[发明专利]一种往复柱塞式气体压缩机及方法

权利要求书

1.一种往复柱塞式气体压缩机，包括：主机系统，与主机系统相连的控制系统和冷却系统、与控制系统相连的动力系统，其特征在于，所述主机系统包括：主机缸(6)，所述主机缸(6)包括：柱塞(22)、第一气缸(23)、油缸(29)，其中：

所述第一气缸(23)的一端与油缸(29)相连，另一端设有第一气缸连接块(21)，所述柱塞(22)穿过油缸(29)后进入气缸(23)内，并与所述第一气缸连接块(21)形成密封腔体A；

所述柱塞(22)位于油缸(29)内的部分上设置有油缸活塞(28)，所述油缸活塞(28)将所述油缸(29)分为上下两个密封的油腔B和油腔C；

所述密封腔体A上设置有第一进气阀(2)、第一排气阀(4)，所述油腔B和油腔C上分别设置有油缸进油口(36)；

所述第一进气阀(2)通过控制系统与压缩机的进气端相连；

所述油腔B和油腔C上的油缸进油口(36)分别与控制系统相连；

所述第一排气阀(4)通过冷却系统与压缩机的排气端连接。

2.根据权利要求1所述的一种往复柱塞式气体压缩机，其特征在于，还包括第二气缸(37)，所述第二气缸(37)与第一气缸(23)对称的连接于油缸(29)的另一端，所述柱塞(22)从第二气缸(37)的一端进入所述第二气缸(37)后与第二气缸(37)另一端上的第二气缸连接块(32)形成密封腔体D，所述密封腔体D上设置有第二进气阀(3)和第二排气阀(5)，所述第二进气阀(3)通过控制系统与压缩机的进气端相连，所述第二排气阀(5)通过冷却系统与压缩机的排气端连接。

3.根据权利要求2所述的一种往复柱塞式气体压缩机，其特征在于，所述主机系统有一个以上，形成多级压缩系统，其中：

所述各个主机系统的油缸进油口(36)分别与控制系统相连；

所述主机系统中的各级主机系统的第一进气阀(2)、第二进气阀(3)与上一级主机系统的第一排气阀(4)和第二排气阀(5)相通；

第一级主机系统的第一进气阀(2)、第二进气阀(3)通过控制系统与压缩机的进气端相通；

最后一级主机系统的第一排气阀(4)和第二排气阀(5)分别与压缩机的排气端连接。

4.根据权利要求2所述的一种往复柱塞式气体压缩机，其特征在于，所述控制系统包括第一球阀(1)、换向阀(8)，其中：所述第一球阀(1)的一端与压缩机的进气端相连，另一端与第一进气阀(2)和第二进气阀(3)连接，所述换向阀(8)的一端分别与油腔B和油腔C上的油缸进油口(36)相连，另一端与动力系统相连。

5.根据权利要求4所述的一种往复柱塞式气体压缩机，其特征在于，所述冷却系统包括：冷却器(9)、油冷器(13)，所述冷却器(9)的一端与第一排气阀(4)和第二排气阀(5)相连，另一端与压缩机的排气端相连；所述油冷器(13)的一端与换向阀(8)相连，另一端与动力系统中的油池(18)相连。

6.根据权利要求4所述的一种往复柱塞式气体压缩机，其特征在于，所述动力系统包括：油冷器(13)、储能器(14)、过滤器(15)、油泵(16)、溢流阀(17)和油池(18)，其中：所述油泵(16)与溢流阀(17)相互并联后分别与油池(18)和过滤器(15)的一端相连接，所述过滤器(15)的另一端与储能器(14)连接和换向阀(8)连接，所述换向阀(8)与过滤器(15)相连的一端还与油池(18)相连接。

7.根据权利要求2所述的一种往复柱塞式气体压缩机，其特征在于，还包括工艺系统，所述工艺系统包括：安全阀(10)、第二球阀(11)、单向阀(12)，所述安全阀(10)与冷却系统相连，所述第二球阀(11)的一端与冷却系统相连，另一端通过单向阀(12)与压缩机排气端相连。

8.一种利用权利要求1-6所述的任一种往复柱塞式气体压缩机进行气体压缩的方法，其特征在于，包括：

注油步骤：通过控制系统向油腔B或油腔C中的一个注油，从而推油缸活塞运动使得密封腔体A或密封腔体D中的一个被压缩；

进气步骤：将外界气体抽入密封腔体A或密封腔体D中；

排气步骤：当被压缩的密封腔体内的气体压力达到所需压力时，将气体排出；

切换步骤：控制系统倒向，向另一个油腔中注油，从而推动油缸活塞反向运动，执行进气步骤。

9.根据权利要求7所述的气体压缩的方法，其特征在于，

所述注油步骤为：液压油经过油泵(16)，由油池(18)依次进入过滤器(15)和换向阀(8)的直通进入油腔B或油腔C中的一个，推动油缸活塞(28)运动，同时，另一个油腔的油则经过换向阀(8)的直通和油冷器(13)，回到油池(18)；

所述进气步骤为：油缸活塞(28)带动柱塞(22)运动，使得未被压缩的密封腔体容积增大，开启该腔体的进气阀，气体经过第一球阀(1)，从第一进气阀(2)或第二进气阀(3)进入未被压缩的密封腔体；

所述排气步骤为：油缸活塞(28)运动带动柱塞(22)运动，被压缩的密封腔体容积缩小，气体压力增高，其进气阀被关闭，当被压缩的密封腔体内的气体压力达到所需压缩的压力时，其排气阀打开，气体经过冷却器(9)、第二排气球阀(11)和单向阀(12)排出；

所述切换步骤为：当柱塞(22)运动到顶时，换向阀(8)换向处于交叉相通的状态，压力油将流进先前未被注油的油腔，同时先前被注油的油腔内的油回到油池(18)，油缸活塞(28)在压力油的作用下反向运动，然后执行进气步骤。