專利名稱：一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及閥板、活塞、氣缸體的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
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(zhuǎn)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(guān)閉。由于缸孔內(nèi)的壓力隨著活塞的下移而下降，當缸孔內(nèi)的壓力小于進氣壓力時，進 氣閥片自動打開?；钊弦茣r，氣缸內(nèi)壓力逐漸增大。當氣缸內(nèi)壓力大于進氣壓力時，進氣 閥片關(guān)閉。隨著內(nèi)壓力的進一步增加，排氣閥片打開。這一過程循環(huán)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(nèi)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(huán)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(nèi)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(nèi)。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(guī)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(chǎn)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(fā)明內(nèi)容
為了解決余隙內(nèi)的高壓影響壓縮機效率的問題，提出一種將余隙內(nèi)的高壓在瞬間 釋放掉的全新技術(shù)方案。 —種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)，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(shè)有連通活塞上面余隙內(nèi)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(nèi)的高壓釋放。
上述連接余隙內(nèi)的高壓和低壓腔的通道有兩種結(jié)構(gòu)。
第一種結(jié)構(gòu)如下。 在氣缸壁上設(shè)有自上而下的縱向泄壓凹槽，在活塞上設(shè)有連通活塞外面與內(nèi)腔的排氣孔。 上述縱向泄壓凹槽可以有兩個，分別設(shè)在氣缸與進氣閥片兩個限位平臺的相交 處?？v向泄壓凹槽的長度，即從缸體端面伸向氣缸孔內(nèi)的深度要適宜，既要保證壓縮行程完 成時余隙內(nèi)的高壓在短時間內(nèi)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(nèi)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?；钊系呐艢饪卓梢?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(nèi)的壓力與低壓腔 即進氣腔壓力相等。
第二種結(jié)構(gòu)是 在活塞上設(shè)有貫穿上下兩面的通孔，在該通孔內(nèi)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(nèi)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(nèi)后，通過調(diào)節(jié)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(nèi)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(lián)，達到了高壓被釋放的效果。
本發(fā)明具有如下優(yōu)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(chǎn)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。


圖1為實施例1壓縮行程即將完成時的A-A剖視圖、其中活塞部份未剖，圖2為拆 去閥板后的俯視圖，圖3為B-B剖視圖，圖4為局部放大圖C，圖5為實施例2的活塞正常 運動時的全剖視圖，圖6為局部放大圖A，圖7為活塞將要完成壓縮行程時的全剖視圖，圖8 為局部放大圖B，圖9為局部放大圖E。
具體實施例方式
實施例1 —種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)，它包括氣缸體1、活塞2和位于活塞2上 面的閥板3，在氣缸壁上設(shè)有兩個自上而下的縱向泄壓凹槽4，它們分別設(shè)在氣缸與進氣閥 片兩個限位平臺的相交處?？v向泄壓凹槽4的長度，即從缸體端面伸向氣缸孔內(nèi)的深度要 適宜，既要保證壓縮行程完成時余隙內(nèi)的高壓在短時間內(nèi)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(nèi)的高壓釋放，損失正常作功。在活塞2的氣環(huán)6與油環(huán)7 之間設(shè)有多個連通活塞外面與內(nèi)腔的排氣孔5。 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4與活塞上的排氣孔 5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(nèi)的壓力與低壓 腔壓力相等。
實施例2 —種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)，它包括氣缸體1、活塞2和位于活塞2上 面的閥座3，在活塞2上安裝有氣環(huán)6和油環(huán)7，在活塞2的中心位置設(shè)有貫穿上下兩面的 通孔IO，在該通孔10內(nèi)由上至下依次安裝金屬球珠9、彈簧13和其中有通氣孔11的止頭 螺絲12。通孔10的直徑大于球珠9的直徑，但是通孔10的頂端孔徑小于球珠9的直徑， 并且通孔10頂端的內(nèi)表面為與球珠9相吻合的球面。這樣可以保證球珠9在通孔內(nèi)自由 活動，在彈簧13的作用下能夠從通孔10的頂端探出，但不能脫出。止頭螺絲12與通孔10 的內(nèi)壁為螺紋聯(lián)接，旋轉(zhuǎn)止頭螺絲12可以調(diào)整彈簧13對球珠9的壓力，使球珠9與通孔10 緊密接觸，起密封作用。這樣，可以保證當活塞2在缸體1內(nèi)正常移動過程中高壓氣體不泄 漏。當活塞2將要完成壓縮行程時，探出活塞2的球珠9受到固定閥板3的限制，球珠9與 通孔10脫離，致使活塞2上面高壓腔余隙內(nèi)的氣體從球珠9與通孔10之間的縫隙、通孔10 和通氣孔11排到活塞2下面的低壓腔，獲得了高壓被釋放的效果。
權(quán)利要求
一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)，它包括氣缸體、活塞、進氣閥、排氣閥和閥座，其特征是在活塞上或者在活塞和氣缸體上設(shè)有連通活塞上面余隙內(nèi)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(nèi)的高壓釋放。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)，其特征是所述的連通活塞上面余隙內(nèi)的高壓腔和活塞下面低壓腔的通道結(jié)構(gòu)是在氣缸壁上設(shè)有自上而下的縱向泄壓凹槽，在氣缸體內(nèi)設(shè)有與泄壓縱向孔相通的泄壓橫向孔，在活塞上設(shè)有連通活塞外面與內(nèi)腔的排氣孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)，其特征是所述的連通活塞上面余隙內(nèi)的高壓腔和活塞下面低壓腔的通道結(jié)構(gòu)是在活塞上設(shè)有貫穿上下兩面的通孔，在該通孔內(nèi)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(nèi)表面為與球珠相吻合的球面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高活塞式空氣壓縮機效率的結(jié)構(gòu)，它包括氣缸體、活塞、進氣閥、排氣閥和閥板，其特殊之處是在氣缸壁上設(shè)有自上而下的縱向泄壓凹槽，在活塞上設(shè)有連通活塞外面與內(nèi)腔的排氣孔。當壓縮行程完成時縱向泄壓凹槽與排氣孔相通，實現(xiàn)高壓被釋放的目的?；蛘咴诨钊显O(shè)有貫穿上下兩面的通孔，在該通孔內(nèi)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(nèi)表面為與球珠相吻合的球面。當壓縮行程完成時球珠與通孔脫離，余隙內(nèi)的高壓被釋放；本發(fā)明使余隙對效率的影響控制2％以內(nèi)，從而極大地提高了活塞式空氣壓縮機的效率。
文檔編號F04B39/00GK101776059SQ20101011893
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者袁曉華 申請人:上海英范特冷暖設(shè)備有限公司