[发明专利]气体压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及用于压缩气体的活塞式压缩机。

背景技术

在不同的技术领域使用压缩气体作为介质，其中使用压缩气体的设备、工艺和操作的示例可以是冰箱、粉末状或铸造材料在高压压力机中的致密和石油服务操作。在用于压缩气体的各种公知的技术中，活塞式压缩机构成压缩设备的具体示例。用于小压力至中间压力的活塞式压缩机在汽车应用中常见，而较大的活塞式压缩机常见于大型工业和石油应用。液压驱动的活塞式压缩机通常布置为使得中心活塞被设置在液压缸中。活塞将该缸分成该缸的两个子空间，油定期被泵到这两个子空间，使得来自油的压力迫使中心活塞在该缸中来回往复运动。中心活塞连接到一杆，该杆沿着该缸轴向地延伸，并且延伸进入第一和第二级气体压缩缸，在压缩缸之间的设置有液压缸。

在第一级气体压缩缸中，从液压缸延伸的杆设置有活塞，活塞被布置为压缩进入压缩缸的气体。压缩气体此后被从第一级压缩缸引导到第二级压缩缸，在第二级压缩缸中，连接到杆的活塞可以以与第一级大致类似的方式进一步压缩气体。第二级气体压缩缸，并且类似地，还有它的活塞，具有比第一压缩缸和活塞小的直径，使得压力进一步增强。

通过在液压驱动活塞式压缩机中布置往复杆和活塞，在活塞在一个方向上移动时，在第一级气体压缩缸中的气体的压缩被执行，同时气体进入第二级气体压缩缸。当活塞向在相反方向上移动时，反向发生。因此，气体可以首先进入液压驱动的活塞式压缩机的第一级气体压缩缸的入口，以最终退出第二级气体压缩缸的出口。利用此类型的压缩机的目的是增加气体的压力，从给定的初始压力到100MPa或更大的压力。

第一和第二级气体压缩缸的入口和出口通过阀门控制。在气体进入压缩缸的入口处，即在压缩缸内的活塞的转向点处，打开入口阀门和关闭出口阀门。在活塞的另一个转向点处，当压缩缸充满气体时，入口关闭，同时出口保持关闭。然后气体通过活塞被压缩，并且在活塞的转向点处，打开出口阀门，压缩气体被引导通过出口阀门，并且此后重复循环。由于在液压驱动活塞式压缩机中的气体的压力大大增加，对于压缩机的有关磨损和疲劳的不同部分和部件有高的要求。必须拧紧阀门，即使在非常高的压力处。此外，在到压缩缸的入口和来自压缩缸的出口处，活塞式压缩机材料特别地暴露于来自气体的压力的影响。

在本领域中已知的一些液压驱动活塞式压缩机中，阀门设置在第一和第二级气体压缩缸的端部处，垂直于杆的轴线，使得阀门和压缩缸空间之间的入口和出口垂直于杆的轴线设置。但是，也存在与这些活塞式压缩机相关的问题。在气体在缸材料上施加非常高的压力时，特别是在第二级气体压缩缸中，在入口和出口处的气体的垂直弯曲导致缸材料的有害暴露。入口和出口是临界点，并且通过这样的布置，可能对诸如在活塞式压缩机中的裂纹或断裂的材料损坏有负责。

在专利申请EP0064481中，公开了一种往复运动的、液压操作的、正排量压缩机。代替阀门沿着垂直于压缩机杆的轴线的轴线设置，阀门沿着压缩机杆的轴线设置。然而，如所披露的入口和出口的布置会导致压缩机的效率劣化。

发明内容

本发明的一个目的是减轻上述问题中的至少一些，并且提供一种改进的活塞式压缩机。本发明的另一个目的是提供一种改进的压缩机阀门布置。

这个和其它目的是通过提供具有在独立权利要求中限定的特征的活塞式压缩机实现的。优选的实施例在从属权利要求中限定。

根据本发明的一个方面，提供用于压缩气体的高压活塞式压缩机，包括具有容器腔室的容器，其中在活塞式压缩机的操作期间活塞被往复引导，用于压缩容器腔室中的气体。高压活塞式压缩机还包括入口阀门壳体和出口阀门壳体，入口阀门壳体包括用于控制进入容器腔室的气体的供应的入口阀门，出口阀门壳体包括用于控制气体从容器腔室排出的出口阀门。入口阀门壳体和出口阀门壳体被安装在容器腔室壁的一部分内，并且其中，容器腔室壁的该部分包围入口阀门壳体和出口阀门壳体，使得在活塞式压缩机的操作期间响应于来自容器腔室中的气体的在入口阀门壳体和出口阀门壳体上的压力，容器腔室壁的该部分在入口阀门壳体和出口阀门壳体上产生等压反压。

因此，本发明的活塞式压缩机基于提供活塞式压缩机的入口和出口阀门壳体的改进布置的想法。这通过提供容器腔室壁的封闭入口阀门壳体和出口阀门壳体的部分实现。这样，来自容器腔室中的气体的在入口阀门壳体和出口阀门壳体上的压力由容器腔室壁的该部分抵消，容器腔室壁的该部分在入口阀门壳体和出口阀门壳体上产生等压反压。