CN104696196A - 一种无油恒温压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种无油恒温压缩机，包括：本体、涡轮、活塞、第一排气阀、第二排气阀、第一温度传感器、第二温度传感器、第一抽吸泵和控制模块；本体内部设有压缩腔、排气腔、冷却腔、冷却水储腔和储气腔。本发明中设置弹性垫的设置以保证活塞与排气腔内壁的紧密贴合，防止压缩气体泄漏，同时弹性垫还可对活塞进行保护，避免磨损，且避免了活塞运动的上油润滑，从而避免了压缩气体混入油污，可实现全无油的气体压缩。本发明中，压缩气体在冷却腔中通过冷却盘管的冷交换进行降温，然后被抽送到储气腔中进行存储，可避免气体高温存储的风险。且通过冷却水储腔的设置，可实现冷却水循环置换，即保证了冷却盘管的降温效果，又实现了冷却水的循环利用。

Description

一种无油恒温压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种无油恒温压缩机。

背景技术

压缩机作为一种重要的能源生产形式，被广泛应用于生活的各个环节，尤其是广泛应用于机械、冶金、电子电力、医药、包装、化工等领域中，成为压缩气体的主流产品。

目前广泛使用的压缩机多为有油压缩机，即需要对压缩机内部的零部件上油润滑。如此，使用过程中，会出现润滑油随着压缩空气一起进入储气罐的情况，从而生产出的压缩气体中含有油脂，降低压缩气体纯度。

此外，气体压缩过程中，会产生热量，从而导致压缩气体的温度上升，高温气体具有很高的风险性，不利于存储运输。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种无油恒温压缩机。

本发明提出的一种无油恒温压缩机，包括：本体、涡轮、活塞、第一排气阀、第二排气阀、第一温度传感器、第二温度传感器、第一抽吸泵和控制模块；本体内部设有压缩腔、排气腔、冷却腔、冷却水储腔和储气腔；

压缩腔通过第一排气阀连通排气腔，排气腔通过第二排气阀连通冷却腔，储气腔通过第一抽吸泵连通冷却腔；涡轮安装在压缩腔内部用于压缩气体，活塞安装在排气腔内部用于压缩气体，活塞外表面包覆有弹性垫；活塞连接有可驱动其直线往复运动的第一驱动机构，并连接有可驱动其绕中心轴转动的第二驱动机构；

冷却腔内安装有冷却盘管，冷却盘管的出口端和进口端分别连通冷却水储腔，冷却盘管内安装有第二抽吸泵用于与冷却水储腔进行冷却水置换，冷却水储腔内部安装有制冷装置用于补充冷却水冷量；

待压缩气体被输送到压缩腔经涡轮压缩后，通过第一排气阀进入排气腔被活塞压缩，然后通过第二排气阀进入冷却腔进行冷却，储气腔通过第一抽吸泵抽取冷却腔中的气体进行存储；

第一温度传感器安装在冷却腔内用于检测气体温度，第二温度传感器安装在冷却水储腔内用于检测冷却水温度；控制模块分别与第一驱动机构、第二驱动机构、第一温度传感器、第二温度传感器、第一抽吸泵、第二抽吸泵和制冷装置连接；

控制模块根据第一温度传感器检测值控制第一抽吸泵和第二抽吸泵工作，并根据第二温度传感器控制制冷装置工作。

优选地，第一排气阀为单向压力阀，当压缩腔内的气压达到第一排气阀的临界值，第一排气阀被冲开，压缩腔内的气体进入排气腔。

优选地，第二排气阀为单向压力阀，当排气腔内的气压达到第二排气阀的临界值，第二排气阀被冲开，排气腔内的气体进入冷却腔。

优选地，第一排气阀为控制阀，压缩腔内部安装有第一压力传感器用于检测气压值，控制模块分别与第一压力传感器和第一排气阀连接，并根据第一压力传感器检测值控制第一排气阀工作。

优选地，第二排气阀为控制阀，排气腔内部安装有第二压力传感器用于检测气压值，控制模块分别与第二压力传感器和第二排气阀连接，并根据第二压力传感器检测值控制第二排气阀工作。

优选地，控制模块内预设有第一温度上限值、第一温度下限值、第二温度上限值和第二温度下限值，其中，第一温度上限值大于第一温度下限值，第二温度上限值大于第二温度下限值；

当第一温度传感器检测值大于第一温度上限值，控制模块控制第一抽吸泵关闭并控制第二抽吸泵开启，当第一温度传感器检测值小于或等于第一温度下限值，控制模块控制第一抽吸泵开启并控制第二抽吸泵关闭；

当第二温度传感器检测值大于第二温度上限值，控制模块控制制冷装置开启，当第二温度传感器检测值小于或等于第二温度下限值，控制模块控制制冷装置关闭。

优选地，冷却盘管外周设置有散热片。

优选地，弹性垫由橡胶制成。

本发明中，带压缩气体在压缩腔中被涡轮一级压缩后进入排气腔，从而提高了排气腔中的气压，提高了活塞压缩气体的效率，减少活塞往复运动量。

本发明中，弹性垫的设置，保证了活塞与排气腔内壁的紧密贴合，防止压缩气体泄漏，同时弹性垫还可对活塞进行保护，避免磨损。第二驱动机构用于驱动活塞绕中心轴转动可减小活塞往复运动地摩擦阻力，从而提高气体压缩效率。弹性垫及第二驱动机构的设置，避免了活塞运动的上油润滑，从而避免了压缩气体混入油污，可实现全无油的气体压缩。

本发明中，压缩气体在冷却腔中通过冷却盘管的冷交换进行降温，然后被抽送到储气腔中进行存储，可避免气体高温存储的风险。且通过冷却水储腔的设置，可实现冷却水循环置换，即保证了冷却盘管的降温效果，又实现了冷却水的循环利用。

本发明采用自动化的控制方式，降低了人工成本，提高了工作精度，可实现全无油恒低温的气体压缩方式。

附图说明

图1为本发明提出的一种无油恒温压缩机的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种无油恒温压缩机，包括：本体1、涡轮、活塞2、第一排气阀3、第二排气阀4、第一温度传感器5、第二温度传感器6、第一抽吸泵7和控制模块。本体1内部设有压缩腔101、排气腔102、冷却腔103、冷却水储腔104和储气腔105。

压缩腔101通过第一排气阀3连通排气腔102，排气腔102通过第二排气阀4连通冷却腔103，储气腔105通过第一抽吸泵7连通冷却腔103，储气腔105可通过第一抽吸泵7抽取冷却腔103中的气体。涡轮安装在压缩腔101内部以离心力压缩气体。

活塞2安装在排气腔102内部用于压缩气体。活塞2连接有第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构用于驱动活塞2直线往复运动以压缩气体，第二驱动机构用于驱动活塞2绕中心轴转动以减小活塞2往复运动地摩擦阻力。活塞2外表面包覆有弹性垫8以保证活塞2与排气腔102内壁的紧密贴合，防止压缩气体泄漏，同时弹性垫8还可对活塞2进行保护，避免磨损。弹性垫8及第二驱动机构的设置，避免了活塞2运动的上油润滑，从而避免了压缩气体混入油污，可实现全无油的气体压缩。本实施方式中，弹性垫8由橡胶制成。

冷却腔103内安装有冷却盘管9，冷却盘管9的出口端和进口端分别连通冷却水储腔104，冷却盘管9内安装有第二抽吸泵10，当第二抽吸泵10开启，冷却盘管9可与冷却水储腔104进行冷却水置换以保证冷却盘管9的冷却效果。本实施方式中，冷却盘管9以冷交换的方式对冷却腔103中的气体进行降温，为了进一步提高降温效果，冷却盘管9外周设置有散热片以增加冷交换面积和效率。

冷却水储腔104内部安装有制冷装置11，制冷装置11可对冷却水储腔104内的冷却水进行冷量补偿，避免由于与冷却盘管9的冷却水置换导致冷却水储腔104中的水温上升。

第一温度传感器5安装在冷却腔103内用于实时检测气体温度，第二温度传感器6安装在冷却水储腔104内用于实时检测冷却水温度。控制模块分别与第一驱动机构、第二驱动机构、第一温度传感器5、第二温度传感器6、第一抽吸泵7、第二抽吸泵10和制冷装置11连接。

待压缩气体被输送到压缩腔101经涡轮压缩后，通过第一排气阀3进入排气腔102；控制模块通过第一驱动机构和第二驱动机构控制活塞2运功对气体进行二次压缩，然后压缩气体通过第二排气阀4进入冷却腔103进行冷却。

控制模块内预设有第一温度上限值、第一温度下限值、第二温度上限值和第二温度下限值，其中，第一温度上限值大于第一温度下限值，第二温度上限值大于第二温度下限值。

当第一温度传感器5检测值大于第一温度上限值，控制模块控制第一抽吸泵7关闭并控制第二抽吸泵10开启以进行冷却水置换，提高冷却盘管9的冷却效果对冷却腔103中的压缩气体进行降温；当第一温度传感器5检测值小于或等于第一温度下限值，控制模块控制第一抽吸泵7开启并控制第二抽吸泵10关闭，以将冷却腔103内的低温压缩气体抽送进入储气腔105。如此，可保证储气腔105中的压缩气体恒低温，避免高温风险。

当第二温度传感器6检测值大于第二温度上限值，则表示冷却水储腔104中的冷却水冷量丧失，控制模块控制制冷装置11开启进行冷量补偿；当第二温度传感器6检测值小于或等于第二温度下限值，则表示冷却水储腔104中的冷却水冷量充足，控制模块控制制冷装置11关闭以节能。制冷装置11的设置可及时补充冷却水储腔104中的冷量，从而保证冷却盘管9可及时通过冷却水置换的方式补充冷量，以保证冷却盘管9对冷却腔103中压缩气体的降温效果。

本实施方式中，第一排气阀3和第二排气阀4可采用单向压力阀。当压缩腔101内的气压达到第一排气阀3的临界值，第一排气阀3被冲开，压缩腔101内的气体进入排气腔102。当排气腔102内的气压达到第二排气阀4的临界值，第二排气阀4被冲开，排气腔102内的气体进入冷却腔103。

具体实施时，第一排气阀3和第二排气阀4也可为控制阀。此时，压缩腔101内需安装第一压力传感器用于检测气压值，排气腔102内需安装第二压力传感器用于检测气压值。

控制模块分别与第一压力传感器、第一排气阀3、第二压力传感器和第二排气阀4连接，当第一压力传感器检测值达到第一预设气压值，控制模块控制第一排气阀3开启，压缩腔101中的气体进入排气腔102；当第二压力传感器检测值达到第二预设气压值，控制模块控制第二排气阀4开启，排气腔102中的气体进入冷却腔103。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无油恒温压缩机，其特征在于，包括：本体(1)、涡轮、活塞(2)、第一排气阀(3)、第二排气阀(4)、第一温度传感器(5)、第二温度传感器(6)、第一抽吸泵(7)和控制模块；本体(1)内部设有压缩腔(101)、排气腔(102)、冷却腔(103)、冷却水储腔(104)和储气腔(105)；

压缩腔(101)通过第一排气阀(3)连通排气腔(102)，排气腔(102)通过第二排气阀(4)连通冷却腔(103)，储气腔(105)通过第一抽吸泵(7)连通冷却腔(103)；涡轮安装在压缩腔(101)内部用于压缩气体，活塞(2)安装在排气腔(102)内部用于压缩气体，活塞(2)外表面包覆有弹性垫(8)；活塞(2)连接有可驱动其直线往复运动的第一驱动机构，并连接有可驱动其绕中心轴转动的第二驱动机构；

冷却腔(103)内部安装有冷却盘管(9)，冷却盘管(9)的出口端和进口端分别连通冷却水储腔(104)，冷却盘管(9)内安装有第二抽吸泵(10)用于与冷却水储腔(104)进行冷却水置换，冷却水储腔(104)内部安装有制冷装置(11)用于补充冷却水冷量；

待压缩气体被输送到压缩腔(101)经涡轮压缩后，通过第一排气阀(3)进入排气腔(102)被活塞(2)压缩，然后通过第二排气阀(4)进入冷却腔(103)进行冷却，储气腔(105)通过第一抽吸泵(7)抽取冷却腔(103)中的气体进行存储；

第一温度传感器(5)安装在冷却腔(103)内用于检测气体温度，第二温度传感器(6)安装在冷却水储腔(104)内用于检测冷却水温度；控制模块分别与第一驱动机构、第二驱动机构、第一温度传感器(5)、第二温度传感器(6)、第一抽吸泵(7)、第二抽吸泵(10)和制冷装置(11)连接；

控制模块根据第一温度传感器(5)检测值控制第一抽吸泵(7)和第二抽吸泵(10)工作，并根据第二温度传感器(6)控制制冷装置(11)工作。

2.如权利要求1所述的无油恒温压缩机，其特征在于，第一排气阀(3)为单向压力阀，当压缩腔(101)内的气压达到第一排气阀(3)的临界值，第一排气阀(3)被冲开，压缩腔(101)内的气体进入排气腔(102)。

3.如权利要求2所述的无油恒温压缩机，其特征在于，第二排气阀(4)为单向压力阀，当排气腔(102)内的气压达到第二排气阀(4)的临界值，第二排气阀(4)被冲开，排气腔(102)内的气体进入冷却腔(103)。

4.如权利要求1所述的无油恒温压缩机，其特征在于，第一排气阀(3)为控制阀，压缩腔(101)内部安装有第一压力传感器用于检测气压值，控制模块分别与第一压力传感器和第一排气阀(3)连接，并根据第一压力传感器检测值控制第一排气阀(3)工作。

5.如权利要求4所述的无油恒温压缩机，其特征在于，第二排气阀(4)为控制阀，排气腔(102)内部安装有第二压力传感器用于检测气压值，控制模块分别与第二压力传感器和第二排气阀(4)连接，并根据第二压力传感器检测值控制第二排气阀(4)工作。

6.如权利要求1所述的无油恒温压缩机，其特征在于，控制模块内预设有第一温度上限值、第一温度下限值、第二温度上限值和第二温度下限值，其中，第一温度上限值大于第一温度下限值，第二温度上限值大于第二温度下限值；

当第一温度传感器(5)检测值大于第一温度上限值，控制模块控制第一抽吸泵(7)关闭并控制第二抽吸泵(10)开启，当第一温度传感器(5)检测值小于或等于第一温度下限值，控制模块控制第一抽吸泵(7)开启并控制第二抽吸泵(10)关闭；

当第二温度传感器(6)检测值大于第二温度上限值，控制模块控制制冷装置(11)开启，当第二温度传感器(6)检测值小于或等于第二温度下限值，控制模块控制制冷装置(11)关闭。

7.如权利要求1所述的无油恒温压缩机，其特征在于，冷却盘管(9)外周设置有散热片。

8.如权利要求1至7任一项所述的无油恒温压缩机，其特征在于，弹性垫(8)由橡胶制成。