空气压缩机
技术领域
本发明涉及一种空气压缩机。
背景技术
本发明涉及一种空气压缩机。
空气压缩机用于提供高压空气以用在若干应用中，例如，汽车轮胎、摩托车轮胎、自行车轮胎的充气以及气动锁定差速器的操作。此外，小型空气压缩机根据它们的安装可分为多种类型，例如，车载式和便携式。在车载式空气压缩机中，用户可选择在车辆上安装空气压缩机的位置，例如，使用螺钉紧固件将空气压缩机安装到卡车车厢的侧壁。另一方面，便携式空气压缩机将提供空气压缩机的能够立在平坦表面上的基座部分。这允许用户能够移动空气压缩机，以方便在不同的地方使用。之前已经发明出空气压缩机的示例。例如，Chi-Wen Chen的美国专利No.9,476,416。该美国专利No.9,476,416提到包括壳体构件、驱动构件和气缸构件的空气压缩机。根据美国专利No.9,476,416的装置缺少储气罐，导致对工件完全充气可能花费很多时间。
发明内容
本发明提供一种适用于车载式和便携式应用的小型空气压缩机。
根据本发明的空气压缩机包括：
具有用于驱动风扇和曲轴的轴的电机；
安装到曲轴箱的套筒；
安装到所述曲轴的连杆，所述连杆在一端具有活塞，所述活塞安装有簧片阀，所述活塞位于所述套筒中；
安装有簧片阀的阀板；
附接到罩的空气过滤器；
附接到所述曲轴箱的所述罩；
所述曲轴箱，包括多个凹部，每个凹部邻近储气罐的连接壁的一端定位，所述曲轴箱具有至少一个孔，该至少一个孔具有两端，所述孔的一端与气缸盖的孔连通，所述孔的另一端与所述曲轴箱的凹部连通，所述曲轴箱用于覆盖电机外壳的第一端并覆盖所述储气罐的第一端，所述曲轴箱具有允许空气流过的多个孔；
所述储气罐，包括中空部、内壁、外壁、第一端、第二端以及多个连接壁，所述中空部用于容纳电机外壳，各个连接壁分开定位，所述连接壁用于连接所述内壁与所述外壁，所述连接壁沿着所述储气罐的长度延伸以形成多个储气开口，所述储气开口具有两端，所述储气开口的一端与所述曲轴箱的凹部连通，所述储气开口的另一端与气罐端盖的凹部连通，所述外壁至少具有穿过其的螺纹孔；
至少一个塞子，所述塞子附接到所述储气罐的外壁的螺纹孔，所述塞子能够被移除以将装置连接到所述螺纹孔来接收压缩空气；
所述气缸盖，附接到所述曲轴箱，所述气缸盖具有与安全阀的孔连通的至少一个孔；
所述气罐端盖，附接到所述曲轴箱，所述气罐端盖具有多个凹部，每个凹部邻近所述储气罐的连接壁的另一端定位，所述气罐端盖具有用于固定电机端盖的安装点，所述气罐端盖用于覆盖所述储气罐的第二端；
所述风扇，位于所述电机端盖和所述风扇罩之间，所述风扇用于抽吸空气以使空气流过所述曲轴箱的孔、流过所述电机外壳和所述储气罐之间的空间、流过所述气罐端盖和所述电机端盖之间的空间、流过所述风扇罩的孔并流出所述空气压缩机；
所述风扇罩，具有允许空气流过的多个孔，其中所述风扇罩附接到所述气罐端盖；以及
所述安全阀，安装到所述气缸盖，当所述气缸盖内的空气压力升高至限定的极限以上时，所述安全阀将通过将所述气缸盖内的空气排放到所述气缸盖外部来操作。
本发明的目的在于提供一种具有集成的储气罐的空气压缩机，从而其可延长压缩机的动力循环之间的时间，而组件不具有大的尺寸增加。
本发明的另一目的在于为储气罐提供冷却，从而储气罐温度低并且对于用户而言是安全的。特别地，当用户将连接器或空气接头插入到储气罐/从储气罐移除时，这有助于储气罐不会烫伤用户的手。
本发明的另一目的在于为空气压缩机的诸如电机外壳和曲轴箱之类的部件提供冷却，从而空气压缩机的部件温度低。这延长了包括密封件在内的部件的寿命，并增大由给定间隔内的百分比运行时间(相对于冷却时间)限定的操作占空比。
本发明的另一目的在于提供一种能够由铝型材(aluminium extrusion)制成的储气罐。
通过下面的描述和附图，其它目的将变得明显。
附图说明
图1是示出根据本发明的空气压缩机的后视透视图；
图2是根据本发明的风扇罩的后视图；
图3是示出根据本发明的电机端盖的后视透视图；
图4是示出根据本发明的气缸盖、曲轴箱、密封件和储气罐的后视透视图；
图5是曲轴箱的后视图；
图6是示出根据本发明的气罐端盖的后视透视图；
图7是示出根据本发明的气罐端盖的前视透视图；
图8是示出根据本发明的空气压缩机的局部剖视图和透视图；
图9是取自图8的圆形点划线的放大图，示出安全阀；
图10是示出根据本发明的空气压缩机的俯视图；
图11是沿图10中的线11-11截取的剖视图，示出根据本发明的空气压缩机；
图12是示出根据本发明的空气压缩机的剖视图和后视透视图；
图13是示出根据本发明的空气压缩机的后视图；
图14是沿图13中的线14-14截取的剖视图，示出根据本发明的空气压缩机；
图15是沿图13中的线15-15截取的剖视图，示出根据本发明的空气压缩机；和
图16是沿图13中的线16-16截取的剖视图，示出根据本发明的空气压缩机。
具体实施方式
在下文中将参照附图描述本发明。每副附图均包括指示各个零件的标号。在附图中示出的相同的标号指示相同的零件。
本发明提供一种适用于车载式和便携式两种应用的小型空气压缩机。
图1示出根据本发明的空气压缩机30。图1还示出诸如曲轴箱31、气缸盖32、储气罐33、气罐端盖35、风扇罩36、基座39和线缆60之类的部件。当用户想要使用装置时，用户需要移除储气罐33的至少一个塞子，诸如塞子57或塞子58。随后，用户需要将空气管的连接器或空气接头连接到储气罐处的螺纹孔61或62，以替换塞子。之后，用户需要使用供应的接线器(wire loom)(未示出)将线缆60连接到电源。在启动接线器电源开关(未示出)时，电机开始操作，使得与轴40附接的零件旋转。附接到轴40的零件是风扇37和曲轴42。
图2示出风扇罩36，其包括用于插入螺钉67的多个孔92、用于允许空气流过的多个孔93以及用于插入螺钉68的多个孔94。
图3示出电机端盖38，其包括用于插入轴40的中间孔114以及用于插入螺钉113的两个孔115。
图4示出在组装在一起之前的曲轴箱31、气缸盖32、密封件120和储气罐33。
曲轴箱31包括顶部孔71，该顶部孔71与从前向后延伸的孔97连通。孔97允许空气经由空气过滤器罩50进入气缸，并且容纳曲轴42和活塞杆43。在曲轴箱31的后部，具有多个凹部72以及用于插入螺钉66的多个螺纹孔73，使得气罐端盖35附接到曲轴箱31。在曲轴箱31的顶部，具有允许空气流过的孔74和孔75，并且具有用于插入螺钉70以将气缸盖32附接到曲轴箱31的多个螺纹孔76。在部件被组装在一起之后，每个凹部72的位置将邻近储气罐的连接壁87。孔74用于在孔79和凹部72之间连通(图14)。孔75用于在孔78和凹部72之间连通(图16)。曲轴箱31还包括边缘106，以覆盖储气罐33的第一端108和密封件120。
气缸盖32包括用于插入螺钉70的多个孔81。在阀板45上方具有高压室77(图8)。有用于安装塞52的螺纹孔63(图4)。具有用于安装塞子56的螺纹孔65。具有与孔110连通的孔80(图9)。孔110邻近螺纹孔63。孔110用于容纳阀54和弹簧53。气缸盖具有用于与气缸盖的螺纹孔64连通的孔78。
储气罐33具有长度“L”，并包括中空部82、内壁98、外壁99、第一端108、第二端109和多个连接壁87。中空部82用于容纳电机外壳34。储气罐33还包括多个翅片111。翅片111从内壁98沿朝向储气罐的中轴线的方向延伸。翅片沿着储气罐的整个长度布置。翅片111提供刚度，并将热传导至气流以向流动的空气进行对流传热。各个连接壁87分开定位。连接壁87用于连接内壁98和外壁99。连接壁87沿着储气罐的整个长度布置，从而形成多个储气开口。储气开口具有两端。储气开口的一端与曲轴箱的凹部72连通。储气开口的另一端与气罐端盖35的凹部95连通。外壁99至少具有贯通的螺纹孔。图4示出四个连接壁87，从而形成四个储气开口，即，第一储气开口83、第二储气开口84、第三储气开口85和第四储气开口86。图4示出穿过外壁99的多个螺纹孔，即，螺纹孔61和螺纹孔62，用于安装两种不同尺寸的空气接头以连接管或装置。
储气罐33可由各种材料制成。本发明提供的储气罐33由具有内部肋的铝型材制成，以在与冷却风扇的作用组合时提供传导散热和对流散热。
图5示出包括多个孔96的曲轴箱31。孔96用于允许空气流过。图5示出位于顶侧、底侧、左侧和右侧的四个凹部72。凹部72用作空气从一个储气开口流动到下一个储气开口的通道。
图6示出气罐端盖35的后视透视图，该气罐端盖35包括用于插入螺钉66的孔89以及用于双用途螺钉的螺纹孔90和102。螺钉将风扇罩36固定到气罐端盖35，并且还将风扇罩36连接到基座39。基座的多个安装方位是可能的。图6示出用于拧紧螺钉113以将电机端盖38固定到气罐端盖35的螺纹孔91，并且示出用于拧紧螺钉68以将基座39的第一端固定到气罐端盖35的螺纹孔102。
图7是包括多个凹部95的气罐端盖35的前视透视图。本发明提供四个凹部95。在气罐端盖35与储气罐33组装在一起之后，每个凹部95将以连接壁87对准凹部95的中间的方式邻近储气罐33的连接壁87，从而凹部95通向由连接壁分开的两个储气开口。气罐端盖35还包括边缘107，用于覆盖储气罐33的第二端109和密封件121(图16)。
图8示出空气压缩机30组装后的部件，该空气压缩机30包括：
具有用于驱动风扇37和曲轴42的轴40的电机；
安装到曲轴箱31的套筒44；
安装到曲轴42的连杆43，该连杆43与活塞112铸造成一件，活塞安装有簧片阀46，活塞位于套筒44中；
安装有至少一个簧片阀117的阀板45；
附接到罩48的空气过滤器；
通过螺钉69(图10)附接到曲轴箱31的罩48；
包括多个凹部72的曲轴箱31，每个凹部72均邻近储气罐33的连接壁87的端部定位，曲轴箱具有至少一个孔，该至少一个孔具有两端，孔的一端与气缸盖的孔连通，孔的另一端与曲轴箱的凹部72连通，本发明提供与气缸盖的孔79连通的孔74，并提供与气缸盖的孔78连通的孔75，孔74和75与顶凹部72连通，曲轴箱31用于覆盖电机外壳34的第一端41并覆盖储气罐33的第一端108，曲轴箱31具有允许空气流动的多个孔96；
储气罐33，包括中空部82、内壁98、外壁99、第一端108、第二端109和多个连接壁87，中空部82用于容纳电机外壳34，各个连接壁87分开定位，连接壁87用于连接内壁98和外壁99，连接壁87沿着储气罐的整个长度延伸而形成多个储气开口，储气开口具有两端，储气开口的一端与曲轴箱的凹部72连通，储气开口的另一端与气罐端盖35的凹部95连通，外壁99至少具有贯通的螺纹孔；
至少一个塞子，该塞子被附接到储气罐的外壁99的贯通的螺纹孔，塞子可被移除以将装置连接到该螺纹孔而接收压缩空气；
附接到曲轴箱的气缸盖32，该气缸盖具有与安全阀的孔连通的至少一个孔；
与曲轴箱附接的气罐端盖35；该气罐端盖具有多个凹部95，每个凹部95邻近储气罐33的连接壁87的端部定位，气罐端盖具有用于容纳电机端盖38的中间孔88，气罐端盖用于覆盖储气罐33的第二端109；
附接到气罐端盖的电机端盖38，在将电机端盖与气罐端盖安装在一起从而在气罐端盖和电机端盖之间形成多个空间105时，电机端盖覆盖电机外壳34的第二端47；
位于电机端盖38和风扇罩36之间的风扇37，风扇37用于抽吸空气流过曲轴箱的孔96、流过电机外壳和储气罐之间的空间104、流过气罐端盖和电机端盖之间的空间105、流过风扇罩的孔93，然后离开空气压缩机；
具有允许空气流过的多个孔93的风扇罩36，其中风扇罩被附接到气罐端盖；
用于将基座39的前端固定到曲轴箱31的螺钉119；和
安装到气缸盖32的安全阀，当气缸盖内的空气压力升高至限定的极限以上时，安全阀将通过将气缸盖内的空气排放至气缸盖外部而操作。
在用户将线缆60连接到电源时，电机旋转，使得附接到轴40的部件旋转。附接到轴40的部件是风扇37和曲轴42。在风扇37旋转之后，使得外部空气被抽吸而沿着箭头300的方向通过孔96流入空气压缩机中。之后，空气将流过电机外壳和储气罐之间的空间104，从而形成热对流以冷却电机外壳34和储气罐33。空气继续流过电机端盖和气罐端盖之间的空间105、流过孔93并沿着箭头400的方向流出空气压缩机30。当曲轴42旋转时，连杆43和活塞112将移动。在进气行程中，活塞将移动远离阀板45，从而在空间100中建立低压。簧片阀46将打开，空气压缩机30外部的环境空气将沿着箭头200的方向流过空气过滤器罩50的孔、流过空气过滤材料51、流过空气过滤器49的基座的孔103并流入孔97中，然后通过打开的阀46流入空间100中。之后，用于压缩空间100中的空气的压缩行程将开始。活塞将朝阀板45移动，簧片阀46将关闭。当空间100内的压力在高压室77中的压力以上时，簧片阀117将打开，使得空气从空间100通过阀板45的孔流入到阀板上方的高压室77中。高压室77中的高压空气将经由孔78和79流入储气罐中。
图8还示出通过螺钉66附接到曲轴箱31的气罐端盖35。螺钉66插入通过气罐端盖的孔89、通过储气开口并紧固到曲轴箱31的螺纹孔73。此外，图8示出安装在气缸盖32和套筒44之间的位置的阀板45。
图9示出安全阀的部件。气缸盖32包括与孔110连通的孔80。孔110与螺纹孔63连通。在空气压缩机30在没有压力切断开关时操作的情况下，空气将被压缩，直到储气罐中的空气压力升高至限定的极限以上。安全阀将操作以将空气排放到气缸盖32外部。
安全阀包括：
具有孔101的塞子52，塞子52被紧固到气缸盖的螺纹孔63；
弹簧53，其中弹簧的一端推压阀54的肩部，弹簧的另一端推压塞子52；以及
阀54，其是具有肩部的圆柱形杆；
在阀关闭位置，阀54将关闭孔80，防止空气从气缸盖中的高压室77流入孔110中；
在阀打开位置，来自气缸盖内的高压室77的高压空气将流入孔80中并推压阀54，并使阀54朝塞子52移动，从而弹簧53被压缩，并且来自气缸盖内的空间的空气可流过孔80、流过孔110、流过塞子的孔101并离开气缸盖。
图10示出空气压缩机30，其包括多个塞子57，从而若干空气管或装置可被安装到空气压缩机30，由此压缩空气可同时被供应到若干应用。
图11示出空气压缩机30的部件，特别是与各自的连接壁87对准的所有四个凹部72的位置。
图11还示出顶凹部72，其在凹部72的中间位置与竖向的连接壁87重叠，由此形成与第一储气开口83连通的左部凹部72L并形成与第二储气开口84连通的右部凹部72R。
图11还示出左凹部72，其在凹部72的中间位置与水平连接壁87重叠，由此形成与第一储气开口83连通的顶部凹部72T并形成与第三储气开口85连通的底部凹部72B。
图11还示出右凹部72，其在凹部72的中间位置与水平连接壁87重叠，由此形成与第二储气开口84连通的顶部凹部72T并形成与第四储气开口86连通的底部凹部72B。
图11还示出底凹部72，其在凹部72的中间位置与竖向连接壁87重叠，由此形成与第三储气开口85连通的左部凹部72L并形成与第四储气开口86连通的右部凹部72R。
以上提及的凹部与连接壁的对准使得所有四个储气开口中的空气可彼此连通。
图11还示出附接到螺纹孔62的塞子67，并且示出每个螺钉66穿过各自的储气开口。此外，示出孔79与孔74连通，孔78与孔75连通。孔74和孔75与顶凹部72连通。图11还示出安装在储气罐的底部区域的塞子59。储气罐的底部中的螺纹孔61和62与顶部中的孔镜像相对，从而根据安装构造，存在适用于连接装置的4至8个端口。
图12示出空气压缩机30的部件，示出围绕电机外壳34定位的第一储气开口83、第二储气开口84、第三储气开口85和第四储气开口86。在储气罐的内壁98和电机外壳之间存在空间104。外部冷空气流过空间104，由此可有效地从储气罐33和电机外壳34移除热。
图12还示出空气压缩机30的部件的位置，示出安装到气缸盖32的三个塞子，即，塞子56、塞子52和塞子55，示出四个螺钉66，各个螺钉分别穿过第一储气开口83、第二储气开口84、第三储气开口85和第四储气开口86。
图13示出与曲轴箱的孔74连通的气缸盖的孔79的位置，曲轴箱的孔74连通至凹部72，凹部72连通至曲轴箱的孔75，曲轴箱的孔75连通至气缸盖的孔78。
图14和图16是示出在储气罐33中积聚高压空气时的空气压缩机30的部件的剖视图。工作原理是：在用户将空气压缩机30连接到电源之后，电机将操作使曲轴42旋转。当活塞112朝阀板45移动时，空间100中的空气被压缩同时空气被抽吸通过空气过滤器进入曲轴箱的孔97中。
空间100中的空气的压缩通过在簧片阀46关闭的同时活塞112朝阀板45移动完成。当空间100中的压力大于高压室77时，簧片阀117打开，从而空间100中的压缩空气通过阀板45的孔流入高压室77中。
环境空气通过活塞移动远离阀板45而被抽吸到曲轴箱的孔97中，由于这种运动在空间100中建立低压，从而使得簧片阀46打开。因此，外部气流流过空气过滤器罩50的孔、流过过滤材料、流过过滤器基座49的孔103、流入曲轴箱的孔97中，并流过簧片阀46而流入到空间100中。
当电机继续操作时，来自高压室77的高压空气将流动到四个储气开口中，即：
来自高压室77的高压空气沿着图14中的箭头500所示的方向流过孔79、流过孔74、通过左部凹部72L进入第一储气开口83中；
来自高压室77的高压空气沿着图16中的箭头500所示的方向流过孔78、流过孔75、通过右部凹部72R进入第二储气开口84中；
来自第一储气开口83的高压空气通过顶部凹部72T流入底部凹部72B中，并流入第三储气开口85中；
来自第二储气开口84的高压空气通过顶部凹部72T流入底部凹部72B中，并流入第四储气开口86中；
来自每个储气开口的高压空气均从第一端108流到第二端109，直到撞到气罐端盖35。从上面的描述可知，气罐端盖的每个凹部95均邻近连接壁87的另一端定位，从而形成左部凹部95L、右部凹部95R、顶部凹部95T和底部凹部95B。因此，所有四个储气开口、曲轴箱的所有四个凹部72和气罐端盖的所有四个凹部95可彼此连通。因此，高压空气可流过所有四个储气开口、流过曲轴箱的所有四个凹部72并流过气罐端盖的所有四个凹部95。使用这种布置意味着可将装置可被安装到任何端口61或62上，罐内的压力将是均等的。
图15是示出螺钉68穿过基座39的孔116、穿过风扇罩36的孔94并紧固到气罐端盖35的螺纹孔102由此基座39的后部附接到气罐端盖35的剖视图。
由于根据本发明的空气压缩机提供储气罐，因此减少用于运行诸如气动锁定差速器的装置的动力循环次数。
由于根据本发明的空气压缩机为储气罐提供冷却，所以储气罐温度低并且对用户而言是安全的。特别地，当用户将连接器或空气接头插入到储气罐/从储气罐移除时，有助于储气罐不会烫伤用户的手。
由于根据本发明的空气压缩机为空气压缩机的部件提供冷却，所以部件温度低。因此，包括密封件的部件的寿命长，并且增大操作的占空比。
此外，根据本发明的空气压缩机提供可由铝型材制成的储气罐。
