一种直列三缸一体式空气压缩机单向阀板的制作方法

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一种直列三缸一体式空气压缩机单向阀板
1.本技术是“直列三缸一体式空气压缩机缸盖、单向阀板、垫片及压缩机”的分案申请。原申请日为2022年8月9日，申请号为202222077125.7。
技术领域
2.本实用新型属于空气压缩机的技术领域，特别涉及一种直列三缸一体式空气压缩机缸盖、单向阀板、垫片及压缩机。

背景技术：

3.传统的活塞式空气压缩机每个气缸体是独立的，相对应的气缸盖也是独立的，通常一台传统的空气压缩机有两个或三个气缸体和两个或三个气缸盖分别组合安装后，在140度以内分布，如两缸空气压缩机泵头呈v型分布，三缸空气压缩机泵头呈w型分布，剩下的220度是空位，这样造成曲轴运转偏重，产生严重振动，所以每分钟最高转速只能达到960转，效率低下，浪费能源，污染环境。因此，急需发明一种运转平稳、高转速、高效率的空气压缩机。
4.本发明人发明的活塞式空气压缩机(zl 2007 2 0026433.x)，提供了一种120 度夹角的三连杆曲轴及直线排列的三气缸缸体的空气压缩机，但是由于采用每个气缸独立的气缸盖和独立的单向阀板相组合，分别与直列三缸气缸体相配合，整体结构复杂，耐久性差，装配工艺要求过高，整体布局不合理，增加了制造难度，影响了生产效率，增加了维修难度，同时也增加了制造成本，影响了空气压缩机的使用效果。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型活塞式空气压缩机缸盖、单向阀板、垫片及压缩机，以解决其性能低下、零部件过多、整体结构复杂、布局不合理、性能不稳定、耐久性差、生产工艺复杂、装配精度过高且复杂、装配流程严格、维修技术要求高、维修难度大等技术问题。
6.本实用新型是通过以下措施来实现的
7.一种直列三缸一体式空气压缩机缸盖，包括有与气缸体相配的呈一体结构的盖体，盖体的底面设置有三组呈直线排列的与气缸体相配的向内凹陷的缸盖腔；缸盖腔的中部由分隔板分为进气腔和排气腔，所述的三个进气腔均与进气通道相连通，所述的三个排气腔均与排气通道相连通。
8.上述的直列三缸一体式空气压缩机缸盖，优选的：所述的进气通道位于盖体内部的一侧，进气通道的一端开口向外，另一端与三个进气腔相连通；所述的排气通道位于盖体内部的另一侧，排气通道的一端开口向外，另一端与三个排气腔相连通。
9.上述的直列三缸一体式空气压缩机缸盖，优选的：还包括分别位于盖体左右的两个进排气歧管，进排气歧管具有三个通气管道，进排气歧管分别与三个进气腔和三个排气腔相连通。
10.上述的直列三缸一体式空气压缩机缸盖，优选的：所述盖体呈长方体形，所述的缸盖腔的水平横截面为圆形，所述的进气腔和排气腔的水平横截面为半圆形。
11.上述的直列三缸一体式空气压缩机缸盖，优选的：所述的盖体的上部设置有内循环水冷腔，周边设置有若干内循环水冷通道，所述的内循环水冷通道与气缸体的水冷通道相连通，内循环水冷通道的两端分别连接外置的进水通道和出水通道，所述盖体的四角和两边共设置有8个缸盖装配螺栓孔，其中缸盖的一角装配螺栓孔的外侧设置有一个曲轴箱通气孔；所述的内循环水冷通道和装配螺栓孔均位于缸盖腔与进气通道或排气通道之间。
12.本专利还公开了一种直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，包括呈一体式结构的阀板，所述的阀板上设置有与缸盖腔分别相配的呈直线排列的三组单向阀，每组单向阀分为与进气腔相对应的进气单向阀和与缸盖腔排气腔相对应的排气单向阀。
13.上述的直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，优选的：所述阀板的四角和两边共设置有8个阀板装配螺栓孔，所述阀板的周边设置有若干阀板内循环水冷通道，所述阀板靠近一端的两角或靠近两端的四角上设置有相对应的一个、两个或四个阀板曲轴箱通气孔，阀板曲轴箱通气孔位于对应阀板装配螺栓孔的外侧。
14.上述的直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，优选的：所述的阀板和单向阀采用以下任一方案，
15.a方案：所述的阀板为面对面叠在一起的两个阀板一，所述的单向阀包括有单向阀孔一和位于单向阀孔一上的两个单向阀片；
16.b方案：所述的阀板为装有进气、排气阀片的阀板二，所述的单向阀包括有单向阀孔二、与进气腔相对应的进气单向阀片和与排气腔相对应的排气单向阀片和阀片限位片；
17.c方案：所述的阀板包括装有进排气阀组件的阀板三，所述的单向阀包括有进排气阀组件，所述的进排气阀组件为弹簧组合式单向阀。
18.本专利还公开了一种直列三缸一体式空气压缩机垫片，为呈一体式结构的垫片，所述的垫片上设置有三个呈直线排列的分别与缸盖腔相配的垫片气孔，所述的垫片气孔由垫片间隔横梁分为与进气腔相配的进气孔和与排气腔相配的排气孔；所述垫片的四角和两边共设置有8个垫片装配螺栓孔，所述垫片的周边设置有若干内循环水冷通道孔，所述垫片靠近一端的一角、两角或靠近两端的四角上设置有相对应的一个、两个或四个垫片曲轴箱通气孔。
19.本专利还公开了一种直列三缸一体式空气压缩机，由上述的直列三缸一体式空气压缩机缸盖，直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，直列三缸一体式空气压缩机垫片和直列三缸压缩机机体组成。
20.本专利是针对将曲轴一周360度的工作循环平均分为每120度完成一次压缩排气的活塞式空气压缩机而创新形成的，由于均衡的三次压缩排气，杜绝偏重，不产生共振，实现均衡的压缩排气，使运转更加平稳流畅，安全范围内最高转速，每分钟可达9000转，是传统活塞式空气压缩机效率的三倍以上，在如此高的效率下，仍然真正做到了节能减排的效果，能效比得到了大幅提升，具有实际的推广价值。
21.本实用新型的单向阀板，如果只在一个角上设置有曲轴箱通气孔，上阀板和下阀板必须是两种结构的板，工业上分为a、b板。如果在靠近一端的两角上设置有两个曲轴箱通气孔，就不用分a、b板了，实现了上下阀板通用，但是在生产装配时、维修安装时需要调节阀
板的方向。
22.本实用新型的单向阀板，如果在四角预留四个曲轴箱通气孔，就可以不分a、 b板了，实现了上下阀板通用，生产装配时也不用旋转方向，更加有利于安装。
23.本实用新型的单向阀板，预留了若干个备用内循环水冷通道孔。如果采用双阀板的单向阀板，既实现了上下板通用，又可以水平旋转180度安装，也就是在安装时，实现了盲装。如果采用单阀板的单向阀板仍然可以实现旋转180度安装，这样解决了空气压缩机用在不同设备上和不同场景下，180度的调整进排气的方向的需要，用户可以根据场景和配套设备的需要调整空气压缩机的进排气方向，为用户提供了最佳安装方案。
24.本实用新型的有益效果是，采用一体式整体加工成型，将进气、排气、冷却、曲轴箱通气等功能集中为一体，布局合理，结构紧凑，具有功能强大，体积小，制造工艺简单，易加工，成本低，不易损坏，维修简单，做工均衡，运转平稳，压缩效率高，节能环保。
附图说明
25.图1为本实施例1的缸盖的立体结构示意图
26.图2为图1的仰视结构立体示意图
27.图3为图1的下部剖面俯视结构示意图
28.图4为外置进气、排气通道即外置进排气歧管的直列三缸一体式空气压缩机缸盖俯视结构示意图
29.图5为图1的内循环水冷腔剖面结构示意图
30.图6为图1的内循环水冷腔及水循环通道的俯视结构示意图
31.图7为图1的俯视结构示意图
32.图8为实施例1的a方案：一种双板组合弹片直列三缸一体式空气压缩机进排气单向阀板组总成图
33.图9为实施例1的b方案：一种单板组合弹片直列三缸一体式空气压缩机进排气单向阀板总成图
34.图10为实施例1的c方案：一种单板上装有进排气阀组件的直列三缸一体式空气压缩机进排气单向阀板总成图
35.图11为实施例1的a方案：一种双板组合弹片直列三缸一体式空气压缩机进排气单向阀板组中的单个阀板
36.图12为直列三缸一体式空气压缩机垫片图
37.图13为直列三缸空气压缩机的曲轴图
38.图14为直列三缸空气压缩机泵头总成配件组装示意图
39.图15为直列三缸空气压缩机纵向剖面图
40.图16为直列三缸空气压缩机图。
41.图中，1盖体，2分隔板，3进气腔，4排气腔，5进气通道，6排气通道，7 进排气歧管，8内循环水冷腔，9内循环水冷通道，10缸盖紧固螺栓孔，11曲轴箱通气孔，12阀板一，13单向阀，14进排气阀片，15阀板二，16进气单向阀片，17排气单向阀片，18阀片限位片，19进排气阀组件，20阀板三，21阀板装配螺栓孔，22阀板内循环水冷通道，23阀板曲轴箱通气孔，24垫片，25垫片气孔，26垫片装配螺栓孔，27垫片曲轴箱通气孔，28压缩机曲轴，29进气道接口，
30缸体垫子，31强制循环冷却水泵，32散热风扇，33气缸体，34机油滤芯，35油底壳，36动力部分，37活塞环，38活塞，39连杆，40外置进排气歧管式盖体，41泵头总成，42垫片间隔横梁，43单向阀孔二，44单向阀孔一，45 垫片水冷通道孔。
具体实施方式
42.实施例1
43.本实施例为活塞式直列三缸一体式空气压缩机缸盖，采用内置进气道、排气道的缸盖，并采用内循环水冷方式。
44.具体结构如图1所示，盖体(1)为长方体形，长宽高分别为250、182、63mm。
45.如图2-3所示，盖体的下部设置有三个呈直线排列的与直列三缸气缸体(33) 相配的缸盖腔{进气腔(3)和排气腔(4)共同组成缸盖腔}，直径为68mm，深度为20-32mm之间。盖体还设置有进气通道(5)和排气通道(6)，分别位于盖体内部的两侧。缸盖腔的中部由分隔板(2)分为进气腔(3)和排气腔(4)，所述的三个进气腔(3)均与进气通道(5)相连通，所述的三个排气腔(4) 均与排气通道(6)相连通。进气通道(5)的一端开口向外，另一端与三个进气腔(3)相连通；排气通道(6)的一端开口向外，另一端与三个排气腔(4)相连通。
46.所述盖体的四角和两边共设置有8个缸盖装配螺栓孔(10)，其中一角缸盖装配螺栓孔(10)的外侧设置有一个曲轴箱通气孔(11)。
47.如图5-7所示，本专利采用内循环冷却方式进行冷却。盖体(1)的上部设置有内循环水冷腔(8)，周边设置有14个内循环水冷通道(9)，所述的内循环水冷通道与气缸体的水冷通道相连通，内循环水冷通道的两端分别连接外置的进水通道和出水通道。
48.如图8所示，为本专利的双板式单向进排气阀板(a方案)，包括有分别位于上下的两个阀板一(12)(注:上下阀板一样，可以通用)，以及它们之间的六个弹性阀片(14)，弹性阀片(14)镶嵌在两块阀板一(12)之间的带有弧度的槽内，形成弹片式单向组合阀板。所述的两个阀板一(12)上设置有与三个缸盖腔分别相配的呈直线排列的三组单向阀(13)，所述的单向阀片为弹片式单向阀片，每组单向阀(13)分为与缸盖腔的进气腔相对应的进气单向阀和与缸盖腔排气腔相对应的排气单向阀。所述的单向阀为弹片式单向阀，通过在气压变化的作用下，使弹性阀片弯曲变形，实现气体的进入和排出。
49.如图9所示，为单板组合弹片直列三缸一体式空气压缩机进排气单向阀板总成的第二种方案(b方案)，包括装有进气、排气阀片的阀板(15)，所述的阀板上设置有与三个缸盖腔{进气腔(3)和排气腔(4)共同组成缸盖腔}分别相配的呈直线排列的三组单向阀片，每组单向阀片分别与缸盖腔的进气腔(3)相对应的进气单向阀片(16)和与缸盖腔排气腔(4)相对应的排气单向阀片(17) 和阀片限位片(18)，组成完整的一体式直列三缸单向阀板总成。
50.如图10为一种单板上装有进排气阀组件的直列三缸一体式空气压缩机进排气单向阀板总成的第三种方案(c方案)，包括装有进排气阀组件(19)的阀板 (20)，所述的阀板上设置有与三个缸盖腔{进气腔(3)和排气腔(4)共同组成缸盖腔}分别相配的呈直线排列的三组进排气阀组件，每组进排气阀组件分别对应压缩机缸盖的三组进排气腔，组成完整的一体式直列三缸单向阀板总成。
51.如图11所示，本专利的阀板一(12)的其中的一个阀板的示意图，所述的阀板一
(12)的四角和两边共设置有8个阀板装配螺栓孔(21)，所述阀板一(12) 的周边设置有20个阀板内循环水冷通道(22)，缸盖是14个内循环水冷通道，但单向阀板是20个阀板冷却水循环通道，预留了6个备用的冷却水循环通道，目的在于装配或维修时，单向阀板不用再区分上下阀板了。实现了上下阀板通用，可以互换，节约了制造成本，降低了维修难度，而且阀板还可以水平旋转180 度安装，这样就解决了空气压缩机泵头用在不同设备上或不同场景下，根据用户的实际需要，调整空气压缩机泵头进排气口的位置的调整或互换，这样既方便了用户安装，节约了安装空间，提高了使用的便利性，提升了用户体验。所述阀板一(12)的四角上设置有相对应的四个阀板曲轴箱通气孔(23)，阀板曲轴箱通气孔(23)位于对应阀板装配螺栓孔(21)的外侧。之所以设置有四个阀板曲轴箱通气孔，也是为了实现上阀板和下阀板的通用，还有空气压缩机泵头用在不同设备或不同场景下，调整空气压缩机泵头进排气口的位置的调整或互换。在生产上只生产一种规格型号的阀板就可以了，降低了生产成本，方便安装，降低了用户的维修难度。
52.对于本专利的阀板一，也可以采用以下的两种结构形式，一种是所述的阀板一的一个角上设置一个阀板曲轴箱通气孔(23)，同样位于阀板装配螺栓孔的外侧。这种结构形式的上下阀板，就不能通用，生产装配时、用户维修时，必须标记好上阀板和下阀板，成对使用。另一种是在靠近阀板一端相同的位置的两角上分别设置有一个阀板曲轴箱通气孔(23)，阀板曲轴箱通气孔位于对应阀板装配螺栓孔的外侧。这种结构形式的上下阀板，在生产装配时、用户维修安装时，上下阀板是通用的，但这样必须区分上下阀板的前后方向，使上阀板和下阀板的曲轴箱通气孔相对应，才能正确安装，会增加生产装配时、用户维修时的难度，而且上下阀板不能同时水平旋转180度进行安装，这样就会造成：用户无法根据不同场景的需要，来调整空气压缩机的进排气接口的方向，后果是：用户无法利用有限的空间，合理的安装空气压缩机。
53.如图12所示，为本专利的直列三缸一体式空气压缩机垫片，包括垫片(24)，所述的垫片包括有三个呈直线排列的分别与缸盖腔{进气腔(3)和排气腔(4) 共同组成缸盖腔}相配的垫片气孔(25)，所述的垫片气孔由垫片间隔横梁(42) 分为与缸盖腔的进气腔相配的进气孔和与缸盖腔的排气腔相配的排气孔。所述垫片的周边设置有若干内循环水冷通道孔(45)。四角和两边共设置有8个垫片装配螺栓孔(26)。四角上设置有四个垫片曲轴箱通气孔(27)，如果四角对应的位置设置四个垫片曲轴箱通气孔，那么垫片就可以实现正反面通用；水平180 度至360度的任意安装，生产或维修时实现盲装。垫片曲轴箱通气孔位于对应装配螺栓孔的外侧。
54.对于本专利的垫片，也可以采用以下的两种结构形式，一种是所述的垫片的一个角上设置一个垫片曲轴箱通气孔(27)，同样位于垫片装配螺栓孔的外侧。这种结构的垫片，是要分正反面和前后方向的。另一种是在靠近一端的两角上分别设置有一个垫片曲轴箱通气孔(27)，垫片曲轴箱通气孔位于对应垫片装配螺栓孔的外侧。这种结构形式的垫片，在生产装配时、用户维修安装时，垫片可以不用区分垫子的正反面安进行安装，但必须正确的安装垫片的方向，使垫片曲轴箱通气孔与阀板曲轴箱通气孔相对应，增加了生产装配时、用户维修安装的难度。
55.上述的垫片为两个，分别为铝制垫片和复合材料制成的复合垫片，两个阀板之间是设计有间隔横梁的铝制垫片，厚度为30丝，单向阀板与缸盖之间为设计有间隔横梁的复
合垫片，厚度为1.2mm。另外，单向阀板与气缸体之间为复合材料制成的中间没有间隔横梁的复合垫片，厚度为1.2mm。
56.将上述的缸盖、单向阀、垫片与曲轴、气缸体、连杆、活塞等，组合为一体，形成完整的空气压缩机。
57.图13为直列三缸空气压缩机的压缩机曲轴(28)，排列有三个相互呈120 度夹角的三个独立连杆轴颈。
58.图14为直列三缸空气压缩机泵头总成配件组装示意图，依次由盖体(1)、进气道接口(29)、垫片(24)、阀板一(12)、气缸体垫子(30)、强制循环冷却水泵(31)、散热风扇(32)、气缸体(33)、机油滤芯(34)、压缩机曲轴(28)、油底壳(35)。
59.图15为直列三缸空气压缩机纵向剖面图，图中，依次为盖体(1)、曲轴(28)、连杆(39)、活塞(38)、活塞环(37)、动力部分(36)。
60.图16为直列三缸空气压缩机图，图中，包括有泵头总成(41)和动力部分 (36)。
61.采用本实施例的压缩机缸盖与呈直线排列的三缸气缸体(33)相配合，制成压缩机，运转平稳流畅，安全范围内最高转速，每分钟可达9000转，在经济运转速度2900转/分下，每分钟就可达到压缩空气2.3m3，是传统活塞式空气压缩机效率的三倍以上，最大压力可达1.8mpa。
62.长期运行，温度控制在82度以下。
63.实施例2
64.本实施例2的活塞式直列三缸一体式空气压缩机缸盖，采用外置进气通道(7 进排气歧管通用)、排气通道(7进排气歧管通用)，以及内循环水冷却系统的空气压缩机缸盖。
65.如图4为本专利缸盖另一种实施方式，采用外置式进排气通道，所述的盖体为外置进排气歧管式缸盖(40)，在外置进排气歧管式缸盖左右两侧分别设置有一个进排气歧管(7)，进排气歧管(7)具有三个通气管道，进排气歧管(7) 分别与三个进气腔(3)和三个排气腔(4)相连通。
66.本新型的外接进气通道(7进排气歧管通用)、排气通道(7进排气歧管通用)，分别与三个进气腔(3)和排气腔(4)相连通。三缸一体的外置进排气歧管式缸盖，进气通道(7进排气歧管)、排气通道(7进排气歧管通用)组合使用。
67.其它与实施例1基本相同。

技术特征：

1.一种直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，其特征在于：包括呈一体式结构的阀板，所述的阀板上设置有与缸盖腔分别相配的呈直线排列的三组单向阀(13)，每组单向阀(13)分为与进气腔相对应的进气单向阀和与缸盖腔排气腔相对应的排气单向阀。2.根据权利要求1所述的直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，其特征在于：所述阀板的四角和两边共设置有8个阀板装配螺栓孔(21)，所述阀板的周边设置有若干阀板内循环水冷通道(22)，所述阀板靠近一端的两角或靠近两端的四角上设置有相对应的一个、两个或四个阀板曲轴箱通气孔(23)，阀板曲轴箱通气孔位于对应阀板装配螺栓孔的外侧。3.根据权利要求1所述的直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，其特征在于：所述的阀板为面对面叠在一起的两个阀板一(12)，所述的单向阀(13)包括有单向阀孔一(44)和位于单向阀孔一(44)上的两个单向阀片(14)。4.根据权利要求1所述的直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，其特征在于：所述的阀板为装有进气、排气阀片的阀板二(15)，所述的单向阀(13)包括有单向阀孔二(43)、与进气腔(3)相对应的进气单向阀片(16)和与排气腔(4)相对应的排气单向阀片(17)和阀片限位片(18)。5.根据权利要求1所述的直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，其特征在于：所述的阀板包括装有进排气阀组件(19)的阀板三(20)，所述的单向阀包括有进排气阀组件(19)，所述的进排气阀组件为弹簧组合式单向阀。

技术总结

本实用新型属于空气压缩机的技术领域，特别涉及一种直列三缸一体式空气压缩机单向阀板，包括呈一体式结构的阀板，所述的阀板上设置有与缸盖腔分别相配的呈直线排列的三组单向阀，每组单向阀分为与进气腔相对应的进气单向阀和与缸盖腔排气腔相对应的排气单向阀。本实用新型的有益效果是，采用一体式整体加工成型，将进气、排气、冷却、曲轴箱通气等功能集中为一体，布局合理，结构紧凑，具有功能强大，体积小，制造工艺简单，易加工，成本低，不易损坏，维修简单，做工均衡，运转平稳，压缩效率高，节能环保。能环保。能环保。