便携式空气压缩机组件、其支撑结构及其操作方法 【技术领域】
本发明总地来说涉及空气压缩机，具体涉及便携式空气压缩机组件、其支撑结构及其操作方法。
背景技术
空气压缩机一般用作压缩空气源，这些压缩空气临时存储在一个压缩罐中。一般为电动机或内燃机的致动装置连接到压缩机组。压缩机组一般包括一个活塞组件或压缩泵，活塞组件或压缩泵压缩来自大气的空气并且迫使其进入用于临时存储的流体压力罐的。为了使空气压缩机方便移动到工作现场使用，提供了结构框架。框架一般包括至少一个用于移动空气压缩机组件的轮子。
常用的便携式空气压缩机组件存在一些缺陷。第一个缺陷是空气压缩机组件的组成部件，例如汽油机消声器和汽油机的空气滤清器之类的部件，和压缩机的冷却头，经常布置在支撑空气压缩机组件的框架的结构外壳的外部。其它一些较小的零件，例如流体压力罐的排气和排液阀、用于确定系统压力的独立仪表和各种不同操作元件的排液口等等，也经常会暴露在外部(也就是延伸到框架外壳的外部)。暴露的元件容易被损坏。
已知便携式空气压缩机的另一个缺陷是，在通过手柄推或拉压缩空气机组件时，组件很容易翻倒。用于支撑和用于使框架移动的轮子也使得整个组件易于转动和翻倒。当空气压缩机组件翻倒时，伸出到框架周边之外的那些零件可能被损坏，也可能发生燃料泄漏。
因此，希望提供一种克服了已知空气压缩机组件的缺陷的便携式空气压缩机组件。
【发明内容】
本发明提供一种用于压缩机的支撑框架、相应的压缩机组件以及相应的操作方法，不仅能够增强对压缩机中各部件的保护，而且还防止压缩机过度转动从而避免压缩机翻倒受损。
在本发明的一个优选实施例中，便携式空气压缩机组件包括一个具有一对平行侧面部分的框架。在压缩机正常操作位置，一个支撑板水平地连接在两个侧面部分之间。多个操作元件连接到支撑板。流体压力罐垂直支撑到侧面部分并且在操作元件的前方。框架侧面部分包封操作元件的外周边，并且角度延伸到操作元件后面的框架转动停止点。当向后朝框架转动停止点倾倒时，重力使压缩机组件返回到压缩机正常操作位置。
在另一个优选实施例中，便携式空气压缩机的支撑结构包括一个具有一对近似平行的侧面部分的框架，和一个水平设置在侧面部分之间的支撑板。包括发动机、压缩机和流体压力罐在内的多个元件连接到支撑板。一个轮轴连接到两个侧面部分的下管状部分，轮轴具有可操作地形成便携式空气压缩机的相对平面外壳的末端。仪表支撑面板可以连接到框架上，并且定位在邻近平面外壳的一个选定位置。包括发动机on/off开关、至少一个压力表、至少一个快速断开配件和至少一个卸载阀在内的多个仪表安装在仪表支撑面板上，使得每个仪表和仪表支撑面板能够完全地位于一个选定的外平面外壳内。
可转动地支撑在轮轴上的轮子和结构脚用于支撑组件，并且每个都可以取下以便运送。组件的重心定位在轮子的前方，以便当组件向后倾倒时，重心仍然保持在穿过轮轴的垂直轴线的前方，重力使组件偏转，使其返回到正常操作位置。在又一个优选实施例中，侧面部分提供了组件的一对提升手柄。在再一个优选实施例中，设置在中心位置的手柄可以缩回或取下，以便运送。
从以下的详细说明中，可以知道本发明的其它优点。应当知道，尽管用详细的说明和特定例子指出了本发明的优选实施例，但只是为了说明的目的，而不是要限制本发明的范围。
【附图说明】
从以下的详细说明和附图中可以更充分地理解本发明，其中：
图1是本发明的空气压缩机组件的一个优选实施例的透视图；
图2是图1的组件的平面图，示出了流体存储罐相对于组件纵向轴的定向；
图3是沿图2的断面3的侧视图，示出了安装到框架结构的控制面板；
图4是沿图2的断面4的侧视图，示出了本发明的轮子与支撑脚之间的关系，以及组件重心；
图5是图4的侧视图，示出了压缩机组件绕轮轴转动到框架的后突出部分确定的停止位置；
图6是显示安装在两个侧面部分之间的支撑板上的示例发动机和压缩机的平面图；
图7是图6的断面7的侧视图，示出了发动机和空气压缩机的所有元件都封闭在框架的外壳内；
图8是图7的断面8的后视图，示出了支撑脚和可转动地穿过框架的管状构件的轮轴的几何形状；
图9是沿图7的断面9的压缩机组件的底视图，详细显示了下支撑板和用于将设备支撑到支撑板的安装紧固件；
图10是本发明的另一个优选实施例的透视图，这个实施例具有结构上连接到流体压力罐的框架和中心定位的前支撑手柄；和
图11是将本发明的便携式空气压缩机向水平操作位置偏转的方法的流程图。
【具体实施方式】
以下的优选实施例的说明本质上仅仅是为了举例说明，而不是要以任何方式限制本发明及其应用或使用。
图1示出了根据本发明的一个优选实施例的空气压缩机组件10。空气压缩机组件10包括一个框架12、一个元件组14和一个流体压力罐16。第一轮18和第二轮20从框架12可转动地支撑在空气压缩机组件10的后端。框架12包括一个第一侧面部分22和一个第二侧面部分24。第一侧面部分22和第二侧面部分24总体上是形成为具有圆角的平行四边形的管状框架构件。支撑板26提供在框架12的下部，并且分别机械地结合到第一侧面部分22和第二侧面部分24。一对支撑脚28(本图中仅可以看到一个)在支撑板26的下表面机械地结合到框架12的前端，这一点将在参考图9时更详细地说明。
每个支撑脚28包括一个弹性垫30。弹性垫30的目的是要在发动机操作时减小空气压缩机组件10的滑动，以及当放置在相对平滑表面上时防止装置滑动。控制面板32提供在第一侧面部分22或第二侧面部分24中的任意一个侧面部分上。在所示实施例中，控制面板32是由第一侧面部分22的上水平和下水平构件支撑的。参考图3进一步说明控制面板32。本发明中提供了一个后支撑构件34，以将第一侧面部分22结构连接到第二侧面部分24。如参考图5更详细地说明的那样，后支撑构件34也用作框架12接触地面的框架转动停止点的部分。在一个优选实施例中，将后支撑构件34和支撑板26都焊接到第一侧面部分22和第二侧面部分24。
如图2所示，框架12的构造使得能够将元件组14完全封闭在框架12的外壳内。组件纵轴A将框架12对分。流体压力罐16包括一个近似垂直于组件纵轴A的罐纵轴B。
如图3所示，控制面板32支撑在框架12的上下两端。在一个优选实施例中，控制面板32在结合点33机械固定(例如焊接)到框架12上。在图3中将控制面板32显示为垂直定向，但是，也可以使用类似于结合点33的机械固定结合，沿一个主侧面将控制面板32支撑到框架12的上水平部分或下水平部分。多个元件安装在控制面板32上。具体地讲，控制面板包括至少一个压力表36、一个空气调节器调节按钮37、一个卸载阀38、一个发动机on/off开关39和一对快速断开配件40。压力表36、卸载阀38、on/off开关和快速断开配件40之类的元件在控制面板32上可以有各种不同的布置方式。
如图4所示，后管状构件41将框架12的第一侧面部分22(未示出)和第二侧面部分24的上水平管连接到下水平管。如图所示，每个后管状构件41与地面C形成一个框架后角θ。框架后角θ使得空气压缩机组件10能够绕形成在第一轮18(未示出)和第二轮20的每个轮的中心的转动轴D转动。轮轴垂直轴线E从旋转轴D延伸。重心42设置在车轴垂直轴线E的前方。图4中所示的空气压缩机组件10的位置是每个第一轮18和第二轮20以及每个支撑脚28接触地面C的正常操作位置。熟悉本领域的人员应当知道，只要每个轮和支撑脚接触地面C，那么地面C的几何形状可以改变，从而使正常操作位置也可以改变。此外，如图4所示，第二轮20(以及未示出的第一轮18)处于框架12的下水平管的最后面的部分的位置。如图所示，流体压力罐16定位在支撑脚28的上方。因此，框架12的构造在邻近最重的元件的位置上提供了轮18、20和支撑脚28，以适当地支撑空气压缩机组件10的元件。这里所述的前和后方向是相对于箭头F的向前方向。
如图5所示，空气压缩机组件10在提升转动方向H绕转动轴D转动，直到后管状构件41和/或后支撑构件34接触地面C。在框架12和地面C之间的接触点示出了框架转动停止点44。在图5中示出的转动位置，重心42保留在轮轴垂直轴线E的前方。在这个位置上，框架12从地面C转动了一个组件转动角φ。在组件转动角度φ，重力会使空气压缩机组件10绕转动轴D在返回转动方向J上偏转，返回到图4所示的正常操作位置。在图5所示的具有水平地面C的条件下，最大组件转动角度φ取决于包括(参考图4)轮轴垂直轴线E与框架12的后端之间的距离X、轮的半径Y和从地面C到框架转动停止点44的高度Z在内的几个变量。
再参考图4，图中示出了空气压缩机组件10的总高度T和总长度V。在一个优选实施例中，总高度T大约为50cm(20英寸)，总长度V大约为119cm(47英寸)。应当知道，可以改变本发明的这些尺寸，而不脱离本发明的精神和范围。
如图6所示，示出了汽油动力往复发动机50和压缩泵52。发动机50包括一个通过V型皮带(未示出)连接到压缩泵50的转动皮带轮56的驱动皮带轮54。适当选择发动机50、压缩泵52和流体压力罐16的布置，以便在组件纵轴A上大致均匀地分配这些元件的重量。第一侧面部分22提供了一个牵引/提升位置58，第二侧面部分24提供了一个牵引/提升位置60，以便从压缩机组件10的前端手动提升和移动空气压缩机组件10。但是，可以分别从牵引/提升位置58或60提升空气压缩机组件10，以便在向前方向F的相反方向上推动空气压缩机组件10，较佳地是同时握住牵引/提升位置58和60。在所示的实施例中，一对托架61将流体压力罐16局部支撑离开框架12，托架61机械连接到一对焊接到流体压力罐16的连接片62的每个连接片上。
轮轴46具有形成每个所示的外平面外壳K和外平面外壳L的末端。端盖48分别包括在外平面外壳K和L内。框架12和包括那些安装到控制面板32上的并且由控制面板外壳M限定的所有元件处于分别由外平面外壳K和L限定的区域内。
如图7所示，包括消声器63在内的发动机50的后部的元件位于框架12的外壳内。压缩机52的压缩机体64和冷却头66也装配在框架12的外壳内。这种布置减小了这些元件伸出到框架12的保护边界之外而造成损坏的可能性。
现在参考图8，详细地示出了将流体压力罐16支撑到框架12上的托架61和连接片62。轮轴46穿过形成在框架12的第一侧面部分22和第二侧面部分24的下水平构件中的靠近压缩机组件10的后端的孔可转动地定位。图中还示出了支撑脚28的几何形状和结构。如参考图9详细说明的那样，支撑脚28的结构机械固定到支撑板26。支撑脚28形成了支撑结构68的一部分，支撑结构68包括拱形部分70，以分离每个支撑脚28。当地面C从所示的水平面改变时，拱形部分70使空气压缩机组件10保持静止，并且每个支撑脚28与地面C接触。
如图9所示，空气压缩机组件10的下表面给支撑板26分别提供了对于第一侧面部分22和第二侧面部分24每个侧面部分的支撑位置。多个焊点72将支撑板26的一些部分连接到第一侧面部分22和第二侧面部分24中的每一个侧面部分。经过形成在支撑结构68中形成的孔76可以接近流体压力罐16的排液阀74。支撑结构68的邻近排液阀74的凸起区域78为排液阀74延伸到流体压力罐16外圆周以下的部分提供了额外的保护。支撑结构68经过多个紧固件80和连接片(未示出)连接到流体压力罐16。如图7所示，压缩机52经过多个紧固件82安装到支撑板26。压缩机52的排液配件(未示出)与穿过支撑板26的排液孔84对准，以便排出压缩机52的润滑流体。与图7中所示的相似，发动机50经过多个紧固件86安装到支撑板26。发动机50的排液配件88具有与之对准的排液孔90，以便允许发动机50的润滑流体排出。
参考图10，示出了本发明的另一个较佳实施例的空气压缩机组件100。空气压缩机组件100与空气压缩机组件10相同，包括一个框架102、一个元件组104和一个流体压力罐106。所示的包括轮子和控制面板在内的其它元件与空气压缩机组件10的那些元件相同，因此在这里不再进一步地讨论。框架102包括一般是由管状材料形成的第一侧面部分108和第二侧面部分110。第一侧面部分108和第二侧面部分110中的每个侧面部分具有末端109和111，从空气压缩机组件100的平面图看，末端109和111分别近似地与流体压力罐106的纵轴对齐。一对连接片112的第一端通过一对紧固件114中的每个连接到第一侧面部分108和第二侧面部分110，并且在第二端焊接到流体压力罐106。因此，框架102连接在流体压力罐106的上表面和下表面，并且部分地依靠流体压力罐106的刚性强加了框架102。框架102在空气压缩机组件100的前端还包括一个与组件纵轴(与空气压缩机10的组件纵轴A相同)近似对准的中心提升部分116。中心提升部分116使得能够沿空气压缩机组件100的纵轴推或拉空气压缩机组件100。作为选择，可以把中心提升部分116从(所示的)隐藏位置向前方向F伸出到(虚线所示的)伸出位置，并且锁定在伸出位置。此外，可以把中心提升部分整体地取下。诸如弹簧加载销之类的将中心提升部分116锁定在隐藏或伸出位置的机械锁定装置是已知的，因此在这里不做进一步的讨论。为了使中心提升部分116可以伸出，要使中心提升部分116的直径小于或大于第一侧面部分108和第二侧面部分110二者的直径。
最后参考图11说明向本发明的压缩机组件施加偏转力的方法步骤。在开始步骤200，计算压缩机组件的重心。在步骤202，将一对具有共同转动轴和穿过共同转动轴的垂直轴线的轮定位在重心的后方。在随后步骤204，将框架接触表面向轮的共同转动轴的后方延伸。在下一步骤206，将提升手柄设置在重心的前方。在步骤208，定义压缩机组件的旋转路径，当使用提升手柄使压缩机组件绕共同转动轴转动时，旋转路径在正常操作位置和转动位置之间变动，转动位置使框架接触表面接触地面。在最后的步骤210，预先确定框架接触表面的位置，以便在整个压缩机组件旋转路径上使重心保持在垂直轴线的前方，使得重力能够在压缩机组件的沿旋转路径的任何位置将压缩机组件从转动位置偏转回到正常操作位置。
本发明的空气压缩机组件具有很多优点。后框架几何形状与装置重心的选定位置共同减小了空气压缩机组件翻倒的可能性。重力偏置使装置返回到正常操作位置。空气压缩机组件的框架提供了完全封闭的空间，保护了框架支撑的设备。本发明的控制面板使得安装在其上的所有仪表包容在支撑轮子的轮轴端面形成的平面外壳内。这减小了损坏任何安装在控制面板上的元件的可能性。在支撑板上提供了孔，以便从压缩机和发动机排放流体，并且提供了用于操作流体压力罐排液和排气阀的通路。可以将多个支撑点用于本发明的不同框架实施例，以便能够推动或拉动装置，而不使装置翻倒。本发明的组件的小的空间外壳使得能够把整个装置放置在建筑工业中使用的商用卡车的车厢内。空气压缩机组件的轮子、支撑脚和前手柄可以拆除，以便移动装置和包装装置。
本发明的说明实质上仅仅是为了举例说明，因此，不脱离本发明要旨的各种改变包括在本发明的范围内。不能将这些改变看成是脱离了本发明的精神和范围。