[发明专利]一种单缸单活塞两级空气压缩机

说明书

本发明公开了一种单缸单活塞两级空气压缩机。该空气压缩机通过活塞腔的内锥部将活塞腔分割成压缩腔和导向腔，并通过活塞上的外锥部设计将活塞分割成上塞部和下塞部，上塞部设于压缩腔内，使得压缩腔被分割成活塞上方的第一压缩腔和由下塞部柱面、压缩腔壁、内锥部和外锥部所围成的第二压缩腔。第一压缩腔和第二压缩腔级联后实现两级压缩。当活塞向上运动时，第一压缩腔压缩，第二压缩腔吸气；当活塞向下运动时，第一压缩腔吸气，第二压缩腔压缩，从而使得活塞往复运动受力更为均衡，节省了压缩功，并减少振动。

技术领域

本发明涉及空气压缩机，特别涉及活塞式空气压缩机。

背景技术

活塞式空气压缩机通过曲轴连杆带动活塞在气缸内往复运动实现空气压缩。一般的活塞式空气压缩机中，当活塞靠近曲轴轴心时，气缸从外界吸入空气；当活塞远离曲轴轴心时对气缸内的空气进行压缩。这种空气压缩机的一个重要问题是气缸吸气时和空气压缩时，活塞受力相差很大，导致振动较大。而且这种空气压缩机由于其自身特性，通常需要分级压缩。分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。此外，船用空气压缩机中，由于船舶空间有限，因此对于空气压缩机的体积要求能够做到更加紧凑。

发明内容

本发明所要解决的问题：

1、气缸吸气时和空气压缩时，活塞受力相差很大，导致振动很大。

2、空气压缩机的体积更加紧凑。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种单缸单活塞两级空气压缩机，包括气缸、活塞、曲轴箱以及气缸盖；气缸安装在曲轴箱的上方，内设有活塞腔；气缸盖安装在气缸上，用于密封活塞腔；活塞安装于活塞腔内；活塞通过连杆连接曲轴箱上安装的曲轴；活塞腔的内壁上设有上部开口大下部开口小的内锥部，使得活塞腔被分割成压缩腔和导向腔；其中压缩腔位于导向腔之上，并且其直径大于导向腔的直径；活塞的塞柱壁外侧设有斜率与内锥部相同的外锥部，使得活塞被分割成上塞部和下塞部；其中上塞部位于下塞部的上方，并且其直径大于下塞部的直径；上塞部的直径与压缩腔的直径相匹配，使得上塞部与压缩腔的腔壁之间能够密封；下塞部的直径与导向腔的直径相匹配，使得下塞部与导向腔的腔壁之间能够密封；上塞部位于压缩腔内，下塞部的下端位于导向腔内，使得压缩腔被分割成两个压缩腔：第一压缩腔和第二压缩腔；所述第一压缩腔由上塞部的顶面、压缩腔的腔壁以及顶部的气缸盖所围成，并通过压缩腔顶部和气缸盖之间安装的第一组合气阀实现进气和出气；所述第二压缩腔由压缩腔的腔壁、下塞部的柱面、外锥部和内锥部所围成，并通过活塞腔的内锥部设置的侧向气口处安装的第二组合气阀实现进气和出气；所述第一压缩腔和第二压缩腔相级联。

进一步，气缸的外壁和气缸内活塞腔的腔壁之间设有第一冷水腔和若干散热管；第一冷水腔环活塞腔设置；散热管竖直安装，并穿过第一冷水腔；散热管顶端通过气缸盖内的顶盖气道连通第一组合气阀的出气口；散热管底端连通第二组合气阀的进气口。

进一步，顶盖气道的外壁与气缸盖的外壁之间设置有第二冷水腔。

进一步，气缸盖的中心设置有竖直的并上下贯通的进气道；进气道为圆柱形气道，底部边缘设置有环形的与第一组合气阀进行密封的第一封口机构，使得第一组合气阀的进气口连接进气道；沿着第一封口机构的外缘是环形的第一出气口；第一出气口连通顶盖气道，使得第一组合气阀的出气口通过第一出气口连通顶盖气道；第一出气口的外缘是与活塞腔顶部开口进行密封的密封面板；密封面板呈环形，其内径与活塞腔顶部开口的直径相匹配；密封面板的外侧设置有弧形的连接气口；连接气口连通顶盖气道；散热管顶端正对连接气口，使散热管通过连接气口连通顶盖气道，进而连通第一组合气阀的出气口；顶盖气道的上方是隔板；隔板的上方是第二冷水腔。

进一步，气缸的顶面设置有与第一冷水腔连通的第一出水口；气缸盖的底面上设置有连通第二冷水腔的第二进水口；第二进水口正对着第一出水口从而使得第二冷水腔连通第一冷水腔；气缸盖的侧面设置有与第二冷水腔连通的第二出水口。