一体式气体压缩机的制作方法

专利名称：一体式气体压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气泵装置，具体地说是一种一体式气体压缩机。
背景技术：
经压缩的氧气有;f艮多重要的医学用途，可给患者提供比周围自然环境中 更多的氧气。而要获得这样高浓度的氧气，气体压缩机是必不可少的。现有 的气体压缩机大多是由多个单独的汽缸构成，这种各个汽缸单独设置，会增 加多个连接部件，还需要密封部件，而且这种结构的气体压缩机整体刚性差， 而且多个连接件并然导致压缩机整体性差，其复杂的结构也不便于技术人员 掌握；而且上述多个汽缸各自独立的结构导致的多部件自然会增加生产、使 用的难度和成本；多部件还带来压缩机整体的占地面积大，不适合于在狭小 的空间使用；特别是不适合于一般家庭的使用，例如对家庭长期卧床的病人 进行健康护理、或者病人外出需要随身携带高压氧气容器，并且还需要不断 往高压容器中充入氧气，传统的压缩机由于体积和质量比较大、结构复杂， 非常不适合随身携带及使用。

实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种体积d、、整体性好、 特别适合一般家庭使用的一体式气体压缩机。
为解决上述技术问题，本实用新型的采用的技术方案如下 一种一体式 气体压缩才几，包括
成型有多个汽缸腔体的汽缸整体件，每个所述汽缸腔体内设置有活塞； 与所述汽缸整体件配合的汽缸盖；
以及驱动所述活塞运动的传动才几构；
所述汽缸盖内成型有具有气体入口和气体出口的气体单通道，所述气体 单通道内设有控制气体流动方向的多个单向阀。
多个所述汽缸腔体的容积沿气体流动方向逐渐减小。
所述单向阀包括
一个位于所述气体入口和具有最大容积的汽缸腔体之间向所述最大容 积汽缸腔体单向导通的入口单向阀；
位于毗邻的所述汽缸腔体之间向较小容积的汽缸腔体单向导通的缸间 单向阀；
一个位于具有最小容积汽缸腔体和气体出口之间向所述气体出口单向 导通的出口单向阀。
所述单向阀通过阀固定件固定于所述气流单通道中。
所述阀固定件成型有沿所述气流单通道方向贯通的中心腔体，及连通所 述中心腔体和汽缸腔体的连接腔体。
所述阀固定件一侧成型有沿所述气流单通道方向的凹槽，及连通所述凹 槽和汽缸腔体的连接腔体。
所述汽缸整体件包括四个汽缸腔体。
所述传动机构包括一个曲轴和连接在所述曲轴和活塞之间的导杆。
所述曲轴包括一个主轴及多个安装在所述主轴上的偏心装置。
所述主轴和偏心装置上均成型有相应的4建槽。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有如下优点
1、 汽缸腔体成型于汽缸上的设计，再加上与其紧密配合的汽缸盖和 传动机构，使得压缩机结构简单，便于普通技能人员理解和掌握；
2、 一体成型的结构省去;f艮多连接部件，结构简单，整体性好，易于
制造，不易发生泄露；
3、 汽缸腔体成型于压缩机的汽缸整体件上的一体式设计体积小占地 面积小，易于生产、运输和使用，更重要的是这种体积小的压缩 机十分适合于在狭小的空间使用，因此特别适合于一般家庭的使 用。


为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的 具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中 图l是本实用新型一个压缩机的正面视图； 图2是图1所示压缩机的剖面图3是构成图1所示的压缩机的汽缸盖组件装配状态的放大剖面图； 图4是压缩机曲轴的放大剖面图。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做具体的描述，从描述和附图中可 以更好体会本实用新型结构简单、容易被普通的技能人员理解和并且使用成 本低、占地面积小、整体性好的优点。
本实用新型的压缩机包括三大部分汽缸整体件、汽缸盖和传动机构， 它们之间通过常规的方式固定连接。
下面以四个汽缸腔体的压缩机为例，对本实用新型的技术方案进行具体 说明。
如图1所示，本实用新型的气体压缩机包括汽釭整体件20、汽缸盖10 和传动机构30,它们之间通过从汽缸盖10的上表面垂直向下依次穿过汽缸 整体件20、传动机构30的螺杆和与其配合的螺丝固定，使得压缩机成为一 体的刚性组件。其中为了便于介绍，此处汽缸整体件20分为上部汽缸整体 件21和下部汽缸整体件22分别进行介绍。下面分别对汽缸整体件20、汽 缸盖10和传动机构30进行介绍
首先，对汽缸整体件20的介绍，如图1到3所示，上部汽缸整体件21 里成型有四个汽缸腔体，分别为第一汽缸腔体210a、第二汽缸腔体210b、 第三汽缸腔体210c、第四汽缸腔体210d，。在每个汽缸腔体都设置有一个活 塞，如图2所示，第一汽缸腔体210a设置有第一活塞220a，第二汽缸腔体 210b里设置有第二活塞220b、第三汽缸腔体210c里设置有第三活塞220c、 第四汽缸腔体210d设置有第四活塞220d。如图所示，汽缸腔体的直径各不 相同，它们按照直径由大到小顺次排列，也即所述汽缸腔体按照容积由大到 小的顺序沿气体入口到气体出口方向顺次排列，无需特别说明的是，各汽缸 腔体和位于其内的活塞的直径是分别相等的。
汽缸腔体成型于汽缸整体件20中，这种一体结构，整体性能好，并且 通过减少多个连接部件，而且使得压缩机整体结构更简单，便于技术人员理 解和掌握；同时省去连接部件相应地会大大减少生产和使用的成本； 一体结 构还使得部件少，压缩机的占地面积相应缩小，便于生产、储存和运输。
本实施例里以不同直径的汽缸腔体为例，在其它实施例里也可采用不同 冲程产生不同容量的汽缸腔体，只要顺次排列的汽缸腔体的容量依次减小使 得气体逐级压缩既能实现本实用新型的目的，属于本实用新型的保护范围。
上部汽缸整体件21的下表面和下部汽缸整体件22的上表面连接，下部 汽缸整体件22上成型有分别对应第一汽缸腔体210a、第二汽缸腔体210b、 第三汽缸腔体210c、第四汽缸腔体210d的四个导引腔体第一导引腔体 230a、第二导引腔体2301)、第三导引腔体230c、第四导引腔体230d。传动 机构30的四个导杆分别位于上述导引腔体中，即第一导杆320a位于第一导 引腔体"Oa中、第二导杆3Mb位于第二导引腔体230b中、第三导杆320c 位于第三导引腔体230c、第四导杆320d位于第四导引腔体230d中。各个 导杆固定连接相应的活塞，第一导杆3Ma和第一活塞220a相连带动第一活 塞"Oa在第一汽缸腔体内nOa运动，第二导杆320b和第二活塞220b相连 带动其在第二汽缸腔体"Ob内运动，第三导杆320c和第三活塞220c相连 带动其在第三汽缸腔体210c内运动，第四导杆320d和第四活塞220d相连 带动其在第四汽缸腔体210d内运动。这样，各个导杆推动与其相连的各个活塞在相应的四个汽缸腔体里运动。
其次，对汽缸盖10的介绍参见图2和图3所示汽缸盖IO是由金属 制成的整体，在汽缸盖10内成型有圆柱形的气体单通道120,气体单通道 120在汽缸盖10的一端有一个气体入口 180作为压缩机的气体入口，在汽 缸盖10的另一端有一个气体出口 190作为压缩机的气体出口。在气体单通 道120里设置有多个单向阀、多个沿气流单通道120方向贯通的中心腔体的 金属阀固定件150和多个密封垫140。气体单通道120的多个组件组装完成 以后，成型有中心腔体的入口接头181由气体入口 180拧进气体单通道120, 成型有中心腔体的出口接头191由气体出口 190拧进气体单通道120,通过 入口接头181和出口接头191固定气体单通道120的多个组件，使其构成组 件链。
同时在汽缸盖10平坦的下表面上成型有导通各个汽缸腔体的气流通 道，该通道连通气体单通道120和各个汽缸腔体。具体的连通关系是气流 通道130a连通气体单通道120和汽缸腔体210a;气流通道130b连通气体 单通道120和汽缸腔体210b;气流通道130c连通气体单通道120和汽缸腔 体210c;气流通道130d连通气体单通道120和汽缸腔体210d。
多个单向阀的具体设置是
位于气体入口 180和汽缸腔体210a之间的入口单向阀111;
位于汽缸腔体210a和汽缸腔体210b之间的第一缸间单向阀112;
位于汽缸腔体210b和汽缸腔体210c之间的第二缸间单向阀113;
位于汽缸腔体210c和汽缸腔体210d之间的第三缸间单向阀114;
位于汽缸腔体210d和气体出口 190之间的出口单向阀115;
所有单向阀都朝向气体入口 180方向单向导通，保证气体只能沿着从气 体入口 180到气体出口 190的方向流动。
为便于说明，下文将一个组件靠近气体入口 180的部分称为上游端，相应的其靠近气体出口 190的部分称为下游端。
单向阀在气体单通道120内的位置通过多个成型有中心腔体的阀固定 件150固定，其中在气体入口 180和入口单向阀lll之间、各个相互毗邻的 单向阀之间、出口单向阀115和气体出口 190之间的气体单通道U0里都设 置阀固定件150。出口单向阀115和气体出口 180之间的阀固定件150下游 端和出口接头191的上游端啮合，除此之外的各个阀固定件150的下游端和 与其毗连的下游的单向阀的开口端啮合，啮合部通过密封垫140密封，并且 各个阀固定件150的中心腔体在啮合时刚好对准其下游的单向阀的开口 ，气 体入口 180和入口单向阀111之间的阀固定件150的上游端啮合入口接头 181下游端，它们的中心腔体互相连通，除此之外的各个阀固定件150的上 游端和与其毗连的上游单向阀的出口啮合，并且各个阀固定件150的中心腔 体在啮合时刚好对准其上游的单向阀的出口 。同时在位于相邻两个单向阀之 间的阀固定件15 0上在与气体单通道120垂直的方向上设置有连接腔体151， 和汽缸盖10上成型的通道一起构成气流通道，连通气体单通道120和相应 的汽缸腔体。
为了降低生产成本，同时便于加工，阀固定件150也可一侧成型有沿所 述气流单通道方向的凹槽，及连通所述凹槽和汽缸腔体的连接腔体151。
如前所述，气体单通道12G内的组件可以从下游端向上游端依次组装， 最后再通过两端的入口接头181和出口接头191固定，形成组件链。当有个 别组件毁损时只需更换该毁损的组件，于是能延长整个气体压缩机的使用寿 命，节省使用成本。
再次，对传动机构的介绍，参见图2和图4所示，本实施例的传动机构 30主要包括曲轴310和连接曲轴310和活塞之间的导杆，曲轴310带动相 应导杆进而驱动与导杆连接的活塞在各个汽缸腔体里做往复运动。如图所 示，曲轴310是多重组件，主要包括两端设有外部螺紋的主轴311、偏心装 置312、用来在主轴上隔开和固定各个偏心装置312的垫片340,在主轴311 的两侧设置有轴承331和332用来支承主轴311。同时在主轴311的外表面
有多个键槽341，键槽341沿着主轴311的对应于导引腔体的中心位置隔开， 当然曲轴310也可以用一个组件代替。当主轴311上的组件都安装好后，通 过在主轴311两侧柠进螺丝，即可使得各个组件构成刚性连接。曲轴310还 包括连接杆350，通过十字头销351连接各个偏心装置312和相应的导杆。 主轴311上一端设置有驱动皮带轮360，通过皮带带动主轴311进而带动曲 轴310运动。主轴311上安装偏心装置312和用来在主轴上隔开和固定各个 偏心装置312的垫片340是为了当个别组件出现问题时，可以随时更换，提 高各个组件的使用寿命，进而降低一体式气体气体压缩机的使用成本。
参照图4所示，是曲轴310的放大剖面图，各偏心装置312里设置有两 个4建槽345和346，使得偏心装置312能够固定于主轴311的两个不同位置。 由于曲轴比较常见，此处不再赘述。
最后，以压缩氧气为例介绍本实用新型压缩机的工作过程需压缩的氧 气通过入口接头181被输送至气体压缩机，流经其下游端的阀固定件150和 入口单向阀iii。此时压缩机处于循环过程中，第一汽缸腔体210a处于吸 入相，此时由于第一缸间单向阀112下游压力高于吸入压力，所以从入口单 向阀111流进的气体通过第 一气流通道13 Oa被全部吸进第 一汽缸腔体21 Oa, 而不流经第一缸间单向阀112。当第一汽缸腔体210a压缩完吸进的气体， 开始处于排出相，由于经过压缩，排出气体的压力高于第一缸间单向阀112 下游压力，所以排出的气体通过第一缸间单向阀112和第二气流通道130b, 全部流入第二汽缸腔体210b,此处的气体不流经第二缸间单向阀113,同样 因为第二缸间单向阀113下游压力高于其上游压力。这样依次循环下去，从 气体入口接头181里输入的气体顺次经第一汽缸腔体210a、第二汽缸腔体 210b、第三汽缸腔体310c、第四汽缸腔体210d被压缩，最后得到的高浓度 气体从出口接头191输出压缩机。
气体压缩机工作的过程中，各个活塞-汽缸的结合既压缩在压缩机的 "抽气容积"里的气体也压缩压缩机的"未抽气容积"里的气体。此处的"抽 气容积"指各个汽缸腔体里被移动的活塞推过的容积。"未抽气容积，，指当 活塞压缩时，未被活塞表面推过、而同样被活塞压缩的容积。以第二汽缸腔
体210b为例，抽气容积是第二汽缸腔体21 Ob的内容积，未抽气容积是第二 气体通道内容积，第一汽缸单向阀130A的内容积，和与第二汽缸腔体直接 连通的垫片容积和。
当第二汽缸腔体210b处于它的压缩相时，在未抽气容积的气体也被第 二活塞压缩。未抽气容积和第二汽缸腔体相比是非常小的。因此，第一汽缸 腔体210a和第二汽缸腔体210b之间的整个抽气容积与未抽气容积相比是比 较大的。所以在它的吸入沖程，第二活塞从未抽气容积抽取的氧气较少，可 从第一汽缸腔体210a抽取更多的氧气来压缩。
类似地，各个汽缸腔体可以更有效的压缩。因为各个汽缸腔体以一个相 对较小的介于汽缸腔体本身和下级汽缸腔体上游之间的未抽气容积工作。
从上文介绍可知，相比现有的压缩机，本实用新型的压缩机结构紧凑， 占地面积小，储存、运输、使用都很方便。
上述描述以四汽缸压缩机为例；该实用新型的上述技术特征同样适用于 有其它不同数目汽缸的压缩机。另外，该实用新型适用于有带不同单向阀和 固定件设计的汽缸盖的压缩机，而上述描述仅以一种压缩机作为示范。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷 举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护 范围之中。
权利要求1.一种一体式气体压缩机，其特征在于，包括成型有多个汽缸腔体的汽缸整体件(20)，每个所述汽缸腔体内设置有活塞；与所述汽缸整体件(20)配合的汽缸盖(10)；以及驱动所述活塞运动的传动机构(30)；所述汽缸盖(10)内成型有具有气体入口(180)和气体出口(190)的气体单通道(120)，所述气体单通道(120)内设有控制气体流动方向的多个单向阀。
2. 根据权利要求1所述的一体式气体压缩机，其特征在于多个所述 汽缸腔体的容积沿气体流动方向逐渐减小。
3. 根据权利要求1或2所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述单 向阀包4舌一个位于所述气体入口 (180)和具有最大容积的汽缸腔体之间向所述最大容 积汽缸腔体单向导通的入口单向阀(111);位于毗邻的所述汽缸腔体之间向较小容积的汽缸腔体单向导通的缸间单向 阀；一个位于具有最小容积汽缸腔体和气体出口 ( 190 )之间向所述气体出口 ( 190 ) 单向导通的出口单向阀。
4. 根据权利要3所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述单向阀通 过阀固定件(150)固定于所述气流单通道(120)中。
5. 根据权利要求4所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述阀固定 件(150)成型有沿所述气流单通道(120)方向贯通的中心腔体，及连 通所述中心腔体和汽缸腔体的连接腔体(151 )。
6. 根据权利要求4所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述阀固定 件(150) —侧成型有沿所述气流单通道(120)方向的凹槽，及连通所 述凹槽和汽缸腔体的连接腔体(151 )。
7. 根据权利要求1或2所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述汽 缸整体件(20)包括四个汽缸腔体。
8. 根据权利要求1所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述传动 机构包括一个曲轴(310 )和连接在所述曲轴(310 )和活塞之间的导杆。
9. 根据权利要求8所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述曲轴 (310 )包括一个主轴(311 )及多个安装在所述主轴上的偏心装置(312 )。
10. 根据权利要求9所述的一体式气体压缩机，其特征在于所述主轴 (311)和偏心装置(312)上均成型有相应的键槽。
专利摘要一种一体式气体压缩机包括成型有多个相互毗邻的汽缸腔体的汽缸整体件，每个汽缸腔体内有一个活塞，一体式气体压缩机还包括一个传动机构，传动机构与活塞相连，和与汽缸配合的汽缸盖，所述汽缸盖包括一个气体压缩机的气体入口和一个气体压缩机的气体出口。汽缸盖内还包括多条连接各个汽缸的气流通道，保证气体在气体入口和气体出口之间单向流动。汽缸按照容积有大到小的顺序沿着气体入口到气体出口的方向顺次排列，于是从气体入口流进的气体通过不同容积汽缸的依次压缩获得高浓度的气体输出。本实用新型的压缩机体积小，十分适合于在狭小的空间使用，尤其适合于家庭使用。
文档编号F04B27/12GK201190646SQ20082011118
公开日2009年2月4日 申请日期2008年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者万晓阳, 大卫·D·波拉赛克, 杰拉德·G·杰成, 约瑟夫·B·里奇二世 申请人:英维康医疗器械(苏州)有限公司