工程陶瓷制成主要结构件的球面活塞式空气压缩机的制作方法

专利名称：工程陶瓷制成主要结构件的球面活塞式空气压缩机的制作方法技术领域：本发明涉及空气压缩机，目前使用空气压缩机其主要缺陷是噪音大，润滑油外泄污染，驱动能耗大，使用寿命短。本发明空气压缩机双缸并列，一缸由电机直接驱动，第二缸由齿轮传动;活塞为球面形，活塞行程与气缸直径比1∶1，单次排量大，在球面活塞中心设置进气单向阀，在连杆中心开设进气通道，正机结构简单而紧凑，在排气口增设排气消音装置。本发明用工程陶瓷结构件替代金属结构件其主要特征可降低噪音，无需润滑油，减低驱动功能。用氮化硅陶瓷制成气缸套与碳化硅陶瓷制成球面密封环组成密封容器在高速往复运转中无需润滑油，磨擦噪音，磨擦热，磨擦阻力均低。因工程陶瓷物理特性是质轻，高硬而耐磨，耐高温，不热胀冷缩，耐腐蚀，磨擦系数低，又如球面密封环与气缸壁是线接触，综合上述诸因素，驱动功能低，陶瓷与陶瓷磨擦噪音其微，磨擦热，磨擦阻力均低，由陶瓷结构件组装空气压缩机运转中噪音其微，使用寿命长，驱动能耗低，无润滑油外泄污染。本发明空气压缩机排气口增设排气消音机构，该消音机构包括两个半辨R波纹管及气体分流导流罩，两个半辨R波纹管用工程塑料ABS注塑成形，气体导流罩用工程塑料尼龙注塑成形，其消音原理是将两个半辨对合装入金属套管内再装入导流罩，组装好消音器与压缩机排气口对接，压缩机排出高压层流气体首先由导流罩分流，迫使气体沿波纹管週壁运行，由于波纹管多节凹凸R沟槽，气体反复收缩、膨胀，并且产生涡旋，使气体内部分子产生内阻凝，而降低气体流速达到消音，另一方面塑料波纹管也吸收部份高能气体产生高频激震噪音与管壁磨擦噪音。该消音机构也可适合于内燃机排气消音，只要改用高氧化铝陶土制成波纹管和导流罩，因为高氧化铝陶土能耐高温与腐蚀，高氧化铝陶土可模压成形，一次烧结，制造工艺简易，生产成本较低。以下结合附图所示的实施例进一步说明。图1，是该空气压缩机装置总体结构示意图。图2，球面活塞连杆中镶嵌氮化硅陶瓷制成轴承。图3，ABS工程塑料注塑成形两个半辨波纹管示意图。图4，碳化硅陶瓷制成球面密封环示意图。图5，工程塑料尼龙注塑成形气体分流导流罩示意图。图6，碳化硅陶瓷制成进气单向密封阀示意图。图7，碳化硅陶瓷制成排气单向密封阀示意图。图8，氮化硅陶瓷制成气缸套示意图。图9，金属球面活塞构造特征示意图。图10，氮化硅陶瓷制成静环示意图。图1，图10所示该空气压缩机全部装置包括工程陶瓷结构件，球面活塞连杆中镶嵌氮化硅陶瓷制成轴承;球面活塞中配置碳化硅陶瓷制成球面密封环;金属气缸体中镶嵌氮化硅陶瓷制成气缸套;碳化硅陶瓷制成进气单向密封阀，排气单向密封阀;动态密封的氮化硅陶瓷制成静环;空气压缩机排气口增设消音机构。1，用工程陶瓷制成空气压缩机主要结构件替代金属件其重要特征是降低噪音，与驱动功能，免加注润滑油，使用寿命延长，无润滑油外泄污染，综合上述优点，由于工程陶瓷优良物理性能，质轻而高硬，耐磨而耐腐蚀，不热胀冷缩，磨擦系数低，只有0.01，陶瓷件表面经研磨，抛光可达到镜面状即高光洁度，用于相对磨擦，在无润滑油下也不增加磨擦阻力与磨擦热，另一因素是水是工程陶瓷润滑剂，在压缩过程中空气中部份蒸气还原成水，因此可显著降低驱动功能。2、该空气压缩机的进气阀与排气阀布局与结构与传统空气压缩机进气阀与排气阀布局不同，将进气阀设置在球面活塞中，球面连杆中开设进气通道，进气阀与排气阀不需用压王强迫闭合，阀的闭合与抬升是利用球面活塞下行时活塞上腔是真空，空气由连杆中心通道顶动进气单向密封阀、给气缸充气、吸气直到活塞下限，吸气时间长，当活塞转上行时，活塞上腔升压，进气单向密封阀自行下遂闭合，密封进气口，上腔增压排气阀自行抬升排气，用工程陶瓷碳化硅制成的进气单向阀与排气单向密封阀，其特征是工程陶瓷质轻而高硬又耐磨，密封阀闭合与金属碰撞声其微，显著降低阀的闭合碰撞噪音，又可增加使用寿命。3、空气压缩机的排气口增设排气消音机构，该机构包括金属套管，两个半辨组合波纹管，材质ABS工程塑料，工艺是注塑成形，再组合气体分流导流罩，其消音原理是将空气压缩机排出高压层流气体经气体导流罩分流，迫使气体沿波纹管週壁运行，由于波纹管多节凹凸R沟槽，气体沿着光滑R沟槽不断收缩，膨胀而迫使层流气体转变成涡旋气流，形成气体分子间产生内阻凝而导致降低气体流速，同时塑料波纹管也能吸收部份高能气体激震噪音和气体与管壁磨擦噪音，综合上述消音原理，该消音机构可显著降低排气噪音。该消音机构也可适用内燃机排气消音，只要改用高氧化铝陶土模压成形波纹管和气体导流罩装入金属套管中制成消音器可承受内燃机排出高温而又腐蚀气体。4，工程陶瓷结构件制造工艺是模压成形，烧结工艺程序是二次烧结，将模压成形素坯经修饰毛边，检验，进行一次烧结，此时半成品硬度不高易加工，可进行车削，珩磨等加工，经精加工好陶瓷件再检验合格后，再次成品烧结，烧结好成品还要进行精密加工，研磨，电脉冲磨削，抛光等加工，然后用掺拌超细铜粉的环氧树脂胶，涂覆金属形腔，将陶瓷件放入形腔，定位后经真空中加热固化。进气单向密封阀，排气单向密封阀，环而密封环经研磨，抛光即可组装。权利要求1.工程陶瓷制成主要结构件的球面活塞式气体压缩机，其总体结构装置包括(4)碳化硅制成球面密封环与(8)氮化硅制成缸套组成摩擦副(9)球面活塞头部中心设置陶瓷密封阀(6)与连杆中心进气通道组成进气机构，排气口设置消音装置包括(3)波纹管与导流罩等组成，(2)曲拐销轴的陶瓷轴承及(10)陶瓷静环等组成正机其特征在于驱动功能低，噪音小，使用期长，重要的是不需加注润滑剂。2.根据权利要求1所述的装置，陶瓷制成球面密封环与陶瓷制成缸套组成动态摩擦副其特征在于高速相对运动下，摩擦阻力与摩擦热均低，不需加注润滑剂。3.根据权利要求1所述的装置，球面活塞头部中心设置陶瓷密封阀与连杆中心通道组成进气机构其特征在于活塞下行时自行吸气。4.根据权利要求1所述的消音装置，两个半辨组成波纹管及气体导流罩装置在高压气体流经波纹管生成涡旋，降低流速。全文摘要本发明工程陶瓷制成主要结构件的球面活塞式空气压缩机其主要特征是双缸并列，正机结构简单而紧凑，球面活塞行程与气缸直径达到1∶1，单次排量大。该空气压缩机的气缸套，球面活塞密封环，进气单向阀，排气单向阀，球面活塞连杆轴承均用工程陶瓷制成其性能是噪音低，驱动功能低，可在无润滑油下运转；空气压缩机排气口增设工程塑料制成波纹管降低排气噪音。该空气压缩机用工程陶瓷制成主要结构件的特征是耐磨损，使用寿命长，不需润滑油可运转，无污染，使用费低。该空气压缩机也可作真空度要求不高，真空抽气机。文档编号F04B25/00GK1061078SQ90108870公开日1992年5月13日 申请日期1990年10月31日 优先权日1990年10月31日发明者方明 申请人:方明