CN116658435B - 一种离心式空压机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及空压机技术领域，具体说是一种离心式空压机；包括：空压机本体以及连接在所述空压机本体上的出气管和进气管；转接管；所述转接管位于所述出气管的一端，且与出气管的出口对准；环壳；所述环壳将所述出气管的一端以及所述转接管的一端包围且连接；所述转接管位于所述环壳内侧的一端外壁设置有网孔；转盘；所述转盘转动连接在所述转接管的一端；所述转盘远离所述转接管的一端固连着转轴；本发明通过转接管外壁上的网孔对出气管的排出气体进行过滤，在与受驱动的刮板对转接管外壁杂质进行刮动相配合，从而提高了气体在被过滤后进入电堆内部的量，进而提高了染料电池的反应效率。
Description
技术领域
本发明涉及空压机技术领域，具体说是一种离心式空压机。
背景技术
燃料电池是通过质子交换膜，以电化学反应方式将氢气与空气(氧气)的化学能转变为电能，再通过电机驱动车辆运行。其中，空压机作为燃料电池阴极供气系统的核心部件，其通过对进入燃料电池的空气进行增压，以增加燃料电池中的空气的进气量和压力，为电堆提供具有一定的温度、压力和流量的压缩空气，进而提高燃料电池的功率密度和效率。
空压机内部零部件在运行过程中会产生磨损，磨损后产生的杂质会随着气体沿着空压机的出气管进入至电堆，造成电堆损伤，因此现市场上的空压机会在出气管的端口安装圆形过滤网，这种过滤方式虽然有效阻止杂质进入电堆，但随着过滤网长时间使用，过滤网会堵塞，影响气体进入电堆的量，造成燃料电池反应效率低下。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种离心式空压机，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种离心式空压机，本发明通过转接管外壁上的网孔对出气管的排出气体进行过滤，在与受驱动的刮板对转接管外壁杂质进行刮动相配合，从而提高了气体在被过滤后进入电堆内部的量，进而提高了染料电池的反应效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种离心式空压机，包括：空压机本体以及连接在所述空压机本体上的出气管和进气管；
所述离心式空压机还包括：
转接管；所述转接管位于所述出气管的一端，且与出气管的出口对准；
环壳；所述环壳将所述出气管的一端以及所述转接管的一端包围且连接；所述转接管位于所述环壳内侧的一端外壁设置有网孔；
转盘；所述转盘转动连接在所述转接管的一端；所述转盘远离所述转接管的一端固连着转轴；所述转轴远离所述转盘的一端延伸至所述出气管一端内侧且固连着扇叶；
刮板；所述刮板位于所述环壳内侧且与所述转盘固连；所述刮板两端分别延伸至所述环壳的两相对槽壁；所述刮板内边缘与所述转接管外壁接触。
优选的，所述刮板为螺旋形且绕设在所述转接管以及所述出气管外壁；所述刮板的外边缘与所述环壳内壁接触。
优选的，所述环壳的上下槽壁均环向设置成波纹状；所述刮板的自由高度大于所述环壳上下槽壁之间的距离。
优选的，所述转接管由相互滑动密封连接的上管和下管组成；所述下管与所述环壳固连；所述上管上的法兰与所述环壳外壁之间通过一号弹簧连接；所述一号弹簧套设在所述转接管外壁；所述环壳下部与所述出气管滑动密封连接。
优选的，所述环壳下方设有环形的挡板；所述挡板固连在所述出气管的外壁；所述环壳靠近所述挡板的端面贯穿设置有台阶孔；所述台阶孔的内部设置有单向阀；所述单向阀由二号弹簧和圆球组成；所述圆球在二号弹簧的作用下抵在所述台阶孔内；所述圆球靠近所述挡板的外壁固连着戳杆；所述戳杆穿过所述台阶孔延伸至所述环壳下方。
优选的，所述下管靠近所述转盘的一面设置有一号环形槽；所述一号环形槽穿过所述网孔；所述一号环形槽内滑动连接着网套；所述网套上的孔在所述网套移动后与所述下管上的网孔一一对应；所述网套与所述一号环形槽槽底之间通过三号弹簧连接；所述转盘与所述一号环形槽对应的位置设置有一号孔；所述一号孔内滑动连接着一号棒。
优选的，所述出气管靠近所述下管的端面设置有二号环形槽；所述二号环形槽内滑动密封连接着二号环形板；所述二号环形板与所述二号环形槽槽底之间通过四号弹簧连接；所述二号环形槽槽底与所述环壳下槽壁之间通过软管连接；所述软管内部设置有单向出气阀；所述二号环形槽槽底与所述出气管内侧之间通过单向进气孔连通；单向进气孔内设置有单向进气阀。
优选的，所述刮板的上端面由边缘向着中间凹陷；所述刮板的下端面由边缘向着中间凹陷；所述台阶孔环向方向上位于所述刮板中间位置。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过转接管外壁上的网孔对出气管的排出气体进行过滤，在与受驱动的刮板对转接管外壁杂质进行刮动相配合，从而提高了气体在被过滤后进入电堆内部的量，进而提高了染料电池的反应效率。
2.本发明中刮板转动过程中会对环壳下槽壁上的杂质进行挤压，从而使得环壳下槽壁上的杂质在刮板的扒动下压紧，进而避免环壳内侧再次有气流经过带动环壳下槽壁上杂质流动，造成网孔二次堵塞的情况出现。
3.本发明中在空压机本体停止运作后，环壳会带动单向阀以及戳杆靠近挡板运动，挡板会对戳杆的运动进行阻挡，故戳杆在与挡板接触后无法继续运动，戳杆与固连的圆球在挡板的作用下无法继续运动，使得圆球在环壳继续靠近挡板运动后，单向阀打开，即环壳内外气体通过台阶孔连通，故环壳内残留的气体会带动环壳下槽壁的杂质沿着台阶孔排出，完成环壳下槽壁杂质自动清理的目的。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是本发明中环壳和出气管的立体图；
图3是图2的剖视图；
图4是图3中A处的放大图；
图5是图3中B处的放大图；
图6是本发明中刮板的立体图。
图中：空压机本体1、出气管2、挡板21、二号环形槽22、二号环形板23、四号弹簧24、软管25、单向进气孔26、进气管3、转接管4、网孔41、上管42、下管43、一号弹簧44、环壳5、台阶孔51、单向阀52、二号弹簧521、圆球522、戳杆53、转盘6、转轴61、扇叶62、一号环形槽63、网套64、三号弹簧65、一号孔66、一号棒67、刮板7。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明详见以下实施例：
实施例1：
一种离心式空压机，包括：空压机本体1以及连接在所述空压机本体1上的出气管2和进气管3；
所述离心式空压机还包括：
转接管4；所述转接管4位于所述出气管2的一端，且与出气管2的出口对准；
环壳5；所述环壳5将所述出气管2的一端以及所述转接管4的一端包围且连接；所述转接管4位于所述环壳5内侧的一端外壁设置有网孔41；
转盘6；所述转盘6转动连接在所述转接管4的一端；所述转盘6远离所述转接管4的一端固连着转轴61；所述转轴61远离所述转盘6的一端延伸至所述出气管2一端内侧且固连着扇叶62；
刮板7；所述刮板7位于所述环壳5内侧且与所述转盘6固连；所述刮板7两端分别延伸至所述环壳5的两相对槽壁；所述刮板7内边缘与所述转接管4外壁接触；
工作时，空压机内部零部件在运行过程中会产生磨损，磨损后产生的杂质会随着气体沿着空压机的出气管2进入至电堆，造成电堆损伤，因此现市场上的空压机会在出气管2的端口安装圆形过滤网，这种过滤方式虽然有效阻止杂质进入电堆，但随着过滤网长时间使用，过滤网会堵塞，影响气体进入电堆的量，造成燃料电池反应效率低下；
因此本发明中的空压机本体1上的进气管3在通入空气后，经过空压机本体1压缩成高压气体，被压缩后的气体会沿着出气管2排出，高压气体沿着转盘6与出气管2之间的间隙流向环壳5内侧，环壳5内侧的高压气体会穿过网孔41进入至转接管4内侧，杂质会被网孔41过滤掉，由于网孔41设置在转接管4外壁上，相比较传统在出气管2截面设置过滤网而言，过滤的面积更大，过滤效果更好，使得更多的气体能够被过滤后沿着转接管4进入电堆，提高染料电池的反应效率，更重要的是，由于转轴61一端延伸至出气管2一端内侧且固连着扇叶62，故出气管2排出的高压气体会冲向扇叶62，扇叶62在高压气体的冲击下转动，转动的扇叶62会带动固连的转轴61转动，转动的转轴61会带动固连的转盘6转动，由于转盘6与转接管4转动连接，故转盘6转动会带动外壁固连的刮板7转动，刮板7转动会在出气管2以及转接管4的外壁移动，由于刮板7的内边缘与转接管4外壁接触，故刮板7能够充当对转接管4外壁刮动的作用，从而将网孔41表面的杂质刮走，杂质从网孔41表面刮走后，随着环壳5内部气体压力降低后在自身重力作用下落入环壳5下槽壁，本申请中出气管2开口的设置方向是竖直向上的，且环壳5靠下的槽壁即为下槽壁；出气管2排出的气体压强越大则速度越快，也就意味着网孔41过滤杂质也就更多，同时出气管2出气速度越快，则扇叶62被带动的更快，使得刮板7刮动网孔41表面杂质也就更加频繁，进而使得刮板7能够随着过滤气体量自适应的调整，使得网孔41上的杂质能够及时被刮走，保证网孔41过滤杂质的效果；
本发明通过转接管4外壁上的网孔41对出气管2的排出气体进行过滤，在与受驱动的刮板7对转接管4外壁杂质进行刮动相配合，从而提高了气体在被过滤后进入电堆内部的量，进而提高了染料电池的反应效率。
本实施例中，所述刮板7为螺旋形且绕设在所述转接管4以及所述出气管2外壁；所述刮板7的外边缘与所述环壳5内壁接触；
工作时，扇叶62转动的方向是单向的，扇叶62转动会带动转轴61、转轴61以及刮板7同步转动，通过将刮板7设置成螺旋形，螺旋形的刮板7会在转接管4的外壁上沿着刮板7的螺旋线方向刮动，即刮板7的下端面起到刮动杂质的作用，转接管4外壁刮下的杂质在重力作用下落在刮板7上端面，随着空压机本体1停止运行，环壳5内侧气压降低后，杂质会沿着刮板7上端面并沿着刮板7的螺旋线缓缓下落至环壳5的下槽壁，而扇叶62随着气压的降低也是缓缓停止转动的，刮板7随着环壳5内的气压降低缓缓停止转动，而在刮板7转动过程中会对环壳5下槽壁上的杂质进行挤压，从而使得环壳5下槽壁上的杂质在刮板7的扒动下压紧，进而避免环壳5内侧再次有气流经过带动环壳5下槽壁上杂质流动，造成网孔41二次堵塞的情况出现。
本实施例中，所述环壳5的上下槽壁均环向设置成波纹状；所述刮板7的自由高度大于所述环壳5上下槽壁之间的距离；
工作时，由于刮板7的自由高度是大于环壳5上下槽壁距离的，故刮板7的端部会抵在环壳5上下槽壁上，随着刮板7被转盘6带动绕着转接管4运动，刮板7的端部会与环壳5的上下槽壁产生相对运动，由于环壳5的上下槽壁均环向设置成波纹状，使得刮板7的压紧高度在转动后反复减小同时反复增大，使得刮板7自身会产生上下晃动，晃动的刮板7能够带动刮板7上端面的杂质产生震动，使得刮板7上端面的杂质在震动作用下更好的脱落，同时也提高杂质落在环壳5下槽壁的效率。
实施例2，本实施例相比较实施例1区别在于：
所述转接管4由相互滑动密封连接的上管42和下管43组成；所述下管43与所述环壳5固连；所述上管42上的法兰与所述环壳5外壁之间通过一号弹簧44连接；所述一号弹簧44套设在所述转接管4外壁；所述环壳5下部与所述出气管2滑动密封连接；
工作时，离心式空压机在安装完成后，空压机本体1是固连在汽车上的悬架上的，而上管42是与电堆串联的，故上管42和空压机本体1上的出气管2是相对静止的，而上管42和下管43是滑动密封连接的，在空压机本体1运行停止后，一号弹簧44会给予上管42与环壳5一个相互远离的推力，从而使得环壳5在一号弹簧44推力的作用下靠近空压机本体1运动，环壳5会与出气管2产生相对运动，而在环壳5靠近空压机本体1运动过程中会带动固连的下管43同步运动，下管43靠近空压机本体1运动即靠近出气管2运动，下管43与出气管2的内外直径相等，故下管43会带动转盘6抵在出气管2，从而使得出气管2被遮挡住，如此刮板7刮下的杂质不受到气流影响下会顺着刮板7上端面滑落至环壳5下槽壁，而将出气管2遮挡后，不用担心刮板7上的杂质重新落入出气管2内，随着空压机本体1再次被启动，空压机需要压缩气体后才能够推开转盘6，转盘6在被气体推动后带动下管43远离出气管2，气体再次进入环壳5内，并穿过下管43上的网孔41实现过滤。
本实施例中，所述环壳5下方设有环形的挡板21；所述挡板21固连在所述出气管2的外壁；所述环壳5靠近所述挡板21的端面贯穿设置有台阶孔51；所述台阶孔51的内部设置有单向阀52；所述单向阀52由二号弹簧521和圆球522组成；所述圆球522在二号弹簧521的作用下抵在所述台阶孔51内；所述圆球522靠近所述挡板21的外壁固连着戳杆53；所述戳杆53穿过所述台阶孔51延伸至所述环壳5下方；
工作时，二号弹簧521一端抵在台阶孔51的孔壁上，另一端抵在圆球522上，台阶孔51相对较大的直径一端与环壳5内侧连通，在空压机本体1停止运行后，环壳5内的气压渐渐降低，一号弹簧44会推动环壳5与出气管2产生相对运动，从而使得环壳5会带动单向阀52以及戳杆53靠近挡板21运动，挡板21会对戳杆53的运动进行阻挡，故戳杆53在与挡板21接触后无法继续运动，戳杆53与固连的圆球522在挡板21的作用下无法继续运动，使得圆球522在环壳5继续靠近挡板21运动后，单向阀52打开，即环壳5内外气体通过台阶孔51连通，故环壳5内残留的气体会带动环壳5下槽壁的杂质沿着台阶孔51排出，完成环壳5下槽壁杂质自动清理的目的，出气管2排出的气压降低后，转盘6会在一号弹簧44作用下抵紧在出气管2上，刮板7上的杂质在重力作用下继续下落至环壳5下槽壁后静置；而在空压机本体1再次运行后，空压机会推动转盘6远离出气管2，转盘6克服一号弹簧44带动下管43以及环壳5远离空压机本体1，环壳5会带动戳杆53远离挡板21，使得单向阀52关闭，即台阶孔51关闭，环壳5随着气压增大，圆球522被抵在台阶孔51上更紧，出气管2排出的气体经过环壳5内侧再穿过下管43上的网孔41再次进行过滤。
本实施例中，所述刮板7的上端面由边缘向着中间凹陷；所述刮板7的下端面由边缘向着中间凹陷；所述台阶孔51环向方向上位于所述刮板7中间位置；工作时，在刮板7将转接管4的网孔41上的杂质刮落后，杂质会落在刮板7上端面，由于将刮板7上端面设置成两边缘朝着中间凹陷，从而使得刮板7上端面的杂质不易从刮板7边缘掉落，保证杂质能够刮板7的螺旋线流落至环壳5下槽壁；通过将刮板7的下端面由两边缘朝着中间凹陷，从而使得在刮板7对环壳5下槽壁刮动过程中，会将下槽壁边缘的杂质朝着中间刮动，从而使得杂质落在台阶孔51上方，便于杂质的排出，同时在刮板7端部经过台阶孔51处，周围气体仍然能够穿过台阶孔51带动杂质流走。
实施例3，本实施例相比较实施例2区别在于：
所述下管43靠近所述转盘6的一面设置有一号环形槽63；所述一号环形槽63穿过所述网孔41；所述一号环形槽63内滑动连接着网套64；所述网套64上的孔在所述网套64移动后与所述下管43上的网孔41一一对应；所述网套64与所述一号环形槽63槽底之间通过三号弹簧65连接；所述转盘6与所述一号环形槽63对应的位置设置有一号孔66；所述一号孔66内滑动连接着一号棒67；
工作时，在空压机本体1停止运行后，一号弹簧44会推动环壳5以及下管43靠近挡板21运动，下管43以及转盘6会靠近出气管2运动，一号棒67在出气管2的阻碍下会停止运动，使得一号棒67会沿着一号孔66推动网套64，网套64在一号棒67的推动下克服三号弹簧65并靠近一号环形槽63槽底运动，网套64上的孔在网套64运动后与下管43上的网孔41错开，实现网孔41的闭合，故出气管2剩余气体无法穿过网孔41，直至在挡板21相对挤压戳杆53实现台阶孔51打开后，环壳5内部气体会沿着台阶孔51排出，相比较原先气体能够穿过台阶孔51的同时穿过网孔41而言，本实施例将环壳5下槽壁杂质排出的效果更好，气流也会通过扇叶62带动刮板7运动，刮板7会将环壳5下槽壁上的杂质刮向台阶孔51，台阶孔51可设置成多个，保证杂质的排出效果；在空压机本体1恢复工作后，转盘6在气流冲击下远离出气管2，随着一号棒67远离出气管2后，三号弹簧65会带动网套64远离一号环形槽63，随后网套64上的孔与下管43上的网孔41一一对应，实现网孔41的打开，网套64的移动会将网孔41内部的杂质卡碎，实现疏通。
本实施例中，所述出气管2靠近所述下管43的端面设置有二号环形槽22；所述二号环形槽22内滑动密封连接着二号环形板23；所述二号环形板23与所述二号环形槽22槽底之间通过四号弹簧24连接；所述二号环形槽22槽底与所述环壳5下槽壁之间通过软管25连接；所述软管25内部设置有单向出气阀；所述二号环形槽22槽底与所述出气管2内侧之间通过单向进气孔26连通；单向进气孔26内设置有单向进气阀；软管25可以设置多个；
工作时，在空压机本体1停止运行后，转盘6在一号弹簧44作用靠近出气管2，随后一号棒67与二号环形板23接触后继续挤压二号环形板23运动，二号环形板23会挤压二号环形槽22内部气体，使得二号环形槽22内部气体受压沿着软管25进入环壳5下槽壁，从而对环壳5下槽壁杂质进行冲击，从而将环壳5下槽壁压紧的杂质冲散，松散的杂质更加便于从台阶孔51排出，而在空压机本体1恢复运作后，转盘6远离出气管2，在一号棒67脱离与二号环形板23接触后，三号弹簧65带动网套64复位，而在转盘6远离出气管2的过程中，四号弹簧24带动二号环形板23复位，出气管2内侧气体会沿着单向进气孔26进入二号环形槽22实现气体补充，注意的是在转盘6远离至出气管2极限位置后，二号环形板23与转盘6之间是有间隙的；单向进气孔26的另一个实施例是与出气管2的外壁连通，使得单向进气孔26通过外界气体实现气体补充。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种离心式空压机，包括：空压机本体(1)以及连接在所述空压机本体(1)上的出气管(2)和进气管(3)；
其特征在于，所述离心式空压机还包括：
转接管(4)；所述转接管(4)位于所述出气管(2)的一端，且与出气管(2)的出口对准；
环壳(5)；所述环壳(5)将所述出气管(2)的一端以及所述转接管(4)的一端包围且连接；所述转接管(4)位于所述环壳(5)内侧的一端外壁设置有网孔(41)；
转盘(6)；所述转盘(6)转动连接在所述转接管(4)的一端；所述转盘(6)远离所述转接管(4)的一端固连着转轴(61)；所述转轴(61)远离所述转盘(6)的一端延伸至所述出气管(2)一端内侧且固连着扇叶(62)；
刮板(7)；所述刮板(7)位于所述环壳(5)内侧且与所述转盘(6)固连；所述刮板(7)两端分别延伸至所述环壳(5)的两相对槽壁；所述刮板(7)内边缘与所述转接管(4)外壁接触；
所述刮板(7)为螺旋形且绕设在所述转接管(4)以及所述出气管(2)外壁；所述刮板(7)的外边缘与所述环壳(5)内壁接触；
所述环壳(5)的上下槽壁均环向设置成波纹状；所述刮板(7)的自由高度大于所述环壳(5)上下槽壁之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种离心式空压机，其特征在于：所述转接管(4)由相互滑动密封连接的上管(42)和下管(43)组成；所述下管(43)与所述环壳(5)固连；所述上管(42)上的法兰与所述环壳(5)外壁之间通过一号弹簧(44)连接；所述一号弹簧(44)套设在所述转接管(4)外壁；所述环壳(5)下部与所述出气管(2)滑动密封连接。
3.根据权利要求2所述的一种离心式空压机，其特征在于：所述环壳(5)下方设有环形的挡板(21)；所述挡板(21)固连在所述出气管(2)的外壁；所述环壳(5)靠近所述挡板(21)的端面贯穿设置有台阶孔(51)；所述台阶孔(51)的内部设置有单向阀(52)；所述单向阀(52)由二号弹簧(521)和圆球(522)组成；所述圆球(522)在二号弹簧(521)的作用下抵在所述台阶孔(51)内；所述圆球(522)靠近所述挡板(21)的外壁固连着戳杆(53)；所述戳杆(53)穿过所述台阶孔(51)延伸至所述环壳(5)下方。
4.根据权利要求3所述的一种离心式空压机，其特征在于：所述下管(43)靠近所述转盘(6)的一面设置有一号环形槽(63)；所述一号环形槽(63)穿过所述网孔(41)；所述一号环形槽(63)内滑动连接着网套(64)；所述网套(64)上的孔在所述网套(64)移动后与所述下管(43)上的网孔(41)一一对应；所述网套(64)与所述一号环形槽(63)槽底之间通过三号弹簧(65)连接；所述转盘(6)与所述一号环形槽(63)对应的位置设置有一号孔(66)；所述一号孔(66)内滑动连接着一号棒(67)。
5.根据权利要求4所述的一种离心式空压机，其特征在于：所述出气管(2)靠近所述下管(43)的端面设置有二号环形槽(22)；所述二号环形槽(22)内滑动密封连接着二号环形板(23)；所述二号环形板(23)与所述二号环形槽(22)槽底之间通过四号弹簧(24)连接；所述二号环形槽(22)槽底与所述环壳(5)下槽壁之间通过软管(25)连接；所述软管(25)内部设置有单向出气阀；所述二号环形槽(22)槽底与所述出气管(2)内侧之间通过单向进气孔(26)连通。
6.根据权利要求3所述的一种离心式空压机，其特征在于：所述刮板(7)的上端面由边缘向着中间凹陷；所述刮板(7)的下端面由边缘向着中间凹陷；所述台阶孔(51)环向方向上位于所述刮板(7)中间位置。
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