[发明专利]一种自风冷活塞式压缩机

说明书

本发明是一种自风冷活塞式压缩机，通过对气缸进行结构改进，增加电磁开关阀、风冷进排气单向阀，将压缩机气体压缩与风冷进行一体化设计，通过压力传感器和温度传感器实时采集气体状态信息，并根据气体的温度和压力状态切换压缩机处于气体压缩和自风冷的工作状态，这不但大大降低了压缩机的体积和重量，也为压缩机实现高压微型化设计提供了实现条件。

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其适用于活塞式微型高压压缩机领域。

背景技术

活塞式压缩机作为一种容积型往复式压缩机，依靠活塞的往复运动改变气体的容积，输出高压气体，因输出压力高、流量大等优点被应用于机械、建筑、航空、航天、化工、冶金、船舶等多个行业。气体在压缩过程中会产生大量的热量，如果不及时散掉，不仅会造成压缩效率迅速降低、能耗增加，而且还会产生热应力导致气缸疲劳损伤、寿命缩短，甚至直接导致压缩机停机故障。目前压缩机主要采用水冷或风冷这两种方式来冷却，水冷是通过搭建水冷循环系统对压缩机进行冷却，体积重量大且耗能高，一般应用于大型高压压缩机，而风冷一般是通过增加风扇对压缩机表面进行强迫对流散热，一般应用于中小型压缩机。微型高压压缩机作为一种结构紧凑型压缩机，对其散热降温是首先需要解决的问题，设计出高效、节能、体积小、重量轻的风冷装置是压缩机实现高压微型化的关键所在。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种自风冷活塞式压缩机，将压缩机气体压缩与风冷进行一体化设计，通过对压缩机气缸结构改进形成风冷回路，并增加电磁阀和风冷进排气单向阀，根据气体的温度和压力状态来控制压缩机处于气体压缩还是自风冷的工作状态，这样将压缩机的体积和重量大大降低。

为实现上述目的，本发明为一种自冷却活塞压缩机，包括：电机、曲轴、外壳、缸筒、活塞、配流盘、进气单向阀、排气单向阀、温度传感器、进气电磁阀、排气电磁阀、风冷进气单向阀和风冷排气单向阀。电机通过曲轴带动活塞实现往复直线运动，与进气单向阀、排气单向阀配合形成气体压缩回路对外输出高压气体，同时还可与缸筒和外壳配合形成的风冷气体流道、电磁阀、风冷进排气单向阀形成自风冷回路，对压缩机缸筒进行风冷冷却。

压缩机一般是将输出高压气体注入储气瓶内，储气瓶内气体压力高于设定值时压缩机停机，储气瓶内气体压力低于设定值时压缩机启动，因此压缩机属于非连续型工作设备。采用压缩机气体压缩与风冷一体化设计，可实现忙时压缩气体，闲时风冷，从而可将压缩机体积和重量大大降低。

自冷却活塞式压缩机工作过程：电机通过曲轴带动活塞实现往复直线运动，当电磁阀关闭时，压缩机处于气体压缩工作状态，通过配合进排气单向实现吸气和压缩，输出高压气体。当温度传感器测试气缸内的气体温度高于设定值时，压缩机处于风冷工作状态，电磁阀打开，由于风冷进排气单向阀的开启压力和流阻明显小于进排气单向阀，此时活塞通过风冷进排气单向阀和风冷气体流道进行吸排气，实现对压缩机强迫对流换热。由于风冷排气压力低，负载小，此时调高电机转速，增大风冷气体进排气流量，散热效果明显提高。当温度传感器低于设定值时，关闭电磁阀，压缩机可以恢复压缩工作状态，继续输出高压气体。

优选地，电机选用调速电机，当压缩机处于气体压缩工作状态时，调低电机转速，输出高压气体，当压缩机处于风冷工作状态时，调高电机转速，增大风冷气体流量，冷却效果明显。

优选地，风冷进排气单向阀的开启压力和流阻明显低于进排气单向阀。

优选地，安装1～3组风冷进排气单向阀，可降低分冷回路流阻，增大风冷气体流量。

本发明为自风冷活塞式压缩机，通过对气缸结构进行改进，使得压缩机既可以进行气体压缩又可以实现自风冷，提高压缩机工作效率，延长使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明进行说明。其中：

图1是根据本发明一个实施方式的自风冷活塞式压缩机工作原理图；