CN1034601C - 气体压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种气体压缩机，包括直排缸体、位于缸体中部的直的圆柱形套筒，以及在压缩的相对两端的入口阀和入口，在入口阀之间设有往复式输出阀并与设在缸体中段的出口经由一对出口导管连通，该气体压缩机可以分阶段地处理压缩气体，而且结构简单、有效，并且制造成本低。

Description

气体压缩机
本发明涉及气体压缩机，其中，压缩缸体内有进气阀和排气阀，并且上述阀中的可往复运动的阀具有活塞环，用来同时起着气体压缩活塞的作用，更具体地说，本发明涉及前述型式的提供双级压缩的分级式气体压缩机。
压缩缸体内设有进气阀和排气阀，且其中可往复运动的阀具有活塞环的一种气体压缩机，揭示在1991年4月30日授予RobertA.Bennitt的英国专利No.5,011,383中，此专利是一种与直排式气缸及气体压缩腔体结合使用的阀组件，并且也揭示在1991年5月14日同样授予Robert A.Bennitt的有关气体压缩机的美国专利No.5,015,158中。本发明的已有技术可参考前述专利所提供的非常概括的技术背景。
前述的美国专利5,011,383和5,011,158号没有揭示任何用于(a)分阶段处理压缩气体的装置，或(b)引出两种单独的压缩气体的装置。然而，1924年4月1日授予M.F.Jurick的、名称为“压缩机”的美国专利第1,488,683号确实揭示了一种用于分阶段处理压缩气体的压缩机。尽管如此，已有技术的这种压缩机的结构复杂、制造成本高。
本发明的目的在于提供一种可分阶段处理压缩气体的气体压缩机，其结构简单有效而制造成本低。
为此，本发明提供了一种气体压缩机，它包括：
一种气体压缩机，它包括：
一具有(a)一纵向轴线，和(b)一圆周壁的直排式缸体，以及位于缸体内的可活动的活塞杆和阀组件，其特点在于：
一位于所述缸体内的圆筒形套筒，它从所述缸体的一个轴端延伸至所述缸体的中段处；
一可活动地设在所述缸体内，并在所述缸体内可活动的第一单向阀组件，它靠近缸体一个轴端；
一设在所述套筒内可活动的、中央有孔，并靠近缸体另一轴端的第二单向阀组件；
一设在所述缸体和所述套筒内的可往复运动的活塞杆，该活塞杆可滑动地穿过所述第二个阀组件；其中，
所述杆有一从所述缸体向外伸出的驱动端；
一安装在所述杆的最内端的第三单向阀组件；
一安装在所述杆的中段的第四单向阀组件；
形成在所述壁内以允许气体通到所述第一阀组件的径向开口；以及
形成在所述壁和所述套筒内以将压缩气体从所述第二阀组件排出的径向开口；其中，
所述第一、第三阀组件组成和所述杆的往复运动协同工作的装置，以压缩进入的气体而完成第一阶段压缩；
所述第二和第四阀组件组成和所述杆的往复运动协同工作的装置，以压缩进入的气体而完成第二阶段压缩；
所述第三阀组件和所述缸体的内表面密封地连接；以及
所述第四阀组件和所述套筒的内表面密封地连接。
在本发明中，缸体12是直形的，并且有一恒定的内径，而对比文献却要求双层壁的开有通道和内部开口的壳体或缸体。并且，在本发明中套筒18是一个直形元件，具有恒定的内径和一恒定的外径。本发明与已有技术1,488,683的区别进一步在于杆32是可直线往复运动地位于直形缸体中并且位于圆柱形的套筒18中。同时，本发明的阀组件38连接到杆32的中段。最为明显的是，为了使制造和部件安置的成本低，本发明包括相同和可互换的阀组件(即，阀20和36相同和可互换，阀24和38也可互换)。在美国专利第1,488,683号中四个阀是不同的，并且需要分别制造和放置。所以与已有技术相比，本发明的气体压缩机构简单、有效而制造成本低。
本发明的进一步目的及其新颖的特征通过以下结合附图所作的描述将变得更加清楚，其中，
图1是本发明的一个实施例的侧视图，图中一半为截面图；
图2是本发明另一个实施例的侧视图，图中一半为截面图。
如图1所示，据本发明第一个实施例的新颖的气体压缩机10有一直排式缸体12，缸体12有一纵向轴线14和一圆周壁16。一圆筒形套筒18设在缸体12中，并从缸体12的一端基本上一直延伸到缸体的中部。第一单向阀组件20设在缸体12内，并靠近缸体的轴向端22。第二个中央镗孔的单向阀组件24设在缸体内，并靠近缸体12的轴向端26。端盖28和30封闭住端部22和26，并由拉杆(图中未画出)固定在位，前述专利No.5,015,158中较具体地描述了这种结构。活塞杆32可往复运动地设置在缸体12和套筒18中，并可滑动地穿过第二阀组件24。杆32有一驱动端34，它从缸体12向外伸出以连接到一原动机上(图中未画出)。
第三个单向阀组件36安装在杆32的最里端，第四个单向阀组件38安装在杆32的中心。径向进气口40形成在缸壁16上，并靠近缸体12的末端22以允许气体进入第一个阀组件20中，径向出气口42形成在缸壁16和套筒18内，用来将压缩气体从第二个阀组件24中排出。一带法兰的导管44与进气口40相连接，一带法兰的导管46与出气口42相连。
阀组件20，24，36和38都是片状阀或板阀，相应的阀组件揭示在前述专利No.5,011,383中。
当杆32向右运动时(参见图1)，阀组件36将向套筒18移动，并在其自身和阀组件20之间形成真空，因此，可让气体通过阀组件20进入一腔室48。然后，杆32向左运动，腔室内的气体将在阀组件20和26之间被压缩以完成第一压缩阶段，达到某个给定的压力阀值时，它将通过阀组件36进入腔室48。同时，在同一循环过程中，阀组件38将在其本身和阀组件24之间抽成一相对的真空区，当阀组件38向左平移时，来自腔室48的第一阶段压缩气体将通过它。然后，当阀组件38向右移时，这一气体将在阀组件38和24之间被压缩以完成第二阶段压缩。当到达另一个给定的压力值时，最后的压缩气体将通过阀组件24经开口42和导管46排出。
阀件20、24、36和38上形成有多个槽50，槽中嵌有密封圈52。因此，阀组件36和38起着活塞的作用(在No.5,011,383专利中对此有较充分的描述)。随着杆32的平移运动而体积有所变化的腔室48包括：(a)第一级气体压缩容积，和(b)第二级气体压缩的吸入容积。为了满足在两级压缩之间有可能要对压缩气体进行中间冷却的需要，本发明提出了如图2所示的另一个实施例。
图2中出现的和图1中相同或相似的编号均表示和图1中相同或相似的部件。
图2中的压缩机10a的结构和图1中的压缩机10相似，但它有中间冷却的功能。在阀组件三和四，即组件36和38之间是一个液态阻挡部件，后者包括一圆形密封件54。和阀组件一样，密封件54上的槽50中设有密封圈52。它将压缩缸体12的左部和右部之间加以密封，并连接在阀组件36和38的杆32的中段上。另外，一第一级排气口56和导管58(如虚线所示)通到密封件54和阀组件36之间的缸体12内。一第二级开口60和导管62通到密封件54和阀组件38之间的缸体12内。如果需要进行中间冷却，只要在导管58和62间连接一适当的冷却装置就可以。
如图所述，阀组件20、24,36和38如专利No.5,011,383中所揭示的那样构成。然而，很明显，阀组件20和36的直径大于阀组件24和38的直径。不过，阀组件20和36是相同并可互换的，阀组件24和38也是相同并可互换的。
在各个实施例，即压缩机10和10a中，阀组件20安装在一短轴64上。轴64最外的一端是个有螺纹的端，它与端盖28螺接并在其末端安装有一螺母66。此外，短轴64的中段还有一六角形凸块。凸块68可用扳手使之转动以调节阀组件20的位置，以改变第一阶段压缩的程度。在图1和图2中，阀组件20是水平地剖开的；有剖面线的一半表示阀组件20位于其最内端位置，实线的一半表示其处于最外端位置。
虽然，结合具体实施例对本发明进行了描述，但完全可以理解，这仅仅是用来举例说明本发明，而不能作为对前述发明目的和所附权利要求书的精神和范围的限制。

Claims (8)

1.一种气体压缩机，它包括：
一具有(a)一纵向轴线，和(b)一圆周壁的直排式缸体，以及位于缸体内的可活动的活塞杆和阀组件，其特征在于，还包括
一位于所述缸体内的圆筒形套筒，它从所述缸体的一个轴端延伸至所述缸体的中段处；
一可活动地设在所述缸体内，并在所述缸体内可活动的第一单向阀组件，它靠近缸体一个轴端；
一设在所述套筒内可活动的、中央有孔、并靠近缸体另一轴端的第二单向阀组件；
一设在所述缸体和所述套筒内的可往复运动的活塞杆，该活塞杆可滑动地穿过所述第二个阀组件；其中，
所述杆有一从所述缸体向外伸出的驱动端；
一安装在所述杆的最内端的第三单向阀组件；
一安装在所述杆的中段的第四单向阀组件；
形成在所述壁内以允许气体通到所述第一阀组件的径向开口；以及
形成在所述壁和所述套筒内以将压缩气体从所述第二阀组件排出的径向开口；其中，
所述第一、第三阀组件组成和所述杆的往复运动协同工作的装置，以压缩进入的气体而完成第一阶段压缩；
所述第二和第四阀组件组成和所述杆的往复运动协同工作的装置，以压缩进入的气体而完成第二阶段压缩；
所述第三阀组件和所述缸体的内表面密封地连接；以及
所述第四阀组件和所述套筒的内表面密封地连接。
2.如权利要求1所述的气体压缩机，其中，
所述第三和第四阀组件在其周壁内分别具有多个槽，并在所述槽内置有密封圈。
3.如权利要求1所述的气体压缩机，其中，
所述第一和第三单向阀组件彼此相同并可互换。
4.如权利要求1所述的气体压缩机，其中，
所述第二和第四单向阀组件彼此相同并可互换。
5.如权利要求1所述的气体压缩机，还包括，
设置在所述第三和第四单向阀组件之间的流体密封件。
6.如权利要求5所述的气体压缩机，其中，
所述密封件包括一和所述套筒的内表面密封地连接的圆形密封件。
7.如权利要求6所述的气体压缩机，其中，
所述密封件安装在所述第三和第四单向阀组件中部之间的所述杆。
8.如权利要求1所述的气体压缩机，还包括，
形成在所述壁内的径向开口以使压缩气体从所述第三单向阀组件排出；以及
形成在所述壁和套筒上的径向开口，以使气体进入所述第四单向阀组件。
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