阅读说明：本技术 箱式静音无油空压系统 (Box type silent oilless air compression system ) 是由 陈志敏 贾森 周楠 刘学 黄图江 胡克 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种箱式静音无油空压系统,其包括依次连接的：空气压缩机、离心式风冷除水器、电子除水装置、缓冲储气罐、减压阀以及油水分离器,所述缓冲储气罐底部设有冷凝水排放口。通过设置缓冲储气罐,用于将冷凝水收集并在空压系统不停机的情况下自动排放,提高空压系统运行稳定性。而且将电子除水装置设置在缓冲储气罐之前,能够避免电子除水装置温度过低产生结冰堵塞现象。(The invention provides a box type mute oil-free air compression system, which comprises the following components in sequential connection: the air-cooled water separator comprises an air compressor, a centrifugal air-cooled dehydrator, an electronic dehydrating device, a buffering air storage tank, a pressure reducing valve and an oil-water separator, wherein a condensed water discharge port is formed in the bottom of the buffering air storage tank. Through setting up buffering gas holder for collect the comdenstion water and discharge automatically under the circumstances that the air compressor system does not shut down, improve air compressor system operating stability. And the electronic dewatering device is arranged in front of the buffering air storage tank, so that the phenomenon of icing and blocking caused by over-low temperature of the electronic dewatering device can be avoided.)

箱式静音无油空压系统

技术领域

本发明涉及一种空压系统，可应用于医疗、卫生、食品、科学试验等领域，具体可用于给原子吸收，光谱、质谱等做配套，涉及所有的分析行业，包括地市级以上质检、商检、环保、疾控、农检及高校、科研院所、企业等实验室。

背景技术

目前市场上，空压机产品众多，绝大多数都是单纯为了提高压缩空气的压力，但是对于气体的干燥性，洁净度都没有相关要求。

而且，市场上的产品，噪音很大，在实验室使用，对实验人员来说，是一种严重的噪声污染。本发明开发的这款空压机，主要针对实验室仪器的配套使用，主要特点为无油、静音、干燥并具有合适的流量和压力。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种箱式静音无油空压系统，主要目的是实现无油、静音、干燥并具有合适的流量和压力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种箱式静音无油空压系统，其特征在于，包括：

空气压缩机；

离心式风冷除水器，与所述空气压缩机的出口端相连；

电子除水装置，连接在所述离心式风冷除水器的下游；

缓冲储气罐，连接在所述电子除水装置的下游，所述缓冲储气罐底部设有冷凝水排放口；

减压阀，连接在所述缓冲储气罐的下游；

油水分离器，连接在所述减压阀的下游。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：所述冷凝水排放口连接有一个可调式安全阀。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：所述空气压缩机安装在箱体内，所述空气压缩机的压缩机机头和箱体之间仅以至少四根弹簧相连，弹簧的一端与所述压缩机机头的下端侧边相连，另一端斜向上连接到箱体。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：所述箱体的底座上固定有压缩机支撑架，所述弹簧的另一端通过螺钉、螺母以及弹簧轴套固定在所述压缩机支撑架上。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：在箱体内部粘贴有蛋窝式吸音棉。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：所述可调式安全阀设有自动排水口，在自动排水口的下方接有冷凝水接收瓶。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：所述系统的钣金外壳通过凹陷形成有凹槽，所述冷凝水收集瓶放置在所述凹槽内。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：在和钣金外壳齐平的位置装有磁吸固定的透明亚克力护板，所述冷凝水接收瓶为半透明或透明材质制成。

所述的箱式静音无油空压系统，其中：在可调式安全阀的自动排水口处还设置有消音器。

本发明通过设置缓冲储气罐，用于将冷凝水收集并在空压系统不停机的情况下自动排放，提高空压系统运行稳定性。而且将电子除水装置设置在缓冲储气罐之前，能够避免电子除水装置温度过低产生结冰堵塞现象。

附图说明

图1是本发明提供的箱式静音无油空压系统的整体结构示意图。

图2是空气压缩机的减震结构示意图。

图3是缓冲储气罐的排水结构示意图。

图4是冷凝水接收瓶的安装示意图。

附图标记说明：过滤器1、2；空气压缩机3；压缩机机头31；底座32；压缩机支撑架321；弹簧33；螺钉34；螺母35；弹簧轴套36；除水器4、5；电子除水装置6；缓冲储气罐7；冷凝水排放口71；可调式安全阀72；自动排水口73；冷凝水接收瓶74；钣金外壳75；亚克力护板76；磁吸77；减压阀8；压力表9；油水分离器10。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种箱式静音无油空压系统，包括依序相连的：

两级过滤器1、2，这些过滤器1、2相对来说为粗效过滤器，主要去除一些颗粒较大的杂质；

空气压缩机3，其入口端与所述两级过滤器1、2相连；

两级除水器4、5，与所述空气压缩机3的出口端相连；

电子除水装置6，布置在所述两级除水器4、5的下游；

缓冲储气罐7，连接在所述电子除水装置6的下游；

减压阀8，连接在所述缓冲储气罐7的下游；

压力表9，布置在所述减压阀8的下游管路上；

油水分离器10，与所述减压阀8的下游管路相接。

本发明的工作原理为：空气压缩机的主要部件是空气压缩机3，在空气压缩机3的进气口，装有两级过滤器1、2，以去除空气中的部分杂质和灰尘。空气经过空气压缩机3的压缩后，变成具有一定压力，温度较高的压缩气体。为了有效的去除压缩空气中的水分，先让压缩气体经过两级除水器4、5进行冷凝。压缩气体的温度较高，可达到100℃左右，经过除水器后，能够使压缩空气迅速降温而使压缩空气中的水分能迅速的冷凝下来。为了保证最佳的冷凝效果，采用了对除水器4、5进行风冷的方式。虽然对压缩气体进行了两级风冷，但是压缩气体中还是含有一定的水蒸气，风冷以后，我们又设置了电子除水装置6，即通过强制换热手段，使压缩气体温度降低10-20℃，这样气体中残余的水分就会进一步冷凝出来。压缩空气从电子除水器出来后，进入到缓冲储气罐7中。缓冲储气罐7的作用一是对压缩气体进行储存，缓解气压波动对出气口压力的影响，二是将前两级冷凝铜管中冷凝的水分和电子除水中冷凝的水分进行排出。从缓冲储气罐7出来的压缩气体会经过减压阀8进行调压，调压后的压力能通过压力表9进行直观的体现出来。从减压阀8输出的气体即为操作者需求的压力的气体。压缩气体中比较大的冷凝水水珠已经在储气罐7中，通过重力作用排出，但是一些气雾状的水分还是会随压缩气体进入后边的流路中。混有水雾状水分的压缩空气经过调压后，进入到油水分离器10中，在油水分离器10中，压缩空气产生流向和速度的剧烈变化，在依靠惯性作用，将密度比压缩气体大的水分分离出来。这样，压缩气体相当于经过4级的干燥除水装置，才可以排出压缩机，进入到用气设备中。

为了解决实验室的噪声污染，解放操作者的耳膜，本发明主要从两处进行了优化。

第一，空气压缩机作为噪声的主要来源，它的震动会传递到箱体。为了最大程度的减少这种震动传递，本发明采用了新的安装方式——悬挂式安装。如图2所示，在压缩机机头31和箱体之间仅以至少四根弹簧33相连，弹簧33的一端与所述压缩机机头31的下端侧边相连，另一端斜向上连接到箱体。在本实施例中，所述箱体只画出了其底座32，并在该底座32上固定有压缩机支撑架321，所述弹簧33的另一端通过螺钉34、螺母35以及弹簧轴套36固定在所述压缩机支撑架321上。如此一来，通过具有一定强度的弹簧33连接，压缩机在工作的时候，压缩机机头31的震动会被弹簧33吸收和减缓，箱体的震动就大大减弱。实验证明，悬挂式安装和传统的橡胶地脚安装的方式，噪音相差在5-8dB左右。

第二，为了防止压缩机机头31的噪音向外传递，本发明还在箱体内部粘贴了蛋窝式吸音棉(现有产品，未予图示)。蛋窝式吸音棉可以对声波进行缓冲和吸收，使有吸音棉的表面不再有声波反射出去。

上述两种方案配合使用，前者削弱了压缩机的震动影响，后者减轻了压缩机自身的噪声影响，使得整个设备所表现出来的噪音就会很低，达到实验室设备静音的需求。

为了去除压缩空气中的水分，本发明采用了四次除水装置。前两级除水装置为离心式除水器，并配以风冷，压缩空气流过长度约为5m左右的铜管除水器，通过铜管良好的热交换性能来冷却压缩气体。此种方式能快速冷凝压缩气体，并通过除水器的螺旋结构离心分离冷凝水，而且结构简单，所占空间较小。这种除水方式适用于初级的粗略除水。第三级除水装置为电子除水装置6，其是使用半导体制冷片的冷端对压缩气体进行冷却，半导体制冷片的热端贴有散热翅片，并配以翅片进行风冷，只要能将热端的热量散发出去，半导体制冷片的冷端能下降到很低的温度，在不带负载的情况下，一般可下降到-15℃以下。压缩空气带着冷凝出来的部分水分，进入到缓冲储气罐7中。在缓冲储气罐7的底部有个冷凝水排放口71，前三级冷凝的水分，在缓冲储气罐7的底部冷凝水排放口71中排出。压缩气体则进入到后续管路，调压后进入第四级除水设备——油水分离器10中，在油水分离器10中通过流向和速度的骤变，再依靠离心作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来，分离出的水分和杂质通过底部的排污口排出，较为干燥的压缩空气流出油水分离器，排出空气压缩机进入到用气设备中。

本发明的优点还在于各级除水的连接位置。前两级除水风冷除水，将压缩空气的温度由85-100℃降温至室温左右，特别适用于初级的大量除水。压缩空气在第三级电子除水中，会降低到更低的温度，来使压缩空气中的水分进一步冷凝出来。从图1的系统流路图中可以看出，电子除水装置6安装在缓冲储气罐7的前侧，相对于安装在调压阀8后侧来说，是有一定优势的。如果安装在调压阀8的后侧，该处的压缩空气流量是根据客户使用情况来进行调节的。如果客户使用的流量非常小，比如配测汞仪使用，流量大概为0.2L/min，又或者客户使用压缩空气，出气口并不是持续的有气体流出，在配套仪器进气电磁阀关闭的情况下，空气压缩机的出气口并没有气体流出，此时电子除水器处同样也没有气体流动，而半导体制冷片是在持续制冷中，由于负载较小，半导体制冷片冷端的温度可能会降至-10℃以下。长期维持在这样的温度，势必会造成电子除水内部的管路结霜结冰，导致管路堵塞，出气口无法排出压缩气体。所以本发明选择把电子除水装置6安装在缓冲储气罐7的前测。此处，不论设备出气口的流量和压力为多少，该处都是空气压缩机3产生的全部压缩气体，电子除水装置6处的温度维持在0℃以上，避免了小流量或者出气口无出气时结冰堵塞的问题。最后一级的除水是油水分离器，它不再是依靠温度变化来除水，它的主要作用是分离水雾状的、不能通过重力作用去除掉的水分。这几级除水是根据温度变化情况，水分的存在形式，以及各自除水的特点来进行布置的，顺序和位置一旦不合理，就不会达到最优的效果。

本发明还能够自动排水。目前小型空压机中的排水主要分为两种形式，一是手动排水，排水口位于储气罐的底部，需要在机器停机后，再次开机前，人工手动完成。此种排水方式要求空压机运行时间不能过长，否则冷凝水得不到及时排放，会缩短供气系统使用寿命和影响用气的产品质量。另一种是在排水口末端连接电磁阀、定时器和自动排水器。用定时器设定排水间隔和排放水的时间，实现自动排水。该方法虽然解放了人工，但是在用气过程中排水会导致系统压力骤然降低，对用气设备产生不良影响。而本发明集自动排水和过压安全保护于一体。

如图3所示，在缓冲储气罐7底部的冷凝水排放口71，连接有一个可调式安全阀72，该可调式安全阀72兼容有系统过压保护和自动排水功能。所述可调式安全阀72设定了安全压力值后，一旦缓冲储气罐7内部的压力超过该安全压力值(例如空压机出气口被关闭而导致这种情况发生)，所述可调式安全阀72将打开，压力气体将携带聚集在冷凝水排风口处的冷凝水通过可调式安全阀72由自动排水口73排出，使系统内压力降低到安全压力值以下，此时所述可调式安全阀72恢复到常闭状态。本发明提供的空压系统，空气压缩机3会持续工作，使缓冲储气罐7内的气压始终高于该安全压力值，即始终有一部分残余气体从可调式安全阀72排出，使冷凝水随时被一同排出。这样的话，排出冷凝水的工作既不需要停机，也不会突然改变系统压力。

除此之外，在可调式安全阀72的自动排水口73处还设置了消音器78，以此消除工作过程中，排出压缩气体时产生的噪音。

本发明的另一优点是，如图4所示，在设备外部放置了冷凝水接收瓶74。在中国南方的一些潮湿地区，设备8h工作的情况下，冷凝水可以达到400ml。这样的一个水量，在以往的设备中，都是直接排到实验室地面的，这样就会造成实验室地面长期存水，而且在梅雨季节，很难蒸发。考虑到用户的这一问题，本发明将设备的自动排水口73设置在中间部位，并配合一个1L的冷凝水接收瓶74。冷凝水接收瓶74放置在设备外侧，方便使用者倾倒冷凝水。为了不额外增加设备外形尺寸，本发明将钣金外壳75通过凹陷形成凹槽，然后将冷凝水收集瓶74放置在所述凹槽内。在和钣金外壳75齐平的位置，装有磁吸77的透明亚克力护板76，用以保护收集瓶不会因意外掉落。冷凝水接收瓶74为半透明或透明的塑料瓶，再加上高透明度的亚克力护板76，使用者能够很清晰的看到接收瓶内冷凝水的水量，及时倾倒冷凝水。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。