專利名稱：一種氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體動(dòng)力機(jī)械，特別是一種氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓 縮機(jī)或液體泵。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)或液體泵作為壓縮和輸送氣體或液體的動(dòng)力機(jī)械被廣泛地應(yīng)用 于需要高壓氣體或液體環(huán)節(jié)的各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。 一般情況下，壓縮機(jī)或液體泵 使用電力作為動(dòng)力，以電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，電機(jī)直聯(lián)或是通過聯(lián)軸器或皮帶輪 等與壓縮機(jī)或液體泵主軸間接聯(lián)接，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或液 體泵對(duì)氣體或液體做功，完成增壓過程。這種傳統(tǒng)的壓縮機(jī)或液體泵，驅(qū)動(dòng) 方式不易替換，且存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，摩擦損失大，機(jī)械效率低，外形尺寸和重 量大等缺點(diǎn)。在一些不能提供動(dòng)力電又需要高壓氣體或液體的特殊工業(yè)場合 和領(lǐng)域(有一定壓力的氣源或液壓源)，則傳統(tǒng)的壓縮機(jī)或液體泵不能夠使 用。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述背景技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供 一種氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案一種氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵，其特征在于，由壓縮機(jī) 機(jī)體或液體泵機(jī)體、流體吸入、排出控制系統(tǒng)以及動(dòng)力源進(jìn)/出控制系統(tǒng)組 成，所述的動(dòng)力源是壓力氣源或液壓源；所述的壓縮機(jī)機(jī)體或液體泵機(jī)體為左右對(duì)稱的圓柱體結(jié)構(gòu)，包括缸體， 缸體中放置有由動(dòng)力活塞和工作活塞構(gòu)成的往復(fù)活塞，往復(fù)活塞與缸體采用動(dòng)密封；工作活塞相對(duì)動(dòng)力活塞鏡像設(shè)置，在缸體中形成兩個(gè)動(dòng)力腔和兩個(gè) 工作腔；形成的兩個(gè)動(dòng)力腔和兩個(gè)工作腔使得動(dòng)力源可交替充入兩個(gè)動(dòng)力腔 中，交替驅(qū)動(dòng)往復(fù)活塞對(duì)兩個(gè)工作腔中的流體增壓；流體吸入、排出控制系統(tǒng)包括位于工作腔的缸體壁面上開設(shè)的流體吸 入、排出通孔，其中，吸入通孔上設(shè)置有流體吸入單向閥，排出通孔上設(shè)置 有流體排出單向閥，流體吸入單向閥和流體排出單向閥分別與流體吸入管和 流體排出管相連，流體排出管通過流體排出調(diào)節(jié)閥與流體儲(chǔ)罐相連，流體吸 入管與流體吸入調(diào)節(jié)閥相連；動(dòng)力源進(jìn)/出控制系統(tǒng)包括位于動(dòng)力腔壁面上開設(shè)的兩個(gè)動(dòng)力源進(jìn)/出 通孔，動(dòng)力源進(jìn)/出通孔與動(dòng)力源進(jìn)/出管相連，動(dòng)力源進(jìn)/出管上設(shè)置有電磁 閥，由電磁閥控制兩個(gè)動(dòng)力腔交替地進(jìn)行不斷的充入、排出動(dòng)力源過程。 本發(fā)明的氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵帶來的技術(shù)特點(diǎn)是 1、壓縮機(jī)或液體泵不依賴于動(dòng)力電，以具有一定壓力的氣源或液壓源 作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或液體泵工作。2、 兩工作腔及動(dòng)力腔相對(duì)往復(fù)活塞鏡像設(shè)置，使得動(dòng)力源可通過往復(fù) 活塞交替工作來提高工作腔中的流體壓力，工作效率高。3、 往復(fù)活塞是由一個(gè)動(dòng)力活塞和兩個(gè)工作活塞組成，動(dòng)力活塞和工作 活塞一體化設(shè)計(jì)或剛性連接，工作活塞相對(duì)動(dòng)力活塞鏡像放置。本發(fā)明的氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵，采用工作腔對(duì)置的 往復(fù)活塞形式，通過電磁閥控制兩側(cè)動(dòng)力腔交替充入、排出動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)活 塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)工作腔中流體的交替增壓。本發(fā)明的能量 驅(qū)動(dòng)方式和壓縮機(jī)或液體泵結(jié)構(gòu)型式，使得往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵不依 賴于電力驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，減小了摩擦損失，提高了機(jī)械效率，有效 減少了幾何尺寸，可廣泛地應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，尤其是航空、航天、航海及軍 工等有特殊要求的氣體或液體增壓領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明的氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的標(biāo)號(hào)分別表示1、缸體，2、動(dòng)力活塞，3、工作活塞，4、動(dòng) 力腔，5、工作腔，6、流體排出單向閥，7、流體吸入單向閥，8、流體排出 管，9、流體吸入管，10、電磁閥，11、 12、動(dòng)力源進(jìn)/出管，13、流體吸入 調(diào)節(jié)閥，14、流體排出調(diào)節(jié)閥，15、流體儲(chǔ)罐；圖2是本發(fā)明的氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵的又一種結(jié)構(gòu) 示意圖。圖中，1、缸體，2、動(dòng)力活塞，3、工作活塞，4、動(dòng)力腔，5、工 作腔，6、流體排出單向閥，7、流體吸入單向閥，8、流體排出管，9、流體 吸入管，10、電磁閥，11、 12、動(dòng)力源進(jìn)/出管，14、流體排出調(diào)節(jié)閥，15、 流體儲(chǔ)罐；下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程作詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1， 一種氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵，包括壓縮機(jī) 機(jī)體或液體泵機(jī)體、吸入、排出控制系統(tǒng)和動(dòng)力源進(jìn)/出控制系統(tǒng)，動(dòng)力源 是壓力氣源或液壓源。壓縮機(jī)機(jī)體或液體泵機(jī)體為左右對(duì)稱的圓柱體結(jié)構(gòu)，它包括缸體l，缸 體1中放置有由一個(gè)動(dòng)力活塞2和兩個(gè)工作活塞3構(gòu)成的往復(fù)活塞，往復(fù)活 塞與缸體1采用動(dòng)密封。動(dòng)力活塞2和工作活塞3 —體化設(shè)計(jì)或剛性連接， 工作活塞3相對(duì)動(dòng)力活塞2鏡像放置，形成兩個(gè)動(dòng)力腔4和兩個(gè)工作腔5， 形成的兩個(gè)動(dòng)力腔4和兩個(gè)工作腔5使得動(dòng)力源可交替充入兩個(gè)動(dòng)力腔4 中，交替驅(qū)動(dòng)往復(fù)活塞壓縮兩個(gè)工作腔5中的流體。流體吸入、排出控制系統(tǒng)包括位于工作腔5的缸體1壁面上開設(shè)的流 體吸入、排出通孔，其中，吸入通孔上設(shè)置有流體吸入單向閥6，排出通孔 上設(shè)置有流體排出單向閥7，流體吸入單向閥6和流體排出單向閥7分別與流體吸入管9和流體排出管8相連，流體排出管8通過流體排出調(diào)節(jié)閥14 與流體儲(chǔ)罐15相連，流體吸入管9與流體吸入調(diào)節(jié)閥13相連。動(dòng)力源進(jìn)/出控制系統(tǒng)包括位于動(dòng)力腔4壁面上開設(shè)的兩個(gè)動(dòng)力源進(jìn)/ 出通孔，動(dòng)力源進(jìn)/出通孔分別連接動(dòng)力源進(jìn)/出管(11、 12)，動(dòng)力源進(jìn)/出 管(11、 12)上設(shè)置有電磁閥IO,由電磁閥10控制兩個(gè)動(dòng)力腔4交替地進(jìn) 行不斷的充入、排出動(dòng)力源過程。本發(fā)明的氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵，其工作原理是通過 電磁閥控制兩側(cè)動(dòng)力腔交替充入、排出動(dòng)力源，交替驅(qū)動(dòng)往復(fù)活塞在缸體內(nèi) 做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)工作腔中流體的交替吸入、增壓、排出、卸壓過程。氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵的工作過程分為吸入、增壓、 排出、卸壓過程。所說的卸壓、吸入過程是指自電磁閥10受控狀態(tài)為一側(cè)動(dòng)力腔4與動(dòng) 力源進(jìn)管相通，另一側(cè)動(dòng)力腔與動(dòng)力源出管相通，動(dòng)力源流入動(dòng)力腔4，驅(qū) 動(dòng)往復(fù)活塞向另一側(cè)運(yùn)動(dòng)；另一側(cè)動(dòng)力腔處于排出動(dòng)力源狀態(tài)，與動(dòng)力腔4 同側(cè)的工作腔5實(shí)際處于排出后狀態(tài)，腔內(nèi)僅余隙容積，工作腔5容積隨往 復(fù)活塞運(yùn)動(dòng)增加，余隙容積中流體卸壓，壓力降低。當(dāng)流體吸入單向閥7內(nèi)外壓差達(dá)到流體吸入單向閥7設(shè)定值時(shí)，流體吸 入單向閥7開啟，流體經(jīng)流體吸入調(diào)節(jié)閥13、流體吸入單向閥7進(jìn)入工作 腔5，開始吸入過程，直到往復(fù)活塞單向運(yùn)動(dòng)到缸體1端部，吸入過程結(jié)束。 動(dòng)力腔4也達(dá)到最大滿動(dòng)力源狀態(tài)，而另一側(cè)動(dòng)力腔處于排空動(dòng)力源狀態(tài)， 工作腔5的另一側(cè)工作腔處于排出后狀態(tài)。而往復(fù)活塞到達(dá)缸體1端部后， 由于慣性作用向反方向運(yùn)動(dòng)，工作腔5的增壓、排出過程開始，控制閥10 狀態(tài)轉(zhuǎn)換。動(dòng)力腔4的另一側(cè)動(dòng)力腔與動(dòng)力源入管相通，動(dòng)力源流入其中， 驅(qū)動(dòng)往復(fù)活塞運(yùn)動(dòng)，而處于最大滿動(dòng)力源流體狀態(tài)的動(dòng)力腔4與動(dòng)力源出管 相通，隨往復(fù)活塞的運(yùn)動(dòng)將動(dòng)力源排出，工作腔5的容積隨著往復(fù)活塞的運(yùn)動(dòng)減小，流體被增壓。當(dāng)與工作腔5連接的流體排出單向閥6兩端壓差達(dá)到 其設(shè)定值后，流體排出單向閥6開啟，排出過程開始，流體經(jīng)排出單向閥6、 排出調(diào)節(jié)閥14后進(jìn)入流體儲(chǔ)罐15備用，排出過程直到往復(fù)活塞運(yùn)動(dòng)到缸體 1的端部結(jié)束，而工作腔5的另一側(cè)工作腔隨往復(fù)活塞的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行著流 體卸壓、吸入過程。實(shí)際上，是由電磁閥IO控制兩側(cè)動(dòng)力腔交替充入、排 出動(dòng)力源，交替驅(qū)動(dòng)往復(fù)活塞在缸體1內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，交替使兩側(cè)工作腔中 的流體增壓，完成壓縮機(jī)或液體泵工作過程。當(dāng)動(dòng)力源與增壓流體為同種介質(zhì)時(shí)，結(jié)構(gòu)可以簡化為如圖2所示，即工 作活塞上直接開設(shè)通孔與動(dòng)力腔4相通，工作腔5通過單向進(jìn)氣閥6直接從 動(dòng)力腔4吸入流體，這樣減少了流體吸入調(diào)節(jié)閥13和管道及其附件，結(jié)構(gòu) 更為緊湊。
權(quán)利要求
1.一種氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵，其特征在于，由壓縮機(jī)機(jī)體或液體泵機(jī)體、流體吸入、排出控制系統(tǒng)以及動(dòng)力源進(jìn)/出控制系統(tǒng)組成，所述的動(dòng)力源是壓力氣源或液壓源；所述的壓縮機(jī)機(jī)體或液體泵機(jī)體為左右對(duì)稱的圓柱體結(jié)構(gòu)，包括缸體(1)，缸體(1)中放置有由動(dòng)力活塞(2)和工作活塞(3)構(gòu)成的往復(fù)活塞，往復(fù)活塞與缸體(1)采用動(dòng)密封；工作活塞(3)相對(duì)動(dòng)力活塞(2)鏡像設(shè)置，在缸體(1)中形成兩個(gè)動(dòng)力腔(4)和兩個(gè)工作腔(5)；形成的兩個(gè)動(dòng)力腔(4)和兩個(gè)工作腔(5)使得動(dòng)力源可交替充入兩個(gè)動(dòng)力腔(4)中，交替驅(qū)動(dòng)往復(fù)活塞對(duì)兩個(gè)工作腔(5)中的流體增壓；流體吸入、排出控制系統(tǒng)包括位于工作腔(5)的缸體(1)壁面上開設(shè)的流體吸入、排出通孔，其中，吸入通孔上設(shè)置有流體吸入單向閥(6)，排出通孔上設(shè)置有流體排出單向閥(7)，流體吸入單向閥(6)和流體排出單向閥(7)分別與流體吸入管(9)和流體排出管(8)相連，流體排出管(8)通過流體排出調(diào)節(jié)閥(14)與流體儲(chǔ)罐(15)相連，流體吸入管(9)與流體吸入調(diào)節(jié)閥(13)相連；動(dòng)力源進(jìn)/出控制系統(tǒng)包括位于動(dòng)力腔(4)壁面上開設(shè)的兩個(gè)動(dòng)力源進(jìn)/出通孔，動(dòng)力源進(jìn)/出通孔與動(dòng)力源進(jìn)/出管(11、12)相連，動(dòng)力源進(jìn)/出管(11、12)上設(shè)置有電磁閥(10)，由電磁閥(10)控制兩個(gè)動(dòng)力腔(4)交替進(jìn)行不斷地充入、排出動(dòng)力源過程。
2. 如權(quán)利要求1所述的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵，其特征在于，所 述動(dòng)力活塞(2)和工作活塞(3) —體化設(shè)計(jì)或剛性連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣/液驅(qū)動(dòng)的往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵，由壓縮機(jī)或液體泵機(jī)體、流體吸入、排出控制系統(tǒng)和動(dòng)力源進(jìn)/出控制系統(tǒng)組成，其驅(qū)動(dòng)力不使用動(dòng)力電，而采用具有壓力的氣源和液壓源；本發(fā)明采用工作腔對(duì)置的往復(fù)活塞形式，通過電磁閥控制兩側(cè)動(dòng)力腔交替充入、排出動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)活塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)工作腔中流體的交替增壓。本發(fā)明的能量驅(qū)動(dòng)方式和壓縮機(jī)或液體泵結(jié)構(gòu)型式，使得往復(fù)活塞式壓縮機(jī)或液體泵不依賴于電力驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，減小了摩擦損失，提高了機(jī)械效率，有效減少了幾何尺寸，可廣泛地應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，尤其是航空、航天、航海及軍工等有特殊要求的氣體或液體增壓領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F04B9/08GK101225808SQ20071030074
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者卜高選, 薇 張, 李連生, 束鵬程, 趙遠(yuǎn)揚(yáng) 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)