CN1415053A - 具有内部黄油集贮区和泄放孔的连接杆 - Google Patents

Abstract

一种用于柱塞压缩机的连接杆(34)包括一大致垂直取向的杆部(78)，该杆部具有一柱塞端和一连接端(82)。形成于连接端(82)的一盲孔(30)接纳偏心安装在一轴(22)上的销子(28)，这样，轴的转动使杆部往复运动。一形成于孔的内侧端的泄放孔(204)在组装时允许孔里的空气排出。当在孔里放置润滑剂时，泄放孔(204)的形状限制过量的润滑剂排出。

Description

具有内部黄油集贮区和泄放孔的连接杆

交叉参考相关的申请

本申请是1999年11月23提交的美国专利申请第09/447,405号的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及柱塞泵和压缩机，特别涉及用于柱塞泵和压缩机的具有内部黄油集贮区的连接杆。

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零件连接的连接端。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。在一种现有技术的压缩机里，连接杆端部包括一球轴承，作为杆和偏心零件之间的界面。在现有技术的另一种形式里，杆不包括球轴承。取而代之的是，一从偏心零件突出的销子被滑动插入连接端的一孔里。这种设计依赖在孔里的销子的自由转动。

该孔较佳的是具有一基本上等于销子外径的内径，以避免咯咯作响。在该组件里提供某种形式的润滑，以便提高孔的寿命。通常使用的润滑方法包括饱浸油毡绳，它与销子侧面接触，这种接触是通过杆端部侧面的小孔发生的。孔的润滑是通过毛细管作用从油绳抽吸油进入孔的方式实现的。由于油绳干燥、油绳在操作过程中移位或不能令人满意的毛细管润滑等问题，这种设计构思已被证明是不可靠的。因此，需要一种容易组装并可靠地润滑孔里的销子的方式。

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适当的零件有较大公差的机会，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。

附图的简要说明

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；

图11是另一种摆动柱塞的前视图；

图12是沿图11中的12-12线的剖视图；以及

图13是沿图12中的13-13线的详细的剖视图。

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互相固定并分别固定在叠片铁芯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上的孔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，它们与作为阀门头部件40一整体部分形成的掣子76啮合。楔72引导在抓手64之间的阀门头部件40，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，并包括一大致垂直取向的、具有一连接端82的杆部78。连接块32作为连接端82的一整体部分形成，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里的黄油和空气提供一漏泄路径。较佳的是，凹槽84里还保存着黄油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形成有在杆部上的、与连接端82相反的一端上的一柱塞端80。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(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40之间，以便沿着通过压缩机10的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28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上的把手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120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里充填黄油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。

图11-13显示的另一种摆动柱塞36′包括一具有孔30′的连接块32′。孔30′部分通过连接块32′形成，以便轴颈连接偏心安装的销子28。参看图13，孔30′形成有封闭的内侧端200和相对的敞开端202。

在将销子28滑入孔30′之前在孔的敞开端202里放置润滑剂、诸如黄油。销子28向孔的内侧端200推动一部分润滑剂，而其余的润滑剂随着销子28滑入孔30′而沿销子的长度散开。当然，也可提供诸如上述实施例所述的一凹槽，以便沿销子长度连续提供润滑剂。

在连接块32′里形成一泄放孔204，它与孔内侧端200流体连通。泄放孔204通过销子28给存留在孔30′里的空气和黄油提供一漏泄路径，以便允许销子28容易地插入孔敞开端202。较佳的是，泄放孔204具有比孔直径B小的直径A，以防止过量的润滑剂通过泄放孔204从孔30′里泄漏。最好是，泄放孔直径A不大于孔直径B的一半。

较佳的是，通过提供具有比孔直径B小的直径A的泄放孔204，当销子28滑入孔30′时，润滑剂不容易被推出孔30′。较小直径的泄放孔204将限制流体流动经过。较佳的是，这种限制允许无粘性的流体、诸如气体比较粘的流体、诸如黄油更容易通过泄放孔204。结果，当销子28插入时，将比从头到尾通过连接块32′形成不变直径的孔30′有更多的黄油存留在孔30′里。

一形成于孔30′内侧端200处的集贮区206包含从孔30′里挤出的润滑剂。集贮区206与泄放孔204流体连通，并当销子28插入孔30′里时接纳润滑剂，同时让空气通过泄放孔204排出。较佳的是，集贮区206从孔内侧端200轴向延伸至泄放孔204，并从孔直径B缩小至泄放孔直径A，这样，从孔30′至泄放孔24形成一光滑过渡，以避免可收集空气的凹坑。

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 (19)

1.一种用于往复式柱塞装置的连接杆，包括：

一杆部，它具有一连接端；

一具有孔直径的孔，它形成于所述连接端，以接纳被偏心安装在一轴上的销子，所述销子与所述孔轴颈连接，这样，轴的转动使所述杆部往复运动；以及

一形成于所述连接端里的泄放孔，它与所述孔的一端流体连通，以便当所述销子插入时给存留在所述孔里的空气提供一泄漏路径，所述泄放孔具有比所述孔直径小的直径。

2.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，还包括设置在所述孔里的润滑介质。

3.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，所述孔仅部分地轴向延伸通过所述连接端，其中，形成一集贮区以接纳和包含在所述泄放孔和所述孔之间的润滑介质。

4.如权利要求3所述的连接杆，其特征在于，所述集贮区从所述孔的端部轴向延伸至所述泄放孔，并从所述孔直径缩小至所述泄放孔直径。

5.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，还包括形成于所述孔里的一轴向凹槽。

6.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，所述孔形成于一连接块里，而所述连接块作为所述连接端一整体部分形成。

7.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，所述杆部包括一与所述连接端相反的柱塞端。

8.如权利要求7所述的连接杆，其特征在于，还包括安装在所述柱塞端的密封件。

9.如权利要求7所述的连接杆，其特征在于，所述柱塞端与所述连接杆一体形成。

10.如权利要求1所述的连接杆，其特征在于，所述泄放孔与所述孔同轴。

11.一种用于往复式柱塞装置的连接杆，包括：

一具有一连接端的杆部；

一形成于所述连接端的、以接纳偏心安装在一轴上的销子的孔，所述销子与所述孔轴颈连接，这样，轴的转动使所述杆部往复运动；以及

一形成于所述孔里的轴向凹槽，所述凹槽向所述销子敞开，以便当所述连接杆往复运动时涂抹所述销子的表面。

12.如权利要求11所述的连接杆，其特征在于，还包括设置在所述孔里的润滑介质。

13.如权利要求12所述的连接杆，其特征在于，所述孔仅部分地轴向延伸通过所述连接端，其中，形成一集贮区以接纳和包含润滑介质。

14.如权利要求12所述的连接杆，其特征在于，所述孔仅部分地轴向延伸通过所述连接端，其中，当销子插入时，过量的润滑介质从所述孔通过所述凹槽排出。

15.如权利要求12所述的连接杆，其特征在于，所述凹槽沿所述孔的整个长度延伸。

16.如权利要求11所述的连接杆，其特征在于，所述孔形成于一连接块里，而所述连接块作为所述连接端一整体部分形成。

17.如权利要求11所述的连接杆，其特征在于，所述杆部包括一与所述连接端相反的柱塞端。

18.如权利要求17所述的连接杆，其特征在于，还包括安装在所述柱塞端的密封件。

19.如权利要求17所述的连接杆，其特征在于，所述柱塞端与所述连接杆一体形成。

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