本發(fā)明涉及空氣壓縮機(jī)，特別涉及活塞式空氣壓縮機(jī)的氣缸。

背景技術(shù)：

活塞式空氣壓縮機(jī)通過曲軸連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)空氣壓縮。一般的活塞式空氣壓縮機(jī)中，當(dāng)活塞靠近曲軸軸心時(shí)，氣缸從外界吸入空氣；當(dāng)活塞遠(yuǎn)離曲軸軸心時(shí)對氣缸內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮。這種空氣壓縮機(jī)的一個(gè)重要問題是氣缸吸氣時(shí)和空氣壓縮時(shí)，活塞受力相差很大，導(dǎo)致振動(dòng)較大。而且這種空氣壓縮機(jī)由于其自身特性，通常需要分級壓縮。分級壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高容積效率，增加壓縮氣體排氣量。此外，船用空氣壓縮機(jī)中，由于船舶空間有限，因此對于空氣壓縮機(jī)的體積要求能夠做到更加緊湊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題：

1、氣缸吸氣時(shí)和空氣壓縮時(shí)，活塞受力相差很大，導(dǎo)致振動(dòng)很大。

2、空氣壓縮機(jī)的體積更加緊湊。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的方案如下：

一種箱體冷卻一體化的兩級空氣壓縮氣缸，該氣缸內(nèi)設(shè)有活塞腔，并具有與氣缸蓋相密封的頂面和曲軸箱相密封的底面；該氣缸的外壁和活塞腔的腔壁之間設(shè)有冷水腔和若干散熱管；冷水腔環(huán)活塞腔設(shè)置；散熱管豎直安裝，并穿過冷水腔；散熱管頂端設(shè)于氣缸頂面。

進(jìn)一步，活塞腔豎直設(shè)置，并上下開口；活塞腔的內(nèi)壁上設(shè)有上部開口大下部開口小的內(nèi)錐部，使得活塞腔被分割成壓縮腔和導(dǎo)向腔；其中壓縮腔位于導(dǎo)向腔之上，并且其直徑大于導(dǎo)向腔的直徑；活塞腔的內(nèi)錐部處設(shè)置有側(cè)向氣口。

如權(quán)利要求所述的箱體冷卻一體化的兩級空氣壓縮氣缸，其特征在于，活塞腔的頂部開口處設(shè)置有第一氣閥腔；側(cè)向氣口之外設(shè)置有第二氣閥腔；第一氣閥腔和第二氣閥腔均用于安裝組合氣閥。

進(jìn)一步，第二氣閥腔之外設(shè)置有接口腔；接口腔正面開口，側(cè)邊設(shè)置有內(nèi)出氣口；氣缸外壁內(nèi)設(shè)置有出氣道；出氣道位于冷水腔之外；出氣道的一端連接內(nèi)出氣口，另一端連接外出氣口；出氣道斜向設(shè)置，出氣道連接內(nèi)出氣口的一端高于連接外出氣口的一端。

進(jìn)一步，該氣缸底面上設(shè)置有氣缸環(huán)道；氣缸環(huán)道環(huán)繞活塞腔底部開口設(shè)置；散熱管的底端開口設(shè)置于氣缸環(huán)道內(nèi)，并由此連通散熱管和氣缸環(huán)道。

進(jìn)一步，氣缸側(cè)向設(shè)置有過渡氣道；過渡氣道斜向設(shè)置于氣缸上，底部連通氣缸環(huán)道，并設(shè)置于氣缸安裝有側(cè)向氣口的側(cè)向上；過渡氣道的頂部設(shè)有側(cè)向的過渡開口；過渡開口位于接口腔正面開口的正下方。

進(jìn)一步，散熱管內(nèi)設(shè)置有螺旋片。

進(jìn)一步，該氣缸頂面上設(shè)置有連通冷水腔的出水口。

進(jìn)一步，氣缸的冷水腔安裝有散熱管側(cè)的外壁上開設(shè)有外壁開口。

進(jìn)一步，氣缸的活塞腔、冷水腔、側(cè)向氣口、接口腔、第一氣閥腔、第二氣閥腔、出氣道、內(nèi)出氣口、外出氣口、氣缸環(huán)道以及過渡氣道所組成的結(jié)構(gòu)由整體鑄造而成。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

1、氣缸兩級設(shè)計(jì)，使得活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，受力相對均衡，從而減少振動(dòng)，并節(jié)省壓縮功。

2、壓縮空氣冷卻的部件直接集成氣缸中，并且將兩級壓縮腔之間連接的管道也集成至氣缸中，從而使得空氣壓縮機(jī)無需安裝額外的冷卻機(jī)構(gòu)，從而較少了整體的體積。

3、由于管道集成在氣缸和氣缸蓋中，避免了外部管道雜亂連接，因此本發(fā)明的空氣壓縮機(jī)安裝和維護(hù)比較方便。

4、散熱管多根設(shè)置、氣缸環(huán)道、過渡氣道大空間設(shè)計(jì)，使得氣缸具有緩沖功能。

5、冷水腔環(huán)活塞腔設(shè)計(jì)，使得冷水腔能夠?qū)钊贿M(jìn)行冷卻。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例豎直剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例沿著側(cè)向開口的中線進(jìn)行水平剖切的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種箱體冷卻一體化的兩級空氣壓縮氣缸，用于空氣壓縮機(jī)，如圖1、圖2所示，呈四方形結(jié)構(gòu)，中間設(shè)置有上下貫通的活塞腔11，頂部設(shè)置有與氣缸蓋相密封的頂面，底部設(shè)置有與曲軸箱相密封的底面。活塞腔11用于安置活塞。也就是說，該氣缸頂面與氣缸蓋密封后，底面與曲軸箱密封后，并在活塞腔11內(nèi)安裝活塞后，活塞與曲軸箱內(nèi)的曲軸通過連桿連接后組成一空氣壓縮機(jī)。

活塞腔11上下貫通意味著活塞腔11豎直設(shè)置，并上下開口。活塞腔11的頂部開口處設(shè)置有第一氣閥腔114。第一氣閥腔114用于安裝組合氣閥。活塞腔11的底部開口115用于活塞腔11內(nèi)的活塞所連接連桿能夠穿入曲軸箱的箱體內(nèi)并連接曲軸箱內(nèi)的曲軸。

活塞腔11的內(nèi)壁上設(shè)有上部開口大下部開口小的內(nèi)錐部113，使得活塞腔11被分割成壓縮腔111和導(dǎo)向腔112。壓縮腔111和導(dǎo)向腔112均為圓柱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)錐部113為錐形結(jié)構(gòu)，其中壓縮腔111位于導(dǎo)向腔112之上，并且其直徑大于導(dǎo)向腔112的直徑。內(nèi)錐部113的側(cè)邊設(shè)置有連通活塞腔11和外部的側(cè)向開口116。由此，當(dāng)活塞安裝在活塞腔11內(nèi)后，形成兩級壓縮腔：第一壓縮腔和第二壓縮腔。第一壓縮腔位于活塞頂面和活塞腔11頂部開口之間，并通過頂部開口實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣和出氣。第一壓縮腔通過第一氣閥腔114上安裝的組合氣閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣和出氣的控制。第二壓縮腔由活塞位于壓縮腔111內(nèi)部分的下方以及導(dǎo)向腔與活塞密封所形成。第二壓縮腔通過側(cè)向開口116實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣和出氣。側(cè)向開口116之外設(shè)置有第二氣閥腔161。第二氣閥腔161用于安裝組合氣閥。也就是說，第二壓縮腔通過第二氣閥腔161內(nèi)安裝的組合氣閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣和出氣的控制。第一氣閥腔114和第二氣閥腔161內(nèi)安裝的組合氣閥由兩個(gè)單向閥所組成，兩個(gè)單向閥分別用于進(jìn)氣控制和出氣控制。當(dāng)活塞腔11內(nèi)的活塞上升時(shí)，第一壓縮腔壓縮空氣，第二壓縮腔吸氣；當(dāng)活塞下降時(shí)，第一壓縮腔吸氣，第二壓縮腔壓縮空氣。

第二氣閥腔161之外設(shè)有接口腔16。接口腔16正面開口，側(cè)邊設(shè)置有內(nèi)出氣口162。氣缸的外壁內(nèi)設(shè)置有斜向的出氣道15。出氣道15位于冷水腔12之外。出氣道15的一端連接內(nèi)出氣口162，另一端連接外出氣口151。出氣道15的斜向是指出氣道15連接內(nèi)出氣口162的一端稍高于連接外出氣口151的一端，兩端高度差不超過2厘米。

氣缸的外壁和氣缸內(nèi)活塞腔11的腔壁之間，設(shè)置有冷水腔12和若干散熱管13。冷水腔12環(huán)繞于活塞腔11之外，圖1中，12_a、12_b和12_c均為冷水腔12的一部分，相互連通。散熱管13豎直安裝在氣缸的外壁和氣缸內(nèi)活塞腔11之間，其頂端安裝在氣缸頂面上，其底端安裝在氣缸底面上并連通氣缸環(huán)道14，其中間穿過第一冷水腔12。散熱管13內(nèi)設(shè)置有用于增強(qiáng)散熱效果的螺旋片131。氣缸環(huán)道14設(shè)置于氣缸底面，并朝向曲軸箱3開口。氣缸側(cè)向設(shè)置有過渡氣道141。過渡氣道141斜向設(shè)置于氣缸內(nèi)，底部連通氣缸環(huán)道14，并設(shè)置于氣缸安裝有側(cè)向氣口116的側(cè)向上。也就是，過渡氣道141與側(cè)向氣口116同向設(shè)置。過渡氣道141的頂部設(shè)有側(cè)向的過渡開口142。過渡開口142位于接口腔16正面開口之下。由此，過渡開口142和接口腔16正面開口能夠通過側(cè)向蓋密封并連通。

進(jìn)一步地，氣缸的冷水腔12安裝有散熱管13側(cè)的外壁上還開設(shè)有外壁開口122，外壁開口122用于冷水腔12內(nèi)的散熱管13維修。工作時(shí)，外壁開口122由蓋板密封。

進(jìn)一步地，氣缸頂面設(shè)置有與冷水腔12連通的出水口121。

本實(shí)施例氣缸的安裝與工作原理如下：當(dāng)氣缸蓋與氣缸頂面密封后，通過氣缸蓋內(nèi)的氣道，散熱管13的頂端連通安裝在第一氣閥腔114內(nèi)的組合氣閥的出氣口。安裝在第一氣閥腔114內(nèi)的組合氣閥的進(jìn)氣口連通氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道。由此，當(dāng)活塞下降時(shí)，外界空氣通過氣缸蓋的進(jìn)氣道經(jīng)組合氣閥的進(jìn)氣口被吸入第一壓縮腔，當(dāng)活塞上升時(shí)，空氣壓縮，壓縮后的空氣經(jīng)組合氣閥的出氣口和氣缸蓋內(nèi)的氣道進(jìn)入散熱管13內(nèi)進(jìn)行散熱冷卻，冷卻后的壓縮空氣經(jīng)氣缸環(huán)道14、過渡氣道141和側(cè)向蓋內(nèi)的氣道，再經(jīng)接口腔16后由第二氣閥腔161內(nèi)安裝的組合氣閥的進(jìn)氣口進(jìn)入第二壓縮腔，然后當(dāng)活塞再次下降時(shí)，第二壓縮腔內(nèi)的空氣被第二次壓縮，第二次壓縮后的空氣從側(cè)向開口116經(jīng)第二氣閥腔161內(nèi)安裝的組合氣閥的出氣口再經(jīng)接口腔16側(cè)邊的內(nèi)出氣口162進(jìn)入出氣道15，最后由外出氣口151實(shí)現(xiàn)出氣。也就是說，本實(shí)施例氣缸結(jié)構(gòu)是一種單缸單活塞兩級空氣壓縮的氣缸，兩級空氣壓縮氣缸通過箱體內(nèi)置的管道和氣道進(jìn)行級聯(lián)，并且兩級空氣壓縮之間的級聯(lián)管道通過散熱管13進(jìn)行散熱冷卻。并且由于活塞式空氣壓縮是一種脈沖式的出氣，因此需要緩沖減緩脈沖。本實(shí)施例中，散熱管13采用多根設(shè)計(jì)能夠氣道緩沖作用，并且氣缸環(huán)道14、過渡氣道141均具有較大空間同樣能夠氣道緩沖作用。也就是說，本實(shí)施例的氣缸自帶有壓縮空氣緩沖功能。

此外，本實(shí)施例的氣缸中，除了散熱管13之外的部件由整體鑄造而成。具體來說，氣缸的活塞腔11、冷水腔12、側(cè)向氣口116、接口腔16、第一氣閥腔114、第二氣閥腔161、出氣道15、內(nèi)出氣口162、外出氣口151、氣缸環(huán)道14以及過渡氣道141所組成的結(jié)構(gòu)由整體鑄造而成。

此外，氣缸的冷水腔12的出水口121開設(shè)于氣缸頂面，由此，冷卻水能夠流入氣缸蓋內(nèi)，對氣缸蓋內(nèi)的氣道進(jìn)行冷卻。