CN102141026B - 回流式高效气体压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回流式高效气体压缩机，包括气缸、活塞、缸盖、进气座口和排气座口，所述活塞设置在所述气缸内，所述进气座口和所述排气座口设置在所述缸盖上，所述进气座口与进气道连通，所述排气座口与排气道连通，所述活塞在作功机构的作用下在所述气缸内上下往复运动，在所述进气座口处设进气阀，所述进气阀受进气阀控制机构控制，在所述排气座口处设排气阀，在所述排气阀排出高压气体后恢复到关闭状态时，所述进气阀控制机构将所述进气阀打开实现在所述活塞还没有离开上止点或离开上止点很小距离时将处于余隙容积内的高温高压气体回流进入所述进气道。本发明能减小余隙容积对气体压缩机的进气影响，从而提高气体压缩机的效率。

Description

回流式高效气体压缩机
技术领域
本发明涉及热能与动力及气体压缩领域，尤其是一种回流式高效气体压缩机。
背景技术
余隙容积内的被压缩气体（高温高压气体），温度高压力大，在活塞下行时会充满活塞上方容积，使新鲜空气无法进入气缸内，从而严重影响气体压缩机的效率。然而，由于机械加工误差、机械磨损、热变形以及部件结构特征等因素，使余隙容积在活塞式气体压缩机中几乎无法消除。为此，需要发明一种余隙容积存在但减少其对气体压缩机效率降低作用的新型高效气体压缩机。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
一种回流式高效气体压缩机，包括气缸、活塞、缸盖、进气座口和排气座口，所述活塞设置在所述气缸内，所述进气座口和所述排气座口设置在所述缸盖上，所述进气座口与进气道连通，所述排气座口与排气道连通，所述活塞在作功机构的作用下在所述气缸内上下往复运动，在所述进气座口处设进气阀，所述进气阀受进气阀控制机构控制，在所述排气座口处设排气阀，在所述排气阀排出高压气体后恢复到关闭状态时，所述进气阀控制机构将所述进气阀打开实现在所述活塞还没有离开上止点或离开上止点很小距离时将处于余隙容积内的高温高压气体回流进入所述进气道，所述很小距离为活塞离开上止点很小距离，活塞上方容积与余隙容积相差不大的状态。
所述进气阀设为外开式进气阀。
所述进气阀设为内开式进气阀。
所述进气阀控制机构设为凸轮式进气阀控制机构。
所述进气阀控制机构设为电磁式进气阀控制机构。
所述进气阀控制机构设为液压式进气阀控制机构。
在所述进气道上设冷却器。
所述进气阀设为直动阀，所述进气阀控制机构设为所述活塞。
在所述进气座口处的所述进气道上设气体放出口。
本发明的原理是在气体压缩机的压缩冲程完了，被压缩的高压气体被放出，活塞还没有离开上止点或离开上止点很小距离时，将进气阀打开，使余隙容积内的高温高压气体回流到进气道内，以实现与将要进入气缸内的气体混合，从而实现在进气冲程内更多将要被压缩的气体进入气缸，以提高气体压缩机的效率。
本发明中的所述排气阀可以受排气阀控制机构的控制实现打开和关闭，也可以设为自动式单向阀，所谓自动式单向阀是指由阀体两侧的压差控制自动打开或关闭的单向阀。
本发明中所谓“活塞离开上止点很小距离”是指活塞离开上止点的距离很小，活塞上方容积与余隙容积相差不大的状态，从理论上讲，活塞离开上止点的距离越小越好，但是根据具体结构和控制机构的响应速度，余隙容积内的高温高压气体被大部分放出时的时间需要滞后活塞上止点。
本发明中所谓的气体压缩机包括曲柄连杆机构活塞式气体压缩机和自由活塞式气体压缩机；所谓的直动阀是指受活塞控制的阀。
本发明中，在所述进气道上设置的冷却器，可以是散热器，也可以是热交换器，其目的是将从余隙容积内排出的气体以及这些气体与将要被压缩气体的混合物进行冷却降温，从而提高气体压缩机的进气效率。
本发明中，根据热能与动力领域及气体压缩领域的公知技术，在必要处设置必要的机构、单元及系统，如阀、泵、控制机构等。
本发明的有益效果如下:
本发明能减小余隙容积对气体压缩机的进气影响，从而提高气体压缩机的效率。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；
图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；
图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；
图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；
图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；
图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；
图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；
图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；
图9所示的是本发明实施例9的结构示意图；
图10所示的是本发明实施例10的结构示意图；
图11所示的是本发明实施例11的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的回流式高效气体压缩机，包括气缸1、活塞2、缸盖3、进气座口4和排气座口5，所述活塞2设置在所述气缸1内，所述进气座口4和所述排气座口5设置在所述缸盖3上，所述进气座口4与进气道6连通，所述排气座口5与排气道7连通，所述活塞2在作功机构20的作用下在所述气缸1内上下往复运动，在所述进气座口4处设进气阀9，所述进气阀9受进气阀控制机构10控制，在所述排气座口5处设排气阀11，在所述排气阀11排出高压气体后恢复到关闭状态时，所述进气阀控制机构10将所述进气阀9打开实现在所述活塞2还没有离开上止点或离开上止点很小距离时将处于余隙容积内的高温高压气体回流进入所述进气道6。
实施例2
如图2所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：所述排气阀11设为自动式单向阀101。
实施例3
如图3所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：所述排气阀11受排气阀控制机构12的控制实现打开和关闭。
实施例4
如图4所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：进气阀9设为外开式进气阀901。
实施例5
如图5所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：进气阀9设为内开式进气阀902。
实施例6
如图6所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：进气阀控制机构10设为凸轮式进气阀控制机构1001。
实施例7
如图7所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：进气阀控制机构10设为电磁式进气阀控制机构1002。
实施例8
如图8所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：进气阀控制机构10设为液压式进气阀控制机构1003。
实施例9
如图9所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：在进气道6上设冷却器13，其目的是将从余隙容积内排出的气体以及这些气体与将要被压缩气体的混合物进行冷却降温，从而提高气体压缩机的进气效率。
实施例10
如图10所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：所述进气阀9设为直动阀900，所述进气阀控制机构10设为所述活塞2。
实施例11
如图11所示的回流式高效气体压缩机，其与实施例1的区别是：在所述进气座口4处的所述进气道6上设气体放出口600。所述气体放出口600设置的目的是将进气和余隙间隙内的高温高压气体的混合物放出，避免这些气体再进入气缸，以提高进气效率和气体压缩机的效率。

Claims (9)

1.一种回流式高效气体压缩机，包括气缸（1）、活塞（2）、缸盖（3）、进气座口（4）和排气座口（5），其特征在于：所述活塞（2）设置在所述气缸（1）内，所述进气座口（4）和所述排气座口（5）设置在所述缸盖（3）上，所述进气座口（4）与进气道（6）连通，所述排气座口（5）与排气道（7）连通，所述活塞（2）在作功机构（20）的作用下在所述气缸（1）内上下往复运动，在所述进气座口（4）处设进气阀（9），所述进气阀（9）受进气阀控制机构（10）控制，在所述排气座口（5）处设排气阀（11），在所述排气阀（11）排出高压气体后恢复到关闭状态时，所述进气阀控制机构（10）将所述进气阀（9）打开实现在所述活塞（2）还没有离开上止点或离开上止点很小距离时将处于余隙容积内的高温高压气体回流进入所述进气道（6），所述很小距离为活塞离开上止点很小距离，活塞上方容积与余隙容积相差不大的状态。
2.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：所述进气阀（9）设为外开式进气阀（901）。
3.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：所述进气阀（9）设为内开式进气阀（902）。
4.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：所述进气阀控制机构（10）设为凸轮式进气阀控制机构（1001）。
5.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：所述进气阀控制机构（10）设为电磁式进气阀控制机构（1002）。
6.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：所述进气阀控制机构（10）设为液压式进气阀控制机构（1003）。
7.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：在所述进气道（6）上设冷却器（13）。
8.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：所述进气阀（9）设为直动阀（900），所述进气阀控制机构（10）设为所述活塞（2）。
9.根据权利要求1所述回流式高效气体压缩机，其特征在于：在所述进气座口（4）处的所述进气道（6）上设气体放出口（600）。
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