专利名称：空气压缩机的制作方法
空气压缩机本发明涉及一种关于空气压缩机的设备、系统以及方法，具体地但不排他地涉及被用来利用吹制纤维方法安装光纤单元和电缆的压缩机。从EP108590和后来的出版物公知吹制纤维技术，该吹制纤维技术包括利用流体介质(实际上，这是来自空气压缩机的加压空气)的高速流动提供的粘性拖拽将光纤传输线安装到光纤管或导管内。大体上，塑料管或导管最初被沿着路径安装或被安装到迟早会希望或需要光纤连接的位置。沿着那些路径配置光纤单元(包括单纤维束)的昂贵决定因此可能被推迟直到决定通过“吹透”导管来使纤维通过导管安装。这种安装所需的设备包括吹制头和空气压缩机。在安装期间，纤维管的一端被装配到吹制头，使得管的孔与吹制头内的孔相连通。纤维单元和空气通过吹制头的孔被供给到管的孔内。因此吹制头具有两个主要功能利用一对驱动轮将纤维单元机械地驱动到管内；以及将加压空气从压缩机经由空气软管引到管内。当前，由于各种原因，诸如具体地由于压缩机的大尺寸和净重，因此安装吹制纤维需要至少两个操作员。由申请人当前使用的压缩机重85kg，一个人不可能举起该压缩机。 对于一个人来说，即使压缩机被安装在轮式框架上，从搬运车上移除该压缩机也是笨重的、 困难的且危险的。该压缩机或与该压缩机类似的压缩机被英国和全世界的吹制纤维从业者使用，例如6A汽油发动机驱动的吹制纤维压缩机，西洛可(Sirocco)汽油压缩机(意大利、 米兰的普瑞斯曼公司(ftrsmian S. p. A))等等。供给的空气需要满足成功吹制纤维所需的一定标准。这些标准包括·压力·容积·温度·干燥度·含油量 平缓、无脉冲输送空气需要在管内以足够的速度流动以提供流体拖拽而将纤维单元携带入纤维管内。在EP108590(见上述)中可以发现安装吹制纤维所需的空气压力和流动水平的讨论。 申请人:需要用于吹制纤维安装的压缩机输送平缓、无脉冲的空气供给。空气应该是相对较干的以使得来自冷凝的水分应该不会干扰安装过程，然而也不是至于干至使得由纤维单元通过管的运动产生静电。因为空气温度与空气干燥度有关，所以申请人需要由压缩机产生的空气应该不超过周围环境2°C。如上所述，该压缩机的加压空气经由吹制头内的孔被引入纤维管内。吹制头通常包括夹紧在一起的两个部分，并且泵入吹制头的窄孔内的加压空气的一半以上通过接缝漏出。结果，申请人需要使用能够供给补偿在吹制头处浪费的并且从未到达管的空气所需的大量空气的大型、大功率压缩机。当前，申请人所使用的压缩机能够供给至多200升/分钟。当前的吹制纤维安装过程因为需要两个操作员而是劳动密集的，并且浪费迫使使用比可能确实必需的更大型且更大功率的设备。因此安装成本高。迄今这种支出被认为是可接受的，例如这是因为光纤待服务高价值的商业用户。然而光纤正变得日益大规模地配置在全球范围内的全部网络中。例如在英国，计划过渡到下一代网络(Next Generation Network)(英国电信“21世纪网络QlstCentury Network) ”)，和将光纤移到路边或住宅， 都集中于将大量光纤越来越多地以各种水平配置在全部网络中，其中对于光纤吹制是选择的安装方法。这带来要降低成本的压力，尤其是在向极端价格敏感的住宅用户提供光学连接时。与此相应，申请人已经开发了一种改进的吹制头，该吹制头减小了浪费的空气水平，使得来自压缩机的多得多的空气可以被输送到纤维管内。这在W020061034M中描述。 作为该改进的结果，能将较小功率的压缩机使用于包括W020061034M中描述的发明特征的吹制头。结果，对于单个操作员足够小且轻以便举起并安全输送到安装现场、安装和管理的便携式压缩机的使用直接有助于潜在地将涉及安装的人力时间和成本减半。尽管如此， 这种轻型压缩机仍需要可靠地产生用于成功的吹制纤维安装所需的上述工业质量的空气。当前，能够为成功安装而以可靠方式生产满足所需标准的空气的工业用途的压缩机超过25kg，这是可以由单个操作员适度地运载压缩机的极限。因此在适合吹制纤维的成本效益和普遍安装的压缩机的主要部件的布置中存在严格的设计约束。在本发明的第一方面，提供了一种压缩机，该压缩机包括连接至压缩空气源的油分离器，该油分离器包括-室，该室具有壁，该壁在所述室内限定空腔，以及-位于所述壁内的通风口，其中所述通风口-在第一端处与所述压缩空气源连通，并且经由第二孔与所述空腔连通，并且-大体上平行于所述壁的外向面延伸。为了减小所述压缩机的整个占位面积并且为了减小几乎3. 5倍的重量，所述压缩机的各种部件必须按比例缩小尺寸，用较小的形式代替，相对于彼此重新布置并重新定位。 形成的一个显著变化是用较小的马达发动机代替大型马达发动机，该较小的马达发动机仍产生如所需的加压到10巴的空气，但是不需要产生相同量的空气，这是由于对所述吹制头的改进，所述吹制头较少泄漏和浪费空气。在根据本发明所述的压缩机的实施方式中，发现需要消减所有不重要的部分以在所需的尺寸和重量参数内装配，而导致所述油分离单元直接暴露于空气。至少在英国其通常比使所述压缩机的运行温度冷，并且无疑比离开所述压缩室的压缩空气冷。所述压缩空气可以携带相当量的水分，所述大量水分在进入所述油分离器被突然冷却时可以作为水被倒入分离室。所述室内过量水的存在干扰了滤油器的操作。为了解决该问题，所述压缩空气中携带的水蒸汽在其进入所述分离室之前被去除。这通过使热的潮湿空气通过构造成沿着所述分离单元的壁通过的所述通风口来进行， 使得水分的至少一部分在进入所述室之前冷凝。在优选实施方式中，所述通风口呈沿着室主体的表面设置的沟槽或凹槽的形式， 使得当壳体被装配在所述室主体上时形成孔，所述压缩空气沿着所述孔在进入所述室的途中行进。在本发明的具体实施中，所述马达相对于所述压缩机单元的布置已经被设计成将其尺寸和重量减到最小。如众所周知的，小马达以比较大马达高的速度最佳地运行(例如具有最高效率)。因此安装在旋转的转子上的压缩机叶片，假如由所述较小马达直接驱动则将以该较高速度运动。该高速度可能不是最佳的，并且实际上可能产生相反效果，因为运动叶片之间的叶间容积显著地减小到在进气阶段期间空气不能进入所述叶间容积的程度，这是由于对于所述叶间容积没有足够的时间来被进入空气完全占据。在优选实施方式中，所述压缩机由所述马达皮带驱动(并且因此被间接驱动)。通过改变所述压缩机和所述马达之间的传动比，可以使用较小的马达但是仍可以通过以适当速度操作而获得良好的(即使不是最佳的)压缩机性能。有利地，使用皮带和带轮也允许所述压缩机和所述马达能够相互平行地定位，这有助于直接减小所述压缩机的整个体积和占位面积，并且因此有助于由单个操作员改进地容易处理。在本发明的第二方面，提供了一种用于利用由本发明的压缩机供给的加压空气将光纤安装到管内的系统。在本发明的第三方面，提供了一种通过利用由本发明的压缩机供给的加压空气使光纤进入到管内的方法。在安装中根据本发明的所述压缩机的该实施被有用地配置在经由吹制头将空气供给到管内的情况下，但是本发明在其它工业领域和商业领域等中同样有用。现在将参照附图仅通过实施例来描述本发明的实施方式。
图1是用来利用吹制纤维方法安装光纤的已知装置的示意图；图2是已知压缩机的主要部件的示意图；图3是根据本发明的示例性压缩机的部件的侧视图；图4A和4B示出了根据本发明的示例性压缩机的特定部件的详图；图5是与压缩机的其余部分隔离的油分离器的视图；图6示出了去除其壳体的油分离器；以及图7是示出了其内部结构的油分离器的剖视图。图1示出了如已知的吹制纤维安装的主要部件，其中纤维单元F通过由加压空气 22的供给辅助的吹制头20被沿箭头“X”的方向安装到吹制纤维管T内。图2是为供给用于安装的加压空气22的典型叶轮式压缩机30的示意图。该压缩机具有包括径向槽6的定子或转子4，叶片或浆叶8插入径向槽6内。壳体容纳有油，使得在操作期间，壳体内的所有表面都涂有油膜10。转子被安装在壳体10内的偏移位置，使得叶片的外端或尖端轻触、接触或几乎接触壳体的壁(壳体的横截面通常是圆形的)。结果在叶片和壳体壁之间形成封闭的叶间室或叶间容积，在图中将这些封闭的叶间室或叶间容积标记为Sl至S8。封闭空间由于转子相对于壳体的偏移或偏心定位而包括不同容积。使用时，转子在这里沿箭头“Y”的方向旋转。由于例如离心力，因此叶片在槽中的油膜上滑进和滑出它们的槽。叶片的外端因此不断地保持与壳体的壁接触，通过将叶片尖端和壳体壁涂覆油膜而形成为叶间容积的密封室。在使用期间，大气沿箭头“Z”的方向移入、通过该压缩机并最终移出该压缩机。当叶片沿着箭头“Y”的方向移动时，最初存在或者通过进气口 12进入封闭空间Sl而进入压缩机的空气的体积随着转子旋转而减小(当转子沿标有箭头的方向前进时假定空间S2至 S6的容积依次相等)。容纳在封闭空间中的空气在该过程期间被逐渐压缩，使得在具体的一团空气到达出气口 14时，排出到管道中，该管道被尺寸确定成维持空气压力直到空气最终被从压缩机排出。压缩空气在其从壳体离开时比它进入壳体之前更暖且更湿。空气从其在壳体中时起还含有油，从而压缩空气必须被处理以确保离开压缩机并进入吹制纤维管的空气具有恰当的温度/干燥度并且也是相对无油的。为了使空气除掉油，空气借助内部空气压力通过压缩机的主体内的特定长度和构造的路径，该路径通常使未处理的空气到达并通过各种油分离器、过滤器、干燥器和冷却器 (这些机器可以是压缩机的一体部分，或与压缩机分离)以处理空气从而获得希望的特征。 如图1所示，经由压缩机已处理过的空气作为待被供给到纤维管内的加压空气22最终离开压缩机。向压缩机供以动力的典型的马达是本田(Honda)GXMOQX顶置气门(OHV)汽油发动机(未示出)，该汽油发动机直接驱动压缩机壳体内的转子40，即，没有任何传动比变化。图3是根据本发明的示例性压缩机50的侧视图。为了比较而使用i^ctair 6A压缩机,压缩机 50 相当小(与1^900讓\1500111111\!1750111111相比丄520111111\1300111111\!1460111111)。重要的是，压缩机50也更轻(与85kg相比为23. 5kg)，因此能被举起。本发明的压缩机能产生加压到10巴的空气，尽管产生的体积小于6A压缩机(与2001/min相比为701/min)，但该体积在利用改进的吹制头的安装中是足够的，在改进的吹制头中空气损失被显著减小。简单地说，该压缩机包括通过皮带72联接至马达发动机58的压缩机壳体56。该压缩机包括燃料箱60，因为该压缩机由汽油供以动力，但该压缩机也可以构造成通过电网或电池而消耗电力。进入压缩机壳体的空气由空气过滤器66和联接至压缩机的油分离器 64过滤，以使能从加压空气中去除油。风扇70定位成冷却来自压缩机室的、油冷却器62中的热油。还设置了压力计68。该轻型压缩机50包括框架M和允许其被举起的把手52。出于尺寸、重量和减少对动力的需要的考虑，本发明的压缩机由较小的发动机供以动力。适当的马达是Honda GXH50，该Honda GXH50在大约4200到7700rpm的范围内操作。增大压缩机转子的转速将使空气体积生产增大到一点，超过该点进一步速度增大将产生相反效果。这是因为当叶片转速增大时封闭空间或叶间容积，即，可供空气通过进气口 (图2中的12)进入(图2的)叶间容积Sl之用的暴露或运行间隙有效减小。不但空气不能流入叶间容积Si，而且在该叶间容积内产生高压之后该叶间容积内的空气能以非常高的速度回流到进口管内。非常快速运行的压缩机还能委及叶片端部和壳体壁之间的油膜，因此降低封闭效果。在本发明的示例性压缩机中，最佳配置的较小发动机以超过压缩机转子的最佳运行速度的速度运行。为了适应压缩机的希望的较低的运行速度，系统包括在图4A和图4B 中详细示出的传动机构。马达58包括带轮76，该带轮76利用皮带72经由压缩机带轮74驱动压缩机56。 技术人员应该理解，任何其它类型的传动机构或技术可以用于相同端部。如图4A和4B所示的两个视图中可见，压缩机带轮74比马达带轮76大，使得高速马达以减小的速度驱动壳体内的压缩机转子(未示出)。在示例性的压缩机中，使用2 1的传动比使得5350rpm的发动机输出使压缩机以^75rpm的速度运行。通过以这种方式与发动机平行地调整并定位压缩机，能获得压缩机的小占位面积。能使用其输出与吹制纤维安装所需的空气压力和体积相匹配的较小、较轻的马达，该马达有助于减小装置的重量和尺寸。技术人员应该理解该构造能用来类似地减小任何类型的专业级压缩机的尺寸和重量，这些专业级压缩机为工业用途生产高质量的空气供给，除那些利用旋转叶片的压缩机之外，专业级压缩机包括例如活塞式压缩机或旋转螺旋压缩机。此外，压缩机的动作不需要局限于旋转运动，而是可以是活塞式压缩机中活塞在汽缸内的运动。由于压缩机的以减小其重量和占位面积的特殊构造，因此油分离器64 (示出在图 5中与压缩机的其余部分隔离)是相对暴露的。如上所讨论的并且如图3所示，油分离器在一端处被连接至压缩机56。从压缩机流入油分离器的压缩空气充满油。当它被压缩时，它还是暖的或热的，使得其呈蒸汽形式的水分也是高温的。因为暴露的定位，因此油分离器相对于来自压缩机单元的空气是冷的。当空气流入油分离器时突然的温度下降导致空气内的水蒸汽冷凝。这是成问题的，因为室内水的积聚例如因对滤油器的效率造成不利的影响而干扰到从压缩空气去除油的过程。此外，将水引入压缩机系统随着时间的过去将稀释油并且最终破坏压缩机或者至少严重地损害其操作。在传统的压缩机中，油分离器定位在组件内相对隐蔽的区域中，使得油分离器不受周围环境的影响并且还可以通过组件内其它部件的操作而变暖。结果，传统压缩机的油分离器内的凝结水平较低。本发明的压缩机中出现较高的凝结水平，至少部分地是由于其着重于减小尺寸和重量的紧凑设计而导致或需要分离器的相对暴露的定位，使得与传统的压缩机布置相比分离室比正到达的空气相对冷。现在转到图5，这是油分离器单元的视图，其中，其壳体74通过一端上的板72被连接至压缩机，并且在另一端上连接至压力计68。如可见的，油分离器的形状大体上是柱状的，其内部的室80部分地由柱体的一端上的板和所有其它侧上的壳体形成。图6和图7详细示出了油分离器如何被构造以处理过多凝结的特定问题的。图6 是示例性油分离器的视图，其中其壳体被去除以示出下面的油分离器室80。在室的表面上设置沟槽或凹槽88。在图中所示的实施方式中，这些沟槽或凹槽呈一个或更多个沟槽的形式，一个或更多个沟槽如图所示沿柱体的长度延伸并且径向延伸到贯穿柱状室的中央孔或钻孔并且延伸到中央腔内。在其壳体74就位的情况下，沟槽与壳体的内壁协作以形成适合气流从其通过的孔或通风口。使用时，来自压缩机单元的压缩空气被弓I导通过这些通风口。空气沿着室的表面通过这些沟槽/通风口的运动方向在图6中由箭头示出，示出了从通向并来自压缩机单元的孔82，沿着沿柱体的长度或高度的沟槽88，绕过拐角并且径向朝向通入油分离室的孔90 的流动。换言之，孔或通风口被构造成与分离器室表面的表面平行。图7是油分离器64的剖视图或横截面图，示出了室沿着其纵轴线的内部。如可见的，孔90通入中央空洞或中央腔，在该中央空洞或中央腔内利用常规方法使油从压缩空气分离出。空气经由孔90流入室，然后如箭头所示沿着室在室内流动并且流出室。由油分离器的内部构造形成的特殊的气流路径针对减少由其定位引起的过多凝结。如早前所述，油分离器的暴露定位源于压缩机和马达的平行布置，这进而由减小压缩机的总尺寸和重量同时维持大功率输出的目的而促成。使用时，充满油和水蒸汽的来自压缩室的已加热空气通过被沿着靠近油分离单元的表面的通风口或沟槽驱动而被冷却，油分离单元通常是整个部件的最冷部分。该效果由通过通风口描绘的路径而增大，该路径优选地靠近并且大体上平行于壳体的表面延伸。沿着该路径引导压缩空气不但有助于减少否则会已被释放到分离室内的水的量， 它进一步有助于降低已加热的空气和油的温度，并且结果将提高产生较小含油量的油分离器的效率。技术人员应该理解图中所示的构造存在多种变型。例如，油分离室的表面上的沟槽或孔88的功能可以由用作通风口的分离器壳体和同心壁之间的整个或部分环形空间执行。壳体可去除或固定到室。在后一情况下，可以不存在同样地单独的壳体，而是存在整体室，为空气流动而构造的通风口被钻进或以其它方式设置到该整体室的壁内，并且孔或通风口可以被描述成大体上与油分离室的外向面平行或与该外向面并排地延伸。如上所述和附图中的方法和构造仅为了便于描述并且不意味着将装置或方法限于使用中的具体的布置或过程。如上所述，所述的方法和装置仅仅是示例性的并且可以有用地配置在用于各种流体的任何压缩机中。同样地，本发明不限于配置在吹制纤维领域，而是能够应用于任何适当的工业领域或其它领域。对技术人员来说显然，对所述方法和装置的各种顺序和变换都可以在如所公开的本发明的范围内。
权利要求
1.一种压缩机，该压缩机包括连接至压缩空气源的油分离器，该油分离器包括-室，该室具有壁，该壁在所述室内限定空腔，以及-位于所述壁内的通风口，其中该通风口-在第一端处与所述压缩空气源连通，并且通过第二孔与所述空腔连通，并且-大体上平行于所述壁的外向面延伸。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述通风口包括孔。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机，该压缩机还包括用于除去从所述通风口收集到的水的装置。
4.根据任一项前述权利要求所述的压缩机，该压缩机还包括油分离器壳体，并且沿着所述壁的所述外向面设置沟槽，该沟槽被构造成与所述壳体的内向面协作以形成所述通风
5.根据任一项前述权利要求所述的压缩机，该压缩机包括-压缩机壳体，-位于所述压缩机壳体内的可动元件，该可动元件在使用时通过减小流体介质的可用空间来压缩该流体介质，以及-马达，该马达在操作期间移动所述可动元件，该马达经由传动装置以平行布置的方式联接至所述可动元件，该传动装置允许可动臂以不同于马达操作速度的速度移动。
6.根据权利要求5所述的压缩机，其中，所述可动元件以比所述马达操作速度慢的速度移动。
7.根据权利要求6或7所述的压缩机，其中，所述可动元件包括呈旋转叶片式布置的叶片，并且所述马达布置成在操作期间使所述叶片旋转。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的压缩机，其中，所述流体介质是空气。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的压缩机，其中，所述传动装置包括具有皮带和带轮的装置。
10.根据权利要求5至9中的任一项所述的压缩机，其中，所述压缩流体介质被加压到 10巴。
11.根据权利要求5至10中的任一项所述的压缩机，其中，所述流体介质被进一步处理以获得平缓、无脉冲的空气供给，该空气基本上无过多水分、不过度干燥、不过分暖和、和 /或无多余油。
12.一种用于利用由根据任一项前述权利要求所述的压缩机供给的加压空气将光纤安装到管内的系统。
13.一种用于利用由根据任一项前述权利要求所述的压缩机供给的加压空气使光纤进入到管内的方法。
全文摘要
一种压缩机，该压缩机包括连接至压缩空气源的油分离器，该油分离器包括室，该室具有壁，该壁在所述室内限定空腔；以及位于所述壁内的通风口，其中该通风口在第一端处与所述压缩空气源连通，并且通过第二孔与所述空腔连通，并且大体上平行于所述壁的外向面延伸。
文档编号F04C29/02GK102378862SQ201080015351
公开日2012年3月14日 申请日期2010年3月4日 优先权日2009年3月30日
发明者尼灿·戈嫩, 菲利普·阿尔佛雷德·巴克 申请人:英国电讯有限公司