一种液压驱动空气压缩机
技术领域
本发明属于一种空气压缩机,具体涉及一种液压驱动空气压缩机。
背景技术
空气压缩机是一种往复式压缩机,其有多种结构形式,其中一种是使用普通旋转电机,通过曲柄连杆机构带动活塞在缸体内往复运动来压缩气体。当活塞进行压缩行程时,吸气阀关闭,排气阀打开。当活塞进行抽吸行程时,排气阀关闭,吸气阀打开。这种压缩机的工作压缩比小,其往复运动的行程较短,工作时震动和噪音大,易磨损,而且由旋转运动变成直线运动结构复杂,效率低,还有机械传动机构工作时噪声大。第二种是直线压缩机,现有的直线压缩机大多采用单定子线圈结构,该种直线压缩机要实现其内动子的往复运动来压缩气体,一般在动子完成压缩行程后,需要依靠弹簧回复力进行复位。可弹簧的使用增加了活塞移动时的阻力,且在动子回复过程中不再压缩空气,因而存在着***效率低的缺陷。还有一种是螺杆空压机,其加工难度大,工作时需要专门的润滑油进行润滑和密封,所提供的压缩空气必须进行油气分离才能使用,不能提供高压空气。
综上所述,现有的空气压缩机存在工作效率低、耗能大、耗能高的缺点,故还可作进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构新颖的液压驱动的空气压缩机,其具有低噪音、能高频率自动往复的优点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种液压驱动空气压缩机,其特征在于:包括具有轴向孔道的阀壳,阀壳侧壁上开有与轴向孔道连通的进油口和回油口,阀壳的内孔壁中部具有第一环形内肩胛,进油口和回油口位于第一环形内肩胛的左右两侧;具有左气室的左缸身和具有右气室的右缸身,分别连接在阀壳轴向孔道的左右两端,左缸身上开有左进气孔和左出气孔,左进气孔内设有仅允许外界气体进入左气室的左进气阀,左出气孔内设有仅允许气体从左气室排出的左排气阀,右缸身上开有右进气孔和右出气孔,右进气孔内设有仅允许外界气体进入右气室的右进气阀,右出气孔内设有仅允许气体从右气室排出的右排气阀;具有轴向通道且呈T字形的活塞,设于阀壳内并能左右滑移,活塞的细轴部与第一环形内肩胛的内周壁密封配合,活塞的大轴部外周与右活塞腔的内孔壁之间设有第一密封圈,活塞的大轴部的左侧与第一环形内肩胛之间形成左活塞腔,活塞的大轴部的右侧形成右活塞腔,活塞的细轴部的左侧形成回油腔,进油口与左活塞腔连通,回油口与回油腔连通,活塞的轴向孔道内周壁上设有第二环形内肩胛,第二环形内肩胛围成阀口,活塞的细轴部上开有第一通流孔、第二通流孔和第三通流孔,第一通流孔用以连通第二环形内肩胛右侧的轴向通道和左活塞腔,第二通流孔用以连通第二环形内肩胛左侧的轴向通道和回油腔,第三通流孔的进口端位于阀口内,第三通流孔的出口端有三个,其中一个为始终与右活塞腔连通第一出口端,另一个为选择与回油腔或左活塞腔连通与否的第二出口端,第三个为始终与第二环形内肩胛左端的轴向通道连通的第三出口端;大阀芯和小阀芯,大阀芯的直径大于阀口的直径,大阀芯位于第二环形内肩胛左侧并与轴向通道之间设有第二密封圈,大阀芯的左右滑移能决定开启阀口的左端口与否,小阀芯呈T字形,小阀芯的大头部位于第二环形内肩胛右侧,小阀芯的细轴部穿过阀口后与大阀芯螺纹连接,小阀芯的大头部的左右滑移能决定开启阀口的右端口与否;左柱塞和右柱塞,左柱塞设于左缸身内并能左右滑移,左柱塞的外周与左缸身之间设有第三密封圈,从而在左缸身内形成左气室,左柱塞的内端与活塞的轴向通道的左端连接与能随活塞左右滑移;右柱塞设于右缸身内并能左右滑移,右柱塞的外周与右缸身之间设有第四密封圈,从而在右缸身内形成右气室,右柱塞的内端与活塞的轴向通道的右端连接与能随活塞左右滑移。
作为改进,上述第三密封圈有两个且左右间隔设置,左缸身上开有左卸油孔,左卸油孔位于两第三密封圈之间。左柱塞与左缸身之间的密封很重要,要保证不漏油,通过设置左泄油孔,可以及时对两第三密封圈的损坏进行观测,若第三密封圈有损坏,左卸油孔就会漏油,提醒及时更换第三密封圈。
作为改进,上述第四密封圈有两个且左右间隔设置,右缸身上开有右卸油孔,右卸油孔位于两第四密封圈之间。右柱塞与右缸身之间的密封很重要,要保证不漏油,通过设置右泄油孔,可以及时对两第四密封圈的损坏进行观测,若第四密封圈有损坏,左卸油孔就会漏油,提醒及时更换第四密封圈。
作为优选,在活塞左移至第三通流孔的第二出口端与回油腔连通的状态下,所述活塞的左端面与左缸身的底面具有间距,在活塞右移至第三通流孔的第二出口端与左活塞腔连通的状态下,所述活塞的右端面与右缸身的底面有一定距离。因第三通流孔其中的一个出口端在与回油腔和左活塞腔连通时,活塞左右两端都与相对应的缸身底面有一定的距离,这就保证了可在活塞与左缸身或右缸身碰撞前完成大阀芯或小阀芯的换向,因此无撞击振动、噪音小。
与现有技术相比,本发明的优点在于:通过活塞位移变化,使大阀芯通过活塞上的第三通流孔的第二出口端选择或者与回油口连通或者与压力油口连通,再利用大阀芯与小阀芯的面积差,来完成大阀芯与小阀芯的换向,进而控制右活塞腔或者与压力油口或者与回油口通来完成左右往复运动。因此本空气压缩机具有集成度高、体积紧凑。且因为第一通流孔的第二出口端在与回油腔和左活塞腔连通时,活塞左右两端都与相对应的缸身的底面有一定的距离,这就保证了可以在活塞与左缸身或右缸身碰撞前完成大阀芯或小阀芯的换向,因此无撞击振动、噪音小。
活塞的往复运动控制是由大阀芯和小阀芯来完成的,大阀芯的直径大于阀口的直径,小阀芯的细轴部穿过阀口后与大阀芯螺纹连接,小阀芯的大头部的左右滑移能决定开启阀口的右端口与否,大阀芯的左右滑移能决定开启阀口的左端口与否;当小阀芯打开阀口的右端口时,油液可经进油口、第一通流孔、第三通流孔后进入右活塞腔,右活塞腔的油液作用在由活塞和右柱塞形成的环形面积上(此环形面积大于活塞的凸肩部分形成的环形面积),因此活塞在面积差下向左运动,当活塞由右向左运动到第三通流孔的第二出口端与回油腔相通,大阀芯的左端处与回油口相通,小阀芯向左运动关闭阀口的右端口,大阀芯打开阀口的左端口,这样右活塞腔通过阀口的左端口及第二通流孔后与回油腔相通,进而流向回油口,这样活塞开始向右运动,当活塞向右运动到第三通流孔的第二出口端与左活塞腔相通时,大阀芯和小阀芯在面积差的作用下一起向右运动,大阀芯重新关闭阀口的左端口,小阀芯重新开启阀口的右端口,这样活塞开始向左运动,形成循环。在活塞带动左柱塞向左运动中,右进气阀打开,空气进入右气室,同时左气室的压缩空气经左排气阀排出;活塞向右运动类似。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示,为本发明的一个优选实施例。
一种液压驱动空气压缩机,包括
具有轴向孔道的阀壳5,阀壳5侧壁上开有与轴向孔道连通的进油口P和回油口T,阀壳2的内孔壁中部具有第一环形内肩胛51,进油口P和回油口T位于第一环形内肩胛51的左右两侧;
具有左气室10a的左缸身2和具有右气室10b的右缸身8,分别连接在阀壳5轴向孔道的左右两端,左缸身2上开有左进气孔23和左出气孔22,左进气孔23内设有仅允许外界气体进入左气室10a的左进气阀7a,左出气孔22内设有仅允许气体从左气室10a排出的左排气阀6a,右缸身8上开有右进气孔83和右出气孔82,右进气孔83内设有仅允许外界气体进入右气室10b的右进气阀7b,右出气孔82内设有仅允许气体从右气室10b排出的右排气阀6b;
具有轴向通道且呈T字形的活塞1,设于阀壳5内并能左右滑移,活塞1的细轴部与第一环形内肩胛51的内周壁密封配合,活塞1的大轴部外周与阀壳5的内孔壁之间设有第一密封圈9a,活塞1的大轴部的左侧与第一环形内肩胛51之间形成左活塞腔52,活塞1的大轴部的右侧形成右活塞腔54,活塞1的细轴部的左侧形成回油腔53,进油口P与左活塞腔52连通,回油口T与回油腔53连通,活塞1的轴向孔道内周壁上设有第二环形内肩胛14,第二环形内肩胛14围成阀口15,活塞1的细轴部上开有第一通流孔11、第二通流孔12和第三通流孔13,第一通流孔11用以连通第二环形内肩胛14右侧的轴向通道和左活塞腔52,第二通流孔12用以连通第二环形内肩胛14左侧的轴向通道和回油腔53,第三通流孔13的进口端位于阀口15内,第三通流孔13的出口端有三个,其中一个为始终与右活塞腔54连通第一出口端131,另一个为选择与回油腔53或左活塞腔52连通与否的第二出口端132,第三个为始终与第二环形内肩胛14左端的轴向通道连通的第三出口端133;
大阀芯4b和小阀芯4a,大阀芯4b的直径D1大于阀口15的直径D2,大阀芯4b位于第二环形内肩胛14左侧并与轴向通道之间设有第二密封圈9b,大阀芯4b的左右滑移能决定开启阀口15的左端口与否,小阀芯4a呈T字形,小阀芯4a的大头部位于第二环形内肩胛14右侧,小阀芯4a的细轴部穿过阀口15后与大阀芯4b螺纹连接,小阀芯4a的大头部的左右滑移能决定开启阀口15的右端口与否;
左柱塞3a和右柱塞3b,左柱塞3a设于左缸身2内并能左右滑移,左柱塞3a的外周与左缸身2之间设有第三密封圈9c,从而在左缸身2内形成左气室10a,左柱塞3a的内端与活塞1的轴向通道的左端连接与能随活塞1左右滑移;右柱塞3b设于右缸身8内并能左右滑移,右柱塞3b的外周与右缸身8之间设有第四密封圈9d,从而在右缸身8内形成右气室10b,右柱塞3b的内端与活塞1的轴向通道的右端连接与能随活塞1左右滑移。
在活塞1左移至第三通流孔13的第二出口端132与回油腔53连通的状态下,所述活塞1的左端面与左缸身2的底面具有间距,在活塞1右移至第三通流孔13的第二出口端132与左活塞腔52连通的状态下,所述活塞1的右端面与右缸身8的底面有一定距离。
第三密封圈9c有两个且左右间隔设置,左缸身2上开有左卸油孔21,左卸油孔21位于两第三密封圈9c之间。第四密封圈9d有两个且左右间隔设置,右缸身8上开有右卸油孔81,右卸油孔81位于两第四密封圈9d之间。
本空气压缩机的工作原理及过程如下:
使用时,进油口P和液压油高压油口相连,回油口T和液压油油箱直接相连,通过控制向进油口P供油即可实现自动的往复式压缩空气。
活塞1的往复运动控制是由大阀芯4b和小阀芯4a来完成的,大阀芯4b的直径D1大于阀口15的直径D2,小阀芯4a的细轴部穿过阀口15后与大阀芯4b螺纹连接,小阀芯4a的大头部的左右滑移能决定开启阀口15的右端口与否,大阀芯4a的左右滑移能决定开启阀口15的左端口与否。
当小阀芯4a打开阀口15的右端口时,如图1所述,油液可经进油口P、第一通流孔11、第三通流孔13后进入右活塞腔54,右活塞腔54的油液作用在由活塞1和右柱塞3b形成的环形面积上(此环形面积大于活塞1的凸肩部分形成的环形面积),活塞1在面积差下向左运动,当活塞1由右向左运动到第三通流孔13的第二出口端132与回油腔53相通,大阀芯4b的左端腔室通过第三通流孔13的第二出口端132与回油口T相通,小阀芯4a向左运动关闭阀口15的右端口,大阀芯4b打开阀口15的左端口,这样右活塞腔54通过阀口15的左端口及第二通流孔12后与回油腔53相通,进而流向回油口T,这样活塞1开始向右运动,当活塞1向右运动到第三通流孔13的第二出口端132与左活塞腔52相通时,大阀芯4b和小阀芯4a在面积差的作用下(D1大于D2)一起向右运动,大阀芯4b重新关闭阀口15的左端口,小阀芯4a重新开启阀口15的右端口,这样活塞1开始向左运动,形成循环。
在活塞1带动左柱塞3a向左运动中,右进气阀7b打开,空气进入右气室10b,同时左气室10a的压缩空气经左排气阀6a排出;活塞向右运动类似。