气体输出，而本发明采用水则不会产生这样的问题。

另外，压缩后的气体与水雾混合形成水气混合物需要在空压机的外部进行分离，由于气体中含有水份并不会污染空气、土壤等介质，因而需要的水分气离器的分离效率也不会像油气分离器那么高，水气分离器的水滤芯只需每隔半年更换一次，水滤芯的价格在10元左右，并且用户在几分钟之内就可完成更换，从而节省费用和停机的时间。此外，采用油作为滑润和降温介质的与本发明采用水相比，明显水的成本会更低，而且也更容易更换和对空压机内部进行清洗。

附图说明

图1为本发明的水润滑的离心式空压机的立体图；

图2为在图1的基础上隐藏了旋转驱动器后的剖面结构图；

图3为本发明中的缸体与盖板的装配示意图；

图4为在图3的基础上隐藏了盖板后的示意图；

图5为从另一个方向观察图4的示意图；

图6为对图5剖切后的示意图；

图7为本发明卸压阀与盖板的示意图；

图8为本发明中转子与第一密封部件和第二密封部件的装配图；

图9为本发明中的端盖的示意图；

图10为在图9的基础上对端盖沿径向进行剖切后的示意图；

图11为在图9的基础上对端盖沿轴向进行剖切后的示意图；

A为旋转驱动器，B为轴承，C为联轴器；

1为缸体，2为中空腔体，3为第一通孔，4为第一开口，5为第五通道，6为第六通道，7为第一收纳槽，8为卸压腔体，9为第一卸压通道，10为盖板，11为排气通道，12为密封部件，13为固定部件，14为弹性部件，15为抵顶部，16为第一进水通道，17为第一通道，18为第一喷射孔，19为转子，19a为转子本体，19b为滑片，19c为装配槽，19d为轴，20为端盖，20a为轴孔，20b为输出孔，21为第二通道、22为第三通道、23为第四通道，24为匀水槽，25为第一密封部件，26为第一容水腔，27为凸起部，28为第一导水孔，29为第二密封部件，30为第二容水腔；31为第一凹槽，32为第二导水孔，33为第二凹槽。

具体实施方式

如图1所示，本发明的水润滑的离心式空压机，包括缸体1、转子19、端盖20；下面对每部分以及它们之间的关系进行详细地说明：

如图1至图6所示，具有中空腔体2的缸体1的两端设有开口，输入到缸体1中空腔体2内的气体以及水雾在缸体1内均会受到转子19和缸体的压缩，在缸体1上设有供被压缩后的气体以及水雾输出的输出通道，使被压缩后的气体以及水雾沿着输出通道输出。输出通道包括沿着缸体1轴向延伸的第一通孔3沿缸体1的径向布置的第一开口4，第一开口4连通第一通孔3和中空腔体2，第一通孔3的成型方式可以是与缸体1整体铸造成型，由于缸体1的壁厚较厚，因此，第一通孔3也可以是在缸体1成型后在缸体1的轴向端面上通过机加工而成，第一开口4成型方式可以是与缸体1整体铸造成型，也可以是在缸体1成型后对缸体1的壁面采用机加工成型。

如图1至图6所示，气体通过输气通道引入到中空腔体2内，输气通道至少包括设置在缸体1或端盖上的第一输气通道；本实施例中，第一输气通道优先设置于缸体1上，第一输气通道包括沿缸体1周向延伸的第五通道5，以及沿缸体轴向延伸的第六通道6，第六通道6与第五通道5连通。第五通道5沿着缸体1的周向延伸的好处在于，可便于第五通道5进气端的布置，例如，将进气端布置在缸体1的顶部(从图上看)，而将第六通道6布置在缸体1的底部，气体从上置的进气端通过第五通道5分散到底部的第六通道6中，而后再进入到中空腔体2内，使进入到缸体1内的气和从输出通道排出的气体的位置错开，这种错位布置有利于减小进气阻力，并提高排气效率，气体从缸体1下部进入到中空腔体2内的另一优点为：利用滑片的重心向下和旋转时离心力的作用，气压压在滑片上能更好地使滑片与缸壁贴合以减少气体泄漏，如37KW以下的空压机，使贴合力达到98％，从而功率明显高于螺杆空压机20％以上，由于密封获得提升，使气体能更好地被压缩，节能相对螺杆式空压机而言达20％以上，输气通道的这种结构，与现有的滑片式空压机相比，功率明显高于现有空压机10％以上。

如图1至图6所示，第一输气通道的出口与输出通道沿缸体错开布置形成的位差至少是90度，该位差优先采用150至180度。第五通道5和第六通道6与缸体1是整体成型的，第五通道5和第六通道6与缸体1通过铸造整体成型。

如图1至图6所示，所述第六通道6的两端分别延伸到缸体1的轴向端面上，即第六通道6贯穿了缸体1的两个轴向端面。输气通道还包括设置于端盖20上以形成该输气通道出口的第一收纳槽7，第一收纳槽7的一部分与第六通道6对应，第一收纳槽7的另一部分与缸体1上的中空腔体2对应，这样气体从第六通道6流入到第一收纳槽7中，再从第一收纳槽7流入到中空腔体2内，这样，气体从两侧的端盖30上进入到中空腔体2内，这样具有压力的气体进入到中空腔体2内后对滑片形成的冲击力小。

如图1至图7所示，所述缸体1上设有卸压腔体8，在卸压腔体8中安装有卸压阀，缸体1上设有连通卸压腔体8和所述中空腔体2的第一卸压通道9。由于转子19需要通过旋转驱动器A驱动，旋转驱动器A可以采用电机或液压马达，旋转驱动器A通过联轴器C与转子19连接。如果中空腔体2内的气压太大，气压也会成为负载的一部分，则会造成旋转驱动器A的负载较大。因此，当中空腔体2内的气压过大时，开启卸压阀使中空腔体2内的一部分气体通过第一卸压通道9进入到卸压腔体8内，这样使中空腔体2内的气压减小，减小旋转驱动器A的负载，达到节能的目的。由于本发明采用水对滑片进行润滑，由于水不像油那样直接排放到大气或土壤中会存有污染，因此，在本发明中进入到卸压腔体8内的含有水分子的气体无需进行过滤，就可以直接向大气排放，不会对空气造成污染。

如图2至图7所示，进入到卸压腔体8内的含有水分子的气体也可以按照设计的路径进行输送，如在本实施例中，在卸压腔体8口部安装与缸体1固定的盖板10，盖板10对卸压腔体8口部进行封盖，形成了密封的作用，使进入到卸压腔体8内的气体不能直接向大气排放。因此，在缸体1上还设有第一排气通道11，第一排气通道11连通卸压腔体8和输出通道，第一排气通道11连通卸压腔体8和输气通道的第一通孔3，这样，进入到卸压腔体8中的气体通过排气通道11进入到第一通孔3中，如此，流入到第一通孔3内的气体也可以通过第一排气通道11进入到卸压腔体8内。设置卸压结构，避免了气体倒灌逆流，减轻旋转驱动器A的负载，达到减载节能不费功的目的。

如图2至图7所示，本实施例中，所述卸压阀优先采用单向阀，因此，本实例的结构可根据缸体内的气压大小可使卸压阀自动打开或者关闭，例如，当空压机停止工作，这时缸体1内的压力过大，单向阀被气体压力打开，气体从中空腔体2中由第一卸压通道9流入到卸压腔体8后，通过第一排气通道11进入输出通道的第一通孔3内。当空压机工作时，压缩后的气体进入到输出通道的第一通孔3，这时，第一通孔3内的气体会流入到卸压腔体8内并对卸压阀产生作用力，这时气体的作用力加上卸压阀自身的作用力，大小缸体1内的压力，从而卸压阀呈关闭状态，对第一卸压通道9形成密封。

如图2至图7所示，所述卸压阀包括：用于密封第一卸压通道一端的密封部件12、固定部件13、弹性部件14，密封部件12上设有通孔，固定部件13的一端穿过密封部件12上的通孔后与缸体1固定，固定部件13的另一端设有抵顶部15，弹性部件14套在固定部件12上，弹性部件14的一端与密封部件12抵顶，弹性部件14的另一端与固定部件13另一端的抵顶部15抵顶。

如图2至图11所示，输水通道使进入到中空腔体2内的水形成水雾以对滑片进行润滑，输水通道至少包括设置在缸体1或者端盖上的第一输水通道，本实施例中，所述第一输水通道优先设置于缸体1上，第一输水通道包括设置于缸体1的周面上的第一进水通道16、沿着缸体的轴向延伸的第一通道17、设置在缸体1中空腔体2内壁面上的多个第一喷射孔18，第一进水通道16与第一通道17连通，第一通道17与第一喷射孔18连通，本实施例中，优先通过机加工的形式对缸体1进行加工，在缸体1上加工出第一通道17。用于润滑滑片的水输入到第一进水通道16中，水沿着第一进水通道16流入到第一通道17中，再由第一喷射孔18喷入到中空腔体2内，由第一喷射孔18喷入到中空腔体2内的水呈雾状。

如图2至图11所示，端盖20与缸体1的开口配合后并与缸体1固定连接。其中一个端盖20上设有沿端盖20轴向布置的输出孔20b，输出孔20b与所述输出通道连通。端盖20通过螺钉与缸体1固定连接，端盖20上套有密封圈，以防止水雾或气体泄露。优先地，所述输水通道还包括使进入到中空腔体2内的水形成水雾对转子19轴向端进行润滑并使转子19轴向受力均匀的第二输水通道，第二输水通道设置于端盖20上，第二输水通道的输出口位于端盖20面向转子19的轴向端面上，这样，从第二输出通道输出的水雾化直接作用于转子19的轴向端，不但使转子19的轴向端获得了润滑，而且由于水具有压力，转子19的轴向端受到水压的作用，从而使转子19的轴向端受力均匀。并且在转子19的轴向端与缸体1之间形成一层水膜，该水膜对于转子19而言，不但起到了润滑的作用，还避免了转子19的轴向端与缸体1形成碰撞，降低了转子19的磨损。

如图2至图11所示，第二输水通道优先采用的结构为：包括第二通道21、第三通道22、第四通道23，第二通道21和第四通道23沿着端盖20的轴向延伸，第三通道23沿着端盖20的径向延伸，第三通道23的一端与第二通道21连通，第三通道23的另一端与第四通道23连通，第二通道21的一端位于端盖20的轴向端面上且为第二输水通道的输入口，第四通道23的一端为第二输水通道的输出口。所述第二输水通道的输入口与第一通道17连通，这样设置的好处在于，第二输水通道无需另外安装管道与供水装置连接，不但可以节约成本，而且还简化了空压机的结构，并且空压机的体积相对外接管道而言也会缩小。

如图2至图11所示，在本实施例中，所述第一通道17优先设置为贯穿了缸体1的两个端向端面。因此，第二通道21的一端与第一通道17连通，这样，进入到第一通道17中的水一部分流向第一喷射孔18，另一部分则流向第二通道21，通过第二通道21、第三通道22、第四通道23流向中空腔体2。

如图2至图11所示，第二输水通道还包括位于端盖面向转子19轴向端面上的匀水槽24，第二输水通道的输出口与匀水槽24连通。通过匀水槽，使从第四通道23流出的水进行分散，这样使得水能更好的分散到转子19的轴向端面。所述匀水槽24呈弧形。

如图2至图11所示，空压机还包括设置于转子19与端盖20之间的密封组件。所述端盖20上设有导水孔，转子19旋转产生的吸引力通过导水孔使从转子19与端盖之间间隙流出的水回流到缸体内。所述密封组件包括第一密封部件25，在第一密封部件25与转子以及端盖20之间形成第一容水腔26；端盖上的轴孔20a中设有环状凸起部27，所述导水孔包括第一导水孔28，该第一导水孔28位于环状凸起部27上。

如图2至图11所示，所述密封组件包括第二密封部件29，在第二密封部件29与转子19、端盖20以及第一密封部件25之间形成第二容水腔30；端盖20上轴孔20的孔壁面上设有与第二容水腔30连通的第一凹槽31，所述导水孔还包括第二导水孔32，该第二导水孔32的一端位于端盖20面向转子19的轴向端面上，第二导水孔32另一端与所述第一凹槽31连通。还包括设置于端盖20面向转子轴向端面上的第二凹槽33，所述第二导水孔32的一端位于第二凹槽33中。

如图2至图11所示，通过设置密封组件以及导水孔，当转子旋转时对于中空腔体2外部而言形成了负压作用力，因此从转子19与端盖之间间隙流出的水在所述负压作用力下回流到缸体内，这样可以避免水流向支撑转子19的轴承B，轴承B优先采用深沟球轴承，由于上述结构防止了水滚向轴承，因此上述结构在采用成本低的轴承时，还避免了水对轴承B造成损坏。

如图2至图11所示，转子19包括转子本体19a、多个滑片19b，转子本体19a的一部分位于缸体1的中空腔体2中，转子本体19a位于中空腔体2的部分的周面上间隔布置有多个装配槽19c，每个装配槽19c中分别间隙配合有所述滑片19b，这样滑片19b相对转子本体19a可以产生径向的位移，从而确保滑片在转子本体19a的离心作用力下与缸体1的内壁面保持贴合。

如图2至图11所示，转子本体19a的两端分别位于端盖20上设置的轴孔20a中，转子本体19a的两端分别为轴19d，轴19d伸入到轴承20a中，轴19d与轴承B连接，轴19d通过轴承B支撑在端盖20上。转子本体19a的轴向与缸体1的轴向不在同一直线上，因此，转子本体19a相对缸体1而言是偏心布置的，这样，在转子本体19a与缸体1之间形成一个体积从所述输气通道出口向所述输出通道方向逐步缩小的压缩空间。转子本体19a旋转产生的离心力使滑片19b与缸体1内壁保持接触，转子旋转使气体以及水雾向输出通道方向流动时被转子以及缸体压缩后进入缸体上的输出通道内。

本发明的空压机的结构不限于上述实施例，例如：

(a)，输出通道的出口也可以这样设置：所述缸体1的中空腔体2的壁面上设有形成所述输出通道出口的开口，该开口与第六通道6连通。即开口沿着缸体1的径向布置，在缸体1成型后对缸体1的内壁面采用机加工成型，但这种结构在气体进入到中空腔体2中后，气体对滑片会有一定的冲击力，会使滑片与缸体1之间的密封受到一些影响，但影响不大。

(b)，第二输水通道无需与第一输水通道连接，即第二输水通道可以通过另外的管道与供水装置连接。

(c)，输气通道直接设置在端盖20上，端盖20上通过外接输气管与供气装置连接。

(d)，输水通道也可以直接设置在端盖20上，端盖20上通过外接输水管与供气装置连接。

Claims (10)

1.水润滑的离心式空压机，其特征在于，包括：两端设有开口且具有中空腔体的缸体，缸体上设有供被压缩后的气体以及水雾输出的输出通道；以及

与缸体的开口配合后并与缸体固定连接的端盖；以及

将气体引入到中空腔体内的输气通道，该输气通道至少包括设置在缸体或者端盖上的第一输气通道；以及

转子，该转子包括转子本体、多个滑片，转子本体的一部分位于缸体的中空腔体中，转子本体位于中空腔体的部分的周面上间隔布置有多个装配槽，每个装配槽中分别间隙配合有所述滑片，转子本体的两端分别位于端盖上设置的轴孔中，转子本体的轴向与缸体的轴向不在同一直线上，在转子本体与缸体之间形成一个体积从所述输气通道出口向所述输出通道方向逐步缩小的压缩空间；以及

使进入到中空腔体内的水形成水雾以对滑片进行润滑的输水通道，输水通道至少包括设置在缸体或者端盖上的第一输水通道；

转子旋转产生的离心力使滑片与缸体内壁保持接触，转子旋转使气体以及水雾向输出通道方向流动时被转子以及缸体压缩后进入缸体上的输出通道内。

2.根据权利要求1所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，所述第一输水通道设置于缸体上，第一输水通道包括设置于缸体的周面上的第一进水通道、沿着缸体的轴向延伸的第一通道、设置在缸体中空腔体内壁面上的多个第一喷射孔，第一进水通道与第一通道连通，第一通道与第一喷射孔连通。

3.根据权利要求2所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，还包括使进入到中空腔体内的水形成水雾对转子轴向端进行润滑并使转子轴向受力均匀的第二输水通道，第二输水通道设置于端盖上，第二输水通道的输出口位于端盖面向转子的轴向端面上，所述第二输水通道的输入口与第一通道连通。

4.根据权利要求3所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，第二输水通道包括第二通道、第三通道、第四通道，第二通道和第四通道沿着端盖的轴向延伸，第三通道沿着端盖的径向延伸，第三通道的一端与第二通道连通，第三通道的另一端与第四通道连通，第二通道的一端位于端盖的轴向端面上且为第二输水通道的输入口，第四通道的一端为第二输水通道的输出口。

5.根据权利要求2所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，第二输水通道还包括位于端盖面向转子轴向端面上的匀水槽，第二输水通道的输出口与匀水槽连通。

6.根据权利要求1所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，还包括设置于转子与端盖之间的密封组件；

所述端盖上设有导水孔，转子旋转产生的吸引力通过导水孔使从转子与端盖之间间隙流出的水回流到缸体内。

7.根据权利要求6所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，所述密封组件包括第一密封部件，在第一密封部件与转子以及端盖之间形成第一容水腔；

端盖上的轴孔中设有环状凸起部，所述导水孔包括第一导水孔，该第一导水孔位于环状凸起部上。

8.根据权利要求7所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，所述密封组件包括第二密封部件，在第二密封部件与转子、端盖以及第一密封部件之间形成第二容水腔；

端盖上轴孔的孔壁面上设有与第二容水腔连通的第一凹槽，所述导水孔还包括第二导水孔，该第二导水孔的一端位于端盖面向转子的轴向端面上，第二导水孔另一端与所述第一凹槽连通。

9.根据权利要求1所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，还包括卸压阀，所述缸体上设有卸压腔体，所述卸压阀安装在卸压腔体中，缸体上设有连通卸压腔体和所述中空腔体的第一卸压通道。

10.根据权利要求9所述的水润滑的离心式空压机，其特征在于，还包括封盖卸压腔体口部并与缸体固定的盖板，缸体上还设有第一排气通道，第一排气通道连通卸压腔体和输出通道。