CN108757384A - 压缩装置以及压缩装置控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种压缩装置以及压缩装置控制方法。该压缩装置，包括第一电极板、第二电极板、第一感应件、第二感应件，以及连接组件，利用静电感应和静电吸附原理控制第一感应件和第二感应件在第一电极板和第二电极板之间做往复运动以对气体做功，结构简单、体积小、控制简单。该压缩装置控制方法，使第一电极板和第二电极板交替带有高压静电，从而控制第一感应件向第一电极板，第二感应件向第二电极板运动，可以通过控制第一电极板、第二电极板所带静电电压的不同，控制第一感应件、第二感应件的运动速度。

Description

压缩装置以及压缩装置控制方法

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种压缩装置以及压缩装置控制方法。

背景技术

目前，现有的压缩装置如涡旋压缩机、活塞压缩机、转子压缩机或是其他压缩形式的压缩装置，无论是采用直流驱动或是交流驱动都以利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩，带动涡盘旋转运动、活塞上下往复运动或滚动转子做偏心运动，对被压缩机气体做功，使其压缩，变成高温高压气体再从排气装置处排出。而上述机理的压缩装置均存在压缩容积效率过低、不能对带有液体的气体进行压缩，在压缩系统上必须进行汽液分离，结构设计复杂，在一定转速的情况下容易产生漏气，导致压缩系统运行不稳定；其中，运动机构的牵引驱动形式都是以电动机为基础，在电动机的转子侧增加设计相应的运动机构，使其在转子的回转运动下，带动涡盘、活塞或滚动转子运动；此外，采用电动机作为运动机构的牵引力来源，就存在电动机消耗的电能与转换成机械动能之比，电动机消耗的电能不能完全转换成机械动能，并且电动机的体积过大、成本过高、过程控制复杂、在运动过程产生很大的噪音。

发明内容

相对于上述机理的压缩装置，本发明提出一种利用静电感应和静电吸附原理对气体做功的压缩装置以及压缩装置控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种压缩装置，包括相对设置的第一电极板和第二电极板，设于所述第一电极板和所述第二电极板之间的第一感应件和第二感应件，以及分别与所述第一感应件和所述第二感应件连接的连接组件，所述第一感应件和所述第二感应件相对设置，所述第一感应件和所述第二感应件可根据电场变化移动。

作为优选，还包括设于所述第一电极板和第二电极板之间的腔壁，所述连接组件包括与所述腔壁铰接的转动件，分别与所述转动件和所述第一感应件铰接的第一连接件，以及分别与所述转动件和所述第二感应件铰接的第二连接件。

作为优选，所述转动件包括与所述腔壁铰接的连接部，凸设于所述连接部上的凸起部，以及套设于所述凸起部上的旋转部，所述旋转部能够以所述凸起部为轴旋转，所述第一连接件和所述第二连接件分别与所述旋转部铰接。

作为优选，还包括设于所述第一感应件与所述第一电极板之间以限制所述第一感应件位移的第一隔绝件，设于所述第二感应件与所述第二电极板之间以限制所述第二感应件位移的第二隔绝件。

作为优选，还包括罩设于所述第一电极板上的第一盖板，所述第一盖板上设有第一进气管和第一排气管。

作为优选，还包括罩设于所述第二电极板上的第二盖板，所述第二盖板上设有第二进气管和第二排气管。

作为优选，还包括可对气体极性化处理的过滤装置，所述过滤装置与所述第一进气管和/或所述第二进气管连通。

作为优选，还包括用于连通所述第一进气管和所述第二进气管的进气连接管。

作为优选，还包括用于连通所述第一排气管和所述第二排气管的排气连接管。

一种压缩装置控制方法，基于如上任一项所述的压缩装置，其特征在于，包括如下步骤：向第一电极板施加高压静电，以使第一感应件向第一电极板移动，当第一感应件到达设定位置时，消除第一电极板的高压静电，并向第二电极板施加高压静电，以使第二感应件向第二电极板移动。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明所述的压缩装置通过第一电极板、第二电极板、第一感应件、第二感应件和连接组件，利用静电感应和静电吸附原理控制第一感应件和第二感应件在第一电极板和第二电极板之间做往复运动以对气体做功，结构简单、体积小、控制简单，并且动力控制仅通过对于第一电极板、第二电极板的施加高压静电实现，噪音小且能量转化率高；通过设置转动件与第一连接件、第二连接件可以对第一感应件和第二感应件的位移限制，防止碰撞；通过在第一盖板和第二盖板上分别设置第一进气管、第二进气管、第一排气管和第二排气管可以使得第一感应件和第二感应件往复运动时均在压缩气体做功；通过进气连接管和排气连接管的设置，可在仅需从单一进气处进气，单一排气处排气时安装更加简单；通过过滤装置的设置，可以防止杂物进入容纳腔内并对气体进行极性化处理，使得被做功气体有极性化特性；通过第一隔绝件和第二隔绝件的设置，可有效防止第一感应件和第二感应件运动过程中电弧的产生。

本发明所述的压缩装置控制方法，通过对第一电极板和第二电极板施加高压静电以分别控制第一感应件和第二感应件运动，从而对两侧气体做功，控制方法简单。

附图说明

图1为本发明压缩装置实施例一的结构示意图一；

图2为本发明压缩装置实施例一的结构示意图二；

图3为本发明压缩装置实施例二的结构示意图一；

图4为本发明所述装置实施例二的结构示意图二；

图5为本发明所述压缩装置控制方法的流程图。

以上各图中：11第一电极板；12、第二电极板；21、第一感应件；22、第二感应件；3、连接组件；31旋转件；311、连接部；312、凸起部；313、旋转部；32、第一连接件；33、第二连接件；4、腔壁；41、轴套；51、第一隔绝件；52、第二隔绝件；61、第一盖板；611、第一进气管；612、第一排气管；62、第二盖板；621、第二进气管；622、第二排气管；71、进气连接管；711、进气口；72、排气连接管；721、排气口；8、绝缘板。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参考图1到图4，一种压缩装置，包括相对设置的第一电极板11和第二电极板12，设于所述第一电极板11和所述第二电极板12之间的第一感应件21和第二感应件22，以及分别与所述第一感应件21和所述第二感应件22连接的连接组件3，所述第一感应件21和所述第二感应件22相对设置，所述第一感应件21和所述第二感应件22可根据电场变化移动。

本发明所述的压缩装置通过第一电极板11、第二电极板12、第一感应件21、第二感应件22和连接组件3，利用静电感应和静电吸附原理控制第一感应件21和第二感应件22在第一电极板11和第二电极板12之间做往复运动以对气体做功，结构简单、体积小、控制简单，并且动力控制仅通过对于第一电极板11、第二电极板12的通电实现，噪音小且能量转化率高。

所述第一电极板11和所述第二电极板12相对设置，所述第一电极板11和所述第二电极板12可通过通电使其带高压静电，从而控制所述第一感应件21和第二感应件22移动。

所述第一感应件21和所述第二感应件22相对设置，均设于所述第一电极板11和所述第二电极板12之间，可根据电场变化移动，即所述第一感应件21在所述第一电极板11施加高压静电后可向所述第一电极板11的方向移动，所述第二感应件22在所述第二电极板12施加高压静电后向所述第二电极板12的方向移动，所述第一感应件21和所述第二感应件22均为静电感应膜片，优选为石墨烯和几种稀有金属复合而成的不带正负电荷的中性活泼中间体的静电感应复合材料，或者是以高弹性钢作为基材，在其正反面涂覆一层特定厚度的上述复合材料，以使所述第一感应件21和所述第二感应件22产生静电感应现象，从而使得所述第一感应件21与所述第一电极板11产生静电吸附现象，所述第二感应件22与所述第二电极板12产生静电吸附现象。当所述第一电极板11带高压静电时，所述第一感应件21发生静电感应现象，即靠近所述第一电极板11的一面带有与所述第一电极板11电性相反的电荷，从而使得所述第一感应件21向所述第一电极板11移动；当所述第二电极板12带高压静电时，所述第二感应件22发生静电感应现象，即靠近所述第二电极板12的一面带有与所述第二电极板12电性相反的电荷，从而使得所述第二感应件22向所述第二电极板12移动。

所述腔壁4为筒状圆柱体，所述第一电极板1和所述第二电极板2分别设于所述腔壁4的两端，所述第一盖板61和第二盖板62分别罩设于所述第一电极板11和所述第二电极板12上，从而所述腔壁4、第一盖板61、第二盖板62形成容纳腔，所述第一感应件21和所述第二感应件22设于由所述第一电极板11、第二电极板12、腔壁4围设形成的空腔内，所述第一感应件21和所述第二感应件22与所述腔壁4动密封配合，以使所述第一感应件21和所述第二感应件22在所述第一电极板11和所述第二电极板12之间往复运动时，可以有效地压缩处于所述第一感应件11与所述第一电极板11之间的气体，以及压缩处于所述第二感应件22与所述第二电极板2之间的气体。

所述第一盖板61上设有第一进气管611和第一排气管612，所述第二盖板62上设有第二进气管621和第二排气管622；在所述第一感应件21向所述第一电极板11移动时，会带动所述第二感应件22同时向所述第一电极板11移动，所述第一进气管611关闭，所述第一排气管612打开，所述第二进气管621打开，所述第二排气管622关闭，从而压缩所述第一感应件21与所述第一电极板11之间的气体，并向所述第一感应件21与所述第二电极板12之间的空腔内补入气体；在所述第二感应件22向所述第二电极板12移动时，会带动所述第一感应件21向所述第二电极板12移动，此时所述第一进气管611打开，所述第一排气管612关闭，所述第二进气管621关闭，所述第二排气管622打开，从而压缩所述第二感应件22与所述第二电极板12之间的气体，并向所述第一感应件21与所述第一电极板11之间的空腔内补入气体。

所述第一进气管611和/或所述第二进气管621上还设有过滤装置(图中未示出)，用于过滤进入所述容纳腔内的气体，同时对进入所述容纳腔的气体进行极性化处理，防止有杂物进入所述容纳腔阻碍所述第一感应件21或第二感应件22的运动，使得进入所述容纳腔的气体在被压缩时有极性特性，从而使得气体被压缩后，在从所述第一排气管612或者第二排气管622排出时携带所述感应件3上部分感应电荷，从而防止电弧产生。此外，需要说明的是，若所述压缩装置工作过程中为密闭式，即进入所述容纳腔的气体为循环使用，无其他外界气体进入，则可添加一定的有极性矿物油添加剂，对气体进行极性化处理，使被压缩的气体在被压缩时有极性特性，从而使得气体被压缩后，在从所述第一排气管612或者第二排气管622排出时携带所述感应件3上部分感应电荷，从而防止电弧产生。

所述第一感应件21与所述第一电极板11之间分别设有第一隔绝件51，所述第二感应件22与所述第二电极板12之间分别设有第二隔绝件5，所述第一隔绝件51和所述第二隔绝件52优选为陶瓷绝缘体，所述第一隔绝件51/所述第二隔绝件52优选为贴近所述第一电极板11/所述第二电极板12设置。

参考图3和图4，所述进气连接管71将所述第一进气管611和所述第二进气管621连接，所述进气连接管71包括进气口711，所述进气口711用于与外界气源连接，从而使得只需从一个气源接入气体时，安装更加方便。

所述排气连接管72将所述第一排气管612和所述第二排气管622连接，所述排气连接管72包括排气口721，所述排气口721用于与外界排气处连接，从而使得只需要向一处排气或循环使用时，安装更加方便。

所述连接组件3与所述第一感应件21和所述第二感应件22铰接，用于使第一感应件21和第二感应件22同步移动并限制两者之间的距离，如图2和图4所示为所述连接组件与所述腔壁4铰接。

所述连接组件3包括旋转件31、第一连接件32和第二连接件33，所述旋转件31包括与所述腔壁4铰接的连接部311，优选为所述腔壁4上设置轴套41，所述连接部311与所述轴套41连接以使所述连接部311能够旋转，所述连接部311可通过所述轴套41与大地连接，以在需要时导出所述第一感应件21背离所述第一电极板11的一面上的电荷，或者导出所述第二感应件22背离所述第二电极板12的一面上的电荷，所述凸起部312凸设于所述连接部311上，优选为设于所述连接部311中部，所述连接部311和所述凸起部312形成“几”型，所述凸起部312上套设有旋转部313，所述旋转部313能够以所述凸起部312为轴旋转，及所述旋转部313既能够以所述连接部311为轴公转，也能够以所述凸起部312为轴自转。

所述第一连接件32为连接轴，一端与所述旋转部313铰接，另一端与所述第一感应件21铰接；所述第二连接件也有为连接轴，一端与所述旋转部313铰接，另一端与所述第二感应件22铰接，从而所述连接组件3不仅可以同步所述第一感应件21、第二感应件22的移动，限制所述第一感应件21、第二感应件22之间的距离，同时可以限制所述第一感应件21、第二感应件22的最大位移。

所述第一电极板11和所述第一盖板61之间设有绝缘板8，所述第二电极板12与所述第二盖板62之间也设有绝缘板8，用于防止所述第一电极板11或所述第二电极板12所带的高压静电场使所述第一盖板61或所述第二盖板62带电。

所述压缩装置使用时，首先，给所述第一电极板1施加以高压静电，在所述第一感应件21靠近所述第一电极板11的一面感应出与所述第一电极板11相反的电性,两者电性相反而吸引而运动；所述第一感应件21带动所述第一连接件32移动，所述第一连接件32通过所述旋转部313带动所述第二连接件33移动，从而带动所述第二感应件22向所述第一电极板11的方向移动，此时，所述第一进气管611和所述第二排气管622关闭，所述第一排气管612和所述第二进气管621打开，所述第一感应件21运动到靠近所述第一隔绝件51时，消除所述第一电极板11上的高压静电，给所述第二电极板12施加以高压静电,在所述第二感应件22靠近所述第二电极板12的一面感应出与所述第二电极板12相反的电性,两者电性相反而吸引而运动；所述第二感应件22带动所述第二连接件33移动，所述第二连接件33通过所述旋转部313带动所述第一连接件32移动，从而带动所述第一感应件21向所述第二电极板12的方向移动，此时，所述第一进气管611和所述第二排气管622打开，所述第一排气管612和所述第二进气管621关闭，所述第一感应件21运动到靠近所述第一隔绝件51时，重复上述步骤。

在运动过程中，调节高压静电电压的大小，电荷产生的电场强度随之变化，随时调节所述感应件3运动的速度。此处需说明的是，所述第一感应件21在运动过程中与所述第一隔绝件51不接触，所述第二感应件22在运动过程中与所述第二隔绝件52均不接触，以防所述第一感应件21/第二感应件22与所述第一隔绝件51/所述第二隔绝件52之间产生碰撞，使所述第一隔绝件51或所述第二隔绝件52不受上下位移的冲击力。

本发明所述的压缩装置通过第一电极板11、第二电极板12、第一感应件21、第二感应件22和连接组件3，利用静电感应和静电吸附原理控制第一感应件21和第二感应件22在第一电极板11和第二电极板12之间做往复运动以对气体做功，结构简单、体积小、控制简单，并且动力控制仅通过对于第一电极板11、第二电极板12的通高压静电实现，噪音小且能量转化率高；通过设置转动件31与第一连接件32、第二连接件33可以对第一感应件21和第二感应件22的位移限制，防止碰撞；通过在第一盖板61和第二盖板62上分别设置第一进气管611、第二进气管621、第一排气管612和第二排气管622可以使得第一感应件21、第二感应件22往复运动时均在压缩气体做功；通过进气连接管71和排气连接管72的设置，可在仅需从单一进气处进气，单一排气处排气时安装更加简单；通过过滤装置的设置，可以防止杂物进入容纳腔内并对气体进行极性化处理，使得被做功气体有极性化特性；通过第一隔绝件51和第二隔绝件52的设置，可有效防止第一感应件21、第二感应件22运动过程中电弧的产生。

参考图5，一种压缩装置控制方法，基于如上任一项所述的压缩装置，包括如下步骤：向第一电极板施加高压静电，以使第一感应件向第一电极板移动，当第一感应件到达设定位置时，消除第一电极板的高压静电，并向第二电极板施加高压静电，以使第二感应件向第二电极板移动。

本发明所述的压缩装置控制方法，通过对第一电极板和第二电极板施加高压静电以分别控制第一感应件和第二感应件运动，从而对两侧气体做功，控制方法简单。

如图5所示，本发明所述的压缩装置控制方法，先对第一电极板施加高压静电，使感应件向第一电极板移动，当第一电极板移动至设定位置时，消除第一电极板上的高压静电；随后向第二电极板施加高压静电，当感应件移动至设定位置时，消除第二电极板上的高压静电，随后重复上述步骤，若要停止时则消除第一电极板和第二电极板上的高压静电。此处需要说明的是，可以通过控制向第一电极板、第二电极板施加的电压强度控制第一感应件、第二感应件的移动速度和加速度，可以在第一感应件、第二感应件运动过程中调节第一电极板和第二电极板的电压值，从而实时调节感应件的移动速度、加速度以及最终的位移。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种压缩装置，其特征在于，包括相对设置的第一电极板和第二电极板，设于所述第一电极板和所述第二电极板之间的第一感应件和第二感应件，以及分别与所述第一感应件和所述第二感应件连接的连接组件，所述第一感应件和所述第二感应件相对设置，所述第一感应件和所述第二感应件可根据电场变化移动。

2.根据权利要求1所述的压缩装置，其特征在于，还包括设于所述第一电极板和第二电极板之间的腔壁，所述连接组件包括与所述腔壁铰接的转动件，分别与所述转动件和所述第一感应件铰接的第一连接件，以及分别与所述转动件和所述第二感应件铰接的第二连接件。

3.根据权利要求2所述的压缩装置，其特征在于，所述转动件包括与所述腔壁铰接的连接部，凸设于所述连接部上的凸起部，以及套设于所述凸起部上的旋转部，所述旋转部能够以所述凸起部为轴旋转，所述第一连接件和所述第二连接件分别与所述旋转部铰接。

4.根据权利要求1所述的压缩装置，其特征在于，还包括设于所述第一感应件与所述第一电极板之间以限制所述第一感应件位移的第一隔绝件，设于所述第二感应件与所述第二电极板之间以限制所述第二感应件位移的第二隔绝件。

5.根据权利要求1所述的压缩装置，其特征在于，还包括罩设于所述第一电极板上的第一盖板，所述第一盖板上设有第一进气管和第一排气管。

6.根据权利要求5所述的压缩装置，其特征在于，还包括罩设于所述第二电极板上的第二盖板，所述第二盖板上设有第二进气管和第二排气管。

7.根据权利要求5所述的压缩装置，其特征在于，还包括可对气体极性化处理的过滤装置，所述过滤装置与所述第一进气管和/或所述第二进气管连通。

8.根据权利要求6所述的压缩装置，其特征在于，还包括用于连通所述第一进气管和所述第二进气管的进气连接管。

9.根据权利要求6所述的压缩装置，其特征在于，还包括用于连通所述第一排气管和所述第二排气管的排气连接管。

10.一种压缩装置控制方法，基于权利要求1至9中任一项所述的压缩装置，其特征在于，包括如下步骤：向第一电极板施加高压静电，以使第一感应件向第一电极板移动，当第一感应件到达设定位置时，消除第一电极板的高压静电，并向第二电极板施加高压静电，以使第二感应件向第二电极板移动。