一种空气压缩机的制作方法

本发明涉及一种空气压缩机。

背景技术：

现阶段，空气压缩机的运用已越来越普遍，且种类繁多，但是在实际工作中普遍存在工作效率低的问题，以二级空气压缩机为例：一个连杆带动两个活塞在气缸内同时进气和出气，这样就不能两级串联加压，所以在两级间加装了储气装置，二级吸气时会再吸入储气装置内的气体，具体工作过程依次为：一级吸气、一级压缩、储气、二级吸气和二级压缩，工作过程复杂，工作效率低。

再如四级空气压缩机，一般为v形结构(即：两级间的活塞90度相交设置)，同样也存在储气装置，具体工作过程详见表1和表2(表1和表2分别是常见的两种四级空气压缩机的工作过程，其中表1的为塔式v形结构，表2的为并列v形结构)。

表1

表2

从表1得知：存在半个周期内，四级活塞会出现同时吸气和同时排气的现象，从表2得知：存在半个周期内，相邻两级活塞会出现同时吸气和同时排气的现象，同时吸气和同时排气会导致气流不连续，且在同时吸气和同时排气时，不能产生级间气体传送的功能，降低了级间传送效率；同时，曲轴转过不同的相位角时，各级活塞气缸内的气流便开始换向，不能满行程工作，造成行程浪费，大大影响了工作效率。

此外，空气压缩机的外部布置有多根气管，凌乱、不美观，且成本高。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种空气压缩机，以避免同时吸气和同时排气的情况发生，达到提高气体在级间的传送效率和工作效率的目的。

本发明实施例所提供的技术方案是：一种空气压缩机，包括机体，所述机体上设有曲轴箱，所述曲轴箱内转动安装有动力装置驱动的曲轴，所述曲轴箱的上方设有活塞缸，所述活塞缸内设有多级平行设置的活塞腔，每级所述活塞腔内均滑动安装有所述曲轴驱动的活塞；所述活塞缸上设有多条与所述活塞腔一一对应设置的所述排气通道，所述排气通道上螺纹安装有排气阀，且所述排气通道与所述活塞腔连通，所有所述活塞腔的一侧均设有出气孔，每个所述出气孔与所述排气通道一一对应设置并相互连通；

所述活塞缸的上方设有缸盖，所述缸盖上设有多个进气孔，所述进气孔与所述活塞腔一一对应设置并相互连通，每个所述活塞腔内均螺纹安装有延伸至所述进气孔内的进气阀；除末级所述活塞腔对应的所述进气孔外，其余每个所述进气孔的一侧均设有缸盖出气孔，所述缸盖出气孔与所述出气孔一一对应设置并相互连通；

所述缸盖的上方设有散热缸盖，所述散热缸盖上设有进气口，所述进气口与其中一所述进气孔连通；

相邻两级的所述缸盖出气孔与所述进气孔之间设有气流通道，所述气流通道设置于所述缸盖上或所述散热缸盖上。

作为一种改进，所述活塞腔设有四级、并呈方形布置；

所述曲轴箱与所述活塞缸之间设有滑块箱，所述滑块箱内滑动安装有两个滑块，每个所述滑块与所述曲轴之间均设有连杆，所述连杆的两端分别转动安装于所述滑块和所述曲轴上；

单数级的两根所述活塞固定安装至其中一所述滑块上，双数级的两根所述活塞固定安装至另一所述滑块上。

作为进一步的改进，所述曲轴箱与所述滑块箱之间、所述滑块箱与所述活塞缸之间、以及所述活塞缸与所述缸盖之间均设有密封垫。

作为再进一步的改进，首级所述缸盖出气孔与二级所述进气孔之间的所述气流通道、以及三级所述缸盖出气孔与末级所述进气孔之间的所述气流通道均设置于所述缸盖上；

二级所述缸盖出气孔与三级所述进气孔之间的所述气流通道设置于所述散热缸盖上。

作为又进一步的改进，所述气流通道设置于所述缸盖或所述散热缸盖相互靠近的侧面上，且所述气流通道贯通所述缸盖或所述散热缸盖的表面；所述缸盖与所述散热缸盖之间设有用于隔断所述缸盖上所述气流通道和所述散热缸盖上所述气流通道的密封隔板。

作为更进一步的改进，所述缸盖和所述散热缸盖上均设有多个减重槽。

采用了上述技术方案，本发明实施例所提供的一种空气压缩机的有益效果如下：

由于曲轴箱内转动安装有动力装置驱动的曲轴，曲轴箱的上方设有活塞缸，活塞缸内设有多级平行设置的活塞腔，每级活塞腔内均滑动安装有曲轴驱动的活塞；活塞缸上设有多条与活塞腔一一对应设置的排气通道，排气通道上螺纹安装有排气阀，且排气通道与活塞腔连通，所有活塞腔的一侧均设有出气孔，每个出气孔与排气通道一一对应设置并相互连通；活塞缸的上方设有缸盖，缸盖上设有多个进气孔，进气孔与活塞腔一一对应设置并相互连通，每个活塞腔内均螺纹安装有延伸至进气孔内的进气阀；除末级活塞腔对应的进气孔外，其余每个进气孔的一侧均设有缸盖出气孔，缸盖出气孔与出气孔一一对应设置并相互连通；缸盖的上方设有散热缸盖，散热缸盖上设有进气口，进气口与其中一进气孔连通；相邻两级的缸盖出气孔与进气孔之间设有气流通道，气流通道设置于缸盖上或散热缸盖上，基于上述结构，该空气压缩机在实际工作中，动力装置带动曲轴转动，曲轴带动多级活塞在活塞腔内进行滑动，在滑动的过程中，首级活塞下行吸气，气体会依次通过进气口、首级的进气孔和进气阀进入到首级活塞腔内，之后首级活塞上行回程，进气阀关闭，首级活塞腔内的压缩气体经排气通道、出气孔和缸盖出气孔进入气流通道，之后气体经二级进气孔、进气阀进入到二级活塞腔内压缩，如此循环，直至进入到末级活塞腔，末级活塞腔内的活塞回程，多级压缩、加压后的气体经末级排气阀排出，并输送至用气单元。

综上所述，采用该空气压缩机，具有以下优势：

1、多级活塞处于同一个相位角时，依次在进行吸气、排气、吸气、排气的循环工作，通过气流通道，上级的气流会直接输送至下级，并逐级增压，中间无需缓冲储气装置，进而提高了气流的传递效率，且在上述工作中，不存在空行程工作，大大提高了工作效率；

2、通过活塞腔平行设置机构，结构不仅紧凑，而且，缩短了相邻两活塞之间的距离和曲轴的长度，进而曲轴的强度也得到了提高；

3、气流通道设置在缸盖或散热缸盖上进行内部流动，与传统相比，无需外部连接各种复杂的气管，简化了该空气压缩机及其内部的结构，成本得到了大大降低，而且美观性高。

由于活塞腔设有四级、并呈方形布置；曲轴箱与活塞缸之间设有滑块箱，滑块箱内滑动安装有两个滑块，每个滑块与曲轴之间均设有连杆，连杆的两端分别转动安装于滑块和曲轴上；单数级的两根活塞固定安装至其中一滑块上，双数级的两根活塞固定安装至另一滑块上，从而通过两级活塞在滑块上固定连接，可实现两级活塞共用一个连杆进行驱动，不仅简化了结构，而且结构更加紧凑、体积小；同时，减少了零部件的数量，降低了成本和装配难度。

由于曲轴箱与滑块箱之间、滑块箱与活塞缸之间、以及活塞缸与缸盖之间均设有密封垫，从而通过密封垫保证了该空气压缩机各个部件之间的密封性，有效避免了气体流失而影响工作效果。

由于首级缸盖出气孔与二级进气孔之间的气流通道、以及三级缸盖出气孔与末级进气孔之间的气流通道均设置于缸盖上；二级缸盖出气孔与三级进气孔之间的气流通道设置于散热缸盖上，从而通过该设计不仅不影响各个气流通道的正常工作，而且便于加工和布置。

由于气流通道设置于缸盖或散热缸盖相互靠近的侧面上，且气流通道贯通缸盖或散热缸盖的表面，从而大大提高了气流通道的加工便利性；由于缸盖与散热缸盖之间设有密封隔板，从而通过隔板不仅隔断了缸盖上气流通道和散热缸盖上气流通道，避免了气流通道相互连通而影响工作，而且起到了良好的密封作用。

由于缸盖和散热缸盖上均设有多个减重槽，从而通过减重槽可有效降低缸盖、散热缸盖以及该空气压缩机的重量；同时，减重槽区域的缸盖和散热缸盖壁厚变薄，有助于散热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中a-a的剖视图；

图3为图1中b-b的剖视图；

图4为图1中缸盖的结构示意图；

图5为图4的后视图；

图6为图1中散热缸盖的结构示意图；

图7为图6的后视图；

附图中，1-机体；2-曲轴箱；201-曲轴；3-滑块箱；301-滑块；302-连杆；303-连接螺栓；4-活塞缸；401-活塞腔；402-活塞；4021-活塞环；403-排气通道；404-排气阀；405-出气孔；5-缸盖；501-缸盖出气孔；502-进气孔；503-进气阀；6-散热缸盖；601-散热片；602-空气滤芯；603-进气口；7-密封垫；8-气管；801-气阀座；9-气流通道；10-减重槽；11-密封隔板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

为了便于说明，该空气压缩机为具有四根活塞的四级空气压缩机，但本方案所述的结构并不仅限定应用于四级空气压缩机上。

如图1至图3共同所示，一种空气压缩机，包括机体1，该机体1上通过连接件固定安装有曲轴箱2，该曲轴箱2内转动安装有动力装置驱动的曲轴201，该动力装置为电机；该曲轴箱2的上方通过连接件固定安装有滑块箱3，该滑块箱3的上方通过连接件固定安装有活塞缸4，该活塞缸4的上方通过连接件固定安装有缸盖5，该缸盖5的上方通过连接件固定安装有散热缸盖6，该散热缸盖6上设有多个散热片601；该曲轴箱2与滑块箱3之间、滑块箱3与活塞缸4之间、以及活塞缸4与缸盖5之间均设有密封垫7。

该活塞缸4内设有多个平行设置的活塞腔401，定义每一个活塞腔401为一级，在本方案中，活塞腔401设有四级并呈方形布置，每级活塞腔401内均滑动安装有活塞402，每个活塞402上均卡装有两个活塞环4021；该滑块箱3内滑动安装有两个滑块301，每个滑块301与曲轴201之间均设有连杆302，该连杆302的两端分别转动安装于滑块301和曲轴201上，该滑块301远离连杆302的一端通过连接螺栓303与活塞402相连，在本方案中，单数级(首级和第三级)的两根活塞402固定安装至其中一滑块301上，双数级(第二级和第四级)的两根活塞402固定安装至另一滑块301上。

该活塞缸4上设有四条与活塞腔401一一对应设置的排气通道403，该排气通道403贯通活塞缸4的端部且螺纹安装有排气阀404，该排气通道403与其对应的活塞腔401垂直设置并相互连通，每级活塞腔401一侧的活塞缸4上均设有出气孔405，每个出气孔405与排气通道403一一对应设置并相互连通，该出气孔405与排气通道403垂直设置；末级排气通道403(该排气通道403为与末级活塞腔401对应设置的排气通道403)上的排气阀404上连通有气管8，该气管8与气阀座801相连通。

该缸盖5上设有多个进气孔502，该进气孔502与活塞腔401一一对应设置并相互连通，每个活塞腔401内均螺纹安装有延伸至进气孔502内的进气阀503；除末级活塞腔401对应的进气孔502外，其余每个进气孔502一侧的缸盖5上均设有缸盖出气孔501，该缸盖出气孔501与出气孔405一一对应设置并相互连通。

该散热缸盖6上设有进气口603，该进气口603上安装有空气滤芯602，且进气口603与其中一进气孔502连通，定义：与相互连通的进气口603和进气孔502对应设置的活塞腔401为首级活塞腔401，其相连的缸盖出气孔501与进气孔502也均为首级；相邻两级的缸盖出气孔501与进气孔502之间设有气流通道9，该气流通道9设置于缸盖5上或散热缸盖6上。

作为优选，首级缸盖出气孔501与二级进气孔502之间的气流通道9、以及三级缸盖出气孔501与末级进气孔502之间的气流通道9均设置于缸盖5上，上述两气流通道9设置为弧形且镜像设置；二级缸盖出气孔501与三级进气孔502之间的气流通道9设置于散热缸盖6上，该气流通道9设置为z形(参见图4至图7)；该缸盖5上的两条气流通道9、以及散热缸盖6上的气流通道9均设置于缸盖5和散热缸盖6相互靠近一侧的侧面上，且气流通道9贯通缸盖5或散热缸盖6的表面；该缸盖5与散热缸盖6之间设有用于隔断缸盖5上气流通道9和散热缸盖6上气流通道9的密封隔板11，该密封隔板11上设有两个与z形气流通道9端部连通的通孔(图中为示出)，其中一个通孔与二级缸盖出气孔501连通，另一通孔与三级进气孔502连通。

该缸盖5和散热缸盖6上还均设有多个减重槽10，该散热缸盖6上的减重槽10也可与其对应的缸盖出气孔501连通，进而起到气体缓冲的作用。

该空气压缩机在实际工作中，动力装置带动曲轴201转动，曲轴201带动四级活塞402在活塞腔401内进行滑动，在滑动的过程中，首级活塞402下行吸气，气体会依次通过进气口603、首级的进气孔502和进气阀503进入到首级活塞腔401内，之后首级活塞402上行回程，进气阀503关闭，首级活塞腔401内的压缩气体经排气通道403、出气孔405和缸盖出气孔501进入气流通道9，之后气体经二级进气孔502、进气阀503进入到二级活塞腔401内压缩，如此循环，直至进入到末级活塞腔401，末级活塞腔401内的活塞402回程，多级压缩、加压后的气体经末级排气阀404排出(各级活塞401的工作过程详见表3)，并输送至用气单元。

表3

综上所述，采用该空气压缩机，多级活塞401处于同一个相位角时，依次在进行吸气、排气、吸气、排气的循环工作，通过气流通道9，上级的气流会直接输送至下级，并逐级增压，中间无需缓冲储气装置，进而提高了气流的传递效率；同时，四级活塞402平行运动，曲轴201带动活塞402进行180度切换，达到活塞402行程作功效率最大化，也就是说：从首级活塞401开始工作至末级活塞401完成工作，曲轴201需要转动两周；且在上述工作中，不存在空行程工作，大大提高了工作效率。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。