專利名稱：缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體壓縮機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種氣體壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)氣體壓縮機(jī)中，為了將氣體壓縮到較高的壓力，一般采用多級壓縮的方式對氣體進(jìn)行壓縮，從上一級轉(zhuǎn)到下一級時，至少要經(jīng)過兩個串聯(lián)設(shè)置的配氣門，這樣造成大量節(jié)流損失，降低了效率，不僅如此，由于不同級中的活塞和氣缸都是分開式設(shè)置的，所以造成體積增大，也因此增加了制造成本。因此，需要發(fā)明一種流量體積比大、效率高的氣體壓縮機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，解決了傳統(tǒng)氣體壓縮機(jī)體積大 (即流量體積比小)、笨重、效率低等問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下
一種缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，包括端部設(shè)有氣缸蓋的氣缸，在所述氣缸蓋上設(shè)配氣門，至少三個所述氣缸套裝設(shè)置。所述氣缸包括兩個所述氣缸蓋。相鄰的兩個所述氣缸與曲軸的處于不同相位的曲柄軸頸連接。相鄰的兩個所述氣缸中的一個設(shè)為與機(jī)體固連，另一個設(shè)為與滑動動力機(jī)構(gòu)連接。在所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)的壓力最高的壓縮級上設(shè)燃燒室。所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)還包括燃燒室，所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)的壓力最高的壓縮級的氣體出口通道與所述燃燒室連通，所述燃燒室與膨脹做功機(jī)構(gòu)連
ο至少一個所述氣缸的側(cè)壁和缸蓋中設(shè)有冷卻流體通道。所述氣缸設(shè)為弧形。所述配氣門設(shè)為單向閥。設(shè)在最外側(cè)的所述氣缸的所述氣缸蓋上的所述配氣門與氣源連通。設(shè)在最內(nèi)側(cè)的所述氣缸的所述氣缸蓋上的所述配氣門與成品壓縮氣體儲罐連通。所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)還包括配氣門正時控制機(jī)構(gòu)，部分或全部所述配氣門受所述配氣門正時控制機(jī)構(gòu)控制。在所有所述氣缸中，做滑動運(yùn)動的全部或部分所述氣缸設(shè)為側(cè)向連接氣缸。本發(fā)明的原理是將帶有氣缸蓋的氣缸相互套裝設(shè)置，在兩個氣缸蓋之間的空間構(gòu)成壓縮過程的一個級，相鄰兩級之間通過一個配氣門或多個并聯(lián)的配氣門，從而大幅度降低了級間流體傳輸阻力，不僅如此，由于將帶有氣缸蓋的氣缸套裝設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了體積的大幅度降低。本發(fā)明中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)事先確定的每一級的壓力增加比值(即壓比)計算出每級的最大容積(即吸氣沖程也叫進(jìn)氣沖程完了時的容積)，從而來確定相關(guān)級的所述氣缸套的外徑和內(nèi)徑之比以及相關(guān)級的行程，換句話說，應(yīng)根據(jù)計算所得最大容積決定相關(guān)級的氣缸壁的厚度和行程。本發(fā)明中，所謂的“所述氣缸套裝設(shè)置”是指一個所述氣缸的外表面與另一個所述氣缸的內(nèi)表面相互配合形成密封滑動設(shè)置關(guān)系，套裝設(shè)置在內(nèi)部的所述氣缸相當(dāng)于活塞的作用，在相互套裝設(shè)置的兩個所述氣缸之間可以設(shè)置活塞環(huán)或其它密封結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，所謂的配氣門正時控制機(jī)構(gòu)是指控制所述配氣門并使所述配氣門按照正時邏輯關(guān)系打開或關(guān)閉的控制機(jī)構(gòu)，它可以是機(jī)械式(例如凸輪等)、液壓式、電磁式等控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，所謂的弧形氣缸是指氣缸的中心線為弧形的氣缸。本發(fā)明中，所謂的成品壓縮氣體儲罐是指儲存已經(jīng)壓縮好的氣體的儲罐。本發(fā)明中，所謂的側(cè)向連接氣缸是指在所述氣缸的側(cè)壁上設(shè)有連接件的氣缸，所述側(cè)向連接氣缸設(shè)置的目的是為了通過設(shè)置在所述氣缸的側(cè)壁上的連接件對所述氣缸輸入/輸出動力。本發(fā)明中，所謂的氣源是指需要被壓縮的氣體源，例如大氣、具有一定壓力但需要繼續(xù)被壓縮的氣體等。本發(fā)明中，所謂的滑動運(yùn)動是指所述氣缸沿其軸線進(jìn)行往復(fù)滑動運(yùn)動。本發(fā)明中，所謂的壓力最高的壓縮級是指被壓縮氣體的壓力最高的級。本發(fā)明中，所謂的膨脹做功機(jī)構(gòu)是指一切利用氣體流動膨脹對外做功的機(jī)構(gòu)，如動力葉輪機(jī)構(gòu)等。本發(fā)明中，所謂的冷卻流體通道是指設(shè)置在氣缸側(cè)壁和/或缸蓋上的利用相對低溫的流動流體來進(jìn)行冷卻的通道。本發(fā)明中，根據(jù)氣體壓縮機(jī)領(lǐng)域和發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)等。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明所公開的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、效率高的特點(diǎn)。


圖1所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8所示的是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9所示的是本發(fā)明實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10所示的是本發(fā)明實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11所示的是本發(fā)明實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12所示的是本發(fā)明實(shí)施例12的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖中
1氣缸蓋、2氣缸、3配氣門、4曲軸、5曲柄軸頸、6燃燒室、7單向閥、8氣源、9冷卻流體通道、10成品壓縮氣體儲罐、11氣體出口通道、12配氣門正時控制機(jī)構(gòu)、13側(cè)向連接氣缸、 14動力葉輪機(jī)構(gòu)、15受控閥、16液壓馬達(dá)、17擺動結(jié)構(gòu)體、18弧形氣缸。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，包括一端設(shè)有氣缸蓋1的氣缸2，在所述氣缸蓋1上設(shè)配氣門3，三個所述氣缸2套裝設(shè)置，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的所述氣缸2與機(jī)體固連，中間的所述氣缸2經(jīng)連桿與曲軸4的曲柄軸頸5連接。實(shí)施例2
如圖2所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于相鄰的兩個所述氣缸2經(jīng)連桿與曲軸4的處于不同相位的曲柄軸頸5連接。實(shí)施例3
如圖3所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于所述氣缸2的兩端分別設(shè)有所述氣缸蓋1，且中間的所述氣缸2設(shè)為側(cè)向連接氣缸13。實(shí)施例4
如圖4所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于所述配氣門3設(shè)為單向閥7。實(shí)施例5
如圖5所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于外側(cè)的所述氣缸 2的所述氣缸蓋1上的所述配氣門3與氣源8連通。實(shí)施例6
如圖6所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例3的區(qū)別在于內(nèi)側(cè)的所述氣缸 2的所述氣缸蓋1上的一個所述配氣門3與成品壓縮氣體儲罐10連通，且所有所述氣缸2 的部分所述配氣門3受所述配氣正時控制機(jī)構(gòu)12控制。選擇性地，也可使所有所述氣缸2的所有所述配氣門3受所述配氣正時控制機(jī)構(gòu) 12控制。實(shí)施例7
如圖7所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在內(nèi)側(cè)的所述氣缸2和中間的所述氣缸2構(gòu)成的壓力最高的壓縮級上設(shè)有燃燒室6，且內(nèi)側(cè)的所述氣缸2上的配氣門3設(shè)為受控閥15。實(shí)施例8
如圖8所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例7的區(qū)別在于所述燃燒室6的工質(zhì)入口與壓力最高的壓縮級的氣體出口通道11連通，且所述燃燒室6的工質(zhì)出口與動力葉輪機(jī)構(gòu)14連通，即將燃燒室6內(nèi)的高壓氣體輸送至膨脹做功機(jī)構(gòu)做功。實(shí)施例9如圖9所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在中間的所述氣缸2的側(cè)壁和缸蓋1中設(shè)有冷卻流體通道9，所述冷卻流體通道9的設(shè)置有助于壓縮氣體的散熱。實(shí)施例10
如圖10所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例3的區(qū)別在于所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)進(jìn)一步包括燃燒室6，所述燃燒室6設(shè)在內(nèi)側(cè)的所述氣缸2內(nèi)，此所述氣缸2側(cè)壁上的氣體出口與動力葉輪機(jī)構(gòu)14連通，此所述氣缸2在此同時作為壓力最高的壓縮級的氣體出口通道使用。實(shí)施例11
如圖11所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于中間的所述氣缸2受液壓馬達(dá)16驅(qū)動。選擇性地，所述液壓馬達(dá)16也可替換成氣動馬達(dá)等可以驅(qū)動所述氣缸2滑動的動力機(jī)構(gòu)。實(shí)施例12
如圖12所示的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，包括一端設(shè)有氣缸蓋1的弧形氣缸18，在所述氣缸蓋1上設(shè)配氣門3，三個所述弧形氣缸18套裝設(shè)置，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的所述弧形氣缸 18與機(jī)體固連，中間的所述弧形氣缸18與擺動結(jié)構(gòu)體17連接。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，包括端部設(shè)有氣缸蓋(1)的氣缸(2)，其特征在于在所述氣缸蓋(1)上設(shè)配氣門(3 )，至少三個所述氣缸(2 )套裝設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于所述氣缸(2)包括兩個所述氣缸蓋(1)。
3.如權(quán)利要求1所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于相鄰的兩個所述氣缸 (2)與曲軸(4)的處于不同相位的曲柄軸頸(5)連接。
4.如權(quán)利要求1所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于相鄰的兩個所述氣缸 (2)中的一個設(shè)為與機(jī)體固連，另一個設(shè)為與滑動動力機(jī)構(gòu)連接。
5.如權(quán)利要求1所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于在所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)的壓力最高的壓縮級上設(shè)燃燒室(6)。
6.如權(quán)利要求1所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)還包括燃燒室(6)，所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)的壓力最高的壓縮級的氣體出口通道(11)與所述燃燒室(6 )連通，所述燃燒室(6 )與膨脹做功機(jī)構(gòu)連通。
7.如權(quán)利要求1所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于至少一個所述氣缸(2) 的側(cè)壁和/或缸蓋(1)中設(shè)有冷卻流體通道(9 )。
8.如權(quán)利要求1所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于所述氣缸(2)設(shè)為弧形氣缸(18)。
9.如權(quán)利要求1至4任意之一所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于所述配氣門(3)設(shè)為單向閥(7)。
10.如權(quán)利要求1至4任意之一所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于設(shè)在最外側(cè)的所述氣缸(2 )的所述氣缸蓋(1)上的所述配氣門(3 )與氣源(8 )連通。
11.如權(quán)利要求1至4任意之一所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于設(shè)在最內(nèi)側(cè)的所述氣缸(2)的所述氣缸蓋(1)上的所述配氣門(3)與成品壓縮氣體儲罐(10)連通。
12.如權(quán)利要求1至4任意之一所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)還包括配氣門正時控制機(jī)構(gòu)(12)，部分或全部所述配氣門(3)受所述配氣門正時控制機(jī)構(gòu)(12)控制。
13.如權(quán)利要求1至4任意之一所述缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，其特征在于在所有所述氣缸(2 )中，做滑動運(yùn)動的全部或部分所述氣缸(2 )設(shè)為側(cè)向連接氣缸(13 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)，包括端部設(shè)有氣缸蓋的氣缸，在所述氣缸蓋上設(shè)配氣門，至少三個所述氣缸套裝設(shè)置。本發(fā)明的缸套活塞一體化氣體壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、效率高的特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號F04B39/12GK102367792SQ201110258938
公開日2012年3月7日 申請日期2011年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者靳北彪 申請人:靳北彪