CN1213229C - 压缩机组件 - Google Patents

Abstract

一压缩机组件包括一具有转动轴(22)的电动机(12)，以及一固定在电动机上的支架(18，20)。支架具有基本上垂直于轴延伸的抓手(64)。抓手具有带啮合表面(74)的端部。一连接杆(34)具有与轴偏心连接的连接端，以及被接纳在汽缸套筒里的柱塞端。汽缸套筒(38)由从抓手(64)突出的架子(66)支承并位于抓手之间。一设置在汽缸套筒(38)之上并与汽缸套筒密封接触的阀门头部件(40)位于抓手(64)之间，而抓手啮合表面(74)使阀门头部件(40)维持与所述汽缸套筒密封接触。

Description

压缩机组件

技术领域

本发明涉及柱塞泵和压缩机，特别是涉及组装该单元为一可靠和坚固的成套装置的方法，并维持低成本和容易组装的结构。

技术背景

小型的空气压缩机经常用来给喷雾器提供动力。用于这种目的的一种典型的压缩机使用摆动柱塞。这种压缩机的例子可见1976年6月8日颁发的、授予Arthur J.Droege.Sr.等人的、名称为“空气压缩机”的美国专利第3,961,868号，以及1989年6月27日颁发的、授予Roy J.Rozek的、名称为“膜片式压缩机”的美国专利第4,842,498号。

在一种典型的压缩机里，一柱塞在一汽缸套筒里往复运动以压缩空气。该柱塞是一塑料连接杆，它具有设置在汽缸套筒里的一柱塞端，以及与安装在一轴上的偏心金属销子连接的连接端。当轴转动时，具有设置在一汽缸套筒里的柱塞头的连接杆往复运动以压缩空气。一与汽缸套筒流体连通的阀门头部件通过进入口将空气输入汽缸，并通过一排出口给压缩空气提供一出路，最终到达在阀门头部件里的一出口。

典型的压缩机组件包括一牢牢地固定在电动机上的压缩机壳体。一汽缸套筒设置在壳体上以便使汽缸套筒和对应的阀片正确地定位在相对电动机轴的一个固定位置上。阀门头部件一般安装在汽缸套筒顶部，而密封衬垫被挤压在阀门头部件和汽缸套筒之间。阀门头部件通常通过螺纹紧固件紧固在汽缸套筒之上的位置上，而该螺纹紧固件向下突入壳体。这种类型的结构通常使组装变得复杂，而阀门头部件和汽缸套筒之间的衬垫有时候由于零件公差和紧固组件的变化而变得不可靠。因此，需要一种坚固的压缩机，它能在零部件之间提供可靠的密封，而制造和组装是经济的。

发明内容

本发明提供一种压缩机组件，它包括一具有转动轴的电动机，以及固定在电动机上的支架。该支架具有基本上垂直于轴延伸的抓手，该抓手具有带啮合表面的端部。一连接杆具有一与轴偏心连接的连接端，和一被接纳在由架子支承的汽缸套筒里的柱塞端，该架子从抓手上突出并在抓手之间。一设置在上面的并与汽缸套筒密封接触的阀门头部件位于抓手之间，而抓手啮合表面使阀门头部件与汽缸套筒密封接触。

提供一种容易组装的压缩机组件的总的目的是通过支架实现的，其中，汽缸套筒和阀门头部件不需要使用工具就能定位和固定。

本发明还通过在汽缸套筒下面的可弯曲的支承架子使汽缸定位在相对于轴的正确位置上。这些架子提供一稳定的力对着汽缸套筒的配合面，以迫使阀片表面紧靠着相邻的头部表面。该头部受抓手啮合表面约束，以防止被任何一个零件移动。由架子提供的力提供了一个稳定的力来挤压密封衬垫，并提供了无泄漏连接。架子的弹性提供了一种允许在适当的零件中有较大公差的手段，从而允许这些零件较经济地制造。

本发明的上述的和其它的目的和优点从下面的描述中可看得更加清楚。在说明书中，参考了作为说明书一部分的附图，并通过描述本发明的一个较佳实施例显示了它。

附图说明

图1是包括本发明的一压缩机组件的前视立体图；

图2是图1中的压缩机组件的前视的零件分解图；

图2A是图2中的汽缸套筒和阀门头部件的零件分解图；

图3是图1中的压缩机组件中的压缩机的前视图；

图4是沿图3中的压缩机组件中的4-4线的剖视图；

图5是图1中的摆动柱塞的前视图；

图5A是沿图5中的摆动柱塞中的5A-5A线的剖视图；

图6是沿图5A中的摆动柱塞中的6-6线的剖视图；

图7是图1中的汽缸套筒的俯视立体图；

图8是图7中的阀门头部件的仰视图；

图9是沿图4中的阀门头部件中的9-9线的剖视图；以及

图10是沿图2A中的安全阀旋钮中的10-10线的剖视图。

具体实施方式

图1-5所示的压缩机组件10包括一电动机12，它具有被一线圈绕组16环绕的叠片铁芯14。前后支架20和18互相固定并固定在叠片铁芯14上。支架20和18安装着用来支承电动机轴22的轴承60和61。电动机轴22的一端安装着一风扇24，而轴的另一端安装着具有一偏心销28的偏心组件25。偏心销28与形成于连接杆34的连接块32里的一孔30轴颈连接，而连接杆34形成摆动柱塞36的下端。轴22的转动驱动偏心组件25，从而使连接杆34向上向下来回运动。柱塞36在汽缸套筒38里工作，而一阀门头部件40安装在套筒38的顶部。柱塞36可是1993年5月25日授权的、授予Roy J.Rozek的、名称为“锥形杆柱塞”的美国专利第5,213,025号所述的式样和形状。

参看图2，电动机12位于前后支架20和18之间，而前后支架安装在电动机上。前支架20具有矩形底座42，底座42具有一顶部44和一底部46，它们通过相对的侧面48和一表面50而连接。形成于各底座侧面48的螺纹孔凸台52邻接电动机叠片铁芯14。通过后支架螺纹孔凸台56和形成于电动机叠片铁芯14上端孔58插入的螺栓54与前支架螺纹孔凸台52螺纹啮合，从而将支架20和18安装在电动机12上。设置在底座表面50上的孔62里的轴承61支承着延伸通过它的电动机轴22。

基本平行的抓手64从底座侧面48向上延伸超过底座顶部44，以便对准和支承汽缸套筒38，并固定阀门头部件40。在底座顶部44之上并从抓手64向内延伸的架子66支承和定位汽缸套筒38。当与偏心销28连接并置于汽缸套筒38里时，连接杆34延伸通过形成于底座顶部44上的缺口68和在架子66之间的间隙70。

形成于各抓手64上端的楔72具有啮合表面74，它们与阀门头部件40上一体形成的掣子76啮合。楔72引导阀门头部件40在抓手64之间，而啮合表面74将阀门头部件40保持在汽缸套筒38上面的位置上。较佳的是，楔啮合表面74使阀门头部件40与汽缸套筒38密封接触。架子66是可弯曲件，以便给套筒38的底表面96提供一支撑力，推动套筒38紧靠着阀门头部件40，然后紧靠着啮合表面74。

现在参看图5-6，连接杆34较佳的是由诸如尼龙的塑料形成，并包括一基本垂直取向的、具有一连接端82的杆部78。连接块32与连接端82一体形成，并具有部分通过连接块32形成的孔30，以便与偏心安装的销子28轴颈连接。重要的是，形成于孔30里的一轴向凹槽84给组装时存留在孔30里的油脂和空气提供一漏泄路径。较佳的是，凹槽84里还保存着油脂85或其它润滑介质，以便在压缩机工作过程中通过将润滑剂涂抹在销子上而给销子28提供润滑。

柱塞36是通过在杆部上的、与连接端82相反的一端上提供一柱塞端80形成的。回头参看图2和4，截头圆锥形连接杆柱塞端80在汽缸套筒38里往复移动，当向下移动时将空气吸入汽缸套筒38里，而当向上移动时迫使空气离开汽缸套筒38。通过止退板88固定在柱塞端80上的一滑动密封件86在柱塞端80在汽缸套筒里往复移动时与圆柱形汽缸套筒壁94密封接触。止退板88通过本技术领域内众所周知的方法、诸如超声波焊接、粘结剂、螺钉等固定在柱塞端80上。较佳的是，与连接杆34螺纹啮合的螺钉89将止退板88和滑动密封件86固定在柱塞端80上，以便提供快速容易的组装。

参看图2、2A和7，汽缸套筒38具有一敞开底部90和一封闭顶部92，它们通过具有一轴线并形成汽缸套筒内部的圆柱形壁94连接。底板96在敞开底部90附近径向延伸。底板96与前支架抓手64接触，并设置从底板96向下延伸的挡块98，挡块98与架子66接触，从而使汽缸套筒38定位在阀门头部件40之下。

汽缸套筒顶部92具有一进入口100和一排出口102。环绕着各口100和102的凸缘104将带有整体衬垫108的舌阀106定位在汽缸套筒顶部92上。衬垫108被接纳在汽缸套筒顶部92上形成的凹槽110里，凹槽110环绕着凸缘104和口100和102。从汽缸套筒顶部92向上延伸的对准柱112与阀门头部件40里的对准孔114啮合(图8)啮合，以便阀门头部件40与进入口100和排出口102适当对准。

如图2A和4所示，柔韧的舌阀106设置在汽缸套筒38和阀门头部件之间，以便通过压缩机10沿着适当方向维持流体流动。具体地说，舌阀106防止在汽缸套筒38里被压缩的流体通过进入口100离开汽缸套筒38，并防止流体通过汽缸套筒排出口102被吸入汽缸套筒38里。舌阀106具有一对连接的、被衬垫108环绕的翼116和118。当组装压缩机10时，各翼116和118被一个凸缘104环绕，而环绕着口100和102及凸缘104的凹槽110接纳衬垫108。

当流体被吸入汽缸套筒38里时，设置在排出口102上的翼116被吸而紧靠着排出口102，以防止空气经过。当流体被迫离开汽缸套筒38时，设置在进入口100上的翼118被迫紧靠着阀门头部件40上的进入口120，以防止流体进入阀门头部件进入口120。衬垫108在汽缸套筒38和阀门头部件40之间提供了密封，以防止流体从汽缸套筒38和阀门头部件40之间漏泄。

阀门头部件40引导流体流向和流出汽缸套筒38。较佳的是，阀门头部件40是由塑料、诸如玻璃纤维增强的聚乙烯对苯二甲酸盐形成，并包括一矩形底座122，底座122具有顶面124、底面126、前面128、后面130和两侧面140。前壁144、后壁146及两侧壁148从底座顶面124沿底座外周向上延伸，形成一空腔150。形成于相对的底座侧面140上把手142包围着前支架抓手64，以便使它固定不动。由底座侧面140朝向把手142延伸的引导延长部分使抓手64适当地对准把手142。对准孔114形成于底座底面126上，以便当组装压缩机10时接纳汽缸套筒上的对准柱112。

形成于阀门头部件40上的进入口120和排出口154引导流体通过底座122。进入口延伸通过底座前壁144，并与形成于汽缸套筒38里的进入口100流体连通。排出口154也延伸通过底座前壁144，并与形成于汽缸套筒38里的排出口102流体连通。

参看图2A和9，压力安全阀156形成阀门头部件40的一整体部分，并调节排出汽缸套筒38的空气的压力。压力安全阀156包括一与底座顶面124形成一体的并向上延伸的凸起部160。凸起部包括一与排出口154流体连通的轴向孔162，以便在阀156打开时提供从排出口154至外界的流体路径。设置在孔162里的一提动头164通过弹簧166反抗排出口154里的流体压力。弹簧166被设置在孔162里的安全阀旋钮168压缩。

参看图9，金属安全阀旋钮168(例如钢、铝或黄铜)压缩弹簧166，以便迫使提动头164抵抗流体并进入阀座158，而阀座158延伸进入排出口154。提动头164和弹簧166防止在预定压力水平以下的流体从排出口154进入孔162。通过使安全阀旋钮168移向或移离提动头164调节对弹簧的压缩可确定流体压力水平，该流体压力水平将迫使提动头164离开阀座158并允许流体通过凸起部160进入外界。

参看图2A，基本上圆柱形的安全阀旋钮168具有顶部170、底部172、外表面174和从顶部170延伸至底部172的轴向通孔176。通孔176给流体通过压力安全阀156至外界提供一通道。较佳的是，旋钮顶部170形成一六角头，以便与一内六角扳手啮合，而旋钮底部172具有一与通孔176共轴的环形凹槽178(见图9)，以便接纳弹簧166的一端。

参看图10，压力安全阀156的组装通过形成于旋钮外表面174上的外侧锯齿螺纹180而被简化。锯齿螺纹180具有略大于凸起部孔内径的外径，以便在螺纹180和凸起部孔162之间提供过盈配合。锯齿螺纹180是具有向上倾斜表面182的楔形，当在其上施加压力而螺纹180没有与凸起部160螺纹啮合时有助于旋钮168插入凸起部孔162。

再参看图2A，较佳的是，圆柱形阀旋钮168具有在旋钮外表面174上的相对的平面区184，它允许凸起部160在组装过程中弯曲，同时维持螺纹180和凸起部160之间的过盈配合。平面区184允许螺纹180和凸起部孔162的过盈直径在尺寸公差方面的较大范围。螺纹180和凸起部孔162之间的过盈配合和凸起部的弯曲提供足够的约束力给旋钮168，以便维持弹簧166和提动头在理想的位置上。旋钮168上的向上倾斜的表面在提动头和弹簧施加一个向外的力的时候通过主动压入凸起部160的壁里而提供额外的保持力。当旋钮168环绕着它的轴线在孔162里转动时，可获得所需的压力设定的进一步调节。转动旋钮168将在凸起部160里切制螺纹，从而提供旋钮在凸起部孔162里的高度调节，以便控制弹簧压缩和所需的压力设定。

参看图1-5，当组装压缩机10时，前后支架20和18被安装在电动机12上，而电动机轴22延伸通过安装在前支架底座表面50里的轴承61。带有偏心销28的偏心组件25与延伸通过轴承61的电动机轴22的端部压配合。连接杆连接端孔30里充填油脂或现有技术中已知的其它润滑剂，然后销子28滑入孔30里。连接杆柱塞端80滑入汽缸套筒38里，而安装有舌阀106的汽缸套筒38在前支架抓手64之间滑动并位于架子66上。将压力安全旋钮168压入形成于压力安全阀凸起部160里的孔162里，然后，前支架抓手64插入阀门头部件40的手柄142里。阀门头部件40被用力推向汽缸套筒38，直至楔啮合表面74与阀门头部件顶面76啮合，使阀门头部件40与汽缸套筒38密封接触。

虽然已经显示和描述了目前考虑到的本发明的较佳实施例，但对于本技术领域的技术人员显而易见的是，在不超出由附后的权利要求书限定的本发明的范围的情况下，还可以作出许多改变和改进。

Claims (7)

1.一种压缩机组件，包括：

一具有一转动轴的电动机；

固定在所述电动机上的支架，所述支架具有垂直于所述轴延伸的抓手，所述抓手具有带啮合表面的端部；

一连接杆，它具有与所述轴偏心连接的连接端，以及一柱塞端；

一汽缸套筒，位于所述抓手之间以接纳所述连接杆柱塞端；

一设置在所述汽缸套筒之上并与所述汽缸套筒密封接触的阀门头部件，它位于所述抓手之间，其中，所述抓手啮合表面使所述阀门头部件与所述汽缸套筒密封接触。

2.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，还包括从所述抓手向内延伸的、以支承所述汽缸套筒的架子，而所述连接杆在所述架子之间延伸。

3.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述抓手由可弯曲的塑料形成，以便在组装所述组件时允许弯曲。

4.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述汽缸套筒包括挡块，以便使所述汽缸套筒位于所述抓手之间。

5.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，所述阀门头部件包括包围着所述抓手的手柄，并偏压所述抓手与所述阀门头部件接触。

6.如权利要求1所述的压缩机组件，其特征在于，对准柱被接纳在对准孔里，以便使所述汽缸套筒相对所述阀门头部件定位。

7.一种组装压缩机组件的方法，包括以下步骤：

将一具有抓手、而抓手垂直于从一电动机上延伸出来的电动机轴的的支架固定在所述电动机上；

将一具有一柱塞端的连接杆偏心安装在所述轴上；

使所述连接杆柱塞端滑入一汽缸套筒里；

使所述汽缸套筒滑入所述抓手之间并紧靠着从所述抓手向内延伸的架子；

使一阀门头部件滑入所述抓手之间并在所述汽缸套筒之上；

所述架子的弯曲作用推动所述汽缸套筒紧靠着所述阀门头部件，从而使所述阀门头部件与所述汽缸套筒密封接触；以及

继续加力，直至所述抓手的端部与所述阀门头部件接触，以便使所述阀门头部件与所述汽缸套筒维持密封接触。

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