CN213419285U - 二维活塞式空气增压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二维活塞式空气增压器，二维活塞式空气增压器设置出气单向阀、进气单向阀及增压单向阀，活塞有杆腔容积被压缩至最小状态后活塞继续运动，有杆腔容器增大，无杆腔容积减小，进气单向阀关闭，增压单向阀打开，增压后的气体通过增压单向阀进入有杆腔，由于无杆腔与有杆腔的压缩比不同，气体压力经过一级压缩后压力增大，活塞向另一个方向运动，有杆腔容积开始减小，有杆腔内的气体被压缩，实现气体的二次增压。本实用新型的空气增压器不需要考虑活塞相对于缸体的周向方位，大大简化了活塞缸的结构，且装配极其简单，解决了目前的二维活塞式空气增压器在活塞与缸体上相匹配的气道提高压力造成的空压机生产效率低的技术问题。

Description

二维活塞式空气增压器

技术领域

本实用新型涉及二维活塞式空气增压器。

背景技术

空气增压器在工业生产中广泛应用，在一些安装位置狭小、安装环境恶劣的地方，通常使用微型压缩机，微型压缩机的压力普遍较低，通常为1MPa以内。受限于微型压缩机的压力难以提升，影响设备的总体性能。

申请公布号为CN111059016A、申请公布日为2020.04.24的中国专利申请公开了一种惯性力平衡二维活塞式空压机，包括缸体和固定在缸体上的连接板，缸体内设置有活塞，活塞的一侧设置活塞轴，活塞轴上设置有平衡导轨，活塞轴上可以轴向滑动装配有活塞轴套，缸体还设置有十字支撑杆，两组滚轮组件通过导轨的约束固定在十字支撑杆上，并且周向上呈九十度错开安装，导轨与平衡导轨的一端是相同形状的等加等减速曲面且周向错开90度相角，平衡导轨、活塞轴套组成的平衡转子的质量和等于导轨、活塞组成的转子的质量和，导轨带动转子运动时，平衡导轨周向同向，轴向反向运动，抵消转子轴向产生的惯性力。这种空压机采用平衡导轨机构，抵消了活塞轴向上往复运动产生的惯性力，减小了振动，容易实现高速高压。

上述二维活塞式空气增压器为了进一步提高压力，在缸体和活塞上设有相配合的配流槽，通过活塞的旋转运动配气，提高空压机的压力。由于活塞相对缸体旋转运动，同时相对缸体轴向运动，在活塞和缸体上设置配流槽位置不容易保证，加工难度较大，并且对活塞与缸体的装配初始位置有很高的要求，进而造成空压机生产效率低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二维活塞式空气增压器，用于解决目前的二维活塞式空气增压器在活塞与缸体上相匹配的气道提高压力造成的空压机生产效率低的技术问题。

本实用新型的二维活塞式空气增压器采用如下技术方案：

二维活塞式空气增压器包括：

活塞缸，内设有活塞腔；

活塞，设置在活塞缸内，将活塞腔分隔为有杆腔和无杆腔；

活塞杆，连接在活塞上伸出活塞缸；

轨道滚轮传动机构，包括传动轴、轨道、滚轮、滚轮架，滚轮转动装配在滚轮架上，轨道上设有轨道曲面；

轨道与活塞缸固定，滚轮架与活塞杆固定，传动轴带动滚轮架转动，或者轨道与活塞杆固定，滚轮架与活塞缸固定，传动轴带动轨道转动；

轨道曲面与滚轮配合带动活塞杆往复移动；

所述有杆腔与活塞缸的活塞缸出气口相通，无杆腔与活塞缸的活塞缸进气口相通；

有杆腔与活塞缸出气口相通的通路上设有出气单向阀，无杆腔与活塞缸进气口相通的通路上设有进气单向阀；

活塞上或者活塞缸上设有供气体从无杆腔进入有杆腔的增压单向阀。

本实用新型的有益效果：通过出气单向阀、进气单向阀及增压单向阀的设置，活塞在轨道滚轮传动机构作用下往复运动同时旋转运动，有杆腔容积被压缩至最小状态后活塞继续运动，有杆腔容器增大，无杆腔容积减小，进气单向阀关闭，增压单向阀打开，增压后的气体通过增压单向阀进入有杆腔，由于无杆腔与有杆腔的压缩比不同，无杆腔内气体被压缩后进入有杆腔，气体压力经过一级压缩后压力增大，无杆腔容器被压缩至最小值后，活塞向另一个方向运动，有杆腔容积开始减小，有杆腔内的气体被压缩，实现气体的二次增压。与目前的在缸体上设置配流槽相比，本实用新型的空气增压器不需要考虑活塞相对于缸体的周向方位，大大简化了活塞缸的结构，且装配极其简单，解决了目前的二维活塞式空气增压器在活塞与缸体上相匹配的气道提高压力造成的空压机生产效率低的技术问题。

进一步的，所述活塞缸包括缸体和缸盖，活塞腔包括大径段和小径段，所述缸盖与小径段轴向端部壁面相对并封堵所述大径段，所述大径段始终处于无杆腔内，所述活塞与小径段滑动密封配合，所述大径段的腔壁上开设有与活塞缸进气口相通的腔壁进气口，小径段的轴向端部壁面上开设有与活塞缸出气口相通的腔壁出气口，出气单向阀设置在腔壁出气口处，进气单向阀设置在腔壁进气口处

有益效果：缸盖的设置方便进气单向阀和出气单向阀的安装，大径段提供进气单向阀的安装空间。

进一步的，所述缸体上设有增压通道，增压通道两端的开口分别为设置在有杆腔腔壁上的有杆腔增压口和设置在无杆腔腔壁上的无杆腔增压口，增压通道连通大径段和小径段，所述增压单向阀设置在增压通道内。

有益效果：增压通道连通大径段和小径段能够最大限度的压缩气体。

进一步的，所述腔壁进气口朝向缸盖设置。

有益效果：方便腔壁进气口的加工，提高加工效率，进气单向阀安装也更方便。

进一步的，无杆腔增压口与腔壁进气口均处于大径段与小径段之间的台阶面上并朝向所述缸盖。

有益效果：两开口朝向缸盖，方便加工，提高加工效率。

进一步的，所述有杆腔增压口处于小径段的轴向端部壁面上并朝向所述缸盖。

有益效果：有杆腔增压口朝向缸盖，方便加工，提高加工效率。

进一步的，无杆腔增压口和有杆腔增压口均朝向所述缸盖，所述无杆腔增压口和有杆腔增压口处均设置有所述增压单向阀。

有益效果：方便增压单向阀的安装。

进一步的，所述缸体上设有增压通道，增压通道两端的开口分别为设置在有杆腔腔壁上的有杆腔增压口和设置在无杆腔腔壁上的无杆腔增压口，无杆腔增压口和有杆腔增压口处均设置有所述增压单向阀。

有益效果：双增压单向阀防止气体回流的效果更好。

进一步的，所述进气单向阀为膜片式单向阀。

有益效果：膜片式单向阀结构简单，成本低。

附图说明

图1是本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例1中的结构示意图（隐藏增压器外壳）；

图2是本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例1中的剖视图；

图3是本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例1中的两个轨道与活塞杆的装配结构示意图；

图4是本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例1中的活塞腔内部结构示意图；

图5是本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例1中进气单向阀的结构示意图；

图6是本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例1中出气单向阀的结构示意图；

图中：1-活塞缸；2-活塞；3-活塞杆；4-滚轮；5-第一轨道；6-第二轨道；7-滚轮架；8-传动轴；9-拨叉；10-直线轴承；11-有杆腔；12-无杆腔；13-活塞缸出气口；14-出气通道；15-活塞缸进气口；16-进气通道；17-腔壁出气口；18-腔壁进气口；19-有杆腔增压口；20-无杆腔增压口；21-大径段；22-小径段；23-缸体；24-缸盖，25-出气单向阀；26-进气单向阀；27-阀体；28-锥形阀芯；29-压紧弹簧；30-固定螺钉；31-压片；32-膜片。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例1：

如图1至图4所示，二维活塞式空气增压器包括活塞缸1和设置在活塞缸1内的活塞2，活塞2上固定连接有活塞杆3，活塞杆3伸出活塞缸1，活塞杆3伸出活塞缸1的部分连接有轨道滚轮传动机构，轨道滚轮传动机构为现有技术，本实施例中仅就相关的结构简单介绍。其他实施例中，轨道滚轮传动机构也可以是申请公布号为CN111059016A中公开的轨道滚轮传动机构。

轨道滚轮传动机构包括两个轨道和四个滚轮4，两个轨道分别为第一轨道5和第二轨道6，第一轨道5和第二轨道6上均设有轨道曲面，两个轨道的轨道曲面相对设置，四个滚轮4成对设置，其中成对的两个滚轮4同轴，滚轮4均转动装配在滚轮4架上，本实施例中滚轮架7固定在活塞缸1上，两个轨道与活塞杆3通过销钉固定，第一轨道5和第二轨道6在活塞杆3延伸方向上处于两对滚轮4的相对两侧。

轨道滚轮传动机构还包括传动轴8，本实施例中，传动轴8上一体设置有拨叉9，拨叉9与第一轨道5止转配合且拨叉9与第一轨道5在活塞杆3延伸方向上滑动配合，以使传动轴8上的拨叉9与第一轨道5能够在活塞杆3延伸方向上相对往复移动。为了保证配合精度，本实施例中拨叉9与第一轨道5之间设置有直线轴承10。

本实施例中的轨道滚轮传动机构运行时，通过动力源驱动传动轴8转动，传动轴8通过拨叉9带动第一轨道5旋转，第一轨道5与活塞杆3固定，通过活塞杆3带动第二轨道6旋转，两个轨道旋转的过程中与四个滚轮4相对作用，由于四个滚轮4的位置不动，在滚轮4的作用下两个轨道带动活塞杆3在活塞杆3的延伸方向上往复运动，同时活塞杆3在传动轴8的带动下做旋转运动，同时带动活塞缸1内的活塞2也同步进行旋转运动和直线往复运动。

本实施例中活塞缸1内有活塞腔，活塞2将活塞腔分隔为有杆腔11和无杆腔12，其中有杆腔11与活塞缸1的活塞缸出气口13通过出气通道14相通，无杆腔12与活塞缸进气口15通过进气通道16相通，出气通道14在有杆腔11腔壁上的开口为腔壁出气口17，进气通道16在无杆腔12腔壁上的开口为腔壁进气口18。

为了简化活塞缸1的结构，本实施例中，活塞缸1的腔壁出气口17处设置有出气单向阀25，腔壁进气口18处设置有进气单向阀26。如图5和图6所示，进气单向阀为膜片式单向阀，出气单向阀为锥阀，锥阀的阀体27固定在腔壁出气口17处，阀体27内设置锥形阀芯28和对锥形阀芯施加弹力的压紧弹簧29，在压紧弹簧29的作用下锥形阀芯封堵阀体上的阀口。膜片式单向阀包括固定螺钉30、压片31和膜片32，膜片在固定螺钉和压片的作用下固定在腔壁进气口处，进气通道内压力变大后，膜片变形打开腔壁进气口。

活塞缸1上还设有增压通道，增压通道连通有杆腔11和无杆腔12，增压通道内设置有增压单向阀，增压单向阀供气体从无杆腔12进入有杆腔11。增压通道两端的开口分别为设置在有杆腔11腔壁上的有杆腔增压口19和设置在无杆腔12腔壁上的无杆腔增压口20。

本实施例中，活塞腔包括大径段21和小径段22，大径段21始终处于无杆腔12内，活塞2与小径段22滑动密封配合，腔壁进气口18设置在大径段21的腔壁上，腔壁出气口17设置在小径段22的腔壁上。

本实施例中活塞缸1包括缸体23和缸盖24，缸盖24通过螺栓可拆固定在缸体23上，缸盖24封堵活塞腔的大径段，方便活塞2和活塞杆3的安装。本实施例中，腔壁进气口18、腔壁出气口17、有杆腔增压口19、无杆腔增压口20均朝向缸盖24设置，方便开口的加工。

本实施例中，增压单向阀设置两个，两个增压单向阀分别设置在增压通道的两个开口处。设置在有杆腔增压口处的为膜片式单向阀，结构与腔壁进气口处的膜片式单向阀结构相同，设置在无杆腔增压口处的为锥阀，结构与腔壁出气口处的锥阀结构相同。

无杆腔增压口与腔壁进气口均处于大径段与小径段之间的台阶面上。大径段为无杆腔增压口和腔壁进气口处的单向阀提供安装需要的空间。其他实施例中，本实施例中涉及的单向阀还可以使用球阀。

本实用新型的二维活塞式空气增压器在工作时，传动轴8带动活塞杆3转动的同时带动活塞杆3往复运动，活塞杆3往复运动的过程中带动活塞2往复运动，如图所示，有杆腔11容积被压缩至最小状态，活塞2继续运动，有杆腔11容器增大，无杆腔12容积减小，进气单向阀关闭，两个增压单向阀打开，增压后的气体通过增压单向阀进入有杆腔11，由于无杆腔12与有杆腔11的压缩比不同，无杆腔12内气体被压缩后进入有杆腔11 ，气体压力经过一级压缩后压力增大，无杆腔12容器被压缩至最小值后，活塞2向另一个方向运动，有杆腔11容积开始减小，有杆腔11内的气体被压缩，实现气体的二次增压，增压单向阀关闭，出气单向阀打开，增压后的气体排出，完成一个循环排气。

本实用新型的二维活塞式空气增压器充分利用了活塞行程，使活塞在轴向运动过程中同时实现了有杆腔压缩无杆腔膨胀或有杆腔膨胀无杆腔压缩，实现活塞的双作用，使结构大大简化，有利于空气增压器的小型化。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例2，本实施例中的二维活塞式空气增压器的结构与上述具体实施例1中的区别仅在于，本实施例中增压通道设置在活塞上，增压单向阀设置在活塞上。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例3，本实施例中的二维活塞式空气增压器的结构与上述具体实施例1中的区别仅在于，本实施例中的轨道滚轮传动机构中，轨道与活塞缸固定，滚轮架与活塞杆固定。比如可以参考申请公布号为CN109209819A中公开的轨道滚轮传动机构形式，具体不再详细展开。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例4，本实施例中的二维活塞式空气增压器的结构与上述具体实施例1中的区别仅在于，本实施例中增压单向阀仅设置一个。其他实施例中，增压单向阀也可以设置在增压通道中间，而不是设置增压通道的两端开口位置。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例5，本实施例中的二维活塞式空气增压器的结构与上述具体实施例1中的区别仅在于，本实施例中活塞腔为等截面腔，此时无杆腔的腔壁进气口设置在缸盖上。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例6，本实施例中的二维活塞式空气增压器的结构与上述具体实施例1中的区别仅在于，本实施例中无杆腔增压口也设置在小径段22的腔壁上。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例7，本实施例中的二维活塞式空气增压器的结构与上述具体实施例1中的区别仅在于，无杆腔增压口与腔壁进气口均处于缸盖上。

本实用新型二维活塞式空气增压器的具体实施例8，本实施例中的二维活塞式空气增压器的结构与上述具体实施例1中的区别仅在于，有杆腔增压口与腔壁出气口均处于小径段径向延伸的壁面上。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.二维活塞式空气增压器，包括：

活塞缸，内设有活塞腔；

活塞，设置在活塞缸内，将活塞腔分隔为有杆腔和无杆腔；

活塞杆，连接在活塞上伸出活塞缸；

轨道滚轮传动机构，包括传动轴、轨道、滚轮、滚轮架，滚轮转动装配在滚轮架上，轨道上设有轨道曲面；

轨道与活塞缸固定，滚轮架与活塞杆固定，传动轴带动滚轮架转动，或者轨道与活塞杆固定，滚轮架与活塞缸固定，传动轴带动轨道转动；

轨道曲面与滚轮配合带动活塞杆往复移动；

其特征在于，

所述有杆腔与活塞缸的活塞缸出气口相通，无杆腔与活塞缸的活塞缸进气口相通；

有杆腔与活塞缸出气口相通的通路上设有出气单向阀，无杆腔与活塞缸进气口相通的通路上设有进气单向阀；

活塞上或者活塞缸上设有供气体从无杆腔进入有杆腔的增压单向阀。

2.根据权利要求1所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，所述活塞缸包括缸体和缸盖，活塞腔包括大径段和小径段，所述缸盖与小径段轴向端部壁面相对并封堵所述大径段，所述大径段始终处于无杆腔内，所述活塞与小径段滑动密封配合，所述大径段的腔壁上开设有与活塞缸进气口相通的腔壁进气口，小径段的轴向端部壁面上开设有与活塞缸出气口相通的腔壁出气口，出气单向阀设置在腔壁出气口处，进气单向阀设置在腔壁进气口处。

3.根据权利要求2所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，所述缸体上设有增压通道，增压通道两端的开口分别为设置在有杆腔腔壁上的有杆腔增压口和设置在无杆腔腔壁上的无杆腔增压口，增压通道连通大径段和小径段，所述增压单向阀设置在增压通道内。

4.根据权利要求2所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，所述腔壁进气口朝向缸盖设置。

5.根据权利要求3所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，无杆腔增压口与腔壁进气口均处于大径段与小径段之间的台阶面上并朝向所述缸盖。

6.根据权利要求3所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，所述有杆腔增压口处于小径段的轴向端部壁面上并朝向所述缸盖。

7.根据权利要求3所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，无杆腔增压口和有杆腔增压口均朝向所述缸盖，所述无杆腔增压口和有杆腔增压口处均设置有所述增压单向阀。

8.根据权利要求2所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，所述缸体上设有增压通道，增压通道两端的开口分别为设置在有杆腔腔壁上的有杆腔增压口和设置在无杆腔腔壁上的无杆腔增压口，无杆腔增压口和有杆腔增压口处均设置有所述增压单向阀。

9.根据权利要求2-7任意一项所述的二维活塞式空气增压器，其特征在于，所述进气单向阀为膜片式单向阀。

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