[发明专利]一种双作用自由活塞式膨胀－压缩机组

权利要求书

1.一种双作用自由活塞式膨胀-压缩机组，包括两个左、右对称的缸体(1、3)，左、右缸体(1、3)内分别设置左、右膨胀机活塞(4a、5a)和左、右压缩机活塞(4b、5b)；左、右膨胀机活塞(4a、5a)分别与左、右缸体(1、3)围成左、右膨胀腔(A、B)，形成左、右膨胀机构；左、右压缩机活塞(4b、5b)分别与左、右缸体(1、3)围成左、右压缩腔(C、D)，形成左、右压缩机构；左、右膨胀机活塞(4a、5a)分别与左、右压缩机活塞(4b、5b)相连，构成左、右活塞杆；所述的左、右缸体(1、3)内分别开有左、右吸气孔(11)、(12)和左、右排气孔(15)、(16)连通左、右膨胀腔(A、B)，并且左、右缸体(1、3)内分别设置有吸气和排气控制机构；其特征在于，所述的左膨胀机构和左压缩机构共用左缸体(1)；右膨胀机构和右压缩机构共用右缸体(3)；所述的左膨胀机活塞(4a)和右膨胀机活塞(5a)对称的与一个配重活塞(6)浮动连接；该配重活塞(6)设置在中间缸体(2)内，中间缸体(2)将左缸体(1)和右缸体(3)连接在一起；所述左、右活塞杆和配重活塞(6)同轴。

2.根据权利要求1所述的双作用自由活塞式膨胀-压缩机组，其特征在于，所述的浮动连接，是左、右膨胀机活塞(4a、5a)的尾部分别通过左、右压盖(21、22)固定在配重活塞(6)的空腔内，同时在轴向和径向均与空腔的内壁留有微小间隙，补偿左、右活塞杆的磨损，并在左、右活塞杆和配重活塞(6)的同轴度不能保证的条件下调整三者的同轴度。

3.根据权利要求1所述的双作用自由活塞式膨胀-压缩机组，其特征在于，所述的吸气控制机构包括分别设置在左、右缸体(1、3)内的左、右吸气滑杆头(7a、7c)，左、右吸气滑杆头(7a、7c)由穿过配重活塞(6)的吸气控制连杆(7b)连接组成吸气控制滑杆，吸气控制滑杆平行设置于配重活塞(6)的下方，并可在配重活塞(6)的带动下在中间缸体(2)内往复运动；在左、右吸气滑杆头(7a、7c)上分别开有左、右吸气环槽(9、10)，左、右吸气环槽(9、10)轴向之间的距离小于所述左、右吸气孔(11)、(12)轴向之间的距离。

4.根据权利要求1所述的双作用自由活塞式膨胀-压缩机组，其特征在于，所述的排气控制机构包括分别设置在左、右缸体(1、3)内的左、右排气滑杆头(8a、8c)，左、右排气滑杆头(8a、8c)由穿过配重活塞(6)的排气控制连杆(8b)连接组成排气控制滑杆，排气控制滑杆平行设置于配重活塞(6)的上方，并可在配重活塞(6)的带动下在中间缸体(2)内往复运动；在左、右排气滑杆头(8a、8c)上分别开有左、右排气环槽(13、14)，左、右排气环槽(13、14)轴向之间的距离大于所述左、右排气孔(15)、(16)轴向之间的距离。

5.根据权利要求1～4任一所述的双作用自由活塞式膨胀-压缩机组，其特征在于，还包括对称安装在左、右压缩机构两侧的左、右余隙容积调节机构，其中的左余隙容积调节机构包括阀座(18)，阀座(18)与左端盖(17)固定连接，左端盖(17)与左缸体(1)固定连接，阀座(18)内套有阀杆(20)，阀杆(20)上连接有阀柄(19)；旋转阀柄(19)，可通过阀座(18)上的内螺纹和阀杆(20)上的外螺纹的配合调节阀杆(20)在左缸体(1)内运动，阀杆(20)头部和左压缩机活塞(4b)头部之间形成左压缩机构余隙容积；右余隙容积调节机构的结构与所述的左余隙容积调节机构的结构相同。