[发明专利]用于压缩流体的设备及方法

说明书

一种用于压缩第一流体(14)的设备包括缸管(6)和可滑动地安装在其中的活塞组件(7)。活塞组件(7)包括在其间限定空间的第一部件(10)和第二活塞部件(8)。空间构造成容纳用于引起第一流体(14)的压缩的第二流体(16)。设备(7)还包括泵(48)和第二流体供给导管(50,38)，以用于将第二流体供给到第一活塞部件与第二活塞部件之间的空间；其中第二活塞部件(8)包括阀(24)，其构造成控制第二流体经由第二流体供给导管(50,38)流入活塞部件之间的空间中。

技术领域

本发明涉及一种用于压缩流体的设备。具体而言，本发明涉及压缩机，且具体但非排他地涉及振荡压缩机，且尤其是涉及液压驱动压缩机。本发明涉及活塞压缩机或离子压缩机，以及单级或多级压缩机。本发明主要涉及此压缩机内的密封件，具体是轴向密封件，其可作为杆密封件或活塞密封件两者执行。本发明还延伸到压缩流体且尤其是气体的方法。

背景技术

配有泄漏释放装置的压缩机中的气体密封件在压缩过程期间承受全部气体压力(相当于实际气体压力)，这将不可避免地在连续使用期间导致磨损。此外，在压缩机内的密封件上背压上升的情况下，密封件上的磨损也由于预应力升高而增大。经验示出，在给定足够尺寸的情况下，承受这种应力的气体密封件的使用寿命在2500-3000km的范围内。

因此，需要提供改善的压缩机设计，其延长密封件的使用寿命。本发明源自发明人试图克服与现有技术相关联的问题的工作。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于压缩第一流体的设备，该设备包括压缩机活塞，其包括活塞缸和可滑动地安装在其中的活塞组件，其中活塞组件包括限定其间的空间的间隔开的第一活塞部件和第二活塞部件，该空间构造成容纳用于引起第一流体的压缩的第二流体，以及用于将第二流体供给至第一活塞部件与第二活塞部件之间的空间的装置。

在现有技术的压缩机中，与压缩流体接触的流体密封件暴露于与实际气体压力相等的压力，这引起密封件上的显著磨损。然而，相反，在本发明的设备中，活塞组件包括两个间隔开的活塞部件，导致压缩机中的流体密封件暴露于仅2bar的减小的压力。因此，设备导致流体密封件上的负载显著减小，导致磨损和损耗减少。因此，有利地，由于活塞组件与缸管之间产生的优异润滑，故设备导致了活塞密封件的延长的磨损时间。这提供了加强的防腐蚀和针对压缩机爆震的机械保护，且导致低噪音排放。其它优点包括导致较低维护成本的较长使用寿命，这导致提高的设备的可用性。

优选地，设备包括构造成将第二流体储存在其中的储存罐。优选地，用于将第二流体供给至第一活塞部件与第二活塞部件之间的空间的装置包括泵，以及优选在储存罐与活塞部件之间的空间之间延伸的流体沿其供给的至少一个第二流体供给导管。

优选地，第一活塞部件(本文称为浮动活塞)构造成在缸管内振荡，且优选由第一径向密封件与缸管密封。第一径向密封件可为杆密封件或活塞密封件。优选地，第一活塞部件大致居中地安装在第二活塞部件上，且由此同心地受引导。优选地，第二活塞部件(本文称为主活塞)构造成在缸管内振荡，且优选由第二径向密封件与缸管密封。第二径向密封件可为杆密封件或活塞密封件。

优选地，待压缩的第一流体接触第一活塞部件的一侧，且第二流体接触第一活塞部件的相反侧。优选地，第二流体在设置在活塞组件的第一活塞部件与第二活塞部件之间时用作润滑流体，因为其用于减小第一径向密封件与缸管之间的摩擦。优选地，第二流体在设置在活塞组件下方时用作驱动流体，因为其用于引起活塞组件在缸管内振荡，从而压缩第一流体。

优选地，设置在第一活塞部件与第二活塞部件之间的空间中的第二流体优选经由至少一个第二流体泄漏导管流体连接到储存罐上。因此，经由第二密封件泄漏的任何第二流体供给至储存罐。有利地，因此，设备包括到第一活塞部件与第二活塞部件之间的空间的泄漏循环回流线，因为在压缩机活塞的使用期间，第二密封件处的第二流体的任何泄漏由第二流体的补充流自动地平衡。