[发明专利]一种无余隙桶形隔膜压缩机

说明书

本发明公开一种无余隙桶形隔膜压缩机，包括：活塞、液压油缸、膜片座板、桶形隔膜和阀板；活塞安装于液压油缸中；液压油缸上安装有膜片座板；膜片座板上固定有阀板；膜片座板与阀板之间形成膜腔，膜片座板上设有若干连通膜腔的通孔；膜腔中安装有U形截面波纹管的桶形隔膜。当驱油活塞在油缸中上下移动时，桶底膜片在下侧油压的作用下也在膜片腔室中上下移动，实现桶底膜片上侧吸气、压缩和排气过程。这种无余隙桶形隔膜压缩机的主要特点在于桶形隔膜底板膜片位移大，不发生变形和应力作用，而隔膜桶体的U形截面波纹管的应力小，且不存在余隙容积。有效地提高了膜片式压缩机的输气量和可靠性。

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，特别涉及一种气体压缩机机。

背景技术

在化工、国防、食品医药和电子工业领域，通常需要采用隔膜式压缩机来实现各种稀有珍贵气体、有毒气体或者洁净气体压缩和输送。隔膜式压缩机是一种传统气体压缩机械，它由曲柄连杆机构驱动活塞，活塞驱动油腔中的油液，油液进而驱动微碟状的膜片上下运动，实现由阀座板和膜片构成的封闭工作容积中的气体吸入、压缩和排出的过程，如图1所示。国际上和中国国内有不少公司都生产这种压缩机，压缩机的流量范围在0.01～10m³/min排气压力从常压到700MPa。由于在吸气、压缩和排气过程中，膜片下面的油液压力始终与膜片上面压缩腔气体压力基本相等，故膜片自身所受到的张力压差甚小。

传统隔膜式压缩机的膜片在上下运动中，高频率地发生屈曲和弯曲变形，会造成膜片在区部发生疲劳断裂。因此，膜片的上下位移幅值一般都取得很小，以减小膜片变形量和降低膜片屈曲疲劳断裂的风险。但也使得隔膜式压缩机的行程容积大幅减少，与相同外形尺寸的活塞式压缩机相比，其流量要小得很多。这也成为隔膜式压缩机的最大短板。所以，寻求一种膜腔结构，能够获得大幅值的膜片位移，又能保持膜片构件的伸缩变形和应力很小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无余隙桶形隔膜压缩机，以解决上述技术问题。

为了实现上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种无余隙桶形隔膜压缩机，包括：活塞、液压油缸、膜片座板、无余隙的桶形隔膜和阀板；

活塞安装于液压油缸中；液压油缸上安装有膜片座板；

膜片座板上固定有阀板；

膜片座板与阀板之间形成膜腔，膜片座板上设有若干连通膜腔的通孔；

膜腔中安装有无余隙桶形隔膜。

进一步的，无余隙桶形隔膜由桶底膜片、环状法兰片和桶体波纹管构成；环状法兰片固定在阀板上；桶底膜片和环状法兰片之间通过桶体波纹管连接。

进一步的，波纹管的每一个波纹节截面形状为U形状，U形的开口朝外径方向，U型的底部朝内径方向，一个U型为一个波纹节；一个波纹节包括一个U形截面波纹管槽底连接在 U形截面波纹管槽底两侧的两个U形截面波纹管侧壁；波纹节与相邻的波纹节之间，在U形截面波纹管侧壁的顶端处通过焊接连成一体。

进一步的，无余隙桶形隔膜的桶底膜片厚度tp＝0.5～1.5mm；

膜腔的形截面波纹管壁厚度tc取0.3～1mm，

U型波纹节的节距ej为2～8mm

无余隙桶形隔膜的U形波纹部分的外径与内径之差为Dd；Dd＝15～50mm；

一个波纹节的伸缩变形值δ为0.5～3mm。

进一步的，还包括气缸盖；阀板通过气缸盖固定在膜片座板上。

进一步的，阀板上安装有排气接口和吸气接口。

进一步的，当油压活塞处在上止点时，无余隙桶形隔膜的桶底膜片与膜腔中的阀板之间距离为零；