CN109356849A - 一种液体活塞空压机 - Google Patents

Abstract

一种液体活塞空压机，包括空压机支撑部件及液体循环管道，空压机的水泵进水口与机械式液体连续换向装置的回水腔开口连接，空压机的水泵出水口与机械式液体连续换向装置的供水腔连接，机械式液体连续换向装置设有定子、转子。它能够解决现有技术的不足，采用机械式液体连续换向装置，避免现有液体活塞空压机设计中的不足，像机械曲轴一样，可以连续地高频率地实现液体活塞的往复式运动，从而使液体活塞空压机以其高效、低耗、高稳定性的特点，应用于工业生产上。

Description

一种液体活塞空压机

技术领域

本发明涉及液体活塞装置，是一种液体活塞空压机。

背景技术

空气压缩机分多种类型：机械活塞往复式空压机、螺杆式空压机、离心式空压机及漩涡式空压机等。这些空压机被广泛应用于工业生产上。经过长期使用发现，上述空压机存在的不足主要表现在以下几个方面：维护费用高、造价高、故障率较高，效率有待进一步提高等。为此，本领域技术人员开始研究使用液体活塞以解决上述不足。然而，使用液体活塞需要解决液体频繁换向问题，因为液体活塞的运转频率很高，换向频率有时候在每秒钟达到若干次。由于现有液体活塞空压装置的研究大多采用换向阀作为液体换向机构的核心部件，在液体频繁换向时，导致换向阀门频繁启闭，这使电气部分极易损坏，阀门的使用寿命较短，较难维持整个系统正常运行。另外，现有的采用换向阀的液体活塞空压机的设计，管路连接复杂，使用换向阀数量多，导致造价很高；同时，换向阀间歇式或脉冲式工作，使管路系统中的液体频繁出现脉动现象，引起设备强烈震动，导致设备出现运行噪音大，故障率高整体效率下降等不足，从而导致当今液体活塞空压机仅限于理论研究阶段，无法投入真正的实体运行。

发明内容

本发明提供了一种液体活塞空压机，它能够解决现有技术的不足，采用机械式液体连续换向装置，避免现有液体活塞空压机设计中的不足，像机械曲轴一样，可以连续地高频率地实现液体活塞的往复式运动，从而使液体活塞空压机以其高效、低耗、高稳定性的特点，应用于工业生产上。

本发明为实现上述目采用的技术方案是：一种液体活塞空压机，包括空压机支撑部件及液体循环管道，空压机的水泵进水口与机械式液体连续换向装置的回水腔开口连接，空压机的水泵出水口与机械式液体连续换向装置的供水腔连接，机械式液体连续换向装置设有定子、转子，定子周壁上开设两个以上的通孔，该通孔与相应的管道接头连接；定子内腔安装转子，转子设置腔室，该腔室上下两端敞开，转子周壁上开设两个通孔，转子腔室内设置隔离部件，隔离部件将转子腔室分成供水腔和回水腔，并将供水腔和回水腔的一端封闭，供水腔和回水腔分别与转子周壁上的通孔相对应，形成供回液体通道，隔离部件与传动轴连接件连为一体，水泵的主轴与机械式液体连续换向装置配合，使水泵能够驱动转子旋转，定子上的各管道接头分别通过管道与各自的气缸连接。

所述的隔离部件隔板是直板或斜板，隔板的一端连接第一堵板，隔板的另一端连接第二堵板，第二堵板与第一堵板平行，隔板、第一堵板和第二堵板连接后分别将转子腔室分隔成供水腔和回水腔，并将供水腔和回水腔的一端封闭。

所述隔离部件是倾斜板，倾斜板高度方向两端分别位于转子腔室的上下两端内壁处，并与转子相连，将转子腔室分隔成供水腔和回水腔。

所述隔板、第二堵板和第一堵板为一体或分体结构，各连接处朝向腔室内壁一侧呈曲面状。

所述隔离部件是隔板与第一堵板及导流体相连的结构，隔板是直板，隔板高度方向一端与第一堵板连接，第一堵板上端面与第一导流体连接；隔板高度方向另一端与第二堵板连接，第二堵板下端面与第二导流体连接，第一堵板与第一导流体连接处、第二堵板与第二导流体连接处、第一导流体和第二导流体朝向转子腔室内壁一侧均为曲面。

所述转子高度方向两端分别安装第一圆筒和第二圆筒，第一圆筒和第二圆筒的内壁直径与转子内壁直径相等，第一圆筒内设置第一导流体，第一导流体一端与隔离部件一端连接，第一导流体另一端与第一圆环内壁相连；第二圆筒内设置第二导流体，第二导流体一端与隔离部件另一端连接，第二导流体另一端与第二圆筒内壁相连；第一导流体、第二导流体和隔离部件连接后将转子、第一圆筒和第二圆筒分隔成供水腔和回水腔。

所述水泵主轴上或机械式液体连续换向装置转子轴向端部安装液体浮力推动轴承，液体浮力推动轴承是圆环状，圆环受力的一个端面上开设数个凹槽，凹槽以圆环为中心呈辐射状均布。

所述凹槽的径向截面为弧形，该弧形线与圆环受力面连线连接处为圆角。

所述水泵的主轴与机械式液体连续换向装置的转子用一台电动机带动转动或者水泵的主轴和机械式液体连续换向装置的转子分别采用动力带动转动。

所述机械式液体连续换向装置的转子与转子连接成一体的涡轮带动旋转。

本发明的优点在于：它彻底解决了现有液体活塞空压机设计采用换向阀作为液体换向机构存在的各种不足。本发明所述液体活塞空压机采用机械式液体连续换向装置，像机械曲轴一样，能够连续地高频率地实现液体活塞的往复式运动，使液体活塞空压机从理论研究变为现实，真正成为产品，成为工业化生产常态。本发明所述液体活塞空压机运行平稳，不会出现因液体脉动产生的强烈震动，空压机运行噪音小，故障率低，无油润滑，高效环保。本发明还具有维修量大幅减少，制造成本大幅降低等优点。

附图说明

附图1是本发明结构示意图；附图2是图1的侧视结构示意图；附图3是图2中N-N剖视结构示意图；附图4是本发明实施例之一结构示意图，主要示意机械式液体连续换向装置中带动转子转动的电机与带动泵的电机为相互独立分开，附图5是图4的侧视结构示意图；附图6是图5中P-P剖视结构示意图；附图7是本发明实施例之二结构示意图，主要示意机械式液体连续换向装置中的转子由与其连接的叶轮带动转动，叶轮的动力来源于循环液体的流动动能；附图8是图7中Q向结构示意图；附图9是图8中S-S剖视结构示意图；附图10是本发明实施例之三结构示意图，主要示意机械式液体连续换向装置中转子与水泵涡轮设计成一体的结构；附图11是图10中W向结构示意图；附图12是图11中N-N剖视结构示意图；附图13是本发明循环水管道分成多根管道并联的方式，这种结构利于循环液体散热；附图14是图13中Y向结构示意图；附图15是本发明机械式液体连续换向装置结构示意图；附图16是图15的轴测结构示意图；附图17是图15的侧视结构示意图；附图18是附图17的D-D剖视结构示意图；附图19是图15中转子2的结构示意图；附图20是图19的轴测结构示意图；附图21是图20的侧视结构示意图；附图22是图21中A-A剖视结构示意图；附图23是转子的实施例之一结构示意图；附图24是图23的轴测结构示意图；附图25是图24的侧视结构示意图；附图26是图25中B-B剖视结构示意图；附图27是图15中转子的实施例之二结构示意图；附图28是图27的轴测结构示意图；附图29是图28的侧视结构示意图；附图30是图29中B-B剖视结构示意图；附图31是图15中定子结构示意图；附图32是图31的轴测结构示意图；附图33是图31的侧视结构示意图；附图34是图33中C-C剖视结构示意图；附图35是采用机械结构带动转子转动的实施例之一结构示意图；附图36是图35的轴测结构示意图；附图37是图35的侧视结构示意图；附图38是图37中E-E剖视结构示意图；附图39是采用涡轮带动转子转动的实施例之二结构示意图；附图40是图39的轴测结构示意图；附图41是图39的侧视结构示意图；附图42是图41中F-F剖视结构示意图；附图43是泵与转子为一体的实施例之三结构示意图；附图44是图43的轴测结构示意图；附图45是图43的俯视结构示意图；附图46是图45中H-H结构示意图；附图47是离心式涡轮泵转子一体的实施例之四结构示意图；附图48是图47的轴测结构示意图；附图49是图47的侧视结构示意图；附图50是图49中I-I剖视结构示意图；附图51是本发明键连接组装转子实施例之一结构示意图；附图52是图51的轴测结构示意图；附图53是附图52的侧视结构示意图；附图54是图53中J-J剖视结构示意图；附图55是本发明实施例中采用的浮动推力轴承结构示意图；附图56是图55的轴侧结构示意图；附图57是图55的侧视结构示意图；附图58是图57中K-K结构示意图。

具体实施方式

本发明所述一种液体活塞空压机，包括空压机支撑部件及液体循环管道，空压机的水泵进水口与机械式液体连续换向装置的回水腔开口连接，空压机的水泵出水口与机械式液体连续换向装置的供水腔连接，机械式液体连续换向装置设有定子、转子，定子周壁上开设两个以上的通孔，该通孔与相应的管道接头连接；定子内腔安装转子，转子设置腔室，该腔室上下两端敞开，转子周壁上开设两个通孔，转子腔室内设置隔离部件，隔离部件将转子腔室分成供水腔和回水腔，并将供水腔和回水腔的一端封闭，供水腔和回水腔分别与转子周壁上的通孔相对应，形成供回液体通道，隔离部件与传动轴连接件连为一体，水泵的主轴与机械式液体连续换向装置配合，使水泵能够驱动转子旋转，定子上的各管道接头分别通过管道与各自的气缸连接。

所述的隔离部件隔板3是直板或斜板，隔板3的一端连接第一堵板4，隔板3的另一端连接第二堵板33，第二堵板33与第一堵板4平行，隔板3、第一堵板4和第二堵板33连接后分别将转子腔室分隔成供水腔和回水腔，并将供水腔和回水腔的一端封闭。

所述隔离部件是倾斜板，倾斜板高度方向两端分别位于转子腔室的上下两端内壁处，并与转子相连，将转子腔室分隔成供水腔和回水腔。所述隔板3、第二堵板33和第一堵板4为一体或分体结构，各连接处朝向腔室内壁一侧呈曲面状。

所述隔离部件是隔板3与第一堵板4及导流体相连的结构，隔板3是直板，隔板3高度方向一端与第一堵板4连接，第一堵板4上端面与第一导流体31连接；隔板3高度方向另一端与第二堵板33连接，第二堵板33下端面与第二导流体32连接，第一堵板4与第一导流体31连接处、第二堵板33与第二导流体32连接处、第一导流体31和第二导流体32朝向转子腔室内壁一侧均为曲面。

所述转子高度方向两端分别安装第一圆筒5和第二圆筒6，第一圆筒5和第二圆筒6的内壁直径与转子内壁直径相等，第一圆筒5内设置第一导流体31，第一导流体31一端与隔离部件一端连接，第一导流体31另一端与第一圆环5内壁相连；第二圆筒6内设置第二导流体32，第二导流体32一端与隔离部件另一端连接，第二导流体32另一端与第二圆筒6内壁相连；第一导流体31、第二导流体32和隔离部件连接后将转子、第一圆筒5和第二圆筒6分隔成供水腔和回水腔。

所述水泵主轴上或机械式液体连续换向装置转子2轴向端部安装液体浮力推动轴承16，液体浮力推动轴承是圆环状，圆环受力的一个端面上开设数个凹槽20，凹槽20以圆环为中心呈辐射状均布。

所述凹槽20的径向截面为弧形，该弧形线与圆环受力面连线连接处为圆角。

所述水泵的主轴与机械式液体连续换向装置的转子用一台电动机带动转动或者水泵的主轴和机械式液体连续换向装置的转子分别采用动力带动转动。

所述机械式液体连续换向装置的转子与转子连接成一体的涡轮带动旋转。

本发明所述的空压机上的气缸分别通过管道与机械式连续换向装置的定子周壁上的开口相连，图示定子周壁开口为四个，如图所示气缸顶端开口分别连接出气管和进气管，各自的进气管与气缸进气口间分别安装进气单向阀，使气体只进不出，各进气管的进气端连接总的进气主管，进气主管的进气口朝向电动机或电动机散热装置，便于电机散热。各出气管与气缸出气口间分别连接出气单向阀，使气体只出不进，各出气管的出气端连接总的出气主管。本发明所述空压机的循环水主管道的最低处设置外接管道及阀门，用于补水和排污，循环水主管道、气缸连接管等其它位于空压机下部的部件与支架和底座连接。

附图给出了本发明所述空压机多个的实施例，这些实施例的主要区别在于，空压机上的机械式液体连续换向装置的转子动力来源结构与空压机水泵的动力来源结构不同。如图1-3所示，带动转子转动的电机与水泵电机为同一台电机49。转子的供液腔开口与水泵37的出水口连接，转子的回液腔开口通过循环水主管51与水泵37进水口连接，水泵叶轮54的主轴53通过延伸或增加连接轴与转子连接，实现水泵叶轮54和转子在同一电动机49带动下转动。该实施例的机械式液体连续换向装置中的定子有四个通孔，各通孔通过管道接头及管道与相应的气缸连接，各气缸顶端开口分别连接出气管和进气管，单向阀及其它结构均与图中位置所示，均与本发明所述结构相同。

图4-图6所示的实施例主要显示机械式液体连续换向装置中的转子由第一电动机55带动，水泵由第二电动机49带动。第一电机55安装在支架上，第一电机55通过连接轴53与转子2连接，连接轴53的一端位于转子2轴向中心。水泵连接轴56一端与第二电动机49连接，单向阀及其它结构均与本发明所述结构相同。机械式液体连续换向装置的供液腔通过管路连接水泵37的出水口，机械式液体连续换向装置的回液腔通过管路连接水泵37的进水口。水泵与机械式液体连续换向装置的连接管路被称作循环水主管道(简称主管道)。主管道上设有补水管。转子通过插入其中心连接轴孔并穿透主管道外壁的连接轴53及联轴器与转子电机55的轴连接。定子侧壁的四个开口通过管路分别与对应的气缸(或液压罐)连接，气缸顶部分别连接进气管和排气管。进气管各自有进气单向阀，排气管各自有出气单向阀。进气管在单向阀进气侧连接统一的进气主管。排气管在单向阀出气侧连接统一的排气主管。

该空压机第一次开机时首先打开补水管阀门给空压机充水，当水位达到气缸的中间液位时关闭补水管阀门。这时同时启动转子电机和水泵电机。主管道内的水开始循环，转子开始旋转。为便于对本发明做详细说明，将定子侧壁管口以定子圆周顺时针方向依次命名为D1、D2、D3、D4.与之对应连接的气缸(气压罐)依次命名为Q1、Q2、Q3、Q4.当定子侧壁管口D1对应的是转子供水腔中部开口时，与主管道供水相通，D1联通的气缸Q1开始进水，这时气缸Q1内的气体被压缩并从排气管排出；同时，定子侧壁管口D1对面的管口D3对应的是转子回水腔中部开口，与回水主管相通，与之相连接的气缸Q3开始回水，这时气缸Q3开始通过进气管吸气。转子一直在连续旋转。当转子回水腔中部开口转到定子管口D1位置时，定子管口D1与主管道回水口相通，D1对应的气缸Q1开始回水，这时气缸Q1通过进气管吸气；同时D3与转子供水腔中部开口对应，与主管道进水相通，气缸Q3开始进水，这时气缸Q3内的气体被压缩并通过排气管排气。当转子不停的旋转中部开口对应另一对定子管口D2、D4时，气缸Q2、Q4也重复Q1、Q3的过程。这样，空压机的四个缸周而复始的供水、回水，同时吸气、排气，并且两对缸相互接力，不停地连续工作，不停地为用气负荷提供压缩气体或连续供风。

本发明所述结构的空压机，转子电机与水泵电机互不干扰，协同工作，单独控制，可以使用定型产品水泵，有利于水泵的快速批量供应，对提高生产效率和质量控制有一定益处。

共用泵电机驱动形式：该空压机整体运行原理及管路连接方式与单独电机驱动转子的空压机相比，工作原理一样。不同之处在于，它省去了带动转子的单独电机，采用转子与水泵共轴的方式。也就是说，转子与水泵涡轮采用同一根传动轴连接或通过联轴器连接在一起，用同一台电机带动。这样的优点是空压机的结构更加紧凑，部件进一步减少；其不足是，由于牵涉到主轴连接问题，配套水泵需要专门定制，无法采用已定型的标准化产品。另外，转子转速与水泵转速完全同步，在设计制造时控制方式及气缸设计容量与单独电机驱动转子的空压机都不尽相同。

图7-图9所示实施例主要示意机械式液体连续换向装置中的转子及叶轮15的动力均来自于循环液体的动能，液体由水泵转动产生动能，转子的转速由叶轮参数和循环水参数共同决定。即：转子的转动不需要外接动力，转子的转动由水流推动。这种结构是水泵主轴不与机械式液体连续换向装置的转子直接连接的一种配合方式，其结构及各部件的位置关系均不改变。

本实施例的机械式液体连续换向装置的回液腔开口与水泵泵体58的进水口连接，机械式液体连续换向装置的供液腔开口通过循环水主管道51与水泵泵体58的出水口连接，机械式液体连续换向装置的定子壁上开设4个通孔，该通孔分别通过管道与相应的气缸连接，各气缸顶端开口分别连接出气管和进气管，各进气管与气缸的进气口间分别连接进气单向阀，各进气单向阀进气侧进气管连接进气主管，进气主管的进气口朝向电动机44或电动机的散热装置，便于电机散热；各出气管与气缸出气口间分别连接出气单向阀，各出气单向阀出气侧出气管连接出气主管。与转子相连为一体的轴上安装涡轮15和推力轴承16，转子的出水端处安装推力轴承16。其它结构与本发明所述结构相同。本实施例的空压机其运行原理与上述实施例相比，管路连接方式与运行原理一样，唯一不同之处是：采用涡轮带动的机械式液体连续换向装置，转子转动由自身的涡轮通过主管道循环水冲动提供动力，没有专用电机，也不使用水泵电机直接带动。这样做的优点是整体结构紧凑，水泵可以采用定型产品批量采购；缺点是转子转速由水泵流速压力流量及涡轮叶片多个参数确定，设计时转子几何尺寸及气缸容量确定较繁琐。

图10-图12是本发明另一实施例，该实施例的特点在于机械式液体连续换向装置的转子与水泵涡轮结构设计成一体。转子与轴连为一体，轴的两端安装涡轮，转子的进水口处安装推力轴承16。转子的转动由电动机带动，其它结构与本发明所述结构相同。本实施例的空压机运行原理与上述实施例相同。只是该机械式液体连续换向装置将水泵涡轮与转子完全结合为一体，采用同一电动机拖动，结构最为紧凑，转子转速与涡轮转速同步。采用该结构的空压机循环水主管既可以象上述几种空压机一样采用单根粗大主管，也可以在机械式液体连续换向装置供水口和水泵出水口分出多个管口，并多根管道并连，以利于液体散热；同时，循环水多管并连且呈辐射状均布的结构更有利于设备重心的平衡，减小震动；更有利于水管和气管空间的分布安排。

本发明所述机械式液体连续换向装置中定子的周壁开设两个或两个以上的通孔，各通孔在圆周上均布，每个通孔均与相应的连接管连接。定子为圆筒状，圆筒的上下两端面分别安装法兰，使其与其它部件连接。附图31-图34所示是定子实施例之一的结构，定子1包括一个圆筒9，圆筒9上的四个连接管与圆筒9上的四个通孔相连通，圆筒9的一端安装圆环10，圆环10的外径与圆筒9的外径相同，圆环10内径与转子2端部开口内径相同。附图31中11-2是外接法兰。

本发明所述的转子的结构如图19-图22、图23-图26及图27-图30所示，这些结构是转子2不同的实施例。转子2的基本结构如图27-图30所示，转子是圆柱体。转子有三种实施方式，本发明不限于这三种方式。实施例一：转子2内壁设置腔室，转子2的周壁上开设两个通孔，转子的腔室内设置隔板3，隔板3将转子2的腔室分成两个独立的小腔室，即：供水腔和回水腔，可称为第一独立小腔室34、第二独立小腔室35。通常情况下两个独立小腔室的体积相等，特殊情况下可以根据实际需要设置独立小腔室的不同体积。本发明所述的每个独立的小腔室均与对应的通孔相通，第一独立小腔室34与第一通孔37对应连通，第二独立小腔室35与第二通孔36对应连通。采用堵板封闭独立小腔体一端。第二堵板33将第一独立小腔室34一端封闭，第一独立小腔室34的另一端为敞口；第一堵板4将第二独立小腔室35一端封闭，第二独立小腔室35另一端为敞口。第二堵板33与转子2的下端口位于同一平面内，第一堵板4与转子2的上端口位于同一平面内，隔板3与第二堵板33及第一堵板4连为一体，隔板3也可以与第二堵板33及第一堵板4为分体制造，然后分别安装。

转子2的周壁上开设两个通孔，这两个通孔在转子周壁上对称分布。两个通孔为方形孔，两个方形孔在转子的周壁上以中轴为中心对称分布。方形孔可以是正方形、长方形。转子周壁上的通孔也可以是椭圆形、圆形孔等。

转子2上的两个独立小腔室分别是回水腔和供水腔。转子2周壁上开设的两个通孔位于转子2高度的中部位置，与定子周壁通孔在高度上相同。两通孔在转子外圆弧线的净间距大于或等于定子周壁通孔在定子周壁内圆所占的弧长为优选，以防止供回水在某一定子管口处形成串流，造成能量损失。

图19-图22所示是转子实施例之二结构示意图，转子腔室内的隔离部件是三元流线渐变结构，它可以是倾斜板，主要是用倾斜板将转子的腔室直接隔成两个独立小腔室。如图所示倾斜板的两端头厚度较大，起到堵板的作用，起到隔离液体使转子的腔室分成两个独立小腔室的作用。转子的两个独立小腔室在其圆周上对称分布，两个独立小腔室使用时形成回水腔和供水腔，这种结构可使液体的进出更顺畅，流体阻力进一步降低。

附图23-附图26所示是转子是实施例之三，这种结构在转子2的高度方向两端分别安装了第一圆环5和第二圆环6，第一圆环5和第二圆环6可以与转子一体制作，也可以分体制作，分别安装，增设两个圆环可以增加转子上下两端的腔室体积，便于适于多种装置安装使用本发明所述换向装置。增加的圆环的高度根据使用要求设定，圆环高出的腔室，采用三元流线渐变式导流体、隔板及堵板相连，使液体的供入与回流通道流体阻力降低。图24中所示的第一导流体31与第一堵板4相连，两者可做成分体，也可制成一体，但是第一导流体31位于腔室内边沿的板面以曲面过度至第一堵板4，第一导流体31的曲面形状以能够与第一堵板4相连、起到密封独立小腔室为目的的同时，尽可能使第一圆环5的腔室具有较大的体积，便于安装传动部件等结构，第一导流体31的曲面形状还以能够最大可能降低流体阻力为设计目的。第二导流体32与第二堵板33相连，第二导流体32其结构形状及作用等均与第一导流体31相同。图24所示的实施例可以将第一导流体31、第一堵板4、隔板3、第二堵板33及第二导流体32做成一体，这些部件组合完成的功能是将转子腔室隔成两个独立的小腔室，与转子周壁上开设的通孔形成液体的供回通道，并使液体流动阻力进一步降低，同时，便于安装多种形式的传动部件。当将导流体、隔板及堵板做成分体时，将各部件按照其功能逐一安装。本发明图24所示第一导流体31和第二导流体32的曲面形状是优选方案之一，当其做成直角形或不规则等形状时，虽然也能起到与堵板或隔板连接封闭独立小腔室的目的，但其对流体的阻力较大。当根据需要安装较复杂传动结构需要圆环内的较大空间时，也可以不安装导流体。

本发明所述结构中的隔离部件可以与多种结构形式的传动轴连接。例如：图35-38所示结构中部安装中轴13，中轴13为空心轴与隔离部件连为一体，中轴13的一端设置封头14，另一端为敞口，用以连接外接传动轴。这种结构能够实现机械拖动本发明所述换向装置运转。

本发明所述结构中的隔离部件与传动部件的连接方式，还可以是图39-42所述结构。隔离部件与涡轮轴34连为一体，涡轮轴34两端分别安装第一涡轮15和第二涡轮35，该结构采用推力轴承16为优选。

另有一种实施例如图43-46所示，本发明所述结构中转子与泵涡轮连为一体。中轴连接孔管18一端或两端分别安装第三涡轮17或第四涡轮36，涡轮最大直径与转子2外径相同，涡轮17和36与转子连接，涡轮17和36与转子2轴向中心分别设置中轴连接孔管18及轴孔键槽。中轴连接孔管18在插入中轴或被中轴穿过的一端为敞口，另一端为堵头19封闭，堵头19外端一面为圆弧面。转子2与涡轮连接的进入液体一端承受与液体流向反向的推力，因此，在转子2与涡轮连接的液体进入端与定子的内壁间设置推力轴承16。转子2通过中轴与电机连接。这就使水泵与本发明所述机械式液体连续换向装置完全结合成一体同步转动。

本发明所述的机械式液体连续换向装置中转子外接离心式涡轮的结构如图47-50所示，其中离心式涡轮17-2或涡轮与转子的连接方式可以是一次铸造成型，也可以是分体组装焊接，或者是图51-54所示采用键连接方式。键连接形式是在转子的基础结构和涡轮外壁及中轴的结合处开设键孔并设第一连接键21和第二连接键22，以组装形式构成整体转子。

本发明所述选用的推力轴承16有两种结构，一种是机械推力轴承，另一种是液体浮动推力轴承。图55-58所示液体浮动推力轴承，这种液体浮动推力轴承为圆环形，推力轴承圆环受力的一面圆环上，以圆环的圆心为中心，呈辐射状均布若干凹槽20，该凹槽20径向截面为弧形，且该弧形线与圆环受力面边线连接处为圆角。工作时，液体将在液体浮动轴承受力面与相对的受力面之间形成液膜润滑和液膜支撑。所述的凹槽20也可开设在浮动轴承圆环的上下两个表面上，可以实现转子轴向双向定位。

本发明所述的机械式液体连续换向装置中转子与定子间的配合间隙，以合理的液体流路在转子与定子配合面间形成液膜为佳。

本发明所述的“供水腔”和“回水腔”中的“供”还是“回”，不是由自身确定，而是看腔室高度位置连接开口管道连接的是水泵的出水口还是进水口。如果该腔室开口连接的是水泵出水口，则该腔室被称作“供水腔”，另一腔室连接水泵的进水口被称作“回水腔”；反之，亦然。

由于本发明实施例泵体习惯上称作“水泵”，故本文描述转子结构时有“供水腔”或“回水腔”的称谓；这里的“水”，代表的是所有可用于本发明工作的液体，并非局限于“水”。

本发明所述的“上”和“下”均以图示位置为参考。

Claims (10)

1.一种液体活塞空压机，包括空压机支撑部件及液体循环管道，其特征在于：空压机的水泵进水口与机械式液体连续换向装置的回水腔开口连接，空压机的水泵出水口与机械式液体连续换向装置的供水腔连接，机械式液体连续换向装置设有定子、转子，定子周壁上开设两个以上的通孔，该通孔与相应的管道接头连接；定子内腔安装转子，转子设置腔室，该腔室上下两端敞开，转子周壁上开设两个通孔，转子腔室内设置隔离部件，隔离部件将转子腔室分成供水腔和回水腔，并将供水腔和回水腔的一端封闭，供水腔和回水腔分别与转子周壁上的通孔相对应，形成供回液体通道，隔离部件与传动轴连接件连为一体，水泵的主轴与机械式液体连续换向装置配合，使水泵能够驱动转子旋转，定子上的各管道接头分别通过管道与各自的气缸连接。

2.根据权利要求1所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：所述的隔离部件隔板(3)是直板或斜板，隔板(3)的一端连接第一堵板(4)，隔板(3)的另一端连接第二堵板(33)，第二堵板(33)与第一堵板(4)平行，隔板(3)、第一堵板(4)和第二堵板(33)连接后分别将转子腔室分隔成供水腔和回水腔，并将供水腔和回水腔的一端封闭。

3.根据权利要求1所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：所述隔离部件是倾斜板，倾斜板高度方向两端分别位于转子腔室的上下两端内壁处，并与转子相连，将转子腔室分隔成供水腔和回水腔。

4.根据权利要求2所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：所述隔板(3)、第二堵板(33)和第一堵板(4)为一体或分体结构，各连接处朝向腔室内壁一侧呈曲面状。

5.根据权利要求1所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：所述隔离部件是隔板(3)与第一堵板(4)及导流体相连的结构，隔板(3)是直板，隔板(3)高度方向一端与第一堵板(4)连接，第一堵板(4)上端面与第一导流体(31)连接；隔板(3)高度方向另一端与第二堵板(33)连接，第二堵板(33)下端面与第二导流体(32)连接，第一堵板(4)与第一导流体(31)连接处、第二堵板(33)与第二导流体(32)连接处、第一导流体(31)和第二导流体(32)朝向转子腔室内壁一侧均为曲面。

6.根据权利要求1所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：转子高度方向两端分别安装第一圆筒(5)和第二圆筒(6)，第一圆筒(5)和第二圆筒(6)的内壁直径与转子内壁直径相等，第一圆筒(5)内设置第一导流体(31)，第一导流体(31)一端与隔离部件一端连接，第一导流体(31)另一端与第一圆环(5)内壁相连；第二圆筒(6)内设置第二导流体(32)，第二导流体(32)一端与隔离部件另一端连接，第二导流体(32)另一端与第二圆筒(6)内壁相连；第一导流体(31)、第二导流体(32)和隔离部件连接后将转子、第一圆筒(5)和第二圆筒(6)分隔成供水腔和回水腔。

7.根据权利要求1所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：所述水泵主轴上或机械式液体连续换向装置转子(2)轴向端部安装液体浮力推动轴承(16)，液体浮力推动轴承是圆环状，圆环受力的一个端面上开设数个凹槽(20)，凹槽(20)以圆环为中心呈辐射状均布。

8.根据权利要求7所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：所述凹槽(20)的径向截面为弧形，该弧形线与圆环受力面连线连接处为圆角。

9.根据权利要求1所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：水泵的主轴与机械式液体连续换向装置的转子用一台电动机带动转动或者水泵的主轴和机械式液体连续换向装置的转子分别采用动力带动转动。

10.根据权利要求1所述的一种液体活塞空压机，其特征在于：机械式液体连续换向装置的转子与转子连接成一体的涡轮带动旋转。