專利名稱:容積式液壓驅(qū)動往復(fù)壓縮機的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于一種容積式往復(fù)型壓縮機，這種型號的壓縮機至少有串聯(lián)排列的兩級壓縮。
一個時期以來，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)采用了液壓驅(qū)動的容積式往復(fù)壓縮機，這種壓縮機通常包括三個同軸隔板，在它們之間安裝有兩個同軸氣缸筒。每個氣缸筒內(nèi)相應(yīng)地裝有一往復(fù)運動的活塞，它們通過一個連桿相互聯(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空腔，液壓油壓入其中，成為雙作用的流體動力缸體?；钊飧淄埠屯鈧?cè)隔板或端部蓋板在兩端形成的另外兩個密封室作為壓縮腔。
這種壓縮機是用來把氣體的壓力從所給的初始壓力(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，必須采用多級壓縮機或一系列單級壓縮機。
現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機所遇到的問題主要在于低壓區(qū)。特別是在第一級，為了產(chǎn)生作為運轉(zhuǎn)速度結(jié)果的強大抽吸作用，需要很大口徑的氣缸筒，這是由于，其運轉(zhuǎn)速度較低，特別是當(dāng)與機械驅(qū)動的壓縮機相比時，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。這一點通常是用加大活塞連桿的直徑來達(dá)到的。然而，這意味著運動部件的質(zhì)量有較大的增加。
運動部件質(zhì)量上的增加不僅導(dǎo)致壓縮機單機質(zhì)量上的增加，而且限制了往復(fù)運動部件的最大速度，結(jié)果限制了其性能。
現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機所遇到的另一個問題是，根據(jù)上述情況，有必要采用一臺相當(dāng)大尺寸的壓縮機作為初始級，并且至少還要采用另一臺尺寸較為緊湊的壓縮機作為次級。
本發(fā)明的目的是為了消除上述缺點。
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)動往復(fù)壓縮機中所存在的問題。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點基本上包含在下述事實中有可能使用較少的部件而且把多級壓縮集成在單一壓縮機內(nèi);同時，可以采用適度尺寸的活塞連桿，以限制運動部件的質(zhì)量，增加往復(fù)運動部件的速度。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點還在于，無論在那種三活塞壓縮機中，都有可能使用活塞與連桿之間的浮動連接，其作用在于在每一沖程的末端產(chǎn)生一個緩沖作用，并且在下一步的返回時具有較靈活的啟動。更精確地說，即使這里所述的整個活塞和連桿部件和現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機相比，質(zhì)量有所減輕，在沖程的起始處，液壓油也不需要推動整個部件進(jìn)入運動，而只需要推動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動所允許的軸向移動完成時(活塞已處于運動狀態(tài))，液壓油才使小直徑連桿和中心活塞開始運動。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于，采用前述結(jié)構(gòu)上的特點，有可能設(shè)計出具有重量相當(dāng)輕之特點的多級壓縮機，其中，活塞和連桿的往復(fù)運動質(zhì)量是格外關(guān)注的。
根據(jù)本發(fā)明的一個氣體壓縮機實施例還有另一個優(yōu)點，即，當(dāng)利用相同的液壓油壓力控制特性時，可在第一級選擇一個顯著高的壓力。
下面通過舉例並借助于附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明。其中圖1表示一臺兩級壓縮機實施例的軸向剖面。
圖2表示與圖1結(jié)構(gòu)相同的三級壓縮機實施例的軸向剖面局部。
圖3表示圖1中兩級壓縮機的另一實施例剖面簡圖。
首先，參看圖1。根據(jù)本發(fā)明的兩級容積式往復(fù)壓縮機實施例包括四個同軸排列的隔板，從左到右，以符號1、2、3、4為標(biāo)志，三個同軸氣缸筒，從左到右，以符號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，活塞在三個相應(yīng)的氣缸筒內(nèi)來回滑動，具有流體不滲透性。三個活塞用傳統(tǒng)方法固定在共同的連桿11上，連桿11前后滑動，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，而兩個端部活塞8和10卻以浮動連接方式安裝在連桿上，比如說，可以這樣來安裝，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，擋塊本身由無心園盤30封閉住。連桿11的長度是這樣設(shè)計的，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，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在一端形成兩個空腔，即高壓氣體空腔22和動力空腔14，活塞連桿11在動力空腔內(nèi)。與此相似，活塞10與氣缸筒7在相反的一端形成兩個空腔，即同樣的高壓空腔22和內(nèi)有連桿的動力空腔15。中心活塞9和氣缸筒6形成兩個低壓氣體空腔21，兩個空腔內(nèi)都有活塞連桿11。動力空腔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)明的壓縮機的第一級壓縮)通過相應(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)明的壓縮機的第二級壓縮)通過位于端部隔板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，通過另一冷卻裝置20a與供應(yīng)壓縮氣體的設(shè)備相連。
三個氣缸筒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)，而兩個端部氣缸筒5和7通常用循環(huán)流過各自的動力空腔14和15的液壓油來冷卻。
受壓油流入左邊的動力空腔14，使得整個活塞-連桿部件8、9、10和11按f2的箭頭所示方向移動，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中引起一個吸氣沖程;與此相類似，液壓油流入右邊的動力空腔15，使得整個活塞和連桿部件8、9、10和11按箭頭f1所示方向移動，在高壓空腔22和低壓空腔21產(chǎn)生一個反向的壓縮和吸氣沖程。
在每一壓縮沖程開始時，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單獨按照箭頭f2所示方向向端部隔板1移動，而與此同時，連桿11和中心活塞9實際上保持不動，一旦園盤30與擋塊28相接觸，活塞8開始拉動連桿11和中心活塞9，同時，由于進(jìn)入右邊高壓空腔22的氣體通過與活塞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。
隨著左邊活塞8到達(dá)端部隔板1，動力空腔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)一個信號來控制沖程反向的作用，使液壓油相應(yīng)地轉(zhuǎn)變方向，流入右邊的動力空腔15。在反向期間，連桿11和中心活塞9將繼續(xù)移動直至活塞9由于左邊低壓空腔21中氣體的阻力而速度逐漸變慢時為止;因此，氣體起到了使活塞碰撞減輕的緩沖作用。
如同對活塞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之間的相對運動產(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)的油門的方法。
按照本發(fā)明的壓縮機也可以做成三級(如圖2所示)，采用二個端部氣缸筒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。在這一實施例中，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，一根連桿可以同時在三級中起作用。在這樣一個實施例中，將有四個動力空腔，而不是兩個，它們被標(biāo)志為14、15 114和115(115在圖中沒有顯示，與114相同);不同空腔之間的聯(lián)系仍然完全與已經(jīng)敘述過的相同，僅有的區(qū)別在于第二級中排出的氣體被引進(jìn)第三級壓縮空腔122，而不是直接進(jìn)入設(shè)備(或進(jìn)入另一壓縮機)。
最后，圖3表示一個二級壓縮機實施例。在這個實施例中，壓縮級與圖1的實施例中的關(guān)系相反，也就是說，低壓空腔21位于高壓空腔22的外側(cè);動力空腔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)稍微偏高的場合通常采用這樣的實施例，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的壓縮機，覆蓋一個寬廣的輸入壓力范圍(對于圖1所示的實施例，輸入壓力在3至4巴之間，對于圖3所示的實施例，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所示的三級壓縮實施例)。
權(quán)利要求
1.一種容積式液壓驅(qū)動往復(fù)壓縮機，其特征在于，它包括至少四個同軸排列的隔板(1、2、3、4)和至少三個位于上述四個隔板間的同軸氣缸筒(5、6、7)；至少三個活塞(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，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)和兩個有關(guān)的隔板(2、3)一起，形成兩個低壓空腔(21)；一個連桿(11)，將三個活塞(8、9、10)相互連接在一起，該連桿可以來回滑動，并且以不滲透流體的方式安裝在中心隔板(2、3)的孔中；流動通道(12、13)，與動力空腔(14、15)相連，并和驅(qū)動活塞-連桿部件(8、9、10、11)的液壓動力容器相連，其中，內(nèi)有活塞連桿的動力空腔，一端以直徑較小的活塞(8、10)為界，另一端以相對應(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高壓空腔(22)；排氣閥(18、19)將一對高壓空腔連到至少另一對壓縮空腔，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)動往復(fù)壓縮機，其特征在于，它包括至少四個同軸排列的隔板(1、2、3、4)和至少三個位于上述四個隔板間的同軸氣缸筒(5、6、7);至少三個活塞(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，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)一起形成兩個低壓空腔(21);一個連桿(11)，將三個活塞(8、9、10)相互連接在一起，該連桿可以來回滑動，并且以不滲透流體的方式安裝在中心隔板(2、3)的孔中;流動通道(12、13)，與動力空腔(14、15)相連，并和驅(qū)動活塞-連桿部件(8、9、10、11)的液壓動力容器相連，其中，內(nèi)有活塞連桿的動力空腔，一端以直徑較大的活塞(8、10)為界，另一端以相對應(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高壓空腔(22);排氣閥(18、19)，將一對高壓空腔(22)連到至少另一對壓縮空腔，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，其特征在于，兩個具有較大或較小直徑的活塞(8、10)以浮動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，其特征在于，連桿(11)和活塞(8、10)之間的浮動安裝具體體現(xiàn)為一些油門的利用，這些油門設(shè)計成可允許形成進(jìn)入動力腔(14、15)的液壓油的一條計量通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的兩種變型兩級壓縮機，其特征在于，它們實際上都是關(guān)于中心活塞(9)對稱的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的壓縮機，其特征在于，流體通道(12、13)形成在中心隔板(2、3)中。
專利摘要
本發(fā)明涉及液壓容積式往復(fù)壓縮機，提出了簡化其結(jié)構(gòu)，并使之變得更有效的措施。采用四個同軸隔板(1、2、3、4)，三個被隔板分別隔開的氣缸筒(5、6、7)和三個活塞(8、9、10)，三個活塞裝在同一連桿(11)上并在其相應(yīng)的氣缸筒內(nèi)往復(fù)滑動；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。來自動力容器以驅(qū)動壓縮機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F04B35/02GK86100929SQ86100929
公開日1986年9月3日 申請日期1986年2月21日
發(fā)明者薩納里尼·弗朗科 申請人:薩納里尼·弗朗科導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan