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往复式压缩机及包括有往复式压缩机的为便携式工具提供动的系统

阅读:627发布:2021-04-11

专利汇可以提供往复式压缩机及包括有往复式压缩机的为便携式工具提供动的系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种往复式 压缩机 或 泵 ,其具有 歧管 ,该歧管不仅配置成限定出用于接收从多个缸体处排放的 流体 的中空内部,而且亦限定出承载缸体的基部或 框架 。部分地由可挠性材料形成的独特的 阀 借助相对于传统式 簧片 阀 保留较少热量而降低了疲劳的可能性且增加了效率。安装在平行于 马 达壳体延伸的把手的一端处的压缩机或泵提供了一种携带容易的便携式组件,其中该马达壳体同样从压缩机或泵处延伸。安装在马达与压缩机之间的 风 扇通过压缩机入口引导空气,用以冷却马达以及供给压缩机。便携式工具系统能给 气动 以及电动工具二者提供动 力 。用于径向压缩机或泵的 连接杆 件结构提供增进的强度且较容易组装。,下面是往复式压缩机及包括有往复式压缩机的为便携式工具提供动的系统专利的具体信息内容。

1.一种往复式压缩机,包括:
多个缸套,每个缸套都具有穿过其中的圆柱形孔;
多个活塞,每个活塞都在相应的一个缸套的圆柱形孔内密封至该 相应的一个缸套;
耦接到每个活塞的驱动系统,其用以实现每个活塞沿着各自缸套 的圆柱形孔、在完全伸展位置与完全缩回位置之间的往复运动,该完 全伸展位置离驱动系统最远,而该完全缩回位置则离驱动系统最近;
与每个缸套相关联的进入以及排出阀,该进入阀被配置成当活 塞朝向该完全缩回位置缩回时开启且当活塞延伸离开该完全缩回位置 时关闭,而该排出阀被配置成当活塞朝向该完全伸展位置延伸时开启 且当该活塞远离该完全伸展位置缩回时关闭;
具有中空内部的歧管,当与每个缸套相关联的进入阀开启时,该 中空内部与该每个缸套的圆柱形孔流体连通;
其中所述多个缸套及所述驱动系统由该歧管承载。
2.根据权利要求1所述的往复式压缩机或泵,其中,所述多个缸 套配置在共同平面中且围绕垂直于该共同平面的轴线径向地延伸。
3.根据权利要求1所述的往复式压缩机或泵,其中,所述多个缸 套安装于该歧管的外部表面上。
4.根据权利要求3所述的往复式压缩机或泵,其中,每个缸套沿 着该歧管的外部表面所处的平面延伸。
5.根据权利要求1所述的往复式压缩机或泵,其中,其上承载有 所述缸套的所述歧管实质上是刚性的。
6.根据权利要求1所述的往复式压缩机或泵,其中,该歧管密封 至每个缸套的外部表面,用以封住该缸套的一部分,其中,与该缸套 相关联的排出阀被限定在该部分上。
7.根据权利要求2所述的往复式压缩机或泵,其中,该歧管的中 空内部限定出环形空间,该环形空间围绕所述轴线延伸以与每个排出 阀相连通。
8.根据权利要求1所述的往复式压缩机或泵,其中,每个缸套至 少部分地配置在该歧管的中空内部内,且每个排出阀配置在该歧管的 中空内部内,用以控制缸套的圆柱形孔与周围的所述中空内部之间的 流动。
9.根据权利要求8所述的往复式压缩机或泵,其中,每个排出阀 包括至少一个延伸通过该缸套的排出口以及围绕该缸套沿圆周方向配 置的弹性带;在活塞朝向完全伸展位置运动期间,弹性带能够借助通 过该排出口施加在弹性带上的流体压而围绕各自的缸套弹性地伸 展。
10.根据权利要求1所述的往复式压缩机或泵,其还包括曲柄容 室,所述驱动系统至少部分地配置在该曲柄容室中,所述缸套从该曲 柄容室突伸到该歧管的中空内部内。
11.根据权利要求10所述的往复式压缩机或泵,其中,所述曲柄 容室被环形壁围绕,且该歧管的中空内部限定出围绕该环形壁延伸的、 当相应的排出阀打开时与每个缸套的圆柱形孔相连通的环形空间;其 中,所述缸套从该环形壁径向地突伸到该歧管的中空内部中。
12.一种便携式压缩机或泵组件,包括:
携带把手,其具有相对的第一端部以及第二端部;
达,其被支撑在该携带把手上且包括沿着该携带把手延伸的驱 动轴杆;以及
往复式压缩机或泵,其在该携带把手的第一端部处被支撑在该携 带把手上,且被连接到马达的驱动轴杆以由其驱动。
13.根据权利要求12所述的便携式压缩机或泵组件,其还包括动 力输送装置,该动力输送装置连接到所述马达以由接收其动力。
14.根据权利要求13所述的便携式压缩机或泵组件,其中,该动 力输送装置被支撑在该携带把手的第二端部处。
15.根据权利要求13所述的便携式压缩机或泵组件,其中,该动 力输送装置能够手动移除。
16.根据权利要求12所述的便携式压缩机或泵组件,其还包括第 二往复式压缩机或泵,该第二往复式压缩机或泵在该携带把手的第二 端部处被支撑在该携带把手上,且被连接到该马达的驱动轴杆以由其 进行驱动。
17.根据权利要求16所述的便携式压缩机或泵组件,其还包括连 接到马达以接收动力的动力输送装置,该动力输送装置限定出基部, 所述携带把手、马达及往复式压缩机或泵安装在该基部上。
18.根据权利要求13所述的便携式压缩机或泵组件,还包括:
沿着所述携带把手延伸的、与接收器流体连通的管道,其中该往 复式压缩机或泵的操作将流体送入该接收器中;以及
压力开关,其在该管道的与所述携带把手的第二端部最接近的端 部处与该管道流体连通,用于电连接到所述动力输送装置及马达,从 而根据在所述管道以及所述接收器内所测量到的压力来控制所述马达 的运作。
19.根据权利要求16所述的便携式压缩机或泵组件,其还包括:
沿着所述携带把手延伸的、将两个接收器流体连通的管道,其中 所述往复式压缩机或泵的运作将流体送入所述两个接收器中;以及
出口,该出口与该管道以及所述两个接收器流体连通,以限定出 这两个往复式压缩机或泵的共同的排出口。
20.根据权利要求19所述的便携式压缩机或泵组件,其中,该管 道是由该携带把手的中空内部限定。
21.根据权利要求12所述的便携式压缩机或泵组件,其中,该往 复式压缩机或泵包括多个缸体,这些缸体围绕所述驱动轴杆的轴线在 一共同平面内间隔开,且每个缸体都相对于该轴线在该共同平面内径 向地延伸。
22.一种往复式压缩机或泵,包括:
壳体,其限定出曲柄容室;
曲柄轴杆,其包括配置成用于绕着轴线被驱动旋转的轴、以及在 曲柄容室内与该轴线偏心地承载在该轴上的曲柄销钉;
多个缸体,所述多个缸体配置成围绕该轴线从该曲柄容室径向地 向外延伸;以及
活塞及杆件结构,其包括:
中央主体,该中央主体以可枢转方式紧固到该曲柄销 钉,以用于在该中央主体与该曲柄销钉之间的围绕由该曲 柄销钉所限定出的偏心轴线进行的相对旋转,该偏心轴线 相对于该轴旋转所围绕的轴线偏心;
多个连接杆件,每个连接杆件在其一个端部处具有连 接至该中央主体的第一连接部,并且从该第一连接部向外 延伸到第二连接部,每个连接杆件的第一连接部都允许连 接杆件相对于该中央主体的大致枢转运动;以及
多个活塞,每个活塞都被连接到相应的所述连接杆件 的第二连接部,且抵靠着相应缸体的内壁被密封,每个连 接杆件的第二连接部都允许连接杆件相对于该活塞的大致 枢转运动;
与每个缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀配置 成允许流体进入该缸体,且随后在所述轴被驱动旋转从而活塞沿着缸 体远离所述轴运动进而在流体上施加压力的情况下,允许流体从缸体 排出;
其中,每个连接杆件与所述中央主体以及各自的活塞这两者中的 至少一个形成为一体,并且与之形成可挠性的连接。
23.根据权利要求22所述的往复式压缩机或泵,其中,中央主体 以及连接杆件是一体的。
24.根据权利要求23所述的往复式压缩机或泵,其中,中央主体 以及连接杆件包括一体的塑料。
25.根据权利要求22所述的往复式压缩机或泵,其中,每个连接 杆件都与各自的活塞形成一体。
26.根据权利要求25所述的往复式压缩机或泵,每个连接杆件以 及各自的活塞都包括一体的塑料。
27.根据权利要求22所述的往复式压缩机或泵,其中,该中央主 体、所述连接杆件以及所述活塞是一体的。
28.根据权利要求25所述的往复式压缩机或泵,其中,该中央主 体、所述连接杆件以及所述活塞包括一体的塑料。
29.根据权利要求22所述的往复式压缩机或泵,其还包括耦接到 驱动轴且能够驱动其旋转的马达。
30.一种往复式压缩机或泵,包括:
壳体,其限定出曲柄容室;
曲柄轴杆,其包括配置成用于绕着轴线被驱动旋转的轴、以及在 曲柄容室内与该轴线偏心地承载在该轴上的曲柄销钉;
多个缸体,所述多个缸体配置成围绕该轴线从该曲柄容室径向地 向外延伸;以及
连接杆件结构,其包括:
中央主体,该中央主体以可枢转方式紧固到该曲柄销 钉,以用于在该中央主体与该曲柄销钉之间的围绕由该曲 柄销钉所限定出的偏心轴线进行的相对旋转,该偏心轴线 相对于该轴旋转所围绕的轴线偏心;以及
多个连接到中央主体的连接杆件,每个连接杆件都从 该中央主体处向外延伸到各自的缸体中,用以在连接杆件 的一端部处枢转地支撑活塞:该端部与抵靠着缸体的内壁 而被密封的可挠性连接部相对;
该主体具有多个周围键槽,这些键槽平行于该偏心轴 线且围绕该偏心轴线间隔开,所述键槽接收除了其中一个 连接杆件之外的所有连接杆件的端部,所述键槽及所述除 了其中一个连接杆件之外的所有连接杆件中的每一个连接 杆件被配置成能够防止所述键槽与对应连接杆件在与所述 偏心轴线垂直的平面内分离,同时允许所述键槽与对应连 接杆件之间在该与所述偏心轴线垂直的平面内进行有限的 相对枢转;
与每个缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀配置 成允许流体进入该缸体,且随后在所述轴被驱动旋转从而活塞沿着缸 体远离所述轴运动进而在流体上施加压力的情况下,允许流体从缸体 排出。
31.根据权利要求33所述的往复式压缩机或泵,其中,每个周围 键槽的壁部都包括拱形部分,该拱形部分延伸超过180度从而形成宽 度小于该拱形部分的直径的口部。
32.根据权利要求31所述的往复式压缩机或泵,其中,所述除了 其中一个连接杆件之外的所有连接杆件中的每一个连接杆件都包括:
圆形的端部,该端部的直径大于对应的一个周围键槽的口部的宽 度;以及
杆柄,该杆柄具有小于该圆形端部的直径的宽度,且从该圆形端 部处穿过对应的一个周围键槽的口部延伸远离该连接杆件结构的中央 主体。
33.根据权利要求34所述的往复式压缩机或泵,其中,每个周围 键槽的壁部的拱形部分限定出整个所述壁部。
34.一种往复式压缩机或泵,包括:
中空缸体;
活塞,其安装在该缸体内,用于沿着该缸体进行有限的往复运动;
驱动系统,其连接到该活塞,且能够操作来驱动活塞的往复运动;
与所述缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀能够 操作以允许来自缸体外的流体供应源的流体进入该缸体,且随后在活 塞向着离所述驱动系统最远的完全伸展位置移动的过程中向缸体内的 流体施加压力的情况下,允许流体从缸体排出;
其中该进入阀包括:
包括突伸部分的阀座,该突伸部分延伸到中空缸体内 的空间中,该空间介于活塞和缸体的密封接合部与该缸体 的远端之间,所述远端与该缸体的开放端部相对,活塞以 及驱动系统通过该开放端部连接;
延伸通过所述阀座的通路,该通路具有限定在该突伸 部分上的开口,以使位于该缸体外侧的流体供应源与该中 空缸体内的、介于活塞和缸体的密封接合部与该缸体的远 端之间的空间流体连通;以及
围绕该突伸部分沿圆周配置的弹性带,其能够借助位 于该缸体外侧的流体供应源与该中空缸体内的、介于活塞 和缸体的密封接合部与该缸体的远端之间的所述空间这两 者之间的压力差而围绕该突伸部分弹性地伸长。
35.根据权利要求34所述的往复式压缩机或泵,其中,该弹性带 配置在该突伸部分中的周向凹部中。
36.根据权利要求35所述的往复式压缩机或泵,其中,在该突伸 部分中的所述周向凹部从其最外周逐渐变窄。
37.根据权利要求36所述的往复式压缩机或泵,其中,该弹性带 从其外部表面向其内部表面逐渐变窄。
38.根据权利要求35所述的往复式压缩机或泵,其中,该周向凹 部的深度足以防止在弹性带由于压力差而伸长的情况下弹性带从该周 向凹部完全地退出。
39.根据权利要求34所述的往复式压缩机或泵,其中,该阀座形 成在该活塞上,且该通路延伸通过该活塞,以使活塞与缸体的密封接 合部的相对两侧流体连通。
40.根据权利要求34所述的往复式压缩机或泵,其中,该阀座形 成在该缸体的远端上,且该突伸部分从缸体的远端处延伸到中空缸体 内的空间中。
41.根据权利要求34所述的往复式压缩机或泵,其中,该阀座形 成在密封于该缸体的远端的缸盖上,且该通路延伸通过该缸盖,用以 使该缸盖与该缸体的密封接合部的相对两侧流体连通。
42.一种往复式压缩机或泵,包括:
缸套,其限定出圆柱形孔;
活塞,该活塞在该圆柱形孔内密封于该缸套,用于沿着该圆柱形 孔作往复运动;
驱动系统,其连接到该活塞且能够操作来驱动活塞的往复运动; 以及
与所述缸套相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀能够 操作以允许来自缸套外侧的流体供应源的流体进入该圆柱形孔,且随 后在活塞向着离所述驱动系统最远的完全伸展位置移动的过程中向缸 体内的流体施加压力的情况下,允许流体从圆柱形孔排出;
该排出阀包括至少一个排出口及弹性带,所述排出口延伸通过缸 套的壁部,且该弹性带围绕该缸套沿圆周设置;当活塞在流体上施加 压力,使得流体从该圆柱形孔通过排出口流动时,该弹性带能够围绕 各自的缸套弹性地伸长;以及
接收器,其围绕该缸套密封,用以包封住该弹性带,并且弹性带 在接收器内的伸长允许流体通过所述至少一个排出口从圆柱形孔流到 接收器中。
43.根据权利要求42所述的往复式压缩机或泵,包括多个缸套, 该接收器围绕所述多个缸套密封,用以从每个缸套的圆柱形孔接收流 体。
44.根据权利要求42所述的往复式压缩机或泵,其中,该弹性带 配置在该缸套的壁部中的周向凹部中。
45.根据权利要求44所述的往复式压缩机或泵,其中,在该缸套 的壁部中的所述周向凹部从其最外周朝向该圆柱形孔变窄。
46.根据权利要求45所述的往复式压缩机或泵,其中,该弹性带 从其外部表面向其内部表面变窄。
47.根据权利要求45所述的往复式压缩机或泵,其中,该周向凹 部的深度足以防止在弹性带由于压缩气体而伸长的情况下弹性带从该 周向凹部完全地退出。
48.一种往复式压缩机或泵,包括:
中空缸体;
活塞,其配置在该中空缸体的内部内且被密封于该中空缸体,用 以沿着该中空缸体往复运动;
驱动系统,其被连接到该活塞且能够操作来驱动活塞沿着该中空 缸体进行往复运动;以及
与所述中空缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀 能够操作以允许流体进入该缸体,且随后在活塞向着离所述驱动系统 最远的完全伸展位置移动的过程中向流体施加压力的情况下,允许流 体从缸体排出;
进入阀以及排出阀中的至少一个包括:
阀口,其使位于该中空缸体外侧的流体供应源与该中 空缸体内的、介于活塞和缸体的密封接合部与该缸体的远 端之间的空间流体连通,其中所述远端与该缸体的开放端 部相对,活塞以及驱动系统通过该开放端部连接;以及
挡板,其包括固定部分及活动部分,该固定部分固定 至围绕着该阀口的一侧开口的表面,该活动部分通过可挠 性部分连接到该固定部分,该活动部分具有比该可挠性部 分更大的刚性;
该挡板的介于其固定部分与其活动部分之间的该可挠 性部分能够响应于中空缸体内的空间与中空缸体外侧的流 体供应源之间的压力差而弯折,以在关闭位置与开启位置 之间移动该活动部分,其中在该关闭位置该活动部分以密 封方式覆盖住所述阀口的所述开口,而在该开启位置该活 动部分至少部分地从所述阀口的所述开口处抬起,以允许 流体流动通过所述开口。
49.根据权利要求48所述的往复式压缩机或泵,其中,进入阀以 及排出阀中的所述至少一个包括进入阀,该进入阀的阀口延伸通过该 活塞而穿过活塞与中空缸体的密封接合部,并且该挡板被紧固到活塞 的如下面上:该面位于所述密封接合部与该驱动系统相对的一侧。
50.根据权利要求48所述的往复式压缩机或泵,其还包括被该表 面所环绕的第二阀口以及该挡板的第二活动部分和可挠性部分,且该 挡板的第二活动部分以及可挠性部分同样地配置成响应于中空缸体内 的空间与中空缸体外侧的流体供应源之间的压力差而密封闭合第二阀 口及开启第二阀口。
51.根据权利要求50所述的往复式压缩机或泵,其中,所述阀口 以及所述第二阀口、可挠性挡板的所述活动部分以及所述第二活动部 分、以及可挠性部分和所述第二可挠性部分关于该挡板的固定部分对 称。
52.根据权利要求48所述的往复式压缩机或泵,其还包括密封件, 该密封件紧固到该表面以围绕所述阀口延伸,并且在关闭位置与挡板 的活动部分密封。
53.根据权利要求48所述的往复式压缩机或泵,其中,该活动部 分包括可挠性部分的一体延伸部分以及固定到可挠性部分的一体延伸 部分上的、由刚性大于可挠性部分的材料制成的构件。
54.根据权利要求48所述的往复式压缩机或泵,其中,该构件材 料包括金属。
55.根据权利要求53所述的往复式压缩机或泵,其中,该可挠性 挡板包括橡胶
56.一种为便携式工具提供动力的系统,包括:
便携式空气压缩机单元,其包括空气压缩机以及电动马达,该电 动马达连接到该空气压缩机以用于该空气压缩机的驱动操作;
电池,其包括至少一个电池且能够连接到该电动马达,以选 择性地为该电动马达供应电力;以及
动力输送组件,包括:
空气软管,其连接到该空气压缩机,且在空气软管与该 空气压缩机相对的端部处具有气动工具连接器;以及
多个电导体,所述电导体连接到该电池模块且沿着空气 软管朝向该空气软管与空气压缩机相对的端部延伸,所述电 导体在其与该电池模块相对的端部处具有电动工具连接器;
由此,所述动力输送组件的与电池模块以及便携式空气压缩机相 对的端部能够连接到气动工具或电动工具。
57.根据权利要求56所述的为便携式工具提供动力的系统,其中, 所述电导体配置在一共同的盖内。
58.根据权利要求56所述的为便携式工具提供动力的系统,其中, 所述电池模块、所述电动马达以及所述电导体被接线,使得在任一时 刻仅将电力选择性地输送给所述电动马达以及所述电动工具连接器中 之一。
59.根据权利要求56所述的为便携式工具提供动力的系统,其中, 该电池模块包括充电电池。
60.根据权利要求56所述的为便携式工具提供动力的系统,其中, 所述气动工具连接器以及电动工具连接器由单一的快速连接单元限 定,该单一快速连接单元每次只能连接到气动工具和电动工具中之一。
61.根据权利要求60所述的为便携式工具提供动力的系统,其还 包括气动工具以及电动工具,气动工具以及电动工具中的每一个上都 安装有具有空气通道以及一对电触头的快速连接部件,该气动工具的 快速连接部件使得其空气通道能够与气动工具的气动驱动系统的入口 流体连通,而该电动工具的快速连接部件使得其电触头能够电连接至 该电动工具的电动驱动系统。
62.一种往复式压缩机,包括:
曲柄容室;
曲柄轴杆,其被支撑以用于在该曲柄容室内旋转;
马达,其具有耦接到该曲柄轴杆、用以驱动该曲柄轴杆在该曲柄 容室内旋转的驱动轴;
至少一个缸体,所述缸体从该曲柄容室突伸,且每个缸体的开放 端部与该曲柄容室流体连通;
活塞,其配置在每个缸体内且被密封于该缸体,该活塞连接到曲 柄轴杆,用于在该缸体内进行往复运动,该活塞在压缩行程期间移动 离开该曲柄轴杆,且在吸入行程期间朝向该曲柄轴杆移动;
与每个缸体相关联的进入阀,其与曲柄容室流体连通,该进入阀 能够操作来在吸入行程期间响应于该曲柄容室与缸体内的如下空间之 间的压力差而开启:该空间介于缸体的与其开放端部相对的端部与活 塞之间,其中所述开放端部与该曲柄容室相连通,用以允许流体在吸 入行程期间流入该空间中;
与每个缸体相关联的排出阀,其能够操作来在压缩行程期间开启, 用以在压缩行程期间帮助将流体从缸体内的所述空间排出;以及
扇,其安装在该马达与所述至少一个缸体之间,该风扇与该曲 柄容室流体连通,且能够操作使流体通过曲柄容室的入口流入该曲柄 容室,流体流的第一部分在缸体中活塞的吸入行程期间被抽入每个缸 体中,且流体流的第二部分借助风扇的运作被抽吸、经过风扇并沿着 驱动轴到达所述马达。
63.根据权利要求62所述的往复式压缩机,其中,所述马达以及 所述风扇被安装在共同的壳体内,该壳体在一端处对曲柄容室开放, 且在壳体中、于马达的与曲柄容室相对的一侧上具有至少一个开口, 以用于使流体流的第二部分在经过马达后离开。
64.根据权利要求62所述的往复式压缩机,其中,所述风扇被承 载在所述驱动轴上,以用于被所述马达驱动旋转。
65.根据权利要求63所述的往复式压缩机,其中,该壳体是圆柱 形的,用以形成围绕所述马达的环形周围壁,马达的第二部分在该马 达与围绕该马达封闭的周围壁之间通过该马达。
66.根据权利要求62所述的往复式压缩机,其中,所述至少一个 缸体包括多个缸体,这多个缸体在垂直于该曲柄轴杆的旋转轴线的一 个共同平面内围绕该旋转轴线间隔开且相对于该旋转轴线径向设置。

说明书全文

技术领域

发明涉及压缩机以及,且更特别的是涉及基于缸体以及活塞 的往复式压缩机及泵。

背景技术

需要稳定的压缩空气源来操作的气动工具的使用者通常会因为连 接到固定的空气压缩机的空气软管长度而在机动性方面有所限制,或 是至少在机动性方面有所限制。由于储存压缩空气的大型储存罐、可 能会散发出有害气体且需要燃料源(会增加重量及尺寸大小)的驱动 压缩机的非电动达、或是需要连接到例如交流电插座的固定动源 的电动马达,故传统式空气压缩机的机动性通常会受到限制。
授予Nishikawa等人的美国专利第6,692,239号以及第6,589,024 号以及授予Baumann的美国专利第5,030,065号教示径向配置的往复 式压缩机构,相对的成对的所述机构均都被各自的轭部机构连结,用 以将往复式压缩机构往复来回地驱动。
日本专利公布第59190486号所教示的往复式空气压缩机使其缸 体径向地紧固在曲柄轴箱的多边形周围壁部上,用以减少压缩机从前 方到后方的长度。使用于此等这种径向缸体配置中的传统式连接杆组 件一般来说使用销钉用将主要连接杆件枢转地连接到其它的连接杆 件。此种这种销钉可能在当显著地减小大小来使用于精巧紧凑的便携 式装置中时会过早失去作用,并且可能需要很大数目的组装步骤来完 成主连接杆与所有的活塞之间的连接。
为了要尝试着避免上文所列举的传统式压缩机的机动性限制,已 经发展出以电池提供动力之的具有小型贮罐或一点完全都没有贮罐的 便携式空气压缩机。然而,此种这种电池提供动力类型的压缩机一般 来说并不会能提供可动力用于赋予气动工具动力使用的足够空气流 动,为了最佳的地操作,此种动力气动工具需要在相对连续的基础上 被供应以提供相当大量的空气压力。这些压缩机一般来说为往复式的 压缩机,其特点在于单个活塞/缸体配置,从而将压缩机保持为相当小, 以改善可携带性。
国际专利公布WO 01/29421号教示了一种由电池提供动力的便携 式压缩机系统,其特征为描述于美国专利第4,715,787号中的类型的双 缸体压缩机安装在带上,且将压缩空气储存在将压缩机连接到气动工 具的软管之内。
Spentzas的美国专利第3,931,554号教示了一种双活塞往复式的 马达压缩机,该压缩机在图9的实施例中是以电池操作的。
Patton等人的美国专利申请公布第2002/0158102号教示了一种便 携式气动工具,其具有自带的单活塞压缩机组件及便携式单活塞压缩 机组件,该单活塞压缩机组件可以由可分开的电池供应动力,而该便 携式单活塞压缩机组件则可以由使用者携载来驱动气动工具。
Suzuura等人的美国专利第6,089,835号教示了一种便携式的单活 塞压缩机,其具有被支撑在双件式壳体之中的马达及动力传递机构、 及由第二壳体的外部表面及安装于该第二壳体上的第三壳体的内侧表 面所限定的空气罐。
Tsai的美国专利申请公布第2005/0214136号教示了一种包括有划 分成两个容室的背包的便携式压缩机系统,其中容室含有DC马达、 空气缸体、空气储存携带瓶、压力开关及快速连接器,而另容室则含 有电池以及控制箱。
美国专利第3,961,868号教示一种具有单缸体连同摆动型活塞的 小型压缩机,该活塞具有设在该活塞头部上的进气口,用以将空气 从曲柄轴箱导入该缸体中。
在工作地点既要使用便携式电动工具又要使用由便携式压缩机提 供动力的气动工具的工作人员一般必须携带两个或更多个分开的电池 模来当做电池模块。
美国专利第5,095,259号教示了一种用于以每次的方式操作多个 不同的直流电动工具以及电器的系统。然而,使用这种系统向电动工 具以及用于气动工具的便携式压缩机这二者提供动力涉及两个分开的 动力输送线路、来自于电池模块的用于连接到电动工具或压缩机的电 线、以及从压缩机到气动工具的空气软管的布置。
传统式压缩机以及泵通常会使用簧片阀,这种簧片阀使用薄的、 可挠曲金属或玻璃纤维条带,该条带在一端部处是固定的,且可以响 应于在阀相对两侧上的压力差而弯折,用以开启以及关闭孔口。这些 阀在重复受到操作中所经历的弯折应力之后,可能会断开或无法位于 适当位置。金属簧片也会保留住可能会被认为是废弃能量的热,并且 随着时间的流逝可能会因为暴露于湿气而受到侵蚀。
例如用于从油井及天然气井抽出生产时必须禁止的而使用的传 统式泵在连续运作且暴露于微咸水或其它含有腐蚀性微粒材料例如硫 磺或沙子的流体时,可能会相当快速地出现故障。更特别的是,在这 种泵之中的簧片可能会因为这种暴露而以加快的速率磨损或损坏。

发明内容

根据本发明的第一方面,提供了一种往复式压缩机或泵,包括:
多个缸套,每个缸套都具有穿过其中的圆柱形孔;
多个活塞,每个活塞都在相应的一个缸套的圆柱形孔内密封至该 相应的一个缸套;
耦接到每个活塞的驱动系统,其用以实现每个活塞沿着各自缸套 的圆柱形孔、在完全伸展位置与完全缩回位置之间的往复运动,该完 全伸展位置离驱动系统最远,而该完全缩回位置则离驱动系统最近;
与每个缸套相关联的进入阀以及排出阀,该进入阀被配置成当活 塞朝向该完全缩回位置缩回时开启且当活塞延伸离开该完全缩回位置 时关闭,而该排出阀被配置成当活塞朝向该完全伸展位置延伸时开启 且当该活塞远离该完全伸展位置缩回时关闭;
具有中空内部的歧管,当与每个缸套相关联的进入阀开启时,该 中空内部与该每个缸套的圆柱形孔流体连通;
其中所述多个缸套及所述驱动系统由该歧管承载。
优选地,所述多个缸套配置在共同平面中且围绕垂直于该共同平 面的轴线径向地延伸。
所述多个缸套可以安装于该歧管的外部表面上,此时,每个缸套 优选地沿着该歧管的外部表面所处的平面延伸。
优选地,其上承载有所述缸套的所述歧管实质上是刚性的。
该歧管可以密封至每个缸套的外部表面,用以封住该缸套的一部 分,其中,与该缸套相关联的排出阀被限定在该部分上。
该歧管的中空内部可以限定出环形空间,该环形空间围绕所述轴 线延伸以与每个排出阀相连通。
每个缸套可以至少部分地配置在该歧管的中空内部内,且每个排 出阀配置在该歧管的中空内部内,用以控制缸套的圆柱形孔与周围的 所述中空内部之间的流动。在这种情况下,每个排出阀优选地包括至 少一个延伸通过该缸套的排出口以及围绕该缸套沿圆周方向配置的弹 性带;在活塞朝向完全伸展位置运动期间,弹性带能够借助通过该排 出口施加在弹性带上的流体压力而围绕各自的缸套弹性地伸展。
缸套可以该曲柄容室突伸到该歧管的中空内部内,其中所述驱动 系统至少部分地配置在该曲柄容室中。此时,所述曲柄容室可以被环 形壁围绕,且该歧管的中空内部限定出围绕该环形壁延伸的、当相应 的排出阀打开时与每个缸套的圆柱形孔相连通的环形空间;其中,所 述缸套从该环形壁径向地突伸到该歧管的中空内部中。
根据本发明的第二方面,提供了一种便携式压缩机或泵组件,包 括:
携带把手,其具有相对的第一端部以及第二端部;
马达,其被支撑在该携带把手上且包括沿着该携带把手延伸的驱 动轴杆;以及
往复式压缩机或泵,其在该携带把手的第一端部处被支撑在该携 带把手上,且被连接到马达的驱动轴杆以由其驱动。
所述的便携式压缩机或泵组件还可以设置支撑于携带把手第二端 处的动力输送装置,该动力输送装置连接到所述马达以由接收其动力。 此时,该动力输送装置优选能够手动移除,并且,所述的便携式压缩 机或泵组件优选还设有沿着所述携带把手延伸的、与接收器流体连通 的管道,其中该往复式压缩机或泵的操作将流体送入该接收器中;并 且设有压力开关,其在该管道的与所述携带把手的第二端部最接近的 端部处与该管道流体连通,用于电连接到所述动力输送装置及马达, 从而根据在所述管道以及所述接收器内所测量到的压力来控制所述马 达的运作。
替代性地,还可以设有第二往复式压缩机或泵,该第二往复式压 缩机或泵在该携带把手的第二端部处被支撑在该携带把手上,且被连 接到该马达的驱动轴杆以由其进行驱动。此时,优选还设有连接到马 达以接收动力的动力输送装置,该动力输送装置限定出基部,所述携 带把手、马达及往复式压缩机或泵安装在该基部上;并且还设有沿着 所述携带把手延伸的、将两个接收器流体连通的管道,其中所述往复 式压缩机或泵的运作将流体送入所述两个接收器中;以及出口,该出 口与该管道以及所述两个接收器流体连通,以限定出这两个往复式压 缩机或泵的共同的排出口。
优选地,该管道是由该携带把手的中空内部限定。
优选地,该往复式压缩机或泵包括多个缸体,这些缸体围绕所述 驱动轴杆的轴线在一共同平面内间隔开,且每个缸体都相对于该轴线 在该共同平面内径向地延伸。
根据本发明的第三方面,提供了一种往复式压缩机或泵,包括:
壳体,其限定出曲柄容室;
曲柄轴杆,其包括配置成用于绕着轴线被驱动旋转的轴、以及在 曲柄容室内与该轴线偏心地承载在该轴上的曲柄销钉;
多个缸体,所述多个缸体配置成围绕该轴线从该曲柄容室径向地 向外延伸;以及
活塞及杆件结构,其包括:
中央主体,该中央主体以可枢转方式紧固到该曲柄销 钉,以用于在该中央主体与该曲柄销钉之间的围绕由该曲 柄销钉所限定出的偏心轴线进行的相对旋转,该偏心轴线 相对于该轴旋转所围绕的轴线偏心;
多个连接杆件,每个连接杆件在其一个端部处具有连 接至该中央主体的第一连接部,并且从该第一连接部向外 延伸到第二连接部,每个连接杆件的第一连接部都允许连 接杆件相对于该中央主体的大致枢转运动;以及
多个活塞,每个活塞都被连接到相应的所述连接杆件 的第二连接部,且抵靠着相应缸体的内壁被密封,每个连 接杆件的第二连接部都允许连接杆件相对于该活塞的大致 枢转运动;
与每个缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀配置 成允许流体进入该缸体,且随后在所述轴被驱动旋转从而活塞沿着缸 体远离所述轴运动进而在流体上施加压力的情况下,允许流体从缸体 排出;
其中,每个连接杆件与所述中央主体以及各自的活塞这两者中的 至少一个形成为一体,并且与之形成可挠性的连接。
优选地,中央主体以及连接杆件是一体的。
优选地,中央主体以及连接杆件包括一体的塑料。
优选地,每个连接杆件都与各自的活塞形成一体。
优选地,每个连接杆件以及各自的活塞都包括一体的塑料。
优选地,还设有耦接到驱动轴且能够驱动其旋转的马达。
根据本发明的另一方面,提供了一种往复式压缩机或泵,包括:
壳体,其限定出曲柄容室;
曲柄轴杆,其包括配置成用于绕着轴线被驱动旋转的轴、以及在 曲柄容室内与该轴线偏心地承载在该轴上的曲柄销钉;
多个缸体,所述多个缸体配置成围绕该轴线从该曲柄容室径向地 向外延伸;以及
连接杆件结构,其包括:
中央主体,该中央主体以可枢转方式紧固到该曲柄销 钉,以用于在该中央主体与该曲柄销钉之间的围绕由该曲 柄销钉所限定出的偏心轴线进行的相对旋转,该偏心轴线 相对于该轴旋转所围绕的轴线偏心;以及
多个连接到中央主体的连接杆件,每个连接杆件都从 该中央主体处向外延伸到各自的缸体中,用以在连接杆件 的一端部处枢转地支撑活塞:该端部与抵靠着缸体的内壁 而被密封的可挠性连接部相对;
该主体具有多个周围键槽,这些键槽平行于该偏心轴 线且围绕该偏心轴线间隔开,所述键槽接收除了其中一个 连接杆件之外的所有连接杆件的端部,所述键槽及所述除 了其中一个连接杆件之外的所有连接杆件中的每一个连接 杆件被配置成能够防止所述键槽与对应连接杆件在与所述 偏心轴线垂直的平面内分离,同时允许所述键槽与对应连 接杆件之间在该与所述偏心轴线垂直的平面内进行有限的 相对枢转;
与每个缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀配置 成允许流体进入该缸体,且随后在所述轴被驱动旋转从而活塞沿着缸 体远离所述轴运动进而在流体上施加压力的情况下,允许流体从缸体 排出。
优选地,每个周围键槽的壁部都包括拱形部分,该拱形部分延伸 超过180度从而形成宽度小于该拱形部分的直径的口部。
优选地,所述除了其中一个连接杆件之外的所有连接杆件中的每 一个连接杆件都包括:圆形的端部,该端部的直径大于对应的一个周 围键槽的口部的宽度;以及杆柄,该杆柄具有小于该圆形端部的直径 的宽度,且从该圆形端部处穿过对应的一个周围键槽的口部延伸远离 该连接杆件结构的中央主体。
优选地,每个周围键槽的壁部的拱形部分限定出整个所述壁部。 根据本发明的第五方面,提供了一种往复式压缩机或泵,包括: 中空缸体;
活塞,其安装在该缸体内,用于沿着该缸体进行有限的往复运动; 驱动系统,其连接到该活塞,且能够操作来驱动活塞的往复运动;
与所述缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀能够 操作以允许来自缸体外的流体供应源的流体进入该缸体,且随后在活 塞向着离所述驱动系统最远的完全伸展位置移动的过程中向缸体内的 流体施加压力的情况下,允许流体从缸体排出;
其中该进入阀包括:
包括突伸部分的阀座,该突伸部分延伸到中空缸体内 的空间中,该空间介于活塞和缸体的密封接合部与该缸体 的远端之间,所述远端与该缸体的开放端部相对,活塞以 及驱动系统通过该开放端部连接;
延伸通过所述阀座的通路,该通路具有限定在该突伸 部分上的开口,以使位于该缸体外侧的流体供应源与该中 空缸体内的、介于活塞和缸体的密封接合部与该缸体的远 端之间的空间流体连通;以及
围绕该突伸部分沿圆周配置的弹性带,其能够借助位 于该缸体外侧的流体供应源与该中空缸体内的、介于活塞 和缸体的密封接合部与该缸体的远端之间的所述空间这两 者之间的压力差而围绕该突伸部分弹性地伸长。
优选地,该弹性带配置在该突伸部分中的周向凹部中。
优选地,在该突伸部分中的所述周向凹部从其最外周逐渐变窄。
优选地,该弹性带从其外部表面向其内部表面逐渐变窄。
优选地,该周向凹部的深度足以防止在弹性带由于压力差而伸长 的情况下弹性带从该周向凹部完全地退出。
该阀座可以形成在该活塞上,且该通路延伸通过该活塞,以使活 塞与缸体的密封接合部的相对两侧流体连通。
替代性地,该阀座可以形成在该缸体的远端上,且该突伸部分从 缸体的远端处延伸到中空缸体内的空间中。此时,该阀座可以形成在 密封于该缸体的远端的缸盖上,且该通路延伸通过该缸盖,用以使该 缸盖与该缸体的密封接合部的相对两侧流体连通。
根据本发明的第六方面,提供了一种往复式压缩机或泵,包括:
缸套,其限定出圆柱形孔;
活塞,该活塞在该圆柱形孔内密封于该缸套,用于沿着该圆柱形 孔作往复运动;
驱动系统,其连接到该活塞且能够操作来驱动活塞的往复运动; 以及
与所述缸套相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀能够 操作以允许来自缸套外侧的流体供应源的流体进入该圆柱形孔,且随 后在活塞向着离所述驱动系统最远的完全伸展位置移动的过程中向缸 体内的流体施加压力的情况下,允许流体从圆柱形孔排出;
该排出阀包括至少一个排出口及弹性带,所述排出口延伸通过缸 套的壁部,且该弹性带围绕该缸套沿圆周设置;当活塞在流体上施加 压力,使得流体从该圆柱形孔通过排出口流动时,该弹性带能够围绕 各自的缸套弹性地伸长;以及
接收器,其围绕该缸套密封,用以包封住该弹性带,并且弹性带 在接收器内的伸长允许流体通过所述至少一个排出口从圆柱形孔流到 接收器中。
优选地,还设有多个缸套,该接收器围绕所述多个缸套密封,用 以从每个缸套的圆柱形孔接收流体。
优选地,该弹性带配置在该缸套的壁部中的周向凹部中。
优选地,在该缸套的壁部中的所述周向凹部从其最外周朝向该圆 柱形孔变窄。
优选地,该弹性带从其外部表面向其内部表面变窄。
优选地,该周向凹部的深度足以防止在弹性带由于压缩气体而伸 长的情况下弹性带从该周向凹部完全地退出。
根据本发明的第七方面,提供了一种往复式压缩机或泵,包括:
中空缸体;
活塞,其配置在该中空缸体的内部内且被密封于该中空缸体,用 以沿着该中空缸体往复运动;
驱动系统,其被连接到该活塞且能够操作来驱动活塞沿着该中空 缸体进行往复运动;以及
与所述中空缸体相关联的进入阀及排出阀,所述进入阀及排出阀 能够操作以允许流体进入该缸体,且随后在活塞向着离所述驱动系统 最远的完全伸展位置移动的过程中向流体施加压力的情况下,允许流 体从缸体排出;
进入阀以及排出阀中的至少一个包括:
阀口,其使位于该中空缸体外侧的流体供应源与该中 空缸体内的、介于活塞和缸体的密封接合部与该缸体的远 端之间的空间流体连通,其中所述远端与该缸体的开放端 部相对,活塞以及驱动系统通过该开放端部连接;以及
挡板,其包括固定部分及活动部分,该固定部分固定 至围绕着该阀口的一侧开口的表面,该活动部分通过可挠 性部分连接到该固定部分,该活动部分具有比该可挠性部 分更大的刚性;
该挡板的介于其固定部分与其活动部分之间的该可挠 性部分能够响应于中空缸体内的空间与中空缸体外侧的流 体供应源之间的压力差而弯折,以在关闭位置与开启位置 之间移动该活动部分,其中在该关闭位置该活动部分以密 封方式覆盖住所述阀口的所述开口,而在该开启位置该活 动部分至少部分地从所述阀口的所述开口处抬起,以允许 流体流动通过所述开口。
进入阀以及排出阀中的所述至少一个可以包括进入阀,该进入阀 的阀口延伸通过该活塞而穿过活塞与中空缸体的密封接合部,并且该 挡板被紧固到活塞的如下面上:该面位于所述密封接合部与该驱动系 统相对的一侧。
还可以设置被该表面所环绕的第二阀口以及该挡板的第二活动部 分和可挠性部分,且该挡板的第二活动部分以及可挠性部分同样地配 置成响应于中空缸体内的空间与中空缸体外侧的流体供应源之间的压 力差而密封闭合第二阀口及开启第二阀口。此时,所述阀口以及所述 第二阀口、可挠性挡板的所述活动部分以及所述第二活动部分、以及 可挠性部分和所述第二可挠性部分优选地关于该挡板的固定部分对 称。
优选地,还设置有密封件,该密封件紧固到该表面以围绕所述阀 口延伸,并且在关闭位置与挡板的活动部分密封。
优选地,该活动部分包括可挠性部分的一体延伸部分以及固定到 可挠性部分的一体延伸部分上的、由刚性大于可挠性部分的材料制成 的构件。
优选地,该构件材料包括金属。
优选地,该可挠性挡板包括橡胶
根据本发明的第八方面,提供了一种为便携式工具提供动力的系 统,包括:
便携式空气压缩机单元,其包括空气压缩机以及电动马达,该电 动马达连接到该空气压缩机以用于该空气压缩机的驱动操作;
电池模块,其包括至少一个电池且能够连接到该电动马达,以选 择性地为该电动马达供应电力;以及
动力输送组件,包括:
空气软管,其连接到该空气压缩机,且在空气软管与该 空气压缩机相对的端部处具有气动工具连接器;以及
多个电导体,所述电导体连接到该电池模块且沿着空气 软管朝向该空气软管与空气压缩机相对的端部延伸,所述电 导体在其与该电池模块相对的端部处具有电动工具连接器;
由此,所述动力输送组件的与电池模块以及便携式空气压缩机相 对的端部能够连接到气动工具或电动工具。
优选地,所述电导体配置在一共同的盖内。
所述电池模块、所述电动马达以及所述电导体可以被接线,使得 在任一时刻仅将电力选择性地输送给所述电动马达以及所述电动工具 连接器中之一。
优选地,该电池模块包括充电电池。
所述气动工具连接器以及电动工具连接器可以由单一的快速连接 单元限定,该单一快速连接单元每次只能连接到气动工具和电动工具 中之一。
此时,还可以设置气动工具以及电动工具,气动工具以及电动工 具中的每一个上都安装有具有空气通道以及一对电触头的快速连接部 件,该气动工具的快速连接部件使得其空气通道能够与气动工具的气 动驱动系统的入口流体连通,而该电动工具的快速连接部件使得其电 触头能够电连接至该电动工具的电动驱动系统。
根据本发明的第九方面,提供了一种往复式压缩机,包括:
曲柄容室;
曲柄轴杆,其被支撑以用于在该曲柄容室内旋转;
马达,其具有耦接到该曲柄轴杆、用以驱动该曲柄轴杆在该曲柄 容室内旋转的驱动轴;
至少一个缸体,所述缸体从该曲柄容室突伸,且每个缸体的开放 端部与该曲柄容室流体连通;
活塞,其配置在每个缸体内且被密封于该缸体,该活塞连接到曲 柄轴杆,用于在该缸体内进行往复运动,该活塞在压缩行程期间移动 离开该曲柄轴杆,且在吸入行程期间朝向该曲柄轴杆移动;
与每个缸体相关联的进入阀,其与曲柄容室流体连通,该进入阀 能够操作来在吸入行程期间响应于该曲柄容室与缸体内的如下空间之 间的压力差而开启:该空间介于缸体的与其开放端部相对的端部与活 塞之间,其中所述开放端部与该曲柄容室相连通,用以允许流体在吸 入行程期间流入该空间中;
与每个缸体相关联的排出阀,其能够操作来在压缩行程期间开启, 用以在压缩行程期间帮助将流体从缸体内的所述空间排出;以及
扇,其安装在该马达与所述至少一个缸体之间,该风扇与该曲 柄容室流体连通,且能够操作使流体通过曲柄容室的入口流入该曲柄 容室,流体流的第一部分在缸体中活塞的吸入行程期间被抽入每个缸 体中,且流体流的第二部分借助风扇的运作被抽吸、经过风扇并沿着 驱动轴到达所述马达。
优选地,所述马达以及所述风扇被安装在共同的壳体内,该壳体 在一端处对曲柄容室开放,且在壳体中、于马达的与曲柄容室相对的 一侧上具有至少一个开口,以用于使流体流的第二部分在经过马达后 离开。
优选地,所述风扇被承载在所述驱动轴上,以用于被所述马达驱 动旋转。
优选地,该壳体是圆柱形的,用以形成围绕所述马达的环形周围 壁,马达的第二部分在该马达与围绕该马达封闭的周围壁之间通过该 马达。
优选地,所述至少一个缸体包括多个缸体,这多个缸体在垂直于 该曲柄轴杆的旋转轴线的一个共同平面内围绕该旋转轴线间隔开且相 对于该旋转轴线径向设置。
附图说明
在附图中示出了本发明的示范性实施例:
图1为示出第一实施例便携式压缩机的可开启侧的立体视图。
图2为示出第一实施例便携式压缩机的驱动侧的立体视图。
图3为第一实施例便携式压缩机的立体视图,其具有以操作的方 式连接到该压缩机的驱动侧的电动马达。
图4为第一实施例便携式压缩机的立体视图,该压缩机的可移除 盖被移除。
图5为第一实施例便携式压缩机的立体视图,该压缩机的可移除 盖被移除,且为了示出的目的,气体压缩机以及曲柄臂被分解开。
图6为第一实施例便携式压缩机的曲柄臂的立体视图。
图7为第一实施例便携式压缩机的缸套的局部立体视图,其示出 了缸套的阀端部。
图8A、图8B及图8C为第一实施例便携式压缩机的缸盖的立体 视图。
图9为第一实施例便携式压缩机的连接杆件结构的选定的未组装 组件的立体视图。
图10为第二实施例便携式压缩机的立体视图,为了示出的目的, 接收器壳体的顶半部及曲柄壳体的盖子被移除。
图11为第二实施例便携式压缩机的平面俯视图。
图11A为第二实施例便携式压缩机沿着图11的直线A-A所截取 的剖面视图。
图11B为第二实施例便携式压缩机由图11A的圆圈B所表示的部 分的特写视图。
图12为第二实施例便携式压缩机的侧视图。
图13为第二实施例便携式压缩机的接收器壳体的底半部的立体 视图。
图13A为第二实施例便携式压缩机的接收器壳体的底半部的平面 俯视图。
图13B为第二实施例压缩机的接收器壳体的底半部沿着图13A的 直线B-B的剖面视图。
图14为第二实施例便携式压缩机的接收器壳体的顶半部的立体 视图。
图14A为第二实施例便携式压缩机的接收器壳体的顶半部的平面 仰视图。
图14B为第二实施例便携式压缩机的接收器壳体的顶半部沿着图 14A的直线B-B所截取的剖面视图。
图15为第二实施例便携式压缩机的具有阀口的活塞以及进气阀 挡板组件的分解立体视图。
图15A为第二实施例便携式压缩机具有阀口的活塞以及进气阀挡 板组件的分解侧视图,且该具有阀口的活塞被部分地剖切。
图16为第二实施例便携式压缩机具有阀口的活塞的端部视图。
图17为第二实施例便携式压缩机的具有阀口的活塞的侧视图。
图18为第二实施例便携式压缩机的缸套、驱动系统及进气阀挡板 组件的局部分解立体视图。
图19为第二实施例便携式压缩机的其中一个缸套的剖面视图,该 剖面视图示出其排气阀口。
图20为第二实施例便携式压缩机的排气阀的用于与其排气阀口 协作的弹性带的侧视图。
图20A为第二实施例便携式压缩机的排气阀的弹性带沿着图20 的直线A-A所截取的剖面视图。
图21为第三实施例便携式压缩机的立体视图。
图22为第三实施例便携式压缩机的侧视图。
图23为第三实施例便携式压缩机的分解立体视图。
图24为第三实施例便携式压缩机的歧管限定基部的立体视图。
图24A为第三实施例便携式压缩机的基部的仰视平面视图。
图24B为第三实施例便携式压缩机的基部的剖面视图。
图25为第三实施例便携式压缩机的齿轮及缸体安装座的立体视 图。
图26为第三实施例便携式压缩机的马达安装座的立体视图。
图27为用于在压缩机中使用的替代实施例的连接杆件以及活塞 结构的立体视图,该压缩机具有围绕驱动轴线间隔、且向着该驱动轴 线径向延伸的多个缸。
图28为替代实施例的具有阀口的活塞以及进气阀的局部剖面视 图。
图29为便携式压缩机组件以及可以与该压缩机组件一起使用的 可拆卸的电池充电器的立体视图。
图30为便携式压缩机组件以及可拆卸的电池充电器的侧视图,其 中可拆卸的电池模块被移除。
图30A为便携式压缩机组件的可拆卸电池模块及控制箱的分解端 部视图。
图30B为便携式压缩机组件的可拆卸电池模块的俯视平面图。
图30C为便携式压缩机组件的端部视图,其中没有安装可拆卸的 电池模块。
图31为便携式压缩机组件的相对端的端部视图。
图31A为便携式压缩机组件的压缩机以及携带把手的局部特写侧 视图。
图32为替代实施例的便携式压缩机组件的立体视图。
图33A、图33B及图33C为三个软管实施例的切开及部分剥开区 段的立体视图,该软管适用于在能够为气动工具及电动工具提供动力 的便携式工具系统之中使用。
图34A及图34B分别为用在便携式工具系统中的可以相匹配的外 凸及内凹连接器的立体视图。
图35为在便携式工具系统中使用的外凸及内凹连接器在匹配到 一起时的侧视局部剖视图。
图35A为示出了在可以使用于便携式工具系统中的内凹连接器中 安装球轴承时的特写侧视图。
图36为用于在该便携式工具系统中使用的内凹连接器的承座主 体的侧视图。
图37为能够为气动工具及电动工具提供动力的便携式工具系统 的概略示图。
不同附图中的类似的附图标记表示对应的部件。

具体实施方式

图1示出了本发明第一实施例的便携式往复式压缩机10的可开启 侧,该压缩机具有包括可移除盖14的壳体12,该可移除盖14以密封 方式紧固于环状圆柱形外壁16的端部。图2显示出第一实施例的压缩 机10与该可开启侧相对的驱动侧。此处,圆形覆盖18通过如下方式 封闭压缩机壳体12的内部:其在由环状圆柱形外壁16所环绕的空间 内同心地放置于由环状圆柱形外壁16限定的肩部上,并且与环状圆柱 形外壁16的内部表面相匹配且与该外壁16的端面20齐平。曲柄轴杆 24的驱动端部22从圆柱形壳体12内部轴向地延伸通过第二盖18,用 于连接到适合的驱动源,例如如图3所示的便携式电动马达26。如在 图4中所见且可以从圆柱形壳体联想到的,第一实施例的往复式压缩 机为“径向类型”,其具有多个气体压缩机28,所述气体压缩机28围 绕曲柄轴杆24隔开,且每个气体压缩机28相对于壳体12的中央轴线 (环形外壁16围绕该中央轴线延伸)均沿径向方向延伸。至少部分基 于如下事实,即:壳体10不只是用来支撑气体压缩机28,而且亦用 以限定出用于容纳被气体压缩机所压缩的气体的接收室,这样,提供 了压缩机10的可携带性。在形成接收室时,壳体可以被视为是歧管, 因为该壳体将来自每个气体压缩机的压缩空气收集在其中空内部中, 以在便携式压缩机的使用期间经由单一的出口排出。
该壳体12具有内部的环状圆柱形壁部30,该壁部30同心地配置 在外壁16内。介于两个壁部之间的环形间隔形成了接收室,气体压缩 机28配置在该接收室中,并且在两个环形壁部之间径向地延伸。在第 一实施例中,所述的多个气体压缩机包括有六个压缩机,这六个压缩 机在直径方向上相对地成对配置,且围绕壳体12的中央轴线均匀地间 隔。在内壁30内的空间限定出曲柄轴杆室,其用于容纳压缩机的驱动 系统的部件。该内壁30具有圆形的穿孔32,每个穿孔都容置相应气 体压缩机28的缸套36的驱动端部34。缸套36的与驱动端部34相对 的阀端部38被容置在外壁16中的穿孔40内,穿孔40与内壁30中相 应的穿孔32轴向地对准。
图5显示出处于分解状态的其中一个气体压缩机28。与传统式往 复式压缩机一样,每个气体压缩机28具有活塞42,该活塞42配置在 缸套36内且被密封于缸套36内,用于沿缸套36运动来压缩容纳于其 中的气体。连接杆件44具有活塞端部46,该活塞端部46具有设在其 中的穿孔,所述穿孔与沿直径方向延伸通过活塞42的销钉协作,用以 提供活塞与连接杆件44之间的枢转连接,用于在平行于壳体盖14、 18的平面内进行枢转运动。这种类型的连接杆件及活塞连接方式是本 领域技术人员所熟知的。连接杆件44的与活塞端部46相对的驱动端 部适用于在相同平面内进行枢转动作,且以在下文中进一步描述的方 式连接到曲柄轴杆。缸盖48适用于借助固件49安装在外部环状圆 柱形壁部16的外部表面的平坦部分50。该缸盖48借助阻挡缸套36 从外壁16的开口40内径向向外动作而用来将缸套36保持于外壁16 的开口40内的适当位置中。缸盖48还提供了用于控制空气从壳体12 外侧向缸套36内的馈送以供活塞42压缩的进气阀。这种阀的结构以 及运转在下文中进一步描述。
在壳体壁部的开口与缸套36的相应端部之间径向地配置有O形 环(未显示于图中),用来提供密封,以确保容纳于限定在壳体壁部 16、30之间的接收室中的气体将不会泄漏到在内壁30内的曲柄轴杆 室,或是泄漏到环绕着壳体12的外部环境。这种O形环可以用商业 的方式获得,且为本领域技术人员所熟知。
图5以及图9显示出具有主体部分54的主连接杆件52,一体的 杆件或轴杆部分57从该主体部分54处径向地延伸到具有与连接杆件 44的活塞端部相同结构的活塞端部46,用于连接到相应的活塞。主连 接杆件52的主体部分54提供用于另外的连接杆件44的附连点,从而 使得主连接杆件52与曲柄轴杆24的连接将会从而将所有的连接杆件 44连接到曲柄轴杆,以用于致动活塞42。每个连接杆件44的驱动端 部56都用作将要接收在主体54的相应键槽中的键部。所述键部及键 槽设有平滑的圆形表面,用以允许连接杆件44可以相对于键槽的轴线 进行枢转。如图9所示,主体部分54设有五个键槽,这些键槽为圆柱 形孔58的形式,其与圆柱形主体部分54的外周60相重迭。这样,在 主体部分54的外周壁部中产生一组的拱形凹部,每个凹部都延伸超过 180度,使得凹部的末端62之间的线性距离小于孔的直径。每个连接 杆件的驱动端部56都是圆柱形且是圆的,并且可以被上升或下降到各 自的凹部中,且被装配成能够在其中枢转,但是驱动端部56足够大而 无法通过由末端62之间的开口所限定出的口部被拉离凹部或键槽。所 述键槽平行于主体54的中央轴线延伸,中央孔63沿着该中央轴线并 且垂直于该主体的平行顶面以及底面而延伸通过主体54。借助容置于 圆形键槽58(其末端62之间敞开)中的每个连接杆件的圆形端部56, 连接杆件可以绕着其圆形端部56在与主体54及中央孔63的中央轴线 垂直的平面内枢转,这种枢转在任一方向上通过连接杆件的在其端部 之间的杆柄与相应的一个末端62接触而受到限制。借助末端62之间 的开口小于拱形凹部58以及连接杆件端部56的直径,可以防止连接 杆件沿着连接杆件44枢转所在平面从凹部或键槽中抽出。连接杆件只 有平行于主体54的中央轴线线性运动才能允许其从键槽中抽出。
这个主连接杆件52以相对小的空间并且在不使用小销钉(例如与 被用来连接所述杆件与活塞的装置中的小销钉相类似的销钉)的情况 下提供了必需的与每个连接杆件44的枢转连接,小销钉可能无法在安 装点处提供足够的强度,以避免连接杆件的断裂以及产生分离现象。 每个连接杆件的连接点都被容纳在显著宽度或厚度的实心材料的部分 之间,以将发生故障的机会减少到最低程度。这个主连接杆件的结构 通过避免使用用于连接到连接杆件的销钉、轴衬及/或轴承而提供了简 单性,同时很结实却又很小巧。连接杆件44与主连接杆件52之间的 匹配表面应该是平滑且坚硬的,以防止振动以及磨损。已知的材料处 理方法,例如硬化处理及锤打处理,可以被用来实现在这些连接处的 适合特征。可以构想出的是,可以在连接杆件44与活塞42之间的连 接处采用与主连接杆件52和连接杆件44之间连接结构相类似的连接 结构:通过使圆柱形孔与活塞的最接近主连接杆件的面相重迭来形成 延伸跨越活塞的拱形键槽,其中在将活塞安装在缸套内之前,连接杆 件的圆柱形活塞端部46可以滑到该拱形键槽中。
主连接杆件52轴颈支撑在曲柄销钉64上,该曲柄销钉64在主连 接杆件52任一侧上延伸穿过贯穿该主连接杆件的中央孔63,用于刚 性连接到相应的曲柄臂66,从曲柄臂66处延伸出相应的曲柄轴杆颈 头67。该曲柄臂66具有接收孔洞68,其用于接收曲柄销钉64延伸于 主连接杆件52之外的端部。曲柄臂66与曲柄销钉64之间的相对旋转 可以例如由如图6所示的固定螺钉70来阻止,或是如图5所示通过将 配合的曲柄销钉64以及接收孔洞68形成为具有同样的笔直平坦侧面 的形状和尺寸来阻止。该曲柄轴杆24因此由以下部件形成:限定出旋 转轴线且穿过压缩机壳体12的每个盖延伸至压缩机壳体12之外的曲 柄轴杆颈头67、偏离曲柄轴杆颈头67及旋转轴线或相对于曲柄轴杆 颈头67及旋转轴线偏心的曲柄销钉64、以及两个将曲柄销钉64的相 对端部连接到曲柄轴杆颈头67的曲柄臂66。
如图3所示,借助操作性地连接到曲柄轴杆24的延伸离开压缩机 壳体12的驱动端部22的马达26,曲柄轴杆24能够旋转,由于主连 接杆件连接到曲柄销钉64,因此曲柄轴杆24的旋转会使主连接杆件 52围绕曲柄轴杆的旋转轴线旋转。主连接杆件52在曲柄轴杆室内沿 着圆形路径的运动借助连接杆件44的作用将曲柄轴杆24的旋转动作 转换成活塞42在缸套26内的线性位移。当主连接杆件52在其围绕曲 柄轴杆的旋转轴线而进行旋转期间接近具体的气体压缩机28时,该气 体压缩机28的活塞42朝向壳体12的外壁16径向向外地移动到最大 的位移。当主连接杆件52继续移动且因此最终通过气体压缩机28时, 活塞径向地向内朝向壳体12的内壁30被拉回。活塞42的这些向外以 及向内的位移分别对应于压缩机的压缩行程以及进气行程。
如上文所提及的,壳体12在内部于外壁30、16之间限定出接收 室,从而通过兼具壳体、用于承载缸体的支撑件或基部、以及用于将 所有缸体的压缩气体收集在单一封闭空间内的歧管的功能,促进了压 缩机的紧凑性及可携带性。气体压缩机28具有用以利用这种配置的独 特排气阀。在传统式压缩机中,气体压缩机被支撑在它们本身的框架 或壳体上,且来自气体压缩机的缸体的压缩气体通过在每个缸盖中的 排气阀、以及连接排气阀及壳体外侧的接收罐的歧管被引导到壳体外 侧的所述接收罐。在本发明的第一实施例中,省略了外部的罐,并且 来自缸套36的压缩气体通过该独特的排气阀配置被直接排放到壳体 12的接收室。
不同于传统方式中将压缩气体通过缸盖48中的排气阀排出、然后 却又要必须重新引导压缩气体回到壳体12中、从而到达具有用于多个 缸体的特定类型的另外的歧管或分开的管件的接收室,第一实施例的 排气阀配置在接收室内的缸套36上。图7显示出缸套36的其阀端部 38附近的特写视图。缸套36具有外径恒定的圆柱形部分72,该部分 朝向缸体的每个阀以及驱动端部38、34向外扩展开成更大直径的端部 部分74。最接近阀端部38的端部部分74容纳着独特的排气阀。排气 阀的径向延伸穿过缸套36在端部部分74中的壁部的多个排气口76 围绕该端部部分74沿周向分隔开。围绕端部部分74沿周向设置有液 体有机橡胶(LSR)制成的带78以覆盖排气口76。该LSR带78 具有预定的密度、弹性以及尺寸,使得该LSR带78可以拉伸以紧贴 地装配在缸套36上,用以当压缩机10并没有在运作时而且在气体压 缩机28的进气行程期间封住排气口76。当该LSR带78在气体压 缩机28的压缩行程期间通过所述排气口76而受到来自缸套36内侧的 较高压力时,该LSR带78会从缸套36径向向外伸展,从而不再覆盖 这些排气口76,且允许缸套36内的压缩气体离开而进入壳体的接收 室。随着缸套36内侧的压力因为压缩气体进入接收室而降低,该LSR 带78接着回复到其覆盖住排气口76的原始位置。排气口76以及LSR 带78从而合作以形成借助缸套内部与接收室之间的压力差而运作的 排气阀:在压缩行程期间,LSR带78围绕缸套膨胀到开启位置;而 在所有其他时间,LSR带78弹性地回复到关闭位置,以提供缸套内 部与接收室之间的密封。已经发现,LSR的特性使其能够在此应用的 同时便于使用、耐用并且同时能够承受通常与压缩作用相关的热。然 而,应该理解的是,可以使用具有相似性质以及特性的其它弹性材料 来形成排气阀的LSR带78。
可以伸长的、可挠性带较之传统式金属簧片阀的优点在于,由于 显著不同的材料性质,所述带不会以相同的方式保留热量。这些独特 的阀因此改善了压缩机的效率,这是因为被用来开启阀的较少能量通 过废热的产生而有效地散失。换句话说,相较于传统式的簧片阀配置, 更多的被应用到阀上的能量实际上促成了其物理运动,使得与使用具 有相同开启压力的传统式簧片阀相比的话,在使用本发明独特的压缩 机阀时,较少的来自压缩空气的能量会被浪费掉,亦即产生较少的热。
弹性的、可伸长的、可挠性带较之传统式簧片阀还具有其它优点: 它们在暴露于湿气的时候并不会侵蚀,且不会经历到可能会招致簧片 阀失效从而不能适当地坐落于排气口的开口上或是断开簧片的弯曲疲 劳。因此,使用LSR或相似材料可以改善压缩机的使用寿命并且降低 了维护、修理以及彻底检修的需求或频率。该独特的压缩机阀结构不 仅能够减少所产生的废热,而且液体的硅树脂橡胶也具有相当高的热 稳定性,其意味着其材料性质在压缩机的典型使用及储存期间所经历 到的整个温度范围内都相当稳定。
在第一实施例中,采取了两个预防措施来确保在压缩行程期间当 排气阀带围绕衬垫伸展来开启排气口76时排气阀带78不会沿着缸套 36轴向地位移。首先,缸套36的壁部的外部表面具有凹部80,该凹 部围绕最接近阀端部38的端部部分74沿周向延伸,且在凹部80的两 侧上有效地产生凸缘82。延伸穿过缸套36壁部的所述排气口76沿着 此凹部间隔开,该排气阀带78因此定位在该凹部中来覆盖住所述排气 口76。所述凸缘82用来将排气阀带78保留在凹部80中,而凹部80 的深度使得排气阀带在活塞的压缩行程期间受到上升压力期间不会完 全地从凹部处退出。其次,壳体12的外壁16中的开口40(阀端部38 以及缸套36的相应端部部分74容置在开口40中)的尺寸设计成具有 稍微大于端部部分74的直径,用以在缸套36与外壁16之间产生环形 空间。排气阀带78可以在压缩行程期间膨胀进入这个环形空间中,不 过这种膨胀通过在开口40外周处与外壁16接触而受到限制。这样防 止了排气阀带78膨胀得太远而滑动越过端部部分74的凸缘82,且防 止了其沿着缸套36从其覆盖住阀口的轴向位置位移离开的风险。
在第一实施例中,相同的独特阀结构被用来形成缸盖48中的进气 阀。如图8A到图8C所示,缸盖48具有平坦板件形式的盖部分84, 盖部分84用于顶抵着外部壳体壁部16的外部表面的相应平坦部分50 齐平地安装。在盖部分84的拐中设有紧固件孔洞86,用于容置以 螺纹与外壁16相接合的紧固件49。入口88从盖部分84的外部面90 凹入到盖部分84中,然后继续通过该盖部分的内部面92,从而形成 圆柱形部分94,当缸盖48被安装在该压缩机壳体12上时,该圆柱形 部分94突伸到该缸套中。该入口88的外侧(即当缸盖安装在压缩机 壳体上时可以从压缩机壳体外侧观看到的这侧)的形状被造型成类似 于喷气发动机的进气口,其具有弯曲的外部边缘88A及入口圆锥部或 圆锥形中心部88B,该外部边缘88A形成沿从壳体12向外的方向扩 展的类似喇叭的展开部分,如同速度叠加的展开部分,且该入口圆锥 部或圆锥形中心部88B由该展开表面所围绕、与该展开表面同心且沿 从该壳体12向外的方向朝向其末端变细。这种轮廓的入口用来加速流 过其中的空气,用以增加馈送到缸体中的空气体积。入口的这些表面 被抛光来提供极为光滑的表面处理。从盖部分84的内部面92处垂直 延伸的圆柱形部分94具有进气口96,这些进气口96径向地延伸通过 圆柱形部分94的壁部且围绕其壁部沿周向分隔开;当安装好缸盖48 时,这些进气口96在入口88与缸套36内部之间产生通道。在圆柱形 部分94的相对于盖部分84的端部,凸缘98沿着圆柱形部分94的圆 周径向而向外地伸展,从而在凸缘98与内部面92之间产生用于限制 另一弹性带78的凹槽100。该弹性带78除了起作用而让未压缩的气 体进入缸套36中以用于在其中由活塞42进行压缩之外,该弹性带78 与排气阀的带类似地作用。
在进气行程期间,在各自的连接杆件44的作用下,活塞42朝向 壳体12的内壁30(同时也是朝向离曲柄轴杆室及配置在其中的驱动 系统组件最近的完全缩回位置)径向向内地缩回,缸套36内的压力降 低。由于壳体12外侧的压力超过了缸套36内的这个下降的压力,所 以该壳体12外侧的压力使得缸盖48圆柱形部分94周围的弹性带78 膨胀,从而不再覆盖进气口96且允许气体从压缩机壳体12外侧流入 缸套36中,用于在压缩行程期间由活塞42进行压缩。当气体进入缸 套36时,周围环境与缸套内部之间的压力差会降低,导致弹性带78 弹性地从其膨胀的开启位置回复到其密封进气口96的关闭位置。在压 缩行程期间,当活塞朝向离曲柄轴杆室最远的完全伸展位置移动时, 在缸套36内逐步增加的压力不仅用来伸长排气阀的弹性带以开启排 气口,而且亦保持进气阀的弹性带密封在进气口上。换句话说,在每 个气体压缩机的缸套内的增大的压力促进排气带的膨胀,但是会妨碍 进气带的膨胀。同样地,可以认真选择弹性带的特性,以在压缩机的 期望压力水平下提供所需要的功能。
如图4及图5所示,设有气体通道102,所述气体通道102从壳 体12的内部及外壁30、16之间的接收室内延伸通过圆形覆盖18,用 于与被支撑在壳体外部上的一些组件相连通。如可以在图2中看出的, 这些组件可以包括有用于连接其上具有外凸或内凹连接器的排放管线 或空气输送软管的外凸及内凹连接配件104、105、用于监测接收室或 歧管内压力的压力计106、及用于以手动方式排放接收室的压缩气体 的泄压阀108。应该理解的是,本发明的压缩机可以配备有与传统式 压缩机一起使用的其它组件。举例来说,在电池与马达之间可以用已 知的方式安装及连接压力开关,用以响应于在接收室或歧管内所测量 到的压力启动及停用马达:在需要另外的压缩空气时启动,而在压力 达到特定数值时停用。该压力开关可以调整,以允许对这个数值进行 调整,来针对特殊应用控制排放空气的压力。所述可移除且为圆形的 盖14、18可以具有冷却翼片110,用以帮助散发掉在压缩期间所产生 的热量。图3示出了在曲柄轴杆24的驱动端部22处与DC马达26相 耦接的压缩机,该DC马达由示意地显示出来的电池模块112提供动 力,该电池模块112可以是可充电式的。在第一实施例中,马达26 以大约30度倾斜以降低马达从圆形盖18处所延伸的高度,因此需要 传动装置114来将动力从马达转移到曲柄轴杆。应该理解的是,马达 可以用另外可替换的取向来安装。在第一实施例中,曲柄轴杆从壳体 处向外穿过每一个盖延伸,使得驱动源可以连接到一个端部且第二压 缩机可以耦接到另外的端部,从而可以借助一个驱动源来运作两个或 更多个压缩机。应该理解的是,仅借助曲柄轴杆的从壳体向外延伸以 与驱动源相耦接的一个端部,压缩机仍然可以运作。
在受到马达26驱动的情况下,该曲柄轴杆24借助曲柄销钉64 的作用驱动该主连接杆件52绕着曲柄轴杆的旋转轴线运动。这个旋转 动作借助连接杆件44(包括有从主连接杆件处延伸的杆件部分、或是 主连接杆件)的作用而被转换成活塞42在缸套36内的线性位移。其 结果是,所述多个气体压缩机28会绕着旋转轴线以顺序的方式开始进 行它们各自的压缩行程,接着依次将压缩气体排到接收室中,从而有 效地提供从压缩机10排出的、近乎连续的压缩气体供应。以相同的依 次的方式,所述气体压缩机28的进气行程会绕着压缩机以依次的方式 顺序地开始,从而有效地提供来自压缩机壳体外部的近乎连续的气体 进气,以防止接收室被排空。第一实施例的压缩机为“单级”类型, 即:在每个缸套内压缩的空气被直接排放到接收室,而不是排放到另 外的用于进一步压缩的缸套。
借助围绕驱动轴杆轴线分隔开的六个径向配置的气体压缩机,当 一个气体压缩机的活塞到达完全伸展位置而完成其压缩行程时,在直 径方向上相对的气体压缩机的活塞到达完全缩回位置而完成进气行 程。在这个时刻,剩下的四个气体压缩机中的其中两个气体压缩机处 于它们的压缩行程中,且它们的活塞朝向它们的完全伸展位置移动, 而另外的两个气体压缩机处在它们的进气行程中,且它们的活塞是朝 向完全缩回位置移动。气体压缩机围绕驱动轴杆轴线的均匀间隔确保 了在驱动轴杆的旋转速度固定的情况下,完成一个压缩行程与完成下 一个压缩行程之间的时间是一致的。
如可以在图4到图6中看到的,每个曲柄臂66都延伸通过曲柄轴 杆颈头67,以形成一体的、呈半圆形凸块配重块116,其关于曲柄 轴杆的旋转轴线与主连接杆件52径向相对地配置。所述配重块有助于 将压缩机10在操作期间由偏心旋转以及往复来回所产生的震动减少 到最低程度。所述配重块可以在其上设有可以关闭的容器118,该容 器118用于储存增加重量的材料,从而借助添加或移除这种材料来调 整配重块的整体重量,以提供动态平衡。对于这种容器的访问是借助 可移除的盖14来提供。
所述压缩机并不是用油来润滑的,而是包括有TeflonTM或其它适 合的低摩擦材料的环120,所述环120围绕每个活塞42的外周延伸, 用以减少缸套36与活塞之间的摩擦。活塞环以传统的方式使用,以提 供活塞与缸套之间的密封,从而防止空气从气体压缩机泄漏到曲柄轴 杆室中。
已经制造出第一实施例的可行的原型机,且其借助定制的1:1驱 动线路以及壳体与28伏的无电线手工圆电锯(skill-saw)的马达相耦 接,该马达由28伏的锂离子电池提供动力。结合到一起的组件根据所 使用的材料不同其重量为12磅或更少,且原型压缩机的直径为7英寸, 厚度为2.5英寸。连同附接的马达,原型压缩机的整体尺寸能安装到 4×7×14英寸的空间内。该原型机的28伏特的DC马达在4200rpm的 转速下会产生465英寸磅的转矩,且所述六个活塞的直径为1英寸, 具有1-1/4英寸的行程。第一实施例原型压缩机在70PSIG的排放下 所设计的流率为7立方英尺/分钟。另一种构造是将马达直接定位在压 缩机的顶部,产生直接的驱动,而不是倾斜的线路传输。
第一实施例的压缩机可以用作紧凑系统的一部分,使用者可以轻 易地携带该紧凑系统来给任何数量的气动工具提供动力,而不存在任 何由电力线或空气软管所造成的运动限制。这种系统可以包括:
背包——其为重量轻的承载外壳,适于穿戴在操作者的背上。该 背包可以具有带衬垫的可调整带子、携带用的把手、用于配件的囊袋、 用于承载和连接工具的钩扣及环圈、以及空气入口和冷却空气出口。
底架——其为重量轻的安装机构,压缩机马达以及仪器安装于其 上,进而整个底架放置在该背包中。
压缩机壳体——该压缩机壳体是含有曲柄外壳(曲柄轴杆室)、曲 柄轴杆、连接杆件、活塞、缸套、缸盖、以及排放空气的排气顶盖(圆 形盖,其具有至少一个穿过其中的通道或阀口,每个通道或阀口都配 备有连接配件)的一体式单元。该压缩机是一种单级气冷式的径向设 计,该设计具有呈平衡的相对构造的彼此相对的缸体。两个压缩机框 架可以用螺栓背靠背地栓接在一起,且经由挠性的耦接器被驱动,以 适应需要增加的空气体积的应用场合。
马达——该DC驱动马达直接驱动压缩机或者通过齿轮箱间接地 驱动压缩机,且借助振动隔离器而安装在该底架上。
电池模块——DC电池放置于安装在该底架上的适配器中。电池 为可移除的,以用于在外部充电。
压力开关——空气/电动压力开关,其安装在该底架上,用以针对 应用场合来控制排放的空气压力,并且是可以调整的。
动力开关——其为电气开关,位于背包的外部,以将电池与马达 以及意外的操作隔离开。动力开关接通时,压力开关会根据需要启动 马达来维持排放的空气压力。
泄压阀——其为手动阀,位于背包的外部,用以给该压缩机泄压 从而用于维修或行进。
压力计——其为压力指示器,安装在压缩机的排气顶盖上,用以 指示出实际的工作压力,以及用以标定压力开关。
快速拆接装置——其为标准的气动工具快速拆接装置,其安装在 背包外部,以连接到空气工具软管。
第一实施例压缩机的效率能够快速地制造出足够量的压缩空气, 从而不需要单独的大容量容器(罐)。可以依据需求制造出足够的压缩 空气,用以操作大多数典型的手持式空气致动的工具。由于该压缩机 具有足够的效率,因此可以用电池驱动的马达来驱动该压缩机,并且 获得与具有电线的压缩机所可以预期得到的相同的输出。在这种情况 下,也可以将电池、马达以及压缩机组合到一起,将它们一起放置于 可以穿戴的包中,使得个人可以自由地移动,同时具有充裕的压缩空 气来操作任何在一般情况下只能经由长软管由静止压缩机驱动的空气 工具。
图10到图12示出了第二实施例的便携式压缩机200,该压缩机 与第一实施例便携式压缩机的相似处在于,其具有径向配置的六个缸 套36及相似的驱动系统,该驱动系统具有通过曲柄来驱动主连接杆件 52旋转的马达26,用以实现活塞42在所述缸套内的连续压缩行程, 以将压缩气体排放到共同的接收器中。然而,第二实施例压缩机200 在许多方面又与第一实施例压缩机不同。
如图10以及图11所示,第二实施例的压缩机200并不具有单一 式壳体,而是包括有两个分开的壳体。接收器壳体202限定出歧管, 且由底半部203及顶半部204所形成,压缩气体从缸套36排到该歧管 中,而底半部203及顶半部204则与配置在它们之间的缸套36匹配在 一起。借助其匹配在一起的两个半部,接收器壳体202的形状是环形 的,用以限定出中央开口206。曲柄壳体208定位在接收器壳体202 的中央开口206内,且同样地具有限定出中央开口的环形形状,主连 接杆件52的主体以及曲柄销钉配置在该中央开口内。所述缸套36容 置在从环形曲柄壳体208的中央开口穿过曲柄壳体208朝向环绕的接 收器壳体202径向延伸的开口210中。所述缸套36在这些开口处与曲 柄壳体208密封,且从曲柄壳体208处径向向外突伸到环绕的接收器 壳体202中。
与第一实施例的那些缸套不同,第二实施例压缩机200的缸套36 并未在圆柱形部分72的相对两端部处向外展开成增加的直径。取而代 之地,每个缸套36都具有从其最接近曲柄壳体208中央开口的驱动端 部34处延伸的螺纹部分212,以便于以密封的方式与贯穿曲柄壳体208 的相应开口210上设置的对应螺纹相匹配。如图18以及图19所示, 缸套36也不朝向与驱动端部34相对的阀端部38向外展开,而是具有 位于其外部表面中的凹部80以及配置在凹部80相对两侧上的成对的 凸缘82。所述凸缘82中离缸套的驱动端部34最远的一个凸缘限定出 其阀端部38,该阀端部38在第二实施例压缩机中是关闭的。在限定 于所述凸缘82之间的凹部80处,围绕缸体中央纵向轴线间隔设置的 多个排气口76沿径向延伸通过缸套36,用以使缸套的中空内部或圆 柱形孔与缸套外部相连通。可挠性材料制成的弹性带78围绕缸套36 在周向的凹部80内拉伸,从而以与第一实施例相同的方式与排气口 76合作来限定出排气阀。
在第二实施例压缩机200中,排气阀的凹部80具有带锥度的类似 V形的形状,其从凸缘82的径向最外部朝着缸套36的中空内部向内 变窄,如最清楚地显示于图19中的那样。如图20A所示,该可挠性 弹性带78也从其最外部表面78a处的最大宽度变成在其最内部表面 78b处的最小宽度。凹槽80以及弹性的可挠性带78以相同的角度逐 渐变窄,从而当可挠性带没有受到从缸套36内部通过排气口76作用 于其上的压缩空气作用力的影响下径向向外伸长时,以最佳的状况装 配及紧密密封。
图10显示出第二实施例压缩机200,接收器壳体202的顶半部204 已经移除,以示出接收器壳体底半部203(在图13中独立显示出)的 匹配侧或面214。一组紧固件孔洞216从匹配面214处延伸到底半部 203中,且围绕着底半部外周218附近而分隔开。沿径向向内与外周 218隔开且邻近紧固件孔洞216地形成有外部密封件凹槽220,其围绕 接收器壳体202的中央开口206完全地延伸,类似O形环的密封件配 置在该外部密封件凹槽220中,用以当接收器壳体的两个半部匹配在 一起时,密封抵靠顶半部204的匹配面。
从该外部密封件凹槽220处径向向内一点是从接收器壳体底半部 203的匹配面凹入进该接收器壳体底半部203的凹槽222,该凹槽222 同样围绕中央开口206完全地延伸。与凹槽222绕着延伸的圆形中央 开口206不同,该凹槽222具有围绕中央开口206延伸的纵向路径, 且凹槽的外部边缘222a形成六边形形状的轮廓,该形状限定出凹槽的 圆形拐角222b及六个笔直区段222c,每个笔直区段都垂直于相应的 一个缸套的纵向轴线延伸。这六个直线区段223中点处形成有凹槽222 的凹入部分224;与凹槽222的其余部分相较,该凹入部分224从底 半部203的匹配面214更加向下凹入到底半部203中。凹槽222在每 个凹入部分224处具有足够的宽度,以将每个缸套36阀端部38处的、 形成容纳排气阀弹性带的阀座凹槽80的两个凸缘82容置在其两侧之 间。凹槽222在所述凹入部分224之间的宽度较小,使得所述凸缘82 将只能适当地定位在凹入部分224内。凹槽222的每个凹入部分224 在沿着凹槽围绕中央开口206的纵向路径的竖直平面中是拱形的,从 而形成圆形的托架或座部,缸套36的从缸套圆柱形部分72处径向向 外突伸的凸缘82可以搁在该托架或座部中。底半部匹配面214的在其 每个凹入部分224处位于凹槽222径向内部的内部部分226类似地在 竖直平面中以拱形方式凹入,不过以较小直径凹入,用以容纳或托住 相应缸套36的从其具有凸缘的阀端部38处突伸到接收器壳体202的 中央开口206中的圆柱形部分72。在图13中以附图标记227示出了 一个这样的用于支撑相应缸套的圆柱形部分的座部或托架。
从凹槽222径向向内、与中央开口206、凹槽222、外部密封件凹 槽220以及外周218同心地设置有在匹配面214的内部部分226中完 全围绕中央开口206延伸的内部密封件凹槽228。在所述缸套36之间, 该内部密封件凹槽228配置成相对于其在匹配面214的内部部分226 中的拱形凹部处的位置(在该位置处,凹槽228位于缸体下方,用以 形成座部或托架227)径向地向外。在内部密封件凹槽228的这些更 加向外配置的部分230处,围绕中央开口206分隔开地形成有第二组 紧固件孔洞232,这些孔洞定位在这些向外部分230与接收器壳体底 半部203的内周234之间,并且从匹配面214的内部部分226延伸到 底半部中。
图14独立地显示出在与底半部203组装之前的接收器壳体202 的顶半部204。主要除了密封件凹槽之外,接收器的顶半部204具有 与底半部大致上相同的结构。该顶半部204具有被凹槽222’划分成内 部部分及外部部分226’及236’的匹配面214’,该凹槽222’以大体上具 有圆形拐角的六边形形状在中央开口206周围同心地延伸。凹槽222’ 具有拱形的凹入部分224’,所述凹入部分沿着凹槽的配置在其圆形拐 角之间的笔直区段居中地设置,用以与底半部203的凹入部分224对 准。当接收器壳体202的两个半部彼此面对面地放置时,匹配面214、 214’的外部部分236、236’被设置在外部密封件凹槽220内适当位置的 密封件密封在一起,且缸套26之间的内部部分226、226’则在内部密 封件凹槽228的向外配置部分230处被配置于内部密封件凹槽228中 适当位置的密封件密封在一起。借助沿着每个托架或座部227的密封 件与各自缸套36的圆柱形部分72的底半部的接合,配置在接收器壳 体202的底半部203的内部密封件凹槽228中的密封件也用来将底半 部203密封于每个缸套36。
因为在接收器壳体的两个半部之间以及在底半部203与缸套36 之间的密封作用位于底半部203的密封件凹槽处,所以顶半部204仅 需提供其本身与缸套36之间的密封作用。在接收器壳体202的顶半部 204上设有六个缸体密封件凹槽238,每个缸体密封件凹槽238都沿着 相应的一个托架227’延伸,而托架227’则是由在匹配面214’的内部部 分226’中的竖直配置的拱形凹部形成。每个缸体密封件凹槽238的每 个端部略微延伸超过在匹配面214’的内部部分226’的拱形座位或托架 227’与相邻平坦区段之间限定的边缘240,以确保当所述半部被组装 在一起而缸套36介于它们之间时,在接收器壳体202与在缸体座部或 托架217、217’处的缸体之间不会存在有空隙。在每个缸体密封件凹 槽238处均设有设于适当位置的密封件设。
为了要组装第二实施例的压缩机200,缸套36与设在曲柄壳体208 外周中的具有螺纹的开口螺纹接合,如图10所示。活塞连同附接于其 上的各自的连接杆件安装在缸套内,并且从连接杆件44被连接到主连 接杆件52。从连接杆件是那些未与主连接杆件的主体54形成为一体、 而是如第一实施例压缩机中所揭示地那些枢转连接到该主体的杆件, 并且与主体54形成一体的杆柄或轴杆57是唯一剩下的连接杆件的一 部分。外径大约等于主连接杆件52的主体54的外径的类似圆盘形的 盖242配置在主体顶部,并且被向下延伸穿过该盖的曲柄销钉64的头 部保持在适当位置,而主连接杆件52被轴颈支撑于该曲柄销钉64上。 在主连接杆件主体54的下方,穿过该主体的曲柄销钉被紧固到曲柄臂 66以及一体的配重块116,曲柄臂66的曲柄颈头67进而耦接到马达 26的驱动轴,该马达在第二实施例中是固定到曲柄壳体208底部的圆 盘造型的短轴型马达或转矩马达,用以将压缩机200的尺寸减小到最 小程度。
组装好曲柄壳体208、气体压缩机及驱动系统以后,曲柄壳体208 以及附接的马达26下降至中央开口206中,以使缸套36的圆柱形部 分72放置到由匹配表面214的内部部分226中的拱形凹部所限定的托 架227内,并使缸套36的凸缘82放置到凹槽222的凹入部分224内。 该部分组装最清楚地示于图10中,图10中接收器壳体的顶半部204 尚未被安装好。为了要完成组装,将顶半部204下降到底半部203上, 且两个半部203、204的外周壁部218,218’的大体上六边形的形状允 许能够容易地看到其对准状况,以将相对半部的缸体托架227,227’ 设置成在缸套36上方及下方对准。接收器壳体202的顶半部204的紧 固件孔洞216’,232’为穿孔,而底半部203的紧固件孔洞216,232则 为具有螺纹的盲孔。顶半部的紧固件孔洞216’,232’与底半部的紧固 件孔洞216,232对齐,使得具有螺纹的紧固件244可以穿过并进入底 半部203中,且紧固于该底半部203,用以将接收器壳体的两个半部 与介于其间的缸套36夹在一起。
如图11A以及图11B所示,由于接收器壳体202的两个半部203, 204具有大体上相同的结构,两个半部的凹槽222,222’关于所述半部 的匹配面镜像对称,从而形成封闭通道246,该通道围绕中央开口206 完整地延伸,每个缸套36的阀端部38设置于该通道中。配置在底半 部203的外部密封件凹槽220中的密封件围绕整个通道246、沿着该 通道的外侧在匹配面214,214’的外部部分236,236’之间提供气密密 封。配置在底半部203的内部密封件凹槽228中的密封件沿着内部密 封件凹槽的位于缸套36之间的向外配置部分230提供两个半部之间的 密封,并且沿着匹配表面的内部部分226中形成缸体托架227的拱形 凹部在底半部与每个缸套36之间提供密封。配置在顶半部204的缸体 密封件凹槽238中的密封件借助在顶半部204与每个缸套36之间提供 气密的密封而完成通道246的封锁作用。
通道246因此形成了接收器、或者说收集器或歧管,其在每个以 及全部的缸套36周围延伸,并且以密封的方式封住缸套的阀端部38 以及弹性带78,其中,阀端部38包括有在每个缸体上由径向延伸通 过在缸套的凸缘82之间的缸套36的排气口76所形成的排气阀,而该 弹性带78则在凸缘82之间围绕缸套36延伸。在底半部203中的凹槽 222的其中三个圆形拐角222b处,设置有气体通道102,其平行于环 形接收器壳体102延伸所绕的轴线延伸通过底半部203。限定出这些 通道的孔通过底半部203的与其匹配表面214相对的外部面248。如 同第一实施例的压缩机一样,这些通道具有螺纹,用以提供与连接配 件、压力计、泄压阀或压力开关的密封耦接。
与第一实施例压缩机相比较,接收器壳体102提供了显著较小的、 用于从每个缸体收集要经由共同的出口排放的压缩空气的歧管或接收 器,该共同出口例如是耦接到相应气体通道102的外凸或内凹连接配 件,其用于连接到适用于连接到气动工具的空气运送软管。借助限定 出剖面相当小的通道(其包围每个缸套上的排气阀,但是并没有包围 缸套的太多其它部分),可以减少用于容纳压缩气体的空间体积。将接 收器的体积保持在最小的程度是期望的,因为压缩机根据对压缩空气 的实际需求或需要而进一步运作的“根据需求产生空气”的情况较多, 而用于将储存罐装满压缩空气的目的的情形较少。将六个缸体配置成 在驱动轴的轴线周围以径向的配置分隔开,使得所述活塞能够相继地 达到它们最大的位移,从而围绕压缩机相继地完成其压缩行程,这样 能够在不需要外部空气罐的情况下、且以最小的波动提供足够的压缩 空气来连续地运作传统式气动工具。
如图15到图18所示,第二实施例压缩机200具有与第一实施例 压缩机不同的进气配置。第二实施例并没有将进气阀设在密封安装于 缸套阀端部的缸盖中,第二实施例的进气阀形成于活塞42上。两个进 气口250在中央跨接部252的相对两侧轴向地延伸通过活塞42,该中 央跨接部252在直径方向上延伸跨过限定出活塞42外周的圆柱形环形 壁部253。每个进气口都是大致半圆形的剖面形状而具有稍微小于活 塞直径的直径,从而占据了活塞剖面的一大部分,同时使得介于两个 进气口之间的中央跨接部仍然是完整的。活塞的与其如下端部相对的 面254(该面254由环形壁部253以及中央跨接部252的相应端部限 定)围绕每个进气口250:连接杆件44从该端部处突伸出来以连接到 主连接杆件52。在该活塞42的所述面254中的O形环凹槽256在两 个进气口250周围延伸来容置传统式O形环,用以在进气口关闭时为 进气口250提供适当的密封。由例如LSR的可挠性弹性材料制成的挡 板258被造形成限定出圆盘260,该圆盘260具有三个长度相等的圆 柱形突伸部分262,所述圆柱形突伸部分262沿着形成在该圆盘的表 面上且在直径方向上延伸跨越该圆盘的直线条带263分隔开,并且垂 直地从该条带处突伸离开圆盘的表面。在直线条带263的相对两侧上, 两个薄金属板件264结合于挡板圆盘260的形成有所述条带的表面上。 每个板件264的形状与其结合的挡板圆盘260的相应部分类似,使得 板件的拱形边缘大致上与挡板圆盘260的外周齐平。所述突伸部分262 具有足够的长度以从直线条带263突伸出来与从活塞42的中央跨接部 252的面254延伸到该中央跨接部252中的三个对应的盲孔266相接 合,所述盲孔沿中央跨接部252间隔的位置和尺寸与突伸部分对应。
直线条带263以及可挠性挡板258的圆盘260在直径方向上延伸 的部分(条带263沿着该部分延伸)限定出挡板258的固定部分268, 该固定部分268借助突伸部分262与盲孔266的接合而相对于活塞面 254被限制于大体上固定的位置。圆盘260的在这个固定部分的每个 侧上的其它部分限定出圆盘260的活动部分270,该活动部分270从 该固定部分处侧向地延伸,且当可挠性圆盘260沿着固定部分以及活 动部分之间的边界,即沿着直线条带263与直线条带形成于其上的圆 盘面之间的边缘272弯折时,该活动部分270相对于固定部分能够以 一种类似枢转的动作运动。借助容置在盲孔266中的突伸部分262, 活动部分270可以相对于固定部分268从关闭位置移动到开启位置, 在该关闭位置,活动部分270和固定部分268是共平面的,换句话说, 活动部分270与固定部分268一起形成扁平的圆盘260;而在该开启 位置,每个活动部分270都延伸于固定部分263的平面之外而远离活 塞面254。在关闭位置中,固定到圆盘的每个活动部分270上的板件 264齐平地抵靠着配置在O形环密封件凹槽256中的O形环密封件 256a(其沿着相应的大致半圆形进气口250的弧形部分),用于覆盖或 关闭进气口。在开启位置中,板件264从与密封件256a齐平接触的状 态至少部分地抬起,用以打开进气口或解除对进气口的覆盖,以允许 空气流过进气口。
如图15a中最佳示出的,直线条带263在每个端部处从中央部分 263a(所述突伸部分262从该中央部分263a处延伸出去)到较短的端 部部分263b(其具有等于每个金属板件264的厚度的较小厚度)形成 阶梯部。当挡板被设置就位以进行使用时,该中央部分263a将会在其 整个长度上与活塞的中央跨接部252的面平齐抵靠地定位,所述整个 长度是指从环形O形环密封件凹槽256的位于中央跨接部252一端处 的内侧周长位置到O形环密封件凹槽256的内侧周长上的径向相对点 的全部长度。条带263的中央部分263a与端部部分263b之间的厚度 差等于容置在O形环密封件凹槽256中的O形环密封件256a从在垂 直于活塞面254的方向上从该活塞面254突伸出去的距离。如同挡板 在进气口上方闭合时金属板件264所表现的那样,条带的端部部分 263b与从O形环密封件凹槽256稍微地突伸于活塞面254之外的O 形环密封件256a的面齐平。条带263的中央部分263a的端部跨越中 央跨接部252的全部长度并紧靠着O形环密封件256a的内周。因此, 当挡板的活动部分处在关闭位置从而密封要两个进气口250时,条带 263的阶梯状端部在两个板件之间、从环形O形环密封件凹槽256的 内部将O形环密封件256a密封起来且密封在O形环密封件256a上, 用以完成活塞面周围的环形密封。在开启位置中,由于一体的突伸部 分262与活塞之间的固定接合,条带263的这些台阶状端部继续保持 与O形环密封件的接合,但是金属板件264会被抬离O形环,用以允 许空气通过进气口。
在所示的实施例中,圆盘260、条带263以及突伸部分262是一 体的单元,该单元可能被模制于活塞上的适当位置。举例来说,两个 暂时为长形的直线障碍物可以沿着活塞的中央跨接部252放置在中央 跨接部252的相对两侧上,每个障碍物的高度都等于配置在O形环密 封件凹槽256中的O形环密封件256a,从而形成平行的、由该O形 环密封件所限定的圆的弦。每个金属板件264因此可以被定位在障碍 物的顶部以及O形环密封件的在中央跨接部的对应侧的弧形部分上。 在以这样的方式将配备有O形环的活塞以及板件配置在模具中后, LSR可以被倾注或注射到模具中,覆盖活塞以及板件。沿着中央跨接 部252进入所述障碍物之间区域的LSR形成条带263,障碍物则防止 LSR经过障碍物流入板件下方且进入进气口。从介于障碍物之间的区 域进一步向下流入中央跨接部525中的盲孔266中的LSR形成突伸部 分,每个盲孔都设有螺纹,从而当LSR干燥时,每个突伸部分的外周 与相应盲孔266的螺纹之间的干涉可以防止突伸部分被直线抽出,从 而将挡板紧固到活塞。换句话说,在每个孔洞或盲孔266内的螺纹作 用如同倒钩,这种倒钩突伸到挡板的各自突伸部分262的外周中。借 助使用多个突伸部分以及配对的具有螺纹的孔洞,可以防止突伸部分 从各自的具有螺纹的孔洞中旋转抽出。一旦介于障碍物之间的区域被 填满,则形成在该条带上的薄层体限定出该圆盘260。在这两个进气 口周围形成分开的密封件凹槽,而不是在该两个进气口周围延伸的单 一O形环密封件凹槽256,可以增加将挡板模制于活塞上的容易性, 因为在成型期间不需要采用一些为了防止LSR泄漏入所述进气口的 暂时性措施。
可替代地,挡板258可以在二阶段的成型工艺中形成且安装在活 塞上,其中,圆盘260以及条带263被形成在两个金属板件264上, 所述板件被保持定位成在模具中彼此相对,就如同在其使用中的关闭 位置(与它们彼此分隔对应于所要形成条带263距离的笔直侧共平面) 一样;被造型成使得LSR在所述板件之间流动的模具将会形成条带 263,并且流到板件的面上的LSR将会形成在顶部与条带形成一体的 圆盘。该模具具有三个突伸部分,所述突伸部分沿着在模具中形成条 带的部分分隔,用以产生沿着条带分隔且通过条带及与条带形成一体 的圆盘的三个穿孔。以如此方式将圆盘以及条带形成在金属板件中, 第二阶段则涉及将这些组件固定在活塞上的适当位置中,使得圆盘中 的三个孔洞及条带结构可以与活塞中央部分252中的盲孔266以及设 置成与已经安装在活塞上的O形环密封件齐平的金属板件264对准。 LSR接着经由在第一阶段期间形成的条带以及圆盘中的对应孔洞被倾 注或注射到活塞中的盲孔266中,LSR干燥以形成与上文所描述的活 塞相同的连接且也被结合到先前形成的LSR圆盘以及条带。
与使用突伸部分262来将挡板紧固到活塞不同的是,具有螺纹的 紧固件可以通过圆盘260而与活塞中具有螺纹的孔洞接合。金属条带 材料可以被涂在圆盘与活塞相对的一侧上,以使紧固件通过金属条带 以及可挠性挡板,从而较好地分布紧固件头部沿着固定部分应用到圆 盘以保持圆盘静止的压力。
借助形成活塞42上的进气阀,空气并不会如同第一实施例那样通 过配置于压缩机外周上的缸盖而被抽入缸套36中,取而代之地是通过 由环形曲柄壳体208所包围的中空空间被抽入缸套36中。因为在环形 曲柄壳体208中心处的中空空间或曲柄容室在底部被马达26所封闭, 所以这个空间的顶部端部必须至少部分地开启,用以允许进气空气通 过在环形曲柄壳体壁部中的开口210而进入缸套36中。因此,能够在 接近曲柄壳体208的顶面276处接合于曲柄壳体208的盖子274具有 通过其中的开口278,用以允许空气可以流入由环形曲柄壳体208所 限定的、含有驱动系统组件的中空空间或曲柄容室中。该盖子为圆盘 造型而且具有四个凸块280,这种凸块280在圆盘周围的均匀分隔点 处从圆盘处径向地向外突伸。四个对应的凹口282径向地延伸到曲柄 壳体208内周中,每个凹口都具有从其一侧处在顶面276下方且平行 于顶面276延伸的各自的狭长孔,使得在将盖子稍微地降低到曲柄容 室中来将凸块280搁靠在顶部表面276处开放的凹口282内时,盖子 274可以绕着其轴线旋转,用以将凸块280滑入及扣在狭长孔中。这 样防止了盖子274从曲柄壳体208处以直线的方式向上抽出,而不需 要用手动的方式解锁盖子的旋转,用以使得凸块280可以回到在曲柄 壳体208的顶部表面276处开放的凹口282。
当介于活塞42与缸套的阀端部38之间的缸套36内压力在活塞 42朝向曲柄壳体208返回的进气行程期间降低时,压缩机200外侧的 空气压力最后会超过该压力。因为进气口50是经由缸套36、开口210、 曲柄容室及由盖子274中的开口278所限定的曲柄容室入口而与环绕 压缩机200的外侧空气流体连通,所以这种压力的增加迫使可挠性挡 板的活动部分270及结合于该挡板的金属板件264进入开启位置,从 而解除对进气口250的覆盖并允许空气在缸套36的阀端部38与活塞 42之间流入缸套36,用于稍后在压缩行程期间被活塞42压缩。随着 空气通过进气口250而进入缸套36的端部,介于周围环境与缸套内部 之间的压力差会降低,而导致弹性挡板的活动部分270可以从弯折的 开启位置弹性地回复到与固定部分268共面的关闭位置,用以封锁住 进气口50。
相较于第一实施例,第二实施例压缩机的总横截面积相当大的进 气口50会增加吸入空气的体积。当典型气动工具使用时压力相对低 时,大的进气口及LSR挡板允许由多个缸体相当快速地产生很大体积 的压缩空气,而保留的热量相当少,从而生成足够的压力来快速反复 地给气动工具提供动力。也可以想到的是,相对于可以达到的压缩效 果,这些独特的阀能够克服传统式簧片阀的进气口的尺寸的限制,并 且因此可以具有可以使用在较高压力应用场合中的可能性。与可能会 疲劳且无法适当地定位或快速脱离的金属或玻璃纤维的簧片阀相比 较,使用具有从固定部分处延伸的活动部分的可挠性弹性挡板来承载 附接于该挡板以用来覆盖住相应进气口的分开的金属板件可以降低过 早出现故障的可能性,因为所有的屈曲或弯折作用都是由LSR或其它 适合的可挠性材料来进行,而不是由金属板件来进行。金属板件因为 具有比可挠性挡板显著更大的刚性,所以每个金属板件都提供用于与 O形环一起密封的始终平坦的表面并且将挡板的屈曲或弯折限制于固 定部分与活动部分之间的边界,从而只允许围绕该边界进行类似枢转 的动作。如同第二实施例的排气阀的可挠性的弹性LSR带以及第一实 施例的两组阀一样,第二实施例进气阀的LSR挡板与保留热量的传统 式簧片阀相比较减少了废弃的能量并且更不易发生由于应力所引起的 故障。
应该理解的是,具有如下这样的固定部分(该固定部分紧固到环 绕着固定部分一侧的单一通气口的表面)及只有单个对应活动部分的 挡板会以相同的方式运作,并且这种类型的阀并未被限制于特定地当 作进气阀使用,这种阀也不会被限制在安装有活塞的阀的类型。也应 该理解的是,可以使用除了LSR之外的可挠性材料来提供相似优点, 并且所述板件可以由除了金属以外的材料制造,且仍能提供在阀挡板 的活动部分处所需要的较大的刚性。在第二实施例压缩机中,如图17 所示的,中央跨接部252从面254开始仅沿着活塞的部分长度跨接环 形活塞壁部253的全部内径,用以在环形活塞壁部253内提供与连接 杆件44连接的空间。在环形活塞壁部253的外部表面中、靠近最接近 缸套36阀端部38的面254以及靠近活塞的相对连接杆件端部294处 分别设有密封环凹槽290及套迭带凹槽292,所述凹槽围绕该环形活 塞壁部253沿周向延伸且沿着活塞长度分隔,用以支撑密封环以及套 迭带,例如降低摩擦的Teflon活塞环。
如同第一实施例的压缩机,第二实施例的压缩机200可以与可充 电的电池模块一起被安装在适于承载在使用者背部上的背包内。应该 理解的是,压缩机200可以改装,以利用本领域技术人员所熟知的供 电装置、马达以及压力开关的线路来将电池单元以可释放的方式直接 安装于其上。借助包括有马达的压缩机以及设在如此紧凑单元中的特 别是与相当薄且扁平的扁圆或转矩马达一起使用的电池模块,可能不 再需要完全尺寸的背包,这将便于使用者携带。举例来说,压缩机可 以配备有可以绷紧的带子,以穿戴在使用者的腰部或腿部周围。当被 承载于袋子或某些其它大致封闭的容器中时,使用网状或者穿孔的材 料将会减少进入空气稳定地供应至压缩机的任何中断情况。电池模块 可以通过在这种网状袋子或容器中的开口被连接到压缩机,用以允许 能够容易且快速地更换充电电池,而不需要先将整个组件从其承载的 容器处移除。
图21到图23示出出第三实施例的便携式压缩机300,如同第一、 第二实施例的压缩机,其具有多个往复来回类型的气体压缩机,这种 压缩机在一共同平面中围绕着垂直于该共同平面的中央轴线径向地配 置,并且由从每个气体压缩机的缸体处接收要通过共同出口排出的压 缩空气的接收器或歧管所承载。第三实施例压缩机的显著差异在于其 只有三个缸体的结构。然而,本领域技术人员将会理解的是,在每个 实施例中的缸体数目是可以改变的。
第三实施例压缩机300的基部302支撑着三个气体压缩机28,所 述压缩机围绕基部302的中央轴线均匀地分隔且径向地延伸。该基部 302是一块实心材料而具有两个相同的、平坦的、平行的相对面304、 306,且具有限定出基部本体的垂直于相对面304、306的固定厚度的 外周,而所述固定厚度显著地小于相对面304、306的跨距。主体302 的外周被造型成使得该主体的外观由具有三个相同长度的长侧及三个 相同长度的短侧的不规则六边形主体所形成,且所述短侧及长侧沿着 六边形主体外周交替,且使得每个长侧都沿着相对面304、306以相同 的方式朝向主体中心凹入。参见图24A的平面视图,主体302的每个 凹入的较长侧308都是由三个直线区段组成:最长的中央区段308a 以及在中央区段的相对两端处的两个较短的端部区段308b。每个较长 侧308的中央区段308a都与在与该较长侧308相邻的两个较短侧310 的相邻端部310a之间延伸的虚拟直线平行。同一较长侧308的端部区 段308b从中央区段308a处倾斜地向外延伸,以直角与相同的邻近较 短侧310的端部310a相连接。
如图21以及图22所示,每个缸套36都被安装于主体302的顶面 304,且从主体302的各自的其中较短侧310处向外突伸而径向地远离 主体中心。在第三实施例压缩机中,缸套36为具有中空圆柱形主体的 标准传统类型,每个缸套都在其相对的两端处开放,且围绕其纵向轴 线延续其整个长度。如图23以及图25所示,用于每个缸套36的缸体 安装座312都具有直角托座结构,其包括有类似板件的矩形基部部分 314及环形部分316,该基部部分314用于安装成与主体302顶面304 的顶部齐平,该环形部分316则从基部部分314的一端垂直地突伸。 圆柱形突起部318在基部部分的预定端部(环形部分316由该端部突 伸)与沿与环形部分316的突伸相反的方向上的另一端部之间、从基 部部分314垂直地突出。突起部318配合于对应的盲孔319中,盲孔 319在距相应较短侧310径向向内的预定距离处、从主体顶面304垂 直地延伸到主体302中,该距离使得缸体安装座312的基部部分314 从突起部318朝向较短侧310延伸,以将环形部分316支撑在该处。 该突起部318是中空的且具有延伸通过基部部分314的孔320,从而 使得该突起部318在其两个端部处都是开放的。在突起部318的每侧 上,在基部部分314中形成紧固件狭长孔322,其朝向基部部分314 的如下端部延伸:环形部分316从该端部处突伸远离相对的端部。该 狭长孔322穿过基部部分314到达基部部分314的底部表面,但是在 基部部分314的顶部表面324下方的深度处,该狭长孔322借助突伸 于其中的宽度固定的连续凸缘325而变窄并缩短。换句话说,当从基 部部分314的顶面324朝向相对的底部面移动观察时,该狭长孔从第 一组较大尺寸阶梯变化到第二组较小尺寸。在盲孔319的每一侧上都 有一对分隔开的具有螺纹的紧固件盲孔326从该狭长孔的顶部表面 304垂直地延伸到主体302中,用以当突起部被下降到盲孔319中时 与各自的紧固件狭长孔322对准。两个具有螺纹的紧固件328通过每 个狭长孔322,并且以螺纹结合于相应的一对紧固件孔洞326中,从 而借助紧固件头部与基部部分314的突伸入狭长孔322中的凸缘235 的接合将缸体安装座312夹紧至主体302的顶面304。
缸体安装座312的环形部分316具有圆形中央开口330,该中央 开口绕着垂直于该环形部分316的轴线延伸通过该环形部分316。与 基部部分314中的狭长孔322类似,环形部分316的中央开口330也 呈台阶状,其从环形部分316的外部面332处的较大直径变成在环形 部分316的内部面334处的较小直径,其中该外部面332与该内部面 334相对,而该基部部分314从该内部面334处伸出。当从缸体安装 座312的外部面侧观察时,这样产生了突伸到该开口330中的环形凸 缘,当缸套36从缸体安装座312的外部面侧被推入开口330中时,该 缸套36的其中一个环形端面336抵靠该环形凸缘。活塞42以密封方 式安装在缸套36的孔或中空内部内,且连接杆件44的活塞端部46 被连接至该活塞,以穿过缸体安装座12的环形部分316而突伸于缸套 36之外。
缸盖338安装在缸套36的与缸体安装座12相反的端部上来封闭 该端部。缸盖338具有三个紧固件孔洞350,这些紧固件孔洞平行于 其缸体接收开口352而延伸通过缸盖且在该开口周围均匀地间隔,而 三个对应的紧固件接收孔洞354平行于中央开口330延伸通过缸体安 装座312的环形部分316,且在该中央开口330周围均匀地间隔。三 个紧固件356穿过缸盖338中的孔洞350且延伸到缸体安装座312的 孔洞354中而与该孔洞354接合,用以将缸套336夹在缸盖与安装座 之间的适当位置。缸盖338的进气阀338a以及排气阀338b为对于本 领域技术人员来说已知的传统式球形止回阀,这种阀配置成用以响应 于缸套的在缸盖与活塞之间的部分内的空气与此空间外侧的周围空气 之间的压力差而开启及关闭,如同传统式空气压缩机那样。
如图23所示出的,从动齿轮358具有从其顶面362处垂直地向上 突伸的圆柱形突伸部分360,以用于安装到垂直于连接杆件44的长度 延伸穿过连接杆件44的驱动端部56的孔364中,从而提供连接杆件 44与从动齿轮358的可枢转连接。销钉368从从动齿轮358下方突伸 到从动齿轮358的圆形中央穿孔370中,该销钉368同时也同心地容 置在穿过缸体安装座312的基部部分314及突起部318的孔320中, 用以将从动齿轮358用可旋转的方式安装在缸体安装座312上。为了 要容纳从动齿轮358,环形部分316的内部面334在基部部分314的 顶部表面324处的中央区段具有与孔320的轴线同心的拱形凹部372。
如图23及图26所示,第三实施例压缩机300的马达安装座374 包括圆环形板件376,该板件在其中具有圆形中央开口378连同四个 紧固件孔洞380,这些孔洞均匀地配置在开口378周围且延伸通过板 件376。该马达26包括有具有两个端面的圆柱形壳体382,驱动轴通 过每个端面以用于旋转。将该马达26降低,以将其底部端部384放置 在环形板件376上,使得驱动轴上的底部端部386可以向下突伸通过 在环形板件376中的中央开口378。四个紧固件387从环形板件376 下方通过所述紧固件孔洞380,用以与马达26的底部端部386相接合。 三个支脚388在环形板件376的外周平均分隔开的位置点处被紧固到 环形板件376,每个支脚388都具有突伸部分389及板件状基部部分 390,该突伸部分389平行于环形板件的中央开口轴线而向下突伸,该 基部部分390固定在突伸部分的底部端部处且与该突伸部分389垂直 地横向延伸。每个支脚388的基部部分390都沿着相应较长侧308的 中央区段308a并与所述中央区段308a相邻地设置成与基部302的顶 部表面304的顶部齐平,使得沿着横向延伸的基部部分390分隔开的 一对穿孔392可以与从基部302的顶部表面304处垂直地延伸到基部 302中的对应盲孔394对准。紧固件396穿过每个支脚388的基部部 分中的孔洞392,用以与基部302的盲孔394相接合。马达安装座374 以及紧固到其环形板件376的马达26因此被紧固到基部302。风扇叶 片单元395被耦接到从马达壳体382处向上突伸的驱动轴的顶部端部, 以在马达26操作期间增进用于冷却的空气循环。
驱动齿轮396被固定到马达26驱动轴的底部端部386,且在主体 302的顶面304上方、主体302的中心处定位在三个从动齿轮358之 间,且与所述从动齿轮358啮合。当马达借助连接到例如充电电池的 供电装置而被供给能量时,驱动齿轮396借助正在经历旋转的马达26 的驱动轴而产生的从动旋转,从而从动齿轮358绕着它们的销钉368 的轴线加以旋转。借助在端部处枢转连接到突伸部分360和活塞42 的连接杆件44,突伸部分360在每个从动齿轮上绕着各自销钉368轴 线的运转驱动活塞42在各自缸套36中的往复来回动作,用以实现进 气以及压缩行程。在与驱动齿轮396啮合之前,从动齿轮358可以围 绕它们各自轴相对定位,用以确保在一个活塞完成压缩行程与下一个 活塞完成压缩行程之间有一致的定时,从而在马达26的操作期间如此 完成压缩,以实现驱动齿轮的旋转。
如图24B所示,该基部302不仅承载着由缸套、缸盖及活塞所限 定的气体压缩机,还承载了压缩机操作要用的驱动系统,而且还具有 由一组交叉的孔所限定的中空内部,以提供用来收集所有缸套中的压 缩空气并将其通过共同出口排放出去的歧管。平行于主体顶面及底面 304、306且在主体顶面与底面304、306之间延伸到主体302的每个 较短侧310中的是相应的接收孔400。每个接收孔在主体外周的相应 较短侧310处的开口端部402具有螺纹,用以与九十度配件404的具 有对应螺纹的端部404a相接合。该九十度配件404的带倒钩功能的端 部404b具有密封地安装于在配件上的橡胶管件406。笔直的带倒钩功 能的配件407以密封的方式接合于管件406的相对端部,并且以密封 的方式耦接到缸体的缸盖338,该缸体从基部302的相同短侧310处 突伸出去而与排气阀338b的阀口相连通。压缩机的每个排气阀会因此 将缸套内的气体压缩排放到各自的接收孔400中。
如图24B所示,所述接收孔400彼此并不相交。而是设有一组三 个另外的孔408,每个另外的孔都从基部302的相应其中较长侧308 的中央区段308a处、平行于主体顶面及底面304、306且在主体顶面 与底面304,306之间延伸出去,且在该主体302中心处相交。接收器 以及另外的孔中的每一个都是垂直于其各自所延伸出去的相应侧或侧 区段。为了避开来自基部302的顶部表面304的盲孔319,每个接收 孔400都在接近各自较短侧310的端部310a处延伸到各自的较短侧 310中,并且与另外的孔408相交,所述另外的孔从相邻的长侧308 处、在相同的相邻长侧与主体302中心之间居中地延伸。借助每个接 收孔400都开放于相应的另外的孔408中,且所述另外的孔在主体302 中心处相交,这些流体连通的孔因此限定出主体的共同中空内部。
每个另外的孔408在主体外周的各自较长侧308的中央区段308a 处的开口端部410是具有螺纹的,用以与以下述对象中的相应一个连 接:用于耦接到排放运送软管的连接配件105、用以在主体302中空 内部内所测量到的压力基础上运作马达26的压力开关412以及用以封 闭其中另外孔408的开口端部410的塞子414。使用塞子414可以在 有需要时提供连接另外组件的选择。将塞子移除后,可以给基部配备 以压力计,用以提供另外的连接配件。举例来说,如果图21以及图 23中所示出的连接配件105是内凹连接配件的话,可能会需要移除塞 子414来附接外凸连接配件,从而允许使用者可以根据要被连接到压 缩机300的软管类型而在两个连接配件之间做选择。
由交叉的孔400,408所形成的主体302中空内部限定出歧管,用 于通过连结到接收孔400的开口端部402的软管406从每个缸套36 收集压缩空气、及用于将压缩空气引导到另外的孔408的其中开口端 部410,用于经由共同出口排放到适用于连接到气动装置的压缩空气 运送软管。如同在第一、第二实施例中的那样,该歧管也用来承载或 支撑多个缸体。所示的三缸体的实施例可以使用于需求更多缸体的配 置,例如示出于第一以及第二实施例中的六缸体的配置,也可用于更 少需求的气动应用场合中。替代性地,可以提供限定出基部的较大歧 管来容纳更多的气体压缩机。
借助三个绕着驱动轴轴线分隔开的气体压缩机,当气体压缩机的 活塞借助达到完全伸展位置而完成其压缩行程时,剩下的两个气体压 缩机的其中之一是以其活塞朝向完全伸展位置移动而处于其压缩行程 中,且另外的一个气体压缩机则是以其活塞朝向完全缩回位置移动而 处于其进气行程中。
以上描述的三个实施例中的每一个都提供一种具有多于两个的气 体压缩机的压缩机,这些气体压缩机在共同平面中径向地配置在驱动 轴周围,用以降低单元的高度或厚度。借助使得支撑着缸体的刚性基 部或壳体同时兼作用于将每个缸体的压缩气体收集到相同的共同接收 空间中的歧管,可以改进每个便携式单元的紧凑性,以超越传统式便 携式压缩机。本领域技术人员将可以理解用于上文所描述的压缩机实 施例的适合材料,所述材料包括金属以及塑料,具有塑料或例如的 重量较轻的金属,其有助于借助压低压缩机的整体重量来增加压缩机 的可携带性。如图所示,通过比较第一、第二实施例压缩机与第三实 施例的压缩机,可以看到,这种可携带性并非完全依赖将缸套部分地 配置在歧管本身内,或是完全依赖使用本文所揭示的有利的、独特的 压缩机阀,然而这些特点的确是能够贡献显著紧凑且受到保护的大致 上封闭的单元。
如本领域技术人员可以理解的,上文所描述的任何压缩机实施例 可以另外地包括有嵌入式调节器阀,其安装在压缩机的排气口或出口 中,用以控制耦接到压缩机的空气软管所运送的气体压力。
图27显示出可供选择的连接杆件以及活塞结构500,其可以替代 第一或第二实施例压缩机10、200的主连接杆件52、从连接杆件44 以及活塞42。该结构500是具有实心中央主体502的单一的一体单元, 该中央主体502具有圆盘状形状且具有相同的顶部及底部圆形表面 504、506以及限定出主体502的恒定高度或厚度的周围壁部508。中 央孔510垂直于主体顶面及底面504,506而完全地延伸通过主体502 中心,使得该结构500可以轴颈支撑在压缩机的驱动系统的曲柄销钉 上,该驱动系统围绕曲柄轴杆的旋转轴线运转,其中该曲柄销钉围绕 该旋转轴线运行。六个连接杆件512从实心主体502的周围壁部508 绕着主体的均匀分隔的位置点处径向地向外突伸,每个连接杆件都在 相对于中央主体周围的端部处支撑着各自的活塞514。每个连接杆件 512具有在中央刚性部分519的相对两端处的可挠性部分518,用于连 接到主体502的周围壁部508以及该活塞514最接近主体502的面 520。该可挠性部分允许在连接杆件512与每个主体502及活塞514 之间进行所需要的枢转动作,用以将中央主体502绕着驱动轴的轴线 的轨道动作转换成活塞在缸套内的往复来回直线动作。换句话说,连 接杆件512(其沿着与穿过主体502的孔510的轴线垂直的平面,即 沿着与该主体的驱动轴轴线垂直的平面)可以承受相对于主体502的 枢转状动作以及相对于活塞514的枢转状动作。如同借助模制塑料而 形成的单一的一体部件,相对于第一以及第二实施例压缩机的对应结 构,连接杆件以及活塞结构500显著地减少部件数目。这样减少了必 须制造的零件的总数目的零件的总数目以及制造压缩机所需要的组装 时间。
应该理解的是,连接杆件以及活塞结构500的活塞514可以是一 种不具有阀口的类型,如同其中活塞相对于到连接杆件的连接部分的 面为实心的第一实施例,或是一种包括有形成于其上的进气阀的具有 阀口的类型,如同第二实施例。也应该理解的是,借助使得每个连接 杆件512只与活塞514及主体502的其中之一形成一体,可以相似地 减少使用在驱动系统中的部件。举例来说,将中央主体502以及连接 杆件512连同连接杆件512与适用于连接至单独的活塞的主体502端 部模制成单一的一体塑料单元,例如在第一或第二实施例中,仍然会 减少所要组装的驱动系统组件的数目。作为另外的一个实施例,将每 个连接杆件连同其各自的活塞一体地一起模制,且该连接杆件与活塞 相反的端部可以利用销钉或键槽而枢转连接到分开的中央主体。
图28示出了替代性的配备有阀的活塞结构600,其可以取代第二 实施例压缩机200的活塞以及进气阀。如可以从图28以及图8C的比 较看出的,活塞结构600的进气阀相似于形成在第一实施例压缩机的 每个缸盖上的进气阀。该活塞600具有限定出圆柱形基部604的一体 式活塞主体602,该圆柱形基部604具有驱动端面606以及与该驱动 端面相对的阀端面610,连接杆件608延伸通过该驱动端面606,而环 形壁部612从该阀端面610处在与驱动端面606相反的方向中突伸而 与基部604的外周614齐平,且圆柱形突伸部分616在中空空间618 内从该阀端面610处居中地突伸出来,其中该中空空间618由环形壁 部612所环绕且与该壁部同轴。多个进气口620从该驱动端面606的 位于中央的径向地向外的凹入部分处径向地延伸通过圆柱形突伸部分 616且与通道622相连通,所述通道从基部604的驱动端面606倾斜 地开孔到基部604中,该凹入部分容纳活塞600及连接杆件608的销 钉连接部分。所述通道622朝向突伸部分616的径向中心会合,且在 该部分中延伸,用以与进气口620相连通。借助设置在环形壁部612 外部表面中的凹槽内的密封环部624,且该环形壁部612部分地限定 出活塞的周围,用以提供活塞600与活塞配置于其中的缸套之间的密 封接合,流体连通的通道624以及进气口620因此限定出通路,该通 路使活塞与缸套之间的密封接合部的相对两侧流体连通。
类似使用在第一实施例的进气阀及第一以及第二实施例的排气阀 中的可挠性弹性带78配置在突伸部分616周围,用以紧密地密封在进 气口620上,直到在活塞的进气行程期间,缸套外侧的周围空气的压 力超过足以伸长突伸部分部分616周围的弹性带、用以解除进气口620 的覆盖且允许周围空气可以从缸套外侧流到通道624中的压力为止, 其中所述通道624从驱动端面606处通过进气口620而进入活塞与缸 套由排气阀所关闭的端部之间的封闭区域。随着在周围空气的进入的 影响下在这个区域内的压力增加,弹性带终于倾向于在突伸部分616 周围重新变紧,用以再次封闭进气口620。在压缩行程期间,缸套内 增加的压力只会用来进一步将进气阀的弹性带78保留在进气口620 上的这个封闭密封位置中。
配置在突伸部分616与缸体主体基部604相对的阀端面610的端 部处的凸缘626从突伸部分616在其完整周边周围处径向地向外突伸, 用以限定出限定在突伸部分616周围延伸于凸缘626与阀端面610之 间的座部或凹槽,用以将弹性带78保持在具有阀口的突伸部分616 附近的适当位置中。凸缘626阻挡弹性带78沿着突伸部分616轴向地 移动,用以确保当弹性带会在突伸部分周围再次弹性地变紧时,弹性 带将会位于适当位置中,用以再次盖住进气口620。
应该理解的是,可以修改第一实施例压缩机10来移除缸盖48并 且使得如同壳体外壁16所限定的压缩机的外周可以封闭在缸套36周 围,并且取而代之地使用安装在第二实施例压缩机200的进气阀的活 塞或是可替代的活塞结构600。如此当然需要提供至少一个开口来使 得围绕压缩机的环境与由壳体12内壁30所环绕的曲柄容室相连通, 举例来说借助延伸通过相对于马达26所被安装的盖子或盖16的盖子 或盖14来实现。

虽然上文描述的实施例每个都是以空气压缩机来呈现,应该理解 的是,本发明独特及有利的特点不仅可以使用在气体压缩机的背景中, 而且也可以使用在往复来回的泵中,该泵被用来将流体从压力较低的 区域运动到压力较高的区域,而很少或不会压缩流体。举例来说,更 加紧凑的基于活塞的多缸体往复来回泵可以使用以下构想而制造出 来:使得基部或框架不仅承载所述缸体,而且也限定出歧管、或甚至 将缸体部分地配置在歧管内。上文所描述的压缩机的独特的阀配置将 会在泵内提供一些优点。上文所揭示的压缩机可以当作耐浸泵来使用, 压缩机从周围空气进气类似于泵从该泵所浸没于其中的环绕流体中的 吸入流体。替代地,该单元可以被连接到流体源,该流体源以流体的 方式密封于该单元,用以与进气口相连通。
举例来说,结构类似于第一以及第二实施例压缩机的泵可以被用 来将水抽出气井或是将气体抽入在地下储存罐中的地底。这种泵的组 件可以使用惰性环树脂而不是铝或另一种金属来制造,用以防止当 与流体或溶剂相接触时起反应的可能性,并且基于LSR的阀在暴露于 含有磨蚀物质的流体时具有增强的耐受性。高效率的泵允许其动力是 由电池或光电池来提供,从而允许可以在可能不存在有供电装置的区 域中使用。举例来说,泵可以使用在尚未建造传动电线的偏远的井工 地处,从而避免或延迟与安装这种长距离电力传动系统相关的高成本 以及环境影响。如同为了要从井处移除水,而需要由比单一单元所提 供的吸抽动力更多的实施例,一组具有类似第一或第二实施例压缩机 的壳体的泵可以被安装在单一驱动轴杆上,该轴杆延伸通过每个壳体, 且泵的排放管道连接到下泵的进气口。泵会被下降到驱动轴杆上的井, 用以接地吸抽流体向上通过该列的泵,且最后到达地面。使用于这种 泵中的活塞的密封环可以基于聚醚已知的相当高的化学抵抗力而使 用聚醚酮,用来增加泵的使用寿命。
图29所示出的便携式压缩机组件700具有类似于上文所描述第二 实施例压缩机的压缩机702。该压缩机702被安装在圆形剖面中空圆 柱形管件704的一端处,该中空圆柱形管件704限定出具有充电电池 模块706的携带把手,该充电电池模块706安装在相对端部处。马达 被容纳在圆形剖面的圆柱形壳体712内,该圆柱形壳体712平行于携 带把手704而在其下方延伸,且在其相对端部处操作地连接到电池模 块706以及压缩机702。动力适配器或电池充电器714以可释放的方 式安装于电池模块706且在需要时以电气的方式与电池模块706相耦 接,用以从传统式AC电插座充电电池或运作马达。由于组件的相对 定位,该组件700很紧凑、容易用手运载且平衡得很好。
如图29以及图30所示,压缩机702与第二实施例压缩机所不同 之处在于,其只有三个缸套36且具有不同的外周形状。该接收器壳体 716可以被视为具有被图31中的假想线722所划分的两个部分:主要 底部部分718以及顶部突伸部分720(使用于本文中的用语“顶部” 以及“底部”与示出于所参照的特定附图中定位及定向有关)。这种三 缸体配置会造成接收器壳体716的主要部分具有六个侧的形状,而不 同于第二实施例压缩机的接收器壳体202的大致例如正六边形形状, 该六边形具有相等的长度侧但是所述侧有点弯曲且拐角是圆形的,并 且是更像第三实施例压缩机300的限定歧管基部302的周边形状,但 是不具有从缸体所配置的较短侧处向内凹入的较长侧。压缩机702接 收器壳体716的主要部分718因此具有一种六个侧的周边形状,三个 相等长度的较长侧交替地配置在周围附近,且三个相等长度的较短侧 宛如由三角形所形成,该三角形的每个拐角沿着介于先前交叉来限定 出该拐角的两个侧之间的一条直线切开。所述三个缸套36在配置于接 收器壳体由主要部分716的内周壁部726所限定的中央开口内的曲柄 壳体724周围均匀地分隔,用以从曲柄壳体724处朝向壳体主要部分 716的每个较短外周侧突伸到接收器壳体716中。如同在第二实施例 中,像通道的歧管在接收器壳体716中中央开口周围延伸,且围绕所 有的缸套36密封在所述缸套的阀端部,用以限定出接收器空间,在密 封于其中的活塞的压缩行程期间,压缩空气从每个缸套处排放到该空 间中。
接收器壳体716的突伸部分720是矩形形状,从主要部分718在 图31中的虚拟直线722处的平坦顶部垂直地向上突伸。接收器壳体 716的两个半部728、730每个是一体的,其意味着每个半部的主要及 突伸部分是由单一件材料所限定的,其中这种半部以一种相似于第二 实施例的那些方式,在如图29的直线732所示出的密封配置中面对面 地相匹配。如图31A所示,中空直线的圆柱形通道733在垂直于介于 所述两个部分之间的虚拟边界722的方向中,沿着其中央轴线,从限 定出主要部分718中的通道的环形歧管处垂直地向上延伸到突伸部分 718中。如同第二实施例的限定出环形歧管的通道,压缩机702的直 线通道及环形通道每个都是借助配合在接收器壳体716两个半部728, 730中的凹槽或凹部形成。由于环形以及直线圆柱形通道的交叉,配 置在环形通道周围的外部密封件并不会形成封闭的圆形,而是形成在 环形通道周围的弧形,该弧形从直线圆柱形通道相邻的侧到另一侧、 且沿着直线圆柱形通道的两个侧朝向接收器壳体716顶面734向上延 伸,用以在直线圆柱形通道733的上方极限附近封闭。
如图31A所示,圆柱形孔735垂直地延伸通过在突伸部分720处 的圆柱形通道733,正好从接收器壳体的半部728的外部非匹配面通 过接收器壳体到另半部730的外部非匹配面,也就是,从压缩机的把 手侧到相对于把手704的侧。从接收器壳体716主要部分718内的环 形限定歧管通道处延伸出来的圆柱形通道733终止在其与圆柱形孔 735交叉处,在接收器壳体突伸部分的顶面734与主要部分718的平 行虚拟顶部端部722之间形成T形造形的连接部分737。该孔735最 接近地对应于第一以及第二实施例压缩机的气体通道,用来形成来自 限定在接收器壳体中空内部内的歧管或接收器的出口,但是所不同的 是该孔延伸通过壳体的两个半部。压缩机接收器壳体716的外部半部 728的外部面736、相对于把手704以及马达壳体712处,孔735是具 有螺纹的,用以接收及密封地接合传统式内凹式快速连接配件105, 用以允许连接在一端处配备有对应外凸半部的空气软管。在接收器壳 体716内部半部730的内部面738、最接近把手704以及马达壳体712 处,孔735是具有螺纹的,用以接收及密封地接合中空圆柱形携带把 手704对应地具有螺纹的端部。借助这种配置,圆柱形携带把手704 中空内部经由相交的圆柱形通道733以及孔735与歧管或接收器流体 连通,在压缩机702的操作期间,该歧管或接收器从缸套36接收压缩 气体。
中空携带把手704相对于压缩机702的端部被通过在支撑板件 741中的具有适当尺寸的孔洞,并且以螺纹接合具有螺纹的孔739,该 孔739与另外的封闭控制箱740中空内部相连通。控制箱740的中空 内部因此与在接收器壳体716的突伸部分720中的把手704的中空内 部、孔735以及圆柱形通道733以及在接收器壳体716的主要部分718 内的环形通道流体连通。这些互相连接的区域因此限定出用于在压缩 机702操作期间接收压缩空气的单一封闭件,并且在内凹空气软管快 速连接组件105处具有单一的出口或排放口。压力开关(未显示于图 中)被安装在控制箱740的中空内部内且被接线到安装在其顶部表面 744上的切换开关742。
该支撑板件741具有与压缩机702的接收器壳体716相似但是略 小的外周形状,在板件741中的把手704所通过的孔洞位于板件对应 于压缩机的接收器壳体716的突伸部分720的部分中。具有螺纹的紧 固件741a从其侧部通过该板件741而进入控制箱中在把手所延伸通过 的面处的具有螺纹的接收器740a,用于与该接收器740a相接合。板 件741对应于压缩机接收器壳体主要部分的部分从板件的附接部分向 下突伸到控制箱740,用以支撑该马达壳体712。在控制箱740下方的 是可充电电池模块706,该电池模块以可释放的方式耦接到控制箱740 以及马达壳体712,用以在马达壳体712内经由切换开关742建立起 与马达的电连接以及经由本领域技术人员已知的电路装置建立控制箱 740的压力开关。
借助将切换开关742设定在运作中,当在控制箱740中的压力开 关所测量到的压力低于预定的极限值时,该电池模块706以电气的方 式连接到在马达壳体712内的马达。沿着环绕着该轴杆的圆柱形壳体 712而平行于把手704延伸的马达的驱动轴杆同心地突伸到曲柄壳体 724中的中央开口中,并且连接到压缩机702的曲柄轴杆,使得发动 马达会驱动曲柄轴杆旋转来操作压缩机。气动式从动装置可以经由与 内凹快速连接组件105相耦接的空气软管用流体的方式连接到在压缩 机702处外部面736的第二圆柱形通道735所限定的出口,用于借助 从便携式压缩机组件700提供的压缩空气来操作。
在示出于图29到图31中的便携式压缩机组件700的实施例中, 控制箱740具有与压缩机702的突伸部分720相同的尺寸以及形状, 且电池模块706具有与压缩机702的主要部分718相同的尺寸以及形 状。当组装好时,控制箱位于电池模块708顶部上且在其平坦的顶部 表面746上,该顶部表面由六个侧的电池模块的其中较短侧所限定出 来。借助接合于马达壳体712以及控制箱740的电池模块706,该电 池模块具有以螺纹结合于中空圆柱形把手704的对应的外部具有螺纹 的端部,组合的电池模块706以及控制箱位于与尺寸以及形状相同的 压缩机702的相同定向中,提供平衡的、稍微对称的外观。使得电池 模块706以及控制箱740的结合重量相似于压缩机702的重量也可以 促成在缸体中心平面各处的更加平衡的重量分布,此取决于在马达壳 体712内的重量分布。
图30示出了可拆卸的电池模块706被移除的便携式压缩机组件 700。可移除地安装电池模块允许可以用充满电的电池模块来取代耗尽 的电池模块、容易地更换旧的、损坏的或有瑕疵的电池模块以及对于 在其余组件远处的电池模块进行充电。如图30以及图30A所示,电 池模块706具有一对分隔的电接头748,这种电接头从其平坦的顶部 表面746处垂直地突伸,用于接触一对在一对凹部750内的对应电接 头,所述凹部750从控制箱740的另外的平坦底部表面752处垂直地 向上突伸到其中空内部。电池模块电接头748以及控制箱的凹部750 的尺寸及间隔使得当该控制箱740被下降到电池模块706上来使电池 模块的顶部表面746及控制箱的底部表面752齐平地面对面接触时, 电池模块的电接头748可以突伸到凹部750中,且接触控制箱中的电 接头。
为了要将电池模块以及控制箱锁在一起,当该两个组件以这种方 式被带在一起时,一对弹性偏向的闩锁754从控制箱740的底部表面 752处在其相对端部向内而向下突伸。所述闩锁754被偏斜到图30a 所示的平行垂直位置中,在此位置中,每个闩锁都垂直控制箱的底部 表面752延伸,但是可以被迫远离控制箱而朝向彼此集中。当该控制 箱740被下降到电池模块上时,所述闩锁垂悬于在电池模块的上方表 面746的开口或凹部中,并且在这些开口内的倾斜表面756迫使所述 闩锁754在它们进一步向下移入开口中时会一起稍微地微离被偏向的 位置。一旦闩锁通过这些表面756的底部端部,它们会偏离开彼此而 回到它们平行位置,用以抓住突架,该突架在各自倾斜表面的底部边 缘上限定出每个闩锁的端部,而防止了不小心将闩锁从开口抽出及分 开控制箱以及电池模块。要分开这些组件,使用者同时地下压两个按 钮758,这种按钮配置在控制箱740的相对端部处,也就是其位在把 手704纵向轴线的相对侧上的端部,用以再次迫使闩锁离开它们被偏 向的位置朝向彼此移动以及从倾斜表面756的底部边缘附近拖离,使 得它们可以从开口抽出。这种类型的可释放闩锁配置对于将可充电的 电池模块连接到例如手持式无线钻头的便携式电动工具来说是已知 的。
沿着电池模块内部面762延伸的平行长形轨道形式的另外一对电 接头760尺寸进行设计且造型成用以向上滑入一对对应的凹槽763中, 这种凹槽设在马达壳体712各自的端面764中。如图29及图30c所示, 凸缘761从马达壳体712在其端面764周围径向地向外突伸,用以允 许紧固件761a可以通过这个凸缘761来与支撑板件741在马达壳体 712附近周围地分隔开的位置点处相接合。如此支撑着马达壳体的板 件741具有足够的厚度,而在板件相对于马达壳体712的面741c中具 有凹部741b,使得紧固件761a的头部可以从此面741c处凹入,该面 因此继续保持平坦且平滑,用于使电池模块706沿着该面滑入以及滑 出与控制箱740的接合。狭长孔741d从板件741底部向上延伸,用以 暴露出在马达壳体712端面764中的平行凹槽763,所述凹槽从马达 壳体底部处向上延伸,用以接收电池模块706的轨道状电接头760, 所述电接头从电池模块706端面762延伸得够远,用以当电池模块706 沿着板件741的外部面741c被向上举起而进入与控制箱740的接合时 可以延伸通过板件的狭长孔741d而进入马达壳体712的凹槽763中。 马达壳体712的凸缘761并不会完全环绕其端面764,而是会停止在 该对凹槽763的每个侧上,而不会从在所述凹槽下方突伸及阻碍电池 模块接触760对于其以滑动方式接近。
如同在控制箱740中的凹部750,在马达壳体712中的凹槽763 含有电接头,这种电接头定位成用于与电池模块706的轨道状电接头 760进行实体接触,一旦完成电接头向上滑动而与控制箱740的完全 闩锁接合,该马达壳体的电接头被接线到马达,用于发动力马达。在 电池模块706顶部表面746以及内部面762上的电接头748以及760 分别接线于该电池模块中,用于经由在控制箱740中的切换开关及压 力开关在该电池模块中的至少一个充电电池到达马达壳体712中的马 达的电连接。
马达壳体712被具有螺纹的紧固件765紧固到压缩机702,这种 紧固件被馈送通过另外的凸缘766,该凸缘从圆形圆柱形马达壳体712 的周围在其相对于电池模块706的端部处径向地向外突伸,用以与具 有螺纹的盲孔767相接合,而所述盲孔则从接收器壳体内部面738处 延伸到接收器壳体716内部半部中。如图31所示,所示出实施例的马 达壳体紧固紧固件761a,765成对地设在马达壳体712的每个端部处, 每个紧固件沿着接收器壳体716的六侧主要部分718的各自的其中较 长侧分隔开。
风扇概略地在图30中以附图标记768示出,该风扇安装在马达壳 体712内部接近其具有凸缘的压缩机端,该壳体在左侧至少部分地开 放,用以使马达壳体712中空内部与压缩机由其曲柄壳体724所限定 的曲柄容室流体连通。风扇768安装在概略地以附图标记711表示的 马达的驱动轴杆上,使得当马达被发动力时,其驱动轴杆的旋转不仅 经由其曲柄轴杆运行压缩机,而且也会旋转风扇,用以促进空气从周 围的环境通过在曲柄壳体盖子中的开口或入口769流入曲柄容室中。 虽然所示的开口769被造型成如同第二实施例压缩机所示的那些开 口,此开口或入口可以具有在第一实施例的缸盖上的那些具有特点的 形状,具有速度迭加入口的展开喇叭状外周形状,用以促进速度增加 来将增加体积的空气带入曲柄容室。
空气被抽入曲柄容室中的一部分空气经由安装有活塞的阀进入缸 套36,正如同针对第二实施例压缩机所描述的,用于在其中压缩,同 时其余的空气则继续流入马达壳体且通过风扇768。空气在马达周围 介于该马达与环绕的壳体712之间流动,继续沿着壳体712流到在壳 体壁部中接近马达壳体712端面764处的周围分隔的排出口或开口 770,其中支撑板件741配置在该端面处。进气的风扇768因此借助促 进空气在其中流动而有助于压缩机的进气,同时亦提供通过马达的空 气流,用以帮助热量从马达发散出去且将空气排放出马达壳体712。 同心地安装在壳体712内的马达具有圆柱形外壳,该外壳可以具有从 该外壳处向外朝向在马达附近封闭的圆柱形壳体712突伸的散热鳍 片,用以增进热量从马达转移到引起通过其中的空气流动的风扇。
图29及图30示出了电池充电器714,不管有没有附接到控制箱 740,其都能够以可释放的方式连接到可充电的电池模块706来充电该 电池模块。该充电器具有外壳,该外壳具有与电池模块706以及压缩 机接收器壳体716的主要部分718大体上相同的形状以及尺寸,用以 提供在便携式压缩机组件700的组件之间一致的外观。一对突伸的电 接头772设在充电器外壳的端面774上,用以当电池模块706相对于 马达支撑板件741的端面776变成沿着垂直于它们的轴线而一起齐平 时,与安装在端面776的凹部775中的对应电接头协作,就如同在电 池模块706与控制箱740之间协作的电接头。两个弹性闩锁或夹件778 在偏斜位置中沿着垂直端面774的平行轴线从充电器外壳突伸出来。 每个夹子的宽度沿着各自的倾斜侧表面倾斜地向下延伸远离充电器外 壳的顶部中心表面779,780,该倾斜侧表面从该外壳向下延伸。所述 闩锁或夹件778被迫离开它们平行的偏斜位置,用以从充电器外壳的 端面774处分开,并且该充电器被推动而与电池模块706齐平地面对 面接触,用以连接所述两个组件的电接头。借助如此相对于电池模块 706定位的充电器714,所述闩锁或夹件778回到他们偏斜的位置,且 闩锁端配置成正好经过电池模块706的端面762,其中马达壳体712 配置在该端面处。形成在闩锁端处的突架或肩部在限定于电池模块 706的马达侧面762与电池模块706的倾斜侧表面782之间的边缘周 围接合,该倾斜侧表面782向下且远离电池模块的顶部表面746延伸。 这种接合防止了电池模块沿着垂直电池模块以及充电器的匹配表面的 轴线抽出。闩锁或夹件778所接合的非垂直边缘亦用来抵抗充电器714 向下滑离电池模块706。借助充电器的电接头772在搁板上的底端的 接触也可以防止充电器从电池模块处落下,其中搁板由在电池模块外 部端面776中对应凹部775的封闭底端所限定出来。
耦接到充电器714的电缆线777包括有用于连接到传统式AC插 座的传统式插头778,并且充电器714以及电池模块706被建构成允 许以下任一种情况:在耗尽电池模块时将电池模块加以充电或是动力、 或是当电缆线777被连接到适当的外部动力源时经由动力以及压力开 关发动DC马达。
图32示出了供选择的便携式压缩机组件784实施例,其具有相似 于图29到图31的便携式压缩机组件700的外观。然而,该供选择实 施例的便携式压缩机组件784的特点在于两个往复式压缩机702, 702’,中空携带把手704的每个端部处都有压缩机。除了突伸部分702, 702’的些许差异之外,所述两个压缩机702,702’几乎是相同的。压缩 机702与上文详细描述的另外的便携式压缩机组件相同。然而,压缩 机702’所不同之处在于与中空圆柱形携带把手706流体连通的圆柱形 孔并未配备有内凹快速连接配件105,而是在接收器壳体716’的外部 半部728’的外部非匹配面处接通电源、不然就是一点也没有完全延伸 通过这个非匹配面。两个压缩机702,702’的环形限定歧管的通道经 由两个压缩机的圆柱形孔及圆柱形通道,通过限定管道中空携带把手 704彼此流体连通,用于透过限定在内凹快速连接配件105处的单一 出口进行排放。该切换开关742在与其它实施例相同的位置中安装在 第二压缩机702’的顶部表面734’处,并且被接线到与由两个压缩机的 缸体所供给的共同封闭空间相连通的压力开关(未显示于图中)。
如针对其它实施例的单一压缩机所描述的,马达壳体712’在每个 端部处被凸缘及紧固件连接到每个压缩机702,702’,且每个端部都 与各自的压缩机的曲柄容室开放地流体连通。容纳在马达壳体712’内 的马达居中地安装在该马达壳体附近,并且具有从其两个端部处延伸 的驱动轴杆,该驱动轴杆的每个端部都被连接到两个压缩机的各自的 其中之一的曲柄轴杆。两个风扇安装在该驱动轴杆上,用于被驱动旋 转,每个风扇都介于马达与各自的压缩机之间。在马达壳体712’的周边 壁部中且在附近周围地分隔开的开口782’沿着壳体712’居中地定位, 也就是,在马达周围分隔开。每个风扇都是以相同的方式运作,用以 将通过被开口限定在曲柄壳体的盖子中的入口空气抽入各自的压缩机 的曲柄容室,使得一部分的空气流动可以被抽入缸体中用于压缩,并 且其余部分的空气流动则继续进入马达壳体712’中通过风扇而到达马 达。来自两个风扇的空气流动在介于马达与壳体的周围壁部之间的空 间中,于马达壳体712’的纵向中心处会合,并且通过通风口或开口782’ 向外散布。对流的热量的转移发生在从马达到这些空气流动,使得热 量被运送通过开口782’而离开壳体,用以冷却马达及壳体。
如图32所示,供选择实施例的便携式压缩机组件784具有矩形动 力装置786,该装置不仅将电力运送到配置在马达壳体712内的马达, 而且亦用来限定出该组件的基部。所述两个压缩机位于将马达壳体 712’承载在它们之间的矩形动力装置786的顶部处。该动力装置经由 切换开关742以及压力开关被接线到马达,该压力开关可以被安装于 压缩机702’接近该切换开关。动力装置包括有传统式可移除的电缆线 777’,连同用于连接到传统式AC电插座的外凸插头778及用于以手 动方式可释放地连接到外凸管脚的内凹端部788,其中,外凸管脚设 在动力装置786的外部外壳中的凹部790内。该动力装置可以是适配 器,用于转换来自AC外部动力供应源的电力,用于由DC马达使用。 替代地,动力装置可以包括有至少一个充电电池连同嵌入的充电器, 该充电器使用可移除的电缆线777’来连接到外部的动力供应装置,或 该动力装置可以是能够充电其内部的充电电池或是当被连接到外部的 动力供应装置时可以运作马达的单元。该动力装置是可以用手动方式 分开的,用于可释放地连接到压缩机或马达壳体,以允许借助已知的 可释放扣紧方法快速且容易地更换该动力装置,例如,借助使用类似 于那些用来连接其它便携式压缩机组件实施例的电池充电器及电池模 块,用于在压缩机702,702’与动力装置786之间接合的可挠性弹性 夹,在这种情况中,匹配的外凸(突伸)以及内凹(凹入)电接头亦 类似于上文所教示的那些可以提供介于可拆卸组件之间的可断路电接 头。
特别是当与上文所描述类的压缩机一起使用时,图29到图32的 组件容易承载且提供了相当紧凑的配置,在这种情况中,缸体径向地 延伸到驱动轴杆轴线,而位于在垂直于此轴线的共同平面中于该轴线 附近分隔开的位置处。第一以及第二实施例压缩机的相当高的效率意 味着,把手组件可以被用来提供能够舒适地用一只手运载且可以容易 地从工场运送另到工场的便携式单元,该单元能够使用在比先前可获 得的便携式单元需求更高的应用中。其它便携式压缩机可以相似地配 备有把手,该把手在相对端部处承载电池模块或另外的压缩机,且适 用于使得其马达是被承载在承载在把手的端部之间。
图37概略地示出了便携式工具系统800,特别是当使用上文描述 的三个紧凑压缩机实施例的任何之一时,该系统能够提供显著程度的 可携带性以及可挠曲性,且亦如上文所描述的,该系统可以被承载在 背包、袋子、网袋或具有穿孔的容器中,或被运载在腿部绑带或皮带 上。该系统800具有由压缩机马达804所驱动的压缩机802,该压缩 机马达804以一种传统方式经由压力开关808被接线到可充电的电池 模块806,用以响应于压缩空气的需求来运作马达804。气动工具809 经由空气软管而被连接到压缩机,用于选择性的操作。选择器开关810 被接线在电池模块806与压力开关808之间,该压力开关也被接线到 电连接部分,用于以选择的方式与电动工具812相耦接。该开关810 具有切断位置、气动工具进行中位置及电动工具进行中位置,在这种 位置中,电池模块分别是电气隔离的、连接到压力开关及马达、及连 接到电动工具。该系统800在没有使用时被设定为切断,或是被设定 成用以发动力气动工具或电动工具的其中之一。
图33A到图33C示出了三个软管结构,每个结构都适用于使用在 便携式工具系统800中,用以将空气运送到气动工具809以及将电气 运送到电动工具812,以便于限定出能够连接到气动及电动工具二者 的单一动力输送单元。
图33A示出了具有电绝缘材料的可挠性管件822的第一软管820, 该可挠性管件822限定出气道,压缩空气通过该气道而从压缩机被运 送到气动工具。第一可挠性传导层体824借助包裹在可挠性管件822 外周的网状传导材料所形成,用以延伸沿着该可挠性管件822的长度 从软管的一端延伸到另一端。电绝缘材料中间层826在第一传导层体 824周围延伸,用以将第一传导层体824从在中间绝缘层826周围封 闭的可挠性传导网状物的第二传导层体828处分开以及电气隔离开。 最后,电绝缘材料的外部盖830盖住该第二传导层体828,用以形成 软管820的外周。绝缘以及传导材料的交替层体维持所需要的导体层 的电气隔离,用以防止跨过导体层发生短路,同时亦在软管820内侧 以及外侧盖住导体。
图33B所示出的第二软管840亦具有中空可挠性管件842,空气 被运送通过该管件,但是取代交替的传导层及绝缘层,其具有第一传 导电线或条带844及第二传导电线或条带846,这种电线或条带在软 管840的相对端部之间,以一种平行分隔的方式螺旋形地绕在可挠性 管件842周围。该平行的螺旋配置提供了具有重复图案的条带外观: 第一导体、间隔、第二导体、间隔;沿着可挠性管件842延伸,其中 每个“间隔”条纹都是可挠性管件842没有被盖住的部分。介于螺旋导 体之间的间距将导体加以电气隔离,同时允许在所产生的软管结构中 具有较大的可挠曲性程度。为了要确保所述导体不会进行接触以及在 软管屈曲期间造成短路,每个导体都具有本身的外部绝缘层。如同第 一软管820,外部绝缘层848覆盖住传导层体及可挠性管件,用以限 定出软管840的外周、保护位于齐下方的层体及防止导体与软管外侧 的任何接触。该可挠性管件842防止导体与软管内侧的任何接触。
图33C示出了第三软管860,在其中,中空可挠性管件862具有 第一导体864及黏着于该第一导体的第二导体866,用以在直径方向 的相对位置中沿着可挠性管件862延伸。每个导体都是具有显著宽度 的带状,该宽度正好跨过不满可挠性管件周围的一半,用以在两个导 体之间留下未被覆盖的管件在直径方向中相对的间隔866,每个间隔 都限定出沿着可挠性管件各自的一侧延伸的绝缘间距或分隔的条带。 可以理解的是,所述两个导体可以由黏着于可挠性管件的金属薄片、 传导带状物或是传导涂层所形成。黏着于可挠性管件的形成配件导体 的宽度可以改变,用以改变沿着管件延伸的绝缘条带或间隔的宽度延 伸,举例来说,增加间隔的宽度来较好地防止两个导体之间发生不注 意的短路。再次地,外部绝缘层868盖住传导层体及可挠性管件,用 以限定出软管860的外周、保护在其下方的层体以及防止导体与软管 外侧的任何接触。
图34A及图34B分别显示电气及气动耦接器的外凸半部及内凹半 部,所述半部每个都具有相似于传统式空气软管的快速连接气动耦接 器的对应半部的整体形状。图35显示出接合在一起的两个半部。
外凸连接器900具有塞子端902、塞子主体904以及相对于该塞 子端902的具有螺纹的端部906。如同传统式空气软管快速连接,中 空圆柱形的塞子端902与中央孔流体连通,该中央孔纵向地延伸通过 整个外凸连接器900,用以允许空气可以流过该孔,并且塞子主体904 被设计轮廓或形状,用以在两个凸起910,911之间限定出球凹槽或凹 部908。外凸连接器900与传统式空气软管的快速连接器的不同在于, 该塞子主体904包括有第一管状传导部分912,其同心地配置在第二 管状传导部分914内,且在所述两个传导部分之间,绝缘层916完全 地在第一传导部分周围延伸,用以电气地将所述传导部分隔离开。第 一传导部分912突伸通过第一传导部分的一端,用以支撑塞子端902。 当被装配在其中软管820,840,860的端部上时,软管的每个导体都 电气地连接到各自的其中塞子主体传导部分912,914。
在软管一端上的外凸连接器900可以与接合于压缩机出口的图 34B所示类型内凹连接器920相匹配。如同传统式空气软管快速连接 器,内凹连接器920具有具有通过其中中央孔的插座主体922,该中 央孔从内凹连接器内部具有螺纹的端部924处延伸该内凹连接器的全 部长度。在插座主体922相对于具有螺纹的端部924的端部上的是中 空圆柱形套管926,其同心地在插座主体922周围延伸,且配置成用 于受限制地沿着该主体滑移。该套管926被弹簧928朝向插座主体922 与具有螺纹的端部924相对的端部偏压,该弹簧928安装在分别位于 插座主体922外部上及套管926内部上的肩部930,932之间,而在其 间限制出环形的弹簧接收空间。如同在传统式空气软管快速连接器中, 球轴承934在通过插座主体壁部的开孔936内对于插座主体分隔开, 该壁部朝向插座主体内部变细。凹槽或凹部938相对于套管而在该套 管内部表面中,在球轴承934的正上方的高度处延伸。球轴承934突 伸到插座主体922内部中足够远处,用以挡住外凸连接器900最接近 塞子端902的凸起910,经过球轴承934进一步进入内凹连接器920 孔中的动作,直到套管926被朝向具有螺纹的端部924向下拉而将套 管的凹部938与球轴承934对准为止,用以当外凸连接器900的凸起 910移动通过凹部938与球轴承934时,允许它们径向地向外移动。 外凸连接器的塞子端902进入在内凹连接器孔中的接收空间,且套管 926被释放而回到其弹簧偏向的位置,顶靠着形成在插座主体922相 对于具有螺纹的端部924的端部处的凸缘或肩部940。当球轴承934 离开在套管926中的凹部938时,弹簧偏向套管926的释放迫使球轴 承934径向地向内,用以突伸到外凸连接器900的球凹槽908中,借 助阻碍凸起910经过球轴承934抽出而将其锁定在与内凹连接器的接 合中。
内凹连接器920与传统式内凹连接器的不同在于,第二组球轴承 950设在第二组锥形开孔952中,这种开孔在第一组球轴承934上方, 也就是在第一组球轴承与具有螺纹的端部924相对的一侧上,相对于 插座主体的周围分隔开。第二凹部954设在套管内壁中,而相似地从 第一凹部938上方分隔开,而被位于第二组球轴承950正上方,且该 套管在图35所示的偏向位置中。外凸连接器900第二传导部分914 的稍微变窄部分以附图标记956表示。限定出外凸连接器的凹槽908 的凸起910,911分别形成在其第一及第二传导部分912,914最接近 塞子端902的端部处。第二传导部分914的变窄部分956出现在凸起 911与外凸连接器900具有螺纹的端部906之间。在内凹连接器920 中的第二组球轴承950与在套管954中的第二凹部以及外凸连接器 900第二传导部分914的变窄部分956协作,其方式与第一组球轴承 934与在套管926中的第一凹部938及外凸连接器900的球凹槽908 合作的方式相同。当位于其径向地最内部分位置中时,也就是套管926 位于其远离具有螺纹的端部924的弹簧偏向位置中,每组球轴承都与 内凹连接器920的各自的传导部分相接触。
当被偏向到它们径向最向内的位置中而突伸到插座主体内部中来 接触外凸连接器900的各自的传导部分时,每组金属球轴承934,950 都与内凹连接器920的各自的传导部分相接触。这可以借助例如以下 的方式来达到:形成电绝缘材料的插座主体922以及使得传导材料连 续带在限制球轴承的每组开孔处,在插座主体922外周附近涂覆于插 座主体922上,如图36所示。所述传导带借助它们沿着绝缘插座主体 922的分隔而彼此电气地相隔绝,并且所述传导带以电气的方式连结 到选择器开关810以及电池模块806。沿着插座主体922在其外壁中 延伸的凹槽960,962允许将缆线或插座主体的其它传导材料或涂层沿 着插座主体外部放置在凹槽内,而不会在内凹连接器920内与外凸连 接器900的配件相干扰或是沿着插座主体922滑移套管926。每个传 导涂层带都可以被稍微地凹入插座主体922的外周中,如在图35A中 针对带966所示的,以不会从插座主体922其它部分处向外突伸及与 套管926沿着插座主体的滑移相干扰。此图亦示出了介于传导球轴承 950与涂层带966之间的连接是如何借助使涂层材料盖住开孔的倾斜 周围壁部,使得球轴承被位于偏向位置中的套管保持在顶抵着涂层而 被建立起来的。
所述凹槽960,962从传导带964,966处分别朝向插座主体922 在内部具有螺纹的端部924处延伸,用于通过电子手段在接近内凹连 接器的安装端处连接到选择器开关810。举例来说,填充有导体的凹 槽960,962相对于带964,966、且最接近具有螺纹的连接端部924、 但是沿着插座主体922而与具有螺纹的连接端部924分隔开的连接端 部960a,962a可以用于离开电池以及开关的引线的焊料连接位置点, 以建立起到达带964,966及二组球轴承934,950的选择性电气连接, 同时因为壳体或配件可以由传导材料制造的,而可以借助适合的具有 螺纹的配件,确保与在具有螺纹的端部处耦接到插座主体922的压缩 机壳体的电气隔离。在连接第一组球轴承934的传导带964中的断路 器968允许导体通过该带而到达第二组球轴承950的带。
当外凸连接器900与内凹连接器920相接合时,介于内凹连接器 920的传导球轴承组934,950与外凸连接器900的各自的传导部分 912,914之间的接触将软管820,840或860的导体连接到开关。在 软管相对端部处的是另外的内凹连接器920,其可以接线到软管的导 体且可以接合到配备有另外的外凸连接器900的电动工具,该另外的 外凸连接器900使得其传导部分接线到工具的电动驱动系统。借助将 开关810设定到电动工具运转中,且工具借助其开关或触发器而被启 动,电路从电池806、通过开关810、通过在压缩机处的外凸/内凹耦 接器、通过软管以及通过在电动工具处的外凸/内凹耦接器而被封闭, 用于该工具的运作。
替代性地,在软管工具端上的内凹连接器可以被连接到配备有外 凸连接器的气动工具,在其中传导部分912,914并未接线到任何物品, 且因此是受到电隔离,以限定出开放电路,即便是将开关810设定成 电气工具为运行中的状态,电力将不会流过该电路。或者,在工具上 的外凸连接器可以整体地以非传导材料制做,用以确保电路并未被关 闭。如果开关是被设定成气动工具是运行中的状态的话,电池被连接 到压力开关808,如果在压缩机歧管中检测到的压力低于预定数值的 话,该压力开关808将会启动马达804,而马达将会从而运转该压缩 机且将压缩空气通过在压缩机处的外凸/内凹耦接器、通过空气软管、 通过在软管工具端处的外凸/内凹耦接器、馈送到气动工具中用于其运 作。
也可以理解的是,该系统可以是适用于能够提供空气流动以及电 力二者到电动/气动动力输送软管的工具端,例如是用于与适用于使用 电力来进行重击的旋转以及气动动力的锤钻机一起使用。如同便携式 压缩机组件的实施例,该系统可以包括有电池充电器,该充电器在需 要时也可以作用如同外部动力源所使用的适配器。
由于可以在如同上文描述的本发明中进行各种修改,且本发明许 多明显广泛的不同实施例落入权利要求书的精神及范围内而不会偏离 这种精神及范围,因此,在随附说明书中所含有的全部内容应该只是 以示出性的方式、而不是以限制性的方式来解释。
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