CN2623901Y - 一种直流级差式往复压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种直流级差式往复压缩机，包括：由高压级气缸和低压级气缸同轴联接而成的气缸体组件，气缸体组件内安装由高压级活塞和低压级活塞同轴联接而成的级差活塞组件，级差活塞组件上联接有从气缸体组件任一端的缸盖上伸出的用以输入动力的活塞杆；低压级气缸的缸壁上靠近高压级的部位设有开孔，使高压级活塞和低压级活塞之间的空腔与低压级进气管道相通，形成低压平衡腔；低压级排气阀及高压级进气阀、排气阀按径向或端面布置方式安装在相应缸体的端部；低压级进气阀安装在低压级活塞上，使低压级直接从低压平衡腔吸气。低压级直接从平衡腔吸气，实现进气直流，有效减小了低压级进气损失及进气预热，结构得到简化。
Description
一、所属技术领域
本实用新型涉及一种级差式往复压缩机，可制成正级差或倒级差结构，实现低压级直流进气，适用于工业上各种气体的多级压缩。
二、背景技术
往复压缩机具有很宽的压力比适用范围，在工业上有着非常广泛的应用，当压力比较高时一般采用多级压缩方案。为减少压缩机的列数，简化结构及降低制造成本，多级压缩机的高压级和低压级往往组合在一列内而成为级差式结构。为平衡各列活塞力，大多数的级差式压缩机，尤其是级数为偶数时，都在位于缸体两端的高、低压级工作腔之间设置平衡腔，并在其中通入一定压力的气体。所通气体多为低压级的进气，相应称为低压平衡腔。平衡腔同时也起着回收高、低压级活塞环处泄漏气体的作用。
联接于级差活塞组件上的活塞杆可从缸体两端的任意侧端盖上伸出，从而形成正级差或倒级差结构，各级进排气阀则安装在相应气缸端部的径向或端面位置。低压级气缸上靠近高压级部位的平衡腔侧壁上开孔，并直接与低压级进气阀室或通过管道与低压级进气管道相通。
为制造方便，大多数带低压平衡腔的级差压缩机都在低压级气缸上直接铸出一定的通道或用一截短管，将平衡腔与低压级进气阀室联接起来。在压缩机工作过程中，当低压级活塞处于压缩行程时，平衡腔容积变大，低压气体通过平衡孔进入平衡腔；当低压级活塞处于吸气行程时，平衡腔容积变小，其中的气体在低压级活塞的推压下又被从平衡孔排出。而此时正值低压级的进气阶段，同时又因平衡腔直接与低压级进气阀室相通，这部分从平衡腔流出的气体便优先于管道来气而直接被低压级气缸吸入，这部分从平衡腔排出的气体体积与低压级气缸的吸气容积基本相等。即低压级实际的进气过程是气体先从进气管道进入平衡腔，再从平衡腔流出，进入低压气缸。
对于带有低压平衡腔的级差压缩机，平衡腔内的气体压力低于两压缩腔内的气体压力，因而通过两活塞环处有压缩后温度升高的气体泻入其中，致使平衡腔内的气体温度升高。另外，由于结构尺寸的限制，平衡腔通气孔的通流面积一般较小，平衡腔内的气体在流出平衡腔的过程中，因流动不畅而受到一定程度的压缩，致使其温度进一步升高，故流出平衡腔的气体温度要较进入时高许多。在流出平衡腔气体的温升中，后一因素起了主要作用。这部分温度升高了的气体随后恰好被低压级气缸吸入，导致低压级压缩后的排气温度过高、气量下降、功耗上升，若中冷器负荷有限，甚至导致整机工作温度陡增而无法正常工作。这种现象在以往的产品中经常出现。
此外，在传统的级差式结构中，低压级气阀尤其是进气阀，总是因为缺少足够的缸盖或缸壁面积而难于布置，故不得不采用较高的马赫数，导致进气损失增加，也限制了机器转速的提高和结构的小型化。
三、实用新型内容
为解决传统的带低压平衡腔的级差活塞压缩机低压级进气温度过高进而导致排温过高、低压级气阀安装面积紧张以及低压缸体结构复杂等问题，本实用新型提供一种有助于减小低压级温升及流动损失，且结构简单的直流级差式往复压缩机。
本实用新型的技术方案是：由高压级气缸和低压级气缸同轴地构成气缸体组件，气缸体组件内安装由高压级活塞和低压级活塞同轴联接而成的级差活塞组件，级差活塞组件上联接有从气缸体组件任一端的缸盖上伸出的用以输入动力的活塞杆；低压级气缸壁上靠近高压级的部位设有开孔，使高压级活塞和低压级活塞之间的空腔与低压级进气管道相通，形成低压平衡腔；低压级排气阀及高压级进、排气阀按径向或端面布置方式安装在相应缸体的端部；其改进之处在于：低压级进气阀安装在低压级活塞上，使低压级直接从低压平衡腔吸气。
与现有技术相比，本实用新型将低压级进气阀安装在低压级活塞上，从而便构成了低压级直接从平衡腔吸气的直流级差压缩机，能有效解决低压级温升及气阀布置紧张等问题。
与传统带低压平衡腔的级差压缩机相比，本实用新型的有益效果是：
1.低压级直接从平衡腔进气，避免了气体进出平衡腔过程所造成的温升，可有效减小低压级进气温升，进而降低排气温度。
2.低压级进气阀安装在相应活塞上，可获得较大的安装面积，有助于减小阀隙马赫数，减小进气流动损失；活塞往复运动所带来的惯性力有助于进气阀片的迅速开启和及时关闭，同样可有效较小进气损失；低压级进气直流的气体折转较少，也有助于减小进气流动损失。
3.低压级缸体的端部只布置排气阀，同样可获得较大的气阀安装面积，进而减小排气流动损失。
4.平衡腔的容积很大，可有效降低低压级进气过程的压力脉动。
5.低压级气缸没有进气阀室及与平衡腔相连的复杂通道，结构大为简化。
6.温升减小、流动损失减小、结构简化均有助于减小功耗、提高效率、降低制造成本。
四、附图说明
图1为本实用新型带低压平衡腔的直流正级差式往复压缩机。
图2为本实用新型带低压平衡腔的直流倒级差式往复压缩机。
五、具体实施方式
附图为本实用新型的具体实施例。
下面结合附图对本实用新型结构原理作进一步说明；
直流级差式往复压缩机，包括：由高压级气缸2和低压级气缸1同轴联接构成的气缸体组件，安装于气缸体组件内由高压级活塞4和低压级活塞3同轴联接而成的级差活塞组件，联接于级差活塞组件上的从气缸体组件任一端的缸盖上伸出的用以输入动力的活塞杆5。低压级气缸1筒壁上靠近高压级的部位设有开孔12，使高压级活塞4和低压级活塞3之间的空腔与低压级进气管道7相通，形成低压平衡腔8；低压级排气阀9及高压级进气阀10、排气阀11按径向或端面布置方式安装在相应缸体的端部；低压级进气阀6安装在低压级活塞3上，使低压级直接从低压平衡腔8吸气。直流级差式往复压缩机的活塞杆5可从低压级气缸端1的端盖上伸出，成为正级差结构；也可从高压级气缸2的端盖上伸出，成为倒级差结构。所述直流级差式往复压缩机的高压级活塞4和低压级活塞3可制成一体，也可分别制造并采用刚性或柔性联接，也可采用没有任何机械联接的全浮动结构。所述直流级差式往复压缩机的低压级进气阀6可使用现有的各种气阀，也可与低压级活塞3制成一体。所述直流级差式往复压缩机的缸体可设置成立式、卧式、角度式、对动式等任意形式，可采用水冷、风冷、自然冷却等任意冷却方式，可采用无油或有油润滑。
参照图1所示，低压级气缸1位于近机身处，高压级气缸2位于远机身处，二者连接在一起构成气缸组件；低压级活塞3与高压级活塞4连接在一起构成活塞组件；活塞杆5连接在低压级活塞3上，并从低压级气缸1的端部伸出，构成正级差结构。低压级进气阀6布置在低压级活塞3上，其他气阀则按传统方式布置在相应气缸的侧面或端面。两活塞之间的容积为平衡腔8，平衡腔8的缸体上开有进气孔12，并与低压级进气管道7相联。低压气体先进入平衡腔8，再通过布置于低压级活塞上的低压级进气阀6被低压级气缸吸入，而成为直流式，也称顺流式正级差压缩机。
参照图2所示，与图1所示实施例具有相同的工作方式，所不同的是高低压级气缸的位置颠倒，活塞杆5则连接在高压级活塞4上，并从高压级气缸2的端部伸出，从而构成直流倒级差结构。
这种直流级差式往复压缩机工作时，低压气体首先由进气管道7通过低压缸上的进气通道12进入低压平衡腔8中，然后通过低压级进气阀3进入低压级气缸1，经压缩并提高压力后经低压级排气阀9排出低压缸，进入中间冷却器。冷却后的气体通过管道经高压级进气阀10进入高压级气缸2，经压缩并提高压力后，经高压级排气阀11排出高压缸，进入后冷却器。由此完成一个工作循环。
本实用新型将传统的带低压平衡腔的级差压缩机低压级的进气阀转移到低压级活塞上，使低压级直接从平衡腔吸气，形成低压级直流进气，缸体平衡腔部位的平衡孔则成为低压级吸气通道而与低压级进气管道联接，其他部分的构成与传统级差压缩机基本相同。
Claims (9)
1.一种直流级差式往复压缩机，包括由低压级气缸(1)和高压级气缸(2)同轴联接而成的气缸体组件，气缸体组件内安装由低压级活塞(3)和高压级活塞(4)同轴联接而成的级差活塞组件，级差活塞组件上联接有从气缸体组件的一端的缸盖上伸出的用以输入动力的活塞杆(5)；低压级气缸(1)的缸壁上靠近高压级的部位设有开孔(12)，使低压级活塞(3)和高压级活塞(4)之间的空腔与低压级进气管道(7)相通，形成低压平衡腔(8)；低压级排气阀(9)及高压级进气阀(10)、排气阀(11)按径向或端面布置方式安装在相应缸体的端部；其特征在于：低压级进气阀(6)安装在低压级活塞(3)上，使低压级直接从低压平衡腔(8)吸气。
2.根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：在所述低压级气缸(1)上平衡腔(8)部位靠近高压级处开设低压级进气通道(12)，而将两活塞之间的平衡腔(8)作为低压级进气腔。
3.根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：所述活塞杆(5)从低压级气缸(1)的端盖上伸出，成为直流正级差式往复压缩机。
4.根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：所述活塞杆(5)从高压级气缸(2)的端盖上伸出，成为直流倒级差式往复压缩机。
5.根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：所述高压级活塞(4)与低压级活塞(3)制成一整体。
6.根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：所述高压级活塞(4)与低压级活塞(3)采用刚性或柔性联接，或采用全浮动结构。
7.根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：低压级活塞(3)与相应级进气阀制成一体，兼用作吸气阀和活塞。
8、根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：直流级差式往复压缩机的缸体可设置成立式、卧式、角度式、对动式各种形式。
9、根据权利要求1所述的直流级差式往复压缩机，其特征在于：直流级差式往复压缩机可采用水冷、风冷、自然冷却各种冷却方式，可采用无油或有油润滑。
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2003
- 2003-05-09 CN CN 03218851 patent/CN2623901Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN103282656A (zh) * | 2011-01-07 | 2013-09-04 | 英福康有限责任公司 | 双作用制冷压缩机 |
| CN103282656B (zh) * | 2011-01-07 | 2016-05-18 | 英福康有限责任公司 | 双作用制冷压缩机 |
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