CN202867130U - 一种气体的液动式压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气体的液动式压缩机，属于机械技术领域。它解决了现有的机械压缩机噪声大、耗功率大、磨损高、稳定性差、不便维修和寿命短等缺陷。一种气体的液动式压缩机包括内部均充有液压油的A液压缸和B液压缸，A液压缸具有由进气道和出气道连通形成的单向气流路，B液压缸具有由进气道和出气道连通形成的单向气流路，A液压缸和B液压缸之间设有连通两者液压油的油道管路，油道管路上呈串接连通一油箱，与一用于驱动液压油沿单向流动的液压油泵，油道管路上通过支路连接有能够定时进行交叉性切换液压油流动方向的控制阀组。本气体的液动式压缩机具有降耗节能、减少噪声、性能稳定和降低维修费用，同时适宜大功率输送等特点。

Description

一种气体的液动式压缩机

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种压缩机，特别是一种气体的液动式压缩机。

背景技术

空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。按工作原理空气压缩机的种类可分为容积式压缩机，往复式压缩机，离心式压缩机。

故上述传统技术中均采用机械式压缩机作为实现气体压缩操作的工作设备，然而此种将原动机的机械能转换压缩气体做功的结构装置具有以下缺陷：

1、由其整体均为机械连接带动操作，故在工作的高速运转时，产生的噪声大，带来工作环境中无法避免的噪音污染，影响工作人员的身心健康；

2、由其整体均为机械连接带动操作，故在工作的高速运转时，对设备自身各个结构部件的磨损程度严重，由此经过一段时间的工作运行后，其工作效率与工作质量均产生一定幅度的下降，从而影响气体压缩品质，同时减短整机体的使用寿命；

3、整机体均为机械连接带动操作，一旦局部连接结构发生故障，不方便进行修理，同时提高后期的维修费用；

4、机械驱动连接结构在运作中会产生传递震动，故其无法确保持久的稳定性能；

5、传统的机械式压缩机所需的运作消耗功率较高，由此提升了生产成本。

鉴于目前在我国标准站天然气压缩机行业存在该方面的技术空白，故顺应气体压缩生产技术的需求，本人发明一种适用于大功率标准站天然气液动式的压缩机。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过液压形式实现高效、节能并稳定的气体压缩功能；同时由串联结构形成多级压缩形式，以达到大功率高压输送要求的气体的液动式压缩机。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种气体的液动式压缩机，包括内部均充有液压油的A液压缸和B液压缸，所述的A液压缸具有由进气道和出气道连通形成的单向气流路，所述的B液压缸具有由进气道和出气道连通形成的单向气流路，其特征在于，所述的A液压缸和B液压缸之间设有连通两者液压油的油道管路，所述油道管路上呈串接连通一用于储存油量的油箱，所述油道管路上还串接一用于驱动液压油沿单向流动的液压油泵，所述油道管路上通过支路连接有能够定时进行交叉性切换液压油流动方向的控制阀组。

本气体的液动式压缩机中的A液压缸和B液压缸的结构、规格均相同，A液压缸和B液压缸的内腔中均下部为液压油，上部为气体，故A液压缸和B液压缸的单向气流路均对应开设于其缸体顶部，并与其内腔相通；两者之间的油道管路均对应开设于其缸体底部，并与其内腔相通，且气体不可进入油道管路，液压油不可进入单向气流路。液压油泵在油道管路上进行单方向的驱动供油，且由控制阀组在出油的油道管路上切换供油油路的方向，从而实现向A液压缸内供油，B液压缸内出油；或者A液压缸内出油，向B液压缸内供油。

工作时，液压油泵驱动液压油沿固定出油的油道管路单向流出，当控制阀组将该单向出油的油道管路与A液压缸连通，回油的油道管路与B液压缸连通，故此时A液压缸内充油，并做功压缩排出气体，B液压缸出油，并由进气道吸入气体。随后A液压缸内排气至一定程度（同时B液压缸内吸气至一定程度），控制阀组进行换向，且换向时间内达到两缸均衡，以减少换向噪声。当换向完成，即控制阀组将该单向出油的油道管路与B液压缸连通，回油的油道管路与A液压缸连通，故此时B液压缸内充油，并做功压缩排出气体，A液压缸出油，并由进气道吸入气体。由此控制阀组按符合要求的固定频率进行交替式切换供油出路，实现A液压缸和B液压缸两者的交互性吸气、压缩排气的运作过程，从而持续性输出高压气体。当停止工作时，控制阀组将A液压缸和B液压缸之间的油道管路连通，使两者内部的液压油达到平衡，即液面高度相等，无压力差值存在。

在上述的气体的液动式压缩机中，所述的控制阀组包括电磁阀和电液阀，所述的电磁阀具有一个进油口、两个出油口、一个回油口和左、右两个电信号控制端，所述的电液阀具有一个进油口、两个出油口、一个回油口和左、右两个油路控制端，所述电磁阀的进油口和回油口与上述液压油泵通过支路连通，所述电磁阀的两个出油口与上述电液阀的左、右两个油路控制端一一对应连通，所述电液阀的进油口和回油口与上述液压油泵通过油道管路连通，所述电液阀的两个出油口与上述A液压缸、B液压缸一一对应连通。电磁阀具有三个档位阀口，位于左端的直通阀口，位于右端的交通阀口，和位于中间的自通阀口，并其左右两端为电信号控制端；电液阀具有三个档位阀口，位于左端的直通阀口，位于右端的交通阀口，和位于中间的自通阀口，并其左右两端为油路控制端。

在上述的气体的液动式压缩机中，所述的A液压缸、B液压缸内都插设有位置传感器，所述位置传感器具有浮动于液压油液面上进行信号采样的感应原件，所述位置传感器采样信号通过微控系统和放大电路连接上述电磁阀控制换向动作。位置传感器具有插设入A液压缸或B液压缸内腔中的直杆，且该直杆位置与A液压缸或B液压缸的中线重合呈竖立放置，感应原件由轴向套接于直杆上，且能够沿直杆滑动。液压油泵驱动液压油流进电磁阀的进油口，由其直通阀口流至电液阀的油路控制端，故使电液阀处于直通阀口连通状态，实现向A液压缸内充油；A液压缸内的液压油液面上升浮动，同步B液压缸内的液压油液面下降浮动，直至两缸体内的液压油均达到极限位置，该位置信号通过感应原件传递至位置传感器，并经过处理所得的控制信号通过微控系统和放大电路传递至电磁阀，故电磁阀进行切换实现对电液阀的切换控制，使电液阀由直通阀口连通状态切换成交通阀口连通状态，进而实现液压油流路的切换，转换为向B液压缸内充油。

在上述的气体的液动式压缩机中，所述A液压缸的进气道和出气道上均设有致使气体单向流通的单向阀，所述B液压缸的进气道和出气道上均设有致使气体单向流通的单向阀。单向阀均设于A液压缸或B液压缸的进气道或出气道的端口处，单向阀作用使得气体只能够由进气方向进入A液压缸或B液压缸，由出气方向流出A液压缸或B液压缸，形成恒定的单向气流路。

在上述的气体的液动式压缩机中，所述的A液压缸和B液压缸的进气道合并为一总进气道，所述总进气道上设置一进气缓冲罐，所述的A液压缸和B液压缸的出气道合并为一总出气道，所述总出气道上设置一出气缓冲罐。总进气道上的进气缓冲罐，总出气道上的出气缓冲罐均可起到缓冲稳压的作用。

在上述的气体的液动式压缩机中，所述的A液压缸和B液压缸的总出气道上还设置气体散热器。气体经过压缩后需经气体散热器散热降温。

在上述的气体的液动式压缩机中，所述的油道管路上设置有液压油散热器。为防止液压油在工作中过热，其需经液压油散热器散热降温。

在上述的气体的液动式压缩机中，所述液压油泵的出油口处连接溢流回路，所述溢流回路由液压油泵顺延连通上述液压油散热器，而后返回连通上述油箱形成单向回路，所述液压油泵与液压油散热器之间的溢流回路上还串接有溢流阀。出气缓冲罐中的气压具有设定标准值，溢流阀能够存设并感应该设定标准值，当液动压缩使得出气缓冲罐中的气压高于设定标准值时，溢流阀感知到后即刻开启，从而液压油泵继续迸出的油量流入溢流回路，经过溢流阀进入液压油散热器进行冷却，最终流回至油箱内。

在上述的气体的液动式压缩机中，由所述的A液压缸和B液压缸为一组形成一级压缩结构，在A液压缸和B液压缸的出气道上依次串连上述多组形成相对应的N级压缩结构。两个或两个以上的单元压缩总成（成组配合的A液压缸和B液压缸）串联形成多级压缩结构，该结构中的每个单元压缩总成的运作结构原理均雷同，仅其各个单元压缩总成内的A液压缸和B液压缸的外形尺寸及供油压力和供油量有所改变。调整上述参数值的原理为：选择适当的液压缸尺寸，即可获取成比例值的供油压力和供油量，进而实现中压压缩总成在入口压力低，能够大量快速的提取气量的功能；高压压缩总成是根据压缩比计算出液压缸的尺寸，选择设计要求的供油压力和供油量，实现设计规定的出口高强压力。适当选择一、二或多级压缩比，可以实现中压和高压的各自的特殊功能，完成整个系统的需要。

与现有技术相比，本气体的液动式压缩机具有以下优点：

1、采用液压系统消耗的功率仅为机械式的68.2%，由此显著提升节能效果，降低生产成本；

2、通过液压形式压缩气体，于换向时间内达到两缸均衡，大幅度减少工作噪声；

3、可由多组单元压缩总成串联作用，从而实现要求所需的中压或高压等输出气体，由此进一步实现气体的大功率操作输送，达到我国标准站天然气的压缩要求；

4、同时本实用新型结构还具有性能稳定，后期维修费用低等特点。

附图说明

图1是本气体的液动式压缩机中一级压缩的平面结构示意图。

图中，1、A液压缸；2、B液压缸；3、液压油泵；4、电磁阀；5、电液阀；6、位置传感器；6a、感应原件；7、单向阀；8、进气缓冲罐；9、出气缓冲罐；10、气体散热器；11、液压油散热器；12、溢流阀；13、油箱。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本气体的液动式压缩机包括A液压缸1、B液压缸2、油箱13、液压油泵3和控制阀组。

A液压缸1和B液压缸2的结构、规格均相同，两者均具有同等体积的内腔，A液压缸1和B液压缸2的内腔中均下部为液压油，上部为气体。A液压缸1的缸体顶部对应两侧一一开通进气道和出气道，与内腔中上部的气体连通，且进气道和出气道的端口处均安设有单向阀7，由此形成致使气体只能由进气方向至出气方向单向流通的恒定的单向气流路；B液压缸2的缸体顶部对应两侧一一开通进气道和出气道，与内腔中上部的气体连通，且进气道和出气道的端口处均安设有单向阀7，由此形成致使气体只能由进气方向至出气方向单向流通的恒定的单向气流路。A液压缸1和B液压缸2的进气方向位于两者的同一侧，其出气方向位于两者的另一侧，A液压缸1和B液压缸2的进气道合并为一总进气道，A液压缸1和B液压缸2的出气道合并为一总出气道，为实现气体的单向流通在压缩前与压缩后均保持缓冲稳压的状态，故在总进气道上装设一进气缓冲罐88，在总出气道上装设一出气缓冲罐9。A液压缸1和B液压缸2的总出气道上还串联设置用于使气流散热降温的气体散热器10。

A液压缸1和B液压缸2之间并位于两者的缸体底部设有油道管路，该油道管路连通两者内腔中下部的液压油，由此结合上述内容，气体不可进入油道管路，液压油不可进入单向气流路。油道管路上呈串接连通一用于储存油量的油箱13，油道管路上还位于油箱13的出口处串接一液压油泵3，该液压油泵3只能驱动液压油沿单向流动，故液压油泵3的出口连接的油道管路为固定的出油管道，油道管路上还通过支路连接有能够定时进行交叉性切换液压油流动单向的控制阀组。液压油泵3在油道管路上进行单方向的驱动供油，并同时由控制阀组在出油的油道管路上切换供油油路的方向，从而实现向A液压缸1内供油，B液压缸2内出油；或者A液压缸1内出油，向B液压缸2内供油。

A液压缸1、B液压缸2内都插设有位置传感器6，且位置传感器6具有插设入A液压缸1或B液压缸2内腔中的直杆，该直杆位置与A液压缸1或B液压缸2的中线重合呈竖立放置，直杆上沿轴向套接有一用于浮动在液压油液面上进行信号采样的感应原件6a，且感应原件6a能够沿直杆滑动。

控制阀组包括电磁阀4和电液阀5，电磁阀4具有三个档位阀口，位于左端的直通阀口，位于右端的交通阀口，和位于中间的自通阀口，并其左右两端为电信号控制端，电磁阀4还具有一个进油口、两个出油口、一个回油口和上述左、右两个电信号控制端；电液阀5具有三个档位阀口，位于左端的直通阀口，位于右端的交通阀口，和位于中间的自通阀口，并其左、右两端为油路控制端，电液阀5还具有一个进油口、两个出油口、一个回油口和上述左、右两个油路控制端。位置传感器6通过微控系统和放大电路连接电磁阀4，电磁阀4连接控制电液阀5的换向动作。其中电磁阀4的进油口、回油口通过支路与液压油泵3的出口、进口一一对应连通，电磁阀4的两个出油口与电液阀5的左、右两个油路控制端一一对应连通。电液阀5的进油口、回油口通过油道管路与液压油泵3的出口、进口一一对应连通，电液阀5的两个出油口与A液压缸1、B液压缸2一一对应连通。

电液阀5的回油口与液压油泵3的进口连接的油道管路上通过串联设置一液压油散热器11，该液压油散热器11能够对流经其内部的液压油进行散热降温，从而防止液压油在工作中过热。

液压油泵3的出油口处连接溢流回路，溢流回路由液压油泵3顺延连通液压油散热器11，而后返回连通油箱13形成单向回路，液压油泵3与液压油散热器11之间的溢流回路上还串接有溢流阀12。

工作时，液压油泵3驱动液压油沿固定出油的油道管路单向流出，液压油流进电磁阀4的进油口，由其直通阀口流至电液阀5的油路控制端，故使电液阀5处于直通阀口连通状态，实现液压油泵3驱动液压油流经电液阀5的直通阀口向A液压缸1内充油，B液压缸2连通电液阀5的直通阀口进行外排回油；A液压缸1内的液压油液面上升浮动，同步B液压缸2内的液压油液面下降浮动，直至两缸体内的液压油均达到极限位置，该位置信号通过感应原件6a传递至位置传感器6，并经过处理所得的控制信号通过微控系统和放大电路传递至电磁阀4，故电磁阀4进行切换实现对电液阀5的切换控制，使电液阀5由直通阀口连通状态切换成交通阀口连通状态，进而实现液压油流路的切换，转换为向B液压缸2内充油。

当A液压缸1内充油时，由A液压缸1做功压缩排出气体，由B液压缸2排油并从进气道吸入气体；当B液压缸2内充油时，由B液压缸2做功压缩排出气体，由A液压缸1排油并从进气道吸入气体,由此控制阀组中的电磁阀4和电液阀5按符合要求的固定频率进行交替式切换供油出路，实现A液压缸1和B液压缸2两者的交互性吸气、压缩排气的运作过程，从而持续性输出高压气体。当停止工作时，控制阀组中的电液阀5和电磁阀4均将A液压缸1和B液压缸2之间的油道管路连通，使两者内部的液压油达到平衡，即液面高度相等，无压力差值存在。

出气缓冲罐9中的气压具有设定标准值，溢流阀12能够存设并感应该设定标准值，当液动压缩使得出气缓冲罐9中的气压高于设定标准值时，溢流阀12感知到后即刻开启，从而液压油泵3继续迸出的油量流入溢流回路，经过溢流阀12进入液压油散热器11进行冷却，最终流回至油箱13内，从而保障了机体的安全性，同时使生产出的气体压力统一标准化。

将A液压缸1和B液压缸2为一组作为单元压缩总成，由此一个单元压缩总成形成一级压缩结构，在A液压缸1和B液压缸2的总出气道上依次串连上述多组单元压缩总成，由此形成相对应的N级压缩结构。由两个或两个以上的单元压缩总成串联形成的多级压缩结构，该结构中的每个单元压缩总成的运作结构原理均雷同，仅其各个单元压缩总成内的A液压缸1和B液压缸2的外形尺寸及供油压力和供油量有所改变。调整上述参数值的原理为：选择适当的液压缸尺寸，即可获取成比例值的供油压力和供油量，进而实现中压压缩总成在入口压力低，能够大量快速的提取气量的功能；高压压缩总成是根据压缩比计算出液压缸的尺寸，选择设计要求的供油压力和供油量，实现设计规定的出口高强压力。适当选择一、二或多级压缩比，可以实现中压和高压的各自的特殊功能，完成整个系统的需要。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了A液压缸1；B液压缸2；液压油泵3；电磁阀4；电液阀5；位置传感器6；感应原件6a；单向阀7；进气缓冲罐8；出气缓冲罐9；气体散热器10；液压油散热器11；溢流阀12；油箱13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种气体的液动式压缩机，包括内部均充有液压油的A液压缸和B液压缸，所述的A液压缸具有由进气道和出气道连通形成的单向气流路，所述的B液压缸具有由进气道和出气道连通形成的单向气流路，其特征在于，所述的A液压缸和B液压缸之间设有连通两者液压油的油道管路，所述油道管路上呈串接连通一用于储存油量的油箱，所述油道管路上还串接一用于驱动液压油沿单向流动的液压油泵，所述油道管路上通过支路连接有能够定时进行交叉性切换液压油流动方向的控制阀组。

2.根据权利要求1所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，所述的控制阀组包括电磁阀和电液阀，所述的电磁阀具有一个进油口、两个出油口、一个回油口和左、右两个电信号控制端，所述的电液阀具有一个进油口、两个出油口、一个回油口和左、右两个油路控制端，所述电磁阀的进油口和回油口与上述液压油泵通过支路连通，所述电磁阀的两个出油口与上述电液阀的左、右两个油路控制端一一对应连通，所述电液阀的进油口和回油口与上述液压油泵通过油道管路连通，所述电液阀的两个出油口与上述A液压缸、B液压缸一一对应连通。

3.根据权利要求2所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，所述的A液压缸、B液压缸内都插设有位置传感器，所述位置传感器具有浮动于液压油液面上进行信号采样的感应原件，所述位置传感器采样信号通过微控系统和放大电路连接上述电磁阀控制换向动作。

4.根据权利要求1或2或3所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，所述A液压缸的进气道和出气道上均设有致使气体单向流通的单向阀，所述B液压缸的进气道和出气道上均设有致使气体单向流通的单向阀。

5.根据权利要求1或2或3所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，所述的A液压缸和B液压缸的进气道合并为一总进气道，所述总进气道上设置一进气缓冲罐，所述的A液压缸和B液压缸的出气道合并为一总出气道，所述总出气道上设置一出气缓冲罐。

6.根据权利要求5所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，所述的A液压缸和B液压缸的总出气道上还设置气体散热器。

7.根据权利要求1或2或3所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，所述的油道管路上设置有液压油散热器。

8.根据权利要求7所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，所述液压油泵的出油口处连接溢流回路，所述溢流回路由液压油泵顺延连通上述液压油散热器，而后返回连通上述油箱形成单向回路，所述液压油泵与液压油散热器之间的溢流回路上还串接有溢流阀。

9.根据权利要求1或2或3所述的气体的液动式压缩机，其特征在于，由所述的A液压缸和B液压缸为一组形成一级压缩结构，在A液压缸和B液压缸的出气道上依次串联多组形成相对应的N级压缩结构。

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