CN214698271U - 一种隔膜压缩机 - Google Patents

Abstract

一种隔膜压缩机，包括膜头部件、传动部件、曲轴箱、增压油泵、油冷系统和检测预警系统，所述增压油泵包括一级注油增压泵和二级补油增压泵，所述一级注油增压泵和二级补油增压泵依次套于曲轴上，所述一级注油增压泵通过注油管路为曲轴箱内的活塞腔注油，所述二级补油增压泵通过补油管路为油腔补油，所述一级注油增压泵和二级补油增压泵通过油路连通；所述油冷系统设于所述曲轴箱外侧，采用了将隔膜压缩机曲轴同轴直驱两级增压油泵，无需额外驱动，结构紧凑，可实现油泵注油相位与压缩机油活塞相位的精确控制，提高了可靠性。利用检测预警系统对隔膜压缩机进行全方位的实时监测，可及时得知故障位置，方便分析压缩机内部状态有利于对其进行修正。

Description

一种隔膜压缩机

技术领域

本实用新型涉及隔膜压缩机技术领域，涉及一种隔膜压缩机。

背景技术

隔膜压缩机的液压油补液系统是保证隔膜压缩机能够正常运行的关键结构之一。当机器运行时，隔膜压缩机油缸中的液压油不可避免的会通过活塞环而泄漏，其后果就等于减少了活塞行程，这样活塞到达外止点时，膜片便不能与缸盖上支板相贴合。机器每一转都会产生泄漏，故随着运行时间的增加，液压缸中的液压油将会越来越少，膜腔中的余隙容积额也会越来越大，最终会导致压缩机不能再吸进气体而失去工作能力。

所以在隔膜压缩机中，除去常规的注油泵体之外还需要补油装置；

目前隔膜压缩机普遍采用的补油调节方法主要有转速调节和旁路调节。转速调节中，对于电动机的调节方式采用变频器改变驱动机的转速。但是在进行变频调节时对电网的冲击较大，机体容易产生振动造成连锁停车、运动部件磨损增加，不能够长时间在低负荷下工作。同时变频器价格昂贵，也增加了成本。旁路调节则主要是通过管路中的旁通阀将机组排出的多余的气量经管道回流到机组的入口，以满足生产的负荷要求。但是在能耗方面也存在着很大的缺点，旁路调节并没有改变压缩机原有的压缩过程，多余的返回气体仍然被压缩，并没有降低压缩机的功耗，使压缩机做了许多无用功，浪费了大量的能源。

现有技术中的隔膜压缩机在工作时通常的办法是外置油泵及专门的油泵电机，通过油泵电机带动外置油泵运转，不断的将油泵入曲轴箱以进行隔膜压缩；这种操作方法使得隔膜压缩机的整体体积较大、零部件变多，装配时占用更大的空间，且该方法步骤多结构复杂密封性也差。

隔膜式压缩机为精密类仪器需要经常对现有隔膜式压缩机进行性能检测，传统检测方法是分别通过单独的仪器由质检人员分别检测各个参数并汇总，并通过这些数据来判断是否达到设计要求；该方式数据统计速度慢，效率低，不能及时的发现压缩机内部的故障，不直观，检测数据误差大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隔膜压缩机，包括膜头部件、传动部件、曲轴箱、增压油泵、油冷系统和检测预警系统，所述膜头部件与所述曲轴箱连接，所述传动部件设于所述膜头部件和曲轴箱内，所述增压油泵与传动部件的曲柄连接且设于所述曲轴箱外部同侧，所述检测预警系统设于所述膜头部件和曲轴箱外侧；

所述膜头部件包括工作膜头和支撑膜头，所述工作膜头上设有进气单向阀和排气单向阀，所述工作膜头和支撑膜头之间设有膜片组，所述膜片组与工作膜头之间形成气腔，膜片组与支撑膜头之间形成油腔，所述油腔上设置有溢油阀，支撑膜头上分布着多个导油孔，导油孔通过油道与溢油阀入口连接；

所述传动部件包括曲轴和活塞，所述曲轴和活塞通过连杆连接，所述活塞伸缩于所述油腔内，所述曲轴设于曲轴箱内；

所述增压油泵包括一级注油增压泵和二级补油增压泵，所述一级注油增压泵和二级补油增压泵依次套于曲轴上，所述一级注油增压泵通过注油管路为曲轴箱内的活塞腔注油，所述二级补油增压泵通过补油管路为油腔补油，所述一级注油增压泵和二级补油增压泵通过油路连通；

所述油冷系统设于所述曲轴箱外侧，通过油冷管路与所述注油管路和补油管路连接。

进一步地，所述膜片组为三片膜片，且中间膜片上设有导流槽。

进一步地，所述活塞前端设有梳齿密封用于密封油腔，所述活塞与连杆连接处的支撑平面两侧均为导向斜面，使活塞自动对中。

进一步地，所述曲设于曲轴箱内，两端均与所述曲轴箱之间均设有圆锥滚子轴承。

进一步地，所述油冷系统为水冷换热器，所述油冷管路包括油冷出油管和油冷进油管，所述油冷系统还包括水冷进水管和水冷出水管。

进一步地，所述一级注油增压泵为摆线泵，所述摆线泵套于曲轴上，所述摆线泵包括进油腔、泵油腔和出油腔，所述泵油腔设于进油腔和出油腔的一侧，且分别与所述进油腔和出油腔连通；

所述泵油腔内设有相互配合的偏心套，被动齿轮和主动齿轮，所述被动齿轮和偏心套固定连接，所述主动齿轮与隔膜压缩机曲轴固定连接，所述被动齿轮和偏心套与所述主动齿轮的轴心平行。

进一步地，所述一级注油增压泵注油过程为：曲轴带动主动齿轮旋转将液压油通过油冷出油管从油冷系统吸入注油进油管路注入曲轴箱内的活塞腔内，通过活塞前推将液压油压缩推至油腔，通过活塞后退将液压油通过设于连接体上的注油回油管路进入曲轴箱，通过油冷进油管回到油冷系统。

进一步地，二级补油增压泵为可调节柱塞增压泵，所述可调节柱塞增压泵包括：偏心轮腔和柱塞腔，所述偏心轮腔和柱塞腔连通；

所述偏心轮腔内设有偏心轮，所述偏心轮套于曲轴；

所述柱塞腔内设有柱塞和可调节油缸，所述柱塞一端与所述偏心轮抵接，另一端与设于所述可调节油缸内的复位弹簧连接；所述可调节油缸从所述可调节柱塞增压泵外侧伸于所述柱塞腔内，所述可调节油缸设有进油通道，所述可调节油缸与所述可调节柱塞增压泵之间通过调整螺母锁紧。

进一步地，所述二级补油增压泵补油过程：当压缩机吸气时，膜头部件内的油腔中的液压油的压力随着活塞的后退逐渐降低，此时活塞后退曲轴带动所述偏心轮向前推动柱塞将可调节油缸内的液压油推出通过补油注油管路进入膜头部件内油腔；当压缩机排气时，膜头部件内油腔中的液压油的压力随着活塞的前移逐渐升高，此时活塞前进，曲轴带动所述偏心轮向后旋转，膜头部件内的油腔中的液压油通过设于摸头部件上的溢流阀通过补油回油管路注入油冷进油管进入油冷系统，复位弹簧推动柱塞后退将曲轴箱内的液压油吸入柱塞腔，当柱塞在退到最大值时，柱塞腔的油由进油通道进入可调节油缸，完成注油。

进一步地，检测预警系统包括油温报警系统、油加热系统、油压报警系统、泄漏报警系统。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型采用了将隔膜压缩机曲轴同轴直驱两级增压油泵，无需额外驱动，结构紧凑，可实现油泵注油相位与压缩机油活塞相位的精确控制，提高了可靠性。

（2）本实用新型的隔膜压缩机中设置有气体流量调节的结构-柱塞泵，在隔膜压缩机上设置补油装置进行补油，具体通过柱塞泵来向液压缸中补油。解决液压缸中的油通过活塞环而泄漏，导致压缩机不能再吸进气体的问题。通过及时不断的进行补油，可以使得液压缸中有足够的油量。使得活塞行程不会受到影响，压缩机能够进行正常持续工作。本实用新型通过调整柱塞泵的补油时机和调整柱塞泵的补油油量，可以解决现有隔膜压缩机补油时吸气不足的问题，同时更加经济、减少了能耗。本实用新型结构简单，安装方便，机组排出的气量没有回流到入口，避免了能源的浪费。

（3）本实用新型采用柱塞泵结构进行补油，通过旋转偏心轮来调整和曲轴之间的相对位置，可以改变开始补油时刻和膜片到达极限位置时刻的相位差，从而可以通过调整柱塞泵的补油时机来实现气体流量的无级调节。

（4）设有油冷系统可在注油时对压缩机内部进行冷却。

（5）利用检测预警系统对隔膜压缩机进行全方位的实时监测，可及时得知故障位置，设有仪表盘方便分析压缩机内部状态有利于对其进行修正。

附图说明

图1 为本实用新型立体图；

图2为本实用新型另一角度立体图；

图3为本实用新型膜头部件、传动部件和曲轴箱的剖视图；

图4为图3虚线处局部放大图；

图5为本实用新型柱塞增压泵剖视图；

图6为本实用新型摆线泵剖视图；

图7是本实用新型摆线泵泵油腔内部结构图。

附图标号

工作膜头（11），支撑膜头（12），进气单向阀（13），排气单向阀（14），膜片组（15），气腔（16），油腔（17），溢油阀（18），曲轴（21），活塞（22），连杆（23），梳齿密封（24），导向斜面（25），曲轴箱（3），一级注油增压泵（41），进油腔（411），泵油腔（412），出油腔（413），偏心套（414），被动齿轮（415），主动齿轮（416），注油进油管路（417），注油回油管路（418），二级补油增压泵（42），偏心轮腔（421），柱塞腔（422），偏心轮（423），柱塞（424），可调节油缸（425），复位弹簧（426），进油通道（427），调整螺母（428），补油注油管（429），补油回油管路（430），油冷系统（5），油冷出油管（51），油冷进油管（52）。

具体实施方式

下面通过结合附图的形式来对本实用新型的具体实施方式来做进一步的详细的说明，但以下实施例仅列举的是较优选的实施例，其仅起到解释说明的作用来帮助理解本实用新型，并不能理解为是对本实用新型作的限定。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

参照图1-图7所示，一种隔膜压缩机，包括膜头部件、传动部件、曲轴箱3、增压油泵、油冷系统5和检测预警系统，所述膜头部件与所述曲轴箱3连接，所述传动部件设于所述膜头部件和曲轴箱3内，所述增压油泵与传动部件连接且设于所述曲轴箱3外部同侧，所述检测预警系统设于所述膜头部件和曲轴箱3外侧；

所述膜头部件包括工作膜头11和支撑膜头12，所述工作膜头11上设有进气单向阀13和排气单向阀14，所述工作膜头11和支撑膜头12之间设有膜片组15，所述膜片组15与工作膜头11之间形成气腔16，膜片组15与支撑膜头12之间形成油腔17，所述油腔17上设置有溢油阀18，支撑膜头12上分布着多个导油孔，导油孔通过油道与溢油阀18入口连接；

所述传动部件包括曲轴21和活塞22，所述曲轴21和活塞22通过连杆23连接，所述活塞22伸于所述油腔17内，所述曲轴21设于曲轴箱3内；

所述增压油泵包括一级注油增压泵41和二级补油增压泵42，所述一级注油增压泵41和二级补油增压泵42依次套于曲轴21上，所述一级注油增压泵41通过注油管路为曲轴箱3内注油，所述二级补油增压泵42通过补油管路为油腔补油，所述一级注油增压泵41和二级补油增压泵42通过油路连通；

所述油冷系统5设于所述曲轴箱3外侧，通过油冷管路与所述注油管路和补油管路连接。

所述膜片组15为三片膜片，且中间膜片上设有导流槽。

所述活塞22前端设有梳齿密封24用于密封油腔，所述活塞22与连杆连接处的支撑平面两侧均为导向斜面25，使活塞22自动对中。

所述曲设于曲轴箱3内，两端均与所述曲轴箱3之间均设有圆锥滚子轴承。

所述油冷系统5为水冷换热器，所述油冷管路包括油冷出油管51和油冷进油管52，所述油冷系统5还包括水冷进水管和水冷出水管。

所述一级注油增压泵41为摆线泵，所述摆线泵套于曲轴21上，所述摆线泵包括进油腔411、泵油腔412和出油腔413，所述泵油腔412设于进油腔411和出油腔413的一侧，且分别与所述进油腔411和出油腔413连通；

所述泵油腔412内设有相互配合的偏心套414，被动齿轮415和主动齿轮416，所述被动齿轮415和偏心套414固定连接，所述主动齿轮416与隔膜压缩机曲轴21固定连接，所述被动齿轮415和偏心套414与所述主动齿轮416的轴心平行。

所述二级补油增压泵42为可调节柱塞增压泵，所述可调节柱塞增压泵包括：偏心轮腔421和柱塞腔422，所述偏心轮腔421和柱塞腔422连通；

所述偏心轮腔421内设有偏心轮423，所述偏心轮423套于曲轴21；

所述柱塞腔422内设有柱塞424和可调节油缸425，所述柱塞424一端与所述偏心轮423抵接，另一端与设于所述可调节油缸425内的复位弹簧426连接；所述可调节油缸425从所述可调节柱塞增压泵外侧伸于所述柱塞腔422内，所述可调节油缸425设有进油通道427，所述可调节油缸425与所述可调节柱塞增压泵之间通过调整螺母428锁紧。

检测预警系统包括油温报警系统、油加热系统、油压报警系统、泄漏报警系统。

所述膜片泄漏报警系统包括泄漏检测压力表和泄漏检测压力传感器，所述泄漏检测压力表和泄漏检测压力传感器通过泄漏管与设于膜头部件上的泄漏检测孔连接，所述泄漏检测孔通过检测通道与膜头部件内膜片与膜片密封圈之间形成的检测腔连通，所述泄漏检测压力传感器与超压报警装置连接；

所述油压报警系统包括油压传感器、油压压力表和油压调节阀，所述油压传感器、油压压力表分别与曲轴箱连接，所述油压传感器与油压报警装置连接，通过油压调节阀调节；

所述油温报警系统包括油温传感器和曲轴箱电加热器，所述油温传感器设于所述曲轴箱上，所述油温传感器与所述油温报警装置连接，通过曲轴箱电加热器调节温度。

工作原理为

隔膜压缩机运行时，电动机通过曲轴连杆机构来驱动活塞，活塞通过液压油油来推动膜片压缩气体，膜腔中压力达到排气压力时气体顶开排气阀；当活塞自上止点下行时，膜片则跟着油向平衡位置方向运动，由此膜腔容积增大，进气阀被顶开，膜腔中开始吸进气体。

所述一级注油增压泵41注油过程为：所述一级注油增压泵41注油过程为：曲轴21带动主动齿轮416旋转将液压油通过油冷出油管51从油冷系统5吸入注油进油管路417注入曲轴箱3内的活塞腔内，通过活塞22前推将液压油压缩推至油腔17，通过活塞22后退将液压油通过设于连接体上的注油回油管路418进入曲轴箱3，通过油冷进油管52回到油冷系统5。

当机器运行时，活塞压油腔中的油不可避免地会通过活塞环而泄漏。这样就相当于减少了活塞行程，当活塞到达外止点时，膜片便不能与盖板相贴合，从而膜腔中的余隙容积越来越大，最终会使压缩机不能再吸进气体而失去工作能力。

所述二级补油增压泵42补油过程：当压缩机吸气时，膜头部件内的油腔17中的液压油的压力随着活塞22的后退逐渐降低，此时活塞22后退曲轴21带动所述偏心轮423向前推动柱塞424将可调节油缸425内的液压油推出通过补油注油管429路进入膜头部件内油腔17；当压缩机排气时，膜头部件内油腔17中的液压油的压力随着活塞22的前移逐渐升高，此时活塞22前进，曲轴21带动所述偏心轮423向后旋转，膜头部件内的油腔17中的液压油通过设于摸头部件上的溢流阀18通过补油回油管路430注入油冷进油管52进入油冷系统5，复位弹簧426推动柱塞424后退将曲轴箱3内的液压油吸入柱塞腔422，当柱塞424在退到最大值时，柱塞腔422的油由进油通道427进入可调节油缸425，完成注油。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔膜压缩机，其特征在于，包括膜头部件、传动部件、曲轴箱（3）、增压油泵、油冷系统（5）和检测预警系统，所述膜头部件与所述曲轴箱（3）连接，所述传动部件设于所述膜头部件和曲轴箱（3）内，所述增压油泵与传动部件的曲柄连接且设于所述曲轴箱（3）外部同侧，所述检测预警系统设于所述膜头部件和曲轴箱（3）外侧；

所述膜头部件包括工作膜头（11）和支撑膜头（12），所述工作膜头（11）上设有进气单向阀（13）和排气单向阀（14），所述工作膜头（11）和支撑膜头（12）之间设有膜片组（15），所述膜片组（15）与工作膜头（11）之间形成气腔（16），膜片组（15）与支撑膜头（12）之间形成油腔（17），所述油腔（17）上设置有溢油阀（18），支撑膜头（12）上分布着多个导油孔，导油孔通过油道与溢油阀（18）入口连接；

所述传动部件包括曲轴（21）和活塞（22），所述曲轴（21）和活塞（22）通过连杆（23）连接，所述活塞（22）伸缩于所述油腔（17）内，所述曲轴（21）设于曲轴箱（3）内；

所述增压油泵包括一级注油增压泵（41）和二级补油增压泵（42），所述一级注油增压泵（41）和二级补油增压泵（42）依次套于曲轴（21）上，所述一级注油增压泵（41）通过注油管路为曲轴箱（3）内的活塞腔内注油，所述二级补油增压泵（42）通过补油管路为曲轴箱（3）内的活塞腔补油，所述一级注油增压泵（41）和二级补油增压泵（42）通过油路连通；

所述油冷系统（5）设于所述曲轴箱（3）外侧，通过油冷管路与所述注油管路和补油管路连接。

2.根据权利要求1所述的隔膜压缩机，其特征在于：所述膜片组（15）为三片膜片，且中间膜片上设有导流槽。

3.根据权利要求1所述的隔膜压缩机，其特征在于：所述活塞（22）前端设有梳齿密封（24）用于密封油腔，所述活塞（22）与连杆连接处的支撑平面两侧均为导向斜面（25），使活塞（22）自动对中。

4.根据权利要求1所述的隔膜压缩机，其特征在于：所述曲轴设于曲轴箱（3）内，两端均与所述曲轴箱（3）之间均设有圆锥滚子轴承。

5.根据权利要求1所述的隔膜压缩机，其特征在于：所述油冷系统（5）为水冷换热器，所述油冷管路包括油冷出油管（51）和油冷进油管（52），所述油冷系统（5）还包括水冷进水管和水冷出水管。

6.根据权利要求5所述的隔膜压缩机，其特征在于：所述一级注油增压泵（41）为摆线泵，所述摆线泵套于曲轴（21）上，所述摆线泵包括进油腔（411）、泵油腔（412）和出油腔（413），所述泵油腔（412）设于进油腔（411）和出油腔（413）的一侧，且分别与所述进油腔（411）和出油腔（413）连通；

所述泵油腔（412）内设有相互配合的偏心套（414），被动齿轮（415）和主动齿轮（416），所述被动齿轮（415）和偏心套（414）固定连接，所述主动齿轮（416）与隔膜压缩机曲轴（21）固定连接，所述被动齿轮（415）和偏心套（414）与所述主动齿轮（416）的轴心平行。

7.根据权利要求6所述的隔膜压缩机，其特征在于：所述一级注油增压泵（41）注油过程为：曲轴（21）带动主动齿轮（416）旋转将液压油通过油冷出油管（51）从油冷系统（5）吸入注油进油管路（417）注入曲轴箱（3）内的活塞腔内，通过活塞（22）前推将液压油压缩推至油腔（17），通过活塞（22）后退将液压油通过设于连接体上的注油回油管路（418）进入曲轴箱（3），通过油冷进油管（52）回到油冷系统（5）。

8.根据权利要求5所述的隔膜压缩机，其特征在于：二级补油增压泵（42）为可调节柱塞增压泵，所述可调节柱塞增压泵包括：偏心轮腔（421）和柱塞腔（422），所述偏心轮腔（421）和柱塞腔（422）连通；

所述偏心轮腔（421）内设有偏心轮（423），所述偏心轮（423）套于曲轴（21）；

所述柱塞腔（422）内设有柱塞（424）和可调节油缸（425），所述柱塞（424）一端与所述偏心轮（423）抵接，另一端与设于所述可调节油缸（425）内的复位弹簧（426）连接；所述可调节油缸（425）从所述可调节柱塞增压泵外侧伸于所述柱塞腔（422）内，所述可调节油缸（425）设有进油通道（427），所述可调节油缸（425）与所述可调节柱塞增压泵之间通过调整螺母（428）锁紧。

9.根据权利要求8所述的隔膜压缩机，其特征在于：所述二级补油增压泵（42）补油过程：当压缩机吸气时，膜头部件内的油腔（17）中的液压油的压力随着活塞（22）的后退逐渐降低，此时活塞（22）后退曲轴（21）带动所述偏心轮（423）向前推动柱塞（424）将可调节油缸（425）内的液压油推出通过补油注油管（429）路进入膜头部件内油腔（17）；当压缩机排气时，膜头部件内油腔（17）中的液压油的压力随着活塞（22）的前移逐渐升高，此时活塞（22）前进，曲轴（21）带动所述偏心轮（423）向后旋转，膜头部件内的油腔（17）中的液压油通过设于膜头部件上的溢油阀（18）通过补油回油管路（430）注入油冷进油管（52）进入油冷系统（5），复位弹簧（426）推动柱塞（424）后退将曲轴箱（3）内的液压油吸入柱塞腔（422），当柱塞（424）在退到最大值时，柱塞腔（422）的油由进油通道（427）进入可调节油缸（425），完成注油。

10.根据权利要求1所述的隔膜压缩机，其特征在于：检测预警系统包括油温报警系统、油加热系统、油压报警系统、泄漏报警系统。

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