专利名称：变径双作用活塞式压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空气压缩机，尤其涉及往复活塞式空 气压缩机，具体地说是活塞式空气压缩机气缸和活塞结构的改 进。
背景技术：
空气压缩机是压縮空气的气压发生源，它是将原动机的机 械能转换成压缩空气压力能的装置，压缩空气因其安全、无污 染等优势有着极其广泛的应用，其应用领域不仅涉及化工、纺 织、食品、冶金、制瓶、油田气钻等多个方面，而且随着各种 机械装置自动化程度的不断提高，压缩空气越来越多地被用于 传递能量和实现远程控制。
现有的往复活塞式空气压缩机，包括有气缸、活塞及气阀， 气缸和活塞共同组成压缩容腔。其在气缸的气缸体上制有等径 工作孔，而活塞工作面则是与之相应的等外径圆柱面，等径柱 面活塞滑动地位于等孔径的气缸孔内，活塞将气缸孔封闭或分 隔成一个或两层压缩腔。在曲柄连杆机构的作用下，具有等径 活塞在等径气缸内作往复运动，完成进气、压缩、排气等过程, 并由吸、排气阀控制气体进入与排出气缸，从而实现气体的压 缩。
然而，目前具有等径气缸、活塞的空气压缩机，即使是两
级的空气压缩机排气压力最高也只能达到0.7Mpa，难以满足高 排气压力的应用要求，像比较常用的VF—9/7空压机，最高排气压力仅为0. 7Mpa;要获得较高的排气压力，则只能采用串联更 多气缸、活塞的办法来提高空压机的排气压力，否则将出现空 气压缩机过热，以至大大降低压缩机效率，甚至无法正常工作， 严重制约着活塞式空气压缩机的应用范围。虽然采用多缸串联的多级空气压缩机能起到提高压缩机的 排气压力的作用，但这种结构型式不仅使压缩机变得十分笨重 和庞大，结构繁复，制造成本高，而且使用、维护及其转移均 极为不便。为此，人们急需开发一种体积小、效率高、排气压 力高的活塞式空气压缩机。 实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种变径双作用 活塞式压缩机，它既有较高的最终排气压力，又具有体积小， 结构紧凑的优点，而且制造使用方便。为了解决上述问题，本实用新型的变径双作用活塞式压缩 机，包括气缸、活塞、连杆、吸气阀以及排气阀，所述气缸缸体上的缸孔为台阶孔，所述活塞的工作面为台阶柱面；所述滑 动对应的气缸台阶孔壁和活塞台阶柱面间有高压压缩腔，该高 压压缩腔与高压吸气口和高压排气口相连通。采用上述结构后，由于气缸的缸孔为台阶孔，活塞的工作 面为台阶柱面，且滑动对应的气缸台阶孔壁和活塞台阶柱面之 间构成了一高压压缩腔，这样就在不增加气缸、活塞等空气压 缩机关键部件的情况，又增加了一个高压压缩腔，充分发挥了 现有气缸和活塞等部件的效能和利用率，在同样具有多级压缩 功能的情况下，大大减少了空气压缩机的体积，使得压缩机的4结构更加紧凑。也由于采用台阶孔和台阶柱面结构，大部分空
气压缩机部件仍采用通用或标准部件，同时可以通过设计不同 的台阶径差，而获不同压缩比，这不仅使得结构简单，制造、 使用和维修均变得较为方便，而且能根据不同使用情况，设计 出不同排气压力。又由于本实用新型设置了这种的台阶孔和台 阶柱面结构，工作时，活塞的往复行程均为工作行程，而不存
在空回程；这样既能大大提高空气压缩机的工作效率，又能有 效地降低空压机转速，继而降低空气温度，空气温度的降低对于 提高空气压缩机工作效率、降低压缩功率起到至关重要的作用， 而且能有效地减少惯性力，大幅度降低振动，运转更加平稳。 故而本实用新型具有更高的工作效率，并且节省能耗。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型变径双作用活
塞式压缩机作进一步详细的说明
图1是本实用新型变径双作用活塞式压缩机一种具体实施 方式的结构剖视图。
图2是图l所示结构中的气缸零件图。
图3是图l所示结构中的活塞零件图。
图4是一种应用本实用新型的两缸空气压缩机结构示意图。
图5是另一种应用本实用新型的两缸空气压缩机结构示意图。
图6是又一种应用本实用新型的两缸空气压缩机结构示意图。
具体实施方式
在
图1所示的变径双作用活塞式压缩机中，气缸1用球墨 铸铁制成，气缸1的缸体外侧面设有风冷散热翼片，在气缸1
的顶部固连有气缸盖2，在气缸盖2上装有吸气阀4和排气阀3。 如图2所示，气缸1缸体上设有缸孔，该缸孔为一贯通的台阶 孔，该台阶孔包括相邻两段具有不同孔径的圆孔，上段圆孔的 孔径大于下段圆孔的孔径。如图3所示，活塞7的工作柱面同 样也为相邻两段具有不同外径的圆柱面，该两段圆柱面外径尺 寸与气缸1对应的孔径相应而滑动配合，在活塞7的两段圆柱 面端部位置分别设有活塞环6的安装槽。如
图1示，活塞7滑 动地置于气缸1的缸孔内，具有不同孔径台阶孔的孔壁和不同 外径活塞柱面间构成高压压缩腔8，该高压压缩腔8借助活塞1 的上、下两段处密封环6进行密封。在气缸1的外侧面上还设 置有高压排气口 9和高压吸气口 12，该高压排气口 9和高压吸气 口 12均与高压压缩腔8相连通，高压排气口 9上装有高压排气 阀(图中未画出)，高压吸气口 12上装有高压吸气阀(同样也 未画出)。连杆11通过支架13和活塞销10铰接在活塞7上， 以驱动活塞7在气缸1内往复运动。在上述结构中，气缸1和 活塞7实际上构成了低压压缩腔5和高压压缩腔8两个空气压 缩腔，低压压缩腔5位于活塞7顶面与气缸盖2之间，而高压 压缩腔8则如上所述位于活塞7的两密封环6之间。工作时， 一个压缩腔吸入空气，则另一个压缩腔压缩空气，反之也然，活 塞7的往复行程均处于工作状态。改变气缸1台阶孔的两段孔 径和活塞7的两段工作圆柱面，即可改变高压压缩腔8的压缩 比，从而得不同排气压力和排气量。图4示出一种应用本实用新型变径双作用活塞式压缩机的 结构示意图，该结构的空压机包括一单作用气缸和本实用新型 的变径双作用气缸。因外界空气经变径双作用气缸上的吸气阀4 将空气吸入低压压缩腔5,经该低压压缩腔5压缩后由排气阀 3排出，排出的带压、带温气体依次经过冷却器、油水分离器、 单作用气缸的吸气阀进入单作用气缸的压缩腔，压缩后再依次 经过单作用排气阀、冷却器、油水分离器重新回到变径双作用 气缸的高压压缩腔8，并经过与高压压缩腔8相连通的排气阀供给用户。图5示出了另一种应用本实用新型变径双作用活塞式压缩 机的结构示意图。该结构的空压机同样包括一个单作用气缸和 一个本实用新型的变径双作用气缸。外界空气经单作用气缸压 缩后经冷却器、油水分离器和吸气阀4进入低压压缩腔5，压缩 后的压缩空气再经排气闽3、另一冷却器和油水分离器重新回到 变径双作用气缸的高压压缩腔8中，经过压缩后的高压气体由 排气阀供给用户。图6示出了又一种应用本实用新型变径双作用活塞式压缩 机的结构示意图。该结构的压缩机包括了两组变径双作用气缸。 外界空气吸入第一组变径双作用气缸的低压压缩腔5,压缩后经 排气阀3、冷却器、油水分离器以及第二组变径双作用气缸吸气 阀4,进入第二组的低压压缩腔。第二组压缩气缸压缩后，再经 排气阀、冷却器、油水分离器回到第一组的高压压缩腔8，压缩 后的空气，又经冷却器、油水分离器回到第二组的高压压缩腔， 压缩后的高压气体经高压排气闽排出而供用户使用。在该结构中，空气实际上经过了四级压缩，因而在保持原有排气量的情 况下得到了较髙的排气压力，而该压缩机相对现有技术中的四 级压缩机体积大为减小，结构大幅简化。
上述仅仅举出本实用新型的一些优选的实施方式，但本实 用新型并不局限于此，在不违背本实用新型基本原理的情况下， 还可以作出许多变换和改进。如本实用新型中的气缸台阶和活 塞的台阶柱面，既可以是两阶的，也可以是三阶、四阶等多阶
的。气缸既可以是整体铸造，也可以是内装缸套；既可以是开 式，也可以是闭式。既可以是卧式、立式、对称式结构，也可 以是对称式或角度式结构，等等。因此，只要是气缸具有台阶 缸孔和活塞具有台阶工作柱面，都应视为落入本实用新型的保 护范围。
权利要求1、 一种变径双作用活塞式压缩机，包括气缸(l)、活塞(7)、 连杆(11)、吸气阀(3 )以及排气阀(4 )，其特征在于所述气缸(1 )缸体上的缸孔为台阶孔，所述活塞(7)的工作面为台阶柱面； 所述滑动对应的气缸(1)台阶孔壁和活塞(7)台阶柱面间有高压 压缩腔(8 ),该高压压缩腔(8 )与高压吸气口 (12)和高压排气 口 ( 9 )相连通。
2、 根据权利要求l所述的变径双作用活塞式压缩机，其特征在 于所述气缸(1 )台阶孔为相邻两段具有不同孔径的圆孔，所述活 塞(7 )台阶柱面为相邻两段具有不同外径的圆柱面，该两段圆柱面 上分别设置有密封环(6 );所述高压压缩腔(8 )位于两密封环(6 ) 之间。
3 、根据权利要求1所述的变径双作用活塞式压缩机，其特征在 于低压压缩腔(5 )位于活塞(7 )顶面和气缸盖(2 )之间，所 述气缸盖(2 )上设有吸气阀(3 )和排气阀(4 )。
4、 根据权利要求l所述的变径双作用活塞式压缩机，其特征在于:所述气缸(1 )为单个。
5、 根据权利要求1-4中任一项所述的变径双作用活塞式压缩机, 其特征在于所述高压吸气口 (12)上固装有高压吸气阀，高压排气 口(9)上固装有高压排气阀。
6、 根据权利要求1-3中任一项所述的变径双作用活塞式压缩机， 其特征在于所述气缸(1 )为多个串联。
专利摘要本实用新型公开了一种变径双作用活塞式压缩机，它包括气缸、活塞、连杆、吸气阀以及排气阀，所述气缸缸体上的缸孔为台阶孔，所述活塞的工作面为台阶柱面；所述滑动对应的气缸台阶孔壁和活塞台阶柱面间有高压压缩腔，该高压压缩腔与高压吸气口和高压排气口相连通。所述气缸台阶孔为两段具有不同孔径的圆孔，所述活塞台阶柱面为两段具有不同外径的圆柱面，该两段圆柱面上分别设置有密封环；所述高压压缩腔位于两密封环之间。该压缩机排气量大，排气压力高并能平稳地连续工作，零部件通用性好，且体积小，结构紧凑，而且使用、维护，制造方便。
文档编号F04B39/00GK201155440SQ20072003692
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者徐成军, 李玉根 申请人:李玉根