CN215566494U - 一种高压气缸侧壁冷却结构及其氢气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种高压气缸侧壁冷却结构，包括缸体和可拆卸地嵌套于缸体内侧的缸套，缸套的外壁设有若干沿缸套的周向均匀分布的螺旋槽，若干螺旋槽沿缸套的轴向螺旋延伸且相互平行；缸套的两端的周面隔设有汇流腔，螺旋槽的两端与两汇流腔连通；对应缸套一端的汇流腔在缸体侧壁开设有进液口，对应缸套另一端的汇流腔在缸体侧壁开设有出液口。以及一种应用该冷却结构的氢气压缩机。本实用新型在缸套外壁周面设计若干平行的螺旋槽，然后将缸套镶设在缸体内，利用缸体内壁和缸套外壁形成螺旋冷却水道，使得活塞与缸套摩擦产生的热量通过螺旋冷却水道通入的冷却液体带走实现冷却，还通过缸体对缸套的支撑适应高压工作环境，满足高压下的强度要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及氢气压缩机缸体侧壁冷却技术领域，特别是涉及一种高压气缸侧壁冷却结构及其氢气压缩机。
背景技术
往复式活塞压缩机是靠一个或几个作往复运动的活塞来改变压缩腔内部容积的容积式压缩机，其活塞通过活塞杆传动在气缸内做周期性往复运动，使得活塞与气缸组成的空间周期性地扩大与缩小。当空间扩大时，气缸内的气体膨胀，压力降低，吸入气体；当空间缩小时，气体被压缩，压力升高，排出气体。活塞往复一次，依次完成膨胀、吸气、压缩、排气这四个过程，总称为一个工作循环。
目前大多数的往复式活塞压缩机的气缸没有冷气系统，活塞的摩擦产生的大量热量，会对气缸内部的一些结构造成破坏，影响气缸的使用寿命。因此，现有技术提供了一种缸体冷却方法，是在缸体外周面设置冷却循环水道并通入冷却循环水进行缸体冷却。但是对于高压氢气压缩机而言，缸体既要抗高压，材料又要考虑抗氢性能。目前常用的缸体制作材料为奥氏体不锈钢，但是奥氏体不锈钢的强度不是很高，为了满足抗高压需求，则需要铸造成壁厚较厚的缸体，而在缸体外周面设置冷却循环水道的冷却效果会随着壁厚增加而减弱，无法进行有效的冷却。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种高压气缸侧壁冷却结构及应用该高压气缸侧壁冷却结构的氢气压缩机，能够满足对工作中的高压气缸侧壁进行有效冷却，适应高压工作环境，并取得优异的冷却效果。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种高压气缸侧壁冷却结构，包括缸体和可拆卸地嵌套于缸体内侧的缸套，缸套的外壁设有若干沿缸套的周向均匀分布的螺旋槽，若干螺旋槽沿缸套的轴向螺旋延伸且相互平行；缸套的两端的周面隔设有汇流腔，螺旋槽的两端与两汇流腔连通；对应缸套一端的汇流腔在缸体侧壁开设有进液口，对应缸套另一端的汇流腔在缸体侧壁开设有出液口。
在其中一个实施例中，缸套的壁厚小于缸体的壁厚。
在其中一个实施例中，汇流腔与其自身所在端的缸套的端面之间设有环形的隔离槽，隔离槽环设于缸套周面，隔离槽内设置有密封圈。
在其中一个实施例中，缸套从缸体的第一端同轴插入缸体内侧，缸体的第一端的内壁和缸套第一端的外壁对应设有止口；缸体的第一端的周面对称开设有螺栓通孔，螺栓通孔内螺纹连接有顶固螺栓，顶固螺栓的顶部抵压于缸套的外壁。
在其中一个实施例中，顶固螺栓的顶部设有垫层。
在其中一个实施例中，进液口开设有两个，且两进液口于缸体的周向对称设置。
在其中一个实施例中，缸套由奥氏体不锈钢制成，缸套的壁厚为5mm-10mm。
一种氢气压缩机，包括如上述任一实施例的高压气缸侧壁冷却结构。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本实用新型在缸套外壁周面设计若干平行的螺旋槽，然后将缸套镶设在缸体内，利用缸体内壁和缸套外壁形成螺旋冷却水道，使得活塞与缸套摩擦产生的热量通过螺旋冷却水道通入的循环冷却液体带走实现冷却，还通过缸体对缸套的支撑满足了高压下的强度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的高压气缸侧壁冷却结构的结构示意图；
图2为图1中高压气缸侧壁冷却结构的横向剖视的内部结构示意图；
图3为图1中高压气缸侧壁冷却结构的竖向剖视的内部结构示意图。
图标：1-缸体，11-进液口，12-出液口，13-螺栓通孔，2-缸套，21-螺旋槽，22-汇流腔，23-隔离槽，3-密封圈，4-止口，5-顶固螺栓，51-垫层。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对一种高压气缸侧壁冷却结构及其氢气压缩机进行更清楚、完整地描述。附图中给出了高压气缸侧壁冷却结构及其氢气压缩机的首选实施例，但是，高压气缸侧壁冷却结构及其氢气压缩机可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使高压气缸侧壁冷却结构及其氢气压缩机的公开内容更加透彻全面。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，本文所使用的术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种高压气缸侧壁冷却结构，包括缸体1和可拆卸地嵌套于缸体1内侧的缸套2，缸套2的壁厚小于缸体1的壁厚，利用缸体1对缸套2进行支撑以满足高压下的强度需求；缸套2的外壁设有若干沿缸套2的周向均匀分布的螺旋槽21，若干螺旋槽21沿缸套2的轴向螺旋延伸且相互平行；缸套2的两端的周面隔设有汇流腔22，螺旋槽21的两端与两汇流腔22连通；对应缸套2一端的汇流腔22在缸体1侧壁开设有进液口11，对应缸套2另一端的汇流腔22在缸体1侧壁开设有出液口12。当缸套2嵌套安装于缸体1内侧时，缸体1内壁和缸套2外壁配合螺旋槽21形成螺旋冷却水道，然后向进液口11通入冷却液体，冷却液体从缸套2一端的汇流腔22经过螺旋槽21流入缸套2另一端的汇流腔22，然后从出液口12排出，带走活塞与缸套2摩擦产生的热量实现冷却。
具体地，如图2和图3所示，缸体1的第一端的内壁和缸套2第一端的外壁对应设有止口4，安装时，缸套2从缸体1的第一端同轴插入缸体1内侧，通过止口4结构实现缸套2与缸体1的定位；缸体1的第一端的周面对称开设有螺栓通孔13，螺栓通孔13内螺纹连接有顶固螺栓5，通过向内旋入顶固螺栓5使得顶固螺栓5的顶部抵压于缸套2的外壁，实现缸套2在缸体1内的固定。
进一步的，如图2所示，由于缸套2会与氢气充分接触，因此缸套2由奥氏体不锈钢制成，且为了满足充分的水冷换热，缸套2的壁厚设计为5mm-10mm。可以理解的是，缸套2的壁厚指的是螺旋槽21槽底与缸套2内壁之间的距离。此外，螺旋槽21的深度小于或略微小于缸套2的壁厚，使得螺旋槽21之间形成的螺旋状侧壁也具有足够富余的支撑强度，使得缸套2能够承受足够强度的内部压力。
进一步的，如图2所示，在汇流腔22与其自身所在端的缸套2的端面之间设有隔离槽23，隔离槽23环设于缸套2周面，于隔离槽23内设置有密封圈3，进一步加强汇流腔22与缸套2内侧的密封和隔绝，避免氢气进入汇流腔22，也避免冷却液体进入缸套2内侧。
进一步的，如图3所示，在顶固螺栓5的顶部还设有垫层51，优选为橡胶制成的垫层51，以提高紧固度，并避免与缸套2外壁刚性接触从而产生磨损和破坏。
进一步的，如图2所示，进液口11还可以开设为两个，且两进液口11于缸体1的周向对称设置，通过控制进液口11的开启数量进一步控制冷却液体的循环速度，满足不同的散热需求。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高压气缸侧壁冷却结构，其特征在于，包括缸体和可拆卸地嵌套于缸体内侧的缸套，所述缸套的外壁设有若干沿所述缸套的周向均匀分布的螺旋槽，若干所述螺旋槽沿所述缸套的轴向螺旋延伸且相互平行；所述缸套的两端的周面隔设有汇流腔，所述螺旋槽的两端与两所述汇流腔连通；对应所述缸套一端的汇流腔在所述缸体侧壁开设有进液口，对应所述缸套另一端的汇流腔在所述缸体侧壁开设有出液口。
2.根据权利要求1所述的一种高压气缸侧壁冷却结构，其特征在于，所述缸套的壁厚小于所述缸体的壁厚。
3.根据权利要求1所述的一种高压气缸侧壁冷却结构，其特征在于，所述汇流腔与其自身所在端的缸套的端面之间设有环形的隔离槽，所述隔离槽环设于所述缸套周面，所述隔离槽内设置有密封圈。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种高压气缸侧壁冷却结构，其特征在于，所述缸套从所述缸体的第一端同轴插入所述缸体内侧，所述缸体的第一端的内壁和所述缸套第一端的外壁对应设有止口；所述缸体的第一端的周面对称开设有螺栓通孔，所述螺栓通孔内螺纹连接有顶固螺栓，所述顶固螺栓的顶部抵压于所述缸套的外壁。
5.根据权利要求4所述的一种高压气缸侧壁冷却结构，其特征在于，所述顶固螺栓的顶部设有垫层。
6.根据权利要求1所述的一种高压气缸侧壁冷却结构，其特征在于，所述进液口开设有两个，且两所述进液口于所述缸体的周向对称设置。
7.根据权利要求1所述的一种高压气缸侧壁冷却结构，其特征在于，所述缸套由奥氏体不锈钢制成，缸套的壁厚为5mm-10mm。
8.一种氢气压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的高压气缸侧壁冷却结构。
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| CN116557261A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-08-08 | 烟台东德氢能技术有限公司 | 一种循环液封压缩机的压缩气缸 |
| CN116753137A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-09-15 | 烟台东德氢能技术有限公司 | 一种循环液封压缩气缸及驱动总成 |
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| CN116753137B (zh) * | 2023-05-30 | 2024-04-23 | 烟台东德氢能技术有限公司 | 一种循环液封压缩气缸总成 |
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