[发明专利]一种凸轮式多级压缩微型高压气泵

说明书

本发明公开了一种凸轮式多级压缩微型高压气泵，包括缸体、后端盖、电机支架、电机、凸轮和压缩柱塞；电机包括电机定子和电机动子，电机定子的两端通过电机支架与缸体保持固定，电机动子套设在电机定子的外侧，凸轮套设在电机动子的外侧并与电机动子保持固定，缸体正对凸轮的一侧设置有压缩腔体，压缩柱塞安装在压缩腔体内，后端盖与缸体固定，通过后端盖密封压缩腔体，凸轮与压缩柱塞一一对应，通过电机动子的转动带动凸轮转动，通过凸轮驱动压缩柱塞在压缩腔体内往复运动。本发明的凸轮式多级压缩微型高压气泵可以实现对气体的多级压缩，多级压缩柱塞集成于一个缸体内，提高了结构的集成度，具有结构紧凑、体积重量小的优点。

技术领域

本发明涉及一种凸轮式多级压缩微型高压气泵，属于机械行业气动元件技术领域，具体是一种能够实现多级压缩高压气泵小型化和集成化的高压气泵。

背景技术

多级压缩高压气泵是用来提高气体压力和输送气体的机械，属于将原动机的动力能转变为气体压力能的工作机。它的种类多、用途广，有“通用机械”之称。气泵在国民经济和国防建设的许多部门中应用极为广泛，特别是在石油、化工、动力等工业领域中己成为必不可少的关键设备，其主要应用于:在化工生产过程中，为保证某些合成工艺能在高压下进行，通过压缩机把气体加压到所要求的压力，此外制冷和气体分离也离不开压缩气体；在机械、国防和动力工业中常采用压缩空气作为驱动动力，压缩机是提供压缩空气的关键设备，石油、化工医药生产中为输送原料气体采用压缩机增压输送。

由于柱塞式气泵的输出压力高，压缩比大，为更好的节约能量和散热，高压气泵都采用多级压缩。目前高压气泵的多级压缩缸是星型分布或曲轴驱动的，现有的空压机整机体积较大，不利于小型化和集成化。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种凸轮式多级压缩微型高压气泵，实现多级压缩；高压气泵采用并行的多级柱塞式结构，各级压缩缸腔体沿直线排列，以提高高压气泵的集成度，减小柱塞式多级压缩高压气泵的体积和重量。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种凸轮式多级压缩微型高压气泵，包括缸体、后端盖、电机支架、电机、凸轮和压缩柱塞；电机包括电机定子和电机动子，电机定子的两端通过电机支架与缸体保持固定，电机动子套设在电机定子的外侧，凸轮套设在电机动子的外侧并与电机动子保持固定，缸体正对凸轮的一侧设置有压缩腔体，压缩柱塞安装在压缩腔体内，后端盖与缸体固定，通过后端盖密封压缩腔体，凸轮与压缩柱塞一一对应，通过电机动子的转动带动凸轮转动，通过凸轮驱动压缩柱塞在压缩腔体内往复运动。

优选的，所述凸轮为一个以上，根据每个压缩柱塞的行程设计对应凸轮的外形轮廓。

优选的，所述后端盖对应每个压缩腔体设置有一个配气阀。

优选的，所述压缩柱塞中，行程最大的压缩柱塞采用弹簧回程，其余压缩柱塞采用压缩空气的压力自动回程。

优选的，根据压缩柱塞的最大行程对压缩柱塞进行等级划分，沿电机定子的中心线方向，压缩柱塞的等级递增或递减。

优选的，所有压缩腔体的内径均相同。

本案提供的凸轮式多级压缩微型高压气泵，直接将凸轮设置安装在电机动子上，让凸轮随同电机动子一起转动，避免了中间结构的使用，减少了设备体积和配件的使用；更进一步的可以直接在电机动子上设计凸轮结构，让凸轮和电子动子一体成型。所有凸轮同部运动，旋转轴线一致，所有压缩柱塞/压缩腔体的中心线位置平行且在同一个平面内，以进一步的降低整个设备体积。根据整个高压气泵的压力需求，可以设计出各个压缩柱塞的行程，根据每个压缩柱塞的行程可以直接设计出凸轮的外形轮廓。在后端盖上对应每个压缩腔体设计配气阀，可以对每个压缩腔体的压力进行调节。由于最大行程压缩柱塞无法自动回程，我们设计其采用弹簧回程的方式进行回程，结构简单，回程方便，最主要的是不会增加设备体积。压缩级数可以根据需求增减。