CN111207054B - 一种空压机 - Google Patents

Abstract

本发明属于空压机技术领域。本发明公开了一种四活塞的空压机，包括壳体和四个活塞，所述壳体的内部设有相互独立的四个控制室和四个气室，四个活塞分别位于四个控制室和四个气室之间，实现对控制室和气室的隔离，并且位于壳体上的P口和T口与四个控制室进行交替连通，对相应气室中的空气进行依次轮流压缩输出做功。本发明的空压机可以在液压力的驱动下实现对压缩空气的连续不间断的压缩做功和输出，降低整个空压机输出气体的压力和流量脉动，提高压缩气体输出的平稳性。

Description

一种空压机

技术领域

本发明属于空压机技术领域，具体涉及一种四活塞空压机。

背景技术

随着大型机械设备的大规模应用，在空压机应用技术领域使用液压驱动技术日益成熟。其中，传统的空压机是采用曲柄连杆机构实现活塞在缸体内往复运动进而将空气压缩，这种方式的空压机输出脉冲大、不平稳，而且在恶劣工况下容易卡住。

在目前的液压空压机中，通常借助换向阀实现活塞的往复运动，即借助电磁换向阀和位移传感器的相配合，达到控制换向目的。然而，由接近开关控制传感器，不仅换向不稳定，可靠性差，而且换向装置的控制电路部分采用的是电路板控制，因为线路板是非标件，制作加工比较困难，损坏后维修就非常困难，维护成本高。同时，现有的换向装置，如果长期持续通电，很容易损坏小器件，不能满足长期通电的要求，也在一定程度上影响到了生产效率。

此外，在申请号为201810479411.1、名称为一种液压驱动的往复式空压机的中国发明专利中，虽然其公开的空压机可以实现控制活塞的自动往复运动，且不需要电控控制，但是，当其活塞运动到位后需要完全停止并且等待外置换向阀完成换向操作之后才能进行反向运动。这样，使得其输出的气体压力和流量产生脉动，并且其外置换向阀体积较大、包含阀件很多、成本高昂，以及外置的换向阀油路复杂、控制复杂、结构复杂，当出现故障的时候，既不容易排查问题，也不方便维修。

发明内容

为了解决现有结构形式空压机存在的上述问题，本发明提出了一种全新结构形式的空压机。该空压机，包括壳体、第一活塞、第二活塞、第三活塞和第四活塞；其中，所述第一活塞和所述第二活塞固定连接并且同步运动，所述第三活塞和所述第四活塞固定连接并且同步运动；

所述壳体的内部设有相互独立的第一气室、第二气室、第三气室和第四气室以及第一控制室、第二控制室、第三控制室和第四控制室；其中，所述第一气室和所述第一控制室由所述第一活塞隔离，所述第二气室和所述第二控制室由所述第二活塞隔离，所述第三气室和所述第三控制室由所述第三活塞隔离，所述第四气室和所述第四控制室由第四活塞隔离；

所述壳体上设有P口、T口、第一进气孔、第二进气孔、第三进气孔、第四进气孔以及第一排气孔、第二排气孔、第三排气孔和第四排气孔；其中，所述P口与所述T口分别与所述第一控制室、所述第二控制室、所述第三控制室和所述第四控制室交替连通，依次驱动所述第一活塞、所示第三活塞、所述第二活塞和所示第四活塞进行做功移动；所述第一进气孔和所述第一排气孔同时与所述第一气室连通，所述第二进气孔和所述第二排气孔同时与所述第二气室连通，所述第三进气孔和所述第三排气孔同时与所述第三气室连通，所述第四进气孔和所述第四排气孔同时与所述第四气室连通；

在所述第一活塞和所述第二活塞进行移动过程中，所述第三活塞和所述第四活塞保持在其移动行程终端位置，当所述第一活塞和所述第二活塞移动至其行程终端位置时，切换所述P口和所述T口与所述第三控制室和所述第四控制室之间的连通关系，所述第三活塞和所述第四活塞开始进行移动，而所述第一活塞和所述第二活塞保持在其行程的终端位置，当所述第三活塞和所述第四活塞移动至其行程终端位置时，切换所述P口和所述T口与所述第一控制室和所述第二控制室的连通关系，所述第一活塞和所述第二活塞再进行反向移动。

优选的，该空压机还包括第一配流盘和第二配流盘；所述第一配流盘位于所述第一控制室和所述第二控制室之间，并且可以相对于所述壳体进行圆周方向转动；所述第二配流盘位于所述第三控制室和所述第四控制室之间，并且可以相对于所述壳体进行圆周方向转动；

所述第一活塞和所述第二活塞移动至其行程终端位置时，所述第一配流盘进行圆周方向转动，切换P口和T口与所述第三控制室和所述第四控制室之间的连通关系；所述第三活塞和所述第四活塞移动至其行程终端位置时，所述第二配流盘进行圆周方向转动，切换P口和T口与所述第一控制室和所述第二控制室之间的连通关系。

进一步优选的，所述壳体上设有第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路、第六油路、第七油路和第八油路，所述第一配流盘的外表面设有分别沿轴向开设的第一油槽、第二油槽、第三油槽和第四油槽，并且所述第一油槽和所述第二油槽位于同一轴线上，所述第三油槽和所述第四油槽位于沿圆周方向的另一轴线上；所述第二配流盘的外表面设有第五油槽、第六油槽、第七油槽和第八油槽，并且所述第五油槽和所述第六油槽位于同一轴线上，所述第七油槽和所述第八油槽位于沿圆周方向的另一轴线上；

所述第一活塞和所述第二活塞向所述第一气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第五油槽、所述第六油路、所述第二油槽与P口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第六油槽、所述第七油路、所述第八油路与T口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第一油槽、所述第五油路、所述第八油路与T口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第二油槽与P口连通；

所述第一活塞和所述第二活塞向所述第二气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第七油槽、所述第五油路、所述第八油路与T口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第八油槽、所述第六油路、所述第三油槽与P口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第三油槽与P口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第四油槽、所述第七油路、所述第八油路与T口连通；

所述第三活塞和所述第四活塞向所述第三气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第五油槽、所述第六油路、所述第三油槽与P口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第六油槽、所述第八油路与T口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第三油槽与P口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第四油槽、所述第七油路、所述第八油路与T口连通；

所述第三活塞和所述第四活塞向所述第四气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第七油槽、所述第八油路与T口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第八油槽、所述第六油路与P口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第一油槽、所述第五油路、所述第八油路与T口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第二油槽与P口连通。

进一步优选的，该空压机还包括通电线圈组和磁体组，并且所述通电线圈组和所述磁体组分别与所述壳体以及所述第一配流盘和所述第二配流盘保持固定连接，所述第一活塞与所述第一配流盘之间采用圆周方向同步转动连接，所述第三活塞与所述第二配流盘之间采用圆周方向同步转动连接；其中，所述通电线圈组中的两个通电线圈沿径向对称分布并且形成线圈磁场，所述磁体组中的两个磁体沿径向对称分布并且形成磁体磁场；

当所述通电线圈组与所述磁体组沿轴向相对移动至磁场力相互作用区域时，所述通电线圈组和所述磁体组在磁场吸引力作用下，进行圆周方向相对转动，使所述线圈磁场的方向与所述磁体磁场的方向转至一致，分别完成所述第一配流盘和所述第二配流盘相对于所述壳体的圆周转动。

进一步优选的，所述壳体上设有位于所述第一气室处的第一通电线圈组、位于所述第二气室处的第二通电线圈组、位于所述第三气室处的第三通电线圈组和位于所述第四气室处的第四通电线圈组，所述第一活塞处设有第一磁体组，所述第二活塞处设有第二磁体组，所述第三活塞处设有第三磁体组，所述第四活塞处设有第四磁体组；

所述第一通电线圈组与所述第一磁体组以及所述第二通电线圈组与所述第二磁体组分别驱动所述第一配流盘相对于所述壳体进行圆周方向往复转动；所述第三通电线圈组与所述第三磁体组以及所述第四通电线圈组与所述第四磁体组分别驱动所述第二配流盘相对于所述壳体进行圆周方向往复转动。

进一步优选的，所述第一通电线圈组的线圈磁场和所述第二通电线圈组的线圈磁场之间沿圆周方向的布设角度与所述第一配流盘上所述第一油槽和所述第三油槽之间沿圆周方向的布设角度相同，并且所述第一磁体组的磁体磁场与所述第二磁体组的磁体磁场保持同向；所述第三通电线圈组的线圈磁场和所述第四通电线圈组的线圈磁场之间沿圆周方向的布设角度与所述第二配流盘上所述第五油槽和所述第七油槽之间沿圆周方向的布设角度相同，并且所述第三磁体组的磁体磁场与所述第四磁体组的磁体磁场保持同向。

优选的，该空压机还包括第一驱动杆和第二驱动杆；所述第一驱动杆沿轴向偏心穿过所述第一配流盘后与所述第一活塞和所述第二活塞固定连接，所述第二驱动杆沿轴向偏心穿过所述第二配流盘后与所述第三活塞和所述第四活塞固定连接。

优选的，该空压机还设有定位组件；所述定位组件位于所述壳体与所述第一配流盘和所述第二配流盘之间，用于对所述第一配流盘和所述第二配流盘相对于所述壳体沿圆周方向转动位置的定位。

优选的，所述定位组件包括定位孔、定位弹簧、定位球和定位槽；所述定位孔和所述定位槽分别位于所述壳体与所述第一配流盘和所述第二配流盘上，所述定位弹簧和所述定位球位于所述定位孔中；所述第一配流盘和所述第二配流盘转动过程中，所述定位球压缩所述定位弹簧保持在所述定位孔中，所述第一配流盘和所述第二配流盘转动到位后，所述定位球的一端位于所述定位孔中，另一端伸出至所述定位凹槽中。

优选的，所述壳体采用分体结构设计，由多个部分通过可拆卸式固定连接。

相较于现有结构形式的空压机，本发明的空压机具有以下有益技术效果：

1、在本发明的空压机中，通过设置四个活塞并且在其中一个活塞移动至终端位置前完成对下一个活塞的移动驱动，从而实现四个活塞对压缩空气的连续交替做功和输出，从而有效避免现有空压机对压缩空气连续输出过程中，由于活塞换向过程而导致压缩空气的输出间断，从而降低整个空压机输出气体的压力和流量脉动，提高压缩气体输出的平稳性。

2、在本发明中，通过设置由第一活塞和第二活塞驱动转向的第一配流盘以及由第三活塞和第四活塞驱动转向的第二配流盘，并且在壳体内部和配流盘的外表面设置相应的油路和油槽，从而借助活塞驱动配流盘转动就可以实现对油路通断的快速切换控制，省去对换向阀和额外管路的布设使用。这样，不仅减小整个空压机的外形尺寸和重量，提高空压机的集成度，而且避免了由于使用电磁换向阀而导致的成本高、维修不便的问题，降低整个空压机的故障率，提高使用寿命和工作稳定性。

3、在本发明中，通过在壳体和活塞处分别布设通电线圈组与磁体组，从而利用磁场力作用实现对配流盘转动，进而完成对油路的切换方向。这样，不仅可以减小换向驱动机构的体积，进一步提高整个空压机的集成度，而且还可以减少对换向驱动机构的零件数量和成本，降低空压机的成本。

附图说明

图1为本实施例空压机中第二活塞开始向第二气室方向移动时的结构示意图；

图2为图1中K处的局部放大结构示意图；

图3为图1中A-A向截面的结构示意图；

图4为图1中A-A向截面的结构示意图；

图5为本实施例空压机中第一配流盘的外形结构示意图；

图6为本实施例空压机中第一配流盘的外形结构示意图；

图7为图1中C-C向截面的结构示意图；

图8为本实施例空压机中第四活塞开始向第四气室方向移动时的结构示意图；

图9为图8中X处的局部放大结构示意图；

图10为本实施例空压机中第一活塞开始向第一气室方向移动时的结构示意图；

图11为图10中Q处的局部放大结构示意图；

图12为本实施例空压机中第三活塞开始向第三气室方向移动时的结构示意图；

图13为图12中M处的局部放大结构示意图；

图14为本实施例空压机中定位组件的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍。

结合图1所示，本实施例的空压机，包括壳体1、第一活塞21、第二活塞22、第三活塞23和第四活塞24。其中，第一活塞21和第二活塞22通过第一连接杆25进行同轴固定连接实现同步运动，第三活塞23和第四活塞24通过第二连接杆26进行同轴固定连接实现同步运动。

在壳体1的内部设有相互独立的第一气室111、第二气室112、第三气室113和第四气室114以及第一控制室121、第二控制室122、第三控制室123和第四控制室124。其中，第一气室111和第一控制室121由第一活塞21隔离，第二气室112和第二控制室122由第二活塞22隔离，第三气室113和第三控制室123由第三活塞23隔离，第四气室114和第四控制室124由第四活塞24隔离。

在壳体1上设有P口、T口、第一进气孔131、第二进气孔132、第三进气孔133、第四进气孔132以及第一排气孔141、第二排气孔142、第三排气孔143和第四排气孔144。在本实施例中，通过在各个进气孔和排气孔处分别安装有相应的通气单向阀，从而实现各个气孔相应的单向进气和单向排气功能。

其中，P口与T口在第一控制室121、第二控制室122、第三控制室123和第四控制室124之间进行交替连通，依次驱动第一活塞21、第三活塞23、第二活塞22和第四活塞24进行做功移动。第一进气孔131和第一排气孔141同时与第一气室111连通，第二进气孔132和第二排气孔142同时与第二气室112连通，第三进气孔133和第三排气孔143同时与第三气室113连通，第四进气孔134和第四排气孔144同时与第四气室114连通。

当第一活塞21和第二活塞22进行同步移动时，第三活塞23和第四活塞24保持在其移动行程终端位置，即保持在第三控制室123终端位置或第四控制室124终端位置。当第一活塞21和第二活塞22移动至其做功行程终端位置时，P口和T口与第三控制室123和第四控制室124的连通关系发生切换，由第三活塞23和第四活塞24开始进行移动，而此时第一活塞21和第二活塞22保持在其行程的终端位置，即保持在第一控制室121终端位置或第二控制室122终端位置。当第三活塞23和第四活塞24移动至其做功行程终端位置时，P口和T口与第一控制室121和第二控制室122的连通关系发生切换，由第一活塞21和第二活塞22再进行反向移动。

此时，当第一活塞和第二活塞移动至轴向终端位置时，对第三控制室和第四控制室与P口和T口连通关系的切换，就可以直接驱动第三活塞和第四活塞进行轴向移动，继续进行压缩空气的输出，而无需等待第一活塞和第二活塞停顿换向后由其再反向移动进行压缩空气输出。同理，当第三活塞和第四活塞移动至轴向终端位置时，对第一控制室和第二控制室与P口和T口连通关系的切换，就可以直接驱动第一活塞和第二活塞进行轴向移动，继续进行压缩空气的输出，而无需等待第三活塞和第四活塞停顿换向后由其再反向移动进行压缩空气输出。这样，就可以有效避免对压缩空气连续输出过程中，由于换向过程而导致压缩空气的输出间断，从而降低整个空压机输出气体的压力和流量脉动，提高压缩气体输出的平稳性。

结合图1所示，在本实施例的空压机中，还设有第一配流盘31和第二配流盘32，用于控制P口和T口与各个控制室的连通关系。其中，第一配流盘31位于第一控制室121和第二控制室122之间，并且可以相对于壳体1进行圆周方向转动；第二配流盘32位于第三控制123室和第四控制室124之间，并且可以相对于壳体1进行圆周方向转动。

此时，当第一活塞21和第二活塞22移动至其行程终端位置时，第一配流盘31相对于壳体1进行圆周方向的转动，切换第三控制室123和第四控制室124与P口和T口的连通关系，从而驱动第三活塞23和第四活塞24开始进行轴向移动。反之，当第三活塞23和第四活塞24移动至其行程终端位置时，由第二配流盘32相对于壳体1进行圆周方向转动，切换第一控制室121和第二控制室122与P口和T口的连通关系，重新驱动第一活塞21和第二活塞22进行轴向移动。

结合图1至图6所示，在本实施例中，壳体1上还设有第一油路151、第二油路152、第三油路153、第四油路154、第五油路155、第六油路156、第七油路157和第八油路158。同时，在第一配流盘31的外表面设有分别沿轴向开设的第一油槽311、第二油槽312、第三油槽313和第四油槽314，并且第一油槽311和第二油槽312位于同一轴线上，第三油槽313和第四油槽314位于沿圆周方向的另一轴线上；在第二配流盘32的外表面设有第五油槽321、第六油槽322、第七油槽323和第八油槽324，并且第五油槽321和第六油槽322位于同一轴线上，第七油槽323和第八油槽324位于沿圆周方向的另一轴线上。

结合图10和图11所示，当第一活塞21和第二活塞22向第一气室111方向移动时，第一控制室121通过第一油路151、第五油槽321、第六油路156、第二油槽312与P口连通，第二控制室122通过第二油路152、第六油槽322、第七油路157、第八油路158与T口连通，从而在第一控制室121和第二控制室122之间油液压力差的作用下，驱动第一活塞21和第二活塞22向第一气室111方向移动，由第一气室111输出高压空气，第二气室112进行空气引入。与此同时，第三控制室123通过第三油路153、第一油槽311、第五油路155、第八油路158与T口连通，第四控制室124通过第四油路154、第二油槽312与P口连通，从而在第三控制室123和第四控制室124之间有液压力差的作用下，使第三活塞23和第四活塞24保持在靠近第四气室114的终端位置处。

结合图1和图2所示，当第一活塞21和第二活塞22向第二气室112方向移动时，第一控制室121通过第一油路151、第七油槽323、第五油路155、第八油路158与T口连通，第二控制室122通过第二油路152、第八油槽324、第六油路156、第三油槽313与P口连通，从而在第一控制室121和第二控制室122之间油液压力差的作用下，驱动第一活塞21和第二活塞22向第二气室112方向移动，由第二气室112输出高压空气，第一气室111进行空气引入。与此同时，第三控制室123通过第三油路153、第三油槽313与P口连通，第四控制室124通过第四油路154、第四油槽314、第七油路157、第八油路158与T口连通，从而在第三控制室123和第四控制室124之间油液压力差的作用下，使第三活塞23和第四活塞24保持在靠近第三气室113的终端位置处。

结合图12和图13所示，当第三活塞23和第四活塞24向第三气室113方向移动时，第一控制室121通过第一油路151、第五油槽321、第六油路156、第三油槽313与P口连通，第二控制室122通过第二油路152、第六油槽322、第八油路158与T口连通，从而在第一控制室121和第二控制室122之间油液压力差的作用下，使第一活塞21和第二活塞22保持在靠近第一气室111的终端位置处。与此同时，第三控制室123通过第三油路153、第三油槽313与P口连通，第四控制室124通过第四油路154、第四油槽314、第七油路157、第八油路158与T口连通，从而在第三控制室123和第四控制室124之间油液压力差的作用下，驱动第三活塞23和第四活塞24向第三气室113的方向移动，由第三气室113输出高压空气，第四气室114进行空气引入。

结合图8和图9所示，当第三活塞23和第四活塞24向第四气室114方向移动时，第一控制室121通过第一油路151、第七油槽323、第八油路158与T口连通，第二控制室122通过第二油路152、第八油槽324、第六油路156与P口连通，从而在第一控制室121和第二控制室122之间油液压力差的作用下，使第一活塞21和第二活塞22保持在靠近第二气室112的终端位置处。与此同时，第三控制室123通过第三油路153、第一油槽311、第五油路155、第八油路158与T口连通，第四控制室114通过第四油路154、第二油槽312与P口连通，从而在第三控制室123和第四控制室124之间油液压力差的作用下，驱动第三活塞23和第四活塞24向第四气室114的方向移动，由第四气室114输出高压空气，第三气室113进行空气引入。

此时，通过在壳体内部和配流盘的外表面设置相应的油路和油槽，从而借助配流盘转动就可以实现对油路通断的快速切换控制，省去对额外管路的布设，减小整个空压机的外形尺寸和重量，提高空压机的集成度。

结合图1、图3、图4和图7所示，在本实施例的空压机中，还设有四个通电线圈组和四个磁体组，即第一通电线圈组41、第二通电线圈组42、第三通电线圈组43、第四通电线圈组44和第一磁体组51、第二磁体组52、第三磁体组53、第四磁体组54，并且第一活塞21与第一配流盘31之间采用圆周方向同步转动连接，第三活塞23与第二配流盘32之间采用圆周方向同步转动连接。

第一通电线圈组41、第二通电线圈组42、第三通电线圈组43和第四通电线圈组44分别固定在壳体1内部的第一气室111、第二气室112、第三气室113和第四气室114处，并且均由沿径向对称布设的两个定子铁芯以及缠绕在定子铁芯上的绕组组成，其中四个绕组为同相绕组，分别形成第一线圈磁场、第二线圈磁场、第三线圈磁场和第四线圈磁场。

第一磁体组51、第二磁体组52、第三磁体组53和第四磁体组54分别固定在第一活塞21、第二活塞22、第三活塞23和第四活塞24处，并且均由沿径向对称布设的两个永磁片组成，分别形成第一磁体磁场、第二磁体磁场、第三磁体磁场和第四磁体磁场。

在第一活塞21向第一气室111的方向进行轴向移动过程中，第一磁体组51逐渐靠近第一通电线圈组41，即第一磁体组51逐渐进入由第一通电线圈组41形成的第一线圈磁场中，同时，第二磁体组52逐渐远离第二通电线圈组42，即第二磁体组52逐渐离开由第二通电线圈组42形成的第二线圈磁场。当第一活塞21移动至第一控制室121的终端位置时，第一磁体组51在第一线圈磁场的磁场吸引力作用下，带动第一配流盘31进行圆周方向转动，并使第一磁体磁场的方向转至与第一线圈磁场的方向一致。此时，第一活塞21带动第一配流盘31转动，将P口切换至经第三油槽313、第三油路153与第三控制室123连通，将T口切换至经第七油路157、第四油槽314、第四油路144与第四控制室124连通，完成P口和T口与第三控制室123和第四控制室124连通关系的切换。

在第三活塞23向第三气室113的方向进行轴向移动过程中，第三磁体组53逐渐靠近第三通电线圈组43，即第三磁体组53逐渐进入由第三通电线圈组43形成的第三线圈磁场中，同时，第四磁体组54逐渐远离第四通电线圈组44，即第四磁体组54逐渐离开由第四通电线圈组44形成的第四线圈磁场。当第三活塞23移动至第三控制室123的终端位置时，第三磁体组53在第三线圈磁场的磁场吸引力作用下，带动第二配流盘32进行圆周方向转动，并使第三磁体磁场的方向转至与第三线圈磁场的方向一致。此时，第三活塞23带动第二配流盘32的转动，将P口切换至经第三油槽313、第六油路156、第八油槽328、第二油路152与第二控制室122连通，将T口切换至经第七油槽327、第一油路151与第一控制室121连通，完成P口和T口与第一控制室121和第二控制室122连通关系的切换。

在第二活塞22向第二气室112的方向进行轴向移动过程中，第二磁体组52逐渐靠近第二通电线圈组42，即第二磁体组52逐渐进入由第二通电线圈组42形成的第二线圈磁场中，同时，第一磁体组51逐渐远离第一通电线圈组41，即第一磁体组51逐渐离开由第一通电线圈组41形成的第一线圈磁场。当第二活塞22移动至第二控制室122的终端位置时，第二磁体组52在第二线圈磁场的磁场吸引力作用下，带动第一配流盘31进行圆周方向转动，并使第二磁体磁场的方向转至与第二线圈磁场的方向一致。此时，第二活塞22带动第一配流盘31的转动，将P口切换至经第二油槽312、第四油路154与第四控制室124连通，将T口切换至经第七油路157、第一油槽311、第三油路143与第三控制室123连通，完成P口和T口与第三控制室123和第四控制室124连通关系的切换。

在第四活塞24向第四气室114的方向进行轴向移动过程中，第四磁体组54逐渐靠近第四通电线圈组44，即第四磁体组54逐渐进入由第四通电线圈组44形成的第四线圈磁场中，同时，第三磁体组53逐渐远离第三通电线圈组43，即第三磁体组53逐渐离开由第三通电线圈组43形成的第三线圈磁场。当第四活塞24移动至第四控制室124的终端位置时，第四磁体组54在第四线圈磁场的磁场吸引力作用下，带动第二配流盘32进行圆周方向转动，使第四磁体磁场的方向转至与第四线圈磁场的方向一致。此时，第四活塞24带动第二配流盘32的转动，将P口切换至经第二油槽312、第六油路156、第五油槽321、第一油路151与第一控制室121连通，将T口切换至经第六油槽322、第二油路142与第二控制室122连通，完成P口和T口与第一控制室121和第二控制室122连通关系的切换。

在本实施例中，壳体1上的P口和T口沿径向分布，其中，第一线圈磁场的方向和第二线圈磁场的方向沿圆周方向成90度夹角设置，第一磁体磁场的方向和第二磁体磁场的方向保持相同，并且第一油槽311与第三油槽313在第一配流盘31上的圆心角也为90度。同时，第三线圈磁场的方向和第四线圈磁场的方向沿圆周方向成90度夹角设置，第三磁体磁场的方向和第四磁体磁场的方向保持相同，并且第五油槽321与第七油槽323在第二配流盘32上的圆心角也为90度。这样，在四个通电线圈组和四个磁体组的相互作用下，可以单次带动第一配流盘或第二配流盘相对于壳体进行圆周方向的90度转动，从而完成P口和T口分别与第一控制室和第二控制室以及第三控制室和第四控制室连通关系的切换，实现对活塞驱动的换向操作。

同样，在其他实施例中，也可以直接将第一线圈磁场的方向和第二线圈磁场的方向进行180度夹角设置，将第三线圈磁场的方向和第四线圈磁场的方向进行180度的夹角设置，并将第一磁体磁场和第二磁体磁场进行同向设置，将第三线圈磁场和第四线圈磁场的方向进行同向设置，此时在第一配流盘的外表面设置沿径向对称的第一油槽和第三油槽以及在第二配流盘的外表面设置沿径向对称的第五油槽和第七油槽，也可以通过单次带动第一配流盘和第二配流盘相对于壳体进行圆周方向的180度转动，完成P口和T口分别与第一控制室和第二控制室以及第三控制室和第四控制室连通关系的切换。

此外，在本实施例中，是将通电线圈组固定在壳体上，而将磁体组与活塞固定连接的，同样，在其他实施例中，也可以将通电线圈与活塞固定连接，而将磁体组固定在壳体上。

结合图7所示，在本实施例中，构成磁体组的永磁片通过螺钉固定在一个环形转子61的外表面，而环形转子61通过卡簧套设固定在活塞上。这样，不仅便于对磁体组进行拆装固定，提高操作的便捷性，而且还可以根据使用情况，快速更换不同的磁体组，实现该往空压机器的不同使用性能，提高使用效率。

结合图1所示，在本实施例中，第一活塞21和第二活塞22之间还有一个偏心贯穿第一配流盘31的第一驱动杆27。这样，借助第一连接杆25和第一驱动杆27的配合作用，就可以在第一活塞21和第二活塞22进行转动时，带动第一配流盘31进行同步转动。同理，在第三活塞23和第四活塞24之间也设有一个第二驱动杆28，用于配合第二连接杆26实现对第二配流盘32同步转动的带动。

同样，在其他实施例中，也可以直接将第一连接杆和第二连接杆设计为多边形杆，例如三角形杆或四边形杆，从而由第一连接杆和第二连接杆单独带动第一配流盘和第二配流盘进行转动，省去对第一驱动杆和第二驱动杆的设置使用。

结合图1所示，在壳体1与第一配流盘31和第二配流盘32之间还设有定位组件7，用于对第一配流盘31和第二配流盘32沿圆周方向转动的位置进行辅助定位，从而使第一配流盘31和第二配流盘32可以准确稳定的保持油路的通断。

结合图14所示，定位组件7可以包括定位孔71、定位弹簧72、定位球73和定位凹槽74。其中，定位孔71开设在壳体1上，并且定位弹簧72和定位球73位于定位孔71中，定位凹槽74位于第一配流盘31和第二配流盘32上并且与定位孔71位于对应的同一圆周上。这样，在第一配流盘31和第二配流盘32进行圆周方向转动的过程中，定位球73直接与第一配流盘31和第二配流盘32的端面接触对定位弹簧72进行压缩，从而保持在定位孔71中，当第一配流盘31和第二配流盘32转动到位时，定位凹槽74与定位孔71处于同一轴线上，定位球73的一端位于定位孔71中，另一端则伸出至定位凹槽74中，从而完成对壳体1与第一配流盘31和第二配流盘32之间的位置固定，实现对第一配流盘31和第二配流盘32的辅助定位。

同样，在其他实施例中，也可以将定位孔设置在第一配流盘和第二配流盘上，而将定位凹槽设置在壳体上，甚至采用其他结构，例如定位销，实现对第一配流盘和第二配流盘的位置固定和辅助定位。

此外，在本实施例中，壳体1采用分体结构设计，分别由与气室、控制室和配流盘对应部分组成，这样不仅便于拆装操作，提高组装和检修的便捷性，而且便于进行油路和油槽的加工，保证尺寸加工精度，保证整个空压机的工作可靠性和稳定性。

结合图1至图13所示，本实施例的空压机进行工作时，P口与液压泵连接，T口与回油箱连接，具体工作过程如下：

当第一活塞21向第一气室111方向进行移动，第一配流盘31的第一油槽311将第三油路153和第五油路155连通，第二油槽312将第六油路156和第四油路154连通，第二配流盘32的第五油槽321将第一油路151和第六油路156连通，第六油槽322将第二油路152和第七油路157连通，并且P口通过位于壳体1内部的环形槽与第二油槽312连通，T口借助第八油路158和壳体1内部环形槽同时与第五油路155和第六油槽322连通。此时，P口处高压油液分别通过第二油槽312、第六油路156、第五油槽321、第一油路151流至第一控制室121以及通过第二油槽312、第四油路154流至第四控制室124，T口分别通过第八油路158、第七油路157、第六油槽322、第二油路152与第二控制室122连通以及通过第八油路158、第五油路155、第一油槽311、第三油路153与第三控制室123连通。这样，第一活塞21和第二活塞22在第一控制室121和第二控制室122之间液压作用力差下向第一气室111方向移动，由第一气室111输出高压空气，由第二气室112进行空气引入，同时，第三活塞23和第四活塞24在第三控制室123和第四控制室124之间液压作用力差下保持在靠近第四气室114的位置处。

当第一活塞21靠近并到达第一控制室121的终端位置时，第一磁体组51逐渐进入由第一通电线圈组41形成的第一线圈磁场中，而第二磁体组52脱离由第二通电线圈组42形成的第二线圈磁场，从而在第一活塞21移动停止前就开始驱动第一活塞21带动第一配流盘31进行圆周方向转动，使第一配流盘31上的第三油槽313转至与第三油路153和第六油路156的连通，第四油槽314转至与第四油路154和第七油路157的连通。此时，P口处高压油液分别通过第三油槽313、第三油路153流至第三控制室123以及通过第三油槽313、第七油路157、第五油槽321、第一油路151流至第一控制室121，T口分别通过第八油路158、第六油槽322、第七油路157、第四油槽314、第四油路154与第四控制室124连通以及通过第八油路158、第六油槽322、第二油路152与第二控制室122连通。这样，第三活塞23和第四活塞24在第三控制室123和第四控制室124之间液压作用力差下向第三气室113方向移动，由第三气室113输出高压空气，由第四气室114进行空气引入，同时，第一活塞21和第二活塞22在第一控制室121和第二控制室122之间液压作用力差下保持在靠近第一气室111的位置处。

当第三活塞23靠近并到达第三控制室123的终端位置时，第三磁体组53逐渐进入由第三通电线圈组43形成的第三线圈磁场中，而第四磁体组54脱离由第四通电线圈组44形成的第四线圈磁场，从而驱动第三活塞23带动第二配流盘32进行圆周方向转动，使第二配流盘32上的第七油槽323转至与第一油路151和第五油路154的连通，第八油槽324转至与第二油路152和第六油路156的连通。此时，P口处高压油液分别通过第三油槽313、第三油路153流至第三控制室123以及通过第三油槽313、第七油路157、第八油槽324、第二油路152流至第二控制室122，T口分别通过第八油路158、第七油路157、第四油槽314、第四油路154与第四控制室124连通以及通过第八油路158、第七油槽323、第一油路151与第一控制室121连通。这样，第一活塞21和第二活塞22在第一控制室121和第二控制室122之间液压作用力差下向第二气室112方向移动，由第二气室112输出高压空气，由第一气室111进行空气引入，同时，第三活塞23和第四活塞24在第三控制室123和第四控制室124之间液压作用力差下保持在靠近第三气室113的位置处。

当第二活塞22靠近并到达第二控制室122的终端位置时，第二磁体组52逐渐进入由第二通电线圈组42形成的第二线圈磁场中，而第一磁体组51脱离由第一通电线圈组41形成的第一线圈磁场，从而在第二活塞22移动停止前就开始驱动第而活塞21带动第一配流盘31进行圆周方向转动，使第一配流盘31上的第一油槽313转至与第三油路153和第五油路155的连通，第二油槽312转至与第四油路154和第六油路156的连通。此时，P口处高压油液分别通过第二油槽312、第四油路154流至第四控制室124以及通过第三油槽313、第六油路156、第八油槽324、第二油路152流至第二控制室122，T口分别通过第八油路158、第七油槽323、第五油路155、第一油槽311、第三油路153与第三控制室123连通以及通过第八油路158、第七油槽323、第一油路151与第一控制室121连通。这样，第三活塞23和第四活塞24在第三控制室123和第四控制室124之间液压作用力差下向第四气室114方向移动，由第四气室114输出高压空气，由第三气室113进行空气引入，同时，第一活塞21和第二活塞22在第一控制室121和第二控制室122之间液压作用力差下保持在靠近第二气室112的位置处。

依次重复上述往复动作，实现该空压机在液压驱动下按第一气室、第三气室、第二气室和第四气室的交替顺序依次循环连续输出压缩空气做功。

Claims (8)

1.一种空压机，其特征在于，包括壳体、第一活塞、第二活塞、第三活塞和第四活塞；其中，所述第一活塞和所述第二活塞固定连接并且同步运动，所述第三活塞和所述第四活塞固定连接并且同步运动；

所述壳体的内部设有相互独立的第一气室、第二气室、第三气室和第四气室以及第一控制室、第二控制室、第三控制室和第四控制室；其中，所述第一气室和所述第一控制室由所述第一活塞隔离，所述第二气室和所述第二控制室由所述第二活塞隔离，所述第三气室和所述第三控制室由所述第三活塞隔离，所述第四气室和所述第四控制室由第四活塞隔离；

所述壳体上设有P口、T口、第一进气孔、第二进气孔、第三进气孔、第四进气孔以及第一排气孔、第二排气孔、第三排气孔和第四排气孔；其中，所述P口与所述T口分别与所述第一控制室、所述第二控制室、所述第三控制室和所述第四控制室交替连通，依次驱动所述第一活塞、所示第三活塞、所述第二活塞和所示第四活塞进行做功移动；所述第一进气孔和所述第一排气孔同时与所述第一气室连通，所述第二进气孔和所述第二排气孔同时与所述第二气室连通，所述第三进气孔和所述第三排气孔同时与所述第三气室连通，所述第四进气孔和所述第四排气孔同时与所述第四气室连通；

在所述第一活塞和所述第二活塞进行移动过程中，所述第三活塞和所述第四活塞保持在其移动行程终端位置，当所述第一活塞和所述第二活塞移动至其行程终端位置时，切换所述P口和所述T口与所述第三控制室和所述第四控制室之间的连通关系，所述第三活塞和所述第四活塞开始进行移动，而所述第一活塞和所述第二活塞保持在其行程的终端位置，当所述第三活塞和所述第四活塞移动至其行程终端位置时，切换所述P口和所述T口与所述第一控制室和所述第二控制室的连通关系，所述第一活塞和所述第二活塞再进行反向移动；

所述空压机还包括第一配流盘和第二配流盘；所述第一配流盘位于所述第一控制室和所述第二控制室之间，并且可以相对于所述壳体进行圆周方向转动；所述第二配流盘位于所述第三控制室和所述第四控制室之间，并且可以相对于所述壳体进行圆周方向转动；所述第一活塞和所述第二活塞移动至其行程终端位置时，所述第一配流盘进行圆周方向转动，切换P口和T口与所述第三控制室和所述第四控制室之间的连通关系；所述第三活塞和所述第四活塞移动至其行程终端位置时，所述第二配流盘进行圆周方向转动，切换P口和T口与所述第一控制室和所述第二控制室之间的连通关系；

所述空压机还包括通电线圈组和磁体组，并且所述通电线圈组和所述磁体组分别与所述壳体以及所述第一配流盘和所述第二配流盘保持固定连接，所述第一活塞与所述第一配流盘之间采用圆周方向同步转动连接，所述第三活塞与所述第二配流盘之间采用圆周方向同步转动连接；其中，所述通电线圈组中的两个通电线圈沿径向对称分布并且形成线圈磁场，所述磁体组中的两个磁体沿径向对称分布并且形成磁体磁场；

当所述通电线圈组与所述磁体组沿轴向相对移动至磁场力相互作用区域时，所述通电线圈组和所述磁体组在磁场吸引力作用下，进行圆周方向相对转动，使所述线圈磁场的方向与所述磁体磁场的方向转至一致，分别完成所述第一配流盘和所述第二配流盘相对于所述壳体的圆周转动。

2.根据权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述壳体上设有第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路、第六油路、第七油路和第八油路，所述第一配流盘的外表面设有分别沿轴向开设的第一油槽、第二油槽、第三油槽和第四油槽，并且所述第一油槽和所述第二油槽位于同一轴线上，所述第三油槽和所述第四油槽位于沿圆周方向的另一轴线上；所述第二配流盘的外表面设有第五油槽、第六油槽、第七油槽和第八油槽，并且所述第五油槽和所述第六油槽位于同一轴线上，所述第七油槽和所述第八油槽位于沿圆周方向的另一轴线上；

所述第一活塞和所述第二活塞向所述第一气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第五油槽、所述第六油路、所述第二油槽与P口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第六油槽、所述第七油路、所述第八油路与T口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第一油槽、所述第五油路、所述第八油路与T口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第二油槽与P口连通；

所述第一活塞和所述第二活塞向所述第二气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第七油槽、所述第五油路、所述第八油路与T口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第八油槽、所述第六油路、所述第三油槽与P口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第三油槽与P口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第四油槽、所述第七油路、所述第八油路与T口连通；

所述第三活塞和所述第四活塞向所述第三气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第五油槽、所述第六油路、所述第三油槽与P口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第六油槽、所述第八油路与T口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第三油槽与P口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第四油槽、所述第七油路、所述第八油路与T口连通；

所述第三活塞和所述第四活塞向所述第四气室方向移动时，所述第一控制室通过所述第一油路、所述第七油槽、所述第八油路与T口连通，所述第二控制室通过所述第二油路、所述第八油槽、所述第六油路与P口连通，所述第三控制室通过所述第三油路、所述第一油槽、所述第五油路、所述第八油路与T口连通，所述第四控制室通过所述第四油路、所述第二油槽与P口连通。

3.根据权利要求2所述的空压机，其特征在于，所述壳体上设有位于所述第一气室处的第一通电线圈组、位于所述第二气室处的第二通电线圈组、位于所述第三气室处的第三通电线圈组和位于所述第四气室处的第四通电线圈组，所述第一活塞处设有第一磁体组，所述第二活塞处设有第二磁体组，所述第三活塞处设有第三磁体组，所述第四活塞处设有第四磁体组；

所述第一通电线圈组与所述第一磁体组以及所述第二通电线圈组与所述第二磁体组分别驱动所述第一配流盘相对于所述壳体进行圆周方向往复转动；所述第三通电线圈组与所述第三磁体组以及所述第四通电线圈组与所述第四磁体组分别驱动所述第二配流盘相对于所述壳体进行圆周方向往复转动。

4.根据权利要求3所述空压机，其特征在于，所述第一通电线圈组的线圈磁场和所述第二通电线圈组的线圈磁场之间沿圆周方向的布设角度与所述第一配流盘上所述第一油槽和所述第三油槽之间沿圆周方向的布设角度相同，并且所述第一磁体组的磁体磁场与所述第二磁体组的磁体磁场保持同向；所述第三通电线圈组的线圈磁场和所述第四通电线圈组的线圈磁场之间沿圆周方向的布设角度与所述第二配流盘上所述第五油槽和所述第七油槽之间沿圆周方向的布设角度相同，并且所述第三磁体组的磁体磁场与所述第四磁体组的磁体磁场保持同向。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述空压机，其特征在于，还包括第一驱动杆和第二驱动杆；所述第一驱动杆沿轴向偏心穿过所述第一配流盘后与所述第一活塞和所述第二活塞固定连接，所述第二驱动杆沿轴向偏心穿过所述第二配流盘后与所述第三活塞和所述第四活塞固定连接。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述空压机，其特征在于，还设有定位组件；所述定位组件位于所述壳体与所述第一配流盘和所述第二配流盘之间，用于对所述第一配流盘和所述第二配流盘相对于所述壳体沿圆周方向转动位置的定位。

7.根据权利要求6所述空压机，其特征在于，所述定位组件包括定位孔、定位弹簧、定位球和定位凹槽；所述定位孔和所述定位凹槽分别位于所述壳体与所述第一配流盘和所述第二配流盘上，所述定位弹簧和所述定位球位于所述定位孔中；所述第一配流盘和所述第二配流盘转动过程中，所述定位球压缩所述定位弹簧保持在所述定位孔中，所述第一配流盘和所述第二配流盘转动到位后，所述定位球的一端位于所述定位孔中，另一端伸出至所述定位凹槽中。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述空压机，其特征在于，所述壳体采用分体结构设计，由多个部分通过可拆卸式固定连接。

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