CN101287907A - 用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体 - Google Patents

Abstract

一种用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体，该汽缸体具有一列压缩机汽缸和一列发动机汽缸，形成例如一种V型结构。气门机构开口被加工制造在邻近发动机汽缸的汽缸体内，以便使发动机气门机构组件，例如推杆，可以被安置在其内；没有气门机构开口被加工制造在邻近压缩机汽缸的汽缸体内；缸体是实心的。本发明还公开了采用该汽缸体的一压缩机。

Description

用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体

技术领域

本发明涉及整体式气体压缩机和内燃机，并且特别地，涉及一种用于在压缩机侧和发动机侧区别制造的这种设备的汽缸体。

背景技术

往复式气体压缩机在本领域内众所周知，一些适用于处理可燃气体，例如天然气。用于这些应用的气体压缩机的一种类型是与一内燃机一体设置。

以前，一整体式气体压缩机和内燃机的构造包括移除一些发动机组件，并用压缩机组件替换它们。例如，专利号为2,133,769，琼斯(Jones)的美国专利公开了一种发动机一压缩机单元，具有一V型发动机的一侧，在这个案例中，一福特(Ford)V-8被转换为一气体压缩机。在这个设备中，一列汽缸上的发动机缸头，连同活塞和发动机进气和排气阀，气门推杆和阀门弹簧一起被移除。一压缩机缸头被安装在发动机那列汽缸上代替发动机缸头，压缩机进气和排气阀被安装在压缩机缸头内。琼斯式设备由平头发动机制造而成，其中，阀门被安装在发动机缸头下的发动机缸体内，压缩机缸头覆盖了发动机阀门原本从此伸出的现有开口。在琼斯式中，设备被设计为只能与大气一起使用，而并未提及具有高于大气压力的进气压力的处理气体或者可燃烧气体，例如天然气的问题。

一整体式气体压缩机和内燃机，被设计成适用于可燃气体和高于大气压的进气压力，在专利号为4961891、5189905、5203680和5267843的沃尔德罗普(Waldrop)的美国专利中被公开，受让给本发明的受让人。这个压缩机显示为由改装的V-8型发动机构造而成。在这个设备上的压缩机缸头将多个进气阀增加到一起。用于这个压缩机的发动机是一个比琼斯式平台类型更新式的顶置阀门型V-8发动机。在这个顶置阀门发动机中，汽缸体，有时也被称为发动机缸体，具有一纵向伸出端口，多个大致垂直地交叉该端口的开口从其中通过。发动机阀门被安装在阀门盖下的发动机缸头上，阀门推杆被布置在汽缸体内的开口中，与气阀摇臂啮合，该气阀摇臂反过来又驱动阀门。该纵向端口，也称为油道，提供一从发动机油泵到阀门推杆的润滑油通道。当改装现有发动机的一侧成为一压缩机时，纵向端口的相反端和所有交叉的开口不得不被堵塞。这不仅增加了制造压缩机的成本，而且如果任一堵塞不是妥善密封的，则这还可能是一个漏油的源头。于是，需求一种不必堵塞端口或开口的汽缸体。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过提供一单独加工制造用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体。在这个汽缸体中，压缩机侧作为一实心铸件被保留，且没有加工制造端口或开口。只有发动机侧被加工制造成包括端口和开口。这样，堵塞的代价被排除，且没有漏油的可能。

本发明包括一汽缸体，特别地被设计为用在整体式气体压缩机和内燃机中。该缸体包括一在其内装设有一发动机汽缸，并具有一装设于邻近发动机汽缸处的气门机构开口的发动机部分，还包括一在其内装设有压缩机汽缸，且不设有气门机构开口的压缩机部分。在发动机部分内的气门机构开口适用于在其内容纳一发动机气门机构组件。

压缩机汽缸和发动机汽缸更佳地形成一V型结构。在一个实施例中，汽缸体呈一V-8型结构，其中发动机汽缸是四个发动机汽缸之一，压缩机汽缸是四个压缩机汽缸之一，且气门结构开口是多个邻近发动机汽缸的气门机构开口之一。

以另一方式陈述，本发明的汽缸体包括一具有多个被装设在其内的汽缸的第一部件，其具有多个整体成型在其上的凸块，以及一具有多个被装设在其内的汽缸的第二部件，其具有多个整体成型在其上的凸块。在第一和第二部件之一上的凸块是实心的，且在第一和第二部件另一上的凸块在其内装设有气门机构开口，用于在其内容纳一发动机气门机构的一部分。一部件上的每个汽缸均适用于在其内容纳一压缩机活塞。且另一部件上的每个汽缸均适用于在其内容纳一发动机活塞。较佳地，第一和第二部件形成一V型结构，例如每侧具有四汽缸的一V-8结构。

本发明可以被描述为一整体式气体压缩机和内燃机设备，包括一在其内装设的一套压缩机汽缸和一套发动机汽缸的汽缸体，且进一步仅在邻近该套发动机汽缸处装设有气门机构开口，一可旋转地安设在汽缸体内的曲轴，一安设在每个压缩机汽缸内的压缩机活塞，一安设在每个发动机汽缸内的发动机活塞，一将每个压缩机和发动机活塞连接到曲轴上的连杆，一在其内具有压缩机阀门且邻近于压缩机汽缸的压缩机缸头，一适用于在其内邻近发动机汽缸处容纳发动机阀门的发动机缸头，一可旋转地安设在汽缸体内的凸轮，以及一包括发动机阀门和与凸轮啮合的发动机气门机构，该发动机气门机构的一部分延伸穿过气门机构的开口。

较佳地，延伸穿过气门结构开口的气门机构的部分包括多个阀门推杆。

汽缸体在压缩机内进一步装设有一可连通到一发动机油泵，且与气门机构开口连通的油道。

在较佳的实施例中，汽缸体呈一具有一对坡体的V型结构，其中压缩机汽缸被装设在一坡体中，且发动机汽缸被装设在另一坡体中。汽缸体可以呈一具有四压缩机汽缸和四发动机汽缸的V-8结构。气门机构开口被完全装设在装设有发动机汽缸的坡体内。

在下述较佳实施例的细致描述，结合解释这些实施例的附图被阅读后，将会很明显地看到本发明的众多目的和优势。

附图说明

图1概括地表示出一采用本发明的用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体类型的压缩机套件。

图2所示为图1所示压缩机套件的俯视图。

图3为表示本发明的汽缸体的整体式压缩机和内燃机的端视图。

图4所示为汽缸体的透视图。

图5所示为沿图4中线5-5的垂直截面图。

图6所示为沿图5中线6-6的水平截面图。

具体实施方式

现在参照附图，尤其参照图1，表示一包含本发明汽缸体的整体式气体压缩机和内燃机，且一般被指定为数字10。压缩机10显示为压缩机套件12的一部分。整体式气体压缩机和内燃机10在此处也被简化地称为压缩机10。

压缩机套件12如图所示，是一种特别适用于从一井中回收天然气的类型，但是也可以用于其他可燃气体或具有升高的进气压力的气体。本发明不希望被限制为图示的压缩机套件12。图1和2已经被大大地简化来去除大量与套件12联合的管路和线路。省略项是本领域所公知的，且对于理解本发明是没有必要的。

在一个典型的套件12中，例如图1和2中所示的，压缩机10被安装在一垫木或基板14上。一进气箱体和液体隔离器18也与垫木14相接。一阀门20与箱体18相连通，且适用于与要压缩的气体的气源相连。在一个实施例中，这个气体可以是来源于一井口的天然气(图中未示)，但是压缩机10和套件12可以适用于实质上的任何气体，本发明不希望被限制为任何特殊的应用。

箱体18的顶部与一安装在压缩机10上的一压缩机缸头24上的压缩机进气歧管82通过管路26相连。就是说，管路26是一用于压缩机10的进气或抽气管路。

被邻近于箱体18安置的是一燃料容器28，适用于连通燃料源，例如天然气井口。一管路30将燃料容器28连接到压缩机10的发动机部分上的化油器32。

一后冷却器40被安装在垫木14上，用于冷却从压缩机10排出的气体。后冷却器40显示为一具有一与其相连的冷却扇42的鳍管型。扇体42可以由从压缩机10伸出的一驱动轴44驱动。后冷却器40可以包括一发动机保护套水冷部件来冷却压缩机10的发动机和压缩机部件。

一排气管路46将压缩机10的出口与后冷却器40连接。一后冷却器出口管路48从后冷却器40伸出。

一用于控制设备的电控面板50可以被安置在垫木14上。控制面板50是本领域通常所知的，为了清楚，到其上的连接关系被省略。

压缩机10使用一已知内燃机，例如，但不限于一460立方英寸福特(Ford)V-8发动机的常规设计来构造。压缩机10的常规V型构造如图3所示。压缩机10包括一新汽缸体60，特别地设计在一侧或一列作为一压缩机，且在另一侧或另一列作为一发动机。此处将作进一步讨论，本发明没有使用如现有技术压缩机所用的原有的发动机汽缸体。

在汽缸体60下是一油盘64。在汽缸体60的上端是一发动机进气歧管66。油盘64和发动机进气歧管66是原有福特或其他发动机的标准组件。一已知的化油器68和空气滤清器70被安装在发动机进气歧管66上。

如图3所示，与右列汽缸71上的汽缸体60连接的是一其上具有阀门盖74的标准发动机缸头72。一排气歧管76排出发动机的废气。这个压缩机10的右侧仍然基本地保留着一标准发动机，以及包括气门机构78，此处将作进一步的讨论，其他发动机组件，例如火花塞，配线等，没有示出。

压缩机10的左侧，如图3所示，被用于气体压缩。压缩机缸头24与汽缸81左列上的汽缸体60相接。与压缩机缸头24连接的是压缩机进气歧管82。连接在压缩机进气歧管82上的是一与进气管路26连接的法兰盘83。压缩机缸头24、压缩机进气歧管82和法兰盘83为上述提及的沃尔德罗普的专利中描述的类型。

标准发动机活塞84相应地被安设在汽缸体60右列上的汽缸71内。因此，汽缸71可以被描述为发动机汽缸。发动机活塞通过连杆88被连接到曲轴86上。再者，发动机活塞84、曲轴86和连杆88是压缩机10所基于的发动机的原有组件。

多个压缩机活塞90被相互地安设在汽缸体60左列内的汽缸81内。因此，汽缸81可以被描述为压缩机汽缸81。每个压缩机活塞90通过附加连杆92被连接到曲轴86上。压缩机活塞90较佳地被特别设计为用于气体压缩，但是连杆92可以与压缩机10发动机侧上的连杆88相同。

多个凸块93和95被一体铸造进汽缸体60内，且分别邻近发动机汽缸71和压缩机汽缸81。

压缩机10发动机侧的气门机构78包括一与多个推杆96啮合的旋转凸轮94。推杆96以本领域的已知方式反过来与驱动每个汽缸内的发动机阀门100的相应气阀摇臂98相啮合。阀门弹簧没有示出。

参见图3-6，每个推杆96可移动地被安设在一制造在汽缸体60的每个凸块93中的相应推杆开口102内。一水平延伸的油口或油道104与开口102交叉，且因此相互连通。发动机润滑油被发动机油泵(图中未示出)抽到端口104，且因此以本领域常规方式抽到开口102。

在以往所知的由以前现有发动机制造而成的整体式气体压缩机和内燃机中，在凸块95中有同样的开口102，在压缩机侧之上有一端口104，所有端口和开口通过扩大部件105中的交叉管道(图中未示出)彼此相连通。因为不存在气门机构，且因此在压缩机侧之没有推杆，所以本领域技术人员可以明白，以往现有的发动机中的端口和开口，如果端口和开口没有被关闭，将产生一使油流出到汽缸体上的开口路径。这不仅会引起发动机油压的损失，在压缩机侧上的油也是不希望存在的。于是，在以往这种类型的设备中，在压缩机侧上的端口104和开口102会被堵塞。这增加了设备的材料和人力成本，且需要进行泄漏测试。

不同于现有技术，本发明的汽缸体60只被加工制造为适用于缸体发动机侧上的发动机气门机构在。也就是说，凸块95和扩大部件105被留有实心，且未被加工制造。汽缸体60的压缩机侧，如图3-6左侧所示的，完全没有被加工制造。也就是说，在汽缸体60上，存在一实心部分110，且缸体被设计成使油从压缩机侧到发动机侧之内完全隔离。因此，不需要堵塞任何端口或开口来阻止与前述由现有发动机缸体制造而得的压缩机相关联的问题。

当汽缸体60被示于附图中时，具有在右侧的发动机侧或部件，且具有在左侧的压缩机侧或部件，这些可以通过颠倒加工来颠倒方向。也就是说，压缩机10可以被制造为在左侧具有发动机侧或部件，且在右侧具有压缩机侧或部件。

由此可见，本发明用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体充分地适用于实现所提及的以及它们内在固有的目标和优势。当该设备一目前较佳的实施例为公开的目的已经被示出时，部件的排列和构造的许多变化可以被本领域技术人员获得。所有这些变化包含在本发明权利要求的范围和精神之内。

Claims (17)

1、一种整体式气体压缩机和内燃机设备，包括：

一汽缸体，在其内装设有一套压缩机汽缸和一套发动机汽缸，且仅在邻近该套发动机汽缸处进一步装设有气门机构开口；

一可旋转地安装在该汽缸体内的曲轴；

一安装在每个压缩机汽缸内的压缩机活塞；

一安装在每个发动机汽缸内的发动机活塞；

一将每个压缩机和发动机的活塞连接到曲轴上的连杆；

一邻近于压缩机汽缸的内部具有压缩机阀门的压缩机缸头；

一邻近于发动机汽缸的适于在其内容纳发动机阀门的发动机缸头；

一可旋转地安装在汽缸体内的凸轮；以及

一包括发动机阀门和与凸轮啮合的发动机气门机构，发动机气门机构的一部分延伸穿过所述气门机构开口。

2、根据权利要求1所述的设备，其中该气门机构延伸穿过该气门机构开口的部分包括多个阀门推杆。

3、根据权利要求1所述的设备，其中该汽缸体进一步装设有一与发动机油泵相连，且与该气门机构开口相连通的油道。

4、根据权利要求3所述的设备，其中所述气门机构开口适于容纳阀门推杆穿过其内。

5、根据权利要求1所述的设备，其中该汽缸体呈一V型结构，其具有一对坡体，其中该压缩机汽缸被装设在一个坡体之内，且所述发动机汽缸被装设在另一个坡体内。

6、根据权利要求5所述的设备，其中该汽缸体呈一V-8型结构，其具有四个压缩机汽缸和四个发动机汽缸。

7、根据权利要求5所述的设备，其中所述气门机构开口被完全装设在装设有发动机汽缸的坡体之内。

8、一种用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体，该缸体包括：

一发动机部分，在其内装设有一发动机汽缸，以及进一步装设一邻近发动机汽缸且适于在其内容纳一发动机气门机构组件的气门机构开口；以及

一压缩机部分，在其内装设一压缩机汽缸，其中该压缩机部分不设有气门机构开口。

9、根据权利要求8所述的汽缸体，其中该压缩机汽缸和发动机汽缸形成一V型结构。

10、根据权利要求9所述的汽缸体，其中：

该汽缸体呈一V-8型结构；

该发动机汽缸是四个发动机汽缸之一；

该压缩机汽缸是四个压缩机汽缸之一；以及

该气门机构开口是多个邻近发动机汽缸的气门机构开口之一。

11、根据权利要求8所述的汽缸体，其中该气门机构开口适于容纳一发动机阀门推杆穿过其内。

12、一种用于整体式气体压缩机和内燃机的汽缸体，该缸体包括：

一第一部件，具有多个被装设在其内的汽缸，且具有多个整体成型在其上的凸块；以及

一第二部件，具有多个被装设在其内的汽缸，以及具有多个整体成型在其上的凸块；

其中，在第一和第二部件之一上的凸块是实心的，且在第一和第二部件的另一个上的凸块在其内装设气门机构开口，用于容纳一发动机气门机构的一部分。

13、根据权利要求12所述的汽缸体，其中：

在所述的一个部件上的每个汽缸均适于在其内容纳一压缩机活塞；以及

在所述的另一个部件上的每个汽缸均适于在其内容纳一发动机活塞。

14、根据权利要求12所述的汽缸体，其中第一和第二部件形成V型结构。

15、根据权利要求14所述的汽缸体，其中第一和第二部件形成每侧具有四个汽缸的V-8型结构。

16、根据权利要求12所述的汽缸体，其中所述气门机构开口适于容纳一阀门推杆穿过其内。

17、根据权利要求16所述的汽缸体，其中进一步装设有一与每个气门机构开口相交叉的油道。

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