專(zhuān)利名稱(chēng):容積式液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于一種容積式往復(fù)型壓縮機(jī)，這種型號(hào)的壓縮機(jī)至少有串聯(lián)排列的兩級(jí)壓縮。
一個(gè)時(shí)期以來(lái)，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)采用了液壓驅(qū)動(dòng)的容積式往復(fù)壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)通常包括三個(gè)同軸隔板，在它們之間安裝有兩個(gè)同軸氣缸筒。每個(gè)氣缸筒內(nèi)相應(yīng)地裝有一往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，它們通過(guò)一個(gè)連桿相互聯(lián)接，并具有流體不滲透特性;活塞、氣缸筒和中心隔板封閉形成兩個(gè)空腔，液壓油壓入其中，成為雙作用的流體動(dòng)力缸體?；钊飧淄埠屯鈧?cè)隔板或端部蓋板在兩端形成的另外兩個(gè)密封室作為壓縮腔。
這種壓縮機(jī)是用來(lái)把氣體的壓力從所給的初始?jí)毫?可以是大氣壓)，提高到超高壓。
氣體是可以壓縮的。因此可以得出，壓力的增加意味著體積的減小，其減小程度取決于所必須達(dá)到的最終壓力。這個(gè)最終壓力是逐步達(dá)到的，主要是由于氣缸容量上的緣故，必須采用多級(jí)壓縮機(jī)或一系列單級(jí)壓縮機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)所遇到的問(wèn)題主要在于低壓區(qū)。特別是在第一級(jí)，為了產(chǎn)生作為運(yùn)轉(zhuǎn)速度結(jié)果的強(qiáng)大抽吸作用，需要很大口徑的氣缸筒，這是由于，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低，特別是當(dāng)與機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)相比時(shí)，更其如此。
相反，壓縮氣體所需的力是非常小的。隨著液壓油以相同的高壓不斷地流入，便出現(xiàn)了應(yīng)大大減少液壓油所接觸的活塞表面積的需要。這一點(diǎn)通常是用加大活塞連桿的直徑來(lái)達(dá)到的。然而，這意味著運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量有較大的增加。
運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量上的增加不僅導(dǎo)致壓縮機(jī)單機(jī)質(zhì)量上的增加，而且限制了往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的最大速度，結(jié)果限制了其性能。
現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機(jī)所遇到的另一個(gè)問(wèn)題是，根據(jù)上述情況，有必要采用一臺(tái)相當(dāng)大尺寸的壓縮機(jī)作為初始級(jí)，并且至少還要采用另一臺(tái)尺寸較為緊湊的壓縮機(jī)作為次級(jí)。
本發(fā)明的目的是為了消除上述缺點(diǎn)。
如下文描述和所要求的，本發(fā)明將解決目前容積式液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)中所存在的問(wèn)題。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)基本上包含在下述事實(shí)中有可能使用較少的部件而且把多級(jí)壓縮集成在單一壓縮機(jī)內(nèi);同時(shí)，可以采用適度尺寸的活塞連桿，以限制運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，增加往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的速度。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)還在于，無(wú)論在那種三活塞壓縮機(jī)中，都有可能使用活塞與連桿之間的浮動(dòng)連接，其作用在于在每一沖程的末端產(chǎn)生一個(gè)緩沖作用，并且在下一步的返回時(shí)具有較靈活的啟動(dòng)。更精確地說(shuō)，即使這里所述的整個(gè)活塞和連桿部件和現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)相比，質(zhì)量有所減輕，在沖程的起始處，液壓油也不需要推動(dòng)整個(gè)部件進(jìn)入運(yùn)動(dòng)，而只需要推動(dòng)液壓油所接觸的小活塞的質(zhì)量。
只有當(dāng)存在于活塞和連桿之間自由運(yùn)動(dòng)所允許的軸向移動(dòng)完成時(shí)(活塞已處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài))，液壓油才使小直徑連桿和中心活塞開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，采用前述結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，有可能設(shè)計(jì)出具有重量相當(dāng)輕之特點(diǎn)的多級(jí)壓縮機(jī)，其中，活塞和連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量是格外關(guān)注的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)氣體壓縮機(jī)實(shí)施例還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即，當(dāng)利用相同的液壓油壓力控制特性時(shí)，可在第一級(jí)選擇一個(gè)顯著高的壓力。
下面通過(guò)舉例並借助于附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明。其中圖1表示一臺(tái)兩級(jí)壓縮機(jī)實(shí)施例的軸向剖面。
圖2表示與圖1結(jié)構(gòu)相同的三級(jí)壓縮機(jī)實(shí)施例的軸向剖面局部。
圖3表示圖1中兩級(jí)壓縮機(jī)的另一實(shí)施例剖面簡(jiǎn)圖。
首先，參看圖1。根據(jù)本發(fā)明的兩級(jí)容積式往復(fù)壓縮機(jī)實(shí)施例包括四個(gè)同軸排列的隔板，從左到右，以符號(hào)1、2、3、4為標(biāo)志，三個(gè)同軸氣缸筒，從左到右，以符號(hào)5、6、7為標(biāo)志，這些氣缸筒位于相同數(shù)字順序的隔板之間。兩端的氣缸筒5和7的內(nèi)徑均小于中心氣缸筒6的內(nèi)徑，端部隔板1和4的直徑均小于中心隔板2和3的直徑，減小的數(shù)量取決于所需的壓縮比。四塊隔板1、2、3、4被三個(gè)氣缸筒5、6、7的端部用傳統(tǒng)的方法夾緊，例如用拉桿23和防松螺母24。8、9、10表示相應(yīng)的活塞，活塞在三個(gè)相應(yīng)的氣缸筒內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，具有流體不滲透性。三個(gè)活塞用傳統(tǒng)方法固定在共同的連桿11上，連桿11前后滑動(dòng)，安裝在中心隔板2和3的同軸孔中，同樣具有流體不滲透性。中心活塞9固定地與連桿11相連，而兩個(gè)端部活塞8和10卻以浮動(dòng)連接方式安裝在連桿上，比如說(shuō)，可以這樣來(lái)安裝，在連桿11上作成端部擋塊28，擋塊裝在端部活塞8和10的相應(yīng)支座29中，擋塊本身由無(wú)心園盤(pán)30封閉住。連桿11的長(zhǎng)度是這樣設(shè)計(jì)的，當(dāng)端部活塞8或10和相應(yīng)的隔板1或4基本上相接觸時(shí)，中心活塞9將和相應(yīng)的中心隔板2或3在邊緣上保持一定的距離。
活塞8和氣缸筒5在一端形成兩個(gè)空腔，即高壓氣體空腔22和動(dòng)力空腔14，活塞連桿11在動(dòng)力空腔內(nèi)。與此相似，活塞10與氣缸筒7在相反的一端形成兩個(gè)空腔，即同樣的高壓空腔22和內(nèi)有連桿的動(dòng)力空腔15。中心活塞9和氣缸筒6形成兩個(gè)低壓氣體空腔21，兩個(gè)空腔內(nèi)都有活塞連桿11。動(dòng)力空腔14和15與相應(yīng)的通道12和13相連，通道依次最終與液壓動(dòng)力容器(圖中未顯示)相連，受壓油由該容器交替泵入空腔14和15。這些通道最好位于鄰近的隔板2和3上。
低壓空腔21(根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的第一級(jí)壓縮)通過(guò)相應(yīng)的位于中心隔板2和3上的進(jìn)氣閥16與外部氣體源相連;通過(guò)同樣位于中心隔板2和3上的相應(yīng)的排氣閥18，與用于冷卻壓縮氣體的裝置20相連。高壓空腔22(根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的第二級(jí)壓縮)通過(guò)位于端部隔板1和4上的進(jìn)氣閥17和冷卻裝置20相連;通過(guò)同樣位于端部隔板1和4上的排氣閥19與供應(yīng)壓縮氣體的設(shè)備(圖中未顯示)相連，在本例中，通過(guò)另一冷卻裝置20a與供應(yīng)壓縮氣體的設(shè)備相連。
三個(gè)氣缸筒5、6、7均由傳統(tǒng)方法冷卻。在圖中，中心氣缸筒上裝有套筒25，通過(guò)相應(yīng)的出入口26、27和一內(nèi)裝冷卻劑的循環(huán)回路相連(圖中未顯示)，而兩個(gè)端部氣缸筒5和7通常用循環(huán)流過(guò)各自的動(dòng)力空腔14和15的液壓油來(lái)冷卻。
受壓油流入左邊的動(dòng)力空腔14，使得整個(gè)活塞-連桿部件8、9、10和11按f2的箭頭所示方向移動(dòng)，在左邊的高壓和低壓空腔22和21中產(chǎn)生壓縮，并在右邊的高壓和低壓空腔22和21中引起一個(gè)吸氣沖程;與此相類(lèi)似，液壓油流入右邊的動(dòng)力空腔15，使得整個(gè)活塞和連桿部件8、9、10和11按箭頭f1所示方向移動(dòng)，在高壓空腔22和低壓空腔21產(chǎn)生一個(gè)反向的壓縮和吸氣沖程。
在每一壓縮沖程開(kāi)始時(shí)，端部活塞8將位于靠近中心隔板2的位置，并緊靠著連桿11的端部，進(jìn)入空腔14的油能立即找到端部擋塊28和活塞支座29之間的通路，結(jié)果，使得活塞8單獨(dú)按照箭頭f2所示方向向端部隔板1移動(dòng)，而與此同時(shí)，連桿11和中心活塞9實(shí)際上保持不動(dòng)，一旦園盤(pán)30與擋塊28相接觸，活塞8開(kāi)始拉動(dòng)連桿11和中心活塞9，同時(shí)，由于進(jìn)入右邊高壓空腔22的氣體通過(guò)與活塞8相反一端的活塞10傳遞推力，幫助活塞9和連桿11向左移動(dòng)。
隨著左邊活塞8到達(dá)端部隔板1，動(dòng)力空腔14內(nèi)的油壓急劇上升;壓力的上升起到向逆向裝置傳達(dá)一個(gè)信號(hào)來(lái)控制沖程反向的作用，使液壓油相應(yīng)地轉(zhuǎn)變方向，流入右邊的動(dòng)力空腔15。在反向期間，連桿11和中心活塞9將繼續(xù)移動(dòng)直至活塞9由于左邊低壓空腔21中氣體的阻力而速度逐漸變慢時(shí)為止;因此，氣體起到了使活塞碰撞減輕的緩沖作用。
如同對(duì)活塞8所解釋的一樣，這一程序接著以同一方式在右邊重復(fù)，進(jìn)一步的說(shuō)明是多余的。
為了把連桿11的端部擋塊28和端部活塞8、10的支座29之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的緩沖作用調(diào)整到一定程度，可以利用在活塞8和10或連桿11上作出恰當(dāng)校準(zhǔn)的油門(mén)的方法。
按照本發(fā)明的壓縮機(jī)也可以做成三級(jí)(如圖2所示)，采用二個(gè)端部氣缸筒5、105和相應(yīng)的隔板1、101，活塞8、108，加在中心氣缸筒6的兩邊，而不是僅僅一個(gè)。在這一實(shí)施例中，活塞可以始終被固定連接在連桿11上(如圖2所示)或以其它方式連到連桿上;很明顯，一根連桿可以同時(shí)在三級(jí)中起作用。在這樣一個(gè)實(shí)施例中，將有四個(gè)動(dòng)力空腔，而不是兩個(gè)，它們被標(biāo)志為14、15 114和115(115在圖中沒(méi)有顯示，與114相同);不同空腔之間的聯(lián)系仍然完全與已經(jīng)敘述過(guò)的相同，僅有的區(qū)別在于第二級(jí)中排出的氣體被引進(jìn)第三級(jí)壓縮空腔122，而不是直接進(jìn)入設(shè)備(或進(jìn)入另一壓縮機(jī))。
最后，圖3表示一個(gè)二級(jí)壓縮機(jī)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，壓縮級(jí)與圖1的實(shí)施例中的關(guān)系相反，也就是說(shuō)，低壓空腔21位于高壓空腔22的外側(cè);動(dòng)力空腔14和15仍然與圖1一樣排列。在氣體初始輸入壓力(流入空腔21)稍微偏高的場(chǎng)合通常采用這樣的實(shí)施例，這自然就需要較大的活塞面積，空腔14、15中的油壓被認(rèn)為是與前述相同的。
這樣，我們就可以用所公開(kāi)的壓縮機(jī)，覆蓋一個(gè)寬廣的輸入壓力范圍(對(duì)于圖1所示的實(shí)施例，輸入壓力在3至4巴之間，對(duì)于圖3所示的實(shí)施例，輸入壓力在15至20巴之間)，并產(chǎn)生高輸出壓力(例如，利用圖2所示的三級(jí)壓縮實(shí)施例)。
權(quán)利要求
1.一種容積式液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)，其特征在于，它包括至少四個(gè)同軸排列的隔板(1、2、3、4)和至少三個(gè)位于上述四個(gè)隔板間的同軸氣缸筒(5、6、7)；至少三個(gè)活塞(8、9、10)，分別以不滲透流體的方式在氣缸筒(5、6、7)中往復(fù)滑動(dòng)，其中，中心活塞(9)和相應(yīng)的氣缸筒(6)比其余的活塞和氣缸筒具有較大的直徑，中心活塞(9)、氣缸筒(6)和兩個(gè)有關(guān)的隔板(2、3)一起，形成兩個(gè)低壓空腔(21)；一個(gè)連桿(11)，將三個(gè)活塞(8、9、10)相互連接在一起，該連桿可以來(lái)回滑動(dòng)，并且以不滲透流體的方式安裝在中心隔板(2、3)的孔中；流動(dòng)通道(12、13)，與動(dòng)力空腔(14、15)相連，并和驅(qū)動(dòng)活塞-連桿部件(8、9、10、11)的液壓動(dòng)力容器相連，其中，內(nèi)有活塞連桿的動(dòng)力空腔，一端以直徑較小的活塞(8、10)為界，另一端以相對(duì)應(yīng)的中心隔板(2、3)為界；進(jìn)氣閥(16、17)，將低壓空腔(21)連到氣體源以及至少一對(duì)高壓空腔(22)；排氣閥(18、19)將一對(duì)高壓空腔連到至少另一對(duì)壓縮空腔，或者連接到供應(yīng)壓縮氣體的設(shè)施。
2.一種容積式液壓驅(qū)動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)，其特征在于，它包括至少四個(gè)同軸排列的隔板(1、2、3、4)和至少三個(gè)位于上述四個(gè)隔板間的同軸氣缸筒(5、6、7);至少三個(gè)活塞(8、9、10)，分別在相應(yīng)的氣缸筒(5、6、7)中以不滲透流體的方式作往復(fù)滑動(dòng)，其中，中心活塞(9)和相應(yīng)的氣缸筒(6)比其余活塞和氣缸筒具有較小的直徑;其中較大直徑的活塞(8、10)和有關(guān)的隔板(1、4)一起形成兩個(gè)低壓空腔(21);一個(gè)連桿(11)，將三個(gè)活塞(8、9、10)相互連接在一起，該連桿可以來(lái)回滑動(dòng)，并且以不滲透流體的方式安裝在中心隔板(2、3)的孔中;流動(dòng)通道(12、13)，與動(dòng)力空腔(14、15)相連，并和驅(qū)動(dòng)活塞-連桿部件(8、9、10、11)的液壓動(dòng)力容器相連，其中，內(nèi)有活塞連桿的動(dòng)力空腔，一端以直徑較大的活塞(8、10)為界，另一端以相對(duì)應(yīng)的中心隔板(2、3)為界;進(jìn)氣閥(16、17)，將低壓空腔(21)連到氣體源以及至少一對(duì)高壓空腔(22);排氣閥(18、19)，將一對(duì)高壓空腔(22)連到至少另一對(duì)壓縮空腔，或者連接到供應(yīng)壓縮氣體的設(shè)施。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的壓縮機(jī)，其特征在于，兩個(gè)具有較大或較小直徑的活塞(8、10)以浮動(dòng)連接方式安裝在連桿(11)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的壓縮機(jī)，其特征在于，連桿(11)和活塞(8、10)之間的浮動(dòng)安裝具體體現(xiàn)為一些油門(mén)的利用，這些油門(mén)設(shè)計(jì)成可允許形成進(jìn)入動(dòng)力腔(14、15)的液壓油的一條計(jì)量通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的兩種變型兩級(jí)壓縮機(jī)，其特征在于，它們實(shí)際上都是關(guān)于中心活塞(9)對(duì)稱(chēng)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的壓縮機(jī)，其特征在于，流體通道(12、13)形成在中心隔板(2、3)中。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及液壓容積式往復(fù)壓縮機(jī)，提出了簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，并使之變得更有效的措施。采用四個(gè)同軸隔板(1、2、3、4)，三個(gè)被隔板分別隔開(kāi)的氣缸筒(5、6、7)和三個(gè)活塞(8、9、10)，三個(gè)活塞裝在同一連桿(11)上并在其相應(yīng)的氣缸筒內(nèi)往復(fù)滑動(dòng)；中心活塞(9)和氣缸筒(6)比其余活塞和氣缸筒有較大或較小的直徑。來(lái)自動(dòng)力容器以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的液壓油交替流入空腔(14、15)，連桿(11)處于空腔中，該空腔以較小或較大直徑活塞(8、10)的端面為界。
文檔編號(hào)F04B35/02GK86100929SQ86100929
公開(kāi)日1986年9月3日 申請(qǐng)日期1986年2月21日
發(fā)明者薩納里尼·弗朗科 申請(qǐng)人:薩納里尼·弗朗科導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan