CN113309687B - 一种空压机内部冷却水道结构及空压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空压机内部冷却水道结构及空压机，空压机内包括至少一个高压汽缸和至少一个低压汽缸，高压汽缸上通过阀板和缸盖结构密封，箱体、高压汽缸、低压汽缸内形成铸造内腔，并连通形成冷却水道结构，冷却水从所述箱体的通水口流入，并先流经所述箱体和至少一个所述低压汽缸或高压汽缸，再回到所述箱体的铸造内腔后转至至少一个所述高压汽缸或低压汽缸内的所述铸造内腔，以实现对空压机内部的水冷却。采用铸造内腔的方式将冷却水道内置于高压缸、低压缸的缸体以及阀板、缸盖内，减少冷却水道对空压机内部空间的占用率，并能够解决复杂缸体和传动结构下的水冷结构布置问题。

Description

一种空压机内部冷却水道结构及空压机

技术领域

本发明涉及车用空气压缩设备技术领域，具体地说，涉及一种空压机内部冷却水道结构及布置有该冷却水道结构的空压机。

背景技术

在早先技术中，车载空气压缩设备多为采用风冷方式进行冷却的风冷式空气压缩机，由于其较高的排气温度，则在长期的连续运行过程中，空压机工作产生的高温排气和高温排气所积聚的高热量的如何导出，就成为空压机以及整车连续工作的重要技术瓶颈，而排气和热量导出这一问题又进一步衍生出两方面的问题；

1)难以导出的高热量对车辆内部设备的使用寿命造成了不同程度的影响；

2)更高温度的气体也意味着更高的压缩功耗，空压机压缩效率降低，产生大量因无法效率压缩而挤压于缸内的气体。

为解决上述技术问题，现有技术中的一种思路是提供一种采用水冷方式进行冷却的水冷式空气压缩机，也即在空压机内部设置多个水管和/或水道，采用水冷方式对空压机内部空间及各设备进行冷却。诚然，水冷式空压机解决了高温气体及热量无法排除的问题，且显著改善了空压机内的冷却效率，然而，又由于其需要在设备内部额外布置专门的水冷用水道，从而又存在压缩机体积庞大，管路连接臃肿的问题，并且针对内部水冷密封，还要求配置专门的密封结构，而配置密封结构不但风险大，且无法从根本上解决漏水问题；基于上述方面，使得现有技术下的水冷式空压机的运行可靠性不足，且水道的配置和维护又提高了设备的成本。

例如，在申请公告号为CN112555126A的发明专利申请中公开了一种车用水冷空气压缩机气源系统，在该系统中，冷却水由整车水泵系统供给，从进水接头进入，经过控制器内部设置的迷宫型水道后经由连接水管进入曲轴箱水槽内，再经过活塞缸内水槽后通过布置在缸盖上的通水螺栓进入缸盖，经过缸盖内腔水道后经过通水螺栓返回活塞缸内，该方案对控制器及空压机缸头区域实现冷却的同时，有效抑制噪音的外扩。但如前所述，该方案中布置的迷宫型水道，水道冗长，结构连接布置臃肿繁杂，使得空压机的体积被进一步扩大。而密封方面，其内腔水道采用O型圈或者橡胶复合垫片密封，只能一定程度上实现密封和降低漏水风险的效果，仍然难以保证水冷性能的可靠性。

又例如，在授权公告号为CN212508716U的实用新型专利申请中公开了一种车用活塞式空气压缩机水冷结构，该结构中的水路循环包含两路，其中一路由低压缸套及高压缸套的外侧水槽与上箱体内孔构成的螺旋上升水道，实现对高低压活塞缸的冷却；另一路是由第二水管连接至控制器壳体和电机壳体连接通孔水道，这样，两条水路实现对控制器、电机和压缩泵头的冷却。然而，其同样存在管道结构设计不紧凑的问题，而多路水管的设计要求空压机内部于更多位置设置密封结构，反而在长期运行后于空压机内多处出现漏水情况。

现有技术下水冷式空压机内的多道水路设计带来的管道臃肿问题使得空压机体积不断增大，而随着空压机缸体结构设计的更新，则这种冗长冷水水道布置，已经难以适用至空压机越来越有限的内部空间中，并且，显然一味地增加空压机的体积并非解决该技术问题的有效方法。有鉴于此，应当对现有技术中的水冷式空压机的水道布置进行改进，以解决水冷式空压机存在的水道布置臃肿，可靠性差的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有简化的结构，在保证空压机内部冷却要求的同时，采用铸造内腔的方式将冷却水道内置于高压缸、低压缸的缸体以及阀板、缸盖内，减少冷却水道对空压机内部空间的占用率，并能够解决复杂缸体和传动结构下的水冷结构布置问题的空压机内部冷却水道结构及布置有该冷却水道结构的空压机。

为解决以上技术问题，本发明采取了一种空压机内部冷却水道结构，该结构形成于空压机内，所述空压机内包括箱体和设置于所述箱体上的至少一个高压汽缸和至少一个低压汽缸，所述高压汽缸上通过阀板和缸盖结构密封，所述箱体、高压汽缸、低压汽缸内形成铸造内腔，并且，当所述高压汽缸和低压汽缸与空压机的所述箱体套合，所述高压汽缸和低压汽缸上的铸造内腔与所述箱体、阀板和缸盖上的铸造内腔形成连通的冷却水道结构，冷却水从所述箱体的通水口流入，并先流经所述箱体和至少一个所述低压汽缸或高压汽缸，再回到所述箱体的铸造内腔后转至至少一个所述高压汽缸或低压汽缸内的所述铸造内腔，以实现对空压机内部的水冷却。

优选地，所述箱体上形成有相邻布置的至少一个低压缸槽口和至少一个高压缸槽口，其中，所述低压缸槽口的槽壁突出形成第一环状台形凸缘，该凸缘上形成沿凸缘形成方向延伸的至少两道弧状水道槽，将靠近所述高压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第一低压缸弧形槽，将远离所述高压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第二低压缸弧形槽；所述高压缸槽口的槽壁突出形成第二环状台形凸缘，而于所述高压缸槽口和所述低压缸槽口之间，两者各自的突出部分于该处形成对接，定义对接形成的部分为第一内腔连接部，所述第二环状台形凸缘上形成沿凸缘形成方向延伸的至少两道弧状水道槽，将靠近所述低压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第一高压缸弧形槽，将远离所述低压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第二高压缸弧形槽，其中，所述第一低压缸弧形槽与所述第一高压缸弧形槽的内腔于所述第一内腔连接部内形成对接，则冷却水通过所述第一内腔连接部从一侧汽缸槽口流至另一侧汽缸槽口。

进一步优选地，所述低压汽缸为双层结构，包括第一外壳体和设置于第一外壳体内的第一内缸体，所述第一内缸体自所述第一外壳体的壳体底部向另一端延伸并形成汽缸口，第一外壳体的内壁和第一内缸体的外壁之间形成自所述第一内缸体的侧面向其底面延伸并经过底面后延伸回其侧面的绕设空腔，定义该空腔为低压缸内通水腔，其中，所述低压缸内通水腔于所述第一外壳体的端面与第一内缸体的侧面之间形成至少两道弧状水道槽，则将所述低压汽缸与所述低压缸槽口套合时，两弧状水道槽中覆盖于所述第一低压缸弧形槽上的定义为第一覆盖水槽，覆盖于所述第二低压缸弧形槽上的定义为第二覆盖水槽，则所述第一覆盖水槽与第二覆盖水槽于所述第一外壳体和第一内缸体之间对接则构成所述低压缸内通水腔，冷却水从所述通水口流入后，先后流经所述箱体、所述低压汽缸后，通过所述第一内腔连接部流至所述高压汽缸一侧。

又进一步优选地，所述高压汽缸为双层结构，包括第二外壳体和设置于第二外壳体内的第二内缸体，所述第二内缸体自所述第二外壳体的壳体底部向另一端延伸并形成汽缸口，所述第二外壳体的内壁和第二内缸体的外壁之间形成绕设所述第二内缸体侧面的空腔，定义该空腔为高压缸内通水腔，其中，所述高压缸内通水腔于所述第二外壳体的端面上形成至少两道弧状水道槽，则将所述高压汽缸与所述高压缸槽口套合时，两弧状水道槽中覆盖于所述第一高压缸弧形槽上的定义为第三覆盖水槽，覆盖于所述第二高压缸弧形槽上的定义为第四覆盖水槽。

更进一步优选地，所述第三覆盖水槽于所述第二外壳体的底面上形成至少一个第一内腔水道口，所述第四覆盖水槽于所述第二外壳体的底面上形成至少一个第二内腔水道口，所述阀板盖设于所述高压汽缸上，并与所述第二外壳体的端面贴合，所述缸盖盖设于所述阀板上，定义所述阀板与所述高压汽缸的装配面为第一表面，而其与所述缸盖的装配面为第二表面，其中，所述第一表面上形成有所述第一内腔水道口和第二内腔水道口对应的第一阀板水道口和第二阀板水道口，所述第一阀板水道口和第二阀板水道口向所述阀板内部延伸形成贯通，并于所述第二表面上分别对应形成第一阀板水道槽和第二阀板水道槽，则，流至所述高压汽缸一侧的冷却水通过所述第三覆盖水槽从所述第一内腔水道口流出后，再通过所述第一阀板水道口从所述阀板的第一表面流至第二表面。

再进一步优选地，所述阀板的第一表面还形成有至少一个进气孔、至少一个一级排气孔和一个二级排气孔，其第二表面上形成有与所述进气孔连通的通气内腔，所述二级排气孔位于所述阀板中心位置并贯穿所述第一表面和第二表面。

再进一步优选地，所述缸盖内通过隔板形成双层内腔结构，分别定义为靠近缸盖顶部的顶层内腔和位于缸盖底部的底层内腔，该隔板两端形成两内腔连通口，当所述缸盖与所述阀板盖合时，将两内腔连通口中与第一阀板水道槽对应的定义为第一内腔连通口，与第二阀板水道槽对应的定义为第二内腔连通口，则，流至所述阀板第二表面的冷却水通过所述第一阀板水道槽流至所述缸盖，接着，通过所述第一内腔连通口流至所述顶层内腔后从所述第二内腔连通口流出，并回到所述阀板的所述第二阀板水道槽内。

又再进一步优选地，第二阀板水道槽内的冷却水从第二阀板水道口流出，并通过第二内腔水道口进入至所述高压缸内通水腔内，流经所述高压汽缸后流至所述第二高压缸弧形槽内。

还优选地，所述空压机包括两低压汽缸和一高压汽缸，两所述低压汽缸关于所述高压汽缸对称分布，所述高压汽缸上的所述第二高压缸弧形槽，于与之相邻的低压汽缸上的第一低压缸弧形槽之间形成第二内腔连接部，其中，则冷却水流经所述高压汽缸后流至所述第二高压缸弧形槽内，通过第二内腔连接部流至另一侧箱体，并排至另一侧的所述低压汽缸内。

相应的，本发明的另一发明又提供了一种空压机，所述空压机内的箱体、和至少一个低压汽缸、至少一个高压汽缸、至少一个阀板以及至少一个缸盖内设置有如上文所述的空压机内部冷却水道结构，所述空压机中，所述低压汽缸的外侧设置有铸造水道，所述低压汽缸的缸体内置有排气阀板组件，该排气阀板组件位于所述低压汽缸的缸体与活塞组件之间，并设置有限程板，其中，所述排气阀板组件与所述低压汽缸的活塞组件之间形成压缩气腔，所述排气阀板组件与所述低压汽缸的端部缸体之间形成排气腔。

由于以上技术方案的采用，本发明相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、现有技术中水冷式空压机，为改善其冷却效率所布置的水冷用水道，在空压机内部所占的空间越来越大，使得空压机内部管道连接臃肿，且整体体积难以限缩。从而，在本发明中，提供的这种内部冷却水道结构，是首先在箱体、高低压汽缸以及阀板、缸盖上开设铸造内腔，并使得上述的多处铸造内腔形成连通的冷却水道，冷却水流经水道的过程中即实现对箱体、高低压汽缸以及阀板、缸盖的先后冷却；

2、在上述冷却水道布置和冷却过程的基础上，本发明的另一方面，是在空压机中采用W型结构配置关于高压汽缸对称的两低压汽缸，并采用分体式同轴传动结构设计，而在该设计下，于高压汽缸和两低压汽缸之间的箱体连接处，都分别形成连通的内腔，这样冷却水从箱体进入后先经过一低压汽缸，并回到箱体，后又通过内腔连接部，进入至高压汽缸一侧的箱体，相应的流经高压汽缸后回到箱体，并再次通过内腔连接部进入至另一低压汽缸所在的一侧箱体内，这样实现了对W型结构配置中各个汽缸的冷却；

3、而在本发明的更多实施例中，可以根据空压机缸体数量和结构的布置不同，对冷却水道对应的接口和冷却过程进行调整，以使得冷却水对每一缸体的冷却，都是由箱体进入对应缸体内的冷却水道，后回到箱体再通过内腔连接部流至下一个需要冷却的缸体；

4、本发明的又一方面，是提供了一种具备内部冷却水道结构的空压机，该空压机采用如前所述的W型结构对缸体进行布置。现有技术下，需要在高压缸盖上布置进气通道结构，从而使得经过一级压缩后的气体可以通过该进气通道结构进入至缸体内，而为了缩小整机缸头的规格，则在本发明中，是在高压缸体内采用将气道和冷却水道集成的阀板，也即，经过一级压缩的气体无需再流经缸盖，而是直接通过阀板上的气道进行排气，从而在缩小缸头结构规格的同时，又大大减少窜气和泄漏情况的发生；

5、本发明的还一个方面，与高压缸体内不同的是，在低压缸体内采用内嵌式缸头结构，也即，现有技术中的一侧缸体至少包括缸体、阀板和缸盖三个结构，而在本发明该方面提供的该空压机的低压缸体内，采用的内置阀板组，该阀板组除集成限程板之外，其通过与低压汽缸的活塞组件之间形成的压缩气腔，和与汽缸内侧缸壁之间形成的排气腔，实现了内嵌式缸头结构的内部排气，从而在低压缸内省去了缸盖结构组件，达到缩小缸头体积的技术目的，也能显著改善排气腔气体外泄的技术问题，提高了空压机整机运行的稳定性；

6、由于采用开设铸造内腔形成冷却水道的方式，从而，一方面，省去了现有技术下水冷式空压机内布置的冷却水管；另一方面，由于省去了大量冷却水管，也就大大减少空压机内部需要配置密封结构的部位，改善空压机漏水问题。

附图说明

图1为示意图，示出了本发明的一较佳实施例中所述的空压机的整机结构；

图2为示意图，示出了图1所示的空压机中箱体的结构；

图3为剖视图，示出了图2所示的箱体的剖视结构；

图4为示意图，示出了图1所示的空压机中低压汽缸的结构；

图5为剖视图，示出了图4所示的低压汽缸的剖视结构；

图6为示意图，示出了图1所示的空压机中高压汽缸的结构；

图7为剖视图，示出了图6所示的高压汽缸的剖视结构；

图8为底部视图，示出了图6所示的高压汽缸的底面结构；

图9为示意图，示出了本发明的该较佳实施例中所述的阀板的第一表面的结构；

图10为示意图，示出了图9所示阀板的第二表面的结构；

图11为示意图，示出了本发明的该较佳实施例中所述缸盖的底层内腔结构；

图12为示意图，示出了本发明的该较佳实施例中所述缸盖的顶层内腔结构；

图13为剖视图，示出了本发明的又一较佳实施例中所述的空压机的低压汽缸缸头的剖视结构。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的一种空压机内部冷却水道结构及布置有该冷却水道结构的空压机的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

需要说明的是，本发明实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明的较佳实施例是针对现有技术下水冷式空压机存在的如下技术问题而提出的：

1)内部水道设计繁杂，空压机体积规格越来越臃肿；

2)冷却水管连接错杂，且随着新设计下空压机的内部空间越来越有限，从而冗长的冷却水管或者冷却水道布置难以满足新的设计需要；

3)更多的冷却水管带来的密封问题，使得长期使用过程中，始终需要处理空压机内部密封和渗漏问题。

而本发明解决上述技术问题的思路，是不再采用现有的外置冷却水管或者冷却水道，而是在空压机的箱体和缸体内开设铸造内腔，并使得这些铸造内腔连通构成涵盖空压机箱体和各缸体的冷却水道，以实现对空压机内部各处的水冷却。

先参看图1，图1为示意图，示出了本发明的一较佳实施例中所述的空压机的整机结构。在本发明的该较佳实施例中提供的这种空压机，包括两个低压汽缸10和一个高压汽缸20，而三个汽缸的缸体如图1所示，布置形成“W”字形的空压机整机缸体结构，两对称的低压汽缸10对置分布在高压汽缸20的两侧。每一侧的低压汽缸10所在的箱体上都形成一通水口101，冷却水从一侧的通水口101流入，也即该侧的通水口101此时视作进水口，流经整机内铸造内腔构成的冷却水道后，从另一侧的通水口101流出，相应的，流出侧的通水口101也即视作出水口，则在下文中，为说明方便，将图1中的两个低压汽缸10按照进水侧和出水侧进行区分。另外，在本发明的不同实施例中，也可以对出水口排出的水经过适当冷却后再排回至进水口一侧，实现冷却水的循环利用。

再看空压机的内部结构。在该较佳实施例中包括箱体100、一高压汽缸20和两低压汽缸10，以及设置于高压汽缸20上的阀板30和缸盖40，则，本发明的该较佳实施例是分别在箱体100、高压汽缸20、低压汽缸10以及阀板30和缸盖40上开设铸造内腔，并将多个铸造内腔形成连通的冷却水道。

具体地说，图2为示意图，示出了图1所示的空压机中箱体的结构。参看图1，在该较佳实施例中，为与其承载的高压汽缸和低压汽缸相对应，则箱体100上，形成有两个低压缸槽口102和一个高压缸槽口103。两低压缸槽口102对称分布于高压缸槽口103的两侧，并都与高压缸槽口103邻接。先看低压缸槽口102，其槽口的槽壁进一步突出形成一台形凸缘，定义为第一环状台形凸缘1021，该凸缘的端面上，又形成有沿着凸缘形成方向延伸的四道弧状水道槽，将四道弧状水道槽分为两组，分别为靠近高压缸槽口103所在侧的两第一低压缸弧形槽1022，和远离高压缸槽口103所在侧的两第二低压缸弧形槽1023。也即，低压汽缸10上的铸造内腔是由第一低压缸弧形槽1022和第二低压缸弧形槽1023进一步向箱体延伸形成，当然，在本发明的其他实施例中，两第一低压缸弧形槽1022和两第二低压缸弧形槽1023也可以各自连通形成一体的两半圆槽。

再看高压缸槽口103，其槽口的槽壁也进一步突出形成一台形凸缘，定义为第二环状台形凸缘1031。该凸缘的端面上，形成有沿着凸缘形成方向延伸的两弧状水道槽，分别为靠近进水侧低压缸槽口102的第一高压缸弧形槽1032和靠近出水侧低压缸槽口102的第二高压缸弧形槽1033。

再来看第一低压缸弧形槽和第二低压缸弧形槽分别如何与箱体的通水槽以及高压缸槽口一侧实现连通的。图3为剖视图，示出了图2所示的箱体的剖视结构。参看图3，通水口101与第二低压缸弧形槽1023交汇形成连通结构，以使得从该侧通水口101进入箱体100的冷却水能够流至第二低压缸弧形槽1023内。另一方面，先看图2，第一环状台形凸缘1021和第二环状台形凸缘1031于高压缸槽口103和低压缸槽口102之间的位置形成对接，再看图3，将该对接形成的部分定义为第一内腔连接部104，则可以看出，第一低压缸弧形槽1022和第一高压缸弧形槽1032进一步延伸形成的冷却水道，于第一内腔连接部104的内部形成对接，从而将第一低压缸弧形槽1022内的冷却水道与第一高压缸弧形槽1032内的冷却水道连通，这样，冷却水能够通过第一内腔连接部104的内腔，从低压缸槽口102这一侧流至高压缸槽口103的一侧。应当理解，由于两低压汽缸10对称分布于高压汽缸20的两侧，则与进水侧的第一低压缸弧形槽1022和第一高压缸弧形槽1032延伸形成的冷却水道于第一内腔连接部104的内部形成对接一样，在出水侧，高压缸槽口103与出水侧的低压缸槽口之间也应当形成一内腔连接部，定义为第二内腔连接部，则第二高压缸弧形槽1033应当与出水侧低压缸槽口102上的第一低压缸弧形槽(未示出)于第二内腔连接部内形成对接，从而使得冷却水又能从高压缸槽口103的一侧流至出水侧的低压缸槽口102内。

接着说明低压汽缸的结构。图4为示意图，示出了图1所示的空压机中低压汽缸的结构。图5为剖视图，示出了图4所示的低压汽缸的剖视结构。参看图4和图5，可以看出，低压汽缸10包含外部壳体和内部缸体的双层结构，为方便说明，将低压汽缸10的两层结构分别命名为第一外壳体11和第一外壳体11内的第一内缸体12。参看图5，第一外壳体11和第一内缸体12都是呈中空套筒状的结构，而第一内缸体12可以视为是自第一外壳体11的底部向顶部延伸的，并于第一内缸体12的端部形成一汽缸口，实际装配时，即是将该汽缸口从低压缸槽口102内插入，直至第一外壳体11的端部与第一环状台形凸缘1021的表面贴合形成限位。第一外壳体11的内壁和第一内缸体12的外壁之间形成一空腔，该空腔所覆盖的第一内缸体12的缸体表面，是自第一内缸体12的侧面起，向其底面延伸并延伸过底面后再回到其侧面的，在本发明的不同实施例中，该空腔所覆盖的缸体表面可以是绕设第一内缸体12的侧面和第一内缸体12的整个底面，也可以是部分绕设第一内缸体12的侧面和底面，本发明的较佳实施例不应当受该空腔所覆盖面积和区域的限制，本发明的不同实施例可以根据实际的冷却需要和水道布置，使得该空腔覆盖第一内缸体12的不同区域。将该空腔定义为低压缸内通水腔13，从而回看图4和图5，低压缸内通水腔13于第一外壳体11的端面上形成四道弧状水道槽，则当低压汽缸10与低压缸槽口102套合时，第一外壳体11的端面上形成的四道弧状水道与低压缸槽口102的第一环状台形凸缘1021上形成的四道弧状水道槽形成对应覆盖，继而使得低压缸内通水腔13即与低压缸槽口102形成连通。从而，根据覆盖关系，将第一外壳体上覆盖在第一低压缸弧形槽1022上的弧形槽定义为第一覆盖水槽14，而覆盖在第二低压缸弧形槽1023上的定义为第二覆盖水槽15，则第一覆盖水槽14和第二覆盖水槽15于第一外壳体11和第一内缸体12之间的区域实现对接，也即形成了前述的低压缸内通水腔13。

为保证低压汽缸10与箱体100稳固连接，以及使得低压汽缸10上的弧状水道槽与箱体槽口上的低压缸弧形槽准确对接，则在该较佳实施例中，再回看图2，第一环状台形凸缘1021上首尾连接的四道弧状水道槽，于每对相邻的弧状水道槽之间都形成一固定螺孔1024，相应的，再看图4，低压汽缸10的第一外壳体11上首尾连接的四道弧状水道槽，也于每两相邻的弧状水道槽之间形成一固定螺孔1024，从而，低压汽缸10和低压缸槽口102之间的固定，是将低压汽缸10上的汽缸口从低压缸槽口102插入后，使得两者上的固定螺孔1024和弧形水道槽形成一一对应，再通过螺栓依次穿过各个固定螺孔1024实现两者的对接固定。

再说高压汽缸。图6为示意图，示出了图1所示的空压机中高压汽缸的结构；图7为剖视图，示出了图6所示的高压汽缸的剖视结构。参看图6和图7，高压汽缸20同样为双层结构，与低压汽缸10一致的，将高压汽缸20的双层结构定义为第二外壳体21和第二外壳体21内的第二内缸体22。参看图7，可以看出，在高压汽缸20中，第二内缸体22也可以视为是自第二外壳体21的壳体底部向其顶部延伸的，并同样形成一汽缸口，同理，该汽缸口的作用，也是当高压汽缸20与空压机箱体100装配时，将汽缸口从高压缸槽口103内插入以实现装配，而与低压汽缸不同的是，第二内缸体22为上下贯通的缸体结构，其于第二外壳体21的底部同样形成一汽缸口。继续参看图7，与低压缸内通水腔13相比，高压汽缸20中，高压缸内通水腔23是形成于第二外壳体21的内壁和第二内缸体22的外壁之间，并绕设第二内缸体22的腔体。高压缸内通水腔23于第二外壳体21的端面上也形成四道弧状水道槽，则将高压汽缸20与高压缸槽口103套合时，根据覆盖关系，将覆盖在第一高压缸弧形槽1032上的定义为第三覆盖水槽24，覆盖于第二高压缸弧形槽1033上的定义为第四覆盖水槽25。

为保证高压汽缸20与箱体100稳固连接，以及使得高压汽缸20上的弧状水道槽与箱体槽口上的高压缸弧形槽准确对接，则在该较佳实施例中，与低压汽缸一侧相同的，也分别于高压汽缸20和高压缸槽口103上形成对应的固定螺孔1024，从而同样，高压汽缸20和高压缸槽口103之间的固定，也是将高压汽缸20上的汽缸口从高压缸槽口103插入，并使得两者上的固定螺孔1024和弧形水道槽分别形成一一对应，再通过螺栓依次穿过各个固定螺孔1024实现两者的对接固定。

再看高压汽缸20的底部结构，图8为底部视图，示出了图6所示的高压汽缸的底面结构。参看图8，第三覆盖水槽24于第二外壳体21的底面上形成两第一内腔水道口26，进入至第三覆盖水槽24的冷却水会从第二外壳体21底面上的第一内腔水道口26中流出。第四覆盖水槽25也于第二外壳体21的底面上形成两第二内腔水道口27，第二内腔水道口27与第四覆盖水槽25也同样形成贯通关系，会在后文说明冷却过程时再说明，在此不再赘述。

高压汽缸20通过阀板和缸盖进行密封，则再说明阀板和缸盖的结构。先说阀板，参看图9，图9为示意图，示出了本发明的该较佳实施例中所述的阀板的第一表面的结构，装配时，当高压汽缸20从高压缸槽口103伸入后，阀板30是盖设于高压汽缸20上的，也即阀板30的一侧表面与高压汽缸20第二外壳体21的底部端面贴合，而其另一端装配面，即是与缸盖结构盖合的表面，从而将阀板30与高压汽缸20的装配面定义为第一表面，而将其与缸盖的装配面定义为第二表面。图9所示出的第一表面31上，形成有与第一内腔水道口26和第二内腔水道口27一一对应的两第一阀板水道口32和两第二阀板水道口33，而图10为示意图，示出了图9所示阀板的第二表面的结构，第一阀板水道口32和第二阀板水道口33又进一步向阀板30第二表面34的方向延伸形成贯通，并分别于阀板30的第二表面上形成如图10上所示的弧状的第一阀板水道槽35和第二阀板水道槽36。则当阀板30盖设于高压汽缸20上时，使得第一内腔水道口26和第一阀板水道口32对应，第二内腔水道口27与第二阀板水道口33对应。

而本发明的该较佳实施例中阀板的第一表面31还形成有两进气孔37、四个一级排气孔38和一个二级排气孔39，其第二表面34上形成有与进气孔37连通的通气内腔371，二级排气孔39位于阀板30中心位置并贯穿第一表面31和第二表面34。现有技术下，需要在高压缸盖上布置进气通道结构，从而使得经过一级压缩后的气体可以通过该进气通道结构进入至缸体内，而为了缩小整机缸头的规格，则在本发明中，是在高压缸体内采用将气道和冷却水道集成的阀板，也即，经过一级压缩的气体无需再流经缸盖，而是直接通过阀板上的气道进行排气，从而在缩小缸头结构规格的同时，又大大减少窜气和泄漏情况的发生。

最后说明缸盖结构。图11为示意图，示出了本发明的该较佳实施例中所述缸盖的底层内腔结构，图12为示意图，示出了本发明的该较佳实施例中所述缸盖的顶层内腔结构，则参看图11和图12，缸盖40内通过隔板分隔形成双层的内腔结构，定义为靠近缸盖盖顶作为水腔的顶层内腔41和远离盖顶作为气腔的底层内腔42，而隔板上形成两内腔连通口，回看图10，则当缸盖40和阀板30时，按照对应关系，将两内腔连通口中与第一阀板水道槽35对应的定义为第一内腔连通口43，与第二阀板水道槽36对应的定义为第二内腔连通口44。则，流至阀板30第二表面34的冷却水通过第一阀板水道槽35流至缸盖40，接着，通过第一内腔连通口43流至顶层内腔42后从第二内腔连通口44流出，并回到阀板30的第二阀板水道槽36内。

说明完各部件的结构后，再说明冷却水道和其冷却过程。如前所述，则在本发明的该较佳实施例中，铸造内腔连通构成的冷却水道是包括了箱体铸造内腔、低压缸内通水腔、第一内腔连接部，高压缸内通水腔、阀板内腔水道、缸盖双层内腔结构以及第二内腔连接部在内的整体，在该实施例所述的“W”字形空压机中，冷却水是从箱体100一侧的通水口101进入，经过低压缸内通水腔13后，通过第一内腔连接部104排至高压汽缸20一侧，后又依次通过高压缸内通水腔23、阀板水腔水道以及缸盖双层内腔结构后，回到高压缸内通水腔23内，最终通过第二内腔连接部排至出水侧的低压汽缸一侧。

具体地说，还参看图1，仍以本发明该较佳实施例中所述的“W”字形空压机为例，按照图1所呈现的方向，设定左侧的低压汽缸10为进水侧低压汽缸，右侧的低压汽缸为出水侧低压汽缸，则冷却水从图1中箱体左侧的通水口101进入空压机内部。参看图3，通水口101的内腔与第二低压缸弧形槽1023交汇形成连通结构，则冷却水从通水口101进入后就进入至第二低压缸弧形槽1023对应的内腔水道内。由于低压汽缸10的第一外壳体11上的弧状水道槽与低压缸槽口102上的弧状水道槽对应，则第二低压缸弧形槽1023内的冷却水又通过低压汽缸10的第二覆盖水槽15流至低压缸内通水腔13内，流经整个低压缸内通水腔13后，从低压汽缸10的第二覆盖水槽15流出，并通过第二低压缸弧形槽1023回到箱体100内，这样，就实现了对低压汽缸10的侧面以及底面的冷却过程。

回到箱体100的冷却水，通过第一内腔连接部104由低压汽缸10一侧流至高压汽缸20一侧。当冷却水流至高压缸槽口103上的第一高压缸弧形槽1032时，由于高压汽缸20的第二外壳体21上的弧状水道槽与高压缸槽口103上的弧状水道槽对应，则冷却水从第一高压缸弧形槽1032流出即从第三覆盖水槽24进入高压汽缸20的缸体内，经过第三覆盖水槽24内的高压缸内通水腔23，从高压汽缸20的底部的第一内腔水道口26排出。接着，通过阀板30第一表面31上的第一阀板水道口32进入至阀板30内部，直至从阀板30第二表面34的第一阀板水道槽35排出。继而，第一阀板水道槽35内排出的冷取水被排至缸盖内，从第一内腔连通口43进入，从第二内腔连通口44排出，这样完成了对缸盖结构部分的冷却。从第二内腔连通口44排出的冷却水，从阀板30第二表面34上的第二阀板水道槽36流入，并穿过阀板30后从其第一表面31上的第二阀板水道口33排出，也即，完成了对阀板结构的冷却。冷却水从第二阀板水道口33流出后，自第二内腔水道口27回到高压汽缸20内，经过高压缸内通水腔23从第四覆盖水槽25流出，即完成对高压汽缸20的冷却。

第四覆盖水槽25流出的水，通过高压缸槽口103上的第二高压缸弧形槽1033回到箱体内，从而，又通过第二内腔连接部从高压汽缸20一侧流至出水侧的低压汽缸10处，并按照进水侧低压汽缸10的镜像过程，最终从出水侧的通水口101排出，至此，也即完成了对空压机内三缸体及箱体的冷却。

综上所述，本发明的该较佳实施例中提供的空压机，由于采用开设铸造内腔形成冷却水道的方式，从而，一方面，省去了现有技术下水冷式空压机内布置的冷却水管；另一方面，由于省去了大量冷却水管，也就大大减少空压机内部需要配置密封结构的部位，改善空压机内部漏水问题。

相应的，本发明的另一方面，是提供一种具备上述冷却水道的空压机，图13为剖视图，示出了本发明的又一较佳实施例中所述的空压机的低压汽缸缸头的剖视结构。如图13所示，空压机的低压汽缸10’的外侧设置有铸造水道11’，缸体内置有排气阀板组件12’，该排气阀板组件12’位于低压汽缸10’的缸体与活塞组件13’之间。这样，在低压缸体内采用内嵌式缸头结构，也即，现有技术中的一侧缸体至少包括缸体、阀板和缸盖三个结构，而在本发明该方面提供的该空压机的低压缸体内，采用的内置阀板组，该阀板组除集成限程板之外，其通过与低压汽缸的活塞组件之间形成的压缩气腔，和与汽缸内侧缸壁之间形成的排气腔，实现了内嵌式缸头结构的内部排气，从而在低压缸内省去了缸盖结构组件，达到缩小缸头体积的技术目的，也能显著改善排气腔气体外泄的技术问题，提高了空压机整机运行的稳定性。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种空压机内部冷却水道结构，该结构形成于空压机内，所述空压机内包括箱体和设置于所述箱体上的至少一个高压汽缸和至少一个低压汽缸，所述高压汽缸上通过阀板和缸盖结构密封，其特征在于，所述箱体、高压汽缸、低压汽缸内形成铸造内腔，所述箱体上形成有相邻布置的至少一个低压缸槽口和至少一个高压缸槽口，所述高压缸槽口和所述低压缸槽口之间，两者各自的突出部分于该处形成对接，定义对接形成的部分为第一内腔连接部，则冷却水通过所述第一内腔连接部从一侧汽缸槽口流至另一侧汽缸槽口，并且，当所述高压汽缸和低压汽缸与空压机的所述箱体套合，所述高压汽缸和低压汽缸上的铸造内腔与所述箱体、阀板和缸盖上的铸造内腔形成连通的冷却水道结构，冷却水从所述箱体的通水口流入，并先流经所述箱体和至少一个所述低压汽缸或高压汽缸，再回到所述箱体的铸造内腔后转至至少一个所述高压汽缸或低压汽缸内的所述铸造内腔，以实现对空压机内部的水冷却。

2.根据权利要求1所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述低压缸槽口的槽壁突出形成第一环状台形凸缘，该凸缘上形成沿凸缘形成方向延伸的至少两道弧状水道槽，将靠近所述高压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第一低压缸弧形槽，将远离所述高压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第二低压缸弧形槽；所述高压缸槽口的槽壁突出形成第二环状台形凸缘，所述第二环状台形凸缘上形成沿凸缘形成方向延伸的至少两道弧状水道槽，将靠近所述低压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第一高压缸弧形槽，将远离所述低压缸槽口一侧的弧状水道槽定义为第二高压缸弧形槽，其中，所述第一低压缸弧形槽与所述第一高压缸弧形槽的内腔于所述第一内腔连接部内形成对接。

3.根据权利要求2所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述低压汽缸为双层结构，包括第一外壳体和设置于第一外壳体内的第一内缸体，所述第一内缸体自所述第一外壳体的壳体底部向另一端延伸并形成汽缸口，第一外壳体的内壁和第一内缸体的外壁之间形成自所述第一内缸体的侧面向其底面延伸并经过底面后延伸回其侧面的绕设空腔，定义该空腔为低压缸内通水腔，其中，所述低压缸内通水腔于所述第一外壳体的端面与第一内缸体的侧面之间形成至少两道弧状水道槽，则将所述低压汽缸与所述低压缸槽口套合时，两弧状水道槽中覆盖于所述第一低压缸弧形槽上的定义为第一覆盖水槽，覆盖于所述第二低压缸弧形槽上的定义为第二覆盖水槽，则所述第一覆盖水槽与第二覆盖水槽于所述第一外壳体和第一内缸体之间对接则构成所述低压缸内通水腔，冷却水从所述通水口流入后，先后流经所述箱体、所述低压汽缸后，通过所述第一内腔连接部流至所述高压汽缸一侧。

4.根据权利要求3所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述高压汽缸为双层结构，包括第二外壳体和设置于第二外壳体内的第二内缸体，所述第二内缸体自所述第二外壳体的壳体底部向另一端延伸并形成汽缸口，所述第二外壳体的内壁和第二内缸体的外壁之间形成绕设所述第二内缸体侧面的空腔，定义该空腔为高压缸内通水腔，其中，

所述高压缸内通水腔于所述第二外壳体的端面上形成至少两道弧状水道槽，则将所述高压汽缸与所述高压缸槽口套合时，两弧状水道槽中覆盖于所述第一高压缸弧形槽上的定义为第三覆盖水槽，覆盖于所述第二高压缸弧形槽上的定义为第四覆盖水槽。

5.根据权利要求4所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述第三覆盖水槽于所述第二外壳体的底面上形成至少一个第一内腔水道口，所述第四覆盖水槽于所述第二外壳体的底面上形成至少一个第二内腔水道口，所述阀板盖设于所述高压汽缸上，并与所述第二外壳体的端面贴合，所述缸盖盖设于所述阀板上，定义所述阀板与所述高压汽缸的装配面为第一表面，而其与所述缸盖的装配面为第二表面，其中，所述第一表面上形成有所述第一内腔水道口和第二内腔水道口对应的第一阀板水道口和第二阀板水道口，所述第一阀板水道口和第二阀板水道口向所述阀板内部延伸形成贯通，并于所述第二表面上分别对应形成第一阀板水道槽和第二阀板水道槽，则，流至所述高压汽缸一侧的冷却水通过所述第三覆盖水槽从所述第一内腔水道口流出后，再通过所述第一阀板水道口从所述阀板的第一表面流至第二表面。

6.根据权利要求5所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述阀板的第一表面还形成有至少一个进气孔、至少一个一级排气孔和一个二级排气孔，其第二表面上形成有与所述进气孔连通的通气内腔，所述二级排气孔位于所述阀板中心位置并贯穿所述第一表面和第二表面。

7.根据权利要求6所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述缸盖内通过隔板形成双层内腔结构，分别定义为靠近缸盖顶部的顶层内腔和位于缸盖底部的底层内腔，该隔板两端形成两内腔连通口，当所述缸盖与所述阀板盖合时，将两内腔连通口中与第一阀板水道槽对应的定义为第一内腔连通口，与第二阀板水道槽对应的定义为第二内腔连通口，则，流至所述阀板第二表面的冷却水通过所述第一阀板水道槽流至所述缸盖，接着，通过所述第一内腔连通口流至所述顶层内腔后从所述第二内腔连通口流出，并回到所述阀板的所述第二阀板水道槽内。

8.根据权利要求7所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，第二阀板水道槽内的冷却水从第二阀板水道口流出，并通过第二内腔水道口进入至所述高压缸内通水腔内，流经所述高压汽缸后流至所述第二高压缸弧形槽内。

9.根据权利要求8所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述空压机包括两低压汽缸和一高压汽缸，两所述低压汽缸关于所述高压汽缸对称分布，所述高压汽缸上的所述第二高压缸弧形槽，于与之相邻的低压汽缸上的第一低压缸弧形槽之间形成第二内腔连接部，其中，则冷却水流经所述高压汽缸后流至所述第二高压缸弧形槽内，通过第二内腔连接部流至另一侧箱体，并排至另一侧的所述低压汽缸内。

10.一种空压机，所述空压机内的箱体、和至少一个低压汽缸、至少一个高压汽缸、至少一个阀板以及至少一个缸盖内设置有如权利要求1至8任一项所述的空压机内部冷却水道结构，其特征在于，所述空压机中，所述低压汽缸的外侧设置有铸造水道，所述低压汽缸的缸体内置有排气阀板组件，该排气阀板组件位于所述低压汽缸的缸体与活塞组件之间，并设置有限程板，其中，所述排气阀板组件与所述低压汽缸的活塞组件之间形成压缩气腔，所述排气阀板组件与所述低压汽缸的端部缸体之间形成排气腔。

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