CN214836957U - 一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，包括曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构位于曲轴箱内，所述曲柄连杆机构包括一体式连杆、偏心传动连杆组件，所述一体式连杆的两端分别安装活塞，所述一体式连杆与偏心传动连杆组件转动连接，所述偏心传动连杆组件与驱动电机的主轴连接，以将驱动电机的旋转运动转化为一体式连杆的直线往复平动运动。本实用新型通过一体式连杆和偏心传动连杆组件的设置，偏心传动连杆组件将驱动电机的旋转运动转化为一体式连杆的直线平动运动，让活塞在工作过程中的摆动转变为直动的平动运动，从而避免了活塞环压缩量的变化，即避免了加速磨损、偏磨问题及泄漏变大的问题。

Description

一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机

技术领域

本实用新型涉及空气压缩机技术领域，具体涉及一种一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机。

背景技术

空气压缩机作为一种将原动的机械能转换成气体压力能的装置，通过容积的改变或者离心力来实现空气压力的提升。现阶段传统型式的活塞式无油空气压缩机，多采用摇摆活塞式结构设计即WOB-L，该类型的空气压缩机在压缩及吸气行程中活塞会存在摆动，这会导致诸多的问题，一是活塞环(皮碗状结构)的压缩量会产生周期性的变化，一方面这会导致活塞环的加速磨损及偏磨问题，另一方面随着偏磨的发生，高压工况下活塞环的泄漏会随着磨损二逐渐变大；另一方面由于活塞的摆动，为了避免顶缸的发生，其行程是不完全的，也就是说空气压缩机的余隙较大，从而导致空气压缩机的效率较低；此外，由于活塞的摆动，摆动角度过大或导致严重的泄漏与偏磨，为了控制摆动角度，在连杆尺寸一定的情况下，活塞的行程较小，为了提高行程，只能增大连杆的尺寸，从而导致空气压缩机过大、过重的问题。对于水平对置双活塞无油空气压缩机，现阶段多采用的是将单活塞式的曲轴连杆及活塞组件进行轴向叠加的方式，该设计方案的问题一是随着曲轴连杆及活塞组件的叠加，可动零部件的重量也在叠加，因而空气压缩机运行过程中的惯性力也在成倍的增加，从而导致空气压缩机的振动烈度也会变大；二是由于叠加的曲轴连杆及活塞组件不在一个平面内，随之会产生额外的力偶矩，也会导致空气压缩机的振动烈度的增加。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，包括曲轴箱、驱动电机，所述曲轴箱与驱动电机上的法兰盘固定连接，还包括曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构位于曲轴箱内，所述曲柄连杆机构包括一体式连杆、偏心传动连杆组件，所述一体式连杆的两端分别安装活塞，所述一体式连杆与偏心传动连杆组件转动连接，所述偏心传动连杆组件与驱动电机的主轴连接，以将驱动电机的旋转运动转化为一体式连杆的直线往复平动运动，所述曲轴箱内的两端分别固定气缸，所述活塞位于相邻的气缸内并与其配合，以在水平直线往复运动下完成压缩和吸气过程。

优选的是，所述一体式连杆为双层的中空结构，所述一体式连杆一端的中空位置固定活塞销，所述偏心传动连杆组件位于一体式连杆上的中空位置内并与活塞销转动连接。

在上述任一方案中优选的是，所述一体式连杆、活塞和偏心传动连杆组件的水平中心线均在同一平面上。

在上述任一方案中优选的是，所述偏心传动连杆组件包括传动连杆、大头端轴承、小头端轴承、偏心器，所述传动连杆的小头端通过小头端轴承与活塞销转动连接，所述传动连杆的大头端通过大头端轴承与偏心器转动连接，所述偏心器固定在驱动电机的主轴上，所述偏心器为偏心盘或曲轴结构。

在上述任一方案中优选的是，当偏心器为偏心盘时，所述偏心盘上设有偏心安装孔，所述偏心安装孔固定套在驱动电机的主轴上，所述偏心盘安装在大头端轴承的内圈以与传动连杆的大头端形成转动连接；当偏心器为曲轴时，所述曲轴呈Z字形结构，且包括主轴端与连杆端，所述主轴端套接在所述驱动电机的主轴上，所述连杆端固定连接在所述大头端轴承的内圈。

在上述任一方案中优选的是，所述一体式连杆一端的活塞为主动活塞，另一端的活塞为从动活塞，所述活塞销位于一体式连杆上安装主动活塞的一端，所述主动活塞为空心桶状结构，且其开口指向一体式连杆，所述主动活塞的长度大于从动活塞的长度，所述主动活塞和从动活塞的中心部位关于一体式连杆的中心对称。

在上述任一方案中优选的是，所述主动活塞包括主动塞体和主动活塞环，所述主动塞体与一体式连杆的一端固定，所述主动塞体上设有主动活塞安装槽，所述主动活塞安装槽内安装与气缸配合的主动活塞环，所述从动活塞包括从动塞体和从动活塞环，所述从动塞体与一体式连杆的另一端固定，所述从动塞体上设有从动活塞安装槽，所述从动活塞安装槽内安装与气缸配合的从动活塞环，所述主动活塞环的宽度大于从动活塞环的宽度。

在上述任一方案中优选的是，所述主动活塞环与主动活塞安装槽之间设有弹簧，所述弹簧为开口的环状结构，所述主动塞体为空心桶状结构，所述活塞销固定在主动塞体内。

在上述任一方案中优选的是，所述驱动电机的主轴穿过一体式连杆并延伸至曲轴箱的外侧，且与离心风扇固定，所述曲轴箱背对驱动电机的外壁上包覆风扇罩，所述风扇罩与曲轴箱外壁之间形成空腔，所述离心风扇位于空腔内，所述风扇罩上与所述离心风扇相对应的部位开设有导流通道。

在上述任一方案中优选的是，所述曲轴箱的两端分别依次安装阀板和缸盖，以使曲轴箱形成封闭式结构，所述缸盖上安装进气口，所述进气口上安装进气过滤器并与相邻气缸内的进气通道连通，所述阀板为双层结构，所述阀板包括第一分阀板和第二分阀板，所述第二分阀板位于第一分阀板的外侧，所述第一分阀板和第二分阀板之间设有迷宫式排气空间，所述缸盖位于第二分阀板的外侧并与其密封。

与现有技术相比，本实用新型提供的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机具有以下有益效果：

1、通过一体式连杆和偏心传动连杆组件的设置，偏心传动连杆组件将驱动电机的旋转运动转化为一体式连杆的直线平动运动，让活塞在工作过程中的摆动转变为直动的平动运动，从而避免了活塞环压缩量的变化，即避免了加速磨损、偏磨问题及泄漏变大的问题；另一方面因为一种一体式连杆及活塞的平动运动，活塞行程消除的阻碍，余隙变小，空气压缩机的效率得以提高；

2、一体式连杆、活塞和偏心传动连杆组件的水平中心线均在同一平面上，相对于传统的叠加单活塞连杆组成的方案，避免了因两个活塞连杆组成不在一个中线上而导致的额外力偶矩的产生，空气压缩机的震动烈度得以有效的控制，振动性能较好。进而保障空气压缩机的安全稳定运行；

3、采用一体式连杆的结构，相对于传统的双活塞结构(两个单活塞连杆组成进行叠加)，取消了一套偏心传动连杆组件及活塞销，且从动活塞长度较小，因此减少了可动零部件的重量。

附图说明

图1为本实用新型提供的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机的一优选实施例的整体结构示意图；

图2为图1去除风扇罩后的结构示意图；

图3为图2去掉离心风扇后的半剖视图；

图4为图3的全剖视图；

图5为图4中去掉气缸后的结构示意图；

图6为图5中偏心传动连杆组件的结构示意图；

图7为图4中一体式连杆、传动连杆和偏心器连接的结构示意图；

图8为偏心器为曲轴时的结构示意图；

图9为图8为主视图；

图10为阀板的结构示意图；

图11为图10的剖视图；

图12为图11的主视图；

图13为图10中第一分阀板的结构示意图；

图14为图10中第二分阀板的结构示意图。

图中标注说明：1、风扇罩；2、驱动电机；3、曲轴箱；4、缸盖；5、气缸；6、一体式连杆；7、离心风扇；8、从动活塞；9、主动活塞；10、偏心器；11、主轴；12、活塞销；13、传动连杆；14、迷宫式排气空间；15、阀板；16、第二阀板；17、密封垫；18、第一阀板；19、阀片；20、沉槽孔；21、第一分阀板排气通道；22、凸台；23、第一分阀板密封圈槽；24、第二分阀板排气通道；25、第二分阀板密封圈槽；26、曲轴。

具体实施方式

为了更进一步了解本实用新型的实用新型内容，下面将结合具体实施例详细阐述本实用新型。

如图1-14所示，按照本实用新型提供的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机的一实施例，包括曲轴箱3、驱动电机2，所述曲轴箱3与驱动电机2上的法兰盘固定连接，还包括曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构位于曲轴箱3内，所述曲柄连杆机构包括一体式连杆6、偏心传动连杆组件，所述一体式连杆6的两端分别安装活塞，所述一体式连杆6与偏心传动连杆组件转动连接，所述偏心传动连杆组件与驱动电机2的主轴11连接，以将驱动电机2的旋转运动转化为一体式连杆6的直线往复平动运动，所述曲轴箱3内的两端分别固定气缸5，所述活塞位于相邻的气缸5内并与其配合，以在水平直线往复运动下完成压缩和吸气过程。

在上述结构中，偏心传动连杆组件将驱动电机2的旋转运动转化为一体式连杆6的直线平动运动，让活塞在工作过程中的摆动转变为直动的平动运动，从而避免了活塞环压缩量的变化，即避免了加速磨损、偏磨问题及泄漏变大的问题；另一方面因为一种一体式连杆6及活塞的平动运动，活塞行程消除的阻碍，余隙变小，空气压缩机的效率得以提高。

所述一体式连杆6为双层的中空结构，所述一体式连杆6一端的中空位置固定活塞销12，所述偏心传动连杆组件位于一体式连杆6上的中空位置内并与活塞销12转动连接。

具体的，一体式连杆6包括两个平行分布的分体连杆，分体连杆的中心设有使驱动电机2上主轴11穿过的通孔，通孔的直径大于主轴11的直径，以便于通孔相对主轴11移动，两个分体连杆之间形成中空结构，以使偏心传动连杆组件位于中空结构内，两个平行的分体连杆的两端均与活塞固定。

进一步的，所述一体式连杆6、活塞和偏心传动连杆组件的水平中心线均在同一平面上。相对于传统的叠加单活塞连杆组成的方案，避免了因两个活塞连杆组成不在一个中线上而导致的额外力偶矩的产生，空气压缩机的震动烈度得以有效的控制，振动性能较好。进而保障空气压缩机的安全稳定运行。

进一步的，所述偏心传动连杆组件包括传动连杆13、大头端轴承、小头端轴承、偏心器10，所述传动连杆13的小头端通过小头端轴承与活塞销12转动连接，所述传动连杆13的大头端通过大头端轴承与偏心器10转动连接，所述偏心器10固定在驱动电机2的主轴11上，所述偏心器10为偏心盘或曲轴结构。

当偏心器10为偏心盘时，所述偏心盘上设有偏心安装孔，所述偏心安装孔固定套在驱动电机2的主轴11上，所述偏心盘安装在大头端轴承的内圈以与传动连杆13的大头端形成转动连接；当偏心器为曲轴26时，所述曲轴26呈Z字形结构，且包括主轴端与连杆端，所述主轴端套接在所述驱动电机12的主轴上，所述连杆端固定连接在所述大头端轴承的内圈。

其中，图6中的偏心器为偏心盘结构，传动连杆13的小头端设置小头端安装孔，小头端安装孔内安装小头端轴承，传动连杆的大头端设置大头端安装孔，大头端安装孔内安装大头端轴承，活塞销12安装在小头端轴承的内圈，从而实现传动连杆13与活塞销12和偏心盘的转动连接。

所述一体式连杆6一端的活塞为主动活塞9，另一端的活塞为从动活塞8，所述活塞销12位于一体式连杆6上安装主动活塞9的一端，所述主动活塞9为空心桶状结构，且其开口指向一体式连杆6，所述主动活塞9的长度大于从动活塞8的长度，所述主动活塞9和从动活塞8的中心部位关于一体式连杆6的中心对称。

所述主动活塞9包括主动塞体和主动活塞环，所述主动塞体与一体式连杆6的一端固定，所述主动塞体上设有主动活塞9安装槽，所述主动活塞9安装槽内安装与气缸5配合的主动活塞环，所述从动活塞8包括从动塞体和从动活塞8环，所述从动塞体与一体式连杆6的另一端固定，所述从动塞体上设有从动活塞8安装槽，所述从动活塞8安装槽内安装与气缸5配合的从动活塞8环，所述主动活塞环的宽度大于从动活塞8环的宽度。

其中，主动活塞环可以为环状结构或碗状结构，具体形状根据不同的工况进行选择应用。

采用一体式连杆6的结构，相对于传统的双活塞结构(两个单活塞连杆组成进行叠加)，取消了一套偏心传动连杆组件及活塞销12，且从动活塞8长度较小，因此减少了可动零部件的重量。

所述主动活塞环与主动活塞9安装槽之间设有弹簧，所述弹簧为开口的环状结构，弹簧用以补偿所述主活塞环工作过程中的磨损，所述主动塞体为空心桶状结构，所述活塞销12固定在主动塞体内。

如图1-2所示，所述驱动电机2的主轴11穿过一体式连杆6并延伸至曲轴箱3的外侧，且与离心风扇7固定，所述曲轴箱3背对驱动电机2的外壁上包覆风扇罩1，所述风扇罩1与曲轴箱3外壁之间形成空腔，所述离心风扇7位于空腔内，所述风扇罩1上与所述离心风扇7相对应的部位开设有导流通道。

如图10-14所示，所述曲轴箱3的两端分别依次安装阀板15和缸盖4，以使曲轴箱3形成封闭式结构，所述缸盖4上安装进气口，所述进气口上安装进气过滤器并与相邻气缸5内的进气通道连通，所述阀板15为双层结构，所述阀板15包括第一分阀板15和第二分阀板15，所述第二分阀板15位于第一分阀板15的外侧，所述第一分阀板15和第二分阀板15之间设有迷宫式排气空间14，所述缸盖4位于第二分阀板15的外侧并与其密封。

所述第二分阀板15设置在所述第一分阀板15上，第一分阀板15和第二分阀板15之间设有密封垫17，所述第一分阀板15和第二分阀板15的四个角分别设置第一分阀板15螺栓安装孔和第二分阀板15螺栓安装孔，所述第一分阀板15和第二分阀板15通过螺栓穿过所述第一分阀板15螺栓安装孔和第二分阀板15螺栓安装孔连接固定，所述第一分阀板15上设置第一分阀板15排气通道和第一分阀板15密封圈槽，所述第二分阀板15设置第二分阀板15排气通道和第二分阀板15密封圈槽，所述第一分阀板15排气通道和第二分阀板15排气通道均呈圆周均匀分布，所述第一分阀板15和第二分阀板15上的排气通道和密封圈均同轴设置，所述第一分阀板15靠近所述第二分阀板15的一侧设置圆形的凹槽，所述第一分阀板15排气通道设置在所述凹槽内，所述凹槽内位于所述第一分阀板15排气通道的外周设置凸台22，所述凹槽内设置阀片19，所述阀片19端面贴合在所述凸台22上，第一分阀板15的中部设置沉槽孔20，阀片19通过螺栓固定在沉槽孔20内。

所述第一阀板1815密封圈槽和第二阀板1615密封圈槽分别与所述第一阀板1815排气通道和第二阀板1615排气通道分别同轴设置，所述第一阀板1815密封圈槽和第二阀板1615密封圈槽内均设置密封垫17圈。

缸盖4与第二分阀板15之间以及第二分阀板15与第一分阀板15之间形成排气空间，一方面作为静音腔减小噪音，另一方面减小排气阀开启压力，缓冲气压，减小排气流速，控制湍流从而实现噪音降低。

本实施例的工作原理：驱动电机2带动主轴11旋转，从而使偏心器10旋转，通过传动连杆13的作用，将驱动电机2的旋转运动转化为一体式连杆6的往复直线平动运动，一体式连杆6带动主动活塞9和从动活塞8进行平动运动，而不摆动，从而避免了活塞环压缩量的变化，即避免了加速磨损、偏磨问题及泄漏变大的问题。

本领域技术人员不难理解，本实用新型包括上述说明书的实用新型内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，包括曲轴箱、驱动电机，所述曲轴箱与驱动电机上的法兰盘固定连接，其特征在于：还包括曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构位于曲轴箱内，所述曲柄连杆机构包括一体式连杆、偏心传动连杆组件，所述一体式连杆的两端分别安装活塞，所述一体式连杆与偏心传动连杆组件转动连接，所述偏心传动连杆组件与驱动电机的主轴连接，以将驱动电机的旋转运动转化为一体式连杆的直线往复平动运动，所述曲轴箱内的两端分别固定气缸，所述活塞位于相邻的气缸内并与其配合，以在水平直线往复运动下完成压缩和吸气过程。

2.根据权利要求1所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述一体式连杆为双层的中空结构，所述一体式连杆一端的中空位置固定活塞销，所述偏心传动连杆组件位于一体式连杆上的中空位置内并与活塞销转动连接。

3.根据权利要求2所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述一体式连杆、活塞和偏心传动连杆组件的水平中心线均在同一平面上。

4.根据权利要求1所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述偏心传动连杆组件包括传动连杆、大头端轴承、小头端轴承、偏心器，所述传动连杆的小头端通过小头端轴承与活塞销转动连接，所述传动连杆的大头端通过大头端轴承与偏心器转动连接，所述偏心器固定在驱动电机的主轴上，所述偏心器为偏心盘或曲轴结构。

5.根据权利要求4所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：当偏心器为偏心盘时，所述偏心盘上设有偏心安装孔，所述偏心安装孔固定套在驱动电机的主轴上，所述偏心盘安装在大头端轴承的内圈以与传动连杆的大头端形成转动连接；当偏心器为曲轴时，所述曲轴呈Z字形结构，且包括主轴端与连杆端，所述主轴端套接在所述驱动电机的主轴上，所述连杆端固定连接在所述大头端轴承的内圈。

6.根据权利要求2所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述一体式连杆一端的活塞为主动活塞，另一端的活塞为从动活塞，所述活塞销位于一体式连杆上安装主动活塞的一端，所述主动活塞为空心桶状结构，且其开口指向一体式连杆，所述主动活塞的长度大于从动活塞的长度，所述主动活塞和从动活塞的中心部位关于一体式连杆的中心对称。

7.根据权利要求6所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述主动活塞包括主动塞体和主动活塞环，所述主动塞体与一体式连杆的一端固定，所述主动塞体上设有主动活塞安装槽，所述主动活塞安装槽内安装与气缸配合的主动活塞环，所述从动活塞包括从动塞体和从动活塞环，所述从动塞体与一体式连杆的另一端固定，所述从动塞体上设有从动活塞安装槽，所述从动活塞安装槽内安装与气缸配合的从动活塞环，所述主动活塞环的宽度大于从动活塞环的宽度。

8.根据权利要求7所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述主动活塞环与主动活塞安装槽之间设有弹簧，所述弹簧为开口的环状结构，所述主动塞体为空心桶状结构，所述活塞销固定在主动塞体内。

9.根据权利要求1所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述驱动电机的主轴穿过一体式连杆并延伸至曲轴箱的外侧，且与离心风扇固定，所述曲轴箱背对驱动电机的外壁上包覆风扇罩，所述风扇罩与曲轴箱外壁之间形成空腔，所述离心风扇位于空腔内，所述风扇罩上与所述离心风扇相对应的部位开设有导流通道。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一体式连杆水平对置双活塞无油空气压缩机，其特征在于：所述曲轴箱的两端分别依次安装阀板和缸盖，以使曲轴箱形成封闭式结构，所述缸盖上安装进气口，所述进气口上安装进气过滤器并与相邻气缸内的进气通道连通，所述阀板为双层结构，所述阀板包括第一分阀板和第二分阀板，所述第二分阀板位于第一分阀板的外侧，所述第一分阀板和第二分阀板之间设有迷宫式排气空间，所述缸盖位于第二分阀板的外侧并与其密封。

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