CN112228320A - 一种空压机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空压机，属于压缩机制造技术领域。它解决了现有空压机结构分散，使用寿命短。本空压机，包括驱动电机和位于驱动电机端部的座体，座体呈两端贯穿的筒状，驱动电机的输出轴上连接有偏心盘且偏心盘位于座体内，座体的外周面上固设有缸体，缸体内设有活塞，活塞上连接有伸向座体内的活塞杆，活塞杆的一端端部朝向偏心盘的外周面且偏心盘偏心转动时能够带动活塞杆直线运动。本发明提高了空压机的结构紧凑性以及使用寿命。

Description

一种空压机
技术领域
本发明属于压缩机制造技术领域，涉及一种空压机。
背景技术
空气压缩机简称空压机，是一种用以压缩气体的设备，它将原动(通常是电动机或柴油机)的机械能转换成气体压力能的装置，提供气源动力，是气动系统的核心设备，成为不少企业主要的机械动力设备之一。现有的空压机一般包括电机、曲轴箱和气缸组件，电机具有电机外壳及电机端盖，曲轴箱固定安装在电机端盖上，偏心轮安装在电机轴上，气缸组件通过连杆连接偏心轮，工作时，电机带动偏心轮进而实现连杆活塞运动，连杆活塞运动实现缸体组件工作；根据实际需要真空泵组件有单缸和多缸，其中多缸真空泵一般为双缸或四缸居多，一般四缸两两分布的电机的两侧，每个气缸均需要连杆与偏心轮配合，由于气缸工作的相位角不同，空压机工作时振动和噪音都比较大。
例如中国专利(公告号：CN107120257B；授权公告日：2020-06-26)公开了一种无油空压机，包括电机和风叶，电机的端部固连有曲轴箱，曲轴箱的外侧壁上固连有两个缸体，在缸体内设有活塞，电机的电机轴伸入曲轴箱内，且在电机轴端部固连有偏心设置的曲轴，曲轴通过连杆组件与活塞相连接，其特征在于，曲轴的端部固连有偏心轴，该偏心轴与电机轴具有相同的轴心线，偏心轴的一端伸出曲轴箱端面，风叶设置在曲轴箱的外部，且偏心轴的端部与风叶的中心位置相固连。
上述专利文献中缸体内的活塞通过偏心连杆与曲轴相连接，当有多个缸体时，由于偏心连杆具有一定的厚度，多个偏心连杆依次套设在曲轴上会产生相位错位，不能位于同一平面上，相应的缸体也要沿曲轴轴向错开设置，这样导致整个空压机长度增加，不够紧凑，体积较大；另外偏心连杆在曲轴的带动下进行摆动和往复移动的混合运动，活塞的受力反向不稳定，侧向力会导致活塞或缸体磨损，影响空压机的使用寿命。
发明内容
本发明根据现有技术存在的上述问题，提供了一种空压机，本发明所要解决的技术问题是：如何提高空压机的结构紧凑性以及使用寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种空压机，包括驱动电机和位于所述驱动电机端部的座体，所述座体呈两端贯穿的筒状，其特征在于，所述驱动电机的输出轴上连接有偏心盘且所述偏心盘位于所述座体内，所述座体的外周面上固设有缸体，所述缸体内设有活塞，所述活塞上连接有伸向所述座体内的活塞杆，所述活塞杆的一端端部朝向所述偏心盘的外周面且所述偏心盘偏心转动时能够带动所述活塞杆直线运动。
其原理如下：缸体上具有出气孔和进气孔，出气孔和进气孔处设有单向结构，进气孔处的气流只能单向流向缸体，出气孔处的气流只能单向流出缸体外，活塞在缸体内往复运动产生压缩空气；本技术方案中通过驱动电机带动偏心盘转动，偏心盘的外周面具有偏心位移量，从而推动活塞杆直线运动，进而带动活塞运动产生压缩气体；本技术方案中活塞杆与缸体同轴设置，活塞杆不需要左右摆动，其一直沿缸体的轴线方向运动，因此活塞杆推动活塞运动时只有一个稳定的轴向力，不会给活塞侧向力来压向缸体内壁，这样大大减少了活塞和缸体的磨损，提高了空压机的使用寿命；每个座体外分布多个缸体时，所有缸体均能够环绕在偏心盘的外周面方向，对应的所有活塞杆与偏心盘位于同一平面，不需要相互错开，结构更加紧凑，这样在保证空压机功率的前提下，能够大大减少空压机的轴向长度，减小其体积和占用空间。
在上述的空压机中，所述活塞杆的一端固设有安装座，所述安装座上设有滚柱，所述滚柱与所述偏心盘的外周面相抵靠，所述活塞杆上还套设有复位弹簧且所述复位弹簧的两端分别作用在所述安装座的端面以及所述缸体的端面上。偏心盘偏心转动时，偏心盘的偏心部通过推动滚柱及安装座，进而推动活塞杆及活塞在缸体内直线运动，压缩空气，然后偏心盘的偏心部离开后，在复位弹簧的作用下带动活塞杆及活塞复位，此时缸体内为吸气过程，活塞杆与偏心盘之间通过滚柱滚筒摩擦，减少摩擦力，减少磨损，降低噪声。
在上述的空压机中，所述活塞杆的一端固设有安装座，所述安装座上设有滚柱，所述偏心盘的外周面上套设有偏心轴承，所述滚柱与所述偏心轴承的外圈外周面相抵靠；所述活塞杆上还套设有复位弹簧且所述复位弹簧的两端分别作用在所述安装座的端面以及所述缸体的端面上。通过设置偏心轴承，使得偏心盘推动活塞杆及活塞在缸体内直线运动时，活塞杆与偏心盘之间具有更小的摩擦，减少磨损和噪声。
在上述的空压机中，所述座体的外周面上开设有与所述缸体相对应的通孔，所述座体的外周面上还具有沿所述通孔轴向的导向筒体；所述缸体固设在所述导向筒体的端部，所述活塞杆穿过所述导向筒体伸入所述座体内。进一步的，所述导向筒体与所述通孔同轴设置，所述导向筒体与座体一体铸造成型。
在上述的空压机中，所述偏心盘上开设有若干个减重孔；所述减重孔沿所述偏心盘的周向间隔分布，每个所述减重孔贯穿所述偏心盘的两侧；所述偏心盘偏心部一侧的减重孔孔径大于另一侧的减重孔孔径。通过设置减重孔，合理分配偏心盘的质量，使得偏心盘在偏心运转时，减少因质量分配不均导致的偏心惯量，从而减少对驱动电机的损坏，提高空压机的使用寿命；另外通过设置减重孔，也能够节省材料，降低成本，并使得整个空压机轻量化。
在上述的空压机中，所述活塞杆的一端固设有滑动盘，所述滑动盘的侧面上开设有滑槽，所述偏心盘的外周面滑动嵌设在所述滑槽内，所述活塞杆上还套设有复位弹簧且所述复位弹簧的两端分别作用在所述安装座的端面以及所述缸体的端面上。偏心盘偏心转动时，偏心盘的偏心部通过推动滑动盘，进而推动活塞杆及活塞在缸体内直线运动，压缩空气，然后偏心盘的偏心部离开后，在复位弹簧的作用下带动活塞杆及活塞复位，此时缸体内为吸气过程，偏心盘外周边沿嵌设在滑动盘的滑槽，两者能够保持稳定，减少晃动，从而保证活塞杆及活塞的稳定直线移动；减少磨损。
在上述的空压机中，所述活塞杆的一端固设有滑动盘，所述滑动盘的侧面上开设有滑槽，所述偏心盘的外周面上套设有偏心轴承，所述偏心轴承的外圈嵌设在所述滑槽内；所述活塞杆上还套设有复位弹簧且所述复位弹簧的两端分别作用在所述安装座的端面以及所述缸体的端面上。通过设置偏心轴承，使得偏心盘推动活塞杆及活塞在缸体内直线运动时，滑动盘与偏心盘之间具有较小的摩擦力，减少磨损和噪声。
在上述的空压机中，所述活塞杆的一端固设有连接柱，所述活塞杆的另一端与所述活塞相连接，所述偏心盘的外周面上开设有沿其周向的环形凹槽，所述连接柱的端面与所述环形凹槽之间嵌设有滚球。偏心盘推动活塞杆移动时，通过滚球实现两者之间的滚动接触，减少摩擦和磨损。
在上述的空压机中，所述环形凹槽的槽壁及槽底呈弧形，所述连接柱的端面中部具有弧形凹腔；所述滚球滚动嵌设在所述弧形凹腔以及所述环形凹槽内。这样能够有效防止滚球脱落，同时保证滚球滚动的顺畅性。进一步的，连接柱的外周面上具有台阶，所述弹簧的一端抵靠在所述台阶上，另一端抵靠在所述缸体的端面上。
在上述的空压机中，所述偏心盘呈椭圆形，所述缸体的数量为两个且对称设置在所述座体的两侧；所述活塞杆的一端固设有安装座，所述安装座上设有滚柱，所述滚柱与所述偏心盘的外周面相抵靠，所述活塞杆上还套设有复位弹簧且所述复位弹簧的两端分别作用在所述安装座的端面以及所述缸体的端面上。活塞杆的端部连接在偏心盘的中部，偏心盘呈椭圆形，使得偏心盘呈两侧对称的偏心结构，偏心盘转动时，能够同时推动两个缸体内的活塞向外排气，提高了功率。
与现有技术相比，本发明中的空压机具有以下优点：
1、本发明中活塞杆与缸体同轴设置，活塞杆不需要左右摆动，其一直沿缸体的轴线方向运动，因此活塞杆推动活塞运动时只有一个稳定的轴向力，不会给活塞侧向力来压向缸体内壁，大大减少了活塞和缸体的磨损，提高了空压机的使用寿命。
2、本发明中每个座体外分布多个缸体时，所有缸体均能够环绕在偏心盘的外周面方向，对应的所有活塞杆与偏心盘位于同一平面，不需要相互错开，结构更加紧凑，这样在保证空压机功率的前提下，能够大大减少空压机的轴向长度，减小其体积和占用空间。
附图说明
图1是实施例一中本空压机的立体结构示意图。
图2是实施例一中本空压机的局部爆炸结构示意图。
图3是实施例一中本空压机中座体的立体结构示意图。
图4是实施例二中本空压机的局部爆炸结构示意图。
图5是实施例三中本空压机的局部爆炸结构示意图。
图6是实施例四中本空压机的局部爆炸结构示意图。
图7是实施例五中本空压机的局部爆炸结构示意图。
图8是实施例六中本空压机的立体结构示意图。
图9是实施例六中本空压机的局部爆炸结构示意图。
图中，1、驱动电机；2、座体；2a、通孔；2b、导向筒体；3、偏心盘；3a、减重孔；3b、环形凹槽；4、缸体；5、活塞；6、活塞杆；7、安装座；8、滚柱；9、复位弹簧；10、偏心轴承；11、滑动盘；11a、滑槽；12、连接柱；12a、弧形凹腔；12b、台阶；13、滚球；14、外壳；15、风叶。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于以下实施例。
实施例一
如图1、图2和图3所示，本实施例中空压机包括驱动电机1和位于驱动电机1端部的座体2，座体2呈两端贯穿的筒状，驱动电机1的输出轴上连接有偏心盘3且偏心盘3位于座体2内，座体2的外周面上固设有缸体4，缸体4内设有活塞5，活塞5上连接有伸向座体2内的活塞杆6，活塞杆6的一端端部朝向偏心盘3的外周面且偏心盘3偏心转动时能够带动活塞杆6直线运动。具体来说，活塞杆6的一端固设有安装座7，安装座7上设有滚柱8，滚柱8与偏心盘3的外周面相抵靠，活塞杆6上还套设有复位弹簧9且复位弹簧9的两端分别作用在安装座7的端面以及缸体4的端面上。缸体4上具有出气孔和进气孔，出气孔和进气孔处设有单向结构，进气孔处的气流只能单向流向缸体4，出气孔处的气流只能单向流出缸体4外，活塞5在缸体4内往复运动产生压缩空气；本实施例中通过驱动电机1带动偏心盘3转动，偏心盘3的外周面具有偏心位移量，从而推动活塞杆6直线运动，进而带动活塞5运动产生压缩气体；本实施例中活塞杆6与缸体4同轴设置，活塞杆6不需要左右摆动，其一直沿缸体4的轴线方向运动，因此活塞杆6推动活塞5运动时只有一个稳定的轴向力，不会给活塞5侧向力来压向缸体4内壁，这样大大减少了活塞5和缸体4的磨损，提高了空压机的使用寿命；每个座体2外分布多个缸体4时，所有缸体4均能够环绕在偏心盘3的外周面方向，对应的所有活塞杆6与偏心盘3位于同一平面，不需要相互错开，结构更加紧凑，这样在保证空压机功率的前提下，能够大大减少空压机的轴向长度，减小其体积和占用空间。
本实施例中偏心盘3偏心转动时，偏心盘3的偏心部通过推动滚柱8及安装座7，进而推动活塞杆6及活塞5在缸体4内直线运动，压缩空气，然后偏心盘3的偏心部离开后，在复位弹簧9的作用下带动活塞杆6及活塞5复位，此时缸体4内为吸气过程，活塞杆6与偏心盘3之间通过滚柱8滚筒摩擦，减少摩擦力，减少磨损，降低噪声。
如图2和图3所示，座体2的外周面上开设有与缸体4相对应的通孔2a，座体2的外周面上还具有沿通孔2a轴向的通孔2b；缸体4固设在通孔2b的端部，活塞杆6穿过通孔2b伸入座体2内，通孔2b与通孔2a同轴设置，通孔2b与座体2一体铸造成型。偏心盘3上开设有若干个减重孔3a；减重孔3a沿偏心盘3的周向间隔分布，每个减重孔3a贯穿偏心盘3的两侧；偏心盘3偏心部一侧的减重孔3a孔径大于另一侧的减重孔3a孔径；通过设置减重孔3a，合理分配偏心盘3的质量，使得偏心盘3在偏心运转时，减少因质量分配不均导致的偏心惯量，从而减少对驱动电机1的损坏，提高空压机的使用寿命；另外通过设置减重孔3a，也能够节省材料，降低成本，并使得整个空压机轻量化。
本实施例中座体2的数量可以为一个，也可以为两个，座体2的数量为一个时固定在驱动电机1的一端，座体2的数量为两个时则对称固定在驱动电机1的两端。如图1和图2所示，作为优选，本实施例中座体2的数量为两个，偏心盘3直接套设在驱动电机1的输出轴上，每个座体2上可对应设置1至4个缸体4，从而提高工作效率。进一步的，本实施例中驱动电机1的两端均固连有外壳14，座体2位于外壳14的内部，驱动电机1的外周面上具有若干沿其轴向设置的长条状的散热片，外壳14的端面上开设有通风口，外壳14内设有风叶15，风叶15连接在驱动电机1的输出轴上且位于外壳14的内端面与座体2的外端面之间；上述活塞杆6的连接结构中无需曲轴，因此驱动电机1的输出轴的端部直接与风叶15的中心位置固连，使得风叶15与驱动电机1的输出轴具有较好的同轴度，风叶15旋转也较为稳定。
实施例二
如图4所示，本实施例中的空压机与实施例一大致相同，不同之处在于，本实施例中偏心盘3的外周面上套设有偏心轴承10，滚柱8与偏心轴承10的外圈外周面相抵靠；活塞杆6上还套设有复位弹簧9且复位弹簧9的两端分别作用在安装座7的端面以及缸体4的端面上；通过设置偏心轴承10，使得偏心盘3推动活塞杆6及活塞5在缸体4内直线运动时，活塞杆6与偏心盘3之间具有更小的摩擦，减少磨损和噪声。
实施例三
如图5所示，本实施例中的空压机与实施例一大致相同，不同之处在于，本实施例中活塞杆6的一端固设有滑动盘11，滑动盘11的侧面上开设有滑槽11a，偏心盘3的外周面滑动嵌设在滑槽11a内，活塞杆6上还套设有复位弹簧9且复位弹簧9的两端分别作用在安装座7的端面以及缸体4的端面上；偏心盘3偏心转动时，偏心盘3的偏心部通过推动滑动盘11，进而推动活塞杆6及活塞5在缸体4内直线运动，压缩空气，然后偏心盘3的偏心部离开后，在复位弹簧9的作用下带动活塞杆6及活塞5复位，此时缸体4内为吸气过程，偏心盘3外周边沿嵌设在滑动盘11的滑槽11a，两者能够保持稳定，减少晃动，从而保证活塞杆6及活塞5的稳定直线移动；减少磨损。
实施例四
如图6所示，本实施例中的空压机与实施例三大致相同，不同之处在于，本实施例中活塞杆6的一端固设有滑动盘11，滑动盘11的侧面上开设有滑槽11a，偏心盘3的外周面上套设有偏心轴承10，偏心轴承10的外圈嵌设在滑槽11a内；活塞杆6上还套设有复位弹簧9且复位弹簧9的两端分别作用在安装座7的端面以及缸体4的端面上；通过设置偏心轴承10，使得偏心盘3推动活塞杆6及活塞5在缸体4内直线运动时，滑动盘11与偏心盘3之间具有较小的摩擦力，减少磨损和噪声。
实施例五
如图7所示，本实施例中的空压机与实施例一大致相同，不同之处在于，本实施例中活塞杆6的一端固设有连接柱12，活塞杆6的另一端与活塞5相连接，偏心盘3的外周面上开设有沿其周向的环形凹槽3b，连接柱12的端面与环形凹槽3b之间嵌设有滚球13。进一步的，环形凹槽3b的槽壁及槽底呈弧形，连接柱12的端面中部具有弧形凹腔12a；滚球13滚动嵌设在弧形凹腔12a以及环形凹槽3b内；连接柱12的外周面上具有台阶12b，弹簧的一端抵靠在台阶12b上，另一端抵靠在缸体4的端面上。偏心盘3推动活塞杆6移动时，通过滚球13实现两者之间的滚动接触，减少摩擦和磨损。
实施例六
如图8和图9所示，本实施例中的空压机与实施例一大致相同，不同之处在于，本实施例中偏心盘3呈椭圆形，缸体4的数量为两个且对称设置在座体2的两侧；活塞杆6的一端固设有安装座7，安装座7上设有滚柱8，滚柱8与偏心盘3的外周面相抵靠，活塞杆6上还套设有复位弹簧9且复位弹簧9的两端分别作用在安装座7的端面以及缸体4的端面上；活塞杆6的端部连接在偏心盘3的中部，偏心盘3呈椭圆形，使得偏心盘3呈两侧对称的偏心结构，偏心盘3转动时，能够同时推动两个缸体4内的活塞5向外排气，提高了功率。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种空压机，包括驱动电机(1)和位于所述驱动电机(1)端部的座体(2)，所述座体(2)呈两端贯穿的筒状，其特征在于，所述驱动电机(1)的输出轴上连接有偏心盘(3)且所述偏心盘(3)位于所述座体(2)内，所述座体(2)的外周面上固设有缸体(4)，所述缸体(4)内设有活塞(5)，所述活塞(5)上连接有伸向所述座体(2)内的活塞杆(6)，所述活塞杆(6)的一端端部朝向所述偏心盘(3)的外周面且所述偏心盘(3)偏心转动时能够带动所述活塞杆(6)直线运动。
2.根据权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述活塞杆(6)的一端固设有安装座(7)，所述安装座(7)上设有滚柱(8)，所述滚柱(8)与所述偏心盘(3)的外周面相抵靠，所述活塞杆(6)上还套设有复位弹簧(9)且所述复位弹簧(9)的两端分别作用在所述安装座(7)的端面以及所述缸体(4)的端面上。
3.根据权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述活塞杆(6)的一端固设有安装座(7)，所述安装座(7)上设有滚柱(8)，所述偏心盘(3)的外周面上套设有偏心轴承(10)，所述滚柱(8)与所述偏心轴承(10)的外圈外周面相抵靠；所述活塞杆(6)上还套设有复位弹簧(9)且所述复位弹簧(9)的两端分别作用在所述安装座(7)的端面以及所述缸体(4)的端面上。
4.根据权利要求1或2或3所述的空压机，其特征在于，所述座体(2)的外周面上开设有与所述缸体(4)相对应的通孔(2a)，所述座体(2)的外周面上还具有沿所述通孔(2a)轴向的通孔(2b)；所述缸体(4)固设在所述通孔(2b)的端部，所述活塞杆(6)穿过所述通孔(2b)伸入所述座体(2)内。
5.根据权利要求1或2或3所述的空压机，其特征在于，所述偏心盘(3)上开设有若干个减重孔(3a)；所述减重孔(3a)沿所述偏心盘(3)的周向间隔分布，每个所述减重孔(3a)贯穿所述偏心盘(3)的两侧；所述偏心盘(3)偏心部一侧的减重孔(3a)孔径大于另一侧的减重孔(3a)孔径。
6.根据权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述活塞杆(6)的一端固设有滑动盘(11)，所述滑动盘(11)的侧面上开设有滑槽(11a)，所述偏心盘(3)的外周面滑动嵌设在所述滑槽(11a)内，所述活塞杆(6)上还套设有复位弹簧(9)且所述复位弹簧(9)的两端分别作用在所述安装座(7)的端面以及所述缸体(4)的端面上。
7.根据权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述活塞杆(6)的一端固设有滑动盘(11)，所述滑动盘(11)的侧面上开设有滑槽(11a)，所述偏心盘(3)的外周面上套设有偏心轴承(10)，所述偏心轴承(10)的外圈嵌设在所述滑槽(11a)内；所述活塞杆(6)上还套设有复位弹簧(9)且所述复位弹簧(9)的两端分别作用在所述安装座(7)的端面以及所述缸体(4)的端面上。
8.根据权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述活塞杆(6)的一端固设有连接柱(12)，所述活塞杆(6)的另一端与所述活塞(5)相连接，所述偏心盘(3)的外周面上开设有沿其周向的环形凹槽(3b)，所述连接柱(12)的端面与所述环形凹槽(3b)之间嵌设有滚球(13)。
9.根据权利要求8所述的空压机，其特征在于，所述环形凹槽(3b)的槽壁及槽底呈弧形，所述连接柱(12)的端面中部具有弧形凹腔(12a)；所述滚球(13)滚动嵌设在所述弧形凹腔(12a)以及所述环形凹槽(3b)内。
10.根据权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述偏心盘(3)呈椭圆形，所述缸体(4)的数量为两个且对称设置在所述座体(2)的两侧；所述活塞杆(6)的一端固设有安装座(7)，所述安装座(7)上设有滚柱(8)，所述滚柱(8)与所述偏心盘(3)的外周面相抵靠，所述活塞杆(6)上还套设有复位弹簧(9)且所述复位弹簧(9)的两端分别作用在所述安装座(7)的端面以及所述缸体(4)的端面上。
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