[发明专利]气体压缩装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体压缩装置。

背景技术

气体压缩装置，通称压缩机，是一种用来输送气体并提高气体压力的流体机械，目前已广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域。其主要用途有以下几个方面：

①     利用压缩气体所具有的压力势能为其它设备提供动力；

②     用于制冷和气体分离；

③     用于化学工业中的合成及聚合工艺；

④     提高气体压力以便于存储、运输及管道输送等。

压缩机的种类很多，按工作原理可分为“速度式”和“容积式”两大类型。 

速度式压缩机的工作原理是先提高气体分子的运动速度，再急速降低速度，将气体分子所具有的运动动能转化为压力势能，从而达到提高气体压力的目的。按气体在压缩机中流动方向的不同，速度式压缩机又可分为“离心式”和“轴流式”两大类型。速度式压缩机的效率通常不及容积式压缩机，而且由于其叶片线形复杂、制造工艺要求高，以及稳定工况区较窄、气量调节范围较小等原因，目前还不适用于中小排气量以及压力比较高的场合。

容积式压缩机是目前应用最为广泛的气体压缩装置。其工作原理是通过直接压缩气体，使单位体积内气体分子的数量增加，从而达到提高气体压力的目的。按工作腔和运动部件形状的不同，容积式压缩机又可分为“往复式”和“回转式”两大类型。每种类型又包括多种不同的结构形式：如往复式压缩机主要包括“活塞式”和“隔膜式”等结构形式；回转式压缩机主要包括“滚动转子式”、“滑片式”、“螺杆式”以及“涡旋式”等结构形式。

容积式压缩机的主要特点：一是工作腔容积的变化只取决于机构的尺寸，因此排气量与排气压力的关联性不大，工作稳定性较好，使用寿命较长。二是气体的吸入和排出是依靠工作腔容积的变化，与气体性质关系不大，因此适应性较强并且容易达到较高的压力。

在两类容积式压缩机中，相比于往复式压缩机，回转式压缩机具有体积小、重量轻、效率高、动力平衡性好、流量脉动小、振动小、噪音低、输气系数高以及气量调节范围较宽等优点，目前在很多场合有逐步取代往复式压缩机的趋势。然而回转式压缩机也有其局限性：一是由于其工作腔为金属间隙密封，随着压力比的提高，泄漏损失也急速增加。二是高速回转的金属部件，摩擦和磨损较大且不易修复，限制了其使用寿命。三是核心零件形状复杂、加工精度要求高，一定程度上增加了制造成本。

往复式压缩机的运动部件（活塞或隔膜）作直线往复运动，因此可以采用填料密封的方式，减少了工作腔的泄漏损失，甚至可以实现无泄漏密封，从而提高了压力比范围，特别适用于高压（10MPa至100MPa）甚至超高压（100MPa以上）的场合。而且密封件磨损后可以更换，沿长了压缩机的使用寿命。

传统的往复式压缩机多采用机械传动方式，其中以曲轴连杆机构最为普遍。其主要缺点是：机械效率低、惯性负载力大、动力平衡性差、振动冲击大、噪音高、活塞线速度高、密封结构复杂、密封件寿命短、密封件更换不方便、气缸发热严重、需要增加强制冷却装置、体积大、重量大、不允许频繁起动和停止、难于实现气量调节等。二十世纪九十年代，国外研制开发出一种采用新型机械传动方式的往复式压缩机，即所谓的“十字滑块”压缩机，也称作“曲柄滑块”压缩机。与传统的往复式压缩机相比，其机械效率高、动力平衡性好、振动小、噪音低、结构紧凑，但无法解决传统的往复式压缩机的其它缺陷。近些年来，国内外有些厂家还研制开发出一种采用液压传动方式、气液复合缸结构的直线往复式压缩机。与传统的往复式压缩机相比，其结构简单、活塞线速度低，密封结构简洁、气缸发热较低、允许频繁起动和停止、便于实现气量调节等，但由于无法克服活塞换向过程中的惯性负载力的突变，因此冲击和噪音仍然比较大。

本申请也应当属于容积式压缩泵，其中与本申请比较相近的是目前应用较多的活塞式空气压缩泵，工作原理也比较简单，其基本原理是通过活塞的往复运动及气缸盖上的配气机构实现吸气和压缩，其驱动装置一般是电机或者内燃机，并且公知的活塞式空气压缩泵都是单缸配置，体积排气量比偏大。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种通过驱动方式的改变而使体积排气量比变小的气体压缩装置。

本发明采用以下技术方案：

该发明气体压缩装置，包括具有活塞杆的气缸，还包括一主轴和安装在主轴上的转子，以及驱动主轴转动的驱动装置；所述气缸有多个，且所有气缸以所述主轴轴线为轴周向均布，其中气缸的活塞杆以主轴为基准径向沿伸并与所述转子形成凸轮机构。