[发明专利]超高压空气压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型超高压空气压缩机，其适于在线产生超高压空气。

背景技术

空气压缩机是工业现代化的基础产品，压缩机是将原动(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置，主要为气动系统提供气源动力。我国压缩机技术起步较晚，但发展很快。在超高压空气压缩机研究应用方面国内外产品大都是活塞式压缩机为主，由于受结构与机理的限制，超高压空气压缩机普遍体积庞大，重量重，重量最小的产品为重量41kg，体积600×340×350mm，排气压力30MPa，但是在某些微型化、轻质化的特殊工作场合，无法满足空间与质量的要求。往复活塞式压缩机气缸中存在余隙容积，由于加工、装配等工艺的需要，余隙容积不可避免，而余隙容积不仅直接减小了气缸的有效容积，而且其中所残留的高压气体还必须膨胀至吸气压力，气缸才能开始吸入新鲜气体，这样就等于进一步减小了气缸的有效容积。尤其是在超高压空气压缩机中，由于吸气压力较低，使用压力较高，使得压缩机的空气压缩比较大，若吸气压力为0.1Mpa，使用压力为35Mpa，那么压缩比为350，这样气缸内有效容积极小，而且很容易出现有效容积为零的情况，即可能出现余隙容积内的气体在气缸内完全膨胀后，压力仍不低于吸气压力，这时压缩机无法继续吸、排气，并且过大的压缩比使得摩擦和压缩气体时产生大量热量，不仅造成能源浪费，甚至影响压缩机正常工作。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种超高压空气压缩机，其能克服传统超高压空气压缩机笨重、效率低之不足，使得超高压空气压缩机微型化且可靠性高。

为实现上述目的，本发明提供了一种超高压空气压缩机，包括：多个气缸和对应用于气缸内对气体进行压缩的活塞；所述两级压缩气缸复用同一个缸体，有限地减小压缩机的体积及重量；多个双球头连杆，其沿气缸的工作方向布置，一端设置有所述活塞，另一端与起到驱动作用的摆盘连接，斜盘推动摆盘运动，从而推动双球头连杆沿工作方向移动；其中，所述斜盘及摆盘的数目为单个，所述摆盘相对于所述工作方向呈锐角或钝角倾斜布置，所述多个双球头连杆和所述多个气缸以对称的方式平行布置在所述摆盘一侧，各级压缩气缸通过阀体串联连接；当所述斜盘转动时，摆盘沿驱动双球头连杆沿工作方向摆动，使得活塞对位于活塞一侧气缸内的气体进行压缩增压，而位于活塞另一侧气缸内的气体膨胀，当压缩增压气缸内的气体压强高于膨胀气缸内气体压强，单向阀或排气阀打开，两个串联气缸空气连通，以使得从一个串联气缸排出的气体能够继续进行压缩；所述摆盘设计有防旋静齿轮与支撑平台上的防旋动齿轮啮合，防止摆盘摆动时侧向移动，减小活塞及双球头连杆与内壁之间的摩擦。

优选地，所述气缸的数目为两个，即位于一个活塞两侧的Ⅰ级气缸、Ⅱ级气缸以及位于另一个活塞两侧与Ⅱ级气缸对应位置的Ⅲ级气缸和与Ⅰ级气缸对应位置的Ⅳ级气缸，其中，Ⅰ级气缸与Ⅱ级气缸复用同一个缸体，Ⅲ级气缸和Ⅳ级气缸复用同一个缸体，Ⅰ级气缸位于压缩空气流路的最上游，Ⅳ级气缸位于压缩空气流路的最下游，Ⅰ级气缸与Ⅱ级气缸通过单向阀连接，Ⅱ级气缸的排气阀与Ⅲ级气缸的进气阀连接，Ⅲ级气缸与Ⅳ级气缸通过单向阀连接。

优选地，所述各级气缸的有效截面面积从上游侧朝向下游侧逐渐减小。

优选地，所述各级气缸的行程一致，所述摆盘的尺寸和所述气缸的位置适当地设置，使得各级相邻气缸以180°的相位差布置，以确保上游侧气缸压缩排气时，相邻的下游侧气缸膨胀吸气。

优选地，所述斜盘通过主轴驱动转动；通过斜盘转动驱动所述摆盘沿沿驱动双球头连杆沿工作方向移动。

根据本发明的超高压空气压缩机，从结构机理方面突破，采用变截面多级压缩，单级压缩比小，不仅解决余气容积的问题，而且使得压缩机运行更加平稳，多个(例如四级)气缸在保证相位相差180°的前提下对称布置，使得主轴受力比较均匀，波动小，可靠性、通用性强，且在一个缸体内完成两级压缩，满足微型化、轻质化的要求。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的超高压气体压缩机结构的一个示意图；

图2是根据本发明的一个实施方式的超高压气体压缩机工作过程的一个示意图；

图3是根据本发明的一个实施方式的超高压气体压缩机工作过程的另一示意图。

图4是根据本发明的一个实施方式的超高压气体压缩机的轴测图。

附图标记说明