CN219081811U - 一种隔膜压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔膜压缩机，属于隔膜压缩机技术领域，包括曲轴箱、缸体部件和冷却器部件，所述缸体部件连接在曲轴箱的两侧，冷却器部件包括油冷却器、冷却风扇和冷却盘管，油冷却器与冷却盘管分别与隔膜压缩机上的出油口和出气口连接；在所述曲轴箱和缸体部件之间设置有驱动轴承部件，所述驱动轴承部件包括曲轴、轴承、导套端板、垫板和柱塞；曲轴的曲拐部位与轴承内圈过渡配合，轴承外圈与垫板间隙配合，垫板与柱塞均连接在导套端板上；曲轴做偏心运动的同时带动轴承推动导套端板，进而推动两个柱塞分别在左右缸体内做往复直线运动。

Description

一种隔膜压缩机

技术领域

本实用新型涉及隔膜压缩机领域，具体涉及一种隔膜压缩机。

背景技术

隔膜压缩压机除了配套于高压充氧、氮装备外，也可作为独立产品配套用于气体类装备，具有压力高、安全、可靠等特点。为适应战训保障模式变革，实现保障跨越发展提供技术支撑。

现有隔膜压缩机的工作原理为：由驱动机构驱动活塞或者柱塞作往复运动，活塞或者柱塞推动油缸中的油液( 油液是不可以压缩的) 带动膜片压缩气体，在膜腔中气体的容积得到改变，在吸、排气阀的配合下实现气体压缩的目的。驱动机构是隔膜压缩机的核心部件，一般采用曲柄滑块机构，它通过曲轴的旋转带动滑块，从而推动柱塞做往复直线运动，实现对气体进行作功。驱动机构通过联轴器与飞轮连接实现动力输入，曲轴的另一端与齿轮泵连接，主动轮与从动轮通过一定的传动比实现液压油按流量要求进入齿轮泵。

现有技术中，专利CN201810532U公开了一种隔膜压缩机，包括曲轴箱、及安装在箱体上的缸体部件，曲轴箱和缸体部件之间设置有曲柄滑块机构来进行气体压缩，其活塞的行程为40~50mm；压缩机上设置有风冷部件和油冷部件，风冷部件设置在油冷部件的外部，以提高散热效率。该隔膜压缩机使用传统的曲柄滑块机构作为驱动机构，这种结构拆装相对麻烦，加工制造成本也较高，并且运动时由于其滑块与导套之间为面接触，摩擦热较大，时间长容易磨损，影响驱动机构的使用寿命。此外，隔膜压缩机的排气和润滑油温度都需要降低，仅仅通过风冷部件和油冷部件的配合散热效果差，散热效率低。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中隔膜压缩机存在的上述问题，提出了一种新型隔膜压缩机，该隔膜压缩机具有更加轻量化的传动机构，且配备有冷却效果更好的冷却器部件。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种隔膜压缩机，其特征在于，包括曲轴箱、缸体部件和冷却器部件，所述缸体部件连接在曲轴箱的两侧，冷却器部件包括油冷却器、冷却风扇和冷却盘管，油冷却器与冷却盘管分别与隔膜压缩机上的出油口和出气口连接，冷却风扇位于油冷却器和冷却盘管之间；在所述曲轴箱和缸体部件之间设置有驱动轴承部件，所述驱动轴承部件包括曲轴、轴承、导套端板、垫板和柱塞；曲轴的曲拐部位与轴承内圈过渡配合，轴承外圈与垫板间隙配合，垫板与柱塞均连接在导套端板上；曲轴做偏心运动的同时带动轴承推动导套端板，进而推动柱塞做往复直线运动。

在某一实施例中，所述冷却器部件还包括外罩和设置在外罩内的中框部件，油冷却器、冷却风扇和冷却盘管均设置在外罩内，所述冷却风扇安装于中框部件上，位于油冷却器和冷却盘管之间。

在某一实施例中，所述油冷却器为板翅式换热器，其下端进油口与隔膜压缩机的出油口连接，上端出油口与曲轴箱连接；冷却盘管的上端进气口与隔膜压缩机的出气口连接，下端出气口与储气瓶连接；冷却盘管为不锈钢盘管。

在某一实施例中，所述导套端板连接在导套框架上，所述导套框架包括平行间隔设置的两块中空的矩形框，两块导套端板相对而立地固定在导套框架的两侧，与两块矩形框连接为一个整体。

在某一实施例中，所述垫板位于导套端板相对的两个侧面上，所述柱塞对称连接在两个导套端板的外侧面，且两个柱塞的中心轴线重合。

在某一实施例中，所述曲轴从导套框架的中空部位穿过，曲轴的中心轴线方向与两个柱塞的中心轴线方向垂直。

在某一实施例中，所述曲轴包括主轴轴颈、曲拐、连接曲拐与主轴轴径的曲柄臂；曲拐两侧的主轴轴颈处对称设置有配重块，配重块上设置有与主轴轴颈配合连接的圆孔。

在某一实施例中，所述配重块包括分体连接的第一平衡块和第二平衡块，第一平衡块和第二平衡块上分别设有半圆缺口，二者相对拼接后形成容纳曲轴轴颈通过的整圆，第一平衡块和第二平衡块通过螺栓固定连接在一起。

在某一实施例中，所述垫板采用65Mn材料。

在某一实施例中，所述轴承为调心滚子轴承。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型中，隔膜压缩机配置有冷却器部件，其中冷却风扇安装在油冷却其和冷却盘管之间，通过抽风的方式将油冷却器内的润滑油和冷却盘管内高温气体的热量抽走，从而达到冷却管中介质的目的；冷却器部件直接与隔膜压缩机的出油口/出气口连接，具有噪声低、冷却效果好，体积小，重量轻，成本低等优点。

2、本实用新型中，曲轴旋转带动轴承推动两块导套端板上的柱塞在左右缸体的两个对称滑道内做往复水平直线运动，实现对气体做工。隔膜压缩机的驱动轴承部件采用轴承垫板式驱动机构，相比于传统的曲柄滑块驱动形式，驱动机构整体更加轻量化，结构更简单，从而降低了生产成本，方便了制造与维修。

3、本实用新型中，轴承外圈与其两侧的垫板为间隙配合，轴承与垫板之间为线接触，减少了运转过程中产生的摩擦热，延长了驱动机构的寿命。

4、本实用新型中，曲轴、导套框架、轴承以及平衡块之间的连接方式更加简单，具有拆装方便、成本低廉等优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构正视图；

图2为冷却器部件的整体结构示意图；

图3为本实用新型隔膜压缩机的内部结构示意图；

图4为本实用新型缸体部件的结构示意图；

图5为驱动轴承部件的结构剖视图；

图6为曲轴的结构示意图；

图7为导套框架的纵向剖视图；

图8为导套端板的结构示意图；

图9为配重块的结构示意图；

图中：

1、曲轴箱，2、驱动轴承部件，3、左缸体部件，4、右缸体部件，5、齿轮泵部件，6、补油泵部件，7、冷却器部件，70、外罩，71、油冷却器，72、冷却风扇，73、冷却盘管，74、中框部件；200、导套框架，201、曲轴，202、螺栓孔，203、轴承，204、配重块，205、柱塞，206、导套端板，207、垫板，208、曲拐，209、第一平衡块，210、第二平衡块，211、主轴轴颈；300、气腔，301、缸盖，302、膜片，303、缸体，304、缸套，305、柱塞，306、油腔，307、吸气阀，308、排气阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、 “安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供了一种隔膜压缩机，其结构如图1所示，主要包括曲轴箱1、驱动轴承部件2、左缸体部件3、右缸体部件4、齿轮泵部件5、补油泵部件6和冷却器部件7。

如图1和图2所示，冷却器部件7用于降低隔膜压缩机排气和润滑油的温度，包括外罩70和设置在外罩70内的油冷却器71、冷却风扇72、冷却盘管73和中框部件74。冷却风扇72安装在中框部件74上，位于板翅式换热器和冷却盘之间。冷却风扇72通过抽风的方式将油冷却器71内的润滑油和冷却盘管73内高温气体的热量抽走，从而达到冷却管中介质的目的。

本实施例中，油冷却器71为板翅式换热器，其下端进油口与隔膜压缩机的出油口连接，上端与曲轴箱1连接，润滑油通过冷却风扇72将油冷却后，流入曲轴箱，往复循环，实现润滑油的冷却。

冷却盘管73用于冷却被隔膜压缩机压缩后的高温高压气体，冷却盘管73的上端进气口与隔膜压缩机的出气口连接，下端出气口与储气瓶连接。优选的，本实施例中，冷却盘管73为不锈钢盘管。

左缸体部件3、右缸体部件4对称安装在曲轴箱1的两侧。如图3所示，驱动轴承部件2作为主要的传动部件，设置在曲轴箱1与左右缸体部件4之间。驱动轴承部件2主要包括曲轴201、导套端板206、轴承203、柱塞205和垫板207。曲轴201的曲拐208部位与轴承203内圈过渡配合，轴承203外圈与垫板207间隙配合，垫板207与柱塞205均连接在导套端板206上；曲轴201做偏心运动的同时带动轴承203推动导套端板206，进而推动导套端板206两侧连接的柱塞205分别在左右缸体303内做往复直线运动。

如图7所示，导套端板206通过螺栓可拆卸地连接在导套框架200上。导套框架200包括平行间隔设置的两块中空的矩形框，这两个矩形框的中空位置相对，两块导套端板206分别通过连接螺栓固定在两块矩形框的棱边上，与两块矩形框连接为一个整体的框架结构，且这两块导套端板206的端面相对而立。

与轴承203外圈接触的垫板207设置有两块，且这两块垫板207分别位于两块导套端板206相对的两个端面上。在两块导套端板206的外侧面分别固定连接有一根柱塞205，这两根柱塞205的中心轴线在同一条直线上。如图3和图4所示，柱塞205的自由端分别连接在左右缸体303内部的对称滑道中，在驱动机构的带动下在左右缸体的对称滑道内做往复直线运动，对油腔306内的液压油做功。

曲轴201的结构如图6所示，其包括主轴轴颈211、曲拐208、连接曲拐208与主轴轴径的曲柄臂。曲柄臂、主轴轴颈211与曲拐208的外径相同。相比于传统的曲轴结构，本实施例中的曲轴201结构在满足强度的情况下质量更轻。曲轴201从导套框架200的中空部位穿过，其装配有轴承203的曲拐208部位位于导套框架200与导套端板206构成的空间内部，曲轴201所在的中心轴线与柱塞205的中心轴线方向垂直。

该驱动轴承部件的工作原理为：驱动轴承部件通过联轴器与飞轮连接，飞轮与电机或车载取力器连接实现动力输入，曲轴201通过曲拐208带动轴承，轴承随曲轴转动的同时，推动其两侧的导套端板206，使导套端板206推动与之连接的柱塞205在左右缸体的对称滑道内做往复直线运动，实现柱塞205对油腔中的液压油进行做功。

如图4所示，隔膜压缩机的工作原理如下：

以柱塞205外止点的位置为起点，此时膜片302紧贴缸盖301曲面；

柱塞205开始向下运动，膜片302随着油液下沉和自身弹力的作用，恢复到平衡位置。这时气腔300容积逐渐增大，先是残留在余隙中的气体膨胀，继而从缸盖301上的吸气阀307吸入气体。当柱塞205行至内止点时，膜片302到达下极限位置，则气腔300中吸气过程完成；

接着，柱塞205开始向上运动，驱动油液作用在膜片302上，油液推动膜片302向上变形。这时气腔300中开始压缩气体，当压力达到排气管道中的气体规定排气压力时（如35MPa），排气阀308自动开启，排压出气体。油压继续上升，迫使膜片302紧贴缸盖301曲面，排净气体，则排气过程结束。

往复运动的柱塞205驱动油液，在吸、排气阀308的配合下促使膜片302来回振动，膜片302每振动一个周期，气腔300中就完成一次包括膨胀、吸气、压缩和排气的循环过程，从而提高了输送气体的压力。

实施例2

本实施例提供了一种隔膜压缩机，在实施例1的基础上，进一步地，如图5和图9所示，由于曲轴201旋转时其质心不在轴线上，会出现剧烈振动、抖动，造成不规律、噪杂的响声，曲拐处的偏心质量、轴承质量、柱塞质量，这几部分的共同组成的系统的偏心质量等效到曲轴曲拐处，将由配重块来进行平衡。在曲轴201质心偏移的另一侧增加配重块204，保证曲轴201在旋转时质心在其轴线上。本实施例中，配重块204对称设置在曲轴201的主轴轴颈211处，用于平衡驱动轴承机构的偏心质量，配重块204上设置有与主轴轴颈211间隙配合的圆孔。

进一步地，配重块204的结构如图9所示，配重块204包含分体连接的第一平衡块209和第二平衡块210，第一平衡块209和第二平衡块210上分别设有半圆缺口，二者相对拼接后形成可以容纳曲轴201轴颈通过的整圆，第一平衡块209和第二平衡块210通过螺栓固定连接在一起。为了防止配重块204与曲轴201发生相对转动，配重块204与曲轴201上均开设有销孔，通过定位销与销孔配合，可将配重块204与曲轴201固定连接，配重块的位置得以固定。

实施例3

本实施例提供了一种隔膜压缩机，与实施例1或实施例2不同的是，优选的，本实施例中，轴承选用调心滚子轴承，可采用型号为NU2211E的圆柱滚子轴承。

实施例4

本实施例提供了一种隔膜压缩机，与实施例1或实施例2不同的是，优选的，本实施例中，垫板选用硬度高、塑性好并带有一定的耐磨性的材料，如65Mn材料，热处理后HRC52～60。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隔膜压缩机，其特征在于，包括曲轴箱（1）、缸体部件和冷却器部件（7），所述缸体部件连接在曲轴箱（1）的两侧，冷却器部件（7）包括油冷却器（71）、冷却风扇（72）和冷却盘管（73），油冷却器（71）与冷却盘管（73）分别与隔膜压缩机上的出油口和出气口连接，所述冷却风扇（72）位于油冷却器（71）和冷却盘管（73）之间；在所述曲轴箱（1）和缸体部件之间设置有驱动轴承部件（2），所述驱动轴承部件（2）包括曲轴（201）、轴承（203）、导套端板（206）、垫板（207）和柱塞（205）；曲轴（201）的曲拐（208）部位与轴承（203）内圈过渡配合，轴承（203）外圈与垫板（207）间隙配合，垫板（207）与柱塞（205）均连接在导套端板（206）上。

2.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述冷却器部件（7）还包括外罩（70）和设置在外罩（70）内的中框部件（74），油冷却器（71）、冷却风扇（72）和冷却盘管（73）均设置在外罩（70）内，所述冷却风扇（72）安装于中框部件（74）上。

3.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述油冷却器（71）为板翅式换热器，其下端进油口与隔膜压缩机的出油口连接，上端出油口与曲轴箱（1）连接；冷却盘管（73）的上端与隔膜压缩机的出气口连接，下端与储气瓶连接；所述冷却盘管（73）为不锈钢盘管。

4.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述导套端板（206）连接在导套框架（200）上，所述导套框架（200）包括平行间隔设置的两块中空的矩形框，两块导套端板（206）相对而立地固定在两块矩形框的棱边上，与两块矩形框连接为一个整体。

5.根据权利要求4所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述垫板（207）位于导套端板（206）相对的两个端面上，所述柱塞（205）对称连接在两个导套端板（206）的外侧面，且两个柱塞（205）的中心轴线重合。

6.根据权利要求5所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述曲轴（201）从导套框架（200）的中空部位穿过，曲轴（201）的中心轴线方向与两个柱塞（205）的中心轴线方向垂直。

7.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述曲轴（201）包括主轴轴颈（211）、曲拐（208）、连接曲拐（208）与主轴轴颈（211）的曲柄臂；曲拐（208）两侧的主轴轴颈（211）处对称设置有配重块（204），配重块（204）上设置有与主轴轴颈（211）配合连接的圆孔。

8.根据权利要求7所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述配重块（204）包括分体连接的第一平衡块（209）和第二平衡块（210），第一平衡块（209）和第二平衡块（210）上分别设有半圆缺口，二者相对拼接后形成容纳曲轴轴颈通过的整圆，第一平衡块（209）和第二平衡块（210）通过螺栓固定连接在一起。

9.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述垫板（207）采用65Mn材料。

10.根据权利要求1所述的一种隔膜压缩机，其特征在于，所述轴承（203）为调心滚子轴承。

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