一种离心式液体中继增压空压机的制作方法

本发明涉及空压机，是一种离心式液体中继增压空压机。

背景技术：

高压风机或空气压缩机广泛应用于多个工业领域。压力范围在0.01～0.1mpa左右的主要有罗茨风机，多级轴流风机及多级离心风机等，压力范围能达到0.15mpa左右的高速离心高压风机，压力范围能达到1mpa左右的空压机有螺杆式空压机和活塞式空压机等。使用中发现上述产品的不足在于：体积大、造价高或效率低能耗大，维护费用高、经常更换润滑油及配件或噪音大，对环境产生污染等。

发明目的

本发明的目的是提供一种离心式液体中继增压空压机，用较低的造价，实现一种较高效率且结构相对简单的空压机。

为实现本发明目的，提供了一种离心式液体中继增压空压机，包括壳体，壳体底端设置支架，壳体内安装风筒，风筒上部设置进风口，风筒内是空腔，该空腔是进风通道，风筒外壁与壳体内壁间设置液体腔室，液体腔室上部至壳体顶部设置气体腔室，液体腔室与气体腔室连通，壳体底部设置封闭板，壳体与风筒的外壁上端为封闭连接，在壳体上、气体腔室上端设置出气口，壳体内安装离心式风机叶轮，离心式风机叶轮通过连接件与电机连接，离心式风机叶轮的进风方向朝向进风口的进风方向，壳体1上、液体腔室上部设置进液管，壳体液体腔室下部设置出液管，壳体、风筒及离心式风机叶轮的圆心位于同一垂直轴线上。

所述风筒是截锥体或圆筒，截锥体的大直径端位于壳体的上端。

所述电机安装在壳体或风筒的上部或下部。

所述离心式风机叶轮位于风筒底端外部，离心式风机叶轮通过传动轴与电机相接，传动轴位于风筒内穿过风筒底端，电机位于风筒上部。

所述离心式风机叶轮位于风筒底端下部，离心式风机叶轮通过连接轴与电机相接，电机位于壳体底部外端。

所述壳体底部安装圆锥台筒，圆锥台筒的大直径端与壳体内壁相连接，小直径端与壳体底部封闭板相连接，圆锥台筒的小直径端的内径大于离心式风机叶轮的最大直径。

所述风筒底端安装圆环，圆环与离心式风机叶轮前盘平行并设有间隙，圆环上表面设置加强筋，加强筋以圆环圆心为中心呈辐射状均布。

所述液体腔室的最高端位于壳体高度h的1/4～4/5范围内。

所述离心式风机叶轮通过连接件与电机相连的连接件是换向器、横向输入轴延长轴及联轴器，换向器安装在壳体底端与离心式风机叶轮相连接，换向器通过横向输入轴延长轴及联轴器与电机连接。

所述壳体底部的封闭板中部与轴承座封闭连接。

本发明的贡献在于，提供了一种全新结构的离心式液体中继增压空压机，它比现有同类产品的造价低60％左右，出风压力范围在0.01～1.6mpa左右，运行噪音低，维护量小，不需要经常更换部件，使用寿命比现有技术提高50％左右。本发明还具有各部件在使用过程中不需要更换润滑油及维护、使用寿命比现有产品提高3倍以上及工作效率能达到80％左右等优点。

附图说明

附图1是本发明实施例之一结构示意图；附图2是图1的不同视角结构示意图；附图3是侧视结构示意图；附图4是图3中a-a剖视结构示意图；附图5是本发明实施例二结构示意图；附图6是图5的不同视角结构示意图；附图7是实施例二的侧视结构示意图；附图8是图7中b-b剖视结构示意图；附图9是本发明实施例之三结构示意图；附图10是图9的侧视结构示意图；附图11是图10中c-c剖视结构示意图；附图12是本发明结构中使用的离心式风机叶轮中的叶轮部件结构之一示意图；附图13是图12的仰视轴侧结构示意图；附图14是离心式风机叶轮中的叶轮部件结构之二示意图。

具体实施方式

对照附图对本发明做进一步说明。

本发明所述的一种离心式液体中继增压空压机，包括壳体1，壳体1底端设置支架17，壳体1内安装风筒8，风筒8上部设置进风口6，风筒8内是空腔，该空腔是进风通道，风筒8外壁与壳体1内壁间设置液体腔室12，液体腔室12上部至壳体1顶部设置气体腔室13，液体腔室12与气体腔室13连通，壳体1底部设置封闭板28，壳体1与风筒8的外壁上端为封闭连接，在壳体1上、气体腔室13上端设置出气口11，壳体1内安装离心式风机叶轮4，离心式风机叶轮4通过连接件与电机连接，离心式风机叶轮4的进风方向5朝向进风口6的进风方向，壳体1上、液体腔室12上部设置进液管9，下部设置出液管10，壳体1、风筒8及离心式风机叶轮4的圆心位于同一垂直轴线上。上述结构中所述液体腔室12内盛装液体或液气混合态的液体，气体腔室13内盛装气体或压缩气体。液体腔室12内的液体在离心式风机叶轮4旋转后由进液管9注入，气体腔室13内的气体是离心式风机叶轮4从进风口吸入气体与液体腔室12内的液体混合后被压缩的气体。气体被吸入后与液体混合，形成一定压力的气泡或气流，当液体和气体等压时，气泡或气流的密度小于液体密度而上浮，上浮的气体不断汇集形成压缩气体，压缩气体充满气体腔室13内，气体腔室13的压缩气体由出气口11排出。

本发明所述的液体腔室12的最高端位于壳体1高度的1/4～4/5范围内，液体腔室12的最高端可以位于壳体高度h的1/4处、1/3处、4/5处、3/5处或1/2处等，以离心式风机叶轮4最高速旋转时，充入液体腔室12内的液体上表面相对平稳为参照设计液体腔室12的高度依据。本发明所述的高、低、左、右位置均以图示位置为参考位置。壳体高度h是指壳体最低端至壳体最高端，如图4、图7、图8、图10、图11中h所示位置。

本发明所述风筒8是截锥体或圆筒，截锥体的大直径端位于壳体1的上端。以风筒8截锥体为优选方案，这种结构便于最大量进风的同时，易于底端与离心式风机叶轮4配合。

本发明所述电机安装在壳体1或风筒8的上部或下部。电机安装位置还可选择位于壳体左右的任一侧，例如：离心式风机叶轮4通过连接件与电机相连的连接件是换向器26、横向输入轴延长轴27及联轴器，换向器26安装在壳体1底端与离心式风机叶轮4相连接，换向器26通过横向输入轴延长轴27及联轴器与电机3连接。又如：离心式风机叶轮4位于风筒8底端外部，离心式风机叶轮4通过传动轴与电机相接，传动轴位于风筒内穿过风筒底端，电机位于风筒8上部。再如：离心式风机叶轮4位于风筒8底端下部，离心式风机叶轮4通过连接轴与电机相接，电机3位于壳体1底部外端。

本发明进一步方案是：壳体1底部安装圆锥台筒22，圆锥台筒22的大直径端与壳体1内壁相连接，圆锥台筒22的小直径端与壳体1底板28相连接，圆锥台筒22的小直径端的内径大于离心式风机叶轮4的最大直径。这种方案是为防止在电机输出轴与壳体1底部中心轴孔间隙不使用密封件时，发生液体泄漏，易在壳体1底部区域形成涡流而提供的优选方案之一。这种方案可使运转时液体撞到圆锥台筒22内壁，从而产生向上的分力，能够减少液体通过离心式风机叶轮4下端与壳体1底部间的空隙产生的泄漏，并减少液体在壳体底部边沿处产生涡流降低损耗。当电机输出轴与壳体底部中心轴孔间隙采用轴封装置时，此处无液体泄漏，可以不设置圆锥台筒22。当壳体1底部为封闭时，底部腔室内会形成积液或污垢等，壳体1底部的低处设置排污管16，排污管16出口由支架17一侧探出，便于排污。

本发明进一步的方案是：风筒8底端安装圆环20，圆环20与离心式风机叶轮4前盘平行并设有间隙，圆环20上表面设置加强筋30，加强筋30以圆环圆心为中心呈辐射状均布。在离心式风机叶轮4的上端安装圆环20，用于防止离心式风机叶轮4的叶轮外圆的液体或气体在叶轮前盘与进风口间形成回流，以减少能量损耗。

本发明所述液体腔室12的最高端位于壳体高度h的1/4～4/5范围内为优选方案，当采用特殊壳体结构或特殊壳体形状超出该范围时，以液体表面平稳、不产生飞溅为设计依据。

本发明提供的优选方案之一是，壳体1底部的封闭板28中部与轴承座18封闭连接。

本发明所述壳体1底端的封闭结构，采用封闭板封闭或采用封闭板和轴承座共同封闭，轴承座位于封闭板中部，输出轴穿过封闭板中部轴孔与离心式风机叶轮连接，封闭板与轴承座壳体相连接形成壳体底端封闭结构。

本发明所述的支撑筋板21为壳体1和风筒8下部之间的加强稳定结构，以风筒圆心为中心，呈辐射状均布连接于二者之间。

本发明所述的离心式风机叶轮4有多种形式，不限于实施例所列举的两种形式。

本发明所述的离心式液体中继增压空压机工作时，启动电机3带动离心式风机叶4轮转动，此后，液体腔室12内通过进液管9充入液体，当液体上表面达到液体腔室12的最高端时停止加液。离心式风机叶轮4转动初期气体由进风口6吸入，在离心式风机叶轮4的外圆抛出进入液体腔室12及气体腔室13，并经气体腔室13上部的出气口11排出。在没有液体加入时，启动电机3，本发明空压机的风压一般情况下不超过5000pa，当液体腔室12内的液体加入逐渐充满时，高速旋转的离心式风机叶轮4被浸没在液体中，进入叶轮流体通道的液体与被吸入的气体卷裹在一起被叶轮抛出，实现气液混合，叶轮通道中的流体呈现气液两相混合态，气液两相混合态流体在叶轮周边范围内形成圆环形混合层，混合层内的气体呈气泡状与液体混合在一起。由于气体的密度远小于液体密度，因而混合层的气泡上浮并与液体分离，最终上浮到气体腔室13内，汇聚形成压缩气体。当气液两相混合流上浮时，贴近壳体内壁的液体向下流动填充因气液两相混合流上升留下的空间并流入叶轮流体通道内，重复上一次的运动过程，完成一个循环。离心式风机叶轮4连续旋转，气体连续被吸入并聚集在气体腔室13内。液体在液体腔室内连续通过叶轮旋转与空气混合，加速、抛出、分离，连续循环运动，导致壳体的气体腔室内的气体聚集越来越多，压力逐渐增大，从而产生高压气体，通过出气口11排出，供用气负荷。

本发明的工作过程中，由于气体腔室与液体腔室是连通的，当气体压力增大时，液体腔室内气液混合层的压力同步增加，叶轮转动阻力相应增加，电机输出功率同步增加。出气压力由零逐渐上升，电机功耗由零至额定输出功率同步变化，叶轮转速调节、出气负荷的调节等均由控制器实现。

本发明采用液体作为中继压缩介质，达到了提高出风压力的目的。

本发明所述的空压机设置的液位显示传感器14及压力显示传感器15均可连接控制器，控制器设定自动化监控程序，对液位及压力等参数进行自动化监控。

本发明未详述内容均为公知技术。