一體式氣體壓縮機的製作方法

2023-06-10 08:08:56 2

專利名稱：一體式氣體壓縮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣泵裝置，具體地說是一種一體式氣體壓縮機。
背景技術：
經壓縮的氧氣有;f艮多重要的醫學用途，可給患者提供比周圍自然環境中 更多的氧氣。而要獲得這樣高濃度的氧氣，氣體壓縮機是必不可少的。現有 的氣體壓縮機大多是由多個單獨的汽缸構成，這種各個汽缸單獨設置，會增 加多個連接部件，還需要密封部件，而且這種結構的氣體壓縮機整體剛性差， 而且多個連接件並然導致壓縮機整體性差，其複雜的結構也不便於技術人員 掌握；而且上述多個汽缸各自獨立的結構導致的多部件自然會增加生產、使 用的難度和成本；多部件還帶來壓縮機整體的佔地面積大，不適合於在狹小 的空間使用；特別是不適合於一般家庭的使用，例如對家庭長期臥床的病人 進行健康護理、或者病人外出需要隨身攜帶高壓氧氣容器，並且還需要不斷 往高壓容器中充入氧氣，傳統的壓縮機由於體積和質量比較大、結構複雜， 非常不適合隨身攜帶及使用。

實用新型內容
為此，本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種體積d、、整體性好、 特別適合一般家庭使用的一體式氣體壓縮機。
為解決上述技術問題，本實用新型的採用的技術方案如下 一種一體式 氣體壓縮才幾，包括
成型有多個汽缸腔體的汽缸整體件，每個所述汽缸腔體內設置有活塞； 與所述汽缸整體件配合的汽缸蓋；
以及驅動所述活塞運動的傳動才幾構；
所述汽缸蓋內成型有具有氣體入口和氣體出口的氣體單通道，所述氣體 單通道內設有控制氣體流動方向的多個單向閥。
多個所述汽缸腔體的容積沿氣體流動方向逐漸減小。
所述單向閥包括
一個位於所述氣體入口和具有最大容積的汽缸腔體之間向所述最大容 積汽缸腔體單向導通的入口單向閥；
位於毗鄰的所述汽缸腔體之間向較小容積的汽缸腔體單向導通的缸間 單向閥；
一個位於具有最小容積汽缸腔體和氣體出口之間向所述氣體出口單向 導通的出口單向閥。
所述單向閥通過閥固定件固定於所述氣流單通道中。
所述閥固定件成型有沿所述氣流單通道方向貫通的中心腔體，及連通所 述中心腔體和汽缸腔體的連接腔體。
所述閥固定件一側成型有沿所述氣流單通道方向的凹槽，及連通所述凹 槽和汽缸腔體的連接腔體。
所述汽缸整體件包括四個汽缸腔體。
所述傳動機構包括一個曲軸和連接在所述曲軸和活塞之間的導杆。
所述曲軸包括一個主軸及多個安裝在所述主軸上的偏心裝置。
所述主軸和偏心裝置上均成型有相應的4建槽。
本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有如下優點
1、 汽缸腔體成型於汽缸上的設計，再加上與其緊密配合的汽缸蓋和 傳動機構，使得壓縮機結構簡單，便於普通技能人員理解和掌握；
2、 一體成型的結構省去;f艮多連接部件，結構簡單，整體性好，易於
製造，不易發生洩露；
3、 汽缸腔體成型於壓縮機的汽缸整體件上的一體式設計體積小佔地 面積小，易於生產、運輸和使用，更重要的是這種體積小的壓縮 機十分適合於在狹小的空間使用，因此特別適合於一般家庭的使 用。


為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的 具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中 圖l是本實用新型一個壓縮機的正面視圖； 圖2是圖1所示壓縮機的剖面圖3是構成圖1所示的壓縮機的汽缸蓋組件裝配狀態的放大剖面圖； 圖4是壓縮機曲軸的放大剖面圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型做具體的描述，從描述和附圖中可 以更好體會本實用新型結構簡單、容易被普通的技能人員理解和並且使用成 本低、佔地面積小、整體性好的優點。
本實用新型的壓縮機包括三大部分汽缸整體件、汽缸蓋和傳動機構， 它們之間通過常規的方式固定連接。
下面以四個汽缸腔體的壓縮機為例，對本實用新型的技術方案進行具體 說明。
如圖1所示，本實用新型的氣體壓縮機包括汽釭整體件20、汽缸蓋10 和傳動機構30,它們之間通過從汽缸蓋10的上表面垂直向下依次穿過汽缸 整體件20、傳動機構30的螺杆和與其配合的螺絲固定，使得壓縮機成為一 體的剛性組件。其中為了便於介紹，此處汽缸整體件20分為上部汽缸整體 件21和下部汽缸整體件22分別進行介紹。下面分別對汽缸整體件20、汽 缸蓋10和傳動機構30進行介紹
首先，對汽缸整體件20的介紹，如圖1到3所示，上部汽缸整體件21 裡成型有四個汽缸腔體，分別為第一汽缸腔體210a、第二汽缸腔體210b、 第三汽缸腔體210c、第四汽缸腔體210d，。在每個汽缸腔體都設置有一個活 塞，如圖2所示，第一汽缸腔體210a設置有第一活塞220a，第二汽缸腔體 210b裡設置有第二活塞220b、第三汽缸腔體210c裡設置有第三活塞220c、 第四汽缸腔體210d設置有第四活塞220d。如圖所示，汽缸腔體的直徑各不 相同，它們按照直徑由大到小順次排列，也即所述汽缸腔體按照容積由大到 小的順序沿氣體入口到氣體出口方向順次排列，無需特別說明的是，各汽缸 腔體和位於其內的活塞的直徑是分別相等的。
汽缸腔體成型於汽缸整體件20中，這種一體結構，整體性能好，並且 通過減少多個連接部件，而且使得壓縮機整體結構更簡單，便於技術人員理 解和掌握；同時省去連接部件相應地會大大減少生產和使用的成本； 一體結 構還使得部件少，壓縮機的佔地面積相應縮小，便於生產、儲存和運輸。
本實施例裡以不同直徑的汽缸腔體為例，在其它實施例裡也可採用不同 衝程產生不同容量的汽缸腔體，只要順次排列的汽缸腔體的容量依次減小使 得氣體逐級壓縮既能實現本實用新型的目的，屬於本實用新型的保護範圍。
上部汽缸整體件21的下表面和下部汽缸整體件22的上表面連接，下部 汽缸整體件22上成型有分別對應第一汽缸腔體210a、第二汽缸腔體210b、 第三汽缸腔體210c、第四汽缸腔體210d的四個導引腔體第一導引腔體 230a、第二導引腔體2301)、第三導引腔體230c、第四導引腔體230d。傳動 機構30的四個導杆分別位於上述導引腔體中，即第一導杆320a位於第一導 引腔體"Oa中、第二導杆3Mb位於第二導引腔體230b中、第三導杆320c 位於第三導引腔體230c、第四導杆320d位於第四導引腔體230d中。各個 導杆固定連接相應的活塞，第一導杆3Ma和第一活塞220a相連帶動第一活 塞"Oa在第一汽缸腔體內nOa運動，第二導杆320b和第二活塞220b相連 帶動其在第二汽缸腔體"Ob內運動，第三導杆320c和第三活塞220c相連 帶動其在第三汽缸腔體210c內運動，第四導杆320d和第四活塞220d相連 帶動其在第四汽缸腔體210d內運動。這樣，各個導杆推動與其相連的各個活塞在相應的四個汽缸腔體裡運動。
其次，對汽缸蓋10的介紹參見圖2和圖3所示汽缸蓋IO是由金屬 製成的整體，在汽缸蓋10內成型有圓柱形的氣體單通道120,氣體單通道 120在汽缸蓋10的一端有一個氣體入口 180作為壓縮機的氣體入口，在汽 缸蓋10的另一端有一個氣體出口 190作為壓縮機的氣體出口。在氣體單通 道120裡設置有多個單向閥、多個沿氣流單通道120方向貫通的中心腔體的 金屬閥固定件150和多個密封墊140。氣體單通道120的多個組件組裝完成 以後，成型有中心腔體的入口接頭181由氣體入口 180擰進氣體單通道120, 成型有中心腔體的出口接頭191由氣體出口 190擰進氣體單通道120,通過 入口接頭181和出口接頭191固定氣體單通道120的多個組件，使其構成組 件鏈。
同時在汽缸蓋10平坦的下表面上成型有導通各個汽缸腔體的氣流通 道，該通道連通氣體單通道120和各個汽缸腔體。具體的連通關係是氣流 通道130a連通氣體單通道120和汽缸腔體210a;氣流通道130b連通氣體 單通道120和汽缸腔體210b;氣流通道130c連通氣體單通道120和汽缸腔 體210c;氣流通道130d連通氣體單通道120和汽缸腔體210d。
多個單向閥的具體設置是
位於氣體入口 180和汽缸腔體210a之間的入口單向閥111;
位於汽缸腔體210a和汽缸腔體210b之間的第一缸間單向閥112;
位於汽缸腔體210b和汽缸腔體210c之間的第二缸間單向閥113;
位於汽缸腔體210c和汽缸腔體210d之間的第三缸間單向閥114;
位於汽缸腔體210d和氣體出口 190之間的出口單向閥115;
所有單向閥都朝向氣體入口 180方向單向導通，保證氣體只能沿著從氣 體入口 180到氣體出口 190的方向流動。
為便於說明，下文將一個組件靠近氣體入口 180的部分稱為上遊端，相應的其靠近氣體出口 190的部分稱為下遊端。
單向閥在氣體單通道120內的位置通過多個成型有中心腔體的閥固定 件150固定，其中在氣體入口 180和入口單向閥lll之間、各個相互毗鄰的 單向閥之間、出口單向閥115和氣體出口 190之間的氣體單通道U0裡都設 置閥固定件150。出口單向閥115和氣體出口 180之間的閥固定件150下遊 端和出口接頭191的上遊端嚙合，除此之外的各個閥固定件150的下遊端和 與其毗連的下遊的單向閥的開口端嚙合，嚙合部通過密封墊140密封，並且 各個閥固定件150的中心腔體在嚙合時剛好對準其下遊的單向閥的開口 ，氣 體入口 180和入口單向閥111之間的閥固定件150的上遊端嚙合入口接頭 181下遊端，它們的中心腔體互相連通，除此之外的各個閥固定件150的上 遊端和與其毗連的上遊單向閥的出口嚙合，並且各個閥固定件150的中心腔 體在嚙合時剛好對準其上遊的單向閥的出口 。同時在位於相鄰兩個單向閥之 間的閥固定件15 0上在與氣體單通道120垂直的方向上設置有連接腔體151， 和汽缸蓋10上成型的通道一起構成氣流通道，連通氣體單通道120和相應 的汽缸腔體。
為了降低生產成本，同時便於加工，閥固定件150也可一側成型有沿所 述氣流單通道方向的凹槽，及連通所述凹槽和汽缸腔體的連接腔體151。
如前所述，氣體單通道12G內的組件可以從下遊端向上遊端依次組裝， 最後再通過兩端的入口接頭181和出口接頭191固定，形成組件鏈。當有個 別組件毀損時只需更換該毀損的組件，於是能延長整個氣體壓縮機的使用壽 命，節省使用成本。
再次，對傳動機構的介紹，參見圖2和圖4所示，本實施例的傳動機構 30主要包括曲軸310和連接曲軸310和活塞之間的導杆，曲軸310帶動相 應導杆進而驅動與導杆連接的活塞在各個汽缸腔體裡做往復運動。如圖所 示，曲軸310是多重組件，主要包括兩端設有外部螺紋的主軸311、偏心裝 置312、用來在主軸上隔開和固定各個偏心裝置312的墊片340,在主軸311 的兩側設置有軸承331和332用來支承主軸311。同時在主軸311的外表面
有多個鍵槽341，鍵槽341沿著主軸311的對應於導引腔體的中心位置隔開， 當然曲軸310也可以用一個組件代替。當主軸311上的組件都安裝好後，通 過在主軸311兩側檸進螺絲，即可使得各個組件構成剛性連接。曲軸310還 包括連接杆350，通過十字頭銷351連接各個偏心裝置312和相應的導杆。 主軸311上一端設置有驅動皮帶輪360，通過皮帶帶動主軸311進而帶動曲 軸310運動。主軸311上安裝偏心裝置312和用來在主軸上隔開和固定各個 偏心裝置312的墊片340是為了當個別組件出現問題時，可以隨時更換，提 高各個組件的使用壽命，進而降低一體式氣體氣體壓縮機的使用成本。
參照圖4所示，是曲軸310的放大剖面圖，各偏心裝置312裡設置有兩 個4建槽345和346，使得偏心裝置312能夠固定於主軸311的兩個不同位置。 由於曲軸比較常見，此處不再贅述。
最後，以壓縮氧氣為例介紹本實用新型壓縮機的工作過程需壓縮的氧 氣通過入口接頭181被輸送至氣體壓縮機，流經其下遊端的閥固定件150和 入口單向閥iii。此時壓縮機處於循環過程中，第一汽缸腔體210a處於吸 入相，此時由於第一缸間單向閥112下遊壓力高於吸入壓力，所以從入口單 向閥111流進的氣體通過第 一氣流通道13 Oa被全部吸進第 一汽缸腔體21 Oa, 而不流經第一缸間單向閥112。當第一汽缸腔體210a壓縮完吸進的氣體， 開始處於排出相，由於經過壓縮，排出氣體的壓力高於第一缸間單向閥112 下遊壓力，所以排出的氣體通過第一缸間單向閥112和第二氣流通道130b, 全部流入第二汽缸腔體210b,此處的氣體不流經第二缸間單向閥113,同樣 因為第二缸間單向閥113下遊壓力高於其上遊壓力。這樣依次循環下去，從 氣體入口接頭181裡輸入的氣體順次經第一汽缸腔體210a、第二汽缸腔體 210b、第三汽缸腔體310c、第四汽缸腔體210d被壓縮，最後得到的高濃度 氣體從出口接頭191輸出壓縮機。
氣體壓縮機工作的過程中，各個活塞-汽缸的結合既壓縮在壓縮機的 "抽氣容積"裡的氣體也壓縮壓縮機的"未抽氣容積"裡的氣體。此處的"抽 氣容積"指各個汽缸腔體裡被移動的活塞推過的容積。"未抽氣容積，，指當 活塞壓縮時，未被活塞表面推過、而同樣被活塞壓縮的容積。以第二汽缸腔
體210b為例，抽氣容積是第二汽缸腔體21 Ob的內容積，未抽氣容積是第二 氣體通道內容積，第一汽缸單向閥130A的內容積，和與第二汽缸腔體直接 連通的墊片容積和。
當第二汽缸腔體210b處於它的壓縮相時，在未抽氣容積的氣體也被第 二活塞壓縮。未抽氣容積和第二汽缸腔體相比是非常小的。因此，第一汽缸 腔體210a和第二汽缸腔體210b之間的整個抽氣容積與未抽氣容積相比是比 較大的。所以在它的吸入沖程，第二活塞從未抽氣容積抽取的氧氣較少，可 從第一汽缸腔體210a抽取更多的氧氣來壓縮。
類似地，各個汽缸腔體可以更有效的壓縮。因為各個汽缸腔體以一個相 對較小的介於汽缸腔體本身和下級汽缸腔體上遊之間的未抽氣容積工作。
從上文介紹可知，相比現有的壓縮機，本實用新型的壓縮機結構緊湊， 佔地面積小，儲存、運輸、使用都很方便。
上述描述以四汽缸壓縮機為例；該實用新型的上述技術特徵同樣適用於 有其它不同數目汽缸的壓縮機。另外，該實用新型適用於有帶不同單向閥和 固定件設計的汽缸蓋的壓縮機，而上述描述僅以一種壓縮機作為示範。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式 的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做 出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮 舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型創造的保護 範圍之中。
權利要求1.一種一體式氣體壓縮機，其特徵在於，包括成型有多個汽缸腔體的汽缸整體件(20)，每個所述汽缸腔體內設置有活塞；與所述汽缸整體件(20)配合的汽缸蓋(10)；以及驅動所述活塞運動的傳動機構(30)；所述汽缸蓋(10)內成型有具有氣體入口(180)和氣體出口(190)的氣體單通道(120)，所述氣體單通道(120)內設有控制氣體流動方向的多個單向閥。
2. 根據權利要求1所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於多個所述 汽缸腔體的容積沿氣體流動方向逐漸減小。
3. 根據權利要求1或2所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述單 向閥包4舌一個位於所述氣體入口 (180)和具有最大容積的汽缸腔體之間向所述最大容 積汽缸腔體單向導通的入口單向閥(111);位於毗鄰的所述汽缸腔體之間向較小容積的汽缸腔體單向導通的缸間單向 閥；一個位於具有最小容積汽缸腔體和氣體出口 ( 190 )之間向所述氣體出口 ( 190 ) 單向導通的出口單向閥。
4. 根據權利要3所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述單向閥通 過閥固定件(150)固定於所述氣流單通道(120)中。
5. 根據權利要求4所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述閥固定 件(150)成型有沿所述氣流單通道(120)方向貫通的中心腔體，及連 通所述中心腔體和汽缸腔體的連接腔體(151 )。
6. 根據權利要求4所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述閥固定 件(150) —側成型有沿所述氣流單通道(120)方向的凹槽，及連通所 述凹槽和汽缸腔體的連接腔體(151 )。
7. 根據權利要求1或2所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述汽 缸整體件(20)包括四個汽缸腔體。
8. 根據權利要求1所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述傳動 機構包括一個曲軸(310 )和連接在所述曲軸(310 )和活塞之間的導杆。
9. 根據權利要求8所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述曲軸 (310 )包括一個主軸(311 )及多個安裝在所述主軸上的偏心裝置(312 )。
10. 根據權利要求9所述的一體式氣體壓縮機，其特徵在於所述主軸 (311)和偏心裝置(312)上均成型有相應的鍵槽。
專利摘要一種一體式氣體壓縮機包括成型有多個相互毗鄰的汽缸腔體的汽缸整體件，每個汽缸腔體內有一個活塞，一體式氣體壓縮機還包括一個傳動機構，傳動機構與活塞相連，和與汽缸配合的汽缸蓋，所述汽缸蓋包括一個氣體壓縮機的氣體入口和一個氣體壓縮機的氣體出口。汽缸蓋內還包括多條連接各個汽缸的氣流通道，保證氣體在氣體入口和氣體出口之間單向流動。汽缸按照容積有大到小的順序沿著氣體入口到氣體出口的方向順次排列，於是從氣體入口流進的氣體通過不同容積汽缸的依次壓縮獲得高濃度的氣體輸出。本實用新型的壓縮機體積小，十分適合於在狹小的空間使用，尤其適合於家庭使用。
文檔編號F04B27/12GK201190646SQ20082011118
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月23日 優先權日2008年4月23日
發明者萬曉陽, 大衛·D·波拉賽克, 傑拉德·G·傑成, 約瑟夫·B·裡奇二世 申請人:英維康醫療器械(蘇州)有限公司