一种便携式无油隔膜空气压缩机的制作方法

1.本实用新型属于空气压缩机技术领域，尤其涉及一种便携式无油隔膜空气压缩机。


背景技术：

2.对于微型无油的空气压缩机原来常见的分别是活塞式压缩机、皮碗式压缩机。活塞式压缩机的工作原理是由外设的电机通过联轴器或皮带轮拖动本机器的曲轴旋转，曲轴带动活塞做上下的往复直线运动，完成吸气、压缩、排气的工作过程。皮碗式压缩机克服了活塞式压缩机的许多缺点，采用了内置式电机的设计方案，集成化程度高。但是，由于整体采用开放式的设计方案，限制了机器的使用场合。另外，需要另设电机起动保护装置，影响了机器的紧凑性。皮碗式压缩机的工作原理是得电的电机定子产生旋转磁场，催动装有偏心盘的电机转子旋转，偏心盘通过连杆带动装配于连杆顶端的皮碗做近似的上下往复运动(从冷却风的进出口方向看，皮碗在上下的往复运动中参杂着左右的摆动)，完成压缩机的吸气、压缩、排气的工作过程。进一步的分析本压缩机，不难发现其如下的缺点：
3.1、整机采用开放式的设计结构，进入压缩机内部的冷却空气没有过滤，在较脏的环境中(如灰尘较多的环境)，污染物会在冷却风扇的催动下，快速的进入压缩机的内部，并堆积到各个零件的表面和内部，造成机器工作效率的降低，加速零件的损坏。
4.2、电机的防护等级很低，近似于ip23的性能，整机的安全性能也是很低。
5.3、皮碗多采用聚四氟乙烯的材质，与缸套间存在相对滑动，并且在内部压力的作用下，皮碗与缸套之间的接触面积增大，摩擦力很大，造成皮碗与缸套不同程度的磨损，零件的使用寿命降低，正常情况下，皮碗的使用寿命只有1000小时左右。并且，在皮碗外侧与缸套接触的夹角部位极易堆积灰尘等杂物，加速了皮碗与缸套间的磨损，皮碗的使用寿命会更低。
6.4、皮碗在向下运动吸气的过程中，由于其内部的负压，极易造成堆积在皮碗与缸套夹角部位的灰尘等杂物进入到压缩腔内部，污染了压缩空气的洁净度。如果在多油雾的场合，就会使压缩空气中的含油量增高，影响压缩空气的使用。
7.5、冷却风扇多采用工程塑料轴流风扇，风压较低，穿透力变差，不利于电机的冷却。
8.6、为了减小皮碗与缸套的接触面积，减缓皮碗及缸套磨损，一般选用的皮碗直径较小，因此，皮碗的行程较大。
9.7、需外设空滤，并且此空滤只能保证进入压缩腔的空气是洁净的。
10.8、无手把等搬运装置，不便于机器的挪动。
11.9、排气连接管与缸盖之间采用了轴向o型圈的密封方式，在双侧缸盖孔位置精度较低、孔的加工精度低的情况下，极易造成密封部位的漏气。
12.10、电机转子的直径设计较小，惯性能的储存能力小，对于高扭矩点的突破能力差，机器的振动大。
13.11、外设的电机启动保护装置，破坏了机器的集成性，独立使用能力差。
14.为了解决现有技术中存在的以上问题，本实用新型提出一种便携式无油隔膜空气压缩机。


技术实现要素：

15.本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、高度集成、防护级别高的便携式无油隔膜空气压缩机。
16.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括两侧设置缸体连接端、顶部设置出线盒的电机壳，电机壳的两侧对称设置有一组缸体；所述缸体包括位于两侧的电机壳连接端和端盖安装端，以及位于顶部的开口端；所述缸体的电机壳连接端中部开设有轴承安装孔，轴承安装孔内安装有第一轴承，双侧缸体的所述电机壳连接端的边缘能够与所述电机壳的两侧缸体连接端连接形成封闭的腔体；所述端盖安装端上安装有端盖，端盖上开设有通风口；所述缸体的开口端上连接有气缸盖，气缸盖上开设有气孔；双侧气缸盖的顶端之间安装有内置贯通管道的手把；所述电机壳的内部安装有电机定子，电机定子内部水平安装电机转子，电机转子两侧轴伸安装于两侧所述第一轴承内，电机转子的双侧轴伸均安装有偏心盘，偏心盘上连接有连杆；所述偏心盘具有内部轴孔和外部轴头，所述电机转子的轴伸安装于偏心盘的轴孔内，轴头外侧安装有第二轴承；所述连杆具有轴承孔和顶部托盘，所述轴承孔固定安装于所述第二轴承上；所述的电机转子的任一侧的端部安装有风扇叶；所述缸体与气缸盖之间夹置有膜片，膜片上方依次设置有吸气阀板和排气阀板，所述连杆的顶部托盘置于膜片的下方，与置于膜片上方的吸气阀板固定连接，将膜片中间的部位夹紧密封固定；所述排气阀板固定安装于所述气缸盖上；所述吸气阀板、排气阀板、膜片和连杆的顶部托盘上分别设有相互连通的通气孔，吸气阀板和排气阀板的通气孔单侧覆盖有阀片；由所述气缸盖、膜片、吸气阀板和排气阀板共同围成的空间形成压缩腔，由所述汽缸盖与排气阀板围成的空间形成排气腔，所述吸气阀板上的阀片设置于压缩腔一侧，所述排气阀板上的阀片设置于排气腔一侧。
17.优选的，所述电机壳的出线盒内安装电机启动/保护元件，外设防水保护罩。
18.优选的，所述气缸盖的出气孔用于安装连接管件、过压阀或控制阀件。
19.优选的，所述端盖的通风口内装有过滤棉，过滤棉的外侧安装有进气消声器。
20.优选的，所述电机转子两端的偏心盘偏心方向安装相反。
21.优选的，所述端盖为蜗壳型结构。
22.优选的，所述电机壳为双层壳体，双层壳体之间形成冷却风通道。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
24.1、结构紧凑，高度集成，所有的部件集成于一体，插电源就可以使用；
25.2、全封闭式设计，阻隔外部灰尘和喷淋水进入机器内部，保证了内部空间洁净，适合使用到多粉尘、多雨水的室内外场合；
26.3、易损件少，减少了相对摩擦副，压缩机的无故障运行时间有很大程度的提高；
27.4、本实用新型的压缩机采用了电机内置的方式，并且电机密封在了相对独立的壳体中，冷却风从电机壳体的外部通过，电机的防护等级达到了ip55的指标，并且，电机的绝缘等级采用f级，大大提高了电机的运转安全性和可靠性；
28.5、能提供绝对无油的气源，气源脉动小；
29.6、重量轻，便于移动。
附图说明
30.图1为本实用新型一优选实施例的结构示意图；
31.图2为本实用新型一优选实施例的工作原理示意图。
32.图中：1、电机壳；2、电机定子；3、电机转子；4、第一轴承；5、第二轴承；6、缸体；7、偏心盘；8、端盖；9、过滤棉；10、进气消声器；11、连杆；12、膜片；13、吸气阀板；14、压缩腔；15、手把；16、排气阀板；17、电机启动/保护元件；18、防水罩；19、排气腔；20、气缸盖；21、风扇叶。
具体实施方式
33.下面将结合附图描述本实用新型的一个优选实施例，对本实用新型一优选实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.请参见图1，包括两侧设置缸体连接端、顶部设置出线盒的电机壳1，电机壳1的两侧对称设置有一组缸体6。
35.所述缸体6包括位于两侧的电机壳连接端和端盖安装端，以及位于顶部的开口端；所述缸体6的电机壳连接端中部开设有轴承安装孔，轴承安装孔内安装有第一轴承4，双侧缸体6的所述电机壳连接端的边缘能够与所述电机壳1的两侧缸体连接端连接形成封闭的腔体；所述端盖安装端上安装有端盖8，端盖8上开设有通风口；所述缸体6的开口端上连接有气缸盖20，气缸盖20上开设有气孔；双侧气缸盖20的顶端之间安装有内置贯通管道的手把15。所述两个缸盖14之间设置有手把15，所述空心管位于手把15内。
36.所述电机壳1的内部安装有电机定子2，电机定子2内部水平安装电机转子3，电机转子3两侧轴伸安装于两侧所述第一轴承4内，电机转子3的双侧轴伸端部安装有偏心盘7，偏心盘7上连接有连杆11；所述偏心盘7具有内部轴孔和外部轴头，所述电机转子3的轴伸安装于偏心盘7的轴孔内，轴头外侧安装有第二轴承5；所述连杆11具有轴承孔和顶部托盘，所述轴承孔固定安装于所述第二轴承5上。所述的电机转子3的任一侧的端部安装有风扇叶21。
37.所述缸体6与气缸盖20之间夹置有膜片12，膜片12上方依次设置有吸气阀板13和排气阀板16，所述连杆11的顶部托盘置于膜片12的下方，与置于膜片12上方的吸气阀板13固定连接，将膜片12中间的部位夹紧密封固定；所述排气阀板16固定安装于所述气缸盖20上；所述吸气阀板13、排气阀板16、膜片12和连杆11的顶部托盘上分别设有相互连通的通气孔，吸气阀板13和排气阀板16的通气孔单侧覆盖有阀片；由所述气缸盖20、膜片12、吸气阀板13和排气阀板16共同围成的空间形成压缩腔14，由所述汽缸盖20与排气阀板16围成的空间形成排气腔19，所述吸气阀板13上的阀片设置于压缩腔19一侧，所述排气阀板16上的阀片设置于排气腔19一侧。
38.本实施例中，所述电机壳1的出线盒内安装电机启动/保护元件17，外设防水保护罩18，防水保护罩预留一次供电线缆的入口，也可根据用户的要求安装不同的线缆、插头组。
39.本实施例中，所述气缸盖20的出气孔根据不同用户的需求安装连接管件和过压阀等控制阀件。
40.本实施例中，所述端盖8的通风口内装有过滤棉9，过滤棉9的外侧安装有进气消声器10。过滤棉9过滤由进风口进来的空气，保证压缩机内部的洁净，同时，防止停机状态下，外部灰尘进入压缩机内部。进气消声器10为压缩机的进出风口，同时，定向空气流道的设计，阻断了压缩机内部的运转噪声向外部的传递。
41.本实施例中，所述电机转子3两端的偏心盘7偏心方向安装相反，由于两侧的偏心盘7是按180
°
的方向布置的，所以工作过程正好相反，也就是一侧压缩、排气，另一侧就是在吸气，两侧缸体内吸气和排气工作交替进行。
42.本实施例中，所述端盖8为蜗壳型结构，提高了风扇叶21的工作效率。
43.本实施例中，所述电机壳1为双层壳体，双层壳体之间形成冷却风通道。风扇叶21装在端盖8与缸体6形成的空间中，冷却风通过端盖8的中心部位的通风口进入风扇叶21，再沿缸体6外壳的内表面流经具有双层壳体的电机壳1的冷却风通道，对电机进行强制冷却，冷却效率高，保证了电机的稳定运转。
44.本实用新型的动力传动原理为：获得电能的电机定子2产生旋转磁场，催动装有偏心盘7及风扇叶21的电机转子3旋转，偏心盘7的偏心轴通过轴承将动力传递到连杆11上，由于连杆11的自由上端被膜片12固定，连杆11整体做摆动运转，推动连杆11上端的膜片12做近似的上下往复直线运动，完成压缩机的吸气、压缩、排气的工作过程。
45.请参见图2，本实用新型具体的工作原理为：
46.自然界中的空气在压缩机内部真空度及风扇吸力的作用下，由右侧消声器的“a”孔处流经过滤棉9过滤掉灰尘等杂质后进入到压缩机的内部，分流成两部分的气体，根据工作用途的不同，分别称为工作介质和冷却风。
47.当膜片12在连杆11的拖动下由最高点向下运动的过程中，压缩腔ⅰ的容积在逐步的变大，产生较大的真空度，排气阀板16上的阀片回落，封闭排气孔“c1”；吸气阀板13上的阀片升高，打开进气孔“b1、b2”，吸入工作介质空气，直至膜片12在连杆11的拖动下运动到最低点，压缩腔ⅰ内吸足工作介质空气，完成吸气工作。
48.随后，膜片12在连杆11的推动下开始向上运动，压缩腔ⅰ的容积开始变小，工作介质空气开始被压缩，产生压力。在压力的作用下，吸气阀板13上的阀片回落，封闭进气孔“b1、b2”；随着压力的升高，作用在排气阀板16的阀片下侧的力逐渐增大，当与作用于排气阀片侧的背压力平衡时排气阀片升高，打开排气孔“c1”由于阀片本身倔强系数的原因，打开会有不同的滞后时间开始排气到排气腔ⅲ，直至膜片12在连杆11的推动下运动到最高点，完成本周的压缩排气工作。随着电机转子3的旋转，压缩机周而复始的重复着上述的工作过程。
49.另外一部分的空气冷却风，在风扇叶21的轴向推力的作用下，由均匀分布于电机壳1外侧的“d”孔口流到“e”孔口，强制对电机冷却降温。
50.通过电机壳1冷却风道的空气又分为了两部分，一部分直接由另一侧消声器的“f”孔排放到外部环境中，另一部分空气参与到本侧的吸气、压缩、排气的过程中。但是，由于两侧的偏心盘7是按180
°
的方向布置的，所以工作过程正好相反，也就是一侧压缩、排气，另一侧就是在吸气。
[0051]“排气腔
ⅲ”
内的高压空气流经手把15内部的通道“h”到达“排气腔
ⅳ”
，与其内部的压缩空气混合，经由出气孔“g”进入到用气管道中，为下游的使用压缩空气的设备提供气源。
[0052]
本实用新型具有以下优势：
[0053]
1、传统意义上的微型低压无油空气压缩机就是有活塞式压缩机和皮碗式压缩机两种，但是他们的主要空气压缩密封部件(活塞和活塞环、皮碗)相对于气缸体都存在滑动摩擦，存在磨损现象，压缩机的无故障运行时间较短。而本实用新型开发的隔膜式压缩机，采用橡胶膜片做为主要的压缩密封部件，它的四周被固定住，自由部分做相对的上下震动及拉伸、收缩变形(变形量均在橡胶膜片拉伸率的控制范围内)，因此，压缩机的无故障运行时间有很大程度的提高。橡胶膜片内置的纤维层提高了膜片的强度和刚度，降低了膜片在压缩气体作用下的变形量，提高了压缩机的容积效率，压缩机的性能更加的突出。
[0054]
2、生产过往复式压缩机的人员都知道曲轴的生产加工都是相当复杂的，它需要经过锻造、热处理、偏心车削、偏心磨削、动平衡处理等难度较高的加工，本实用新型的压缩机将曲轴部件分解为了电机轴和偏心盘两部分，电机轴只需经过热处理及普通的车削、磨削就可以加工成型，而偏心盘属于粉末冶金加工成型，无需额外的加工。因此，无论对于材料的损耗，还是人力、电力的浪费都有很大的改善，更利于目前资源逐步趋于贫乏的地球。
[0055]
3、对于活塞式压缩机多采用外置式电机的设计方案，影响了产品的集成性和便携性；对于皮碗式压缩机虽然采用了内置电机的方式，但多为开放式布置，冷却风从电机的内部通过，降低了电机的防护等级和运转的安全、可靠性能。本实用新型的压缩机采用了电机内置的方式，并且电机密封在了相对独立的壳体中，冷却风从电机壳体的外部通过，电机的防护等级达到了ip55的指标，并且，电机的绝缘等级采用f级，大大提高了电机的运转安全性和可靠性。
[0056]
4、对于双缸的压缩机不可能设置两个排气口，需要设置连通管，将两个气缸的排气口连接在一起，集中于一个口排出；对于便携式的压缩机，必须要有一个便于移动的手把，我们集中两件于一体，设置了空心手把，既保证了整机的紧凑结构，又提高了操作安全性。
[0057]
5、本实用新型的压缩机采用了全封闭的设计方式，所有的运动部件都集中在内部，此种设计的优点是结构紧凑；高度集成；外型美观；便于压缩机的移动；有利于冷却风的内部直线流动、强化冷却效果；阻隔外部灰尘和喷淋水进入机器内部，保证了内部空间洁净；阻隔内部噪声向外部的传递，运转噪音更低；更便于机器的安装、维修；使压缩机的防护等级达到了相当于电机ip65的防护等级，保证压缩机能在多尘、淋水的环境下使用，更便于压缩机的外部喷水冲洗清洁。
[0058]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。