CN116447104B - 一种活塞式空气压缩机及其适配的曲柄轴 - Google Patents

Abstract

本发明属于空气压缩机技术领域，具体涉及一种活塞式空气压缩机及其适配的曲柄轴，包括机体，该机体上设有驱动源；机头，机头设置于机体上；机头包括曲柄箱，曲柄箱的上方安装有多组气缸组件，气缸组件包括多个压缩气缸，若干个压缩气缸均匀安装在曲柄箱的外侧，曲柄箱的一端固定有驱动件。该装置能够设置更多气缸，并将气缸分组，每组气缸对应一个曲轴件，使用时通过连接若干个曲轴件来控制若干组气缸同时运行，能够调节的功率范围更大，且处于高功率时，同时启动更多气缸运行，再不降低空气压缩效率的同时，能够减少活塞往复运动速度，有效降低噪音，减少气缸温度上升速度。

Description

一种活塞式空气压缩机及其适配的曲柄轴

技术领域

本发明属于空气压缩机技术领域，具体涉及一种活塞式空气压缩机及其适配的曲柄轴。

背景技术

空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。空气压缩机与水泵构造类似。大多数空气压缩机是往复活塞式，旋转叶片或旋转螺杆，其中往复活塞式通过曲轴旋转带动活塞在气缸内往复运动，而缸内气体经过一系列变化，它包括吸气、压缩和排气三个过程，这类空气压缩机通过曲轴来带动所有活塞往复运动，而所设置的气缸数量有限，可调节功率范围较小，且在启用高功率时，所产生噪音较大，另外往复运动过程中，气缸温度上升较高，不适合长时间使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种活塞式空气压缩机及其适配的曲柄轴，能够设置更多气缸，并将气缸分组，每组气缸对应一个曲轴件，使用时通过连接若干个曲轴件来控制若干组气缸同时运行，能够调节的功率范围更大，且处于高功率时，同时启动更多气缸运行，在不降低空气压缩效率的同时，能够减少活塞往复运动速度，有效降低噪音，减少气缸温度上升速度。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种活塞式空气压缩机，包括：

机体，该机体上设有驱动源；

机头，所述机头设置于机体上；

所述机头包括曲柄箱，所述曲柄箱的上方安装有多组气缸组件，所述气缸组件包括多个压缩气缸，若干个所述压缩气缸均匀安装在曲柄箱的外侧，所述曲柄箱的一端固定有驱动件，所述驱动件的一端且位于曲柄箱的内部安装有曲柄轴组件；

所述曲柄轴组件包括前端轴、后端轴、若干个曲轴件和连接组件，所述前端轴转动连接在曲柄箱的一端，所述后端轴转动连接在曲柄箱的另一端，所述曲柄箱的内部设置有若干个转动腔，所述曲轴件安装在转动腔内，且每两个临近的所述曲轴件通过连接组件连接；

其中，所述连接组件包括卡合部以及驱动插接部，所述驱动插接部与卡合部相适配，且所述驱动插接部与卡合部分别安装于两个相邻的曲轴件上，当所述驱动插接部与卡合部卡合时，相邻的两个所述曲轴件同步运作。

在一种优选方案中，所述活塞件的底部固定有固定轴，所述固定轴和曲轴件之间安装有连接杆，所述连接杆与固定轴和曲轴件转动连接，所述曲轴件由若干个曲柄和连杆轴组成，所述连接杆的一端与连杆轴连接。

在一种优选方案中，所述压缩气缸顶端的一侧安装有第一连接管，所述第一连接管接通压缩气缸的排气孔，若干个所述第一连接管通过连通管连接，所述连通管的一端安装有第二连接管，若干个所述气缸组件上连接的第二连接管通过合并管连接。

在一种优选方案中，所述第一连接管内设置有排气阀，所述曲柄箱的外侧且位于每个转动腔内均设置有进气阀。

在一种优选方案中，若干个所述第二连接管上均设置有电动阀门。

在一种优选方案中，所述卡合部包括第二锁定块和第二转动轴，所述第二转动轴的一端开设有锁定槽，所述第二锁定块安装在锁定槽的内侧；

所述驱动插接部包括导向插柱和第一转动轴，所述导向插柱的外侧安装有第一锁定块，所述导向插柱的一端安装有十字插柱，所述十字插柱安装在第一转动轴的内部，且所述第一转动轴与十字插柱滑动连接。

在一种优选方案中，所述十字插柱和导向插柱之间安装有旋转轮盘，所述所述在曲柄箱内滑动，所述曲柄箱内部安装有两个电动推杆，所述电动推杆的一端固定有卡块，所述卡块安装在旋转轮盘的外侧，所述旋转轮盘与卡块转动连接。

在一种优选方案中，所述第一锁定块的一侧面和第二锁定块的另一侧面均设置有倾斜面，所述第一锁定块和第二锁定块的倾斜面呈反方向设置，所述第一锁定块和第二锁定块贴合后两个倾斜面贴合。

在一种优选方案中，所述压缩气缸的内壁中开设有循环流动管道，所述循环流动管道的顶部设置有循环驱动室，所述循环驱动室的内部转动连接有驱动涡轮，每个所述压缩气缸内部均滑动安装有活塞件，所述压缩气缸的顶部设置有排气孔，所述排气孔内转动连接有叶轮，所述叶轮和驱动涡轮通过转动件连接。

一种适配于活塞式空气压缩机的曲柄轴，包括如上述中任一项所述的曲柄轴组件。

本发明取得的技术效果为：

本发明设置的曲柄轴组件由若干个曲轴件，每个曲轴件对应一组气缸组件，而临近的两个曲轴件之间可通过连接组件控制连接，在具体应用中，通过及控制的连接曲轴件的数量，能够控制驱动气缸组件的数量，进而方便调节装置的运行功率，且在进行高功率运行时，同时启动若干组气缸组件，能够在高功率运行的同时不增加活塞的往复运动速度，有效降低噪音，减少气缸温度上升速度；

本发明的设置在排气孔中的叶轮能够在气体排出时受气体吹动旋转，并带动驱动涡轮旋转，使得循环流动管道内的冷却液能够循环流动，对压缩气缸进行降温，降温效果更好。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明一侧的结构剖面图；

图4是本发明曲柄轴组件的结构示意图；

图5是本发明连接组件的结构示意图；

图6是本发明图3中B处的结构示意图；

图7是本发明的连接组件的结构剖面图；

图8是本发明图3中A处的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、曲柄箱；2、驱动件；3、第一连接管；4、连通管；5、第二连接管；6、合并管；7、连接杆；8、固定轴；9、活塞件；10、气缸组件；11、压缩气缸；12、循环流动管道；13、循环驱动室；14、驱动涡轮；15、转动件；16、叶轮；20、曲柄轴组件；21、前端轴；22、曲轴件；23、后端轴；30、连接组件；31、第一转动轴；32、十字插柱；33、旋转轮盘；34、导向插柱；35、第一锁定块；36、第二锁定块；37、第二转动轴；38、电动推杆；39、卡块；41、机体；42、驱动源；43、卡合部；44、驱动插接部。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

请参阅附图1至图7所示，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种活塞式空气压缩机，包括：

机体41，该机体41上设有驱动源42；

机头，机头设置于机体41上；

机头包括曲柄箱1，曲柄箱1的上方安装有多组气缸组件10，气缸组件10包括多个压缩气缸11，若干个压缩气缸11均匀安装在曲柄箱1的外侧，曲柄箱1的一端固定有驱动件2，驱动件2的一端且位于曲柄箱1的内部安装有曲柄轴组件20；

其中，连接组件30包括卡合部43以及驱动插接部44，驱动插接部44与卡合部43相适配，且驱动插接部44与卡合部43分别安装于两个相邻的曲轴件22上，当驱动插接部44与卡合部43卡合时，相邻的两个曲轴件22同步运作

上述中由驱动源42带动驱动件2从而使机头运行，现有技术运用较为成熟，在此不再做具体的赘述了；

曲柄轴组件20包括前端轴21、后端轴23、若干个曲轴件22和连接组件30，前端轴21转动连接在曲柄箱1的一端，后端轴23转动连接在曲柄箱1的另一端，曲柄箱1的内部设置有若干个转动腔，曲轴件22安装在转动腔内，且每两个临近的曲轴件22通过连接组件30连接；

活塞件9的底部固定有固定轴8，固定轴8和曲轴件22之间安装有连接杆7，连接杆7与固定轴8和曲轴件22转动连接，曲轴件22由若干个曲柄和连杆轴组成，连接杆7的一端与连杆轴连接；

上述在使用时，由驱动件2驱动前端轴21旋转，带动其中一个曲轴件22旋转，并根据实际情况控制连接组件30将若干个曲轴件22连接在一起，连接后的曲柄轴组件20在旋转时会由若干个曲轴件22同时旋转，而曲轴件22同时旋转时会带动活塞件9在压缩气缸11内升降，完成空气压缩；

上述气缸组件10可设置若干组，并根据实际情况选择是否同时使用，能够更加方便进行功率的调节。

其次，请再次参阅图2，压缩气缸11顶端的一侧安装有第一连接管3，第一连接管3接通压缩气缸11的排气孔，若干个第一连接管3通过连通管4连接，连通管4的一端安装有第二连接管5，若干个气缸组件10上连接的第二连接管5通过合并管6连接。

上述，每组气缸组件10上的若干个压缩气缸11经过第一连接管3连接在一起，通过压缩气缸11将压缩空气排出，而若干组气缸组件10则通过合并管6连通在一起。

再其次，第一连接管3内设置有排气阀，曲柄箱1的外侧且位于每个转动腔内均设置有进气阀。

上述中在装置运行时，由进气阀处向曲柄箱1的转动腔内送入空气，而压缩的空气则由排气阀排出。

进一步的，若干个第二连接管5上均设置有电动阀门。

上述中设置的电动阀门在相应的气缸组件10启动时，则打开，使得相应的气缸组件10压缩的气体能够通过第二连接管5向合并管6处输送至空气压缩机后续部件。

进一步的，卡合部43包括第二锁定块36和第二转动轴37，第二转动轴37的一端开设有锁定槽，第二锁定块36安装在锁定槽的内侧；

驱动插接部44包括导向插柱34和第一转动轴31，导向插柱34的外侧安装有第一锁定块35，导向插柱34的一端安装有十字插柱32，十字插柱32安装在第一转动轴31的内部，且第一转动轴31与十字插柱32滑动连接；

上述，在连接两个相邻的曲轴件22时，将安装在其中一个曲轴件22上的驱动插接部44插入卡合部43内，此时驱动插接部44与卡合部43卡住，在其中一个曲轴件22旋转时能够通过连接组件30带动另一个曲轴件22旋转；

而在连接驱动插接部44与卡合部43时，由十字插柱32向外滑动，推动导向插柱34连同第一锁定块35一并插入第二转动轴37内，而第一锁定块35和第二转动轴37内的第二锁定块36呈交叉设置，使得第二转动轴37和导向插柱34锁定，在导向插柱34旋转时能够带动第二转动轴37同时旋转，完成两个曲轴件22的连接。

十字插柱32和导向插柱34之间安装有旋转轮盘33，在曲柄箱1内滑动，曲柄箱1内部安装有两个电动推杆38，电动推杆38的一端固定有卡块39，卡块39安装在旋转轮盘33的外侧，旋转轮盘33与卡块39转动连接；

上述，在推动十字插柱32滑动时，由电动推杆38带动卡块39滑动，卡块39滑动时则会带动旋转轮盘33移动，旋转轮盘33移动时与旋转轮盘33固定十字插柱32和导向插柱34一同移动，完成导向插柱34和第二转动轴37的固定，而由于旋转轮盘33和卡块39之间为转动连接，在旋转轮盘33跟随导向插柱34旋转时卡块39不会受到影响。

第一锁定块35的一侧面和第二锁定块36的另一侧面均设置有倾斜面，第一锁定块35和第二锁定块36的倾斜面呈反方向设置，第一锁定块35和第二锁定块36贴合后两个倾斜面贴合；

上述，在连接两个相邻的曲轴件22时，第一锁定块35插入第二转动轴37内，此时若第一锁定块35和第二锁定块36不处于交叉位置时，则第一锁定块35一端的斜面会贴合在第二锁定块36的斜面，此时控制前端轴21缓慢旋转，由前端轴21带动第一锁定块35旋转，此时接着推动第一锁定块35插入第二转动轴37内，在第一锁定块35旋转至与第二锁定块36呈交叉位置时，第一锁定块35完全被推入第二转动轴37内，此时前端轴21在控制其中一个曲轴件22旋转时即可带动刚刚连接的曲轴件22旋转。

该实施例中，空气压缩机的机头部位可以根据需求设计成若干组气缸组件10，每组气缸组件10均对应一个曲轴件22，而每组气缸组件10中可设计若干个压缩气缸11，而在使用时，每组气缸组件10中的压缩气缸11均可由相对应的一个曲轴件22来驱动活塞件9，在实际使用中可根据需求选择启动若干组气缸组件10，在同时启动一组气缸组件10以上时，通过连接组件30连接相邻近的两个曲轴件22，即可联动两个曲轴件22同时旋转，从而启动相邻的两组气缸组件10，进而能够根据实际需求来选择启动若干组气缸组件10，使得装置的功率可调节，效果更好

实施例2

请参阅附图3和图8所示，为本发明第二个实施例，该实施例提供了一种活塞式空气压缩机，压缩气缸11的内壁中开设有循环流动管道12，循环流动管道12的顶部设置有循环驱动室13，循环驱动室13的内部转动连接有驱动涡轮14，每个压缩气缸11内部均滑动安装有活塞件9，压缩气缸11的顶部设置有排气孔，排气孔内转动连接有叶轮16，叶轮16和驱动涡轮14通过转动件15连接；

上述，在使用时，活塞件9在压缩气缸11内上下滑动，在向上推动时，会将压缩气缸11内的空气排气孔处推动，而空气流经排气孔时，会推动叶轮16旋转，叶轮16旋转时会带动驱动涡轮14同时旋转，通过驱动涡轮14能够带动循环流动管道12内的冷却液进行循环流动，流动时能够对压缩气缸11进行降温，从而达到对压缩气缸11散热的效果。

该实施例中，装置运行时，活塞件9推动空气从排气孔排出时，排出的空气推动叶轮16旋转带动驱动涡轮14旋转，并带动位于循环流动管道12内的冷却液进行循环流动，对压缩气缸11进行散热降温，对比传统的翅片散热方式，散热效果更好，且通过排气孔排出的空气作为驱动动力，也不会增加过多制造成本。

实施例3

为本发明第三个实施例，该实施例基于上两个实施例，该实施例提供了一种适配于活塞式空气压缩机的曲柄轴，包括如上述两个实施例中中任一项的曲柄轴组件20。

本发明的工作原理为：在使用时，首先根据实际使用情况选择运行合适数量的气缸组件10，当运行一组以上的气缸组件10时，则通过安装在两个曲轴件22之间的连接组件30将两个曲轴件22固定在一起，当将合适数量的曲轴件22均连接在一起后，通过驱动件2驱动前端轴21旋转，则能够带动若干个曲轴件22旋转，曲轴件22旋转时带动相应的活塞件9在压缩气缸11内升降，进行空气压缩，而活塞件9在上升时会推动空气从排气孔处吹出，吹出空气时会推动叶轮16旋转，并带动驱动涡轮14旋转，使得位于循环流动管道12和循环驱动室13内的冷却液被搅动在循环流动管道12内循环流动，对压缩气缸11进行散热。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (5)

1.一种活塞式空气压缩机，包括：

机体（41），该机体（41）上设有驱动源（42）；

机头，所述机头设置于机体（41）上，其特征在于：

所述机头包括曲柄箱（1），所述曲柄箱（1）的上方安装有多组气缸组件（10），所述气缸组件（10）包括多个压缩气缸（11），若干个所述压缩气缸（11）均匀安装在曲柄箱（1）的外侧，所述曲柄箱（1）的一端固定有驱动件（2），所述驱动件（2）的一端且位于曲柄箱（1）的内部安装有曲柄轴组件（20）；

所述曲柄轴组件（20）包括前端轴（21）、后端轴（23）、若干个曲轴件（22）和连接组件（30），所述前端轴（21）转动连接在曲柄箱（1）的一端，所述后端轴（23）转动连接在曲柄箱（1）的另一端，所述曲柄箱（1）的内部设置有若干个转动腔，所述曲轴件（22）安装在转动腔内，且每两个临近的所述曲轴件（22）通过连接组件（30）连接；

其中，所述连接组件（30）包括卡合部（43）以及驱动插接部（44），所述驱动插接部（44）与卡合部（43）相适配，且所述驱动插接部（44）与卡合部（43）分别安装于两个相邻的曲轴件（22）上，当所述驱动插接部（44）与卡合部（43）卡合时，相邻的两个所述曲轴件（22）同步运作；

所述卡合部（43）包括第二锁定块（36）和第二转动轴（37），所述第二转动轴（37）的一端开设有锁定槽，所述第二锁定块（36）安装在锁定槽的内侧；

所述驱动插接部（44）包括导向插柱（34）和第一转动轴（31），所述导向插柱（34）的外侧安装有第一锁定块（35），所述导向插柱（34）的一端安装有十字插柱（32），所述十字插柱（32）安装在第一转动轴（31）的内部，且所述第一转动轴（31）与十字插柱（32）滑动连接；

所述十字插柱（32）和导向插柱（34）之间安装有旋转轮盘（33），所述旋转轮盘（33）在曲柄箱（1）内滑动，所述曲柄箱（1）内部安装有两个电动推杆（38），所述电动推杆（38）的一端固定有卡块（39），所述卡块（39）安装在旋转轮盘（33）的外侧，所述旋转轮盘（33）与卡块（39）转动连接；

所述第一锁定块（35）的一侧面和第二锁定块（36）的另一侧面均设置有倾斜面，所述第一锁定块（35）和第二锁定块（36）的倾斜面呈反方向设置，所述第一锁定块（35）和第二锁定块（36）贴合后两个倾斜面贴合；

所述压缩气缸（11）的内壁中开设有内置冷却液的循环流动管道（12），所述循环流动管道（12）的顶部设置有循环驱动室（13），所述循环驱动室（13）的内部转动连接有驱动涡轮（14），每个所述压缩气缸（11）内部均滑动安装有活塞件（9），所述压缩气缸（11）的顶部设置有排气孔，所述排气孔内转动连接有叶轮（16），所述叶轮（16）和驱动涡轮（14）通过转动件（15）连接。

2.根据权利要求1所述的一种活塞式空气压缩机，其特征在于：所述活塞件（9）的底部固定有固定轴（8），所述固定轴（8）和曲轴件（22）之间安装有连接杆（7），所述连接杆（7）与固定轴（8）和曲轴件（22）转动连接，所述曲轴件（22）由若干个曲柄和连杆轴组成，所述连接杆（7）的一端与连杆轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种活塞式空气压缩机，其特征在于：所述压缩气缸（11）顶端的一侧安装有第一连接管（3），所述第一连接管（3）接通压缩气缸（11）的排气孔，若干个所述第一连接管（3）通过连通管（4）连接，所述连通管（4）的一端安装有第二连接管（5），若干个所述气缸组件（10）上连接的第二连接管（5）通过合并管（6）连接。

4.根据权利要求3所述的一种活塞式空气压缩机，其特征在于：所述第一连接管（3）内设置有排气阀，所述曲柄箱（1）的外侧且位于每个转动腔内均设置有进气阀。

5.根据权利要求3所述的一种活塞式空气压缩机，其特征在于：若干个所述第二连接管（5）上均设置有电动阀门。