CN110118167A - 一种具有水翅双冷结构的v形增压式高压空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，包括配合连接的空压机本体和两个活塞缸，所述活塞缸外套设第一冷却罩壳，所述第一冷却罩壳的壳壁内沿轴向设置多个环状的、依次连通的冷却通道，两个第一冷却罩壳之间连接设置过水管道和过气管道，所述过水管道与冷却通道连接，所述过水管道与过气管道上套设冷却翅片和第二冷却罩壳，所述第二冷却罩壳将过水管道、过气管道和冷却翅片包拢在内。本发明具有两个优点：一是对活塞缸采用水冷却，散热效果更好；二是对过气管道采用水冷却加翅片冷却的双重冷却，这种双重冷却的结构能够大大降低压缩空气的温度，从而增大空气密度，提高空气压缩机的功率。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机。
背景技术
传统的双缸空气压缩机具有两个问题：一是空压机中的活塞在工作时以极高的频率进行往复运动，会在活塞缸内产生大量的热量，如果不及时进行散热，容易影响空压机的使用，传统的散热方法是在活塞缸外设置散热翅片，这种散热方式的散热效果不够好；二是经活塞缸压缩后的压缩气体通过过气管道从一个活塞缸传输到另一个活塞缸时，其温度很高，由于温度变高，空气的密度会随之变小，这样不利于压缩空气，影响空气压缩机输出功率。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机技术方案。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，包括配合连接的空压机本体和两个活塞缸，其特征在于所述活塞缸外套设第一冷却罩壳，所述第一冷却罩壳的壳壁内沿第一冷却罩壳轴向设置多个环状的、依次连通的冷却通道，两个第一冷却罩壳之间连接设置过水管道和过气管道，所述过水管道与冷却通道连接，所述过水管道与过气管道上套设冷却翅片和第二冷却罩壳，所述第二冷却罩壳将过水管道、过气管道和冷却翅片包拢在内。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却翅片为环状，冷却翅片同时套在过水管道和过气管道外并将两者连接在一起。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述第一冷却罩壳上设置进水口和出水口，所述进水口和出水口分别与一个冷却通道连通；所述过水管道连接在一个第一冷却罩壳的出水口与另一个第一冷却罩壳的进水口之间。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述过水管道通过第一管道接头与对应的进水口和出水口连接。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却通道中，位于第一冷却罩壳一侧端的冷却通道与进水口连通，位于第一冷却罩壳另一侧端的冷却通道与出水口连通。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却通道为水平的环状结构，且全部冷却通道相互之间平行。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却通道为一个连通的环状通道或者为一个两端端部不连通的环状通道。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述第一冷却罩壳为方筒状结构。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述第一冷却罩壳上设置与活塞缸连接的进气孔和出气孔，所述过气管道连接在一个第一冷却罩壳的出气孔与另一个第一冷却罩壳的进气孔之间。
所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述过气管道通过第二管道接头与对应的进气孔和出气孔连接。
本发明设计合理、结构简单，与现有技术相比，本发明具有如下优点：一是对活塞缸采用水冷却，散热效果更好；二是对过气管道采用水冷却加翅片冷却的双重冷却，这种双重冷却的结构能够大大降低压缩空气的温度，从而增大空气密度，提高高压空气压缩机的功率；三是优选采用上述冷却结构，可以实现对高压空气压缩机双重增压效果，结合本身高压空气压缩机的进气缸体，利用进气缸体本身的一缸一增压和二级压缩结构，实现传统的一级增压效果，另外结合对过水管道和过气管道的双冷结构，实现二次增压，从而达到双重增压效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明拆除第二冷却罩壳状态下结构示意图；
图3为本发明中的第一冷却罩壳与活塞缸连接时的剖面结构示意图。
图中：1空压机本体、2活塞缸、3第一冷却罩壳、300冷却通道、301进水口、302出水口、303进气孔、304出气孔、4过水管道、5过气管道、6冷却翅片、7第二冷却罩壳、8第一管道接头、9第二管道接头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，包括配合连接的空压机本体1和两个活塞缸2，所述活塞缸2外套设第一冷却罩壳3，所述第一冷却罩壳3的壳壁内沿第一冷却罩壳3轴向设置多个环状的、依次连通的冷却通道300，两个第一冷却罩壳3之间连接设置过水管道4和过气管道5，所述过水管道4与冷却通道300连接，所述过水管道4与过气管道5上套设冷却翅片6和第二冷却罩壳7，所述第二冷却罩壳7将过水管道4、过气管道5和冷却翅片6密封包拢在内。上述结构中，本实施例中公开的高压空气压缩机中两个活塞缸2可以分为进气缸体和出气缸体。
第一冷却罩壳的结构：第一冷却罩壳3为方筒状结构，外部为长方体形，内部具有装配活塞缸2的配合孔，第一冷却罩壳3通过螺栓套接在活塞缸2的缸体外部。所述第一冷却罩壳3上设置进水口301和出水口302，所述进水口301和出水口302分别与全部冷却通道300中的任意一个冷却通道300连通，最好是位于第一冷却罩壳3一侧端的冷却通道300与进水口301连通，位于第一冷却罩壳3另一侧端的冷却通道300与出水口302连通。所述过水管道4通过第一管道接头8连接在一个第一冷却罩壳3的出水口302与另一个第一冷却罩壳3的进水口301之间，第一管道接头8的自身结构和连接方式均为公知技术。所述第一冷却罩壳3上设置与自身的配合孔以及活塞缸2上的气孔连通的进气孔303和出气孔304，所述过气管道5通过第二管道接头9连接在一个第一冷却罩壳3的出气孔304与另一个第一冷却罩壳3的进气孔303之间，第二管道接头9的自身结构和连接方式均为公知技术。在其余细节设计上，两个活塞缸2上的第一冷却罩壳3可以有所不同。
冷却通道的结构：全部冷却通道300均为水平的环状结构，且相互平行，该结构方便加工生产。每个冷却通道300为一个连通的环状通道或者为一个两端端部不连通的环状通道（类似发箍）。在上下两个相邻的冷却通道300之间具有一个连通处或多个连通处供水通过。
冷却翅片的结构：所述冷却翅片6为环状，冷却翅片6同时套在过水管道4和过气管道5外并将两者连接在一起。
第二冷却罩壳的结构：第二冷却罩壳7为盒体状结构，采用公知的水密封结构对其进行密封。
冷却过程：一个第一冷却罩壳3的进水口301用于接水，其出水口302与另一个第一冷却罩壳3的进水口301通过过水管道4连接，通过这种方式将冷却水从一个第一冷却罩壳3流通到另一个第一冷却罩壳3，使冷却水对两个活塞缸2进行冷却，后一个第一冷却罩壳3上的出水口302用于排水。与此同时，一个第一冷却罩壳3中的一个进气孔303用于进气，出气孔304与另一个第一冷却罩壳3上的进气孔303通过过气管道5连接，将活塞缸2排出的压缩空气通过过气管道5传输给下一个活塞缸2，下一个活塞缸2的出气孔304将压缩空气传输给储气罐。当水经过过水管道4位于第二冷却罩壳5的部分的时候，水对过气管道5中的压缩空气进行冷却，同时冷却翅片6也会对压缩空气进行冷却，这种双重冷却的结构能够大大降低压缩空气的温度，从而增大空气密度，提高空气压缩机的功率。
本发明适用于大功率发动机启动、高压气体填充泵等。具有如下优势：
一、优点：
1.前景好，效率高。本发明可用于高压气体填充泵和民用大功率发动机启动系统用增压式高压空气压缩机，也可以用于载重汽车、船舶、大型挖掘机、铁路机车、煤炭和石油开采机械等领域，具有极大的市场潜力和推广应用前景。该空气压缩机由于水翅双冷结构，具有工作压力高、充气速度快、体积小、重量轻、耐高温、性能稳定、寿命长的特点，并且能在复杂环境下长期可靠的进行工作。
2.空气压缩机结构设计独特：具有水翅双冷结构的两缸两级达到了三缸三级额定压力指标。按照设计规范，微型空气压缩机若要达到14.7MPa的额定压力，两缸两级结构形式的最终排气温度太高，压力也达不到要求。
3.强化了空气压缩机温度平衡控制：凡高压空气压缩机在高速高压工作中，将会产生很高的热量，必须对其进行适当的冷却散热；若散热不足，可引起烧毁活塞环、拉缸、运动副抱死、连接件断裂，最终导致整机报废；然而，热量损失太大，将会造成压缩机气缸温度太低，使空气压缩机工作效率降低，甚至使压力上不去，保持空气压缩机工作中的温度平衡。
二、创新点：
1.缸体和过气管道外围有“水+翅”双冷结构，热传导快，均匀，比单一水冷或翅冷风冷效率更高，机构串连，经试验，冷却效率能增加30%以上。
2. 二缸三级压缩双增压功能，本实施例的高压空气压缩机本身就具有进气缸体，利用进气缸体本身的一缸一增压和二级压缩结构，实现传统的一级增压效果，此外再结合对两缸之间的过水管道和过气管道的双冷结构，通过压力差和温差改变，在增压前增加了气体密度和降低温度，提升了增压充气效率，实现二次增压，从而达到双重增压效果。
3.进、出水口可以增加压力调节器，控制水流、水温、水压安全和清洗维修需求。
4.水、翅、气道一体化设计，装置牢固、密封性好、弥漫性好。
5. 第二冷却罩壳串连，总水量大，结构合理，水温自动调节，稳定性好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，包括配合连接的空压机本体（1）和两个活塞缸（2），其特征在于所述活塞缸（2）外套设第一冷却罩壳（3），所述第一冷却罩壳（3）的壳壁内沿第一冷却罩壳（3）轴向设置多个环状的、依次连通的冷却通道（300），两个第一冷却罩壳（3）之间连接设置过水管道（4）和过气管道（5），所述过水管道（4）与冷却通道（300）连接，所述过水管道（4）与过气管道（5）上套设冷却翅片（6）和第二冷却罩壳（7），所述第二冷却罩壳（7）将过水管道（4）、过气管道（5）和冷却翅片（6）包拢在内。
2.根据权利要求1所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却翅片（6）为环状，冷却翅片（6）同时套在过水管道（4）和过气管道（5）外并将两者连接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述第一冷却罩壳（3）上设置进水口（301）和出水口（302），所述进水口（301）和出水口（302）分别与一个冷却通道（300）连通；所述过水管道（4）连接在一个第一冷却罩壳（3）的出水口（302）与另一个第一冷却罩壳（3）的进水口（301）之间。
4.根据权利要求3所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述过水管道（4）通过第一管道接头（8）与对应的进水口（301）和出水口（302）连接。
5.根据权利要求3所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却通道（300）中，位于第一冷却罩壳（3）一侧端的冷却通道（300）与进水口（301）连通，位于第一冷却罩壳（3）另一侧端的冷却通道（300）与出水口（302）连通。
6.根据权利要求3所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却通道（300）为水平的环状结构，且全部冷却通道（300）相互之间平行。
7.根据权利要求3所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却通道（300）为一个连通的环状通道或者为一个两端端部不连通的环状通道。
8.根据权利要求1或2所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述冷却通道（300）中，上下两个相邻的冷却通道（300）之间具有一个连通处或多个连通处。
9.根据权利要求1或2所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述第一冷却罩壳（3）上设置与活塞缸（2）连接的进气孔（303）和出气孔（304），所述过气管道（5）连接在一个第一冷却罩壳（3）的出气孔（304）与另一个第一冷却罩壳（3）的进气孔（303）之间。
10.根据权利要求9所述的一种具有水翅双冷结构的V形增压式高压空气压缩机，其特征在于所述过气管道（5）通过第二管道接头（9）与对应的进气孔（303）和出气孔（304）连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A V-shaped turbocharged high-pressure air compressor with water fin dual cooling structure Effective date of registration: 20231101 Granted publication date: 20200407 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Taizhou Technology Branch Pledgor: Taizhou Baoen Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980063391 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |