一种无油式空气压缩设备的制作方法

1.本发明涉及空压机技术领域，具体涉及一种无油式空气压缩设备。


背景技术：

2.空压机是制备压缩空气的设备，目前活塞式的空压机使用最为广泛。随着空压机技术的发展，油润滑的空压机逐渐被无油空压机所取代，无油空压机本身材料不含油性物质，工作时也无需添加任何润滑油，而是采用自润滑的耐磨材料进行滑动接触，因此排出气体中的含油量极少，大大提高了排出气体的质量。
3.现有公开号为cn109058069a的中国发明专利申请公开了一种水冷式无油空压机，包括箱体、两个气缸和设置于箱体内的电机，电机包括转轴，转轴的两端均固连有曲柄和风扇，气缸包括缸套和缸盖，缸套内滑动设置有活塞，活塞和曲柄通过连杆连接，两个缸盖间连通设置有送气管，还包括水冷管、驱使水冷管内液体流动的水泵，所述水冷管包括分别靠近两个风扇端面处的两个散热部、分别紧贴两个缸套上的两个吸热部，所述水冷管沿箱体一侧的散热部、吸热部、箱体另一侧的吸热部、散热部形成闭环。
4.无油空压机在工作时，由于无润滑油对气缸进行辅助冷却，则容易出现气缸过热的现象；空压机工作时长期过热容易导致气缸变形和拉伤磨损，影响空压机的使用寿命。同时，电机在工作时，线圈产生的热量难以从箱体中散发出去，导致箱体内温度很高，影响电机性能和寿命。
5.也即是说，该发明公布的水冷式无油空压机，不能对电机进行有效散热，而且所采用的现有散热器结构复杂，部件繁多，可有效进行散热的接触面较小，散热效率低。


技术实现要素：

6.本发明提供一种无油式空气压缩设备，以解决现有技术中不能有效对空压机的电机进行降温的问题。
7.为了实现上述效果，本发明采用技术方案为：
8.一种无油式空气压缩设备，包括：
9.空压装置，用于压缩空气；
10.换热装置，罩设于所述空压装置上，所述换热装置上设有用于容纳冷却液的腔室、用于向所述腔室导入冷却液的进液口以及用于从所述腔室导出冷却液的出液口；
11.冷却装置，用于对从所述腔室导出的冷却液进行降温；以及
12.动力装置，分别与所述进液口和所述出液口相连，用于给所述冷却液提供动力，以使得所述冷却液能够在所述腔室中循环流通。
13.在一种可能的设计中，所述空压装置包括：
14.传动轴；
15.活塞，通过凸轮机构连接于所述传动轴；
16.气缸，形成为与所述活塞相适应的结构，所述活塞设置于所述气缸中，且所述活塞
的外周面贴合于所述气缸的内壁；以及
17.驱动器，传动连接于所述传动轴，以使得所述活塞能够在所述气缸内做阻尼运动。
18.在一种可能的设计中，所述换热装置包括：
19.第一换热箱，形成为与所述气缸相适应的结构，且所述第一换热箱能够完全覆盖所述气缸，所述第一换热箱设有第一循环腔；
20.第二换热箱，形成为与所述驱动器相适配的结构，并罩设于所述驱动器的外周，所述第二换热箱还设有第二循环腔，所述第一换热箱密封连接于所述第二换热箱；以及
21.导流箱，所述导流箱上设有所述进液口和所述出液口，所述导流箱分别与所述第一换热箱和所述第二换热箱相连；
22.其中，所述进液口连通于所述第一循环腔、所述第二循环腔和所述出液口，以使所述动力装置、所述进液口、所述第一循环腔、所述第二循环腔和所述出液口共同形成为供所述冷却液流通的循环通道。
23.在一种可能的设计中，所述空压装置还包括叶轮，所述叶轮固定连接于所述传动轴，所述第一换热箱设有用于避让所述叶轮的避让槽，所述避让槽与大气连通。
24.在一种可能的设计中，所述第一换热箱包括第一框体部和套设于第一框体部内部的第一筒体部，所述第一框体部设有所述第一循环腔和缸槽，所述第一筒体部中设有避让槽和侧板部。
25.在一种可能的设计中，所述第二换热箱包括与第二框体部和设置于第二框体部内部的第二筒体部，所述第二框体部设有所述第二循环腔，所述第二筒体部罩设于所述驱动器的外周。
26.在一种可能的设计中，所述第一筒体部与所述第二筒体部(33)相连，其特征在于，所述第一框体部与所述第二框体部密封连接，以使所述第一循环腔与所述第二循环腔连通。
27.在一种可能的设计中，所述气缸设于缸槽中，且与缸槽面接触，所述侧板部上设有供所述传动轴穿过的轴孔和用于连接第一换热箱和第二换热箱的安装孔。
28.在一种可能的设计中，所述导流箱上还设有用于导入空气的进气室和用于排出空气的排气室；
29.所述换热装置还包括连接件，所述连接件分别与所述第一换热箱和所述导流箱相连，以能够覆盖所述气缸；
30.其中，所述连接件上设有单向进气阀，以使得所述空气能够从所述进气室单向导入至所述气缸中，所述连接件上设有单向排气阀，以使得压缩后的空气能够从所述气缸中单向导出至所述排气室。
31.在一种可能的设计中，所述连接件与所述气缸相连处设有用于防止空气溢出的密封圈，所述连接件与所述进气室以及所述排气室相连处分别设有用于防止空气溢出的垫圈。
32.在一种可能的设计中，所述动力装置包括：
33.水泵；以及
34.散热管，与所述水泵连通，所述散热管一端连通于所述进液口，一端连通于所述出液口。
35.在一种可能的设计中，所述冷却装置包括：
36.机架，所述散热管连接于所述机架；
37.风机组，与所述机架相连并设置于所述散热管的一侧，所述风机组的出风口朝向所述散热管；以及
38.翅片组，配置为多个并铺设于所述机架上，所述散热管往复绕行设置并连接于所述翅片组。
39.在一种可能的设计中，所述散热管沿所述机架的长度方向往复设置；在所述机架的宽度方向上，相邻的管道间隔设置；在所述机架的高度方向上，相邻管道间隔设置并具有夹角。
40.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
41.通过上述技术方案，空压装置在工作过程中产生的热量可以经换热装置传递给冷却液，从而降低空压装置的热量。动力装置提供的动力，能够将换热后的冷却液导出，并引入降温后的冷却液，从而实现冷却液在腔室中循环。换热装置将气缸、驱动器等发热件完全包裹，不仅有益于保证对于热量的吸收效率，还有益于实现零排放，实现资源的优化的利用。通过这种冷却液循环流通的方式实现了对空压装置的降温，有益于保证空压机的使用寿命和使用效果，具有较好的实用性。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
43.图1是本发明提供的无油式空气压缩设备在一种实施例中的立体结构图；
44.图2是本发明提供的无油式空气压缩设备在一种实施例中的爆炸图；
45.图3是本发明提供的第一换热箱在一种视角下的立体结构图；
46.图4是本发明提供的第一换热箱在另一种视角下的立体结构图；
47.图5是本发明提供的第二换热箱在一种视角下的立体结构图；
48.图6是本发明提供的导流箱在一种视角下的立体结构图；
49.图7是本发明提供的导流箱在另一种视角下的立体结构图；
50.图8是本发明提供的连接件在一种视角下的结构示意图；
51.图9是本发明提供的连接件在另一种视角下的结构示意图；
52.图10是本发明提供的动力装置的结构示意图；
53.图11是本发明提供的冷却装置的结构示意图。
54.上述附图中，各标号的含义为：
[0055]1‑
空压装置，11
‑
传动轴，12
‑
叶轮，13
‑
活塞，14
‑
气缸，2
‑
第一换热箱，21
‑
第一循环腔，22
‑
第一框体部，23
‑
第一筒体部，24
‑
侧板部，25
‑
缸槽，3
‑
第二换热箱，31
‑
第二框体部，32
‑
第二筒体部，33
‑
第二循环腔，4
‑
导流箱，41
‑
进液口，42
‑
出液口，43
‑
进气口，44
‑
排气口，45
‑
进气室，46
‑
排气室，51
‑
连接件，52
‑
密封圈，53
‑
单向进气阀，54
‑
单向排气阀，55
‑
垫圈，6
‑
动力装置，61
‑
水泵，62
‑
散热管，7
‑
冷却装置，71
‑
机架，72
‑
风机组，73
‑
翅片组。
具体实施方式
[0056]
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
[0057]
在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
[0058]
本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
[0059]
还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
[0060]
在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
[0061]
根据本发明的具体实施方式，提供了一种无油式空气压缩设备，图1至图11示出了其中一种具体实施方式。图1是该无油式空压设备安装于其它机械设备的结构示意图。
[0062]
参阅图1至图11所示，该无油式空气压缩设备包括空压装置1、换热装置以及动力装置6。其中，空压装置1用于压缩空气。换热装置，罩设于所述空压装置1上，所述换热装置上设有用于容纳冷却液的腔室、用于向所述腔室导入冷却液的进液口41以及用于从所述腔室导出冷却液的出液口42。冷却装置7，用于对从所述腔室导出的冷却液进行降温。动力装置6，分别与所述进液口41和所述出液口42相连，用于给所述冷却液提供动力，以使得所述冷却液能够在所述腔室中循环流通。
[0063]
通过上述技术方案，空压装置1在工作过程中产生的热量可以经换热装置传递给冷却液，从而降低空压装置1的热量。动力装置6提供的动力，能够将换热后的冷却液导出，并引入降温后的冷却液，从而实现冷却液在腔室中循环。换热装置将气缸14、驱动器等发热件完全包裹，不仅有益于保证对于热量的吸收效率，有益于实现零排放，实现资源的优化的利用。而冷却装置7能够使冷却液即时有效地冷却，继而使导入至腔室中的冷却液保持低温，以使其更好的进行热交换，从而保证整体的换热效率。由此，通过这种冷却液循环流通的方式实现了对空压装置1的降温，有益于保证空压机的使用寿命和使用效果，具有较好的实用性。
[0064]
需要说明的是，在本文中，所使用的的方位词“上、下”是以无油式空气压缩设备在使用过程中为准进行的描述，具体可参阅图1的图面方向。而所述的“内、外”则是指相应零部件轮廓的内、外。此外，需要说明的是，所使用的术语如“第一、第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。再者，不同的附图中的同一标记表示相同的要素。
[0065]
在本发明提供的一种实施例中，所述空压装置1可以包括传动轴11、活塞13、气缸14和驱动器。活塞13，通过凸轮机构连接于所述传动轴11。气缸14，形成为与所述活塞13相适应的结构，所述活塞13设置于所述气缸14中，且所述活塞13的外周面贴合于所述气缸14的内壁，驱动器，传动连接于所述传动轴11，以使得所述活塞13能够在所述气缸14内做阻尼运动。
[0066]
其具体工作过程可以概述为：随着驱动器的运动，能够使传动轴11转动。与此同时，基于凸轮机构的工作原理，能够带动活塞13在气缸14中上下运动。当活塞13向下运动时，可以从外部吸入空气，转轴转动一圈后，则能够使活塞13向上运动，以将空气进行压缩并推出。
[0067]
其中，为保证活塞13与气缸14之间的密封性，在活塞13外周设置有与气缸14紧配合且有弹性的皮环，有益于保证气体在吸入和推出时的有效性。
[0068]
另外，此处所述的凸轮机构包括凸轮、滑轮和连杆，所述连杆一端连接于活塞13，另一端连接于凸轮。凸轮通过滑轮则连接于传动轴11。这样，当传动轴11带动凸轮转动的时候，能够推动活塞13做阻尼运动。其中，滑轮的设置，有益于将推力有效传递给连杆，并且还能够通过其转动减少摩擦。
[0069]
在本发明中，驱动器为电机。对于其具体规格和种类，本领域技术人员可以根据应用环境和应用对象灵活选择，本发明对此不做限制。
[0070]
在一种可能的设计中，参阅图1和图2所示，所述换热装置可以包括第一换热箱2、第二换热箱3和导流箱4。第一换热箱2，形成为与所述气缸14相适应的结构，且第一换热箱2能够完全覆盖所述气缸14，并且所述第一换热箱2还设有第一循环腔21。
[0071]
第二换热箱3，形成为与所述驱动器相适配的结构，并罩设于所述驱动器的外周，所述第二换热箱3还设有第二循环腔33，所述第一换热箱2密封连接于所述第二换热箱3，以使得所述第一循环腔21与所述第二循环腔33连通。
[0072]
导流箱4，所述导流箱4上设有所述进液口41和所述出液口42，所述导流箱4分别与所述第一换热箱2和所述第二换热箱3相连。
[0073]
其中，所述进液口41连通于所述第一循环腔21、所述第二循环腔33和所述出液口42，以使所述动力装置6、所述进液口41、所述第一循环腔21、所述第二循环腔33和所述出液口42共同形成为供所述冷却液流通的循环通道，使得冷却液能够在该循环通道中流动，以实现对于空压装置1的有效降温。
[0074]
在本发明中，第一换热箱2形成为与气缸14相适应的结构，且所述第一换热箱2能够完全覆盖所述气缸14，从而有效降温。第二换热箱3形成为与驱动器相适应的结构，能够完全包覆驱动器，从而对驱动器进行全方位换热，继而提高对于驱动器的换热效率。
[0075]
作为一种选择，参阅图3和图4所示，所述第一换热箱2包括第一框体部22，和套设于第一框体部22内部的第一筒体部23。所述第一框体部22设有所述第一循环腔21和缸槽25，所述第一筒体部23中设有所述避让槽和侧板部24。由此，可以通过第一框体部22实现热交换，而侧板部24，用于安装第一换热箱2。
[0076]
所述空压装置1还包括叶轮12，所述叶轮12固定连接于所述传动轴11，所述第一换热箱2设有用于避让所述叶轮12的避让槽，所述避让槽与大气连通。这样，当驱动器带动传动11转动时，可以带动叶轮12转动，从而将热气排出至大气中。换句话说，气缸14和叶轮12
均设置在第一换热箱2中的，以使得主体部22中的冷却液能够对气缸14和叶轮12进行全方位包裹，以保证最终的吸热效率。
[0077]
类似地，参阅图5所示，所述第二换热箱3包括与第二框体部31，和套设于第二框体部31内部的第二筒体部32。所述第二框体部31设有所述第二循环腔33，所述第二筒体部32罩设于所述驱动器的外周。这样，可以增大冷却液的流通面积，即，增大换热面积，继而可提高对于驱动器的降温效率。
[0078]
在本公开提供的一种可能的设计中，驱动器可以配置为双头驱动电机，即，能够同时带动两组传动轴11转动。在这种情况下，上述的活塞13、气缸14以及叶轮12也均可以配置为与传动轴11相适配的两组。当然，对于第一换热箱2，则也可以配置为与传动轴11和叶轮12相适配的两组。其中，传动轴11、叶轮12、活塞13、气缸14、凸轮机构以及第一换热箱2相对于驱动器对称设置。
[0079]
在这种设计中，冷却液的工作路线为：动力装置6
→
进液口41
→
第一循环腔21
→
第二循环腔33
→
第一循环腔21
→
出液口42
→
动力装置6。由此，即为冷却液实现的单次循环过程。
[0080]
在本发明中，参阅图6和图7所示，所述导流箱4上还可以设有用于导入空气的进气室45和用于排出空气的排气室46，所述进气室45通过进气口43连通于大气，所述排气室46通过出气口44连通于外部导气设备。
[0081]
所述换热装置还包括与所述气缸14相连的连接件51，参阅图8和图9所示，所述连接件51上与所述进气室45相对应的位置设有单向进气阀53，从而使空气能够经由进气室45和单向进气阀53单向地导入至气缸14内。所述连接件51上与所述排气室46相对应的位置设有单向排气阀54，有益于使压缩后的高压气体经由单向排气阀54和排气室46导出至实际所需的目标位置。
[0082]
为保证空气在吸入以及被压缩过程中的密封性，所述连接件51与所述气缸14相连处设有用于防止空气溢出的密封圈52，由此使得空气压缩工作能够平稳可靠地进行。
[0083]
为保证进气室45和排气室46的密封性，还可以在连接件51上设置与所述进气室45和与所述排气室46相适配的垫圈55，以防止空气泄漏。
[0084]
在本发明提供的一种实施例中，参阅图10和图11所示，所述动力装置6可以包括水泵61以及连接于水泵61入口和出口的散热管62。散热管62与水泵61出口连通的一端连通于所述进液口41，与水泵61入口连通的一端连通于所述出液口42，由此，可以通过水泵61使冷却液从腔室中有效地导入或者导出，使得冷却液能够循环流通。
[0085]
在一种可能的设计中，参阅图11所示，所述冷却装置7可以包括机架71、风机组72和翅片组73。所述散热管62连接于所述机架71。风机组72，与所述机架71相连并设置于所述散热管62的一侧，所述风机组72的出风口朝向所述散热管62。翅片组73，配置为多个并铺设于所述机架71上，所述散热管62往复绕行设置并连接于所述翅片组73。这样，翅片组73与散热管62面接触，散热管62中的热量部分传递至翅片组73。风机吹出的冷风能够对准散热管62和翅片组73，并与散热管62、翅片组73进行热交换，继而降低散热管62中冷却液的温度。
[0086]
需要说明的是，风机可以包含任意合适数量的风机，类似地，翅片组73亦可以包含不同数量和规格的翅片。对此，本领域技术人员可以根据散热管62的铺设面积进行灵活选择。此外，对于风机和翅片的结构，本领域技术人员可以以现有的产品上进行常规性改进得
到，故对此不进行过多赘述。
[0087]
参阅图11所示，在本发明中所述散热管62沿所述机架71的长度方向往复设置，这样，有益于增大散热管62的铺设面积。在所述机架71的宽度方向上，相邻的管道间隔设置；在所述机架71的高度方向上，相邻管道间隔设置并具有夹角。这样一来，可以增大风机组72吹出的冷风与散热管62之间的接触面积，继而有益于提高散热管62的降温效率。
[0088]
另外，上述技术方案中所用的冷却液可以使是水、丙二醇或者其它溶液，此外，还可以是例如氟利昂等任意合适的可作为冷却液的介质。
[0089]
以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。