CN110552866B - 一种空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气压缩机，其技术方案要点是：包括储气罐，储气罐上设有低压压缩机、高压压缩机、第一三通阀，低压压缩机上设有第一进气管和第一出气管，高压压缩机上设有第二进气管和第二出气管，第一出气管连接在第一三通阀的入口端上，第一三通阀的一个出口端与储气罐连通，第二进气管连接在第一三通阀的另一个出口端上，第二进气管上连接有进气支管，进气支管上安装有电磁阀，第二出气管储气罐连接。第一出气管通过第一三通阀与储气罐连通时，低压压缩机和高压压缩机均为一级压缩，并均向储气罐内供气，压缩空气的排量大；当第一三通阀将第一出气管和第二进气管连通时，高压压缩机为二级压缩，排放到储气罐内的压缩空气的压力高。

Description

一种空气压缩机

技术领域

本发明涉及空压机技术领域，特别涉及一种空气压缩机。

背景技术

空气压缩机作为气源装置的主体，将原动机的机械能转换成气体的内能。容积式空压机较为常见的空气压缩机，容积式空压机是通过压缩气体体积，增加单位体积内气体分子密度，从而提高压缩空气的压力。

目前，公告号为CN105089974B的中国专利公开了一种双缸空压机，其包括罩壳、电机和空气压缩组件一、空气压缩组件二，电机两端分别安装有曲轴箱一和曲轴箱二，电机的电机轴两端上分别固连有偏心轮一和偏心轮二，空气压缩组件一包括连杆一、活塞一和气缸一，连杆一通过轴承一套设在偏心轮一上，空气压缩组件二包括连杆二、活塞二和气缸二，连杆二通过轴承二套设在偏心轮二上，偏心轮一的中心到电机轴轴心线的垂线和偏心轮二的中心到电机轴轴心线的垂线之间的夹角始终是180°，即当连杆一收缩到临界点时，其连杆二刚好伸出到临界点。

上述专利中的双缸空压机在完成空气压缩后会将压缩空气输入到储气罐中，为了增加排气量，一般会再增加一台双缸空压机，两台双缸空压机同时为出气罐供气；而如果是需要增加压缩空气的压力，则需要再增加一台功率更大、耐压能力更强的高压空压机，并将上述专利中的双缸空压机的压缩空气输送到高压空压机中以进行二级压缩。而目前的空压机均只适用于上述两种情况中的一种，导致可能出现需要同时准备两种空压机的情况，造成生产成本的提高。

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空气压缩机，其具有可以根据使用环境进行灵活调整的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种空气压缩机，包括储气罐，所述储气罐上设有低压压缩机、高压压缩机，所述低压压缩机上设有第一进气管和第一出气管，所述高压压缩机上设有第二进气管和第二出气管，所述储气罐的外侧壁上设有与储气罐内部连通的第一接口管和第二接口管；还包括第一三通阀，所述第一出气管远离低压压缩机的一端连通第一三通阀的入口端，所述第一接口管远离储气罐的一端连接在第一三通阀的一个出口端上，所述第二进气管远离高压压缩机的一端连接在第一三通阀的另一个出口端上，所述第二进气管上还连接有进气支管，所述进气支管上安装有电磁阀，所述第二出气管和第二接口管连接。

通过上述技术方案，第一三通阀将第一接口管和第一出气管连通时，低压压缩机和高压压缩机均为一级压缩，并同时向储气罐内提供压缩空气，压缩空气的排量大而压力较低；当第一三通阀将第一出气管和第二进气管连通时，低压压缩机负责向高压压缩机提供一级压缩后的压缩空气，高压压缩机为二级压缩，排放到储气罐内的压缩空气的压力高，从而使整个空气压缩机能够在更多的情况下能够适用。

优选的，还包括处在储气罐一侧的蓄水箱、水泵、第一热交换单元和第二热交换单元，所述蓄水箱上设有输水管和回水管，所述第一热交换单元连接在第一出气管和第一接口管之间，所述第二热交换单元连接在第二出气管和第二接口管之间，所述水泵处在蓄水箱中并通过输水管向第一热交换单元和第二热交换单元供水，第一热交换单元和第二热交换单元分别通过回水管向蓄水箱回水。

通过上述技术方案，由于空气被压缩时会产生大量的热量，特别是高压压缩机在进行二级压缩时，压缩空气产生的热量更大，若直接将这些压缩空气注入到储气罐中，会导致储气罐内气体温度过高，进一步增加空气的膨胀，使储气罐内的气压超过预定的气压值。因此使用第一热交换单元为低压压缩机的出气降温，第二热交换单元为高压压缩机的出气降温，增强对压缩空气的散热效果。

优选的，所述第一热交换单元包括热交换箱、处在热交换箱内的送气管，所述送气管的两端分别固定在热交换箱的两端侧壁上，且送气管的两端分别与第一出气管和第一接口管连通，所述输水管在热交换箱的顶部开设有进水口，所述回水管在热交换箱的侧壁上开设有第一出水口且第一出水口高于送气管设置；所述第二热交换单元的结构与第一热交换单元相同。

通过上述技术方案，压缩空气被送入到送气管中以通过热交换箱，当需要对压缩空气降温时，利用水泵将冷却水通过输水管送入到热交换箱中，冷却水淹没送气管之后多余的冷却水才会从第一出水口回流到蓄水箱中，流经送气管的压缩空气中的热量传递到热交换箱内的冷却水中，而热交换箱内的冷却水的热量随着冷却水的不断流动传递到外界空气中。

优选的，所述热交换箱的底部还设有第二出水口，所述回水管上设有与第二出水口连通的回水支管，所述第二出水口的直径小于第一出水口的直径。

通过上述技术方案，第二出水口排水的流速比热交换箱进水的流速慢，使得热交换箱内的冷却水能够逐渐增加直到冷却水从第一出水口溢流出，在热交换箱装满冷却水时，冷却水能够形成水平方向和竖直方向的两种流动方向，加快热交换箱内冷却水更换速度，降低处在热交换箱下端的冷却水的温度过高的可能性。

优选的，所述送气管的长度方向与相应热交换箱的长度方向相同，所述送气管为蛇形管，所述送气管平行于热交换箱的底部，且送气管在竖直方向上处在第一出水口和第二出水口的中间。

通过上述技术方案，送气管与冷却水的接触面积大，且送气管处在冷却水的中部，送气管上下两侧都具有足够多的冷却水来传递送气管内的压缩空气的热量，能够加快热量的传递效率。

优选的，所述低压压缩机和高压压缩机分别靠近储气罐的两端，两个热交换箱并列设置在低压压缩机和高压压缩机之间，且两个热交换箱分别靠近储气罐的两侧，所述第一出气管和第二进气管靠近储气罐的同一侧，所述第二出气管、第二接口管靠近储气罐的另一侧。

通过上述技术方案，第一出气管和第二进气管能够直接连接在同侧的热交换箱的两端上，而第二出气管和第二接口管与另一热交换箱连接，管道连接的距离短，减少管道之间的交错、缠绕，使管道的分布得到合理安排。

优选的，所述第一出气管上还设有第二三通阀，所述第二三通阀的一个出口端直接与外界连通；所述第二出气管和第二接口管之间设有第三三通阀，所述第三三通阀的一个出口端直接与外界连通。

通过上述技术方案，当整个空气压缩机在不能正常断电或人为停机时，第一出气管和第二出气管中的压缩气体均得不到排空，滞留的压缩空气会使活塞式空气压缩机再次启动时是处于负荷启动而不是空载启动，这样造成活塞式空气压缩机的启动输入功率增大，容易造成活塞式空气压缩机受损，而通过第二三通阀和第三三通阀能够在启动前先将滞留的压缩空气排至外界，使活塞式空气压缩机能够空载启动。

优选的，所述进气支管和第一进气管上均安装有空气过滤器。

通过上述技术方案，过滤掉进入到低压压缩机和高压压缩机的空气中的杂质，降低对低压压缩机和高压压缩机中的气缸的影响，提高空气压缩机的使用寿命。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1.通过设置第一三通阀，方便根据使用需要来控制高压压缩机是否进行二级压缩，使空气压缩机的使用更加灵活；

2.通过设置第一热交换器和第二热交换器，在高压压缩机进行二级压缩时能够有效降低压缩空气的温度，减小储气罐内气体的温度，使压缩空气的压力值更加精准。

附图说明

图1为实施例的整体结构示意图；

图2为图1中A的放大图；

图3为实施例中低压压缩机和高压压缩机之间的管路连接示意图；

图4为实施例中回水管和输水管的连接结构图。

附图标记：1、储气罐；11、第一接口管；12、第二接口管；13、支架；2、低压压缩机；21、第一进气管；22、第一出气管；3、高压压缩机；31、第二进气管；311、进气支管；312、电磁阀；313、空气过滤器；32、第二出气管；4、第一三通阀；5、第二三通阀；6、第三三通阀；7、蓄水箱；71、水泵；72、输水管；73、回水管；731、回水支管；8、第一热交换单元；81、热交换箱；811、第一出水口；812、第二出水口；82、送气管；9、第二热交换单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种空气压缩机，如图1所示，包括储气罐1、处在储气罐1一侧的蓄水箱7，储气罐1的顶部设有沿储气罐1长度方向延伸的支架13，支架13上设置有低压压缩机2、高压压缩机3、第一热交换单元8和第二热交换单元9，低压压缩机2和高压压缩机3分别靠近储气罐1的两端，第一热交换单元8和第二热交换单元9处在低压压缩机2和高压压缩机3之间，蓄水箱7中设有向第一热交换单元8和第二热交换单元9供水的水泵71。当低压压缩机2的出气向高压压缩机3供气时，第一热交换单元8为低压压缩机2的出气降温，第二热交换单元9为高压压缩机3的出气降温。

参见图1、图3，支架13内设有第一接口管11和第二接口管12，第一接口管11和第二接口管12均与储气罐1的内部连通，第一接口管11和第二接口管12分布靠近支架13的两侧。第一接口管11处在第一热交换单元8的热交换箱81与高压压缩机3之间，且第二接口管12处在第二热交换单元9的热交换箱81与低压压缩机2之间。第一接口管11和第二接口管12远离储气罐1的一端上均设有单向阀。

参见图1、图3，低压压缩机2的长度方向垂直于储气罐1的长度方向，低压压缩机2的顶部设有第一进气管21和第一出气管22，第一进气管21、第一出气管22与低压压缩机2的连接位置分别处在低压压缩机2的两端上，其中第一出气管22处在低压压缩机2靠近蓄水箱7的一端上。第一进气管21远离低压压缩机2的一端端部上安装有空气过滤器313。低压压缩机2与第一热交换单元8之间设有第二三通阀5，第一出气管22的一端连接在低压压缩机2上，第一出气管22的另一端连接有第二三通阀5的入口端上，第二三通阀5的一个出口端与第一热交换单元8连接，第二三通阀5剩余的一个出口端直接与外界连通。

参见图1、图3，高压压缩机3的长度方向垂直于储气罐1的长度方向，高压压缩机3上设有第二进气管31和第二出气管32，第二进气管31处在高压压缩机3靠近蓄水罐的一侧，第二出气管32处在高压压缩机3远离蓄水罐的一端上。第二进气管31远离高压压缩机3的一端上设有第一三通阀4，第一三通阀4的一个出口端与第二进气管31连通，第一三通阀4的另一个出口端与第一接口管11连通。结合图2，第二进气管31上还设有进气支管311，进气支管311上安装有电磁阀312，进气支管311远离第二进气管31的一端端部上安装有空气过滤器313。

参见图3，第一热交换单元8包括热交换箱81、处在热交换箱81内的送气管82，第一热交换单元8中的热交换箱81靠近蓄水箱7，热交换箱81的长度方向与储气罐1的长度方向相同。热交换箱81为敞口设置，热交换箱81上与相近储气罐1侧壁同侧的侧壁上设有第一出水口811，第一出水口811靠近热交换箱81的顶部。热交换箱81的底部设有第二出水口812，第二出水口812的直径小于第一出水口811的直径。送气管82为蛇形管，送气管82的整体长度方向与热交换箱81的长度方向相同，送气管82平行于热交换箱81的底部，送气管82在竖直方向上处在第一出水口811和第二出水口812的中间。送气管82的两端分别固定在热交换箱81的两端侧壁上，第一三通阀4的第二个出口端就与送气管82相近的一端连通，送气管82的另一端与第一三通阀4的入口端连通。

参见图3，第二热交换单元9的结构与第一热交换单元8的结构相同，第二热交换单元9中的热交换箱81的第一出水口811处在相应热交换箱81远离蓄水箱7的一侧侧壁上。第二热交换单元9中的送气管82一端与第二出气管32相连，该送气管82的另一端上连接有第三三通阀6，第三三通阀6的一个出口端与第二接口管12连通，第三三通阀6的另一出口端与外界直接连通。

参见图1、图4，蓄水箱7上设有回水管73和输水管72，输水管72的一端连接在水泵71上并由水泵71将水压入到输水管72中，输水管72的另一端经过第一热交换单元8中的热交换箱81上方后处在第二热交换单元9的热交换箱81的上方，两个热交换箱81之间固定有支撑输水管72的支撑架。输水管72上设有控制启闭的阀门。输水管72上开设有两个分别向两个热交换箱81注水的进水口。回水管73的一端与蓄水箱7连通，回水管73的另一端向上弯折后再水平穿过支架13的侧壁并最终处在两个热交换箱81的下方，回水管73的该端部上设有四个回水支管731，两两回水支管731分别连接在两个热交换箱81上，同组的两个回水支管731分别连接在相应热交换箱81的第一出水口811和第二出水口812上。

在实际操作过程中，整个空气压缩机具有两种使用状态。状态一：第一三通阀4将第一接口管11和第一出气管22连通，低压压缩机2和高压压缩机3均为一级压缩，储气罐1内供气量大，气压相对较低。此时的低压压缩机2和高压压缩机3产生的热量不算很高，依靠压缩机上的散热片以及通风罩可以进行一定的散热，水泵71无需启动。状态二：第一三通阀4将第一出气管22和第二进气管31连通，低压压缩机2负责向高压压缩机3提供一级压缩后的压缩空气，高压压缩机3为二级压缩，排放到储气罐1内的压缩空气的压力高，排气量相对较少。此时高压压缩机3产生的热量会很多，启动水泵71，两个热交换箱81内均注满水，高压压缩机3的进气和出气均进行一定的水冷冷却，降低压缩空气的温度。无论是哪个状态的空气压缩机在停机后，都需要通过第二三通阀5和第三三通阀6将滞留在管道内的压缩空气排至外界，使整个空气压缩机在再次启动时能够空载启动。

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 (5)

1.一种空气压缩机，包括储气罐(1)，其特征是：所述储气罐(1)上设有低压压缩机(2)、高压压缩机(3)，所述低压压缩机(2)上设有第一进气管(21)和第一出气管(22)，所述高压压缩机(3)上设有第二进气管(31)和第二出气管(32)，所述储气罐(1)的外侧壁上设有与储气罐(1)内部连通的第一接口管(11)和第二接口管(12)；第一接口管（11）处在储气罐（1）远离低压压缩机(2)的一侧，第二接口管（12）处在储气罐（1）远离高压压缩机（3）的一侧；还包括第一三通阀(4)，所述第一出气管(22)远离低压压缩机(2)的一端连通第一三通阀(4)的入口端，所述第一接口管(11)远离储气罐(1)的一端连接在第一三通阀(4)的一个出口端上，所述第二进气管(31)远离高压压缩机(3)的一端连接在第一三通阀(4)的另一个出口端上，所述第二进气管(31)上还连接有进气支管(311)，所述进气支管(311)上安装有电磁阀(312)，所述第二出气管(32)和第二接口管(12)连接；还包括处在储气罐(1)一侧的蓄水箱(7)、水泵(71)、第一热交换单元(8)和第二热交换单元(9)，所述蓄水箱(7)上设有输水管(72)和回水管(73)，所述第一热交换单元(8)连接在第一出气管(22)和第一接口管(11)之间，所述第二热交换单元(9)连接在第二出气管(32)和第二接口管(12)之间，所述水泵(71)处在蓄水箱(7)中并通过输水管(72)向第一热交换单元(8)和第二热交换单元(9)供水，第一热交换单元(8)和第二热交换单元(9)分别通过回水管(73)向蓄水箱(7)回水；所述第一热交换单元(8)包括热交换箱(81)、处在热交换箱(81)内的送气管(82)，所述送气管(82)的两端分别固定在热交换箱(81)的两端侧壁上，且送气管(82)的两端分别与第一出气管(22)和第一接口管(11)连通，所述回水管(73)在热交换箱(81)的侧壁上开设有第一出水口(811)且第一出水口(811)高于送气管(82)设置；所述热交换箱(81)的底部还设有第二出水口(812)，所述回水管(73)上设有与第二出水口(812)连通的回水支管(731)，所述第二出水口(812)的直径小于第一出水口(811)的直径；输水管（72）的一端连接在水泵（71）上并由水泵（71）将水压入到输水管（72）中，输水管（72）的另一端经过第一热交换单元（8）中的热交换箱（81）上方后处在第二热交换单元（9）的热交换箱（81）的上方；输水管（72）上开设有两个分别向两个热交换箱（81）注水的进水口；所述第二热交换单元(9)的结构与第一热交换单元(8)相同。

2.根据权利要求1所述的一种空气压缩机，其特征是：所述送气管(82)的长度方向与相应热交换箱(81)的长度方向相同，所述送气管(82)为蛇形管，所述送气管(82)平行于热交换箱(81)的底部，且送气管(82)在竖直方向上处在第一出水口（811）和第二出水口（812）的中间。

3.根据权利要求1所述的一种空气压缩机，其特征是：所述低压压缩机(2)和高压压缩机(3)分别靠近储气罐(1)的两端，两个热交换箱(81)并列设置在低压压缩机(2)和高压压缩机(3)之间，且两个热交换箱(81)分别靠近储气罐(1)的两侧，所述第一出气管(22)和第二进气管(31)靠近储气罐(1)的同一侧，所述第二出气管(32)和第二接口管(12)靠近储气罐(1)的另一侧。

4.根据权利要求1所述的一种空气压缩机，其特征是：所述第一出气管(22)上还设有第二三通阀(5)，所述第二三通阀(5)的一个出口端直接与外界连通；所述第二出气管(32)和第二接口管(12)之间设有第三三通阀(6)，所述第三三通阀(6)的一个出口端直接与外界连通。

5.根据权利要求1所述的一种空气压缩机，其特征是：所述进气支管(311)和第一进气管(21)上均安装有空气过滤器(313)。

Images