一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構的製作方法
2023-09-23 09:41:20 3
專利名稱：一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於空氣壓縮機技術領域，特別涉及閥板、活塞、氣缸體的結構。
背景技術：
活塞式空氣壓縮機是由機體、曲軸、缸蓋、閥座、連杆、活塞、電機、電機蓋、軸承座、 底蓋等主要部件組成。由電機轉動曲軸，曲軸帶動連杆和活塞在氣缸中上下運動.缸面上 安裝著閥座並帶有進氣閥和排氣閥。閥座上帶有進氣孔和排氣孔，在進氣孔的下方裝有進 氣閥片，在排氣孔的上方裝有排氣閥片。當活塞往下移動時，排氣閥片由於受高壓的原因， 自動關閉。由於缸孔內的壓力隨著活塞的下移而下降，當缸孔內的壓力小於進氣壓力時，進 氣閥片自動打開。活塞上移時，氣缸內壓力逐漸增大。當氣缸內壓力大於進氣壓力時，進氣 閥片關閉。隨著內壓力的進一步增加，排氣閥片打開。這一過程循環往復。
影響空氣壓縮機效率的因素有三1)進排氣閥片的密封性如何；2)由排氣高壓引 起的缸孔內壁高溫，從而導致氣體的膨脹降低了密度，使得有效作功下降；3)餘隙或稱殘 留空間。其中最主要的因素是餘隙。 所謂餘隙是由下面幾個部分組成1)為了防止活塞不會直接撞擊閥座，兩者中間 必須留有一定的空間；2)同樣的道理，對進氣閥片的厚度，也必須在活塞與閥座之間，留有 相應的距離；3)因為排氣閥片在閥座的上方，排氣孔及閥座的厚度也形成一定的餘隙；4) 活塞環外徑與活塞外徑差所形成的空間。由於每一種餘隙存在的必然性，當壓縮機完成了 壓縮行程後，這一餘隙帶有高壓及高溫的氣體。 當活塞進入進氣行程時，必須等待內部的壓力下降到低於進氣壓力，才能把進氣 口的低壓氣體引入氣缸內。所以帶有高溫與高壓的餘隙把很大一部分作功行程給浪費掉 了。以三缸壓縮機為例在正常的運行工況下也就是在壓縮比8的情況下，餘隙對效率的影 響約是20% .壓縮比越大，對效率的影響越大，反之亦然。 常規的改進方式有1)在活塞頂端上加工出進氣閥片的形狀及深度，由此極大地 減少了由進氣閥片厚度所產生的餘隙；2)厚度更薄的閥板來減少排氣孔引起的餘隙。這些 方法在一定程度上減小了餘隙，提高了壓縮機的效率，但是並沒有從根本上解決問題。
發明內容
為了解決餘隙內的高壓影響壓縮機效率的問題，提出一種將餘隙內的高壓在瞬間 釋放掉的全新技術方案。 —種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，它包括氣缸體、活塞、進氣閥、排氣閥和 閥座，其特殊之處是在活塞上或者在活塞和氣缸體上設有連通活塞上面餘隙內的高壓腔和
活塞下面低壓腔的通道，以便在壓縮行程完成時將餘隙內的高壓釋放。
上述連接餘隙內的高壓和低壓腔的通道有兩種結構。
第一種結構如下。 在氣缸壁上設有自上而下的縱向洩壓凹槽，在活塞上設有連通活塞外面與內腔的排氣孔。 上述縱向洩壓凹槽可以有兩個，分別設在氣缸與進氣閥片兩個限位平臺的相交 處。縱向洩壓凹槽的長度，即從缸體端面伸向氣缸孔內的深度要適宜，既要保證壓縮行程完 成時餘隙內的高壓在短時間內被完全釋放，又要防止活塞在未完成壓縮行程的情況下將餘 隙內的高壓釋放，損失正常作功。同樣洩壓縱向孔的深度也要適宜。活塞上的排氣孔可以 有兩個，或者多個。 當壓縮行程完成時，在吸氣閥片限位處的缸壁上的洩壓凹槽與活塞上的排氣孔形 成一個通路，餘隙腔與低壓腔相通，於是，高壓在瞬間被釋放掉。餘隙腔內的壓力與低壓腔 即進氣腔壓力相等。
第二種結構是 在活塞上設有貫穿上下兩面的通孔，在該通孔內由上至下依次安裝球珠、彈簧和 其中有通氣孔的止頭螺絲，通孔的直徑大於球珠的直徑，但是通孔的頂端孔徑小於球珠的 直徑，並且通孔頂端的內表面為與球珠相吻合的球面。 當將球珠、彈簧和止頭螺絲安裝在通孔內後，通過調節止頭螺絲，使彈簧對球珠施 加一個預定的壓力，球珠頂在通孔頂端內表面的球形面上，起到密封作用。並且球珠從通孔 露出一部分，探出活塞表面。當活塞正常上下移動時，活塞上端的高壓氣體不會從此孔洩 漏。但當活塞將要完成壓縮行程時，探出活塞的球珠上部分會接觸到閥板，並受到固定閥板 的限制，致使球珠下移。於是，通道打開了，迴路形成了，活塞上面高壓腔的餘隙與下面低壓 腔自然相聯，達到了高壓被釋放的效果。
本發明具有如下優點。 1)餘隙中沒有了高壓，餘隙對效率的影響就被控制到了 2%，從而極大地提高了 空氣壓縮機的效率。 2)沒有了高壓，高溫也會自然下降，從而提高了吸氣過程的氣體密度，也達到了提 高效率的目的。 3)因為高壓是產生噪聲的主要原因之一.沒有了高壓，壓縮機的噪聲也因而下 降。
圖1為實施例1壓縮行程即將完成時的A-A剖視圖、其中活塞部份未剖，圖2為拆 去閥板後的俯視圖，圖3為B-B剖視圖，圖4為局部放大圖C，圖5為實施例2的活塞正常 運動時的全剖視圖，圖6為局部放大圖A，圖7為活塞將要完成壓縮行程時的全剖視圖，圖8 為局部放大圖B，圖9為局部放大圖E。
具體實施例方式
實施例1 —種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，它包括氣缸體1、活塞2和位於活塞2上 面的閥板3，在氣缸壁上設有兩個自上而下的縱向洩壓凹槽4，它們分別設在氣缸與進氣閥 片兩個限位平臺的相交處。縱向洩壓凹槽4的長度，即從缸體端面伸向氣缸孔內的深度要 適宜，既要保證壓縮行程完成時餘隙內的高壓在短時間內被完全釋放，又要防止活塞在未完成壓縮行程的情況下將餘隙內的高壓釋放，損失正常作功。在活塞2的氣環6與油環7 之間設有多個連通活塞外面與內腔的排氣孔5。 當壓縮行程完成時，在吸氣閥片限位處的缸壁上的洩壓凹槽4與活塞上的排氣孔 5形成一個通路，餘隙腔與低壓腔相通，於是，高壓在瞬間被釋放掉。餘隙腔內的壓力與低壓 腔壓力相等。
實施例2 —種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，它包括氣缸體1、活塞2和位於活塞2上 面的閥座3，在活塞2上安裝有氣環6和油環7，在活塞2的中心位置設有貫穿上下兩面的 通孔IO，在該通孔10內由上至下依次安裝金屬球珠9、彈簧13和其中有通氣孔11的止頭 螺絲12。通孔10的直徑大於球珠9的直徑，但是通孔10的頂端孔徑小於球珠9的直徑， 並且通孔10頂端的內表面為與球珠9相吻合的球面。這樣可以保證球珠9在通孔內自由 活動，在彈簧13的作用下能夠從通孔10的頂端探出，但不能脫出。止頭螺絲12與通孔10 的內壁為螺紋聯接，旋轉止頭螺絲12可以調整彈簧13對球珠9的壓力，使球珠9與通孔10 緊密接觸，起密封作用。這樣，可以保證當活塞2在缸體1內正常移動過程中高壓氣體不洩 漏。當活塞2將要完成壓縮行程時，探出活塞2的球珠9受到固定閥板3的限制，球珠9與 通孔10脫離，致使活塞2上面高壓腔餘隙內的氣體從球珠9與通孔10之間的縫隙、通孔10 和通氣孔11排到活塞2下面的低壓腔，獲得了高壓被釋放的效果。
權利要求
一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，它包括氣缸體、活塞、進氣閥、排氣閥和閥座，其特徵是在活塞上或者在活塞和氣缸體上設有連通活塞上面餘隙內的高壓腔和活塞下面低壓腔的通道，以便在壓縮行程完成時將餘隙內的高壓釋放。
2. 根據權利要求1所說的一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，其特徵是所述的連通活塞上面餘隙內的高壓腔和活塞下面低壓腔的通道結構是在氣缸壁上設有自上而下的縱向洩壓凹槽，在氣缸體內設有與洩壓縱向孔相通的洩壓橫向孔，在活塞上設有連通活塞外面與內腔的排氣孔。
3. 根據權利要求1所說的一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，其特徵是所述的連通活塞上面餘隙內的高壓腔和活塞下面低壓腔的通道結構是在活塞上設有貫穿上下兩面的通孔，在該通孔內由上至下依次安裝球珠、彈簧和其中有通氣孔的止頭螺絲，通孔的直徑大於球珠的直徑，但是通孔的頂端孔徑小於球珠的直徑，並且通孔頂端的內表面為與球珠相吻合的球面。
全文摘要
本發明公開了一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，它包括氣缸體、活塞、進氣閥、排氣閥和閥板，其特殊之處是在氣缸壁上設有自上而下的縱向洩壓凹槽，在活塞上設有連通活塞外面與內腔的排氣孔。當壓縮行程完成時縱向洩壓凹槽與排氣孔相通，實現高壓被釋放的目的。或者在活塞上設有貫穿上下兩面的通孔，在該通孔內由上至下依次安裝球珠、彈簧和其中有通氣孔的止頭螺絲，通孔的直徑大於球珠的直徑，但是通孔的頂端孔徑小於球珠的直徑，並且通孔頂端的內表面為與球珠相吻合的球面。當壓縮行程完成時球珠與通孔脫離，餘隙內的高壓被釋放；本發明使餘隙對效率的影響控制2％以內，從而極大地提高了活塞式空氣壓縮機的效率。
文檔編號F04B39/00GK101776059SQ20101011893
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月8日 優先權日2010年3月8日
發明者袁曉華 申請人:上海英範特冷暖設備有限公司