一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置。包括驅動電機、氣缸和導風罩，其特征在于所述的驅動電機的輸出軸連接一組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件，活塞組件連接在與驅動電機輸出軸相連的曲軸上，曲軸與驅動電機之間設置有曲軸箱，活塞組件在曲軸的驅動下有規律的上下往復運動。本實用新型與同類型壓縮機相比，設計思路前衛，改變了傳統的有油潤滑壓縮潤滑方式；結構新穎，帶導向環和活塞皮碗的雙頭活塞，錯位90度安置的曲軸，2組對置氣缸，可產出均勻的純凈的壓縮空氣；其結構可靠、緊湊，成本低，效率高，泄漏低，壽命高，穩定性好。
【專利說明】一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置。
【背景技術】
[0002]有油對置活塞結構作為一種成熟的公知技術結構，廣泛運用于發動機裝置和有油壓縮裝置上，這種結構雖然可靠、效率高，但是離不開潤滑油的保護。無油壓縮機作為能提供潔凈空氣的空氣源，在醫療、食品、化工等對空氣質量要求高要求行業有著非常廣泛的市場。目前，無油活塞壓縮機多采用合成材料作為活塞環。
實用新型內容
[0003]針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置的技術方案。
[0004]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，包括驅動電機、氣缸和導風罩，其特征在于所述的驅動電機的輸出軸連接一組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件，活塞組件連接在與驅動電機輸出軸相連的曲軸上，曲軸與驅動電機之間設置有曲軸箱，活塞組件在曲軸的驅動下有規律的上下往復運動。
[0005]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述的驅動電機的兩側均設置有輸出軸，驅動電機的兩個輸出軸各連接一組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件。
[0006]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述位于驅動電機兩側的曲軸相互錯開90度，在一個旋轉周期內錯開角度實現均勻壓縮。
[0007]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述活塞組件包括連桿、雙頭活塞、活塞銷、兩個活塞皮碗、兩個皮碗壓蓋和兩個導向環，雙頭活塞的兩頭分別設置一個活塞皮碗，活塞皮碗通過皮碗壓蓋與雙頭活塞固定連接，雙頭活塞端部還設置有用來導向的導向環；雙頭活塞內安裝設置活塞銷，活塞銷外套有兩個帶潤滑脂的小軸承，雙頭活塞通過活塞銷和兩個帶潤滑脂的小軸承與連桿小頭連接，連桿大頭安裝有帶潤滑脂的大軸承，連桿通過帶潤滑脂的大軸承與曲軸的偏心軸相連，雙頭活塞通過活塞皮碗和導向環與設置在驅動電機軸側的兩個氣缸相配合。
[0008]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述活塞皮碗由自潤滑材料制成，擁有完整的碗狀結構，中間開有通孔，能夠通過皮碗壓蓋固定在雙頭活塞上；所述導向環由自潤滑材料制成，并切有開口。
[0009]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述曲軸的偏心塊上開有鎖緊槽，并裝有鎖緊螺絲。
[0010]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述氣缸外部設置有缸蓋，氣缸與缸蓋之間設置有閥組，氣缸和缸蓋上均開設有按照密封圈的槽，氣缸與閥組之間設置O型密封圈，閥組與缸蓋之間設置閥組密封圈，氣缸與閥組、閥組與缸蓋均直接金屬接觸。
[0011]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述驅動電機輸出軸和曲軸上均設置散熱的風葉。
[0012]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述缸蓋的進氣口上裝有帶消聲功能的空濾器，空濾器由底座、濾芯和蓋子組成，底座有兩個腔體，濾芯塞在大腔體內，小腔體內安裝帶導嘴的蓋子。
[0013]所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述驅動電機替換為皮帶盤，作為皮帶機使用。
[0014]本實用新型的多缸對置活塞式無油壓縮裝置，可直接連接在電機等動力裝置上，或者通過皮帶與動力裝置連接，在一個旋轉周期內可均勻的壓縮空氣；作為優選，本實用新型采取直接與電機相連的方案來闡述。本裝置有兩組或者一組活塞組件，每組活塞組件在兩個對置的氣缸內做往復運動。采用帶自潤滑的活塞皮碗和導向環來密封和導向，工作時活塞皮碗由于氣體壓力張開，可緊貼氣缸，有效減少泄漏，提高效率；雙頭活塞中部的導向環讓雙頭活塞只能沿氣缸中心做直線往復運動，有效緩解了活塞皮碗的摩擦，提高活塞皮碗的使用壽命，同時提高了雙頭活塞的密封效果；電機內安裝有風葉，為電機降溫，曲軸外側也分別裝有內置風葉，風葉外側按裝有導風罩，風葉轉動時形成氣流強制冷卻氣缸和活塞組件，提高壓縮效率。同時氣缸外側有沿軸向的散熱片，增加了散熱面積和導風性。采用兩個帶潤滑脂的小軸承連接連桿和活塞銷，采用一個帶潤滑脂的大軸承連接曲軸和連桿。曲軸的偏心塊上有鎖緊槽并裝有鎖緊螺絲，與電機轉子配合的內孔設計成間隙配合，在鎖緊螺絲沒鎖緊時，曲軸裝在轉子上能軸向自由移動，安裝時雙頭活塞能自動對中，對中后再鎖緊偏心塊上的鎖緊螺絲，將曲軸鎖緊在轉子軸上。兩個曲軸的偏心軸相互錯開90度安裝，讓每個缸的沖程錯開1/4周期，使機器產氣更加平穩；氣缸與閥組之間設置O型密封圈，閥組與缸蓋之間設置閥組密封圈，取消了紙墊，使金屬能直接接觸金屬，提高了可靠性和導熱性。帶消聲功能的空濾器降低了機器的噪音。該壓縮裝置與同類型壓縮機相比，結構簡單、可靠，成本降低，泄漏降低，穩定性提高，產氣平穩，機器的壽命和工作效率高，并能輸出無油的壓縮氣體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構剖面圖；
[0016]圖2為本實用新型活塞組件的結構示意圖；
[0017]圖3為圖2的剖面圖；
[0018]圖4為本實用新型皮碗壓蓋的示意圖；
[0019]圖5為本實用新型活塞皮碗的示意圖；
[0020]圖6為本實用新型導向環的示意圖；
[0021]圖7為本實用新型曲軸的結構示意圖；
[0022]圖8為本實用新型曲軸的安裝示意圖；
[0023]圖9為本實用新型主體結構的示意圖；
[0024]圖10為本實用新型設置兩組共軸對置的活塞組件示意圖；
[0025]圖11為本實用新型設置一組共軸對置的活塞組件示意圖；
[0026]圖12為本實用新型氣缸的示意圖；
[0027]圖13為本實用新型空濾器的剖面圖；
[0028]圖14為本實用新型空濾器的示意圖；
[0029]圖15為本實用新型氣缸、閥組和缸蓋的示意圖；
[0030]圖中:1-驅動電機，2-轉子，3-第一風葉，4-第一曲軸箱，5-第一曲軸，6_第一氣缸，7-第一皮碗壓蓋,8-第一雙頭活塞,9-第一活塞皮碗,10-第一導向環，11-第一連桿，12-第二風葉，13-第一導風罩，14-第一活塞銷，15-第二導向環，16-第二活塞皮碗,17-第二皮碗壓蓋，18-第二氣缸，19-第三氣缸，20-第三皮碗壓蓋，21-第三活塞皮碗，22-第三導向環，23-第二雙頭活塞，24-第二活塞銷，25-第二連桿，26-第二曲軸，27-第三風葉，28-第二導風罩，29-第四導向環，30-第四活塞皮碗，31-第四皮碗壓蓋，32-第四氣缸，33-第二曲軸箱，34-空濾器，34a-底座，34b_蓋子，34c-海綿濾芯，35-0型密封圈，36-閥組，37-閥組密封圈，38-缸蓋，100-活塞組件，102-第一帶潤滑脂的小軸承，103-第二帶潤滑脂的小軸承，104-帶潤滑脂的大軸承。
【具體實施方式】
[0031]多缸對置活塞式無油壓縮裝置,包括驅動電機、氣缸和導風罩，驅動電機的輸出軸連接一組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件，活塞組件連接在與驅動電機輸出軸相連的曲軸上，曲軸與驅動電機之間設置有曲軸箱，活塞組件在曲軸的驅動下有規律的上下往復運動。
[0032]可以在驅動電機的兩側均設置有輸出軸，驅動電機的兩個輸出軸各連接一組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件，此時位于驅動電機兩側的曲軸需要相互錯開90度，在一個旋轉周期內錯開角度實現均勻壓縮。
[0033]上述多缸對置活塞式無油壓縮裝置可直接連接在除電機之外的其它動力裝置上，如通過皮帶與動力裝置連接，都可以在一個旋轉周期內均勻的壓縮空氣。
[0034]上述活塞組件包括連桿、雙頭活塞、活塞銷、兩個活塞皮碗、兩個皮碗壓蓋和兩個導向環，雙頭活塞的兩頭分別設置一個活塞皮碗，活塞皮碗通過皮碗壓蓋與雙頭活塞固定連接，雙頭活塞端部還設置有用來導向的導向環；雙頭活塞內安裝設置活塞銷，活塞銷外套有兩個帶潤滑脂的小軸承，雙頭活塞通過活塞銷和兩個帶潤滑脂的小軸承與連桿小頭連接，連桿大頭安裝有帶潤滑脂的大軸承，連桿通過帶潤滑脂的大軸承與曲軸的偏心軸相連，雙頭活塞通過活塞皮碗和導向環與設置在驅動電機軸側的兩個氣缸相配合。其中，活塞皮碗由自潤滑材料制成，擁有完整的碗狀結構，中間開有通孔，能夠通過皮碗壓蓋固定在雙頭活塞上；導向環由自潤滑材料制成，并切有開口。
[0035]上述曲軸的偏心塊上開有鎖緊槽，并裝有鎖緊螺絲；氣缸外部設置有缸蓋，氣缸與缸蓋之間設置有閥組，氣缸和缸蓋上均開設有按照密封圈的槽，氣缸與閥組之間設置O型密封圈，閥組與缸蓋之間設置閥組密封圈，氣缸與閥組、閥組與缸蓋均直接金屬接觸。在缸蓋的進氣口上裝有帶消聲功能的空濾器，空濾器由底座、濾芯和蓋子組成，底座有兩個腔體，濾芯塞在大腔體內，小腔體內安裝帶導嘴的蓋子。在驅動電機輸出軸和曲軸上均設置散熱的風葉。
[0036]下面以驅動電機的輸出軸連接兩組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件為例，結合說明書附圖對本實用新型作詳細描述:
[0037]如圖1,驅動電機I外殼兩頭與第一曲軸箱4和第二曲軸箱33固定,第一曲軸箱4上有兩個共軸的對置氣缸(第一氣缸6和第二氣缸18 )，第二曲軸箱33上有兩個共軸的對置氣缸(第三氣缸19和第四氣缸32)。氣缸內側經過硬化處理，有很好的光潔度和硬度，并帶有軸向的散熱片，可以讓氣流沿軸向流動。這兩組共軸的對置氣缸內分別設置有一套活塞組件100。
[0038]如圖7、8所示，轉子兩頭分別裝有第一曲軸5和第二曲軸26，第一曲軸5的旋轉中心點與偏心軸的中心點連線指向為X5，第二曲軸26的旋轉中心點與偏心軸的中心點連線指向為X26，在安裝的時候X5與X26的夾角錯開了 90度，第一曲軸5和第二曲軸26的偏心塊上沿徑向分別切有一道開口，切過第一曲軸5和第二曲軸26上與轉子2配合的旋轉中心孔，第一曲軸5和第二曲軸26的偏心塊沿開口垂直方向安裝有鎖緊螺絲，當鎖緊螺絲沒有鎖緊時，第一曲軸5和第二曲軸26的旋轉中心孔與轉子2軸的配合為間隙配合，套上去后可沿轉子2軸向自由移動；當鎖緊螺絲鎖緊時，偏心塊被切開的兩部分會相互拉緊，從而縮小旋轉中心孔的直徑，將中心孔與轉子軸的配合變為過盈配合，第一曲軸5和第二曲軸26被牢固安裝在了轉子2兩頭。轉子2上裝有第一風葉3和第四風葉(圖中未標注)，當轉子2轉動時，第一風葉3、第四風葉、第一曲軸5和第二曲軸26均與轉子2做同步轉動。
[0039]轉子兩側的活塞組件結構相同，在此僅詳細講述轉子右側的活塞組件。如圖2-6所示，活塞組件100由第一皮碗壓蓋7、第二皮碗壓蓋17、第一雙頭活塞8、第一活塞皮碗9、第二活塞皮碗16、第一導向環10、第二導向環15、第一連桿11和第一活塞銷14組成,第一雙頭活塞8頂部兩頭設置有第一活塞皮碗9和第二活塞皮碗16，第一活塞皮碗9和第二活塞皮碗16由自潤滑材料制成，擁有完整的碗狀結構，中間有開孔，第一活塞皮碗9和第二活塞皮碗16通過第一皮碗壓蓋7和第二皮碗壓蓋17與第一雙頭活塞8固定連接，通過螺絲鎖緊，在工作時能很好的密封氣體；第一雙頭活塞8端部設置有第一導向環10、第二導向環15,第一導向環10、第二導向環15由自潤滑材料制成,切有槽口以方便安裝，第一導向環10、第二導向環15可以套在第一雙頭活塞8上，約束第一雙頭活塞8只能在氣缸內進行上下的往復運動；第一活塞銷14鉚接在第一雙頭活塞8上，第一連桿11的小頭通過2個帶潤滑脂的滾動軸承(第一帶潤滑脂的小軸承102和第二帶潤滑脂的小軸承103)和第一活塞銷14鉚接，第一連桿11和第一活塞銷14之間是活動的，可以沿第一活塞銷14周向做相對擺動，但不可沿第一活塞銷14軸向移動，第一連桿11大頭上鉚接有帶潤滑脂的大軸承104。
[0040]如圖9所示，轉子2、第一風葉3、第四風葉、第一曲軸5、第二曲軸26通過軸承安裝在第一曲軸箱4和第二曲軸箱33上可以自由轉動，位于轉子左右兩側的兩組活塞組件，分別放置在兩組共軸的對置氣缸內(第一氣缸6和第二氣缸18、第三氣缸19和第四氣缸32),氣缸是固定在第一曲軸箱4和第二曲軸箱33上的,活塞組件可在氣缸內沿上下方向做自由往復運動。通過連桿上的帶潤滑脂的大軸承，兩套活塞組件分別安裝在第一曲軸5、第二曲軸26上，第一曲軸5、第二曲軸26通過帶潤滑脂的大軸承可與連桿大頭直接實現周向的相對運動，活塞組件可在偏心的第一曲軸5、第二曲軸26的驅動下，實現有規律的上下往復運動。
[0041]第一曲軸5、第二曲軸26上依次裝有第二風葉12、第三風葉27、第一導風罩13和第二導風罩28，第一導風罩13和第二導風罩28是固定的,第二風葉12、第三風葉27可隨轉子軸同步轉動，第二風葉12、第三風葉27轉動時形成冷卻風，第一導風罩13和第二導風罩28將風導向兩組活塞組件以及第一氣缸6、第二氣缸18、第三氣缸19和第四氣缸32上，第一氣缸6、第二氣缸18、第三氣缸19和第四氣缸32上的軸向散熱片能將風進一步導向閥組上，冷卻閥組36，閥組是固定安裝在氣缸上的。
[0042]如圖11、15所示，氣缸上部固定裝有閥組36和缸蓋38，氣缸與閥組之間設置O型密封圈35，閥組與缸蓋之間設置閥組密封圈37，提高了可靠性；同時由于氣缸、閥組36和缸蓋38可以直接金屬接觸，整體導熱性提高，缸蓋38和閥組36上的熱量可快速傳導到氣缸(第一氣缸6、第二氣缸18、第三氣缸19和第四氣缸32)和曲軸箱(第一曲軸箱4和第二曲軸箱33)上，通過冷風將熱量帶走，降低了機器的工作溫度。
[0043]如圖10-11所示，本實用新型缸蓋38的進氣口上裝有帶消聲功能的空濾器34，能有效降低機器的噪音。如圖13-14所示，空濾器34由底座34a，濾芯34c和蓋子34b組成，底座34a有2個腔體，大腔體塞有海棉濾芯34c，小腔體裝入帶導嘴的蓋子34b ;機器產生的噪音，通過大腔體折射后再進入小腔體，再從蓋子34b的導嘴中排出；噪音會明顯的降低。
[0044]如圖1所示，由于轉子左側結構與右側結構相同，因此左側的部件(第三氣缸19，第三皮碗壓蓋20，第三活塞皮碗21，第三導向環22，第二活塞23，第二活塞銷24，第二連桿25，第二曲軸26，第三風葉27，第二導風罩28，第四導向環29，第四活塞皮30，第四皮碗壓蓋31，第四氣缸32，第二曲軸箱33)及連接關系在此不再詳細描述。
[0045]當轉子旋轉運動時，曲軸通過連桿驅動兩套活塞組件分別做上下往復運動，導向環起到約束作用，曲軸與連桿的相對運動由含脂軸承(帶潤滑脂的大軸承)完成，連桿和活塞銷之間的滾擺運動由含脂軸承(帶潤滑脂的小軸承)完成，活塞組件與氣缸之間的往復摩擦運動由自潤滑的活塞皮碗和導向環潤滑，兩個雙頭活塞在氣缸內做不需要潤滑油的往復運動，實現了壓縮所需的吸氣和排氣過程。活塞皮碗在壓縮過程中張開，將氣體壓縮并排出氣缸；吸氣過程中活塞皮碗則收回，減少其與氣缸壁面的摩擦。由于兩個第一曲軸5、第二曲軸26的中心連線X5與X26的夾角錯開90度，這樣在旋轉過程中，每個活塞到達上止點的周期也將錯開1/4周期，從而4個壓縮腔內的壓縮過程是相互錯開1/4周期的；以圖1為例，開始的1/4周期，A腔完成壓縮；1/4到1/2周期，C腔完成壓縮；1/2到3/4周期，B腔完成壓縮；3/4到周期結束，D腔完成壓縮。這樣的均勻壓縮的好處是避免了驅動電機的扭矩集中，使驅動電機在整個工作周期中扭矩均勻，效率提高；同時使得壓縮氣體能均勻的產生和排出，減少了閥組和其它承壓部件受沖擊的強度，從而提高了本實用新型機器的壽命。風葉旋轉形成的氣流被導風罩導向4個氣缸和活塞組件，再通過氣缸軸向散熱片導向閥組和缸蓋下部，強制冷卻氣缸、活塞組件、閥組和缸蓋，降低了機器工作溫度，提高了壓縮效率。而風葉旋轉形成的氣流在內部快速冷卻定子和轉子，將熱量帶出，降低了驅動電機的溫升，提高了驅動電機的壽命。
[0046]本實用新型與同類型壓縮機相比，設計思路前衛，改變了傳統的有油潤滑壓縮潤滑方式；結構新穎，帶導向環和活塞皮碗的雙頭活塞，錯位90度安置的曲軸，2組對置氣缸，可產出均勻的純凈的壓縮空氣；其結構可靠、緊湊，成本低，效率高，泄漏低，壽命高，穩定性好。
【權利要求】
1.一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，包括驅動電機、氣缸和導風罩，其特征在于所述的驅動電機的輸出軸連接一組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件，活塞組件連接在與驅動電機輸出軸相連的曲軸上，曲軸與驅動電機之間設置有曲軸箱，活塞組件在曲軸的驅動下有規律的上下往復運動。
2.根據權利要求1所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述的驅動電機的兩側均設置有輸出軸，驅動電機的兩個輸出軸各連接一組共軸對置的在氣缸內做自由往復運動的活塞組件。
3.根據權利要求2所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于位于所述驅動電機兩側的曲軸相互錯開90度，在一個旋轉周期內錯開角度實現均勻壓縮。
4.根據權利要求1或3所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述活塞組件包括連桿、雙頭活塞、活塞銷、兩個活塞皮碗、兩個皮碗壓蓋和兩個導向環，雙頭活塞的兩頭分別設置一個活塞皮碗，活塞皮碗通過皮碗壓蓋與雙頭活塞固定連接，雙頭活塞端部還設置有用來導向的導向環；雙頭活塞內安裝設置活塞銷，活塞銷外套有兩個帶潤滑脂的小軸承，雙頭活塞通過活塞銷和兩個帶潤滑脂的小軸承與連桿小頭連接，連桿大頭安裝有帶潤滑脂的大軸承，連桿通過帶潤滑脂的大軸承與曲軸的偏心軸相連，雙頭活塞通過活塞皮碗和導向環與設置在驅動電機軸側的兩個氣缸相配合。
5.根據權利要求4所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述活塞皮碗由自潤滑材料制成，擁有完整的碗狀結構，中間開有通孔，能夠通過皮碗壓蓋固定在雙頭活塞上；所述導向環由自潤滑材料制成，并切有開口。
6.根據權利要求1或3所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述曲軸的偏心塊上開有鎖緊槽，并裝有鎖緊螺絲。
7.根據權利要求1或3所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述氣缸外部設置有缸蓋，氣缸與缸蓋之間設置有閥組，氣缸和缸蓋上均開設有按照密封圈的槽，氣缸與閥組之間設置O型密封圈，閥組與缸蓋之間設置閥組密封圈，氣缸與閥組、閥組與缸蓋均直接金屬接觸。
8.根據權利要求1或3所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述驅動電機輸出軸和曲軸上均設置散熱的風葉。
9.根據權利要求7所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述缸蓋的進氣口上裝有帶消聲功能的空濾器，空濾器由底座、濾芯和蓋子組成，底座有兩個腔體，濾芯塞在大腔體內，小腔體內安裝帶導嘴的蓋子。
10.根據權利要求1或3所述的一種多缸對置活塞式無油壓縮裝置，其特征在于所述驅動電機替換為皮帶盤，作為皮帶機使用。
【文檔編號】F04B27/02GK204041380SQ201420414188
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】楊柳 申請人:楊柳