具有節(jié)能裝置的壓縮機(jī)和節(jié)能地運(yùn)行壓縮機(jī)的方法
【專利說(shuō)明】具有節(jié)能裝置的壓縮機(jī)和節(jié)能地運(yùn)行壓縮機(jī)的方法
[0001]本申請(qǐng)是2009年I月13日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?00980101371.6、發(fā)明名稱為“具有節(jié)能裝置的壓縮機(jī)和節(jié)能地運(yùn)行壓縮機(jī)的方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種用于為載貨車輛產(chǎn)生壓縮空氣的壓縮機(jī)，其中，壓縮機(jī)包括:具有活塞室和余隙的殼體；以及具有用于將余隙與活塞室分開(kāi)的鎖閉體的閥裝置。
[0003]本發(fā)明還涉及一種對(duì)用于為載貨車輛產(chǎn)生壓縮空氣的壓縮機(jī)進(jìn)行卸載的方法，其中，壓縮機(jī)包括:具有活塞室和余隙的殼體；以及具有用于將余隙與活塞室分開(kāi)的鎖閉體的閥裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]例如在軌道交通或道路交通中使用的現(xiàn)代的載貨車輛具有很多壓縮空氣用戶，這些壓縮空氣用戶的空氣消耗通常由包括壓縮機(jī)的壓縮空氣供應(yīng)裝置來(lái)滿足。該壓縮機(jī)通常直接由存在于載貨車輛中的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，該內(nèi)燃機(jī)也用于載貨車輛的牽引。因?yàn)閴嚎s機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置直接與內(nèi)燃機(jī)連接，因此只要載貨車輛的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓縮機(jī)就持久地一起轉(zhuǎn)動(dòng)。尤其是即使當(dāng)壓縮空氣用戶不需要空氣時(shí)，或者存在于載貨車輛中的壓縮空氣儲(chǔ)存器被完全充滿時(shí)，壓縮機(jī)也工作。在這種情況下，通常為了降低能耗而對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行卸載。
[0005]例如可以由GB 2 323 639 A獲悉這種卸載裝置的一個(gè)實(shí)施例。在每分鐘2000轉(zhuǎn)的情況下，被卸載的壓縮機(jī)的功率消耗從大約3KW下降到IKW以下。存在的余隙的容積當(dāng)時(shí)大約為7ccm。因?yàn)橛嘞堕y也用作節(jié)流閥并且較大的余隙不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能，因此余隙最大可以為大約90ccm。此外不利的是，在壓縮機(jī)的輸送階段中由于存在的沉淀物引起了高的能量消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是降低余隙閥的扼流作用，并且同時(shí)通過(guò)持續(xù)存在的余隙減小能量損耗。
[0007]該目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求所述的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明的有利的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中給出。
[0009]本發(fā)明由此建立這種類型的壓縮機(jī)，即為了開(kāi)啟閥裝置，鎖閉體可在活塞室的方向上從閥座上抬起。通過(guò)在活塞室的方向上抬起鎖閉體可以減小閥裝置的扼流作用，而持續(xù)存在的余隙保持恒定。此外對(duì)于這種類型的閥裝置僅僅還需要密封件和彈簧。
[0010]此外可以有利地提出，鎖閉體可至少部分地運(yùn)動(dòng)到氣缸頭中的凹槽中，該凹槽鄰接于活塞室。
[0011 ] 但是也可以提出，鎖閉體可至少部分地運(yùn)動(dòng)到活塞室中，其中，從閥座上抬起的鎖閉體在可在活塞室中運(yùn)動(dòng)的活塞的上部的換向點(diǎn)處至少部分地伸入到布置在活塞上的凹進(jìn)處中。在該實(shí)施例中，在輸送階段期間，持續(xù)存在的余隙縮小，并且因此使壓縮機(jī)的效能總體升高，這是因?yàn)樵趬嚎s中無(wú)效地?fù)p失很少的能量。凹進(jìn)處的所需的最小底面積至少等于鎖閉體的底面積，而凹進(jìn)處的高度至少等于鎖閉體從其閥座上抬起的距離。
[0012]可以有利地提出，余隙與大氣連接。通過(guò)余隙與大氣的連接，相對(duì)于封閉的余隙可以進(jìn)一步降低在卸載階段期間出現(xiàn)的峰值壓力，由此可以進(jìn)一步降低壓縮機(jī)的能量消耗。
[0013]也可以考慮，設(shè)置具有另外的鎖閉體的另外的閥裝置和另外的活塞室，并且為了開(kāi)啟另外的閥裝置，另外的鎖閉體可在另外的活塞室的方向上從另外的閥座上抬起。除了單氣缸的壓縮機(jī)外，也應(yīng)用了具有兩個(gè)或多個(gè)氣缸的壓縮機(jī)，其中可以分別設(shè)置用于卸載壓縮機(jī)的閥裝置，該閥裝置在另外的活塞室的方向上開(kāi)啟。
[0014]也可以提出，另外的鎖閉體可至少部分地運(yùn)動(dòng)到氣缸頭中的另外的凹槽中，該另外的凹槽鄰接于另外的活塞室。
[0015]可以有利地提出，另外的鎖閉體可至少部分地運(yùn)動(dòng)到另外的活塞室中，其中，從另外的閥座上抬起的另外的鎖閉體在可在另外的活塞室中運(yùn)動(dòng)的另外的活塞的上部的換向點(diǎn)處至少部分地伸入到布置在另外的活塞上的另外的凹進(jìn)處中。
[0016]此外可以提出，當(dāng)閥裝置和另外的閥裝置被開(kāi)啟時(shí)，活塞室和另外的活塞室通過(guò)余隙彼此連接。因?yàn)樵诨钊液土硗獾幕钊抑g的空氣可以被往復(fù)泵送，所以通過(guò)活塞室和另外的活塞室通過(guò)余隙彼此之間的連接，在壓縮機(jī)的卸載階段期間在很大程度上避免了壓力的形成。
[0017]可替換地可以提出，設(shè)置有另外的余隙，該另外的余隙可通過(guò)另外的閥裝置與另外的活塞室連接。另外的余隙的這種設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)地對(duì)活塞室和另外的活塞室進(jìn)行卸載。
[0018]此外可以特別地提出，另外的余隙與大氣連接。
[0019]此外，本發(fā)明提出了一種具有根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的載貨車輛。
[0020]這種類型的方法由此加以改進(jìn)，即為了開(kāi)啟閥裝置，鎖閉體在活塞室的方向上從閥座上抬起。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和特殊性也轉(zhuǎn)化到方法的范疇中。
[0021]這也適用于根據(jù)本發(fā)明的方法的下面給出的特別優(yōu)選的實(shí)施例。
[0022]該方法以有利的方式由此加以改進(jìn)，當(dāng)可在活塞室中運(yùn)動(dòng)的活塞在下部的換向點(diǎn)附近時(shí)，鎖閉體至少部分地運(yùn)動(dòng)到氣缸頭中的凹槽中，該凹槽鄰接于活塞室。因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)間點(diǎn)，在活塞室中的壓力很低，所以當(dāng)可在活塞室中運(yùn)動(dòng)的活塞在下部的換向點(diǎn)附近時(shí)，鎖閉體特別容易運(yùn)動(dòng)。
[0023]可以有利地提出，當(dāng)可在活塞室中運(yùn)動(dòng)的活塞在下部的換向點(diǎn)附近時(shí)，鎖閉體至少部分地運(yùn)動(dòng)到活塞室中，其中，從閥座上抬起的鎖閉體在活塞的上部的換向點(diǎn)處至少部分地由布置在活塞上的凹進(jìn)處所容納。
[0024]此外可以提出，余隙與大氣連接。
[0025]也可以考慮，設(shè)置了具有另外的鎖閉體的另外的閥裝置以及另外的活塞室，其中，為了開(kāi)啟另外的閥裝置，另外的鎖閉體在另外的活塞室的方向上從另外的閥座上抬起。
[0026]然后可以有利地提出，另外的鎖閉體至少部分地運(yùn)動(dòng)到氣缸頭中的另外的凹槽中，該另外的凹槽鄰接于另外的活塞室。
[0027]可以特別地提出，當(dāng)可在另外的活塞室中運(yùn)動(dòng)的另外的活塞在下部的換向點(diǎn)附近時(shí)，另外的鎖閉體至少部分地運(yùn)動(dòng)到另外的活塞室中，其中，從另外的閥座上抬起的另外的鎖閉體在另外的活塞的上部的換向點(diǎn)處至少部分地由布置在另外的活塞上的另外的凹進(jìn)處所容納。
[0028]也可以提出，活塞室和另外的活塞室通過(guò)余隙彼此連接。
[0029]可以有利地提出，設(shè)置有另外的余隙，該另外的余隙通過(guò)另外的閥裝置與另外的活塞室連接。
[0030]然后可以特別地提出，另外的余隙與大氣連接。
【附圖說(shuō)明】
[0031]現(xiàn)在參考附圖，根據(jù)尤其優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行示例性的說(shuō)明。圖中示出:
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一壓縮機(jī)的截面圖；
[0033]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一氣缸頭的細(xì)節(jié)圖；
[0034]圖3是在輸送階段中的根據(jù)本發(fā)明的第一氣缸頭的細(xì)節(jié)圖；
[0035]圖4是在卸載階段中的根據(jù)本發(fā)明的第一氣缸頭的細(xì)節(jié)圖；
[0036]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二壓縮機(jī)的剖面圖；
[0037]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三壓縮機(jī)的剖面圖；
[0038]圖7a是卸載的壓縮機(jī)的吸氣階段；
[0039]圖7b是卸載的壓縮機(jī)的壓縮階段；
[0040]圖7c是卸載的壓縮機(jī)的另外的吸氣階段；
[0041]圖8是卸載的壓縮機(jī)；
[0042]圖9a是說(shuō)明了通過(guò)卸載實(shí)現(xiàn)的節(jié)能的第一圖表；
[0043]圖9b是說(shuō)明了通過(guò)卸載實(shí)現(xiàn)的節(jié)能的第二圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0044]在附圖中使用的相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同的或類似的部件。
[0045]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一壓縮機(jī)的截面圖。示出的壓縮機(jī)10包括:具有活塞室16的殼體14和氣缸頭28，在該殼體中布置了可在活塞室16中運(yùn)動(dòng)的活塞30，該活塞通過(guò)曲柄34由曲軸36驅(qū)動(dòng)。在氣缸頭28中布置了余隙18和閥裝置20，該閥裝置具有鎖閉體22和在凹槽26后方的所屬的閥座24。通過(guò)接通閥裝置20可以開(kāi)通在余隙18和活塞室16之間的連接，這在下面被詳細(xì)地說(shuō)明。
[0046]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一氣缸頭的細(xì)節(jié)圖。除了在圖1中示出的部件，還示出了彈簧46、支撐板48、密封圈50、閥板52和開(kāi)關(guān)腔54。在閥板52中置入有具有閥座24的凹槽26，鎖閉體22在所示的閥裝置的關(guān)閉狀態(tài)中安放在該閥座24上。在此，鎖閉體22由支撐在支撐板48上的彈簧46壓向閥座24。密封圈50將開(kāi)關(guān)腔54密封，其中開(kāi)關(guān)腔54的通風(fēng)引起鎖閉體22克服彈簧46的彈簧力脫離進(jìn)入到凹槽26中。
[0047]圖3和圖4示出在輸送階段或卸載階段中的根據(jù)本發(fā)明的第一氣缸頭的另外的細(xì)節(jié)圖。在圖3和圖4中示出的氣缸頭28的組成部件基本上和在圖2中已經(jīng)示出的部件相同。在圖3中示出了在關(guān)閉狀態(tài)中的閥裝置20，而在圖4中示出了在開(kāi)啟狀態(tài)中的同類型的閥裝置20 ο在開(kāi)啟狀態(tài)中，開(kāi)關(guān)腔54進(jìn)行通風(fēng)，并且在這之后鎖閉體22脫離進(jìn)入到凹槽26中，也就是說(shuō)從閥座24上抬起。
[0048]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二壓縮機(jī)的剖面圖。在圖5中示出的壓縮機(jī)10的剖面圖與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，在閥板52中沒(méi)有設(shè)置凹槽26。鎖閉體22在縮回的狀態(tài)中與閥板52齊平。但是為了實(shí)現(xiàn)鎖閉體22的脫離，在活塞30中設(shè)置了凹進(jìn)處32，鎖閉體22可脫離進(jìn)入到該凹進(jìn)處中。在其脫離的狀態(tài)中，鎖閉體22在活塞30的上部的換向點(diǎn)處部分地伸入到凹進(jìn)處32中。在通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)腔54進(jìn)行通風(fēng)而導(dǎo)致鎖閉體22脫離時(shí)，在凹進(jìn)處32和余隙18之間形成可以使空氣流動(dòng)的連接。
[0049]圖6不出了根據(jù)本發(fā)明的第三壓縮機(jī)的剖面圖。在圖6中不出的壓縮機(jī)10是具有兩個(gè)氣缸的壓縮機(jī)。除了已經(jīng)示出的部件之外，在圖6中示出的壓縮機(jī)10還包括另外的活塞室16'、另外的余隙18'、具有另外的鎖閉體22'的另外的閥裝置20'、另外的閥座24'和另外的彈簧46'以及具有另外的凹進(jìn)處32'的另外的活塞30'。在示出的壓縮機(jī)10的實(shí)施例中，余隙18沒(méi)有和另外的余隙W連接，并且兩個(gè)余隙18，IV可以單獨(dú)地由用于使兩個(gè)氣缸卸載的兩個(gè)的閥裝置20，20'接通。但是也可以考慮，兩個(gè)余隙18，18'彼此連接，由此，當(dāng)同時(shí)打開(kāi)閥裝置20和另外的閥裝置20'時(shí)，形成在活塞室16和另外的活塞室16'之間的可以使空氣流動(dòng)的連接。這種可能性通過(guò)圖8被詳細(xì)地說(shuō)明。類似于示出的、具有凹進(jìn)處32和另外的凹進(jìn)處32'的雙氣缸壓縮機(jī)，根據(jù)圖1至圖4也可以考慮，閥裝置20和另外的閥裝置2(V布置在兩個(gè)凹槽中。
[0050]圖7a，7b和7c示出了卸載的壓縮機(jī)10的工作階段。在圖7a中示出了壓縮機(jī)10，其閥裝置20在最后一個(gè)工作沖程中為了卸載壓縮機(jī)10而被開(kāi)啟。在第一吸入階段期間，在該階段期間活塞30從閥裝置20上移開(kāi)，空氣通過(guò)進(jìn)氣閥38由進(jìn)氣口 42吸入到活塞室16中。在此階段期間，放氣閥40保持關(guān)閉并且沒(méi)有空氣被輸送進(jìn)出氣口 44。