專利名稱：氣液分離式雙作用液壓壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種節(jié)能的、將驅(qū)動能轉(zhuǎn)換為液壓能的壓縮機(jī)，特別是一種氣液 分離式雙作用液壓壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，公知的液壓壓縮機(jī)比曲柄連桿機(jī)構(gòu)活塞式氣體壓縮機(jī)有很多的優(yōu)勢。曲柄 連桿機(jī)構(gòu)活塞式氣體壓縮機(jī)，其制造技術(shù)成熟，應(yīng)用較廣。但其零部件數(shù)量多、體積重量和 占地面積均較大、易損件多、相同工況下所需電機(jī)功率大，因此，其運(yùn)轉(zhuǎn)成本高。而且其吸排 氣范圍較窄、壓縮噪音大。為了適應(yīng)其規(guī)定的吸氣壓力，往往將高壓氣體降壓后再進(jìn)行壓 縮，浪費(fèi)了壓縮介質(zhì)的能量。而液壓壓縮機(jī)主要有三種。一種是浮動活塞式，即沒有活塞 桿，氣缸的下面進(jìn)壓力油，上面進(jìn)氣，中間用活塞隔開。不管進(jìn)氣壓力高還是低，其所需液壓 油的壓力都是氣體的排氣壓力，這樣所需驅(qū)動機(jī)的功率就大，浪費(fèi)能源，機(jī)組運(yùn)行成本也較 高；另一種是臥式壓縮機(jī)，中間是油缸，兩端各連接一個單作用氣缸，讓氣缸的非壓縮腔與 大氣相通。這樣結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且其軸向長度相當(dāng)長，不能采用立式布置；第三種是“工” 字形活塞將兩個缸筒分成四個腔，上下兩個腔是氣腔，中間兩個腔是用密封件隔開的油腔， 一個油腔進(jìn)壓力油，則另一個油腔的油就回油箱，這樣氣體與液體就在一個缸內(nèi)，中間用密 封件隔開，難免氣與油就會互相滲透和溶解。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種噪音低、制造成本低、運(yùn)行成本低、吸排壓力較寬、 不浪費(fèi)吸入氣體自身的能量而高效節(jié)能、可以減小油泵的壓力、降低壓縮介質(zhì)的溫度、避免 氣體與液壓油互相滲透的氣液分離式雙作用液壓壓縮機(jī)，以克服上述的不足。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括主機(jī)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、工藝氣系統(tǒng) 和控制系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括氣缸，氣缸內(nèi)設(shè)有活塞和從上到下依次分布的A、B、C、D四個腔； 動力系統(tǒng)包括儲能器、過濾器、油泵、溢流閥和油池，油泵與溢流閥并聯(lián)后一端與油池連接， 另一端與過濾器和儲能器依次連接；冷卻系統(tǒng)包括冷卻器和油冷器；工藝氣系統(tǒng)包括安全 閥、第二球閥、單向閥和管線，它們依次連接，其特點是:A腔和B腔為介質(zhì)腔，C腔和D腔為 油腔。所述控制系統(tǒng)包括第一球閥、第一進(jìn)氣閥、第二進(jìn)氣閥、第一排氣閥、第二排氣閥 和換向閥，第一球閥一端接進(jìn)氣，另一端與第一進(jìn)氣閥和第二進(jìn)氣閥同時連接，第一進(jìn)氣閥 和第二進(jìn)氣閥分別設(shè)置在氣缸的A腔和B腔的一側(cè)，A腔和B腔的另一側(cè)分別設(shè)置有第一 排氣閥和第二排氣閥，第一排氣閥和第二排氣閥再同時與冷卻器連接，換氣閥的一端與氣 缸的C腔和D腔連接，另一端分別與過濾器和油冷器連接。本實用新型的工作原理為動力系統(tǒng)產(chǎn)生液壓能，帶壓力的液體流入由氣壓缸與 液壓缸合而為一的氣缸，從而給介質(zhì)增壓，在增壓過程中，液壓油與氣體介質(zhì)是在各自單獨 的缸內(nèi)，即使密封件破損，氣體與液壓油也不會互相滲透，由PLC控制的換向閥及液壓油內(nèi)的距離控制元件——接近開關(guān)，來控制活塞的往返運(yùn)動，從而控制液體在液壓缸中的進(jìn)出， 達(dá)到控制介質(zhì)在氣壓缸中吸和排的目的。可以根據(jù)實際工況，決定采用一個電機(jī)工作還是 兩個電機(jī)同時工作，也可以根據(jù)實際工況，決定采用一個氣缸工作還是兩個氣缸同時工作。本實用新型具有以下有益效果1、由于采用液壓驅(qū)動，因此噪音低、制造成本低、 運(yùn)行成本低、吸排壓力較寬、不浪費(fèi)吸入氣體自身的能量而高效節(jié)能，特別適用于吸氣壓力 較高的中高壓氣體或液體的壓縮，而且采用兩級或多級壓縮，可以減小油泵的壓力、降低壓 縮介質(zhì)的溫度；2、由于液壓油與氣體介質(zhì)是在各自單獨的缸內(nèi)，因此即使密封件破損，氣體 與液壓油也不會互相滲透。

圖1為本實用新型的工作原理示意圖。圖2為本實用新型的特制氣缸及活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型級聯(lián)壓縮的工作原理示意圖。圖中第一球閥1第一進(jìn)氣閥2第二進(jìn)氣閥3第一排氣閥4第二排氣閥5 氣缸6活塞7換向閥8冷卻器9安全閥10第二球閥11單向閥12油冷器13儲 能器14過濾器15油泵16溢流閥17油池18上連接塊19活塞桿20 中間接塊 21 Y型密封圈22第一接近開關(guān)23第二接近開關(guān)24 0型圈25下連接塊26氣閥 壓蓋27 C腔連接口 28 D腔連接口 29
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實用新型包括主機(jī)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、工藝氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，主 機(jī)系統(tǒng)包括氣缸6，氣缸6內(nèi)設(shè)有活塞7和從上到下依次分布的A、B、C、D四個腔；動力系統(tǒng) 包括儲能器14、過濾器15、油泵16、溢流閥17和油池18組成，油泵16與溢流閥17并聯(lián)后 一端與油池18連接，另一端與過濾器15和儲能器14依次連接；冷卻系統(tǒng)包括冷卻器9和 油冷器13，冷卻器9同時與第一排氣閥4、第二排氣閥5、安全閥10和第二球閥11連接，油 冷器13 —端連接換向閥8，另一端連接油池18 ；工藝氣系統(tǒng)包括安全閥10、第二球閥11、單 向閥12和管線組成，它們依次連接，其特點是:A腔和B腔為介質(zhì)腔，C腔和D腔為油腔?？刂葡到y(tǒng)包括第一球閥1、第一進(jìn)氣閥2、第二進(jìn)氣閥3、第一排氣閥4、第二排氣閥 5和換向閥8，第一球閥1 一端接進(jìn)氣，另一端與第一進(jìn)氣閥2和第二進(jìn)氣閥3同時連接，第 一進(jìn)氣閥2和第二進(jìn)氣閥3分別設(shè)置在氣缸6的A腔和B腔的一側(cè)，腔和B腔的另一側(cè)分 別設(shè)置有第一排氣閥4和第二排氣閥5，第一排氣閥4和第二排氣閥5再同時與冷卻器9連 接，換氣閥8的一端與氣缸6的C腔和D腔連接，另一端分別與過濾器15和油冷器13連接?；钊?與氣缸6安裝后形成A、B、C、D四個腔，其中，A、B為氣腔，C、D為油腔。液 壓油經(jīng)過油泵16，由油池18依次進(jìn)入過濾器15和換向閥8的直通(圖1中狀態(tài))進(jìn)入C 腔，推動活塞7向下運(yùn)動，同時，D腔的油則經(jīng)過換向閥8的直通(圖1中狀態(tài))和油冷器 13，回到油池18。在活塞7向下運(yùn)動的過程中，A腔容積會增大，腔內(nèi)壓力降低，第一進(jìn)氣閥 2開啟，氣體經(jīng)過第一球閥1，從第一進(jìn)氣閥2進(jìn)入A腔，產(chǎn)生A腔的進(jìn)氣過程。同時，B腔 容積縮小，氣體壓力增高，第二進(jìn)氣閥3關(guān)閉，產(chǎn)生B腔的壓縮過程，當(dāng)B腔內(nèi)的壓力達(dá)到第二排氣閥5所能承受的壓力即所需壓縮的壓力時，第二排氣閥5打開，氣體經(jīng)過冷卻器9、第 二球閥11和單向閥12排到儲氣罐內(nèi)，形成B腔的排氣過程。在此過程中，當(dāng)B腔內(nèi)壓力超過排氣壓力時，此時B腔壓力=A腔壓力-D腔壓力 +C腔壓力。由于D腔與油池相通，即與大氣相通，可以不計，且A腔為氣體進(jìn)氣壓力。因此， 此時的B腔壓力(即排氣壓力)=油壓力+進(jìn)氣壓力。由此可知，氣體的進(jìn)氣壓力越大，所 需油壓力就越小，所需功率就越小。當(dāng)活塞7運(yùn)動到與第二接近開關(guān)24接近時，第二接近開關(guān)24發(fā)出信號，換向閥8 接收到信號后換向，此時換向閥8處于交叉相通的狀態(tài)，活塞7由于慣性還會向前移動一些 距離。這時，壓力油將流進(jìn)D腔，C腔內(nèi)的油就回到油池18，活塞7在壓力油的作用下向上 運(yùn)動，B腔容積會增大，腔內(nèi)壓力降低，第二進(jìn)氣閥3開啟，氣體經(jīng)過第一球閥1，從第二進(jìn)氣 閥3進(jìn)入B腔，產(chǎn)生B腔的進(jìn)氣過程。同時，A腔容積縮小，氣體壓力增高，第一進(jìn)氣閥2關(guān) 閉，當(dāng)A腔內(nèi)的壓力達(dá)到第一排氣閥4所能承受的壓力即所需壓縮的壓力時，第一排氣閥4 打開，氣體經(jīng)過冷卻器9、第二球閥11和單向閥12排到儲氣罐內(nèi)，形成A腔的排氣過程。在此過程中，由A腔壓力(即排氣壓力)=油壓力+進(jìn)氣壓力可知，油泵所需的工 作壓力為排壓-進(jìn)壓。在排壓一定的情況下，進(jìn)壓越高，所需油泵壓力越小，當(dāng)進(jìn)壓為最小 時，油泵所需壓力最大，此時所需功率也是最大的(設(shè)功率為W1)。而傳統(tǒng)的曲柄連桿壓縮 機(jī)，在工況相同時，進(jìn)壓越高，所需功率越大，所配驅(qū)動機(jī)的功率也越大。當(dāng)進(jìn)壓為最小時， 所需功率最小(設(shè)功率為W2)，但驅(qū)動機(jī)的功率不能按進(jìn)壓最小時來配，只能按進(jìn)壓最大時 所需驅(qū)動機(jī)的功率(設(shè)功率為W3)來配。從理論來講，ffl = W2、W3 > W2。由此看來，此實 用新型所配驅(qū)動機(jī)功率要小，從而達(dá)到節(jié)能和節(jié)約運(yùn)行成本的目的。當(dāng)活塞7運(yùn)動與第一接近開關(guān)接近23時，第一接近開關(guān)23發(fā)出信號，換向閥8接 收到信號后換向，使換向閥8處于直通的狀態(tài)。這時，壓力油將流進(jìn)C腔，D腔內(nèi)的油就回到 油池18，在壓力油的作用下活塞向下運(yùn)動。同時，B腔完成壓縮過程，A腔則完成進(jìn)氣過程。 如此反復(fù)。在壓縮過程中，如果氣路壓力過高，氣體則通過安全閥10排入大氣中；如果油路 壓力不穩(wěn)定，儲能器14則起到穩(wěn)壓的作用；如果油路壓力過高，壓力油則會通過溢流閥17 直接回到油池18。圖3中，動力系統(tǒng)改為了液壓工作站(將所有液壓元件集中安裝在一起)；為使用 兩級壓縮，增加了 一個氣缸6，將一級壓縮變?yōu)閮杉墘嚎s，這樣可以減小氣體的壓比，對壓縮 過程較為有利。當(dāng)然還可以增加到三級或更多，這樣所需油泵的壓力就相對減小，工作更為 有利，但產(chǎn)品成本會增加；同時，如果要增大排量，只需增加每一級的氣缸數(shù)量即可。本實用新型是將液壓缸推動氣壓缸從而產(chǎn)生氣體壓縮，下面是液壓缸，活塞的兩 側(cè)均為液壓油，一側(cè)為壓力油，另一側(cè)的油則回到油箱，上面是氣壓缸，活塞兩側(cè)均為介質(zhì)， 一側(cè)為進(jìn)介質(zhì)，另一側(cè)則為排介質(zhì)，液壓缸與氣壓缸中間用中間接塊21隔開。且氣壓缸或 液壓缸與活塞桿20的密封情況可以通過中間接塊21中間的小孔看到。從結(jié)構(gòu)上看，運(yùn)行 零件比傳統(tǒng)壓縮機(jī)要少得多，易損件為標(biāo)準(zhǔn)件，更換方便。
權(quán)利要求一種氣液分離式雙作用液壓壓縮機(jī)，包括主機(jī)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、工藝氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括氣缸(6)，氣缸(6)內(nèi)設(shè)有活塞(7)和從上到下依次分布的A、B、C、D四個腔；動力系統(tǒng)包括儲能器(14)、過濾器(15)、油泵(16)、溢流閥(17)和油池(18)，油泵(16)與溢流閥(17)并聯(lián)后一端與油池(18)連接，另一端與過濾器(15)和儲能器(14)依次連接；冷卻系統(tǒng)包括冷卻器(9)和油冷器(13)；工藝氣系統(tǒng)包括安全閥(10)、第二球閥(11)、單向閥(12)和管線，它們依次連接，其特征在于A腔和B腔為介質(zhì)腔，C腔和D腔為油腔。
2.如權(quán)利要求1所述的一種氣液分離式雙作用液壓壓縮機(jī)，其特征在于所述控制系 統(tǒng)包括第一球閥(1)、第一進(jìn)氣閥(2)、第二進(jìn)氣閥(3)、第一排氣閥(4)、第二排氣閥(5)和 換向閥(8)，第一球閥(1) 一端接進(jìn)氣，另一端與第一進(jìn)氣閥(2)和第二進(jìn)氣閥(3)同時連 接，第一進(jìn)氣閥(2)和第二進(jìn)氣閥(3)分別設(shè)置在氣缸(6)的A腔和B腔的一側(cè)，腔和B腔 的另一側(cè)分別設(shè)置有第一排氣閥(4)和第二排氣閥(5)，第一排氣閥(4)和第二排氣閥(5) 再同時與冷卻器(9)連接，換氣閥(8)的一端與氣缸(6)的C腔和D腔連接，另一端分別與 過濾器(15)和油冷器(13)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種氣液分離式雙作用液壓壓縮機(jī)，包括主機(jī)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、工藝氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)包括氣缸，氣缸內(nèi)設(shè)有活塞和從上到下依次分布的A、B、C、D四個腔；動力系統(tǒng)包括儲能器、過濾器、油泵、溢流閥和油池組成，油泵與溢流閥并聯(lián)后一端與油池連接，另一端與過濾器和儲能器依次連接；冷卻系統(tǒng)包括冷卻器和油冷器；工藝氣系統(tǒng)包括安全閥、第二球閥、單向閥和管線，它們依次連接，A腔和B腔為介質(zhì)腔，C腔和D腔為油腔。本實用新型噪音低、成本低、吸排壓力較寬、高效節(jié)能，氣體與液壓油不會互相滲透，特別適用于吸氣壓力較高的中高壓氣體或液體的壓縮。
文檔編號F04B49/22GK201599166SQ20092022797
公開日2010年10月6日 申請日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者唐廣洲, 夏立民, 方紅星, 譚銳 申請人:武漢齊達(dá)康環(huán)?？萍加邢薰?br>