CN218882456U - 一种运行平稳的单级压缩缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种运行平稳的单级压缩缸，涉及气体压缩装置技术领域，包括同轴布置的第一油缸、气压缩腔、第二油缸和活塞杆，活塞杆固定设有分别位于第一油缸、气压缩腔和第二油缸中的第一油活塞、气活塞和第二油活塞，第一油缸的缸径等于第二油缸的缸径，第一气压缩腔的缸径等于第二气压缩腔的缸径，使压缩腔两端的工况相同，减小了管路的脉动，减小了压缩缸出现故障的几率，使压缩缸在运行时更加平稳；第一油缸和第二油缸对称布置在气压缩腔的两端，使得活塞杆由两侧油缸腔体的油压驱动，往复运动，避免压缩缸出现空循环，且在运动过程中活塞杆仅受压力而不需要拉拽活塞受力，提升了活塞杆的使用寿命，提升了压缩缸工作的可靠性。

Description

一种运行平稳的单级压缩缸

技术领域

本实用新型涉及气体压缩装置技术领域，具体涉及一种运行平稳的单级压缩缸。

背景技术

活塞式气体压缩机压缩气体的过程，主要是通过活塞在气缸内不断地往复运动来完成的，活塞在气缸内一次往复的全过程分为吸气、压缩和排气，合称为一个工作过程，该过程中活塞杆的运动多通过液压缸及液压系统进行驱动。气缸结构为了实现压缩功能需要配置多个部件，导致结构复杂，故障点较多，整个系统运行的较差。

例如，公告号为CN 212985481U的中国专利公开了一种双油缸对称式液压压缩缸，包括第一油缸、第二油缸、第一压缩腔、第二压缩腔、活塞杆、第一油缸活塞、第二油缸活塞、第一气缸活塞、第二气缸活塞、油气隔离密封、气体密封和液压换向系统；其中，第一油缸和第二油缸设置在双油缸对称式液压压缩缸的两端，第一压缩腔的缸径大于第二压缩腔的缸径；油气隔离板在活塞杆孔的位置设置有油气隔离密封，气室隔离板在活塞杆孔的位置设置有气体密封；液压换向系统分别与第一油缸和第二油缸相连。该专利为了实现两级压缩，第一压缩腔的缸径大于第二压缩腔的缸径，这就存在活塞杆在运动时不平稳，当两个压缩腔不能同步运行进行压缩和吸气时，造成管路脉动大，大大增加了活塞杆出现故障的几率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种运行平稳的单级压缩缸，用以解决活塞杆在运动时不平稳以及压缩腔存在空循环造成管路脉动的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种运行平稳的单级压缩缸，包括液压控制系统、同轴布置的第一油缸、气压缩腔、第二油缸和活塞杆，活塞杆固定设有分别位于第一油缸、气压缩腔和第二油缸中的第一油活塞、气活塞和第二油活塞，第一油缸和第二油缸对称布置在气压缩腔的两端，第一油缸的缸径等于第二油缸的缸径，第一油缸和气压缩腔通过第一隔离封板连接，第二油缸和压缩腔通过第二隔离封板连接，活塞杆贯穿第一隔离封板和第二隔离封板设置，气活塞将气压缩腔分隔为靠近第一隔离封板的第一气压缩腔和靠近第二隔离封板的第二气压缩腔，第一气压缩腔的缸径等于第二气压缩腔的缸径，第一隔离封板设有与第一气压缩腔连通的第一进气口和第一出气口，第二隔离封板设有与第二气压缩腔连通的第二进气口和第二出气口。

第一气压缩腔的缸径等于第二气压缩腔的缸径，使压缩腔两端的工况相同，避免由于第一气压缩腔和第二气压缩腔的缸径不同导致的运行不平稳的情况，减小了管路的脉动，减小了压缩缸出现故障的几率，使压缩缸在运行时更加平稳；第一油缸和第二油缸对称布置在气压缩腔的两端，使得活塞杆由两侧油缸腔体的油压驱动，往复运动，避免压缩缸出现空循环，且在运动过程中活塞杆仅受压力而不需要拉拽活塞受力，避免拉拽活塞对活塞造成损害，甚至导致活塞杆断裂的情况，提升了活塞杆的使用寿命，提升了压缩缸工作的可靠性。

第一油缸和气压缩腔通过第一隔离封板连接，第二油缸和压缩腔通过第二隔离封板连接,充分的将油液与气体隔离，避免油气混合导致压缩气体不纯的情况，提升了压缩缸压缩气体的纯度。

优选的，第一油活塞与第一隔离封板之间设有第一隔离腔，第二油活塞与第二隔离封板之间设置第二隔离腔。

将油活塞与隔离封板之间设有隔离腔，充分的将气压缩腔与油缸隔离开，防止油活塞与油腔之间存在间隙导致油腔中的油液通过缝隙进入气压缩腔造成油气混合的情况，即使隔离封板处泄漏，油液也会流进隔离腔，而不是气压缩腔，杜绝了液压油对被压缩气体的污染，保证了压缩气体的纯度，并且在压缩过程中被压缩气体不会污染被压缩介质，适合压缩高纯珍贵气体。

优选的，第一隔离腔的缸径等于第二隔离腔的缸径。

使压缩缸两端的工况相同，避免由于第一隔离腔的缸径与第二隔离腔缸径不一致导致压缩缸在工作时两端受力不一致进而造成的压缩缸运行不平稳的情况，使压缩缸两端的工况相同，进而提升了压缩缸运行时的平稳性，减少了压缩缸出现故障的机会，减小了压缩缸的管路脉动。

优选的，第一隔离腔和/或第二隔离腔内充有惰性气体。

通过在隔离腔内充惰性气体，保证隔离腔内的微正压，避免当压缩缸停止工作时，隔离腔内的气体体积缩小，导致气压缩腔内的气体进入隔离腔的情况，一方面保证了压缩缸工作时的稳定性，另一方面提升了压缩缸的气密性。

优选的，第一隔离封板和/或第二隔离封板设置泄漏检测孔。

通过设置泄漏检测孔，当隔离封板出现泄漏时，能够及时得知并停止压缩气体的操作，提升压缩缸工作的可靠性，保证压缩缸压缩气体的纯度，同时由于隔离腔的存在，泄露检测孔处无背压，因此，即使在油密封和气密封都损坏的情况下，缸体内部也不出出现油气混合的情况，保证压缩缸压缩气体的纯净度。

优选的，第一油缸的缸盖设置位移传感器，位移传感器用于检测第一油活塞的位置信号并传递给液压控制系统。

通过设置位移传感器，以将第一油活塞的位置信号传递给液压控制系统，使液压控制系统能够更加精准的控制第一油活塞的位置，以使第一油活塞能够不断地进行位移以对气体进行压缩，无需手动控制第一油活塞的位置，仅需位移传感器传递信号给液压控制系统，简化了操作。

优选的，第一隔离封板和第二隔离封板分别与活塞杆之间设置气隔离密封结构。

通过在隔离封板与活塞之间设置气隔离密封结构，进一步的使油气分离，防止油液进入气压缩腔导致的油气混合进而造成的压缩的气体不纯的情况，进一步提升了压缩缸的气密性。

优选的，第一油活塞与第一油缸之间设置油密封，第二油活塞与第二油缸之间设置油密封，气活塞与气压缩腔之间设置气密封。

在油活塞与油缸之间设置油密封，气活塞与其压缩缸之间设置气密封，进一步提升了压缩缸的气密性，防止油液与气体混合的情况，同时提升了压缩缸压缩气体的纯度，在压缩过程中被压缩气体不会污染被压缩介质，适合压缩高纯珍贵气体。

优选的，第一出气口和第二出气口连接出气管路，出气管路设置出气单向阀；第一进气口和第二进气口连接进气管路，进气管路设置进气单向阀。

通过将出气管路设置出气单向阀，进气管路设置进气单向阀，防止气体泄漏的情况，进一步提升了压缩缸的气密性；同时，给气体提供固定的流向导引，使气体的流向固定，防止气体流向混乱的情况。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为一种实施方式下单级压缩缸的结构示意图；

图2为活塞向右压缩气体时单级压缩缸的结构示意图；

图3为活塞向左压缩气体时单级压缩缸的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一油缸；

2-气压缩腔、21-第一气压缩腔、22-第二气压缩腔；

3-第二油缸；

4-活塞杆；

5-第一油活塞；

6-气活塞；

7-第二油活塞；

8-第一隔离封板、81-第一进气口、82-第一出气口；

9-第二隔离封板、91-第二进气口、92-第二出气口；

10-第一隔离腔；

11-第二隔离腔；

12-位移传感器；

13-气隔离密封结构；

14-泄漏检测孔。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。

如图1-3所示，本实用新型提供一种运行平稳的单级压缩缸，包括液压控制系统、同轴布置的第一油缸1、气压缩腔2、第二油缸3和活塞杆4，活塞杆4固定设有分别位于第一油缸1、气压缩腔2和第二油缸3中的第一油活塞5、气活塞6和第二油活塞7，第一油缸1和第二油缸3对称布置在气压缩腔2的两端，第一油缸1的缸径等于第二油缸3的缸径，第一油缸1和气压缩腔2通过第一隔离封板8连接，第二油缸3和压缩腔通过第二隔离封板9连接，活塞杆4贯穿第一隔离封板8和第二隔离封板9设置，气活塞6将气压缩腔2分隔为靠近第一隔离封板8的第一气压缩腔21和靠近第二隔离封板9的第二气压缩腔22，第一气压缩腔21的缸径等于第二气压缩腔22的缸径，第一隔离封板8设有与第一气压缩腔21连通的第一进气口81和第一出气口82，第二隔离封板9设有与第二气压缩腔22连通的第二进气口91和第二出气口92。

需要说明的是，压缩缸用于压缩如空气、氮气、氧气、天然气、氦气、二氧化碳、氢气等各类气体。

第一气压缩腔21的缸径等于第二气压缩腔22的缸径，使压缩腔两端的工况相同，避免由于第一气压缩腔21和第二气压缩腔22的缸径不同导致的运行不平稳的情况，减小了管路的脉动，减小了压缩缸出现故障的几率，使压缩缸在运行时更加平稳；第一油缸1和第二油缸3对称布置在气压缩腔2的两端，使得活塞杆4由两侧油缸腔体的油压驱动，往复运动，避免压缩缸出现空循环，且在运动过程中活塞杆4仅受压力而不需要拉拽活塞受拉力，避免拉拽活塞杆4对活塞杆4造成损害，甚至导致活塞杆4断裂的情况，提升了活塞杆4的使用寿命，提升了压缩缸工作的可靠性。

第一油缸1和气压缩腔2通过第一隔离封板8连接，第二油缸3和气压缩腔2通过第二隔离封板9连接,充分的将油液与气体隔离，避免油气混合导致压缩气体不纯的情况，保证了压缩缸压缩气体的纯度。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，第一油活塞5与第一隔离封板8之间设有第一隔离腔10，第二油活塞7与第二隔离封板9之间设置第二隔离腔11。

将油活塞与隔离封板之间设有隔离腔，充分的将气压缩腔2与油缸隔离开，防止油活塞与油腔之间存在间隙导致油腔中的油液通过缝隙进入气压缩腔2造成油气混合的情况，即使隔离封板处泄漏，油液也会流进隔离腔，而不是气压缩腔2，杜绝了液压油对被压缩气体的污染，提升了压缩气体的纯度，并且在压缩过程中被压缩气体不会污染被压缩介质，适合压缩高纯珍贵气体。

进一步地，如图1所示，第一隔离腔10的缸径等于第二隔离腔11的缸径。

使压缩缸两端的工况相同，避免由于第一隔离腔10的缸径与第二隔离腔11缸径不一致导致压缩缸在工作时两端受力不一致进而造成的压缩缸运行不平稳的情况，使压缩缸两端的工况相同，进而提升了压缩缸运行时的平稳性，减少了压缩缸出现故障的机会，减小了压缩缸的管路脉动。

作为本实施方式下的一种优选，第一隔离腔10和第二隔离腔11内充有惰性气体。

通过在隔离腔内充惰性气体，保证隔离腔内的微正压，避免当压缩缸停止工作时，隔离腔内的气体体积缩小，导致气压缩腔2内的气体进入隔离腔的情况，一方面保证了压缩缸工作时的稳定性，另一方面提升了压缩缸的气密性。

当然，第一隔离腔10和第二隔离腔11内也可以充有空气，使隔离腔内保持常压。

当然，也可以为第一隔离腔10和第二隔离腔11二者之一内充有氮气，作为本申请的一种优选，第一隔离腔10和第二隔离腔11内充有氮气。

需要说明的是，当压缩介质为非易燃易爆介质时，可以充入空气；当介质为易燃易爆介质时，应充氮保护，防止气体从气密封泄漏到隔离腔后与空气混合达到爆炸条件。

通过在第一隔离腔10和第二隔离腔11内均充有惰性气体，使第一隔离腔10和第二隔离腔11均能够有效的的保证腔内的微正压，避免其中一个隔离腔内没有充惰性气体导致的其隔离腔内的微正压减小，而另一个隔离腔内的微正压正常导致的压缩腔两端的工况不用的情况，使气压缩腔2两端的工况相同，进一步提升了压缩缸的气密性，且能够使压缩缸在运行时更加平稳。

作为本申请的一种优选实施方式，第一隔离封板8和第二隔离封板9设置泄漏检测孔14。

通过设置泄漏检测孔14，当隔离封板出现泄漏时，能够及时得知并停止压缩气体的操作，及时减小压缩不纯净的气体造成的损失，提升压缩缸工作的可靠性，提升压缩缸压缩气体的纯度，同时由于隔离腔的存在，泄露检测孔14处无背压，因此，即使在油密封和气密封都损坏的情况下，缸体内部也不出出现油气混合的情况，保证压缩缸压缩气体的纯净度。

当然，也可以为第一隔离封板8和第二隔离封板9二者之一设置泄漏检测孔14，作为本申请的一种优选，第一隔离封板8和第二隔离封板9均设置有泄漏检测孔14。

需要说明的是，本申请第一气压缩腔21的缸径与第一油缸1的缸径基于进出气压力确定。

通过将第一气压缩腔21的缸径与第一油缸1的缸径基于进出气压力的不同，调整第一气压缩腔21的缸径以及第一油缸1的缸径，以使液压油的最大压力处能够处于液压系统的高效区间，进而提升了压缩缸的工作效率，保证了压缩缸压缩气体的纯度。

作为本申请的一种优选实施方式，第一油缸1的缸盖设置位移传感器12，位移传感器12用于检测第一油活塞5的位置信号并传递给液压控制系统。

通过设置位移传感器12，以将第一油活塞5的位置信号传递给液压控制系统，使液压控制系统能够更加精准的控制第一油活塞5的位置，以使第一油活塞5能够不断地进行位移以对气体进行压缩，无需手动控制第一油活塞5的位置，仅需位移传感器12传递信号给液压控制系统，简化了操作。

作为本申请的一种优选实施方式，第一隔离封板8和第二隔离封板9分别与活塞杆4之间设置气隔离密封结构13。

通过在隔离封板与活塞之间设置气隔离密封结构13，进一步的使油气分离，防止油液进入气压缩腔2导致的油气混合进而造成的压缩的气体不纯的情况，进一步提升了压缩缸的气密性。

作为本申请的一种优选实施方式，第一油活塞5与第一油缸1之间设置油密封，第二油活塞7与第二油缸3之间设置油密封，气活塞6与气压缩腔2之间设置气密封。

在油活塞与油缸之间设置油密封，气活塞6与其压缩缸之间设置气密封，进一步提升了压缩缸的气密性，防止油液与气体混合的情况，同时提升了压缩缸压缩气体的纯度，在压缩过程中被压缩气体不会污染被压缩介质，适合压缩高纯珍贵气体。

作为本申请的一种优选实施方式，第一出气口82和第二出气口92连接出气管路，出气管路设置出气单向阀；第一进气口81和第二进气口91连接进气管路，进气管路设置进气单向阀。

通过将出气管路设置出气单向阀，进气管路设置进气单向阀，防止气体泄漏的情况，进一步提升了压缩缸的气密性；同时，给气体提供固定的流向导引，使气体的流向固定，防止气体流向混乱的情况。

结合图2和图3，本实用新型提供的单级压缩缸工作原理：当压缩缸工作，控制液压油进入液压油入口给第一油缸1供油时，第一油缸1压力升高，第一隔离腔10为常压，当第一油缸1油压力达到并超过第一油活塞5的受力平衡点时，第一油活塞5向右运动。经活塞杆4同步带动气活塞6向右运动。此时在单向阀的作用下，第一气压缩腔21吸气，第二气压缩腔22排气，当第一油活塞5至最右侧时，位置传移器12检测到到位信号，通过控制系统向液压换向系统发出指令，液压换向系统执行换向动作，此时液压换向系统控制液压油进入液压油入口给第二油腔2供油，当第二油腔2压力达到并超过第二油活塞7的受力平衡点时，第二油活塞7向右运动。经活塞杆4同步带动气活塞6向左运动。此时在单向阀的作用下，第一气压缩腔21排气，第二气压缩腔22吸气。如此往复运行，压缩缸即实现往复压缩功能。

本实用新型所保护的技术方案，并不局限于上述实施例，应当指出，任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合，在本实用新型的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种运行平稳的单级压缩缸，包括液压控制系统，其特征在于，包括同轴布置的第一油缸、气压缩腔、第二油缸和活塞杆，所述活塞杆固定设有分别位于第一油缸、气压缩腔和第二油缸中的第一油活塞、气活塞和第二油活塞，所述第一油缸和所述第二油缸对称布置在所述气压缩腔的两端，所述第一油缸的缸径等于所述第二油缸的缸径，所述第一油缸和所述气压缩腔通过第一隔离封板连接，所述第二油缸和所述压缩腔通过第二隔离封板连接，所述活塞杆贯穿所述第一隔离封板和所述第二隔离封板设置，所述气活塞将所述气压缩腔分隔为靠近所述第一隔离封板的第一气压缩腔和靠近所述第二隔离封板的第二气压缩腔，所述第一气压缩腔的缸径等于所述第二气压缩腔的缸径，所述第一隔离封板设有与所述第一气压缩腔连通的第一进气口和第一出气口，所述第二隔离封板设有与所述第二气压缩腔连通的第二进气口和第二出气口。

2.根据权利要求1所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一油活塞与所述第一隔离封板之间设有第一隔离腔，所述第二油活塞与所述第二隔离封板之间设置第二隔离腔。

3.根据权利要求2所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一隔离腔的缸径等于所述第二隔离腔的缸径。

4.根据权利要求2所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一隔离腔和/或所述第二隔离腔内充有惰性气体。

5.根据权利要求1或2所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一隔离封板和/或所述第二隔离封板设置泄漏检测孔。

6.根据权利要求1所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一油缸的缸盖设置位移传感器，所述位移传感器用于检测所述第一油活塞的位置信号并传递给所述液压控制系统。

7.根据权利要求1所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一隔离封板和所述第二隔离封板分别与所述活塞杆之间设置气隔离密封结构。

8.根据权利要求1所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一油活塞与所述第一油缸之间设置油密封，所述第二油活塞与所述第二油缸之间设置油密封，所述气活塞与所述气压缩腔之间设置气密封。

9.根据权利要求1所述的一种运行平稳的单级压缩缸，其特征在于，所述第一出气口和所述第二出气口连接出气管路，所述出气管路设置出气单向阀；

所述第一进气口和所述第二进气口连接进气管路，所述进气管路设置进气单向阀。

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