CN111765224A - 平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

本专利涉及压缩气体用隔膜压缩机，具体为一种平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵。工作活塞一端设置在工作油缸缸体内，工作活塞通过工作油缸缸体中的油液对接高压隔膜压缩机(泵)缸或者卧式液压泵，工作活塞的另一端连接平衡蓄能机构，工作活塞通过十字头连接连杆，连杆连接曲轴，曲轴的另一端连接曲轴箱，平衡蓄能机构内为弹簧活塞式平衡缸或隔膜平衡缸或囊式蓄能器，弹簧活塞式平衡缸的内设置弹簧，弹簧的一端固定设置，弹簧的另一端连接到工作活塞杆柱的后端，隔膜平衡缸和囊式蓄能器通过油压腔连接到工作活塞杆柱的后端。本专利降低设备动力源功率，同时降低设备对电网震荡冲击，提高经济效益，节能环保。

Description

平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵
技术领域
本专利涉及压缩气体用隔膜压缩机，具体为一种平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵。
背景技术
隔膜压缩机是一种容积式压缩机，由其结构特性决定其具有两大特点：压缩比大、密封性好，这也正是隔膜压缩机的生命力所在。其主要工作原理是：由驱动机构驱动活塞或者柱塞作往复运动，活塞或者柱塞推动油缸中的油液(油液是不可以压缩的)带动膜片压缩气体，在膜腔中气体的容积得到了改变，在吸、排气阀的配合下实现了气体压缩的目的。传统的隔膜压缩机一般均由一或二级压缩的单、双气缸组成，结构形式一般为Z、P、V、L、H和D，最经济的压缩比一般控制在14以内，也就是说：在一般情况下两级压缩的隔膜压缩机时，其总压缩比在250以下、排气压力一般均在16、20、25Mpa。随着我国经济的发展，储存压力为35～100Mpa容器被广泛使用，开发总压缩比250～1000、排气压力一般在35～100Mpa之间的隔膜压缩机产品成为市场新需求。现有隔膜压缩机存在间歇性功率震荡，做功输出时消耗比较高的能量行程后半段又突然大幅度降低负荷对电网造成震荡冲击，按照目前设备需求，隔膜压缩机需要配置充沛优裕的功率动力组合，这在一定程度上造成设备成本高昂。市场需要隔膜压缩机提高经济效益，节能环保，进行原理性创新成为势在必行。
因为，隔膜压缩机与隔膜泵及卧式液压柱塞泵具有同样的曲轴连杆十字头柱塞的运动部件和原理，只是压缩输送的介质有所不同，压缩机的压缩介质是气体，泵的压缩介质是液体。隔膜泵和卧式液压柱塞泵主要结构形式均为P(卧式)单作用和多列，增加平衡缸后同样具有储能和成倍增加流量的效果。
发明内容
本专利针对现有的技术问题，提供一种平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，目的在于降低设备动力源功率，实现一种小马(小的活塞运动部件)拉大车(大的隔膜气缸)的技术效果，同时降低设备对电网震荡冲击，提高经济效益，节能环保。
本专利的具体技术方案为：
平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，由工作活塞、工作油缸、高压隔膜泵缸、平衡蓄能机构、十字头、连杆、曲轴、曲轴箱组成，所述的工作活塞一端设置在工作油缸缸体内，所述的工作活塞通过工作油缸缸体中的油液对接高压隔膜泵缸，所述的工作活塞的另一端连接平衡蓄能机构，工作活塞通过十字头连接连杆，所述的连杆连接曲轴，曲轴的另一端连接曲轴箱，所述的平衡蓄能机构内为弹簧活塞式平衡缸或隔膜平衡缸或囊式蓄能器，所述的隔膜平衡缸通过油压腔连接到工作活塞杆柱的后端，所述的工作活塞下行回复行程中通过工作活塞杆柱的后端蓄能至平衡蓄能机构，所述的平衡蓄能机构内弹簧活塞式平衡缸或隔膜平衡缸在工作活塞下行回复行程中被压缩蓄能，工作活塞上行输出由曲轴箱、平衡蓄能机构共同驱动输出做功。
2、根据权利要求1所述的平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，本专利其本质是在(飞轮曲轴连杆十字头组成)驱动机构中增加了储能蓄能释放蓄能平衡缸，其本质是蓄能介质为液压油(容积和压力)，且油压可以调节可以控制。其特征在于：所述的平衡蓄能机构为平衡缸囊式蓄能装置。所述的平衡蓄能机构为弹簧活塞式平衡缸。所述的平衡蓄能机构为隔膜式平衡缸。所述的平衡蓄能机构内流动蓄能介质为液压油。所述的弹簧活塞式平衡缸的内设置弹簧，弹簧的一端固定设置，弹簧的另一端连接到工作活塞杆柱的后端。
隔膜压缩机压缩或输气体时，由于配置了平衡活塞和平衡缸，把原来单作用的活塞(柱塞)变成了带有平衡活塞的双作用结构，其结构形式主要为对称P、H型，水冷，一至二级压缩(每个缸都配置相应的平衡缸，其主要性能参数：压力和容积)。节能原理为，平衡缸与活塞等组成容积，当活塞运动部件下行时所做功不对外输出而是把做功储存在(蓄能器中:隔膜平衡缸、弹簧活塞式平衡缸、囊式蓄能器)中，待活塞运动部件上行时输出；达到活塞运动部件上下行的所有功叠加在一起输出的效果。相当于一种小马(小的活塞运动部件)拉大车(大的隔膜气缸)。这个大小是与原来结构比的，用原来的运动部件增加平衡活塞等可以配置一个大的(大容积)隔膜气缸。隔膜泵和卧式柱塞液压泵具有同样的小马拉大车的效果。该技术的应用效果：带有平衡缸的隔膜压缩机的优点：能够更好地解决单作用隔膜压缩机最大活塞力不足的问题；能够在同样的运动部件情况下数倍增加行程容积及压缩机流量；能够更好地解决循环隔膜压缩机反力角小，运动部件中易损件寿命低的问题；能够在同样的飞轮矩的情况下更好地提高隔膜压缩机的功率因数，节能；能够有效地降低隔膜压缩机的使用成本，提高隔膜压缩机的经济性，较大幅度降低了隔膜压缩机的产品成本。隔膜压缩机被广泛应用于压缩输送各种高纯气体、贵重稀有气体、有毒有害气体和腐蚀性气体，其主要应用领域有：航空航天、核电核能、氢能利用氢气加气站、食品医药、石油化工、电子工业、材料工业、国防军工和科学试验等行业部门，隔膜泵和卧式柱塞液压泵应用领域更加广泛,每一项隔膜压缩机(泵)和卧式液压柱塞泵的技术创新都会给这些行业部门带来社会与经济效益。
附图说明
图1为本专利的结构示意图。
图2为本专利中隔膜压缩机设置隔膜式平衡缸的结构示意图。
图3为本专利中隔膜压缩机设置弹簧活塞平衡缸的结构示意图。
图4为本专利中隔膜压缩机设置囊式蓄能器平衡缸的结构示意图。
图5为本专利中隔膜泵设置平衡缸的结构示意图。
图6为本专利中卧式柱塞液压泵设置平衡缸的结构示意图。
图7为传统设备中的结构示意图。
图8为传统设备结构示意图。
其中，1——曲轴箱、2——曲轴、3——连杆、4——十字头、5——平衡小活塞、6——平衡大活塞、7——高压活塞、8——卧式液压柱塞泵缸、9——高压气缸、10——中体、11——级差缸、12——级差小活塞、13——级差大活塞、14——弹簧活塞式平衡缸、15——囊式蓄能器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利作进一步说明。
实施例1、新型平衡缸机构隔膜压缩机，由工作活塞、工作油缸、高压隔膜压缩机气缸、平衡蓄能机构、十字头、连杆、曲轴、曲轴箱组成，其特征在于：工作活塞一端设置在工作油缸缸体内，工作活塞通过工作油缸缸体中的油液对接高压隔膜泵缸，工作活塞的另一端连接平衡蓄能机构，工作活塞通过十字头连接连杆，连杆连接曲轴，曲轴的另一端连接曲轴箱，平衡蓄能机构内为隔膜平衡缸(弹簧活塞平衡蓄能缸和囊式蓄能器)，弹簧活塞式平衡缸的内设置弹簧，弹簧的一端固定设置，弹簧的另一端连接到工作活塞杆柱的后端，工作活塞下行回复行程中通过工作活塞杆柱的后端蓄能至平衡蓄能机构，平衡蓄能机构内弹簧活塞式平衡缸在工作活塞下行回复行程中被压缩蓄能，工作活塞上行输出由曲轴箱、平衡蓄能机构共同驱动输出做功。
实施例2、新型平衡缸机构隔膜泵，由工作活塞、工作油缸、高压隔膜压缩机(泵)缸、平衡蓄能机构、十字头、连杆、曲轴、曲轴箱组成，其特征在于：工作活塞一端设置在工作油缸缸体内，工作活塞通过工作油缸缸体中的油液对接高压隔膜压缩机气缸，工作活塞的另一端连接平衡蓄能机构，工作活塞通过十字头连接连杆，连杆连接曲轴，曲轴的另一端连接曲轴箱，平衡蓄能机构内为隔膜平衡缸(弹簧活塞平衡蓄能缸和囊式蓄能器)，隔膜平衡缸通过油压腔连接到工作活塞杆柱的后端，工作活塞下行回复行程中通过工作活塞杆柱的后端蓄能至平衡蓄能机构，平衡蓄能机构内隔膜平衡缸在工作活塞下行回复行程中被压缩蓄能，工作活塞上行输出由曲轴箱、平衡蓄能机构共同驱动输出做功。
实施例3、新型平衡缸机构卧式液压柱塞泵，由工作活塞、工作油缸、高压柱塞液压泵缸、平衡蓄能机构、十字头、连杆、曲轴、曲轴箱组成，其特征在于：工作活塞一端设置在工作油缸缸体内，工作活塞通过工作油缸缸体中的油液对接高压液压柱塞泵缸，工作活塞的另一端连接平衡蓄能机构，工作活塞通过十字头连接连杆，连杆连接曲轴，曲轴的另一端连接曲轴箱，平衡蓄能机构内为隔膜平衡缸(弹簧活塞平衡蓄能缸和囊式蓄能器)，隔膜平衡缸通过油压腔连接到工作活塞杆柱的后端，工作活塞下行回复行程中通过工作活塞杆柱的后端蓄能至平衡蓄能机构，平衡蓄能机构内隔膜平衡缸在工作活塞下行回复行程中被压缩蓄能，工作活塞上行输出由曲轴箱、平衡蓄能机构共同驱动输出做功。

Claims (7)

1.平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，由工作活塞、工作油缸、高压隔膜泵缸、平衡蓄能机构、十字头、连杆、曲轴、曲轴箱组成，其特征在于：所述的工作活塞一端设置在工作油缸缸体内，所述的工作活塞通过工作油缸缸体中的油液对接高压隔膜泵缸，所述的工作活塞的另一端连接平衡蓄能机构，工作活塞通过十字头连接连杆，所述的连杆连接曲轴，曲轴的另一端连接曲轴箱，所述的平衡蓄能机构内为弹簧活塞式平衡缸或隔膜平衡缸或囊式蓄能器，所述的隔膜平衡缸通过油压腔连接到工作活塞杆柱的后端，所述的工作活塞下行回复行程中通过工作活塞杆柱的后端蓄能至平衡蓄能机构，所述的平衡蓄能机构内弹簧活塞式平衡缸或隔膜平衡缸在工作活塞下行回复行程中被压缩蓄能，工作活塞上行输出由曲轴箱、平衡蓄能机构共同驱动输出做功。
2.根据权利要求1所述的平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，其特征在于：所述的平衡蓄能机构为平衡缸囊式蓄能装置。
3.根据权利要求1所述的平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，其特征在于：所述的平衡蓄能机构为弹簧活塞式平衡缸。
4.根据权利要求1所述的平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，其特征在于：所述的平衡蓄能机构为隔膜式平衡缸。
5.根据权利要求1所述的平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，其特征在于：所述的平衡蓄能机构内流动蓄能介质为液压油。(蓄能具体体现在其容积和油液压力可调可控)
6.根据权利要求1所述的平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，其特征在于：所述的弹簧活塞式平衡缸的内设置弹簧，弹簧的一端固定设置，弹簧的另一端连接到工作活塞杆柱的后端；
7.根据权利要求1所述的平衡缸机构隔膜压缩机、泵、液压柱塞泵，其特征在于：本专利其本质是在(飞轮曲轴连杆十字头组成)驱动机构中增加了储能蓄能释放蓄能平衡缸，本案不可能穷尽所有的本类驱动机构，只是列举了三类机械应用。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201013

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