活塞往復式壓縮機餘隙無級調節裝置的製作方法

2023-09-23 20:53:25 1

專利名稱：活塞往復式壓縮機餘隙無級調節裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空氣壓縮機，具體涉及活塞往復式壓縮機，特別是活塞往復式壓縮機上 使用的餘隙調節裝置。
背景技術：
活塞往復式壓縮機作為流程壓縮機在國民經濟支柱產業石油、化工等行業有著廣泛的應 用。壓縮機的額定排氣量由設計時所確定，然而化工、煉油生產過程中由於工藝流程的變化、 原料種類的變更以及市場需求的變化都要求活塞往復式壓縮機的排氣量能在較大的範圍內進 行無級調節。
目前，活塞往復式空氣壓縮機一般採用旁路節流調節方式，雖然這種調節方法簡單可靠， 但壓縮機始終處於滿負荷工作，因此能耗巨大。此外，這種調節方式為分級調節，級間壓力 較難控制，入口管網的氣體壓力波動範圍很大。
為克服上述缺陷，CN101029636A公開了一種"往復式壓縮機餘隙調節方法"，該方法利 用部分行程頂開進氣閥調節原理(吸完進氣後進氣閥被頂開一段時間，達到規定的氣量時才 關閉)設計的一種調節機構(利用液壓分配器實現頂開進氣閥的控制)。這種調節方式具有良 好的節能效果，可實現無級調節，但由於需要精確計算頂開進氣閥閥片的時間、執行器動力 快速高頻切換、執行部件的快速響應(毫秒級)，因此對控制器和電磁閥都有極高的要求。 發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種活塞往復式壓縮機餘隙無級調節裝置，該 裝置使壓縮機排氣量能在較大的範圍內進行無級調節，節能效果好，操控簡單。 本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是
活塞往復式壓縮機餘隙無級調節裝置，它包括餘隙容積缸、設置在餘隙容積缸內的餘隙 容積缸活塞、用於驅動餘隙容積缸活塞的動力系統及其控制系統； 餘隙容積缸的一端與壓縮機氣缸缸頭外側氣缸聯通。
上述方案中，動力系統包括液壓伺服缸、設置在液壓伺服缸內的液壓伺服缸活塞、兩條 液壓管路、泵、連杆；
兩條液壓管路分別與液壓伺服缸活塞兩側的液壓伺服缸聯通，泵通過液壓管路驅動液壓 伺服缸活塞；
液壓伺服缸的一端與餘隙容積缸的另一端連接，液壓伺服缸活塞通過連杆與餘隙容積缸 活塞連接。
上述方案中，控制系統包括用於控制液壓管路內液壓方向的伺服換向閥及其控制機構。 上述方案中，伺服換向閥為機械伺服換向閥，其控制機構包括伺服氣缸、設置在伺服氣
缸內的伺服氣缸活塞、輸出氣壓管路、設定氣壓管路、伺服換向閥連杆；伺服氣缸通過伺服
換向閥連杆驅動機械伺服換向閥；兩條氣壓管路的分別與伺服氣缸活塞兩側的伺服氣缸聯通；輸出氣壓管路的另一端與壓 縮機輸出管路聯通。
上述方案中，伺服換向閥為電磁伺服換向閥，其控制機構包括控制器、壓力傳感器； 壓力傳感器設置在壓縮機輸出管路內，其輸出端與控制器連接； 電磁伺服換向閥由控制器控制。 上述方案中，液壓管路上設有閥門。 與現有技術相比，本實用新型裝置具有以下優點
1、 餘隙無級調節裝置包括餘隙容積缸、設置在餘隙容積缸內的餘隙容積缸活塞、用於驅 動餘隙容積缸活塞的動力系統及其控制系統；餘隙容積缸的一端與缸頭外側氣缸聯通。壓縮 機可根據需要，通過動力系統及其控制系統調節餘隙容積缸活塞在餘隙容積缸內的位置，從 而調節壓縮機氣缸的餘隙容積，使得壓縮機輸出氣量能在較大的範圍內進行無級調節，節能 效果好，操控簡單，能連續自動地調整壓縮機餘隙容積的大小，保持輸出氣量的壓力穩定。
2、 動力系統包括液壓伺服缸，餘隙容積缸活塞由液壓伺服缸驅動，液壓伺服缸反應快， 結構簡單，克服了以往反饋不及時和調節嚴重滯後的問題，能在運行過程中及時自動地調節。
3、 液壓伺服缸可由伺服換向閥控制，控制、操作方便。
4、 伺服換向閥為機械伺服換向閥，機械伺服換向閥可由伺服氣缸控制，控制、操作方便， 結構簡單。
5、 伺服換向閥為電磁伺服換向閥，電磁伺服換向閥由控制器控制，也可以克服以往反饋 不及時和調節嚴重滯後的問題。
6、 液壓管路上設有閥門，在無需調節壓縮機排氣量時，可將其關閉，當往復式壓縮機在 壓縮行程時，使液壓伺服缸能承受較大的背壓。
本實用新型餘隙無級調節裝置結構簡單，無需對現有活塞往復式壓縮機進行重新設計， 改造也很方便，改造時，只需卸下原有氣缸的缸蓋，將餘隙無級調節裝置安裝在壓縮機的外 側缸頭上即可。

圖1為具有本實用新型餘隙無級調節裝置的活塞往復式壓縮機的結構示意圖 圖2為本實用新型餘隙無級調節裝置實施例1的工作原理圖 圖3為本實用新型餘隙無級調節裝置實施例2的工作原理圖
圖中l一氣缸，101 —缸頭外側氣缸，102 —缸頭內側氣缸，103 —氣缸活塞，2 —液壓鎖 閥門，3 —餘隙容積缸，301—餘隙容積缸活塞，4一液壓伺服缸，401—液壓伺服缸活塞，402 一液壓管路，5 —連杆，6 —電磁伺服換向閥，7 —壓縮機輸出管路，8 —泵，9一伺服氣缸，901 一伺服氣缸活塞，902—輸出氣壓管路，903 —設定氣壓管路，IO —機械伺服換向閥，ll一伺 服換向闊連杆，12 —控制器，13 —壓力傳感器。
具體實施方式

如圖1所示的具有本實用新型餘隙無級調節裝置的活塞往復式壓縮機，壓縮機包括壓縮 機輸出管路、四個氣缸1，氣缸1內設有氣缸活塞103，氣缸活塞103將氣缸1分為缸頭外側氣缸IOI、缸頭內側氣缸102。
如圖l、 2所示的本實用新型餘隙無級調節裝置實施例1，它包括餘隙容積缸3、設置在 餘隙容積缸3內的餘隙容積缸活塞301、用於驅動餘隙容積缸活塞301的動力系統及其控制 系統。
動力系統包括液壓伺服缸4、設置在液壓伺服缸4內的液壓伺服缸活塞401、兩條液壓管 路402、泵8、連杆5。兩條液壓管路402分別與液壓伺服缸活塞401兩側的液壓伺服缸4聯 通，泵8通過液壓管路402驅動液壓伺服缸活塞401。餘隙容積缸3的一端與缸頭外側氣缸 101聯通，液壓伺服缸4的一端與餘隙容積缸3的另一端連接，液壓伺服缸活塞401通過連 杆5與餘隙容積缸活塞301連接。
控制系統包括用於控制液壓管路402內液壓方向的伺服換向閥及其控制機構。伺服換向 閥為機械伺服換向閥IO，其控制機構包括伺服氣缸9、設置在伺服氣缸9內的伺服氣缸活塞 901、輸出氣壓管路902、設定氣壓管路903、伺服換向閥連杆ll。伺服氣缸9通過伺服換向 閥連杆11驅動機械伺服換向閥10。兩條氣壓管路902的分別與伺服氣缸活塞901兩側的伺 服氣缸9聯通；輸出氣壓管路902的另一端與壓縮機輸出管路7聯通。
液壓管路402上設有閥門，閥門為液壓鎖閥門2。
本實用新型實施例1的工作原理為伺服氣缸9兩側分別與壓縮機輸出管路7和設定氣 壓管路903相連接。當壓縮機輸出管路7輸出的實際壓力小於設定運行壓力時，伺服氣缸9 通過伺服換向閥連杆11控制機械伺服換向閥10向左移動，泵8向液壓伺服缸4的右側油腔 供給壓力油，使液壓伺服缸活塞401向相應的向左方向運動，驅動餘隙容積缸3的活塞向左 移動，降低餘隙容積，使得壓縮機的輸出量增加。同理，當壓縮機輸出管路7輸出的實際壓 力大於設定運行壓力時，裝置的餘隙容積缸3活塞向右移動，增加餘隙容積，使得壓縮機的 輸出量減少。本實用新型餘隙無級調節裝置可連續自動地無級調整餘隙容積的大小，從而可 連續自動地無級調整壓縮機的輸出量大小。
如圖3所示的本實用新型餘隙無級調節裝置實施例2，它與實施例1的區別在於它的 伺服換向閥為電磁伺服換向閥6，其控制機構包括控制器12、壓力傳感器13;控制器12為 工業控制器。壓力傳感器13設置在壓縮機輸出管路7內，壓力傳感器13設置在壓縮機輸出 管路7內，其輸出端與控制器12連接。電磁伺服換向閥6由控制器12控制。
本實用新型實施例2，壓力傳感器13、電磁伺服換向閥6、控制器12組成全自動的餘隙 自動調節系統。所有控制與調節均通過控制器12完成，調節靈活性和精度比較高，同時能實 現操作室的自動監控。
本實用新型餘隙無級調節裝置實施例2中還可以加入用於檢測液壓伺服缸活塞401實際 位移的位移傳感器，位移傳感器的輸出端與控制器12連接，以反應本實用新型餘隙無級調節 裝置的實際調節量。
權利要求1、活塞往復式壓縮機餘隙無級調節裝置，其特徵在於它包括餘隙容積缸(3)、設置在餘隙容積缸(3)內的餘隙容積缸活塞(301)、用於驅動餘隙容積缸活塞(301)的動力系統及其控制系統；餘隙容積缸(3)的一端與壓縮機氣缸(1)缸頭外側氣缸(101)聯通。
2、 如權利要求l所述的餘隙無級調節裝置，其特徵在於動力系統包括液壓伺服缸(4)、 設置在液壓伺服缸(4)內的液壓伺服缸活塞(401)、兩條液壓管路(402)、泵(8)、連杆(5);兩條液壓管路(402)分別與液壓伺服缸活塞(401)兩側的液壓伺服缸(4)聯通，泵(8) 通過液壓管路(402)驅動液壓伺服缸活塞(401);液壓伺服缸(4)的一端與餘隙容積缸(3)的另一端連接，液壓伺服缸活塞(401)通過 連杆(5)與餘隙容積缸活塞(301)連接。
3、 如權利要求2所述的餘隙無級調節裝置，其特徵在於控制系統包括用於控制液壓管 路(402)內液壓方向的伺服換向閥及其控制機構。
4、 如權利要求3所述的餘隙無級調節裝置，其特徵在於伺服換向閥為機械伺服換向閥 (10)，其控制機構包括伺服氣缸(9)、設置在伺服氣缸(9)內的伺服氣缸活塞(901)、輸出氣壓管路(902)、設定氣壓管路(903)、伺服換向閥連杆(11);伺服氣缸(9)通過伺服 換向閥連杆(11)驅動機械伺服換向閥(10);兩條氣壓管路(902)的分別與伺服氣缸活塞(901)兩側的伺服氣缸(9)聯通；輸出氣 壓管路(902)的另一端與壓縮機輸出管路(7)聯通。
5、 如權利要求3所述的餘隙無級調節裝置，其特徵在於伺服換向閥為電磁伺服換向閥 (6)，其控制機構包括控制器(12)、壓力傳感器(13);壓力傳感器(13)設置在壓縮機輸出管路(7)內，其輸出端與控制器(12)連接； 電磁伺服換向閥(6)由控制器(12)控制。
6、 如權利要求2所述的餘隙無級調節裝置，其特徵在於液壓管路(402)上設有閥門。
專利摘要本實用新型涉及活塞往復式壓縮機餘隙無級調節裝置，它包括餘隙容積缸(3)、設置在餘隙容積缸(3)內的餘隙容積缸活塞(301)、用於驅動餘隙容積缸活塞(301)的動力系統及其控制系統；餘隙容積缸(3)的一端與壓縮機氣缸(1)缸頭外側氣缸(101)聯通。本實用新型裝置優點壓縮機可根據需要，通過動力系統及其控制系統調節餘隙容積缸活塞在餘隙容積缸內的位置，從而調節壓縮機氣缸的餘隙容積，使得壓縮機輸出氣量能在較大的範圍內進行無級調節，節能效果好，操控簡單，能連續自動地調整壓縮機餘隙容積的大小，保持輸出氣量的壓力穩定。
文檔編號F15B11/08GK201225264SQ20082006689
公開日2009年4月22日 申請日期2008年5月6日 優先權日2008年5月6日
發明者釗 萬, 沈順成, 黃小文 申請人:武漢理工大學