CN201190647Y - 分体式气体压缩机 - Google Patents

Abstract

一种分体式气体压缩机，涉及气泵装置领域。本实用新型的分体式气体压缩机，包括：由多个汽缸构成的汽缸组件，每个所述汽缸包括各自的汽缸套和设置于汽缸套内的活塞；与所述汽缸组件配合的汽缸盖；以及驱动所述活塞运动的传动机构；汽缸盖内成型有具有气体入口和气体出口的气体单通道，气体单通道内设有控制汽缸套内气体流动方向的多个单向阀。解决了现有多个汽缸成型于一个铸件上的一体式气体压缩机使用成本高、检修和维护不方便的问题。上述汽缸套直列式排列，解决现有辐射型其它压缩机结构复杂、不利于制造和维护的技术问题。多缸结构的压缩机还解决了单缸气体压缩机压缩比不高的技术问题。

Description

分体式气体压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种气泵装置，具体地说是一种分体式气体压缩机。

背景技术

从液化气到医用氧气，压缩气体在生活和生产中的被越来越多的使用，尤其是医用氧气被更多地用于治疗和保健，高浓度氧气的需求量越来越大。而要压缩气体，气体压缩机是必不可少的。现有气体压缩机的汽缸腔体多是直接成型在汽缸整体件里，这种一体成型的结构，虽然使得压缩机整体稳定好，但是存在以下缺陷：由于汽缸缸体在反复的工作循环过程中，磨损较大，为易损件，但多个汽缸缸体在通常情况下不会同时坏，也就是说其使用寿命并不相同，这样一个汽缸缸体的损毁会导致一体结构汽缸的全部废弃，造成极大浪费且使得成本增大。另一方面，一体结构的汽缸整体件体积和重量较大，给安装、检修、维护带来诸多不便。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种使用成本小、维护检修方便、结构简单且压缩比高的气体压缩机。

为解决上述技术问题，本实用新型的采用的技术方案如下：一种分体式气体压缩机，包括：

由多个汽缸构成的汽缸组件，汽缸包括各自的汽缸套和设置于汽缸套内的活塞；

与汽缸组件配合的汽缸盖；

以及驱动所述活塞运动的传动机构；

汽缸盖内成型有具有气体入口和气体出口的气体单通道，气体单通道0内设有控制所述汽缸套内气体流动方向的多个单向阀。

多个汽缸的容积沿气体流动方向逐渐减小。

多个汽缸平行排列。

单向阀包括：

一个位于气体入口和具有最大容积的汽缸之间向最大容积汽缸单向导通的入口单向阀；

位于毗邻的汽缸之间向较小容积的汽缸单向导通的缸间单向阀；

一个位于具有最小容积汽缸和气体出口之间向气体出口单向导通的出口单向阀。

单向阀通过阀固定件固定于气流单通道中。

阀固定件成型有沿气流单通道方向贯通的中心腔体，及连通中心腔体和汽缸的连接腔体。

阀固定件一侧成型有沿所述气流单通道方向的凹槽，及连通凹槽和汽缸套的连接腔体。

汽缸为四个。

传动机构包括一个曲轴和连接在曲轴和活塞之间的导杆。

曲轴包括一个主轴及多个安装在所述主轴上的偏心装置。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有如下优点：

1、汽缸套和汽缸的分体结构，在一个汽缸体毁损时，只需更换一个新的汽缸套就可保证压缩机正常运转，不会导致所有汽缸体都报废，因此会大大节省使用成本；

2、汽缸套和汽缸的分体结构，汽缸套可以方便的拆卸安装，使得汽缸体的检修维护更方便；

3、多个汽缸套的直列式排列，各部件连接关系简单，便于压缩机整体的制造和维护；

4、多个汽缸套构成的多级压缩机，使得气体压缩比更高，获得更高浓度的压缩气体，更好的满足需要。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型一个压缩机的正面视图；

图2是图1所示压缩机的剖面图；

图3是构成图1所示的压缩机的汽缸盖组件装配状态的放大剖面图；

图4是压缩机曲轴的放大剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做具体的描述，从描述和附图中可以更好体会本实用新型的气体压缩机使用成本低、检修维护方便、压缩比高的优点。

本实用新型的气体压缩机，包括以下三大部分：

其一，由有多个汽缸构成的汽缸组件20，每个汽缸包括各自的汽缸套和设置于汽缸套内的活塞；同时，汽缸套可以方便的拆卸、安装，这样便于气体压缩机使用过程中对汽缸体的检修、维护。其二，与汽缸(20)配合的汽缸盖10；其三，以及驱动所述活塞在汽缸套里运动的传动机构30；

汽缸盖10内成型有具有气体入口180和气体出口190的气体单通道120，所述气体单通道120内设有控制汽缸套内气体流动方向的多个单向阀。

上述三部分通过常规的方式依次固定连接，比如螺杆连接，鉴于这种固定方式比较常见，此不赘述。

汽缸套的单独设置，具有很多优点，尤其对于多级气体压缩机。压缩机使用过程中必然导致汽缸的损坏。对于多个汽缸成型于一个铸件上的一体式气体压缩机来说，一个汽缸的毁损导致所有的汽缸都得同时更换，其它没有损坏得汽缸都随之报废，使得使用成本大大增加，而汽缸的分体设计只需更换坏掉的汽缸套，换上新的汽缸套，即可继续工作，这样可以充分使用每个汽缸，大大节省使用成本。

多个汽缸套构成了多级压缩，相比单缸压缩机，其压缩比更高，能得到更高浓度的压缩气体。

下面以压缩机包括四个汽缸套为例对本实用新型的技术方案进行具体描述：

如图1所示，汽缸组件20上部包括有平行排列的四个汽缸套：210a、210b、210c、210d，此处平行排列即为经常所谓的直列式排列。为便于加工，四个汽缸套均匀分布，第一汽缸套210a，第二汽缸套210b，第三汽缸套210c，第四汽缸套210d的直径逐渐缩小，进而使得四个汽缸的容积沿气体流动方向逐渐减小。多个汽缸套的直列式排列，相比辐射型排列，其连接关系简单，各连接部件也相应简单，便于压缩机的制造和维护。

参见图1和图2所示，第一汽缸套210a，第二汽缸套210b，第三汽缸套210c，第四汽缸套210d里依次设置有活塞220a、220b、220c、220d。第一活塞220a，第二活塞220b，第三活塞220c，第四活塞220d依次和导杆320a、320b、320c、320d相连，各个导杆推动各个活塞在各个汽缸套内运动。

汽缸组件20的下部分别对应各个汽缸套的位置成型有四个导引腔体：230a、230b、230c、230d，分别和四个汽缸套的一端密封连接，四个汽缸套的另一端和汽缸盖10的下表面在边缘处密合。四个导引腔体容纳各个导杆在其腔体内运动。

汽缸盖10上成型有横截面积为圆形的气流单通道120，其一端为气体入口180，另一端为气体出口190。气流单通道120里设置有气体入口接头181、入口固件182，五个单向阀、固定连接各个单向阀的阀固定件150、出口接头191、出口接头固件192。

五个单向阀包括：

一个位于气体入口接头180和第一汽缸套210a之间向最大容积汽缸套单向导通的入口单向阀111；

位于毗邻的所述汽缸之间向较小容积的汽缸单向导通的缸间单向阀：第一缸间单向阀112、第二缸间单向阀113、第三缸间单向阀114；

一个位于具有最小容积汽缸和气体出口接头190之间向气体出口190单向导通的出口单向阀115。

为便于说明，靠近气体入口180的方向为上游，靠近气体出口190的方向为下游。组装完成后，入口接头181的下游端啮合入口接头固件182的上游端，入口接头固件182的下游端啮合入口单向阀111的上游开口端，阀固定件150的上游端啮合其紧临的上游单向阀的下游端，阀固定件150的下游端啮合与其毗邻的下游单向阀的上游端。在阀固定件150和各单向阀的上游端的入口处由密封垫片140密封。出口接头固件192的上游端啮合出口单向阀115的下游端，出口接头固件192的下游端啮合出口接头191。如图3所示阀固定件150上成型有沿所述气流单通道120方向贯通的中心腔体，及连通所述中心腔体和汽缸套的连接腔体151，这样在气流单通道120里形成气流通道，同时也形成四个连通气流单通道120和各个汽缸套的气体通道。为了节约成本和方便加工，阀固定件150也可加工成一侧成型有沿气流单通道120方向的凹槽，及连通所述凹槽和汽缸套的连接腔体151。

传动机构30主要包括曲轴310和与曲轴相连的导杆，各个曲轴310带动相应导杆进而驱动与导杆连接的活塞在各个汽缸套里做往复运动。如图2和图4所示，曲轴310是多重组件，主要包括两端设有外部的主轴311、偏心装置312、用来在主轴上隔开和固定各个偏心装置312的垫片340，在主轴311的两侧设置有轴承331和332用来支承主轴311。同时在主轴311的外表面有多个键槽341，键槽341沿着主轴311的对应于导引腔体的中心位置隔开，当然曲轴310也可以用一个组件代替。当主轴311上的组件都安装好后，通过在主轴311两侧拧进螺丝，即可使得各个组件构成刚性连接。曲轴310还包括连接杆350，通过十字头销351连接各个偏心装置312和相应的导杆。主轴311上一端设置有驱动皮带轮360，通过皮带带动主轴311进而带动曲轴310运动。主轴311上安装偏心装置312和用来在主轴上隔开和固定各个偏心装置312的垫片340是为了当个别组件出现问题时，可以随时更换，提高各个组件的使用寿命，进而降低气体压缩机的使用成本。

再参照图4所示，是曲轴310的放大剖面图，如图所示，各偏心装置312里设置有两个键槽345和346，使得偏心装置312能够固定于主轴311的两个不同位置。由于曲轴比较常见，此处不再赘述。

本实用新型气体压缩机的工作过程：需压缩的气体通过入口接头181被输送至气体压缩机，流经其下游端的入口接头固定件182和入口单向阀111。此时压缩机处于循环过程中，第一汽缸套210a处于吸入相，此时由于第一缸间单向阀112下游压力高于吸入压力，所以从入口单向阀111流进的气体通过第一气流通道130a被全部吸进第一汽缸套210a，而不流经第一缸间单向阀112。当第一汽缸套210a压缩完吸进的气体，开始处于排出相，由于经过压缩，排出气体的压力高于第一缸间单向阀112下游压力，所以排出的气体通过第一缸间单向阀112和第二气流通道130b，全部流入第二汽缸套210b，此处的气体不流经第二缸间单向阀113，同样因为第二缸间单向阀113下游压力高于其上游压力。这样依次循环下去，从气体入口接头181里输入的气体顺次经第一汽缸套210a、第二汽缸套210b、第三汽缸套310c、第四汽缸套210d被压缩，最后得到的高浓度气体从出口接头191输出压缩机。

气体压缩机工作的过程中，各个活塞-汽缸的结合既压缩在压缩机的“抽气容积”里的气体也压缩压缩机的“未抽气容积”里的气体。此处的“抽气容积”指各个汽缸套里被移动的活塞推过的容积。“未抽气容积”指当活塞压缩时，未被活塞表面推过、而同样被活塞压缩的容积。以第二汽缸套为例，抽气容积是第二汽缸套的内容积，未抽气容积是第二气体通道内容积，第一汽缸单向阀130A的内容积，和与第二汽缸套直接连通的垫片容积和。

当第二汽缸套210b处于它的压缩相时，在未抽气容积的气体也被第二活塞220b压缩。未抽气容积和第二汽缸套210b相比是非常小的。因此，第一汽缸套210a和第二汽缸套210b之间的整个抽气容积与未抽气容积相比是比较大的。所以在它的吸入冲程，第二活塞220b从未抽气容积抽取的氧气较少，可从第一汽缸套210a抽取更多的氧气来压缩。

类似地，各个汽缸套可以更有效的压缩。因为各个汽缸套以一个相对较小的介于汽缸套本身和下级汽缸套上游之间的未抽气容积工作。

上述描述以四汽缸压缩机为例；该实用新型的上述技术特征同样适用于其它有不同数目汽缸的压缩机。另外，该实用新型适用于有带不同单向阀和固定件设计的汽缸盖的压缩机，而上述描述仅以一种压缩机作为示范。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种分体式气体压缩机，其特征在于，包括：

由多个汽缸构成的汽缸组件(20)，所述汽缸包括各自的汽缸套和设置于所述汽缸套内的活塞；

与所述汽缸配合的汽缸盖(10)；

以及驱动所述活塞运动的传动机构(30)；

所述汽缸盖(10)内成型有具有气体入口(180)和气体出口(190)的气体单通道(120)，所述气体单通道(120)内设有控制所述汽缸套内气体流动方向的多个单向阀。

2.根据权利要求1所述的气体压缩机，其特征在于：多个所述汽缸的容积沿气体流动方向逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的气体压缩机，其特征在于：多个所述汽缸平行排列。

4.根据权利要求1到2任意一项所述的气体压缩机，其特征在于：所述单向阀包括：

一个位于所述气体入口(180)和具有最大容积的汽缸之间向所述最大容积汽缸单向导通的入口单向阀(111)；

位于毗邻的所述汽缸之间向较小容积的汽缸单向导通的缸间单向阀；

一个位于具有最小容积汽缸和气体出口(190)之间向所述气体出口(190)单向导通的出口单向阀。

5.根据权利要4所述的气体压缩机，其特征在于：所述单向阀通过阀固定件(150)固定于所述气流单通道(120)中。

6.根据权利要求5所述的气体压缩机，其特征在于：所述阀固定件(150)成型有沿所述气流单通道(120)方向贯通的中心腔体，及连通所述中心腔体和汽缸套的连接腔体(151)。

7.根据权利要求5所述的气体压缩机，其特征在于：所述阀固定件(150)一侧成型有沿所述气流单通道(120)方向的凹槽，及连通所述凹槽和汽缸的连接腔体(151)。

8.根据权利要求1或2所述的气体压缩机，其特征在于：所述汽缸为四个。

9.根据权利要求1所述的气体压缩机，其特征在于：所述传动机构包括一个曲轴(310)和连接在所述曲轴(310)和活塞之间的导杆。

10.根据权利要求9所述的气体压缩机，其特征在于：所述曲轴(310)包括一个主轴(311)及多个安装在所述主轴上的偏心装置(312)。

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