[發明專利]一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構

無效

• 申請號: 201010118935.1
• 申請日: 2010-03-08
• 公開（公告）號: CN101776059A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 袁曉華
• 申請（專利權）人: 上海英范特冷暖設備有限公司
• 主分類號: F04B39/00
• 分類號: F04B39/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于空氣壓縮機技術領域，特別涉及閥板、活塞、氣缸體的結構。

背景技術

活塞式空氣壓縮機是由機體、曲軸、缸蓋、閥座、連桿、活塞、電機、電機蓋、軸承座、底蓋等主要部件組成。由電機轉動曲軸，曲軸帶動連桿和活塞在氣缸中上下運動.缸面上安裝著閥座并帶有進氣閥和排氣閥。閥座上帶有進氣孔和排氣孔，在進氣孔的下方裝有進氣閥片，在排氣孔的上方裝有排氣閥片。當活塞往下移動時，排氣閥片由于受高壓的原因，自動關閉。由于缸孔內的壓力隨著活塞的下移而下降，當缸孔內的壓力小于進氣壓力時，進氣閥片自動打開。活塞上移時，氣缸內壓力逐漸增大。當氣缸內壓力大于進氣壓力時，進氣閥片關閉。隨著內壓力的進一步增加，排氣閥片打開。這一過程循環往復。

影響空氣壓縮機效率的因素有三：1)進排氣閥片的密封性如何；2)由排氣高壓引起的缸孔內壁高溫，從而導致氣體的膨脹降低了密度，使得有效作功下降；3)余隙或稱殘留空間。其中最主要的因素是余隙。

所謂余隙是由下面幾個部分組成：1)為了防止活塞不會直接撞擊閥座，兩者中間必須留有一定的空間；2)同樣的道理，對進氣閥片的厚度，也必須在活塞與閥座之間，留有相應的距離；3)因為排氣閥片在閥座的上方，排氣孔及閥座的厚度也形成一定的余隙；4)活塞環外徑與活塞外徑差所形成的空間。由于每一種余隙存在的必然性，當壓縮機完成了壓縮行程后，這一余隙帶有高壓及高溫的氣體。

當活塞進入進氣行程時，必須等待內部的壓力下降到低于進氣壓力，才能把進氣口的低壓氣體引入氣缸內。所以帶有高溫與高壓的余隙把很大一部分作功行程給浪費掉了。以三缸壓縮機為例：在正常的運行工況下也就是在壓縮比8的情況下，余隙對效率的影響約是20％.壓縮比越大，對效率的影響越大，反之亦然。

常規的改進方式有：1)在活塞頂端上加工出進氣閥片的形狀及深度，由此極大地減少了由進氣閥片厚度所產生的余隙；2)厚度更薄的閥板來減少排氣孔引起的余隙。這些方法在一定程度上減小了余隙，提高了壓縮機的效率，但是并沒有從根本上解決問題。

發明內容

為了解決余隙內的高壓影響壓縮機效率的問題，提出一種將余隙內的高壓在瞬間釋放掉的全新技術方案。

一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結構，它包括氣缸體、活塞、進氣閥、排氣閥和閥座，其特殊之處是在活塞上或者在活塞和氣缸體上設有連通活塞上面余隙內的高壓腔和活塞下面低壓腔的通道，以便在壓縮行程完成時將余隙內的高壓釋放。

上述連接余隙內的高壓和低壓腔的通道有兩種結構。

第一種結構如下。

在氣缸壁上設有自上而下的縱向泄壓凹槽，在活塞上設有連通活塞外面與內腔的排氣孔。

上述縱向泄壓凹槽可以有兩個，分別設在氣缸與進氣閥片兩個限位平臺的相交處。縱向泄壓凹槽的長度，即從缸體端面伸向氣缸孔內的深度要適宜，既要保證壓縮行程完成時余隙內的高壓在短時間內被完全釋放，又要防止活塞在未完成壓縮行程的情況下將余隙內的高壓釋放，損失正常作功。同樣泄壓縱向孔的深度也要適宜。活塞上的排氣孔可以有兩個，或者多個。

當壓縮行程完成時，在吸氣閥片限位處的缸壁上的泄壓凹槽與活塞上的排氣孔形成一個通路，余隙腔與低壓腔相通，于是，高壓在瞬間被釋放掉。余隙腔內的壓力與低壓腔即進氣腔壓力相等。

第二種結構是：

在活塞上設有貫穿上下兩面的通孔，在該通孔內由上至下依次安裝球珠、彈簧和其中有通氣孔的止頭螺絲，通孔的直徑大于球珠的直徑，但是通孔的頂端孔徑小于球珠的直徑，并且通孔頂端的內表面為與球珠相吻合的球面。

當將球珠、彈簧和止頭螺絲安裝在通孔內后，通過調節止頭螺絲，使彈簧對球珠施加一個預定的壓力，球珠頂在通孔頂端內表面的球形面上，起到密封作用。并且球珠從通孔露出一部分，探出活塞表面。當活塞正常上下移動時，活塞上端的高壓氣體不會從此孔泄漏。但當活塞將要完成壓縮行程時，探出活塞的球珠上部分會接觸到閥板，并受到固定閥板的限制，致使球珠下移。于是，通道打開了，回路形成了，活塞上面高壓腔的余隙與下面低壓腔自然相聯，達到了高壓被釋放的效果。

本發明具有如下優點。

1)余隙中沒有了高壓，余隙對效率的影響就被控制到了2％，從而極大地提高了空氣壓縮機的效率。

2)沒有了高壓，高溫也會自然下降，從而提高了吸氣過程的氣體密度，也達到了提高效率的目的。

3)因為高壓是產生噪聲的主要原因之一.沒有了高壓，壓縮機的噪聲也因而下降。

附圖說明：