CN201539384U - 往复活塞式无油空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及往复活塞式无油空气压缩机，其中压缩机的活塞与连杆采用紧固连接或与连杆为一体制作，活塞被安置在气缸内并作相对于气缸的往复移动和摆动，本实用新型的特色是所述气缸采用偏置结构，即气缸的轴线与曲轴的轴线不相交，由此减少了压缩行程时活塞相对于气缸的偏摆角度，故可减少活塞对气缸的侧压力、拍击强度以及密封环或密封皮碗的磨损量，另外还可减少密封环或密封皮碗的椭圆变形，故可缓解其疲劳状况并减少椭圆缝隙泄漏和气体窜逸产生的尖啸噪声；此外采用封闭式曲轴箱结构、曲轴箱进气消声室、进气通道等结构有效降低了进气噪声及进气反喷噪声，采用排气消声罩减少了排气噪声，可用于制作空气压缩机或气体泵或真空泵或流体泵。

Description

往复活塞式无油空气压缩机

技术领域

本实用新型属于压缩机技术领域，涉及往复活塞式空气压缩机，特别涉及往复活塞式无油空气压缩机。

背景技术

现有空气压缩机中，有一种往复活塞式无油空气压缩机，它包括有气缸、气缸盖、活塞、连杆、曲柄销、曲轴、阀座和曲轴箱，与一般的往复活塞式压缩机有所不同，该类压缩机的活塞与连杆采用的是紧固连接或者为一体制作的结构形式，因此在工作过程中活塞相对于气缸既有往复运动也有摆动运动，由于活塞上配装有用自润性材料制作的密封环或密封皮碗，因此该类压缩机能提供几乎不含油的压缩空气，且曲轴箱无需储存润滑油，因此使用和维护十分便利。

迄今为止，上述压缩机无一例外地采用零偏置气缸结构布局，亦即气缸的轴心线与曲轴的旋转轴心线为垂直相交的结构形式，毋庸置疑，这对于制造及检测来说是方便的。但是，零偏置气缸结构依然存在有不足之处，主要表现在：压缩机的密封环或密封皮碗工作寿命较短，另外压缩机的工作噪声也比较大，究其原因是活塞的压缩行程偏摆角与吸气行程偏摆角为对称分布状态，该结构布局限制其难以兼顾不同设计目标要求的压缩机，具体地说存在有两个弊端：1)零偏置气缸结构不利于那些要求长寿命设计的压缩机，这是由于结构所限使得活塞的压缩行程偏摆角不能做小，换句话说活塞在压缩行程时相对于气缸存在有较大的倾斜角度，这一方面增大了活塞对气缸的侧压作用力，导致密封环或密封皮碗过早磨损，另一方面高气压迫使密封环或密封皮碗在向外胀贴气缸壁面的过程中产生椭圆变形幅值较大，导致密封环或密封皮碗过早疲劳损坏；2)零偏置气缸结构不利于那些要求低噪声设计的压缩机，同样因为活塞压缩行程偏摆角相对较大，结果当压缩机处在压缩行程的高气压背景下，一方面加剧了活塞对气缸的拍击力度，导致较严重的机械撞击噪声，另一方面增加了活塞与气缸之间的椭圆泄漏缝隙，导致压缩气体逸逃而发出尖啸气流噪声。

实用新型内容

针对现有零偏置气缸结构无油空气压缩机存在的不足，本实用新型提出一种往复活塞式无油空气压缩机，目的之一是减少密封环或密封皮碗的磨损和疲劳损坏，以延长压缩机的工作使用寿命；目的之二是缓解活塞对气缸的拍击强度，以降低压缩机的机械敲击噪声；目的之三是减少高压气体穿通椭圆缝隙泄漏而产生的气体逸逃尖啸声，以减少压缩机的气体流动噪声。

本实用新型的目的是这样实现的：

往复活塞式无油空气压缩机，包括：气缸、活塞、连杆、曲轴和曲轴箱，所述气缸的一端连接有气缸盖或阀座、气缸的另一端与曲轴箱连接，所述活塞与连杆采用紧固连接或活塞与连杆为一体制作，活塞被安置在气缸内并相对于气缸作往复运动和摆动运动，活塞上配装有用自润性材料制作的密封环或密封皮碗，其特征在于：所述曲轴的曲轴旋转轴心线相对于气缸的气缸轴心线的偏移距离，形成正偏置气缸结构或负偏置气缸结构，亦即所述气缸的气缸轴心线与所述曲轴的曲轴旋转轴心线不相交。

上述的气缸、活塞、连杆及配件各具有一个或者多个。

上述的活塞为分体式活塞或者为整体式活塞。

上述的曲轴箱为封闭式曲轴箱结构。

上述的曲轴箱构成为曲轴箱进气消声室。

上述的曲轴箱进气消声室通过进气口与外界大气相连通；或者曲轴箱进气消声室通过进气通道及进气口与外界大气相连通。

上述的进气口处设置有进气单向阀；或者在进气通道的出气口处设置有单向阀；或者在进气通道内设置有消声材料或过滤材料。

上述曲轴的曲轴旋转轴心线相对于气缸的气缸轴心线的偏移距离或称气缸偏置量小于或者等于曲轴的旋转半径。

上述的阀座或气缸盖上设置有排气消声罩。

上述活塞的工作顶面、阀座或气缸的工作底面为平面或类平面。

上述的气缸为正位气缸且活塞为斜位活塞；或者所述的气缸为斜位气缸且活塞为正位活塞；或者所述的气缸为斜位气缸且活塞为斜位活塞。

上述活塞的工作顶面、阀座或气缸的工作底面均为球面。

本实用新型相比现有技术突出的优点是：

1、本实用新型采用正偏置气缸结构，可以减少压缩行程时活塞相对于气缸的偏摆角度，使得在压缩行程中活塞的运动更加接近于直线往复运动，一方面可以减少活塞对气缸的侧压力，由此不仅减少了密封环或密封皮碗的磨损量，而且减少了活塞对气缸的拍击强度；另一方面由于压缩行程的椭圆变形幅值得以减小，不仅有利于提高密封环或密封皮碗的抗疲劳强度，而且还可以减少高压气体通过椭圆缝隙的泄漏量，故可以提高压缩机的工作使用寿命、降低压缩机的机械敲击噪声和减少压缩气体逸逃时的尖啸噪声。

2、本实用新型采用负偏置气缸结构，对于那些以追求低噪声设计为主的压缩机来说具有积极意义，这是因为负偏置气缸结构可以减少压缩机压缩行程所对应的曲轴旋转角度，换言之，压缩行程对应的时间缩短或活塞压缩速度变快，由此可减少气体泄漏的时间，而且也可以通过活塞运动的加快所形成的节流效应来减少泄漏量，并可弥补因活塞偏摆角度增大而产生的泄漏损失，故可以降低压缩机高压气体逸逃所产生的尖啸噪声。

3、采用多气缸结构可以在相同排量和相同气缸结构参数的前提下大幅度降低压缩机的工作转速，由此不仅可以减少活塞的平均运动速度而减少密封环或密封皮碗的磨损量，而且各种机械振动和敲击所引发的机械噪声也得以大幅度下降，另外气体的流动速度下降也可以降低压缩机的吸气噪声。

4、本实用新型将曲轴箱由传统开放式结构改为封闭式曲轴箱结构，并形成曲轴箱进气消声室，由此可以屏蔽和吸收从活塞与气缸之间的椭圆泄漏缝隙产生的气体逸逃尖啸气流噪声；通过设置进气单向阀和进气通道，由此可减少进气反喷噪声；通过设置排气消声罩可以降低压缩机脉冲性排气造成的排气噪声。

附图说明

图1是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用正偏置气缸的横断面机构简图；

图2是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用负偏置气缸的横断面机构简图；

图3是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用正偏置气缸且气缸偏置量小于曲轴旋转半径时活塞相对于气缸分别处在上止点、最大吸气行程偏摆角、下止点和最大压缩行程偏摆角等四个极限位置状态的机构运动简图；

图4是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用V型双气缸和双活塞结构的机构运动简图；

图5是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用传统开放式曲轴箱结构的机构运动简图；

图6是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用传统开放式曲轴箱结构的轴测图；

图7是图6所示本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用传统开放式曲轴箱结构的侧视图；

图8是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用封闭式曲轴箱结构的机构运动简图；

图9是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用封闭式曲轴箱结构的轴测图；

图10是图9所示本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用封闭式曲轴箱结构的侧视图；

图11是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用曲轴箱进气消声室和排气消声罩并将进气口开设在曲轴箱上的横剖面图；

图12是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用曲轴箱进气消声室和排气消声罩并采用进气口和进气通道与外界大气相连通的横剖面图；

图13是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用正位气缸及斜位活塞布局的机构运动简图；

图14是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用斜位气缸及正位活塞布局的机构运动简图；

图15是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用斜位气缸及斜位活塞布局的机构运动简图；

图16是本实用新型往复活塞式无油空气压缩机活塞工作顶面、阀座或气缸工作底面为球面结构的机构运动简图。

上述附图中出现的部分字母的含义如下：

O1：曲轴之旋转轴心线，称为曲轴旋转轴心线；

O2：气缸之轴心线，称为气缸轴心线；

O3：连杆大头轴承和曲柄销之轴心线，称为曲柄销轴心线；

e：气缸偏置量，指曲轴旋转轴心线O1距离气缸轴心线O2的距离；

r：曲柄销轴心线O3围绕曲轴旋转轴心线O1的旋转半径，亦称为曲轴旋转半径；

P：阀座或气缸盖工作底面，泛指阀座工作底面(此时仅阀座直接面对活塞工作顶面)、气缸盖工作底面(此时仅气缸盖直接面对活塞工作顶面而阀座被包容在气缸盖内或阀座与气缸盖一体制作)、阀座工作底面与气缸盖工作底面之和(此时阀座及气缸盖同时面对活塞的工作顶面)的各种集合，可简称为工作底面；

Q：活塞工作顶面，指活塞或活塞盖板朝向阀座或气缸盖的那个工作面，可简称为工作顶面；

M：紧固配合面M，指阀座或气缸盖与气缸的紧固配合连接面；

A：活塞工作顶面形心，指当压缩机的工作腔之容积处于最小容积的时候，气缸轴心线O2与活塞工作顶面Q的交汇点，该交汇点允许存在一定的位置度误差，如配合间隙、制造及装配误差、各种变形所导致的位置度偏差；

L：当量连杆长度，指活塞工作顶面形心A与曲柄销轴心线O3的距离，其中A到O3的垂线称之为当量连杆；

α：当量连杆与气缸轴心线O2之压缩行程偏摆角，与活塞相对于气缸的压缩行程偏摆角相等，亦称其为活塞压缩行程偏摆角；

α_max：活塞压缩行程最大偏摆角；

β：当量连杆与气缸轴心线O2之吸气行程偏摆角，与活塞相对于气缸的吸气行程偏摆角相等，亦称其为活塞吸气行程偏摆角；

β_max：活塞吸气行程最大偏摆角；

SR：活塞工作顶面为球面时的球面半径。

具体实施方式

下面以具体实施例对本实用新型作进一步描述：参见图1-16：

往复活塞式无油空气压缩机，它包括：气缸1、气缸盖2、阀座3、活塞4、连杆5、曲柄销6、曲轴7和曲轴箱8，其中所述活塞4与连杆5采用紧固连接或者活塞4与连杆5为一体制作，活塞4上配装有用自润性材料制作的密封环或密封皮碗9，连杆5的大头端通过轴承结构转动地套装在所述曲柄销6上并随曲柄销6一起围绕曲轴7的曲轴旋转轴心线O1转动，活塞4安置在气缸1内并沿气缸轴心线O2的方向作往复运动，显然，由于活塞4与连杆5紧固连为一体，因此活塞4必然存在相对于气缸1的摆动运动；需要说明的是，连杆大头轴承和曲柄销6共轴设置，其轴心线称为曲柄销轴心线O3(允许存在一定的因制造公差、配合间隙和各种变形所引起的同轴度误差)，另外活塞4可以是整体式活塞也可以是分体式活塞，所谓分体式活塞是指活塞4可以由若干部件紧固组装而成，比如采用活塞盖板并通过螺钉将其紧固连接到活塞本体上而构成活塞4，其中密封环或密封皮碗9被所述活塞盖板压紧在活塞本体上；显然，由活塞工作顶面Q、阀座或气缸盖工作底面P以及气缸1的内孔面共同围构成压缩机的工作腔(当然参与围构的还包括有各种阀片及阀片坑、进排气道或气孔、各种密封件等)，当该工作腔的容积处于增大时的过程即为压缩机的吸气行程，而当该工作腔的容积处于缩小时的过程则为压缩机的压缩行程；本实用新型的最大特色在于所述气缸1采用偏置结构，即气缸轴心线O2与所述曲轴旋转轴心线O1不相交，换言之存在不为零的气缸偏置量e，而现有技术中的往复活塞式无油空气压缩机无一例外地采用两轴线垂直正交的结构形式亦即零偏置气缸结构；必须指出的是，本实用新型活塞4上配装的密封环或密封皮碗9采用自润性材料制作，所谓自润性材料包括聚四氟乙烯、充填聚四氟乙烯等等在内的各种现有往复活塞式无油空气压缩机所使用的自润性材料，因此压缩机基本上不消耗润滑油，而且能提供高品质的基本不含油的压缩空气，按照相关标准的规定，本实用新型压缩机归属于无油空气压缩机的范畴，但这并不意味着绝对不含油，因为所用轴承含有一定的润滑油或油脂，在高温状态下仍会有极少量的润滑油蒸发泄漏出来，因此本实用新型压缩机输出的高压空气中允许存在微量的润滑油，可用于制作空气压缩机或气体泵或真空泵或流体泵。

为了更好地阐述本实用新型的技术特点，下面结合附图先介绍几个相关的定义：

1)关于正偏置气缸和负偏置气缸：在压缩机运行至压缩行程过程中且曲轴旋转半径垂直于气缸轴心线O2时，沿曲轴旋转轴心线O1方向进行观察，如果气缸轴心线O2与曲柄销轴心线O3同处在曲轴旋转轴心线O1的同一侧，则称之为正偏置气缸(见图1)，如果气缸轴心线O2与曲柄销轴心线O3分列在曲轴旋转轴心线O1的两侧，则称之为负偏置气缸(见图2)。

2)关于活塞的上止点和下止点：所谓活塞上止点是指当活塞工作顶面形心A处在离曲轴旋转轴心线O1最远时的活塞位置，此时压缩机工作腔的容积处在最小容积状态，在上止点活塞工作顶面形心A、曲柄销轴心线O3和曲轴旋转轴心线O1处于共线状态，见图3(a)；所谓活塞下止点是指当活塞工作顶面形心A处在离曲轴旋转轴心线O1最近时的活塞位置，此时压缩机工作腔的容积处在最大容积状态，在下止点活塞工作顶面形心A、曲柄销轴心线O3和曲轴旋转轴心线O1亦处于共线状态，见图3(c)。

3)关于活塞压缩行程最大偏摆角和活塞吸气行程最大偏摆角：活塞4在压缩行程时当量连杆与气缸轴心线O2的最大夹角α_max，亦是活塞4相对于气缸1的压缩行程最大偏摆角，见图3(d)；活塞4在吸气行程时当量连杆与气缸轴心线O2的最大夹角β_max，亦是活塞4相对于气缸1的吸气行程最大偏摆角，见图3(b)；需要说明的是图3给出的标注是某一个范围尺寸气缸偏置量e的情形，当气缸偏置量e的数值不同时有可能最大夹角α_max和β_max出现在下止点位置上。

4)关于正位气缸、斜位气缸、正位活塞及斜位活塞：所谓正位气缸是指气缸1与阀座3或气缸1与气缸盖2的紧固配合面M中的主体接合平面与气缸轴心线O2处于垂直状态(允许存在一定的制造、装配及各种变形误差)，所谓斜位气缸是指气缸1与阀座3或气缸1与气缸盖2的紧固配合面中的主体接合平面与气缸轴心线O2处于倾斜状态(允许存在一定的制造、装配及各种变形误差)，上述主体接合平面乃指阀座3或气缸盖2与气缸1之紧固配合面M的主要连接平面(允许铺设各种密封垫片、隔热垫片或调整垫片)，它可以是阀座或气缸盖工作底面P的一部分或其延伸部分；所谓正位活塞是指活塞4具有这么一种位姿结构，当活塞工作顶面Q为平面或类平面时，当量连杆与活塞工作顶面Q处于垂直状态，反之当量连杆与活塞工作顶面Q处于不垂直状态时即为所谓的斜位活塞，这里所说的平面或类平面泛指以平面为主体并包容一些其它曲面如倒角、圆角、紧固螺钉沉孔、气阀坑、各种缺陷坑面与隆起面，当然所述平面也允许存在一定的制造、装配以及各种变形所引起的形位误差和尺寸误差。

对于正偏置气缸而言，当气缸偏置量e小于或者等于曲轴旋转半径r时(参见图1和图3)，容易推导出活塞最大压缩行程偏摆角α_max和活塞最大吸气行程偏摆角β_max分别为：

${\mathrm{\α}}_{\max }=\max \{\arcsin \left(\frac{r-e}{L}\right),\arcsin \left(\frac{e}{L-r}\right)\}$

${\mathrm{\β}}_{\max }=\max \{\arcsin \left(\frac{r+e}{L}\right),\arcsin \left(\frac{e}{L-r}\right)\}$

注意到传统的往复活塞式无油空气压缩机亦即零偏置气缸的往复活塞式无油空气压缩机，在基本尺寸r和L相等的前提下，其活塞最大压缩行程偏摆角α_max和活塞最大吸气行程偏摆角β_max为：

${\mathrm{\α}}_{\max }={\mathrm{\β}}_{\max }=\arcsin \left(\frac{r}{L}\right)$

毫无疑问，在气缸偏置量e小于或者等于曲轴旋转半径r时，本实用新型的正偏置气缸往复活塞式无油空气压缩机之活塞压缩行程最大偏摆角可以做得比现有技术中的要小，换句话说正偏置气缸压缩机的活塞4的运动更加接近于直线往复运动，显然这对于减少活塞4对气缸1的侧压力十分有利，由此不仅可以减少密封环或密封皮碗9的磨损量，而且还可以降低活塞4对气缸1的拍击强度，更进一步还能减少密封环或密封皮碗9在压缩行程的摆动过程中的椭圆变形幅值，由此既可以增强其抗疲劳的能力而且还可以减少高压气体通过椭圆缝隙的泄漏量，故本实用新型采用正偏置气缸能提高压缩机的工作寿命、降低压缩机的机械敲击噪声和减少压缩气体逸逃时的尖啸噪声；当然，本实用新型的正偏置气缸往复活塞式无油空气压缩机之活塞吸气行程最大偏摆角比现有技术中的要大，但注意到吸气行程时压缩机的工作腔内的压力很小，因此产生的侧压力也小，另外密封环或密封皮碗9受到的是吸气负压，因此其椭圆变形幅值不大，显而易见，正偏置气缸在吸气行程过程中产生的负面影响并不严重。

对于负偏置气缸而言，当气缸偏置量e小于或者等于曲轴旋转半径时(参见图2)，容易推导出活塞最大压缩行程偏摆角α_max和活塞最大吸气行程偏摆角β_max分别为：

${\mathrm{\α}}_{\max }=\max \{\arcsin \left(\frac{r+e}{L}\right),\arcsin \left(\frac{e}{L-r}\right)\}$

${\mathrm{\β}}_{\max }=\max \{\arcsin \left(\frac{r-e}{L}\right),\arcsin \left(\frac{e}{L-r}\right)\}$

此时活塞4完成一个压缩行程对应的曲轴旋转角度为：

$\mathrm{\π}+\arcsin \left(\frac{e}{L+r}\right)-\arcsin \left(\frac{e}{L-r}\right)$

很明显，活塞压缩行程最大偏摆角α_max比现有技术的活塞压缩行程最大偏摆角要大，这固然对密封环或密封皮碗9的磨损状况不利，但对于那些以追求低噪声设计为主的压缩机来说还是有好处的，这是因为负偏置气缸结构可以减少压缩机压缩行程所对应的曲轴旋转角度，换言之压缩行程对应的时间缩短或活塞4的压缩速度变快，由此可减少气体泄漏的时间，另外活塞4运动加快所形成的节流效应也有利于减少泄漏量，由此可弥补因活塞4偏摆角度增大而产生的泄漏损失，故也能降低压缩机的压缩气体逸逃时的尖啸噪声。

需要说明的是，气缸偏置量e也可以大于曲轴旋转半径r，这种情况仍然有一定的积极意义，不过随着气缸偏置量e的增大其正面效果在变小，而其负面影响却在增大，因此气缸偏置量e大于曲轴旋转半径r的情形只适合应用在某些有特殊要求的场合，比如要求体积非常紧凑的压缩机就可以考虑，因为这时曲柄销6可以非常方便地避让开活塞4甚至避让开气缸1，故具备紧凑设计的条件。

本实用新型往复活塞式无油空气压缩机既可以采用单缸形式也可以采用多缸形式，采用单缸形式时气缸1、气缸盖2、活塞4和连杆5的数量均为一个(如图6和图9所示)，此时气缸1可以是卧式布局也可以是立式布局还可以是斜置式布局，即气缸1的气缸轴心线O2可以是水平、铅垂和倾斜等多种形式，而采用多缸形式时气缸1、气缸盖2、活塞4、连杆5及配件的数量均可以有多个，多缸机以采用两缸形式为最佳，此时气缸1、气缸盖2、活塞4和连杆5的数量均为两个，两缸机的形式可以采用V型气缸布局(如图4所示)和对置气缸布局(图中未示出)，对于直联电机驱动的压缩机来说甚至还可以采用将两套气缸分置在电机两头的结构形式；采用多气缸的好处是，在相同排量、相同气缸尺寸以及活塞行程的前提下压缩机可以采用更低的转速，这样对降低机械噪声、进气噪声和排气噪声均十分有利。

本实用新型往复活塞式无油空气压缩机的曲轴箱8可以采用开放式的曲轴箱结构(如图5、图6和图7所示)，开放式曲轴箱为目前往复式无油空气压缩机采用的结构形式，其特点是压缩机的活塞4、连杆5、曲柄销6和曲轴7处于裸露或半裸露的状态；为了减少运动件所产生的机械噪声的向外辐射量级、同时也为了减少压缩过程中高压气体通过椭圆缝隙泄漏逸逃所产生的尖啸噪声向外辐射的量级，曲轴箱8也可以采用封闭式的曲轴箱结构(如图8、图9和图10所示)，封闭式曲轴箱的特点是曲轴箱8为封闭式的结构(允许存在一定的密封缝隙、运动件配合间隙和各种必要的连接沟通通道)，它可以采用曲轴箱盖11及各种密封垫或密封圈来封闭曲轴箱8，这样压缩机的活塞4、连杆5、曲柄销6和曲轴7将不再呈现对外界裸露或者半裸露的状态，因此上述运动件的机械噪声和气体逸逃的尖啸声将被有效屏蔽掉，需要说明的是曲轴箱盖11可以是一个完整的大构件也可以由若干小的独立的构件所组成；另外，还需要说明的是，无论是采用开放式曲轴箱结构还是封闭式曲轴箱结构，压缩机的进气方式和进气路径均可以与现有技术相仿，比如压缩机在进行吸气行程时，新鲜空气经空滤器10先进入气缸盖2内的过渡空间，然后再经由开设在阀座3上的吸气孔15a并推开吸气单向阀15b进入压缩机的工作腔内，当然，如果气缸盖2直接面对活塞工作顶面Q的话也可以将吸气孔15a直接开设在气缸盖2上。

本实用新型往复活塞式无油空气压缩机采用封闭式曲轴箱结构时，为了能更好地降低进气噪声，可以将那些由曲轴箱8、曲轴箱盖11、气缸1、活塞4以及其他一些相关部件如密封件、轴承等等共同围构的相对封闭的空间做成曲轴箱进气消声室12，所述曲轴箱进气消声室12允许存在一定的密封缝隙、运动件配合间隙和各种必要的连接沟通通道等；需要说明的是，曲轴箱进气消声室12可以通过进气口13与外界大气相连通，进气口13既可以设在曲轴箱盖11上(如图8和图10所示)也可以设置在曲轴箱8的箱体上(如图11和图12所示)还可以同时在曲轴箱盖11及曲轴箱8的箱体上均设置，进气口13既可以外接空气滤清器10也可以不外接空气滤清器、既可以是单孔式结构也可以是多孔式结构还可以是槽缝式或蜂窝式结构，另外，曲轴箱进气消声室12还与压缩机的工作腔相通，它可以通过导气管14连通气缸盖2内的过渡空间后再通过吸气孔15a、吸气单向阀15b与压缩机的工作腔进行沟通(如图9和图10所示)，当然吸气孔15a和吸气单向阀15b可以装设在活塞4上(如图11和图12所示)，此时的进气路径更便捷；不难发现，在吸气行程进行的过程中，曲轴箱进气消声室12的容积受到活塞4的压缩而变小，毫无疑问将会有一部分已经进入到曲轴箱进气消声室12内的空气又被从进气口13之处反喷出来，从而造成脉动性的进气反喷噪声，并且高压气体通过椭圆缝隙泄漏逸逃时产生的尖啸噪声也会从该进气口13向外辐射到外界的大气之中，为此本实用新型通过设置进气单向阀13a或设置具有一定长度和空间的进气通道13b来防止或缓解这一现象，其中进气通道13b的一端为出气口13c，所述出气口13c与曲轴箱进气消声室12相连通，进气通道13b的另一端则与进气口13相接通，所述进气单向阀13a可以设置在进气口13处(如图11所示)、也可以设置在进气通道13b的出气口13c处、当然还可以同时设置在这两处地方(如图12所示)，另外还可以在进气通道13b之内充填一些现有技术中所采用的各种消声材料和过滤材料，包括泡沫、海绵、棉絮、布絮、各种纤维、金属丝或纸芯等等，值得指出的是，进气通道13b可以做成一个长形的通道也可以由若干相互连通的膨胀腔构成，毋庸置疑通过上述措施将能很好地解决高压气体通过椭圆缝隙泄漏逸逃时产生的尖啸噪声和进气反喷噪声。

本实用新型因为采用偏置气缸的结构方案，因此有可能改变压缩机的压缩排气过程，比如当采用负偏置气缸结构方案时或采用气缸偏置量e大于曲轴旋转半径r时，压缩机的压缩行程所花费的时间相对于吸气行程所花费的时间要短，此时压缩气体经由排气孔16a和排气单向阀16b排出的高压气体产生的脉动冲击可能会变得剧烈，为了降低由此引发的排气单向阀16b击打阀座3而发出的机械撞击噪声，特别地在阀座3上紧固连接有排气消声罩17a(如图11和图12所示)，所述排气消声罩17a将排气单向阀16b围罩在其内，并形成排气消声腔17b，所述排气消声腔17b被围罩在气缸盖2之内并通过通孔17c与气缸盖2的排气过渡室连通，其中通孔17c的数量可以是一个也可以是多个、可以是圆孔或扁孔或其他异形孔、可以开设在排气消声罩17a上也可以开设在阀座3或气缸盖2上，由排气消声腔17b和排气过渡室可以构成两级乃至多级膨胀消声结构，故可降低排气噪声，更为重要的是排气消声罩17a将那些从排气口16a冲出的脉冲性高压气体进行了屏蔽式的拦截，从而避免其对气缸盖2的本体产生直接冲击，故能有效减少排气冲击噪声。

本实用新型往复活塞式无油空气压缩机可以有多种结构形式的气缸1与活塞4的组合：第一种组合是采用正位气缸配斜位活塞(如图13所示)，第二种组合是采用斜位气缸配正位活塞(如图14所示)，第三种组合是采用斜位气缸配斜位活塞(如图15所示)，第四种组合是采用球顶气缸配球顶活塞(如图16所示)；需要说明的是，所谓球顶气缸和球顶活塞是指活塞4的工作顶面Q为球形结构、相应地阀座或气缸盖的工作底面P也为球形结构，其中球形结构不要求必须采用完整的球面，它们之间允许存在一定的间隙以防在上止点时发生撞击，球顶活塞的球面半径SR最好与气缸的缸孔半径相配，采用球形结构的好处是能较好地消除活塞4与气缸1之间的椭圆缝隙，可以减少泄漏和因泄漏而引发的尖啸气体噪声。

上述实施例仅为本实用新型的若干个较佳实施例，而并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的各种等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.往复活塞式无油空气压缩机，它包括：气缸、活塞、连杆、曲轴和曲轴箱，所述气缸的一端连接有气缸盖或阀座、气缸的另一端与曲轴箱连接，所述活塞与连杆采用紧固连接或者活塞与连杆为一体制作，活塞被安置在气缸内并相对于气缸作往复运动和摆动运动，活塞上配装有用自润性材料制作的密封环或密封皮碗，其特征在于：所述曲轴的曲轴旋转轴心线相对于气缸的气缸轴心线的偏移距离，形成正偏置气缸结构或负偏置气缸结构。

2.根据权利要求1所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述的气缸、活塞、连杆及配件各具有一个或者多个。

3.根据权利要求2所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述的活塞为分体式活塞或者为整体式活塞。

4.根据权利要求3所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述的曲轴箱为封闭式曲轴箱结构。

5.根据权利要求4所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述的曲轴箱构成为曲轴箱进气消声室。

6.根据权利要求5所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述的曲轴箱进气消声室通过进气口与外界大气相连通；或者曲轴箱进气消声室通过进气通道及进气口与外界大气相连通。

7.根据权利要求6所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：在所述的进气口处设置有进气单向阀；或者在进气通道的出气口处设置有单向阀；或者在进气通道内设置有消声材料或过滤材料。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述曲轴的曲轴旋转轴心线相对于气缸的气缸轴心线的偏移距离小于或等于曲轴的旋转半径。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述的阀座或气缸盖上设置有排气消声罩。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述活塞的工作顶面、阀座或气缸的工作底面为平面或类平面。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述的气缸为正位气缸且活塞为斜位活塞；或者所述的气缸为斜位气缸且活塞为正位活塞；或者所述的气缸为斜位气缸且活塞为斜位活塞。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的往复活塞式无油空气压缩机，其特征在于：所述活塞的工作顶面、阀座或气缸的工作底面均为球面。

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