用于空气压缩机的组合活塞的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于空气压缩机领域，具体涉及一种用于空气压缩机的组合活塞。
【背景技术】
[0002]空气压缩机是人们生产生活中经常用到的工具之一，通常，压缩机包括活塞组件和气缸，活塞组件与气缸配合形成压缩室，活塞组件设计的好坏与空气压缩机的性能息息相关。
[0003]现有技术中的空气压缩机中的活塞组件主要包括活塞体、活塞环、活塞杆，在活塞体的中心形成有内孔活塞杆穿过该内孔与活塞体固定连接，在活塞体上还形成有环形槽，活塞环安装在环形槽内，以密封活塞体与气缸之间的间隙，活塞组件可包括多个活塞环。中国专利文献CN 101865115A公开了一种空气压缩机的活塞组件，该活塞组件包括活塞盖板、活塞本体以及密封环，活塞盖板使用紧固件紧固地连接到活塞本体上，密封环配装在活塞盖板与活塞本体之间，且密封环呈具有与气缸内孔壁面作运动密封配合的椭圆状或类椭圆状的环形外缘表面，因此即使在振动、惯性以及变形等因素的影响下密封环也不易发生围绕活塞组件轴线的松转运动，不仅活塞环而且活塞盖板均不易松脱。但是这种结构的空气压缩机在排气过程结束时总有余隙容积存在，在下一次吸气时，余隙容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸入的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于余隙容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。故当输出压力较高时，应采取措施降低排气温度，节省压缩功，以达到提高容积效率，增加压缩气体排气量的效果。
[0004]因此，本领域技术人员需要提供一种结构简单、运行稳定、能有效减小余隙容积从而提高排气效率的用于空气压缩机的组合活塞。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术中的不足之处，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于空气压缩机的组合活塞，本组合活塞结构简单、运行稳定，能有效减小余隙容积从而提高压缩机气缸的排气效率。
[0006]为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0007]一种用于空气压缩机的组合活塞，包括设置在气缸中的活塞体和活塞端盖，所述活塞端盖通过紧固件固定在活塞体上，所述活塞体上沿其轴向开设有第一进气孔，所述活塞端盖上开设有第二进气孔，所述活塞端盖与活塞体之间设置有阀片，且阀片的边部处于在气缸进气时抬起以使得第一进气孔和第二进气孔相联通或在气缸排气时封盖在第一进气孔处以使得第一进气孔和第二进气孔相隔绝的两种状态；所述活塞端盖上设置有限制阀片抬起角度的升程限制器或升程限制结构。
[0008]优选的，所述升程限制结构为设置在活塞端盖底端面上的凹部。
[0009]优选的，本组合活塞中还在活塞体上设置有两个定位销，所述活塞端盖和阀片均通过定位销安装在所述活塞体上，所述活塞端盖上的与定位销相配合的端盖销孔为上端封闭的盲孔。
[0010]优选的，所述阀片包括阀片中心段和自阀片中心段向外伸出并便于翘起的阀臂组成；所述阀片中心段的中部设置有供紧固件穿过的固定孔，且所述阀片中心段在固定孔的两侧设有两个供定位销穿过的定位孔；所述阀臂远离阀片中心段的一端即阀臂末端盖设在第一进气孔处，且所述阀臂末端的尺寸大于第一进气孔的尺寸。
[0011]优选的，所述阀臂设置为四个，四个阀臂呈十字状设置。
[0012]优选的，所述升程限制结构为与所述阀臂相对应配合的楔子状或类楔子状凹腔，所述第二进气孔设置在升程限制结构的边缘处，且第二进气孔与升程限制结构的边缘相交。
[0013]优选的，所述楔子状凹腔的夹角α在O?45°范围内。
[0014]优选的，与某个第一进气孔对应配合的第二进气孔设置为多个。
[0015]更优选的，所述楔子状凹腔的夹角α为2?5°。
[0016]本发明的有益效果在于:
[0017]I)、本发明中的组合活塞把气缸分成气缸上部和气缸下部两部分，该组合活塞中的第一进气孔、阀片、升程限制结构与第二进气孔彼此配合构成一个止回阀；当组合活塞以图1中所示的箭头所指方向向下运动时，气缸下部的压力大于气缸上部的压力，此时压缩机开启吸气阀，气体从气缸上的进气通道进入到气缸下部，气流穿过第一进气孔对阀片施加压力，使得阀片的阀臂翘起，封盖在第一进气孔出的阀臂末端打开，此时止回阀打开，第一进气孔和第二进气孔彼此连通，空气经第二进气孔进入到气缸上部空间完成吸气过程；
[0018]当组合活塞以图2中所示的箭头所指方向向上运动时，压缩机关闭吸气阀，由于气缸上部的压力大于下部的压力，使得阀片贴紧活塞体的第一进气孔，此时止回阀关闭，气体在气缸上部空间内完成压缩过程后排出气缸。
[0019]由上述可知，本组合活塞结构简单紧凑，拆卸方便，适用于安装在空间尺寸小的微型空压机上。本组合活塞能够使吸气过程更充分，能显著提高空压机的进气效率，并且压缩过程使气缸内部保持了良好的密封性，同样也提高了排气效率，节省了压缩机的能耗。
[0020]2)、本发明在第一进气孔上方的活塞端盖上设有楔子状或类似楔子状凹腔的升程限制结构，当阀片的阀臂在气流压力下翘起时，气流通过升程限制结构对阀臂的抬起角度进行限制，也即利用升程限制结构自身的形状对阀臂的抬起角度进行限制。具体说来，由于楔子状凹腔的夹角α在O?45°范围内，因此阀片的阀臂的抬升角度将小于等于45°，这种结构设计使得气体以较为缓和的速度经第一进气孔、第二进气孔而进入到气缸上部空间，降低了气流对阀片的冲击，提高了阀片的工作寿命。
[0021]3)、本发明将楔子状凹腔的夹角α严格限制在2?5°范围内，其一可以保证气流的通畅而不受影响，其二能够尽可能减少对活塞端盖整体性和结构的影响，保证组合活塞能够持久可靠的稳定工作。
[0022]4)、本组合活塞在活塞体上开设了多个第一进气孔，此多个第一进气孔同心设置且均匀分布，且此多个第一进气孔的圆心设置在紧固件轴线上。同样的，本组合活塞中阀片的阀臂也以紧固件的轴线作为中线对称分布。此外，本组合活塞中的第二进气孔与第一进气孔对应设置，也即，多个第二进气孔(当与某个第一进气孔对应的多个第二进气孔构成第二进气孔组时，则为多个第二进气孔组)也同心设置且均匀分布，此多个第二进气孔的圆心也设置在紧固件轴线上。本发明中的这种结构设计，减少了空气压缩机在工作过程中产生的振动与噪声，提高了其稳定性，同时，使气流运动过程更加平稳，更加接近可逆过程，这种活塞组件实现了在满足气流速度及压力损失的前提下，能够有效的减小余隙容积，降低排气温度，因而保证了空气压缩机具有较高的吸气和排气效率，同时降低能耗。
[0023]5)、本发明阀片中心段设有两个对称的供定位销穿过的定位孔，安装时定位销穿过定位孔将阀片限位在活塞体上，从而不但使得阀片在安装时的精度较高，而且确保了阀片的位置不会再气流扰动下发生移动；阀片中设置有四个阀臂，与此对应的，活塞体上的第一进气孔和活塞端盖上的升程限制结构也对应设置为四个，从而不但有利于保证足够的通气面积，而且有利于增强活塞端盖的结构强度，使活塞端盖在气缸恶劣的工作环境中能够稳定可靠的工作；阀臂末端的尺寸大于第一进气孔的尺寸，阀臂末端端部到紧固件轴线的距离大于第一进气孔孔壁到紧固件轴线的最远距离，且阀臂末端端部到紧固件轴线的距离小于第二进气孔孔壁到紧固件轴线的最远距离，从而确保了阀臂末端在气缸排气时能够封盖在第一进气孔上使第一进气孔和第二进气孔相隔绝，而在气缸进气时能够顺利抬起而使第一进气孔和第二进气孔相连通，从而不会发生无法严格控制第一进气孔的开闭问题，保证了空气压缩机的正常运作。
[0024]6)、本发明将与某个第一进气孔对应配合的第二进气孔设置为多个，也即一个第一进气孔与多个第二进气孔构成的第二进气孔组相对应配合，不但保证了气流的流量不受影响，而且确保了活塞端盖结构的完整性，保证了活塞端盖具有较高的结构强度。
【附图说明】
[0025]图1为本发明活塞吸气过程的结构示意图。
[0026]图2为本发明活塞压缩过程的结构示意图。
[0027]图3为本发明活塞端盖的主视图。
[0028]图4为本发明活塞端盖的仰视图。
[0029]图5为本发明阀片的结构示意图。
[0030]图中标记的含