一種多功能空壓機及含該空壓機的氣電系統的製作方法

2023-11-12 01:56:47 1

本發明涉及一種多功能空壓機及含該空壓機的氣電系統。

背景技術：

空氣壓縮機是工業企業、交通動力機械等各行業不可缺少的氣源設備，廣泛用於各行業的氣動工具的氣源設備，傳統的空氣壓縮機應用在空氣動力機、氣動馬達或氣動工具等排出的廢氣不能同時回收、再生循環，大家都知道壓縮空氣時電能轉換空氣能效率很低，現有的空壓機壓縮空氣能耗高，節能減排效果不夠理想。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種將壓縮空氣驅動氣動馬達或氣動設備排出的廢氣回收、再生循環，提高空壓機產氣量，達到高效益的節能減排效果的多功能空壓機及含該空壓機的氣電系統。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

本發明之多功能空壓機，包括空壓機吸氣缸、空壓機空氣循環氣缸、吸氣螺杆轉子和空氣循環螺杆轉子；

所述吸氣螺杆轉子安裝在空壓機吸氣缸中，所述空氣循環螺杆轉子安裝在空壓機空氣循環氣缸中，所述吸氣螺杆轉子前軸端上設有主動齒輪和皮帶輪，所述空氣循環螺杆轉子前軸端上設有被動齒輪；

所述空壓機吸氣缸上設有吸氣缸吸氣進氣口和吸氣缸排氣口，所述空壓機空氣循環氣缸上設有空氣循環氣缸進氣口和空氣循環氣缸排氣口；

所述空壓機吸氣缸和空壓機空氣循環氣缸的下部設有傳動軸固定腔，所述傳動軸固定腔中設有傳動軸，所述傳動軸的前端設有傳動齒輪，所述傳動齒輪分別與主動齒輪、被動齒輪相嚙合。

進一步，所述吸氣螺杆轉子後軸端通過軸承與氣缸後缸蓋連接，所述氣缸後缸蓋與空壓機吸氣缸連接，所述吸氣螺杆轉子前軸端通過軸承與氣缸前缸蓋連接，所述氣缸前缸蓋與空壓機吸氣缸連接；所述空氣循環螺杆轉子後軸端通過軸承與氣缸後缸蓋連接，所述氣缸後缸蓋與空氣循環氣缸連接，所述空氣循環螺杆轉子前軸端通過軸承與氣缸前缸蓋連接，所述氣缸前缸蓋與空氣循環氣缸連接；所述氣缸前缸蓋和氣缸後缸蓋上分別設有氣缸蓋軸孔。

進一步，所述傳動軸的後端通過軸承安裝在傳動軸固定腔中，所述傳動軸的前端通過軸承與端蓋連接，所述端蓋與傳動軸固定腔連接。

進一步，所述吸氣螺杆轉子和空氣循環螺杆轉子可用活塞式或渦輪式或離心式等替代。

本發明之含所述多功能空壓機的氣電系統，包括多功能空壓機、輸氣管ⅰ、閥門ⅰ、輸氣管ⅱ、止回閥、儲氣罐、輸氣管ⅲ、氣流閥、氣動馬達、空氣循環氣管、排氣管、輸氣管ⅳ、閥門ⅱ、齒輪變速箱、發電機、輸電線ⅰ、配電箱及整流器、輸電線ⅱ、充電器、開關ⅰ、電瓶ⅰ、開關ⅱ、電機和電機皮帶輪；所述多功能空壓機的吸氣缸排氣口依次通過輸氣管ⅰ、閥門ⅰ、輸氣管ⅱ、止回閥與儲氣罐的進氣口連接，所述儲氣罐的排氣口通過輸氣管ⅲ、氣流閥與氣動馬達進氣口連接，氣動馬達排氣口與空氣循環氣管連接，空氣循環氣管的另一端與空氣循環氣缸進氣口連接，空氣循環氣缸排氣口通過輸氣管ⅳ、閥門ⅱ與輸氣管ⅱ連接；所述氣動馬達與齒輪變速箱相連，所述齒輪變速箱的輸出軸與發電機相連，所述發電機通過輸電線與配電箱及整流器相連，所述配電箱及整流器通過輸電線ⅱ與充電器相連，所述充電器通過開關ⅰ與電瓶相連，所述電瓶通過開關ⅱ與電機相連，所述電機與電機皮帶輪相連，所述電機皮帶輪通過皮帶與皮帶輪相連。

進一步，所述電機直接與多功能空壓機的吸氣螺杆轉子前軸端相連傳動。

進一步，所述空氣循環氣管上設有排氣管。

進一步，所述儲氣罐上設有排汙閥、限壓閥和氣壓表。

進一步，還設有開關ⅲ、電瓶ⅱ、開關ⅳ，所述電瓶ⅱ通過開關ⅲ與充電器相連、通過開關ⅳ與電機相連。

進一步，所述多功能空壓機與氣動馬達設計成整體結構。

本發明之多功能空壓機能將壓縮空氣驅動氣動馬達或氣動工具排出的廢氣回收循環，提高空壓機產氣量的效率，達到壓縮空氣回收循環利用的高效節能減排效益，是現有空壓機同等功率壓縮空氣排氣量的10倍之多。

本發明可廣泛應用於工業、農業，如交通運輸汽車、航空、船舶，軍事裝備，壓縮空氣發電機，壓縮空氣發電站，空氣動力機設備等領域。

附圖說明

圖1為本發明實施例的吸氣缸的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的空氣循環氣缸的結構示意圖；

圖3為本發明實施例的吸氣螺杆轉子的結構示意圖；

圖4為本發明實施例的空氣循環螺杆轉子的結構示意圖；

圖5為本發明實施例之多功能空壓機的氣缸體前端示意圖；

圖6為本發明實施例之多功能空壓機的氣缸體後端示意圖；

圖7為本發明實施例之多功能空壓機的氣缸前蓋示意圖；

圖8為本發明實施例之多功能空壓機的氣缸後蓋示意圖；

圖9為本發明實施例之多功能空壓機的齒輪傳動示意圖；

圖10為本發明實施例之包括該多功能空壓機的氣電系統運行示意圖；

圖11為本發明實施例之包括該多功能空壓機的氣電系統運行示意圖；

圖中：1-多功能空壓機，2a-空壓機吸氣缸、2b-空壓機空氣循環氣缸，3a-吸氣螺杆轉子、3b-空氣循環螺杆轉子，4a-吸氣螺杆轉子後軸端，4b-空氣循環螺杆轉子後軸端，5a-吸氣螺杆轉子前軸端，5b-空氣循環螺杆轉子前軸端，6-傳動軸，7-軸承，8-氣缸後缸蓋，9-氣缸前缸蓋，10-螺絲孔，11-主動齒輪，12-傳動齒輪，13-被動齒輪，14-皮帶輪，15-吸氣缸吸氣連接處，16-吸氣缸吸氣進氣口，17-螺絲孔，18-吸氣缸排氣連接處，19-吸氣缸排氣口，20-空氣循環氣缸連接處，21-空氣循環氣缸進氣口，22-空氣循環氣缸排氣連接處，23-空氣循環氣缸排氣口，24-傳動軸固定腔，25-氣缸蓋軸孔，26-電瓶ⅰ，27-開關ⅱ，28-電機，29-電機皮帶輪，30-過漏器，31-輸氣管ⅰ，32-閥門ⅰ，33-輸氣管ⅱ，34-止回閥，35-儲氣罐，36-排汙閥，37-限壓閥，38-氣壓表，39-排氣口，40-輸氣管ⅲ，41-氣流閥，42-氣動馬達進氣口，43-氣動馬達，44-氣動馬達排氣口，45-空氣循環氣管，46-排氣管，47-輸氣管ⅳ，48-閥門ⅱ，49-齒輪變速箱，50-輸出軸，51-發電機，52-輸電線ⅰ，53-配電箱及整流器，54-輸電線ⅱ，55-充電器，56-開關ⅰ，57-開關ⅲ，58-電瓶ⅱ，59-開關ⅳ。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

實施例

參照圖1-圖9，本實施例之多功能空壓機1包括空壓機吸氣缸2a、空壓機空氣循環氣缸2b、吸氣螺杆轉子3a和空氣循環螺杆轉子3b；

所述吸氣螺杆轉子3a安裝在空壓機吸氣缸2a中，所述吸氣螺杆轉子後軸端4a通過軸承7與氣缸後缸蓋8連接，所述氣缸後缸蓋8通過螺絲孔10及螺絲與空壓機吸氣缸2a連接，所述吸氣螺杆轉子前軸端5a通過軸承7與氣缸前缸蓋9連接，所述氣缸前缸蓋9通過螺絲孔10及螺絲與空壓機吸氣缸2a連接；

所述空氣循環螺杆轉子3b安裝在空壓機空氣循環氣缸2b中，所述空氣循環螺杆轉子後軸端4b通過軸承7與氣缸後缸蓋8連接，所述氣缸後缸蓋8通過螺絲孔10及螺絲與空氣循環氣缸2b連接，所述空氣循環螺杆轉子前軸端5b通過軸承7與氣缸前缸蓋9連接，所述氣缸前缸蓋9通過螺絲孔10及螺絲與空氣循環氣缸2b連接；所述氣缸前缸蓋9和氣缸後缸蓋8上分別設有氣缸蓋軸孔25；

所述吸氣螺杆轉子前軸端5a上設有主動齒輪11和皮帶輪14，所述空氣循環螺杆轉子前軸端5b上設有被動齒輪13；

所述空壓機吸氣缸2a上設有吸氣缸吸氣連接處15、吸氣缸吸氣進氣口16、螺絲孔17、吸氣缸排氣連接處18和吸氣缸排氣口19，所述空壓機空氣循環氣缸2b上設有空氣循環氣缸連接處20、空氣循環氣缸進氣口21、空氣循環氣缸排氣連接處22和空氣循環氣缸排氣口23；

所述空壓機吸氣缸2a和空壓機空氣循環氣缸2b的下部設有傳動軸固定腔24，所述傳動軸固定腔24中設有傳動軸6，所述傳動軸6的後端通過軸承安裝在傳動軸固定腔24中，所述傳動軸6的前端通過軸承與端蓋連接，所述端蓋通過螺絲孔及螺絲與傳動軸固定腔24連接，所述傳動軸6的前端設有傳動齒輪12，所述傳動齒輪12分別與主動齒輪11、被動齒輪13相嚙合。

本實施例中，所述吸氣螺杆轉子3a和空氣循環螺杆轉子3b可用活塞式或渦輪式或離心式等替代。

參照圖10，本實施例之含所述多功能空壓機的氣電系統，包括多功能空壓機1、輸氣管ⅰ31、閥門ⅰ32、輸氣管ⅱ33、止回閥34、儲氣罐35、輸氣管ⅲ40、氣流閥41、氣動馬達43、空氣循環氣管45、排氣管46、輸氣管ⅳ47、閥門ⅱ48、齒輪變速箱49、發電機51、輸電線ⅰ52、配電箱及整流器53、輸電線ⅱ54、充電器55、開關ⅰ56、電瓶ⅰ26、開關ⅱ27、電機28和電機皮帶輪29；所述多功能空壓機1的吸氣缸排氣口19依次通過輸氣管ⅰ31、閥門ⅰ32、輸氣管ⅱ33、止回閥34與儲氣罐35的進氣口連接，所述儲氣罐35的排氣口39通過輸氣管ⅲ40、氣流閥41與氣動馬達進氣口42連接，氣動馬達排氣口44與空氣循環氣管45連接，空氣循環氣管45的另一端與空氣循環氣缸進氣口21連接，空氣循環氣缸排氣口23通過輸氣管ⅳ47、閥門ⅱ48與輸氣管ⅱ33連接；所述氣動馬達43與齒輪變速箱49相連，所述齒輪變速箱49的輸出軸50與發電機51相連，所述發電機51通過輸電線52與配電箱及整流器53相連，所述配電箱及整流器53通過輸電線ⅱ54與充電器55相連，所述充電器55通過開關ⅰ56與電瓶26相連，所述電瓶26通過開關ⅱ27與電機28相連，所述電機28與電機皮帶輪29相連，所述電機皮帶輪29通過皮帶與皮帶輪14相連。

本實施例中，所述電機28也可直接與多功能空壓機的吸氣螺杆轉子前軸5a端相連傳動。

本實施例中，所述空氣循環氣管45上設有排氣管46。

本實施例中，所述儲氣罐35上設有排汙閥36、限壓閥37和氣壓表38。

本實施例中，還設有開關ⅲ57、電瓶ⅱ58、開關ⅳ59，所述電瓶ⅱ58通過開關ⅲ57與充電器55相連、通過開關ⅳ59與電機28相連。

本實施例中，所述多功能空壓機1與氣動馬達43設計成整體結構。

本實施例中，所述氣動馬達43可以用空氣動力機等其它氣動設備替代。

本實施例中，所述多功能空壓機1的吸氣缸吸氣處連接處15連接有空氣漏心器30。

具體過程為：先由電瓶ⅰ26起動電機28帶動多功能空壓機1，關閉閥門ⅱ48、氣流閥41，同時打開閥門ⅰ32，由多功能空壓機1吸氣缸將壓縮空氣儲存在儲氣罐35為起動氣源（簡稱為：原氣），儲氣罐35原氣到了所需的壓力時打開氣流閥41、閥門ⅱ48，壓縮空氣進入氣動馬達43做功，氣動馬達43排出的廢氣通過空氣循環氣管45進入空氣循環氣缸2b，由空氣循環螺杆轉子3b將廢氣與空壓機吸氣缸2a吸氣由吸氣螺杆轉子3a通過輸氣管ⅱ33一併送入儲氣罐35（註：停機關閉所有閥門不讓壓縮空氣流失），所述多功能空壓機1壓縮空氣驅動氣動馬達43傳動齒輪變速箱49帶動發電機51發電，發出的電通過輸電線ⅰ52輸送由配電箱及整流器53整流配送輸出所需的用電設備以及空壓機自用電通過充電器55充電進入電瓶ⅰ26，電瓶ⅰ26與電瓶ⅱ58替換充電供多功能空壓機1的電機28用電。

氣動馬達43排出的廢氣一小部分從排氣管46排出到大氣，使氣動馬達43進出氣的高低壓力差達到驅動氣動馬達43作功運動，將多部分原氣進入多功能空壓機1的空壓機空氣循環氣缸2b，由空氣循環螺杆轉子3b回收循環的目的。

本實施例所述的氣電系統應用基本參數：

多功能空壓機1的電機28額定功率3kw；

多功能空壓機1的電機28額定轉速2900r/min；

多功能空壓機1吸氣螺杆轉子3a額定轉速2900r/min；

多功能空壓機1空氣循環螺杆轉子3b額定轉速2900r/min；

多功能空壓機1排氣壓力0.7mpa；

多功能空壓機1吸氣缸排氣量0.8m3/min；

多功能空壓機1空氣循環氣缸排氣量7.3m3/min；

多功能空壓機1總排氣量8.1m3/min；

氣動馬達43額定功率6kw；

氣動馬達43驅動工作壓力0.7mpa；

氣動馬達43的驅動耗氣流量8m3/min；

氣動馬達43的排氣管46排氣量-0.8m3/min；

氣動馬達43額定轉速1500r/min；

齒輪變速箱49輸出額定轉速230r/min；

發電機51額定功力6kw；

發電機51額定轉速230r/min；

發電機除自用電瓶26-58輪流充電，對外用電輸出率50﹪；

儲氣罐35容積20l。

參照圖11，該氣電系統與圖10所示氣電系統的區別在於：設有兩組並聯的氣動馬達，分別連有獨立的應用機構。

所述氣電系統應用基本參數：

多功能空壓機1的電機28額定功率7.5kw；

多功能空壓機1的電機28額定轉速2900r/min；

多功能空壓機1吸氣螺杆轉子3a額定轉速2900r/min；

多功能空壓機1空氣循環螺杆轉子3b額定轉速2900r/min；

多功能空壓機1排氣壓力0.7mpa；

多功能空壓機1吸氣缸2a排氣量1.2m3/min；

多功能空壓機1空氣循環氣缸2b排氣量23m3/min；

多功能空壓機1總排氣量24.2m3/min；

氣動馬達43額定功率8-10kw；

氣動馬達43驅動工作壓力0.7mpa；

氣動馬達43驅動耗氣流量24m3/min；

氣動馬達43排氣管46排氣量-1.2m3/min；

氣動馬達43額定轉速1250r/min；

齒輪變速箱49輸出額定轉速230r/min；

發電機51額定功力10kw；

發電機51額定轉速230r/min。

發電機發電除多功能空壓機電機自用、電瓶的充電，還能對外輸出80%用電。儲氣罐35容積30l。

所述並聯氣動馬達43並聯實踐證明在供氣流量相同的情況下速度減半，承載能力相同（兩個缸徑相同）兩臺馬達並聯使用是簡便可行的方式。

工作時，多功能空壓機1能將壓縮空氣驅動氣動馬達（或並聯氣動馬達）或氣動工具排出的廢氣回收，提高空壓機產氣量的效率，達到空壓機壓縮空氣回收循環利用的節能效益。

利用本發明，將壓縮空氣應用在空氣動力機械封閉的系統裡及時回收、再生、增壓循環驅動活塞往復做功運動，能有效的解決現有氣動馬達、空氣動力汽車、空氣動力發電、氣動工具等空氣動力機排出的廢氣不能回收循環，以及空壓機產氣效率低的難題，是同等功力空壓機壓縮空氣排氣量的10倍之多。本發明多功能空壓機達到空氣動力機發電自用、供電瓶充電還能輸出55%以上外供，並聯空氣動力機發電可將另一臺發出的電50-80%輸出外供。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本發明的保護範圍之內。