[發明專利]用于具有空氣通風的軌道車輛的無油空氣壓縮機

有效

• 申請號: 201480051389.0
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN105745444B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 內維爾·D·卡帕迪亞;羅蘭·S·摩爾
• 申請（專利權）人: 韋伯太克控股公司
• 主分類號: F04B39/00
• 分類號: F04B39/00;F04B53/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 劉培培,王程

本申請的交叉引用

本申請要求于2013年9月18日提交的美國專利申請號為14/030,588的文獻的優先權，其全部內容引入此處。此外，本申請通過參考引入2012年1月16日提交的、名稱為“Oil-Free Air Compressor for Rail Vehicles”、美國專利申請號為13/350,980的文獻的內容，該文獻要求2011年1月28日提交的、名稱為“Oil-Fee Air Compressor for Rail Vehicles”、美國臨時專利申請號為61/437,333的文獻的優先權，其全部內容引入此處。

技術領域

本發明涉及用于軌道車輛的空氣壓縮機領域，該空氣壓縮機用于將壓縮空氣提供至與軌道車輛相連的氣動單元，具體地，涉及具有空氣通風的軌道車輛上的無油空氣壓縮機；無油空氣壓縮機用于將壓縮空氣提供至與軌道車輛相連的各種氣動單元。

背景技術

通常，為軌道車輛設置氣動系統，通過氣動系統可操作軌道車輛的致動器。空氣壓縮機用于將壓縮空氣提供至與軌道車輛相連的一個或多個氣動單元，該氣動單元涉及致動器的操作。空氣壓縮機通常由驅動單元，如電動機，和壓縮機單元構成，壓縮機單元通常由幾個被曲軸驅動的活塞-缸體裝置構成。曲軸由驅動單元驅動，并包括連桿，以將驅動單元的旋轉運動轉化為每個活塞的線性運動，以將壓縮空氣提供至下游單元。螺桿型空氣壓縮機也是本領域已知用于該目的的，并且也包含在本發明的范圍之內。進一步地，用于軌道車輛的空氣壓縮單元也可以具有單級結構或具有至少一個低壓級和一個高壓級的多級結構。

用于軌道車輛領域的空氣壓縮機可以經受連續操作或間歇操作。在任意一種操作模式中，壓縮機操作過程中的摩擦導致高熱量產生。結果，過去，軌道車輛領域主要使用的空氣壓縮機使用油進行潤滑，以確保操作過程中足夠的冷卻。但是，油潤滑帶來如下風險：當是活塞空氣壓縮機的情況下，通常位于壓縮機單元的外殼內的潤滑油可能穿過活塞-缸體界面并滲入氣動系統，這可能導致油污染了軌道車輛上的氣動操作的致動器單元。進一步地，在氣動系統的所需的空氣干燥過程中產生的濃縮物通常包含一些油，基于環境保護原因，必須收集這些油。該濃縮物通常存儲于可加熱容器內，并需要定期排出和去除。這種收集過程導致增加的維護和處置費用，以及高的油消耗。除了上述困難，如果油潤滑的壓縮機單元不經常使用，或者在寒冷天氣操作時限制時間段的操作的情況下，這些油潤滑的壓縮機單元的油回路可能形成乳狀液。

近年來，發現在軌道車輛領域更多使用干運轉空氣壓縮機。干運轉空氣壓縮機在沒有位于外殼內的潤滑油存在的情況下運行，并且也稱為“無油”。在無油空氣壓縮機的情況下，活塞行進路徑上的潤滑由特別的低摩擦動態密封裝置替換。所有的轉動部件通常設置在滾子軸承內。被封裝的滾子軸承設置有溫度穩定壽命長的油脂填料。在閥區，很大程度上避免滑動導向部件。因為這些措施，在空氣壓縮機單元中不需要油潤滑。因此也可以避免壓縮空氣中的油造成污染的風險。油回路消除的結果是，無油空氣壓縮機可具有相對輕的結構。在軌道車輛領域，當前的趨勢為具有更輕的結構，輕型運載器結構也更多的用于框架結構中。但是，這種輕型運載器結構經常具有一些不利的自然頻率，該自然頻率與設置在運載器上的氣動系統的空氣壓縮機的轉動速度接近。因此，難以充分遵守關于允許的結構噪音水平的規則。

Hartl等的美國專利申請號為6,776,587的文獻以及Meyer等的美國專利申請號為7,059,841的文獻涉及無油空氣壓縮機技術。Meyer等的專利公開了軌道車輛上的無油壓縮機裝置，其用于將壓縮空氣提供至與軌道車輛相連的氣動單元。該裝置包括無油空氣壓縮機，和與空氣壓縮機相連的冷卻單元。該裝置還包括軌道車輛，軌道車輛具有帶有至少一個開口的底板。空氣壓縮機固定至車輛底板的至少一側，以使空氣壓縮機的轉動主軸設置為大致垂直于車輛底板。Hartl等的專利公開了用于雙級活塞空氣壓縮機的活塞裝置，其包括曲軸和幾個活塞-缸體。該裝置允許形成兩個或多個低壓級和至少一個高壓級。該裝置使兩個或多個低壓缸體設置為與高壓級相關，從而所述兩個或多個低壓缸體為同相或偏移至少預定量，并在相對于一個或多個高壓缸體的偏移另一預定量的位置壓縮。