陶瓷全無油空氣壓縮的制造方法
【專利摘要】本發明涉及空氣壓縮機領域，尤其是一種陶瓷全無油空氣壓縮機。其定子包括定子金屬部分和定子陶瓷部分，定子金屬部分置于定子陶瓷部分的外側，定子金屬部分與定子陶瓷部分之間固定連接；滑片由改性陶瓷材料制成，轉子的外圓周表面噴有陶瓷涂層，轉子兩端的軸徑處分別設有用于支撐轉子軸兩端的陶瓷軸承和用于對轉子軸兩端密封的陶瓷密封環；定子兩端分別設置端蓋，端蓋包括端蓋金屬部分和端蓋陶瓷部分，端蓋金屬部分位于端蓋陶瓷部分的外側，端蓋金屬部分與端蓋陶瓷部分之間固定連接；定子金屬部分的兩側端面分別與端蓋金屬部分固定連接，端蓋金屬部分的外側與蓋板固定連接。該空壓機以改性陶瓷材料為核心零部件，能夠產生絕對無油無味的壓縮空氣。
【專利說明】陶瓷全無油空氣壓縮機
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣壓縮機領域，尤其是一種陶瓷全無油空氣壓縮機。
【背景技術】
[0002]目前，現有空氣壓縮機的滑片、定子、轉子、端蓋、軸承等零部件均采用金屬材料，空壓機工作時必須采用潤滑油對滑片與定子、轉子、端蓋之間的摩擦處進行潤滑，軸承處也需潤滑油潤滑。現有的空氣壓縮機雖然結構簡單，能減少金屬零件的磨損，但是由于潤滑油的存在，造成這類空氣機所產出的壓縮空氣含有油份和異味，即使采取多級過濾技術也很難根除殘油成份和異味，使其使用范圍受到一定限制，尤其不能應用于醫療衛生、食品、精密儀器設備等領域作為壓縮空氣氣源。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有空氣壓縮機存在的上述缺陷，提出了一種陶瓷無油空氣壓縮機，該空壓機以改性陶瓷材料為核心零部件，能夠產生絕對無油無味的壓縮空氣。
[0004]本發明是采用以下的技術方案實現的:一種陶瓷全無油空氣壓縮機，包括定子、轉子和滑片，轉子偏置于定子中，轉子上沿其圓周方向均勻間隔的開有徑向溝槽，滑片嵌入轉子的徑向溝槽中，定子、轉子和滑片共同構成壓縮腔，其中，
[0005]定子包括定子金屬部分和定子陶瓷部分，定子金屬部分置于定子陶瓷部分的外偵牝定子金屬部分的內表面處沿軸向方向設置溝槽，定子陶瓷部分位于定子金屬部分的內偵牝定子陶瓷部分的外表面沿軸向設有與定子金屬部分內表面的溝槽相對應的棱臺，定子金屬部分與定子陶瓷部分之間固定連接；
[0006]滑片由改性陶瓷材料制成，轉子的外圓周表面噴有陶瓷涂層，轉子兩端的軸徑處分別設有用于支撐轉子軸兩端的陶瓷軸承和用于對轉子軸兩端密封的陶瓷密封環；
[0007]定子兩端分別設置端蓋，端蓋包括端蓋金屬部分和端蓋陶瓷部分，端蓋金屬部分位于端蓋陶瓷部分的外側，端蓋金屬部分與端蓋陶瓷部分之間固定連接，端蓋金屬部分與端蓋陶瓷部分的接觸面設有溝槽，端蓋陶瓷部分與端蓋金屬部分的接觸面上設有與端蓋金屬部分的溝槽對應的棱臺，端蓋金屬部分與轉子接觸的內孔處設有陶瓷軸承和陶瓷密封環安裝孔，陶瓷軸承和陶瓷密封環設置在陶瓷軸承和陶瓷密封環安裝孔內；
[0008]定子金屬部分的兩側端面分別與端蓋金屬部分固定連接，端蓋金屬部分的外側與蓋板固定連接。
[0009]本發明中，定子兩端分別設置左端蓋和右端蓋，左端蓋包括左端蓋金屬部分和左端蓋陶瓷部分，右端蓋包括右端蓋金屬部分和右端蓋陶瓷部分，左端蓋陶瓷部分和右端蓋陶瓷部分均采用氧化鋁陶瓷材料，左端蓋金屬部分位于左端蓋陶瓷部分的外側，左端蓋金屬部分與左端蓋陶瓷部分之間通過粘合劑固定粘接在一起；右端蓋金屬部分位于右端蓋陶瓷部分的外側，右端蓋金屬部分與右端蓋陶瓷部分之間通過粘合劑固定粘接在一起；一側端蓋金屬部分的下部設有空氣進氣口，該側端蓋陶瓷部分的下部設有空氣進氣腔，其進氣腔與空氣進氣口相通；所述定子金屬部分的兩側端面分別通過螺栓與左端蓋金屬部分和右端蓋金屬部分固定連接，左蓋板設置在左端蓋金屬部分的外側，右蓋板設置在右端蓋金屬部分的外側，左蓋板與左端蓋金屬部分之間固定連接，右蓋板和右端蓋金屬部分之間固定連接。
[0010]所述定子金屬部分的下部設有進氣通道，定子金屬部分的頂部設有出氣通道，出氣通道的下部設有與壓縮腔相通的出氣孔，進氣通道和出氣通道沿定子的軸向貫通，在定子金屬部分的一側上部設有壓縮空氣出口，該壓縮空氣出口與出氣通道相通。
[0011]所述定子金屬部分的外表面沿外圓周間隔設有散熱翅片。
[0012]所述定子金屬部分與定子陶瓷部分之間可以通過粘合劑固定粘接在一起。
[0013]所述定子陶瓷部分采用導熱性好的氧化鋁陶瓷材料，定子陶瓷部分的內徑經精細研磨拋光而成，其上部設有圓孔，圓孔與定子金屬部分的出氣通道下部的孔對應且連通。
[0014]所述滑片由氮化硅陶瓷材料制成，轉子的外徑表面噴有氮化硅陶瓷涂層，陶瓷軸承和陶瓷密封環均由氮化硅陶瓷材料制成。
[0015]本發明的有益效果是:
[0016](I)壓縮腔內具有相互摩擦作用的滑片、定子、轉子、端蓋、軸承及密封環均采用改性陶瓷材料，其中滑片、軸承、封密環采用氮化硅陶瓷，定子和端蓋采用氧化鋁陶瓷，由于氮化硅陶瓷具有良好的自潤滑作用，所以不需要潤滑油潤滑，因此所產出的壓縮空氣不含任何潤滑油成份，沒有異味；
[0017](2)由于陶瓷材料具有硬度高，耐磨損，機械強度大、耐高溫等特點，因此本發明所述的空氣壓縮機可靠性高、壽命長；
[0018](3)省去潤滑油及油潤滑冷卻系統，結構簡單，造價降低，運行費用少。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的主視剖視圖；
[0020]圖2是圖1中的A-A向視圖。
[0021]圖中:1定子金屬部分；2定子陶瓷部分；3轉子；4滑片；5左端蓋金屬部分；6左端蓋陶瓷部分；7端蓋螺栓；8陶瓷軸承；9陶瓷密封環；10左蓋板；11六角螺栓；12右端蓋金屬部分；13右端蓋陶瓷部分；14右蓋板；15風扇；16聯軸器；17電機；18密封墊；19空氣進氣口 ；20進氣通道；21壓縮空氣出口 ；22出氣通道；23散熱翅片。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0023]如圖1所示，本發明所述的陶瓷全無油空氣壓縮機包括定子、轉子3和滑片4，轉子3偏置于定子中，采用不銹鋼材料制成，轉子3上沿其圓周方向均勻間隔的開有徑向溝槽，轉子3的外徑表面噴有氮化硅陶瓷涂層，目的是減少空氣壓縮過程中產生的熱量傳導到轉子上。滑片4嵌入轉子3的徑向溝槽中，滑片采用隔熱性好的氮化硅陶瓷材料，長度與轉子相同，能在徑向溝槽內自由滑動。當轉子3轉動時，滑片4通過離心力作用從轉子3的徑向溝槽中甩出。定子、轉子3和滑片4共同構成壓縮腔。
[0024]定子包括定子金屬部分I和定子陶瓷部分2，定子金屬部分I置于定子陶瓷部分2的外側，定子金屬部分I的外表面沿外圓周間隔設有多個散熱翅片23，散熱翅片23能夠充分的散發熱量。定子金屬部分I的下部設有進氣通道20，該進氣通道沿定子的軸向貫穿。定子金屬部分I的頂部設有出氣通道22，該出氣通道沿定子的軸向貫通，在出氣通道22的下部設有若干出氣孔與壓縮腔相通。在定子金屬部分I的右側上部設有壓縮空氣出口 21，該壓縮空氣出口 21與出氣通道22相通。定子金屬部分I的內表面處沿軸向方向間隔設置多個溝槽。定子陶瓷部分2位于定子金屬部分I的內側，定子陶瓷部分2采用導熱性好的氧化鋁陶瓷材料，定子陶瓷部分2的外表面沿軸向設有與定子金屬部分I內表面的溝槽相對應的棱臺，棱臺的位置、數量、形狀和尺寸與定子金屬部分的溝槽相匹配，裝配后棱臺嵌入溝槽中，防止定子陶瓷部分2轉動。定子陶瓷部分2采用改性陶瓷，定子陶瓷部分2的內徑經精細研磨而成，其上部設有若干圓孔，這些圓孔與定子金屬部分I的出氣通道22下部的圓孔對應且連通。定子金屬部分I與定子陶瓷部分2之間通過粘合劑固定粘接在一起。
[0025]轉子3兩端的軸徑處分別設有陶瓷軸承8和陶瓷密封環9，其中陶瓷軸承8用于支撐轉子軸的兩端，陶瓷密封環9用于對轉子軸兩端進行機械密封。陶瓷軸承8和陶瓷密封環9均由氮化硅陶瓷材料制成，具有良好自潤滑作用，因此無需潤滑油，具有摩擦系數小、耐磨損，硬度高、耐高溫等優點。同時轉子軸的外圓周面噴涂有陶瓷材料。
[0026]定子兩端分別設置左端蓋和右端蓋。其中左端蓋包括左端蓋金屬部分5和左端蓋陶瓷部分6，右端蓋包括右端蓋金屬部分12和右端蓋陶瓷部分13，左端蓋陶瓷部分6和右端蓋陶瓷部分13均采用氧化鋁陶瓷材料。左端蓋金屬部分5位于左端蓋陶瓷部分6的外側，左端蓋金屬部分5與左端蓋陶瓷部分6之間通過粘合劑固定粘接在一起。左端蓋金屬部分5的下部設有空氣進氣口 19，左端蓋金屬部分5與左端蓋陶瓷部分6的接觸面設有多個溝槽。左端蓋陶瓷部分6采用氧化鋁陶瓷材料，其與左端蓋金屬部分5的接觸面上設有多個棱臺，其棱臺的數量、外形和尺寸與左端蓋金屬部分5的溝槽相匹配，裝配后棱臺嵌入溝槽中，防止左端蓋陶瓷部分6產生位移。同時左端蓋陶瓷部分6的下部也設有空氣進氣腔，其進氣腔與左端蓋金屬部分5的進氣口相通。左端蓋金屬部分5與轉子接觸的內孔處設有陶瓷軸承和陶瓷密封環安裝孔，陶瓷軸承8和陶瓷密封環9設置在陶瓷軸承和陶瓷密封環安裝孔內。右端蓋金屬部分12和陶瓷部分13的基本結構、尺寸、作用及安裝方法與左端蓋基本相同，主要區別是右端蓋上沒有設置空氣進氣口。
[0027]所述定子金屬部分I的兩側端面分別通過螺栓與左端蓋金屬部分5和右端蓋金屬部分12固定連接。左蓋板10設置在左端蓋金屬部分5的外側，右蓋板14設置在右端蓋金屬部分12的外側，左蓋板10與左端蓋金屬部分5之間通過螺栓固定連接，右蓋板14和右端蓋金屬部分12之間通過螺栓固定連接。
[0028]本發明的工作過程如下所述:由電動機17提供動力，經過聯軸器16將動力傳遞到風扇15和轉子3上。轉子3在定子金屬部分I和定子陶瓷部分2中偏心旋轉。空氣由空氣進氣口 19進入，經定子金屬部分I下部的進氣通道20和左端蓋陶瓷部分6及右端蓋陶瓷部分13的進氣腔進入壓縮機內，安裝于轉子3槽內的滑片4在離心力的作用下甩出并緊貼定子陶瓷部分2的內壁滑動。此時，在滑片4、定子陶瓷部分2、轉子3及左右端蓋陶瓷部分之間形成了一系列的空氣壓縮腔。隨著轉子3的轉動，這些壓縮腔的容積逐漸減小，空氣被逐漸壓縮，最終壓縮空氣經過出氣通道22，由壓縮空氣出口 21排出。所述動力輸入軸上設有大口徑風扇15，其作用與軸流風機相同，能明顯降低定子、端蓋等處的表面溫度。
[0029]本發明中的空氣壓縮腔與空氣接觸的所有零件均采用陶瓷材料，其中滑片采用了自潤滑性能好的氮化硅陶瓷材料，這種材料本身具有良好的自潤滑作用，無需使用潤滑油作潤滑劑，同時本發明中的軸承和密封環也采用氮化硅陶瓷材料，無任何油脂，因此本發明所產出的壓縮空氣完全可以達到無油、無異味的效果，即使不用任何過濾器也可用于醫療、食品、精密儀器設備等要求高質量壓縮空氣的場合。
[0030]本實施例中，所述空氣進氣口也可以設置在右端蓋上，此時壓縮空氣出口設置在定子金屬部分靠近左端蓋一側的上部。
[0031]本發明中，所述定子金屬部分I和定子陶瓷部分2之間、左端蓋金屬部分和左端蓋陶瓷部分之間、以及右端蓋金屬部分和右端蓋陶瓷部分之間也可以采用除粘接之外的其他固定連接方式。
【權利要求】
1.一種陶瓷全無油空氣壓縮機，包括定子、轉子(3)和滑片(4)，轉子(3)偏置于定子中，轉子⑶上沿其圓周方向均勻間隔的開有徑向溝槽，滑片⑷嵌入轉子⑶的徑向溝槽中，定子、轉子(3)和滑片(4)共同構成壓縮腔，其特征在于: 所述定子包括定子金屬部分(I)和定子陶瓷部分(2)，定子金屬部分(I)置于定子陶瓷部分(2)的外側，定子金屬部分(I)的內表面處沿軸向方向設置溝槽，定子陶瓷部分(2)的外表面沿軸向設有與定子金屬部分(I)內表面的溝槽相對應的棱臺，定子金屬部分(I)與定子陶瓷部分(2)之間固定連接； 滑片(4)由改性陶瓷材料制成，轉子(3)的外圓周表面噴有陶瓷涂層，轉子(3)兩端的軸徑處分別設有用于支撐轉子軸兩端的陶瓷軸承(8)和用于對轉子軸兩端密封的陶瓷密封環(9)； 定子兩端分別設置端蓋，端蓋包括端蓋金屬部分和端蓋陶瓷部分，端蓋金屬部分位于端蓋陶瓷部分的外側，端蓋金屬部分與端蓋陶瓷部分之間固定連接，端蓋金屬部分與端蓋陶瓷部分的接觸面設有溝槽，端蓋陶瓷部分與端蓋金屬部分的接觸面上設有與端蓋金屬部分的溝槽對應的棱臺，端蓋金屬部分與轉子接觸的內孔處設有陶瓷軸承和陶瓷密封環安裝孔，陶瓷軸承(8)和陶瓷密封環(9)設置在陶瓷軸承和陶瓷密封環安裝孔內； 定子金屬部分(I)的兩側端面分別與端蓋金屬部分固定連接，端蓋金屬部分的外側與蓋板固定連接。
2.根據權利要求1所述的陶瓷全無油空氣壓縮機，其特征在于:定子兩端分別設置左端蓋和右端蓋，左端蓋包括左端蓋金屬部分(5)和左端蓋陶瓷部分￠)，右端蓋包括右端蓋金屬部分(12)和右端蓋陶瓷部分(13)，左端蓋陶瓷部分(6)和右端蓋陶瓷部分(13)均采用氧化鋁陶瓷材料，左端蓋金屬部分(5)位于左端蓋陶瓷部分(6)的外側，左端蓋金屬部分(5)與左端蓋陶瓷部分(6)之間通過粘合劑固定粘接在一起； 右端蓋金屬部分(12)位于右端蓋陶瓷部分(13)的外側，右端蓋金屬部分(12)與右端蓋陶瓷部分(13)之間通過粘合劑固定粘接在一起； 一側端蓋金屬部分的下部設有空氣進氣口(19)，該側端蓋陶瓷部分￠)的下部設有空氣進氣腔，其進氣腔與空氣進氣口(19)相通； 所述定子金屬部分(I)的兩側端面分別通過螺栓與左端蓋金屬部分(5)和右端蓋金屬部分(12)固定連接，左蓋板(10)設置在左端蓋金屬部分(5)的外側，右蓋板(14)設置在右端蓋金屬部分(12)的外側，左蓋板(10)與左端蓋金屬部分(5)之間固定連接，右蓋板(14)和右端蓋金屬部分(12)之間固定連接。
3.根據權利要求1所述的陶瓷全無油空氣壓縮機，其特征在于:所述定子金屬部分(I)的下部設有進氣通道(20)，定子金屬部分(I)的頂部設有出氣通道(22)，出氣通道(22)的下部設有與壓縮腔相通的出氣孔，進氣通道(20)和出氣通道(22)沿定子的軸向貫通，在定子金屬部分(I)的一側上部設有壓縮空氣出口(21)，該壓縮空氣出口(21)與出氣通道(22)相通。
4.根據權利要求1所述的陶瓷全無油空氣壓縮機，其特征在于:所述定子金屬部分(I)的外表面沿外圓周間隔設有散熱翅片(23)。
5.根據權利要求1所述的陶瓷全無油空氣壓縮機，其特征在于:所述定子金屬部分(I)與定子陶瓷部分(2)之間通過粘合劑固定粘接在一起。
6.根據權利要求1所述的陶瓷全無油空氣壓縮機，其特征在于:所述定子陶瓷部分(2)采用導熱性好的氧化鋁陶瓷材料，定子陶瓷部分(2)的內徑上部設有圓孔，圓孔與定子金屬部分(I)的出氣通道(22)下部的孔對應且連通。
7.根據權利要求1所述的陶瓷全無油空氣壓縮機，其特征在于:所述滑片由氮化硅陶瓷材料制成，轉子(3)的外徑表面噴有氮化硅陶瓷涂層，陶瓷軸承(8)和陶瓷密封環(9)均由氮化硅陶瓷材料制成。
【文檔編號】F04C18/344GK104314812SQ201410534583
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】張潤國 申請人:淄博宏潤工貿有限公司