[发明专利]活塞往复式压缩机的全无余隙结构及其相关的加工方法

说明书

技术领域.

本发明涉及活塞往复式压缩机的技术，尤其是“全无余隙”机型的技术。

背景技术

目前问世的压缩机品种中的大多数都是常规的由曲轴驱动的活塞式压缩机，它具有：制造简单，使用寿命长，对材质要求不高等其它品种压缩机无法与之相比的综合特点，这是它问世以来经久不衰的主要原因。

活塞往复式压缩机与其他压缩机一样，由于在结构上受到无法解决的“余隙”问题的困扰，因此它的排气效率或/和压缩比始终难以提高。——例如：当压缩比接近于“10”时，其排气量将会减小到失去其工作意义的程度。

现有活塞往复式压缩机中的“余隙”包括：活塞外顶部与气缸内顶部之间以及由于吸气与排气二者机构必须存在的“余隙”，以及由于活塞环的存在而造成的余隙。

发明内容

本发明之目的：

本发明之目的：提出了活塞往复式压缩机“全无余隙”的结构机型的设计方案。

为了实现上述发明目的，拟采用以下的技术：

在活塞往复运行的机型结构基础上，在结构上满足以下a、b与c的三个机构设置条件：

a.活塞的顶部外侧配用控制吸气孔开启与关闭的锥形吸气阀块；

b.至少在与活塞的外侧与顶部齐平位置上设置了其断面为V型的活塞环，该V型的张口是向着圆心的，并且，该V型断面的张口与定位它的环槽上的坡度接触面为滑动配合；

c.活塞向前排气运行过程中，最后能够顶开排气阀片冲出汽缸，活塞后退吸气运行过程中，当活塞欲完全退回到汽缸内，即要与被气缸阻挡在外的排气阀片分离的时刻，将会造成活塞、排气阀片、锥形吸气阀块、活塞环与汽缸五者之间形成没有几何空间的“全无余隙”接触状态；

——排气阀片是通过弹簧一类的弹压装置定位在汽缸顶部。

本发明关键部位的加工方法如下：

将呈V型断面的活塞环设置在活塞的外侧与顶部齐平的位置上，将锥形吸气阀块也设置在在活塞上，最后，将该活塞的上顶部、该活塞环的上部，以及该锥形吸气阀块的上顶部(锥体的底部)三者一起进行平面研磨。——确保该三者位于同一个平面。

本发明与现有技术比较的特点：

由于提出了上述活塞往复式压缩机“全无余隙”的结构的设计方案，这就为：活塞往复式压缩机在其结构原理上能够实现“全无余隙”工作状态的结构形式与运行方式均创造了条件，使得活塞理论排气量达到100％，而实际排气量在任何工况条件下都非常接近于100％，并进而为能够大幅度地提高该机型的工作压缩比又创造了条件。

附图说明

图1示意了本发明在卧式曲轴驱动型大功率活塞往复式压缩机中的实施例。

图2示意了图1机型的活塞前进(排气)运行时活塞、阀和汽缸的相对位置。

图3示意了图1机型的活塞后退(吸气)运行时活塞、阀和汽缸的相对位置。

H：高压区；W：低压区；K：其断面为V型的活塞环；S：V型断面活塞环的顶部尺寸(大于或等于“零”)；N：普通的常规活塞环；P：活塞顶部的吸气孔；D：交流电机；1：缸盖；2：弹簧；3：排气阀片；4：锥形吸气阀块；5：活塞；6：汽缸；7：曲轴；8：连杆；9：机体；10：定位螺丝。

具体实施方式

一种曲轴驱动型压缩机的“全无余隙”设计的结构原理概况见上述图1的示意。

当活塞5处于压缩冲程时，在它与排气阀片3接触之前，该二者之间就已经在汽缸6中形成了将会缓解相互冲撞力度的高压气垫。一旦活塞5携带着活塞环K一起冲出汽缸6的洞口，即将已经被压缩成的高压气体全部挤入高压区H，并同时和活塞环K一起与排气阀片3接触并顶着该排气阀片3一起在汽缸6的洞口外部行进。

图2示意了上述的活塞5在携带着活塞环K一起，顶着排气阀片3在汽缸6的洞口外部一起行进的状况。——显然，在结构上应该确保：活塞环K不能全部脱离(冲出)汽缸6的洞口，否则，活塞环K就不可能被活塞5重新携带着返回汽缸6了。活塞5冲出汽缸6洞口的行程，通常可以控制在其有效吸气行程长度的十分之一左右。

当活塞5处于吸气冲程时，在活塞5完全退进汽缸6的洞口之前，首先由弹簧2定位的较大直径的排气阀片3，主要是在高气压的驱动下，重新将较小口径的汽缸6的洞口顶部封闭住。然后，活塞5再转换成做顺流吸气功的工作状态，由于压力差的作用，低压区W中的气体，通过活塞5顶部的吸气孔P顶开原来封住它们的锥形吸气阀块4，进入汽缸6中实施其吸气冲程，最后，吸进的低压气体将气缸6吸气冲程段中的空间全部填满。