CN202971083U

CN202971083U - 隔膜式压缩机

Info

Publication number: CN202971083U
Application number: CN 201220661305
Authority: CN
Inventors: 郜鹏; 侯俊杰; 许自昌; 张敬; 许啸秋; 朱治国
Original assignee: 4328TH FACTORY OF PLA
Current assignee: 4328TH FACTORY OF PLA
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-21

Abstract

本实用新型公开了一种用于压缩至少两种气体的隔膜式压缩机。该隔膜式压缩机包括：一个曲轴箱；一个安装在曲轴箱内的曲轴；安装至所述曲轴箱的至少两个气缸组件；位于所述曲轴箱内、连接至所述曲轴的至少一个连杆柱塞组件，该连杆柱塞组件具有分别在一个所述气缸组件中密封滑动的第一柱塞和第二柱塞；驱动装置，用于驱动所述曲轴转动。

Description

隔膜式压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种隔膜式压缩机。

背景技术

隔膜式压缩机又称膜式压缩机，是一种特殊结构的容积式压缩机。气缸内设有膜片，缸盖和膜片之间所包含的空间构成气体压缩室，膜片的另一侧为油压室。油缸活塞往复运动，使膜片在油压与气体压力差和本身弹性变形力的作用下来回折动，周期性地改变气体压缩室的容积，进行对气体的压缩。隔膜式压缩机因其特殊的结构，气缸不需要润滑，密封性能非常好，压缩介质不与任何润滑剂接触，因此可以压缩纯度极高的气体，适用于压缩、输送珍贵的稀有气体。另外，对于腐蚀性强，有放射性、有毒、易爆的气体，也特别适宜采用隔膜式压缩机。

然而，现有用于高纯气体的隔膜式压缩机均为单一气体的专用压缩机。一些行业同时需求高压力、高纯度的两种气体(例如氮气和氧气)，按现有技术的情况下，需要两台隔膜式压缩机分别对氮气和氧气进行增压。使用两台隔膜式压缩机占用空间大、购置和使用维修成本高。如车载、船舶等空间有限的平台上使用，将会对空间提出更高的要求。另外，如果使用一台现有技术的隔膜式压缩机分别压缩两种高纯气体，会对两种气体造成污染，影响气体品质。

因此，急需一种能够同时对两种气体进行压缩的隔膜式压缩机。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能够同时对两种气体进行压缩的隔膜式压缩机。

本实用新型的目的是通过如下的隔膜式压缩机实现的，该压缩机包括：1.一种隔膜式压缩机，用于压缩至少两种气体，其特征在于，该隔膜式压缩机包括：一个曲轴箱；一个安装在曲轴箱内的曲轴；安装至所述曲轴箱的至少两个气缸组件；位于所述曲轴箱内、连接至所述曲轴的至少一个连杆柱塞组件，该连杆柱塞组件具有分别在一个所述气缸组件中密封滑动的第一柱塞和第二柱塞；驱动装置，用于驱动所述曲轴转动。

通过在同一曲轴箱布置至少两个气缸组件，可以实现对两种气体进行压缩。

在一优选实施例中，该隔膜式压缩机包括三个或三个以上的气缸组件，使得至少其中一种气体分别被压缩的具有至少两种不同的压力。

在一优选实施例中，至少两个气缸组件在曲轴箱的两侧对置。

在一优选实施例中，至少两个气缸组件在曲轴箱的同侧并列布置。

在一优选实施例中，至少两个气缸组件在曲轴箱的两侧交错布置。

在一优选实施例中，所述连杆柱塞部件包括第一柱塞、滑覆、滑套、滑块、轴瓦、螺母、开口销、螺栓、销、连接杆、O形圈、以及第二柱塞；第一柱塞通过螺钉与滑履压接；滑履与滑套由螺钉连接；轴瓦安装于滑块内，由开口销定位，并由螺栓和螺母固定后，安装于滑套内；连接杆通过螺钉与滑履压接；O形圈装于连接杆上；第二柱塞通过螺钉安装于连接杆上。

在一优选实施例中，所述曲轴箱的上部设有起吊螺栓。

在一优选实施例中，所述曲轴箱的箱体的上部开有孔，并设有箱盖。

在一优选实施例中，所述隔膜式压缩机包括连接在曲轴和驱动装置之间的传动装置。

在一优选实施例中，所述曲轴箱的箱体的两个端壁各设有一个轴承座孔，其中一个轴向座孔大于另一个轴承座孔，从而便于安装和拆卸曲轴。

附图说明

通过下面的结合附图的详细描述，将容易理解本实用新型的隔膜式压缩机的实施方案。这些实施方案是以示例方式而非限制方式示出在附图中。

图1示出了本实用新型的一实施方案的隔膜式压缩机的示意性主视图；

图2是沿线A-A截取的图1的隔膜式压缩机的示意性剖视图；

图3(a)是隔膜式压缩机的曲轴箱的一个实施方案的主视图；

图3(b)是图3(a)的曲轴箱的侧视图；

图3(c)是图3(a)的曲轴箱的俯视图；

图4是根据本实用新型的隔膜式压缩机的曲轴的一个实施方案的主视图；

图5是根据本实用新型的隔膜式压缩机的连杆柱塞部件的局部剖视图；

图6是根据本实用新型的隔膜式压缩机的气缸组件的局部剖视图；

图7是根据本实用新型的隔膜式压缩机的补油泵的剖视图。

图8(a)是图1的实施方案的隔膜式压缩机的一种变型布置；

图8(b)是图1的实施方案的隔膜式压缩机的另一种变型布置；

图9(a)是根据本实用新型的另一实施方案的包括两个气缸组件的隔膜式压缩机的一种布置方式；

图9(b)是图9(a)的包括两个气缸组件的隔膜式压缩机的一种变型布置方式；

图9(c)是图9(a)的包括两个气缸组件的隔膜式压缩机的另一一种布置方式。

具体实施方式

在随后的详细描述中参考了附图，附图形成本实用新型的一部分，且在附图中以示例方式示出实施方案。应理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可利用其他实施方案，并且可做出结构改变或逻辑改变。因此，随后的详细描述不应以限制意义理解，且实施方案的范围由随附的权利要求和它们的等效物来限定。

在下文中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“第一”、“第二”仅是为了便于描述示例实施方案中的隔膜式压缩机而使用的，并不限制本实用新型的保护范围。

图1和图2示意性地示出了本实用新型的一个实施方案的隔膜式压缩机1。如图所示，隔膜式压缩机1包括曲轴箱2、安装在曲轴箱2内的曲轴3、以及安装在曲轴箱2外用于驱动曲轴3转动的驱动装置4。例如，驱动装置4可以为电动机。压缩机1还包括安装在驱动装置4和曲轴2之间的传动装置。在示出的实施方案中，该传动装置包括与驱动装置4连接的主动皮带轮5、与曲轴3连接的从动皮带轮6、以及主动皮带轮5和从动皮带轮6之间的传动皮带7。在其他实施方案中，该传动装置可以包括主动齿轮、从动齿轮，或者还可以包括二者之间的中间齿轮。曲轴箱2在第一侧壁上包括第一气体一级接筒21、第二气体二级接筒22，在第二侧壁上包括与第一气体一级接筒21相对的第一气体二级接筒23、与第二气体二级接筒22相对的第二气体一级接筒24。第一气体一级气缸组件31安装至接筒第一气体一级接筒21，包括第一气体一级吸气阀41和第一气体一级排气阀42；第二气体二级气缸组件32安装至第二气体二级接筒22，包括第二气体二级吸气阀43和第二气体二级排气阀44；第一气体二级气缸组件33安装至接筒第一气体二级接筒23，包括第一气体二级吸气阀45和第一气体二级排气阀46；第二气体一级气缸组件34安装至第二气体一级接筒24，包括第二气体一级吸气阀47和第二气体一级排气阀48。隔膜式压缩机1还包括位于曲轴箱2内、安装在曲轴3上的第一气体连杆柱塞部件51和第二气体连杆柱塞部件52。分别位于第一气体连杆柱塞部件51的两端的第一柱塞和第二柱塞可以在第一气体一级气缸组件31和第一气体二级气缸组件33内滑动；分别位于第二气体连杆柱塞部件52的两端的第一柱塞和第二柱塞可以在第二气体一级气缸组件34和第二气体二级气缸组件32内滑动。第一气体和第二气体可以为氧气和氮气中的一种，或者为其他气体。

图3(a)是隔膜式压缩机1的曲轴箱2的一个实施方案的主视图；图3(b)是图3(a)的曲轴箱的侧视图；图3(c)是图3(a)的曲轴箱的俯视图。曲轴箱2包括箱体11，其可以用灰铸铁铸成。在箱体11的前、后两端开有轴承座孔(未示出)以支撑曲轴3。后端轴承座孔可以比前端轴承座孔大，以利于曲轴3从后端轴承座孔抽出，便于安装检修用。箱体11的左壁设有第一气体一级接筒21、第二气体二级接筒22，在右壁设有与第一气体一级接筒21相对的第一气体二级接筒23、与第二气体二级接筒22相对的第二气体一级接筒24。这些接筒分别用于与气缸配合。在箱体11的上部开有孔(未示出，例如为长方形)，装有箱盖12，以利于曲轴2、连杆柱塞组件51和52的安装和拆卸。如图3(c)所示，曲轴箱2可以包括两个箱盖12。另外，在箱体11的上部还可以设有起吊螺栓13，便于移动曲轴箱。如图3(b)所示，曲轴箱 2可以包括两个起吊螺栓13。如图3(a)所示，箱体11的前端箱壁上还可以设有液位计14，用于测量曲轴箱2内的润滑油的液位，前端箱壁的底部还可以设有放油螺栓15，用于排放润滑油。如图3(b)所示，箱体11的上部还可设有透气盖16，用于排放曲轴箱2内的气体。虽然未示出，还想到了在前端箱壁上开设测量润滑油油温孔以及粗过滤器安装孔等。

图4是根据本实用新型的隔膜式压缩机1的曲轴3的一个实施方案的主视图。曲轴3可以由45号优质碳素结构钢锻制而成。曲轴3通过两端主轴颈上的型号为22314C的滚动轴承35安装在曲轴箱2的轴承座孔中。曲轴3还包括长油孔36。安装在曲轴箱2的前端部的油泵(未示出)通过曲轴3上的齿轮带动旋转，将润滑油沿长油孔36输送，从而安装在曲轴3上的第一气体连杆柱塞部件51和第二气体连杆柱塞部件52与曲轴3之间的摩擦副。

图5是根据本实用新型的隔膜式压缩机1的连杆柱塞部件的局部剖视图。由于连杆柱塞部件51和52结构相同，为节约篇幅，仅以连杆柱塞部件51举例。如图所示，连杆柱塞部件51包括分别位于两末端的第一柱塞61和第二柱塞72、滑履62、滑套63、滑块64、轴瓦65、螺母66、开口销67、螺栓68、销69、连接杆70、O形圈71。第一柱塞61通过螺钉与滑履62压接，滑履62与滑套63由螺钉连接，轴瓦65安装于滑块64内，由开口销67定位，并由螺栓68和螺母66固定后，安装于滑套63内。连接杆70通过螺钉与滑履62压接、O形圈71装于连接杆70上，第二柱塞72通过螺钉安装于连接杆70上。滑套63可以由球墨铸铁制成；滑块64可以由钢制成；柱塞61和72可以由高速钢制成。在滑块64与滑套63的接触面上，浇以巴氏合金。滑块64内孔装有轴瓦64与曲轴3相连，在滑套左、右两侧位移，从而使第一柱塞61和第二柱塞72在油缸中工作。

图6是根据本实用新型的隔膜式压缩机1的气缸组件的局部剖视图。由于第一气体一级气缸组件31、第二气体二级组件32、第一气体二级气缸组件33以及第二气体一级气缸组件34的结构和原理相同，为节约篇幅，仅以第一气体一级气缸组件31举例。第一气体一级气缸组件31包括螺母81、螺柱82、缸盖83、金属膜片84、膜腔85、排气阀 42、管接头87、压板88、吸气阅41、O形圈90和91、缸体92、O形圈93和94、套95以及配油盘96。缸盖83和配油盘96上各有一个膜腔凹曲面，两者之间沿周边压紧一组金属膜片84。膜片84和缸盖曲面之间所形成的空间称为气腔。柱塞顶部与膜片之间所形成的空间称为油腔。螺母81和螺柱82用于将缸盖83固定至缸体92。装配时，将套95插在第一气体一级接筒21的中心孔，并用螺钉将缸体92与第一气体一级接筒21的凸缘接合。

工作原理如下：以第一柱塞在外止点的位置为起点，这时膜片84紧贴缸盖83的曲面，第一柱塞开始向下运动，膜片84随着油液下沉和自身弹力的作用，恢复到平衡位置。这时气缸容积逐渐增大，先是残留在余隙中的气体膨胀，继而从缸盖83上的吸气阀41吸入第一气体，当第一柱塞行至内止点时，膜片84到达下极限位置，则气缸中吸气过程完成。

接着，第一柱塞开始向上运动，驱动油液，从配油盘96上的许多小孔均匀地作用在膜片84上，推动膜片84向上变形，这时气缸中开始压缩气体，当压力高于排气管道中的气体压力时，排气阀42自动开启，气体被压出，油压继续上升，迫使膜片84紧贴缸盖83曲面，排净气体，则排气过程结束。

往复运动的第一柱塞驱动油液，促使膜片来回振动，在吸、排气阀41和42的配合下，膜片84每振动一个周期，气缸中就完成一次包括膨胀、吸气、压缩和排气的循环过程，从而提高了输送气体的压力。

在主油缸连续工作中，会有少量的油液从柱塞的间隙中泄漏，为了保证油缸有足够的油液，能在排气终了时，使膜片紧贴缸盖的曲面，排尽气体，本实用新型的隔膜式压缩机还可以包括安装在曲轴箱2内的补油泵100。如图7所示，补油泵100包括端螺母101、弹簧座102、弹簧103、垫104和105、排油阀部件106、弹簧座圈107、O形圈108、柱塞109、泵体110以及进油阀部件111。曲轴3上的偏心套和柱塞弹簧驱动柱塞109作往复运动。当柱塞109向右位移时，齿轮泵所供给的低压油从进油阀部件111进入泵腔；当柱塞109向左位移时，进油阀部件111关闭，被挤压的油液从排油阀部件106排出，通过油管进入油缸。

本领域技术人员应理解，本实用新型的隔膜式压缩机还包括气管路系统、油管路系统、润滑系统以及冷却系统。由于这些系统不是本实用新型的主要发明点，因此在此没有详述。

虽然在示出的实施方案中，隔膜式压缩机为四列二段二级对置式联合压缩机，即一级气缸组件和二级气缸组件对置，但是一级气缸组件和二级气缸组件可以沿曲轴3在曲轴箱的两侧交错布置。如图8(a)所示，第一气体一级气缸组件31与第一气体二级气缸组件33沿曲轴3交错布置，第二气体二级气缸组件32与第二气体一级气缸组件34在曲轴沿曲轴3交错布置。或者，如图8(b)所示，气缸组件混合布置，即第一气体一级气缸组件31与第一气体二级气缸组件33沿曲轴3交错布置，第二气体二级气缸组件32与第二气体一级气缸组件34对置，反过来也可以。应理解，这四个气缸组件可以都布置在一侧，或者三个气缸组件可以布置在一侧，一个气缸组件布置在另一侧。

虽然在示出的实施方案中，隔膜式压缩机可以压缩两种气体，并使两种气体分别具有两种不同压力，但是在其他实施方案中，隔膜式压缩机可以压缩两种气体，压缩后的气体只具有一种压力，即压缩机只具有两个气缸组件。如图9(a)所示，第一气体一级气缸组件31和第二气体一级气缸组件34为对置式；如图9(b)所示，第一气体一级气缸组件31和第二气体一级气缸组件34在曲轴3两侧交错布置；如图9(c)所示，第一气体一级气缸组件31和第二气体一级气缸组件34在曲轴3同侧并列布置。

在其他实施方案中，本实用新型的隔膜式压缩机可以包括三个或三个以上的气缸组件，以压缩三种或三种以上的气体，或者至少使其中一种气体具有两种以上的压力。

应理解，在气缸组件并列布置或交错布置的实施方案中，连杆柱塞部件可以为本领域技术人员常用的连杆柱塞部件。

Claims

1.一种隔膜式压缩机，用于压缩至少两种气体，其特征在于，该隔膜式压缩机包括：

一个曲轴箱；

一个安装在曲轴箱内的曲轴；

安装至所述曲轴箱的至少两个气缸组件；

位于所述曲轴箱内、连接至所述曲轴的至少一个连杆柱塞组件，该滑块柱塞组件具有分别在一个所述气缸组件中密封滑动的第一柱塞和第二柱塞；

驱动装置，用于驱动所述曲轴转动。

2.根据权利要求1所述的隔膜式压缩机，其特征在于，该隔膜式压缩机包括三个或三个以上的气缸组件，使得至少其中一种气体分别被压缩的具有至少两种不同的压力。

3.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，至少两个气缸组件在曲轴箱的两侧对置。

4.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，至少两个气缸组件在曲轴箱的同侧并列布置。

5.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，至少两个气缸组件在曲轴箱的两侧交错布置。

6.根据权利要求3所述的隔膜式压缩机，其特征在于，所述连杆柱塞部件包括分别位于两端的第一柱塞和第二柱塞、滑覆、滑套、滑块、轴瓦、螺母、开口销、螺栓、销、连接杆、O形圈；第一柱塞通过螺钉与滑履压接；滑履与滑套由螺钉连接；轴瓦安装于滑块内，由开口销定位，并由螺栓和螺母固定后，安装于滑套内；连接杆通过螺钉与滑履压接；O形圈装于连接杆上；第二柱塞通过螺钉安装于连接杆上。

7.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，所述曲轴箱的上部设有起吊螺栓。

8.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，所述曲轴箱的箱体的上部开有孔，并设有箱盖。

9.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，所述隔膜式压缩机包括连接在曲轴和驱动装置之间的传动装置。

10.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，所述曲轴箱的箱体的两个端壁各设有一个轴承座孔，其中一个轴向座孔大于另一个轴承座孔，从而便于安装和拆卸曲轴。