CN115095521B - 一种节能环保型永磁变频空压机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种节能环保型永磁变频空压机，涉及空压机的技术领域，其包括机壳，内设互不相通的第一工作区与第二工作区；底座，连接在机壳的下端用于承托机壳；隔音垫、吸音板、压缩机、永磁电机、供油泵、油箱设置在第一工作区内；油气分离器、冷却组件设置在第二工作区内；变频器设置在第一工作区的顶部，控制器设置在第二工作区的侧壁。本申请具有减少空压机产生的噪声污染，使空压机使用更加节能环保的效果。

Description

一种节能环保型永磁变频空压机

技术领域

本申请涉及空压机的技术领域，尤其是涉及一种节能环保型永磁变频空压机。

背景技术

空压机广泛为工厂生产、工程施工、矿山开矿、石油钻井、船舶修造、地热钻井等众多领域所应用，且每个行业领域都包括很多应用场景。

螺杆式空压机以其高效能、高效率、免维护、高度可靠等优点，成为越来越多空压机需求者的首选。螺杆式空压机通常采用预成套配置，只需单一的电源连接，且内置冷却系统，令安装工作大为简化。螺杆式空压机对气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化是借助一对阴阳转子配合润滑油在机壳内作回转运动来达到的，压缩后的空气内能提升，温度较高，需要由冷却系统对其降温才可使用，风冷冷却系统较为常用。

针对上述中的相关技术，发明人发现，螺杆式空压机使用风冷冷却系统一般是由螺杆式空压机机壳上的进风孔进风，由螺杆式空压机机壳上的出风孔出风，机壳内部无法密闭。为了保证冷却效果，进风孔和出风孔开孔面积都较大，而螺杆式空压机本身的运行噪声很大，噪声声波会通过进风孔和出风孔扩散至周围环境中，造成噪声污染，不环保。

发明内容

为了减少空压机产生的噪声污染，使空压机使用更加节能环保。本申请提供一种节能环保型永磁变频空压机。

一种节能环保型永磁变频空压机，包括：

机壳，内设互不相通的第一工作区与第二工作区；

隔音垫，设置在第一工作区内底壁上；

压缩机，设置在隔音垫上，压缩机进气口连通空压机外界；

永磁电机，与压缩机连接并为压缩机提供动力；

供油泵，设置在第一工作区内，用于向压缩机泵送润滑油；

油箱，设置在第一工作区内，为供油泵提供和存储润滑油；

油气分离器，设置在第二工作区内，入口连通压缩机排气口；

冷却组件，设置在第二工作区内，包括用于冷却压缩空气的第一冷却管、用于冷却被分离润滑油的第二冷却管以及第一风扇，第一冷却管一端连通油气分离器空气出口，另一端穿出机壳，第二冷却管一端连通油气分离器润滑油出口，另一端连通油箱，第一风扇向第一冷却管和第二冷却管吹风降温；

吸音板，设置在机壳的内侧壁和内顶壁上，与隔音垫共同拼接出隔音内腔。

通过采用上述技术方案，螺杆式空压机的压缩机、永磁电机、供油泵这几个主要的噪声源均被设置在第一工作区内，被第一工作区内的吸音板和隔音垫罩住，有效减少噪声向外扩散，减少噪声污染，使空压机使用更环保。压缩机排出的油气混合气体温度较高，送入油气分离器中也会使油气分离器升温，将油气分离器、第一冷却管以及第二冷却管在第二区域内风冷降温，既不会产生较大的噪声，也有较好的降温效果。变频器对永磁电机的变频调节可以从一定程度上节约电能，使空压机使用更环保，也提高了空压机的工作效率。

可选的，隔音垫为中空气囊，内部竖直设有连接柱，连接柱上设有上下贯通隔音垫的第一通风孔，第一工作区的内底壁上设有与第一通风孔对应的第二通风孔，压缩机、油箱以及供油泵均通过部分第一通风孔和第二通风孔螺栓连接在机壳上。

通过采用上述技术方案，隔音垫上的第一通风孔和第一工作区内底壁上的第二通风孔既可用于内部通风，也可用于压缩机、油箱以及供油泵等的固定。连接柱起到减震的作用，减少因设备震动产生噪声。气囊部分可以有效阻隔噪声的传播，第一通风孔的尺寸相比相关技术中的通风孔的尺寸要小得多，通过第一通风孔的噪声声波有效减少。

可选的，第一工作区内侧壁的上部设有排热孔，排热孔内设有向机壳外排风的第二风扇。

通过采用上述技术方案，第二风扇将第一工作区内的热空气通过排热孔排出机壳，防止第一工作区内过热，因为油气分离器、第一冷却管以及第二冷却管不在第一工作区内，第二风扇并不需要很大的功率，排热孔也不需要很大的尺寸，也降低了空压机内传出的噪声强度。因为热空气密度较低，会上升到密闭空间的顶部，所以排热孔设置在上部可以更好的排出热空气。

可选的，吸音板上均匀设有多个吸音孔，吸音孔孔底为凹面。

通过采用上述技术方案，噪声声波进入吸音孔后会在吸音孔内反复反射，吸音孔的内壁能吸收和消耗噪声能量。

可选的，第一冷却管、第二冷却管均为蛇形盘管，第一冷却管、第二冷却管、第一风扇从上到下依次设置。

通过采用上述技术方案，蛇形盘管可以增大冷却管与空气的接触面积，风扇设置在下方吹出的风的风向与热空气的上升方向一致，散热效果更好。

可选的，油气分离器与第二冷却管之间的连接管道上设有滤清器。

通过采用上述技术方案，滤清器可以将进入第二冷却管的润滑油过滤，防止润滑油中的杂物堵塞第二冷却管或是影响供油泵和压缩机的使用。

可选的，压缩机进气口设有进气过滤器，进气过滤器穿设在吸音板和机壳上，与外界空气连通。

通过采用上述技术方案，进气过滤器用于过滤吸入空气中的杂物，防止杂物进入压缩机后损坏压缩机。进气过滤器穿设在吸音板和机壳上，不需在进气过滤器进气口安装管道，避免了管道内空气振动产生的噪声。

可选的，油气分离器与第二工作区内底壁之间设有减震垫。

通过采用上述技术方案，减震垫可以减少油气分离器传递到机壳的震动，减少油气分离器的震动噪音。

可选的，第一工作区一侧的侧壁和侧壁上的吸音板上设有门孔，侧壁外设有机门，机门朝向机壳的一侧设有与门孔形状适配的吸音板。

通过采用上述技术方案，开设机门便于工作人员对机壳内的工作元件进行调试和安装，在机门关闭时，机门上的吸音板与机壳内的吸音板无缝拼接，可以减少缝隙所产生的噪声泄露。

可选的，机门上端两侧分别设有第一连接柱和第二连接柱的组合，每组第一连接柱、第二连接柱沿背离机门方向依次间隔设置，中轴线均平行于机门；机壳上、机门两侧的位置分别设有轨道板，轨道板上设有水平腰形槽，水平腰形槽的下槽壁连通设有弯向远离机壳方向的弧形腰形槽，弧形腰形槽的弯曲半径长度与第一连接柱和第二连接柱的中轴线距离长度相同；第一连接柱和第二连接柱通过在轨道板的槽内滑动改变机门的启闭状态。

通过采用上述技术方案，机门关闭时，第一连接柱和第二连接柱局处均处于水平腰形槽中，且只能作水平运动。当第一连接柱和第二连接柱向远离机壳方向移动时，机门被逐渐拉出，直到第一连接柱移动到弧形腰形槽与水平腰形槽连通处时，机门上的吸音板完全脱离机壳，此时机门可以绕第二连接柱转动，第一连接柱转入弧形腰形槽内滑动，机门跟随第一连接柱转动向上开启。第一连接柱、第二连接柱以及轨道板的设计满足了机门先平移、后旋转的打开方式。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.压缩机、永磁电机、供油泵这几个主要的噪声源均被设置在第一工作区内，被第一工作区内的吸音板和隔音垫罩住，有效减少噪声向外扩散，减少噪声污染，使空压机使用更环保；

2.将油气分离器、第一冷却管以及第二冷却管在第二区域内风冷降温，既不会产生较大的噪声，也有较好的降温效果；

3.变频器对永磁电机的变频调节可以从一定程度上节约电能，使空压机使用更环保，也提高了空压机的工作效率；

4.隔音垫上的第一通风孔和第一工作区内底壁上的第二通风孔既可用于内部通风，也可用于压缩机、油箱以及供油泵等的固定；

5.第一连接柱、第二连接柱以及轨道板的设计满足了机门先平移、后旋转的打开方式。

附图说明

图1是本申请实施例隐藏部分机壳后的剖面示意图；

图2是本申请实施例隐藏部分机壳后的示意图；

图3是图1中A部的放大图；

图4是本申请实施例底部和侧面的整体示意图；

图5是本申请实施例机门打开时的状态图；

图6是图5中B部的放大图；

图中，1、机壳；11、机门；12、第一连接柱；13、第二连接柱；14、轨道板；141、水平腰形槽；142、弧形腰形槽；15、第二通风孔；16、排热孔；17、第二风扇；18、减震垫；2、底座；31、隔音垫；311、连接柱；3111、第一通风孔；32、吸音板；321、吸音孔；41、压缩机；42、永磁电机；43、供油泵；44、油箱；45、进气过滤器；5、油气分离器；51、滤清器；6、冷却组件；61、第一冷却管；62、第二冷却管；63、第一风扇；71、变频器；72、控制器；100、第一工作区；101、第二工作区。

具体实施方式

以下结合附图1-附图6，对本申请作进一步详细说明。

本申请提出一种节能环保型永磁变频空压机，参照图1和图2，包括机壳1、机门11、底座2、隔音垫31、吸音板32、压缩机41、永磁电机42、供油泵43、油箱44、油气分离器5、冷却组件6、变频器71以及控制器72。

空压机在运行时，永磁电机42驱动压缩机41从外界吸入空气，并排出被压缩的油气混合高压气体，送入油气分离器5中。油气分离器5将压缩空气和润滑油分离送入冷却组件6冷却，压缩空气排出空压机供使用，润滑油被送回油箱44。供油泵43从油箱44中抽取润滑油送入压缩机41内。

机壳1为矩形箱体，箱体内设有立板水平分隔出两个矩形内腔，两个内腔分别是第一工作区100和第二工作区101。第一工作区100的内底壁上设有矩形隔音垫31，内侧壁和内顶壁上设有吸音板32，隔音垫31和吸音板32共同拼接出一个隔音内腔。机壳1下端焊接有矩形框底座2，底座2用于承托机壳1。

第一工作区100一侧的侧壁和对应侧壁的吸音板32上设有门孔，侧壁外设有机门11，机门11朝向机壳1的一侧设有与门孔形状适配的吸音板32，当机门11关闭时，机门11上的吸音板32与机壳1内的吸音板32无缝拼接，可以减少缝隙所泄露的噪声。

吸音板32上均匀间隔设置有多个吸音孔321，吸音孔321朝向第一工作区100内，吸音孔321为圆孔，孔底面为凹面，本申请实施例中凹面为半球面，噪声声波进入吸音孔321后会在孔壁之间多次反射，噪声能量被吸音孔321的内壁吸收和消耗，从而降低噪声强度。

压缩机41、供油泵43、油箱44均设置在隔音垫31上，永磁电机42为变频电机，法兰连接在压缩机41上。压缩机41、供油泵43以及永磁电机42这几个主要的噪声源均被设置在第一工作区100内，被隔音垫31和吸音板32笼罩，可以减少空压机向外扩散的噪声。供油泵43和油箱44用于为压缩机41泵送和储存润滑油。

压缩机41进气口通过管道连接有进气过滤器45，进气过滤器45穿设在第一工作区100的侧壁和对应的吸音板32上，使压缩机41可以通过进气过滤器45直接吸入空压机外的空气。压缩机41的排气口通过管道将压缩后的气体送入油气分离器5中。

油气分离器5设置在第二工作区101内，用于分离压缩机41排出气体中的润滑油和压缩空气，并送入冷却组件6中冷却。冷却后的压缩空气通过设置在机壳1外壁上的管接头被送出空压机，冷却后的润滑油被送回油箱44中重复使用。

油气分离器5底部沿周向均匀设有三个支脚，支脚下方设有减震垫18，本申请实施例中减震垫18为橡胶板。螺栓依次穿过支脚、减震垫18、第二工作区101底壁并安装螺母，将油气分离器5与减震垫18固定在第二工作区101底壁上。减震垫18可以减少油气分离器5传递到机壳1的震动，减少震动噪音产生。

冷却组件6包括第一冷却管61、第二冷却管62以及第一风扇63。第一冷却管61用于冷却压缩空气，一端连通油气分离器5的压缩空气出口，另一端连接机壳1外壁上的管接头。第二冷却管62用于冷却被分离的润滑油，一端连通油气分离器5润滑油出口，另一端连通油箱44。第二冷却管62与油箱44之间的管道上设有回油泵，回油泵用于将第二冷却管62中的润滑油泵送回油箱44中。

第一冷却管61、第二冷却管62均为蛇形盘管，可以增大与空气的接触面积，提高冷却效果。第一冷却管61、第二冷却管62、第一风扇63从上到下依次连接在第二工作区101的内侧壁上，第一风扇63向第一冷却管61和第二冷却管62吹风降温。第二工作区101侧壁的底部和顶壁上设有多个散热孔，用于通风散热。

油气分离器5与第二冷却管62之间的连接管道上设有滤清器51，滤清器51可以将进入第二冷却管62的润滑油过滤，防止润滑油中的杂物堵塞第二冷却管62或是影响供油泵43和压缩机41的运行。

压缩机41排出的油气混合气体温度较高，送入油气分离器5中也会使油气分离器5升温，将油气分离器5、第一冷却管61以及第二冷却管62在第二区域内降温效果更佳，便于集中散热。油气分离器5和冷却组件6产生的噪声较小，可以在第二工作区101设置面积较大的散热孔，提升降温效果的同时，也不会产生较大的噪声。

变频器71设置在第一工作区100上方，与永磁电机42电连接，用于控制永磁电机42变频运行，来达到变频调节所带来的省电效果。控制器72设置在第二工作区101的侧壁上，与空压机内的所有用电元件电连接，控制器72上设有控制面板，与机壳1外壁平齐，用于控制空压机的运行、启动等动。

参照图1和图3，隔音垫31为中空气囊，内部均匀竖直一体成型设有多个形状相同的连接柱311，连接柱311上设有上下贯通的第一通风孔3111，第一工作区100的内底壁上设有与第一通风孔3111对应的第二通风孔15，第一工作区100内的空气可以通过第一通风孔3111和第二通风孔15进行换气散热。压缩机41、油箱44以及供油泵43均通过第一通风孔3111和第二通风孔15使用螺栓螺母连接在机壳1上。连接柱311起减震的作用，减少隔音垫31上设备震动产生的噪声。气囊部分可以有效阻隔噪声的传播，第一通风孔3111的尺寸相比相关技术中空压机的通风孔的尺寸要小得多，通过第一通风孔3111的噪声声波有效减少。

本申请实施例中供油泵43下端焊接有矩形安装板，安装板设有安装孔，用于与隔音垫31和第一工作区100底壁螺栓连接。安装板上还焊接有回油泵，回油泵用于将冷却组件6冷却后的润滑油泵送回油箱44中。油箱44上套设有安装套，安装套上设有安装孔与隔音垫31和第一工作区100底壁通过螺栓连接。

参照图1和图4，第一工作区100远离机门11的侧壁以及对应的吸音板32上部设有排热孔16，排热孔16内设有向机壳1外排风的第二风扇17。

参照图5和图6，第一工作区100一侧的侧壁和侧壁上的吸音板32上设有门孔，侧壁外设有矩形机门11，机门11朝向机壳1的一侧设有与门孔形状适配的吸音板32。机门11的长和宽均大于门孔，吸音板32的周向外侧设有与机门11固定连接的密封圈。密封圈用于提高机门11关闭时第一工作区100的密封性，在机门11关闭时，机门11上的吸音板32与机壳1内的吸音板32无缝拼接，可以减少缝隙所产生的噪声泄露。

机门11上端两侧分别垂直固定连接有耳板，耳板上固定连接有第一连接柱12和第二连接柱13，第一连接柱12、第二连接柱13沿背离机门11方向依次间隔设置，中轴线均平行于机门11。

机壳1上、机门11两侧的位置分别设有矩形轨道板14，轨道板14上设有水平腰形槽141，水平腰形槽141的下槽壁连通设有弯向远离机壳1方向的弧形腰形槽142，弧形腰形槽142的弯曲半径长度与第一连接柱12和第二连接柱13的中轴线距离长度相等。第一连接柱12和第二连接柱13在机门11关闭状态时同时穿设在水平腰形槽141中，机门11只能沿水平滑移；当第一连接柱12和第二连接柱13向远离机壳1方向移动时，机门11被逐渐拉出，直到第一连接柱12移动到弧形腰形槽142与水平腰形槽141连通处时，机门11上的吸音板32完全脱离机壳1，此时机门11可以绕第二连接柱13转动；第一连接柱12转入弧形腰形槽142内滑动，机门11跟随第一连接柱12转动向上开启。第一连接柱12、第二连接柱13以及轨道板14的设置满足了机门11必须先平移、后旋转的打开方式。

机门11中部的水平两端分别设有竖直的压紧板，压紧板上设有压紧孔。压紧孔一侧为矩形，从中部向远离第一连接柱12方向，压紧孔开口向机门11方向逐渐变大。机门11两侧的机壳1上转动连接有手柄，当机门11关闭时，手柄转动后一端穿入压紧孔中并使机门11将密封圈压紧在机壳1上。

本申请实施例的实施原理为：操作控制器72，启动永磁电机42，永磁电机42驱动压缩机41工作，压缩机41工作时供油泵43从油箱44中抽取润滑油送入压缩机41中，保证压缩机41的正常运转。

压缩机41通过进气过滤器45吸入空气压缩后，排出油气混合气体送入油气分离器5中，油气分离器5将压缩空气分离送入第一冷却管61中，将分离出的润滑油送入第二冷却管62中，第一风扇63向上吹风，流动的空气带走第一冷却管61和第二冷却管62的热量流出机壳1，完成对分离出的压缩空气和润滑油的冷却。

冷却后的压缩空气通过机壳1外的管接头被送入配合空压机使用的气罐等设备中。冷却后的润滑油被回油泵送回油箱44中继续使用。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，包括：

机壳（1），内设互不相通的第一工作区（100）与第二工作区（101）；

隔音垫（31），设置在第一工作区（100）内底壁上；

压缩机（41），设置在隔音垫（31）上，压缩机（41）进气口连通空压机外界；

永磁电机（42），与压缩机（41）连接并为压缩机（41）提供动力；

供油泵（43），设置在第一工作区（100）内，用于向压缩机（41）泵送润滑油；

油箱（44），设置在第一工作区（100）内，为供油泵（43）提供和存储润滑油；

油气分离器（5），设置在第二工作区（101）内，入口连通压缩机（41）排气口；

冷却组件（6），设置在第二工作区（101）内，包括用于冷却压缩空气的第一冷却管（61）、用于冷却被分离润滑油的第二冷却管（62）以及第一风扇（63），第一冷却管（61）一端连通油气分离器（5）空气出口，另一端穿出机壳（1），第二冷却管（62）一端连通油气分离器（5）润滑油出口，另一端连通油箱（44），第一风扇（63）向第一冷却管（61）和第二冷却管（62）吹风降温；

吸音板（32），设置在机壳（1）的内侧壁和内顶壁上，与隔音垫（31）共同拼接出隔音内腔；

所述隔音垫（31）为中空气囊，内部竖直设有连接柱（311），连接柱（311）上设有上下贯通隔音垫（31）的第一通风孔（3111），第一工作区（100）的内底壁上设有与第一通风孔（3111）对应的第二通风孔（15），压缩机（41）、油箱（44）以及供油泵（43）均通过部分第一通风孔（3111）和第二通风孔（15）螺栓连接在机壳（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述第一工作区（100）内侧壁的上部设有排热孔（16），排热孔（16）内设有向机壳外排风的第二风扇（17）。

3.根据权利要求1所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述吸音板（32）上均匀设有多个吸音孔（321），吸音孔（321）孔底为凹面。

4.根据权利要求1所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述第一冷却管（61）、第二冷却管（62）均为蛇形盘管，第一冷却管（61）、第二冷却管（62）、第一风扇（63）从上到下依次设置。

5.根据权利要求4所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述油气分离器（5）与第二冷却管（62）之间的连接管道上设有滤清器（51）。

6.根据权利要求1所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述压缩机（41）进气口设有进气过滤器（45），进气过滤器（45）穿设在吸音板（32）和机壳（1）上，与外界空气连通。

7.根据权利要求1所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述油气分离器（5）与第二工作区（101）内底壁之间设有减震垫（18）。

8.根据权利要求1所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述第一工作区（100）一侧的侧壁和侧壁上的吸音板（32）上设有门孔，侧壁外设有机门（11），机门（11）朝向机壳（1）的一侧设有与门孔形状适配的吸音板（32）。

9.根据权利要求8所述的一种节能环保型永磁变频空压机，其特征在于，所述机门（11）上端两侧分别设有第一连接柱（12）和第二连接柱（13）的组合，每组第一连接柱（12）、第二连接柱（13）沿背离机门（11）方向依次间隔设置，中轴线均平行于机门（11）；机壳（1）上、机门（11）两侧的位置分别设有轨道板（14），轨道板（14）上设有水平腰形槽（141），水平腰形槽（141）的下槽壁连通设有弯向远离机壳（1）方向的弧形腰形槽（142），弧形腰形槽（142）的弯曲半径长度与第一连接柱（12）和第二连接柱（13）的中轴线距离长度相同；第一连接柱（12）和第二连接柱（13）通过在轨道板（14）的槽内滑动改变机门（11）的启闭状态。

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