CN115479008B - 一种星型空气压缩机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种星型空气压缩机系统，包括曲轴和设置在曲轴上的四个气缸，通过四个气缸沿竖向分布在曲轴上，且任意相邻的两个气缸之间的角度的90°，使四个气缸星型分布在曲轴上，进而增大其稳定性；工作时，电机带动曲轴连杆驱动各个气缸内的活塞往复运动，四个气缸依次完成吸气—压缩—排气—膨胀四个工作过程，各个气缸通过水冷装置进行水冷，进而增大冷却效果，相对现有的空气冷却，冷却效率更高。

Description

一种星型空气压缩机系统

技术领域

本发明涉及空气压缩机技术领域，尤其涉及一种星型空气压缩机系统。

背景技术

为提高空气压缩机的做功效率，四缸空气压缩机得到越来越广泛的应用。

四缸空气压缩机，通常在曲轴箱上设置四个空气压缩组件，四个空气压缩组件在使用过程中不断的做功产生热量，如若散热不及时，则极有可能影响气缸正常工作及使用寿命。

现有的四缸空气压缩机的轴向往往采用横向，且四个气缸的冷却采用风冷，如专利文件[CN201520679652.2]提出了一种四缸空气压缩机，通过流动的气体对气缸进行冷却，冷却效果差。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种星型空气压缩机系统。

本发明提出的一种星型空气压缩机系统，包括曲轴、第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸、第一水冷装置、第二水冷装置、第三水冷装置和第四水冷装置，其中：

所述第一气缸、所述第四气缸、所述第三气缸和所述第二气缸从上到下安装在所述曲轴上，任意相邻的两个气缸之间的角度为90°；

所述外界气体经过所述第一气缸、所述第二气缸、所述第三气缸和所述第四气缸，最后从所述第四气缸排出；

所述第一水冷装置包覆在所述第一气缸外用于对第一气缸冷却，所述第二水冷装置包覆在所述第二气缸外并用于对第二气缸冷却，所述第三水冷装置包覆在所述第三气缸外并用于对第三气缸冷却，所述第四水冷装置包覆在所述第四气缸外并用于对所述第四气缸冷却；

具体的，水冷装置(此处的水冷装置可以是第一水冷装置、第二水冷装置、第三水冷装置、第四水冷装置)可以为包覆在气缸(此处的气缸可以是第一气缸、第二气缸、第三气缸、第四气缸)外，水冷装置可以为现有技术中的水管缠绕在气缸的外部，也可以是具有冷却腔的外壳套设在气缸外，进而通过循环的冷却水对气缸进行冷却，进而增大冷却效率。

通过四个气缸沿竖向分布在曲轴上，且任意相邻的两个气缸之间的角度的90°，使四个气缸星型分布在曲轴上，进而增大其稳定性；工作时，电机带动曲轴连杆驱动各个气缸内的活塞往复运动，四个气缸依次完成吸气—压缩—排气—膨胀四个工作过程，各个气缸通过水冷装置进行水冷，进而增大冷却效果，相对现有的空气冷却，冷却效率更高。

优选的，包括进气管、第一连接管、第二连接管、第三连接管和出气管，其中：

所述进气管与所述第一气缸的进气口连接，所述第一连接管用于将所述第一气缸的出气口和第二气缸的进气口连通，所述第二连接管用于将所述第二气缸的出气口和第三气缸的进气口连通，所述第三连接管用于将所述第三气缸的出气口和所述第四气缸的进气口连通，所述出气管与所述第四气缸的出气口连通。

优选的，所述进气管上设有进气消音器。

优选的，所述第一连接管上设有第一油气分离器。

优选的，还包括排污装置，所述油气分离器排出的液体排至排污装置内。

优选的，还包括第一冷却器、第二冷却器、第三冷却器和第四冷却器，所述第一冷却器用于对从所述第一气缸排出气体进行冷却，所述第二冷却器用于对从所述第二气缸排出气体进行冷却，所述第三冷却器用于对所述第三气缸排出的气体进行冷却，所述第四冷却器用于对从所述第四气缸排出的气体进行冷却。

优选的，还包括进水管、第一连接水管、第二连接水管、第三连接水管、第四连接水管、第五连接水管、第六连接水管、第七连接水管和出水管；

所述进水管与所述第四冷却器的进水口连通，所述第四冷却器的出水口通过所述第一连接水管与所述第一冷却器的进水口连通，所述第一冷却器的出水口通过所述第二连接水管与所述第一水冷装置的进水口连通，所述第一水冷装置的出水口通过所述第三连接水管与所述第三水冷装置的进水口连通，所述第三水冷装置的出水口通过所述第四连接水管与所述第三冷却器的进水口连通，所述第三冷却器的出水口通过所述第五连接水管与所述第二冷却器的进水口连通，所述第二冷却器的出水口通过所述第六连接水管与所述第二水冷装置的进水口连通，所述第二水冷装置的出水口通过所述第七连接水管与所述第四水冷装置的进水口连通，所述第四水冷装置的出水口与所述出水管连接；

即：所述第一冷却器和第四冷却器用于对进入到第一水冷装置内的液体进行冷却，所述第二冷却器用于对进入到第二水冷装置内的液体进行冷却，所述第三冷却器用于对第三水冷装置排出的液体进行冷却。

优选的，与所述第一气缸、所述第二气缸、所述第三气缸、所述第四气缸连接的连杆、活塞质量均相等，即与第一气缸连接的连杆、与第二气缸连接的连杆、与第三气缸连接的连杆和与第四气缸连接的连杆质量相对，与第一气缸连接的活塞、与第二气缸连接的活塞、与第三气缸连接的活塞和与第四气缸连接的活塞质量相等。

本发明中，所提出的星型空气压缩机系统，结构简单，通过四个气缸沿竖向分布在曲轴上，且任意相邻的两个气缸之间的角度的°，使四个气缸星型分布在曲轴上，进而增大其稳定性；同时对气缸(此处的气缸包括第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸)通过水冷的方式降温，进而增大其冷却效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明系统图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解对本发明的限制。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示的一种星型空气压缩机系统，包括曲轴1、第一气缸2、第二气缸3、第三气缸4、第四气缸5、第一水冷装置6、第二水冷装置7、第三水冷装置8和第四水冷装置9，其中：

所述第一气缸2、所述第四气缸5、所述第三气缸4和所述第二气缸3从上到下安装在所述曲轴1上，任意相邻的两个气缸之间的角度为90°，需要说明的是为了便于表示个该空气压缩机系统图1中的曲轴1为横向设置，实际生产制造曲轴1为竖向安装在空气压缩机基座上；

所述外界气体经过所述第一气缸2、第二气缸3、第三气缸4和第四气缸5，最后从第四气缸5排出；

所述第一水冷装置6、第二水冷装置7、第三水冷装置8和第四水冷装置9均为现有技术中具有冷却腔的外壳包覆在气缸第一气缸2、第二气缸3、第三气和第四气缸5的外部，通过在冷却腔中通入循环的冷却水实现对第一气缸2、第二气缸3、第三气缸4和第四气缸5进行冷却；

所述第一水冷装置6包覆在所述第一气缸2外用于对第一气缸2冷却，所述第二水冷装置7包覆在所述第二气缸3外并用于对第二气缸3冷却，所述第三水冷装置8包覆在所述第三气缸4外并用于对第三气缸4冷却，所述第四水冷装置9包覆在所述第四气缸5外并用于对所述第四气缸5冷却；

即各级气缸气缸指的是第一气缸2、第二气缸3、第三气缸4和第四气缸5均为水冷、干式缸套结构；

曲轴1竖向设置，第一气缸2、第二气缸3、第三气缸4和第四气缸5呈星型分布，沿竖向分布在曲轴1上，与第一气缸2连接的连杆、与第二气缸3连接的连杆、与第三气缸4连接的连杆和与第四气缸5连接的连杆质量相等，与第一气缸2连接的活塞、与第二气缸3连接的活塞、与第三气缸4连接的活塞和与第四气缸5连接的活塞质量相等，使往复惯性力及力矩达到最佳平衡；

具体的，包括进气管10、第一连接管11、第二连接管12、第三连接管13和出气管14，其中：

所述进气管10与所述第一气缸2的进气口连接，所述第一连接管11用于将所述第一气缸2的出气口和第二气缸3的进气口连通，所述第二连接管12用于将所述第二气缸3的出气口和第三气缸4的进气口连通，所述第三连接管13用于将所述第三气缸4的出气口和所述第四气缸5的进气口连通，所述出气管14与所述第四气缸5的出气口连通；

优选的，所述进气管10上设有进气消音器15；

优选的，所述第一连接管11上设有第一油气分离器16，第一油气分离器16用于对从第一气缸2排出的气体进行过滤，所述第二连接管12上设有第二油气分离器17，第二油气分离器17用于对从第二气缸3排出的气体进行过滤，所述第三连接管13上设有第三油气分离器18，第三油气分离器18用于对从第三气缸4排出的气体进行过滤，所述出气管14上设有第四油气分离器19，第四油气分离器19用于对从第四气缸5排出的气体进行过滤；

优选的，还包括排污装置，具体的，排污装置包括集污桶24，集污桶24用于收集从第一油气分离器16、第二油气分离器17、第三油气分离器18和第四油气分离器19中的液体混合物；

优选的，为了增大冷却效果优选的，还包括第一冷却器20、第二冷却器21、第三冷却器22和第四冷却器23，所述第一冷却器20和第四冷却器23用于对进入到第一水冷装置6内的液体进行冷却，所述第二冷却器21用于对进入到第二水冷装置7内的液体进行冷却，所述第三冷却器22用于对第三水冷装置8排出的液体进行冷却；

具体的，第一气缸2排出的气体经由第一冷却器20后再进入第一油气分离器16进行油气分离，经由第一油气分离器16分离的气体再进入第二气缸3；第二气缸3排出的气体经由第二冷却器21后再进入第二油气分离器17进行油气分离，经由第二油气分离器17分离的气体再进入第三气缸4；第三气缸4排出的气体经由第三冷却器22后再进入第三油气分离器18进行油气分离，经由第三油气分离器18的气体再进入第四气缸5，第四气缸5排出的气体向经由第四冷却器23再进入第四油气分离器19，从第四油气分离器19排出的气体经由出气管14排出；

具体的，还包括进水管25、第一连接水管26、第二连接水管27、第三连接水管28、第四连接水管29、第五连接水管30、第六连接水管31、第七连接水管32和出水管33；

所述进水管25与所述第四冷却器23的进水口连通，所述第四冷却器23的出水口通过所述第一连接水管26与所述第一冷却器20的进水口连通，所述第一冷却器20的出水口通过所述第二连接水管27与所述第一水冷装置6的进水口连通，所述第一水冷装置6的出水口通过所述第三连接水管28与所述第三水冷装置8的进水口连通，所述第三水冷装置8的出水口通过所述第四连接水管29与所述第三冷却器22的进水口连通，所述第三冷却器22的出水口通过所述第五连接水管30与所述第二冷却器21的进水口连通，所述第二冷却器21的出水口通过所述第六连接水管31与所述第二水冷装置7的进水口连通，所述第二水冷装置7的出水口通过所述第七连接水管32与所述第四水冷装置9的进水口连通，所述第四水冷装置9的出水口与所述出水管33连接；

第一冷却器20和第四冷却器23对进入第一水冷装置6和第三水冷装置8的水进行冷却，第三冷却器22、第二冷却器21还对进入第二水冷装置7和第四水冷装置9的液体进行冷却，进一步提高冷却效果；

在一些实施例中优选的，另外如图1所示，还包括润滑装置，齿轮室油泵通过曲轴1带动，分别对曲轴1的上、下轴颈，曲柄销和第四气缸5进行压力润滑，第一气缸2、第二气缸3和第三气缸4、连杆小头为飞溅润滑；

需要说明的是，如图1所示，可以根据需要在管路上设置阀门。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种星型空气压缩机系统，其特征在于，包括曲轴（1）、第一气缸（2）、第二气缸（3）、第三气缸（4）、第四气缸（5）、第一水冷装置（6）、第二水冷装置（7）、第三水冷装置（8）和第四水冷装置（9），其中：

所述第一气缸（2）、所述第四气缸（5）、所述第三气缸（4）和所述第二气缸（3）从上到下安装在所述曲轴（1）上，沿所述曲轴（1）径向呈放射状星型分布，任意相邻的两个气缸之间的角度为90°；

外界气体经过所述第一气缸（2）、第二气缸（3）、第三气缸（4）和第四气缸（5），最后从第四气缸（5）排出；

所述第一水冷装置（6）包覆在所述第一气缸（2）外用于对第一气缸（2）冷却，所述第二水冷装置（7）包覆在所述第二气缸（3）外并用于对第二气缸（3）冷却，所述第三水冷装置（8）包覆在所述第三气缸（4）外并用于对第三气缸（4）冷却，所述第四水冷装置（9）包覆在所述第四气缸（5）外并用于对所述第四气缸（5）冷却；

包括进气管（10）、第一连接管（11）、第二连接管（12）、第三连接管（13）和出气管（14），其中：

所述进气管（10）与所述第一气缸（2）的进气口连接，所述第一连接管（11）用于将所述第一气缸（2）的出气口和第二气缸（3）的进气口连通，所述第二连接管（12）用于将所述第二气缸（3）的出气口和第三气缸（4）的进气口连通，所述第三连接管（13）用于将所述第三气缸（4）的出气口和所述第四气缸（5）的进气口连通，所述出气管（14）与所述第四气缸（5）的出气口连通；

还包括第一冷却器（20）、第二冷却器（21）、第三冷却器（22）和第四冷却器（23），所述第一冷却器（20）用于对从所述第一气缸（2）排出气体进行冷却，所述第二冷却器（21）用于对从所述第二气缸（3）排出气体进行冷却，所述第三冷却器（22）用于对所述第三气缸（4）排出的气体进行冷却，所述第四冷却器（23）用于对从所述第四气缸（5）排出的气体进行冷却；

还包括进水管（25）、第一连接水管（26）、第二连接水管（27）、第三连接水管（28）、第四连接水管（29）、第五连接水管（30）、第六连接水管（31）、第七连接水管（32）和出水管（33）；

所述进水管（25）与所述第四冷却器（23）的进水口连通，所述第四冷却器（23）的出水口通过所述第一连接水管（26）与所述第一冷却器（20）的进水口连通，所述第一冷却器（20）的出水口通过所述第二连接水管（27）与所述第一水冷装置（6）的进水口连通，所述第一水冷装置（6）的出水口通过所述第三连接水管（28）与所述第三水冷装置（8）的进水口连通，所述第三水冷装置（8）的出水口通过所述第四连接水管（29）与所述第三冷却器（22）的进水口连通，所述第三冷却器（22）的出水口通过所述第五连接水管（30）与所述第二冷却器（21）的进水口连通，所述第二冷却器（21）的出水口通过所述第六连接水管（31）与所述第二水冷装置（7）的进水口连通，所述第二水冷装置（7）的出水口通过所述第七连接水管（32）与所述第四水冷装置（9）的进水口连通，所述第四水冷装置（9）的出水口与所述出水管（33）连接，第一冷却器（20）和第四冷却器（23）对进入第一水冷装置（6）和第三水冷装置（8）的水进行冷却，第三冷却器（22）、第二冷却器（21）还对进入第二水冷装置（7）和第四水冷装置（9）的液体进行冷却；

与所述第一气缸（2）、所述第二气缸（3）、所述第三气缸（4）、所述第四气缸（5）连接的连杆、活塞质量均相等。

2.根据权利要求1所述的星型空气压缩机系统，其特征在于，所述进气管（10）上设有进气消音器（15）。

3.根据权利要求1所述的星型空气压缩机系统，其特征在于，所述第一连接管（11）上设有第一油气分离器。

4.根据权利要求3所述的星型空气压缩机系统，其特征在于，还包括排污装置，所述油气分离器排出的液体排至排污装置内。