专利名称：活塞往复式压缩机余隙无级调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气压縮机，具体涉及活塞往复式压縮机，特别是活塞往复式压縮机上 使用的余隙调节装置。
背景技术：
活塞往复式压缩机作为流程压縮机在国民经济支柱产业石油、化工等行业有着广泛的应 用。压縮机的额定排气量由设计时所确定，然而化工、炼油生产过程中由于工艺流程的变化、 原料种类的变更以及市场需求的变化都要求活塞往复式压縮机的排气量能在较大的范围内进 行无级调节。
目前，活塞往复式空气压縮机一般采用旁路节流调节方式，虽然这种调节方法简单可靠， 但压縮机始终处于满负荷工作，因此能耗巨大。此外，这种调节方式为分级调节，级间压力 较难控制，入口管网的气体压力波动范围很大。
为克服上述缺陷，CN101029636A公开了一种"往复式压缩机余隙调节方法"，该方法利 用部分行程顶开进气阀调节原理(吸完进气后进气阀被顶开一段时间，达到规定的气量时才 关闭)设计的一种调节机构(利用液压分配器实现顶开进气阀的控制)。这种调节方式具有良 好的节能效果，可实现无级调节，但由于需要精确计算顶开进气阀阀片的时间、执行器动力 快速高频切换、执行部件的快速响应(毫秒级)，因此对控制器和电磁阀都有极高的要求。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种活塞往复式压縮机余隙无级调节装置，该 装置使压縮机排气量能在较大的范围内进行无级调节，节能效果好，操控简单。 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是
活塞往复式压縮机余隙无级调节装置，它包括余隙容积缸、设置在余隙容积缸内的余隙 容积缸活塞、用于驱动余隙容积缸活塞的动力系统及其控制系统； 余隙容积缸的一端与压缩机气缸缸头外侧气缸联通。
上述方案中，动力系统包括液压伺服缸、设置在液压伺服缸内的液压伺服缸活塞、两条 液压管路、泵、连杆；
两条液压管路分别与液压伺服缸活塞两侧的液压伺服缸联通，泵通过液压管路驱动液压 伺服缸活塞；
液压伺服缸的一端与余隙容积缸的另一端连接，液压伺服缸活塞通过连杆与余隙容积缸 活塞连接。
上述方案中，控制系统包括用于控制液压管路内液压方向的伺服换向阀及其控制机构。 上述方案中，伺服换向阀为机械伺服换向阀，其控制机构包括伺服气缸、设置在伺服气
缸内的伺服气缸活塞、输出气压管路、设定气压管路、伺服换向阀连杆；伺服气缸通过伺服
换向阀连杆驱动机械伺服换向阀；两条气压管路的分别与伺服气缸活塞两侧的伺服气缸联通；输出气压管路的另一端与压 缩机输出管路联通。
上述方案中，伺服换向阀为电磁伺服换向阀，其控制机构包括控制器、压力传感器； 压力传感器设置在压縮机输出管路内，其输出端与控制器连接； 电磁伺服换向阀由控制器控制。 上述方案中，液压管路上设有阀门。 与现有技术相比，本实用新型装置具有以下优点
1、 余隙无级调节装置包括余隙容积缸、设置在余隙容积缸内的余隙容积缸活塞、用于驱 动余隙容积缸活塞的动力系统及其控制系统；余隙容积缸的一端与缸头外侧气缸联通。压缩 机可根据需要，通过动力系统及其控制系统调节余隙容积缸活塞在余隙容积缸内的位置，从 而调节压缩机气缸的余隙容积，使得压縮机输出气量能在较大的范围内进行无级调节，节能 效果好，操控简单，能连续自动地调整压缩机余隙容积的大小，保持输出气量的压力稳定。
2、 动力系统包括液压伺服缸，余隙容积缸活塞由液压伺服缸驱动，液压伺服缸反应快， 结构简单，克服了以往反馈不及时和调节严重滞后的问题，能在运行过程中及时自动地调节。
3、 液压伺服缸可由伺服换向阀控制，控制、操作方便。
4、 伺服换向阀为机械伺服换向阀，机械伺服换向阀可由伺服气缸控制，控制、操作方便， 结构简单。
5、 伺服换向阀为电磁伺服换向阀，电磁伺服换向阀由控制器控制，也可以克服以往反馈 不及时和调节严重滞后的问题。
6、 液压管路上设有阀门，在无需调节压缩机排气量时，可将其关闭，当往复式压缩机在 压缩行程时，使液压伺服缸能承受较大的背压。
本实用新型余隙无级调节装置结构简单，无需对现有活塞往复式压缩机进行重新设计， 改造也很方便，改造时，只需卸下原有气缸的缸盖，将余隙无级调节装置安装在压縮机的外 侧缸头上即可。
图1为具有本实用新型余隙无级调节装置的活塞往复式压縮机的结构示意图 图2为本实用新型余隙无级调节装置实施例1的工作原理图 图3为本实用新型余隙无级调节装置实施例2的工作原理图
图中l一气缸，101 —缸头外侧气缸，102 —缸头内侧气缸，103 —气缸活塞，2 —液压锁 阀门，3 —余隙容积缸，301—余隙容积缸活塞，4一液压伺服缸，401—液压伺服缸活塞，402 一液压管路，5 —连杆，6 —电磁伺服换向阀，7 —压缩机输出管路，8 —泵，9一伺服气缸，901 一伺服气缸活塞，902—输出气压管路，903 —设定气压管路，IO —机械伺服换向阀，ll一伺 服换向阔连杆，12 —控制器，13 —压力传感器。
具体实施方式
如图1所示的具有本实用新型余隙无级调节装置的活塞往复式压縮机，压缩机包括压缩 机输出管路、四个气缸1，气缸1内设有气缸活塞103，气缸活塞103将气缸1分为缸头外侧气缸IOI、缸头内侧气缸102。
如图l、 2所示的本实用新型余隙无级调节装置实施例1，它包括余隙容积缸3、设置在 余隙容积缸3内的余隙容积缸活塞301、用于驱动余隙容积缸活塞301的动力系统及其控制 系统。
动力系统包括液压伺服缸4、设置在液压伺服缸4内的液压伺服缸活塞401、两条液压管 路402、泵8、连杆5。两条液压管路402分别与液压伺服缸活塞401两侧的液压伺服缸4联 通，泵8通过液压管路402驱动液压伺服缸活塞401。余隙容积缸3的一端与缸头外侧气缸 101联通，液压伺服缸4的一端与余隙容积缸3的另一端连接，液压伺服缸活塞401通过连 杆5与余隙容积缸活塞301连接。
控制系统包括用于控制液压管路402内液压方向的伺服换向阀及其控制机构。伺服换向 阀为机械伺服换向阀IO，其控制机构包括伺服气缸9、设置在伺服气缸9内的伺服气缸活塞 901、输出气压管路902、设定气压管路903、伺服换向阀连杆ll。伺服气缸9通过伺服换向 阀连杆11驱动机械伺服换向阀10。两条气压管路902的分别与伺服气缸活塞901两侧的伺 服气缸9联通；输出气压管路902的另一端与压缩机输出管路7联通。
液压管路402上设有阀门，阀门为液压锁阀门2。
本实用新型实施例1的工作原理为伺服气缸9两侧分别与压縮机输出管路7和设定气 压管路903相连接。当压缩机输出管路7输出的实际压力小于设定运行压力时，伺服气缸9 通过伺服换向阀连杆11控制机械伺服换向阀10向左移动，泵8向液压伺服缸4的右侧油腔 供给压力油，使液压伺服缸活塞401向相应的向左方向运动，驱动余隙容积缸3的活塞向左 移动，降低余隙容积，使得压縮机的输出量增加。同理，当压缩机输出管路7输出的实际压 力大于设定运行压力时，装置的余隙容积缸3活塞向右移动，增加余隙容积，使得压缩机的 输出量减少。本实用新型余隙无级调节装置可连续自动地无级调整余隙容积的大小，从而可 连续自动地无级调整压縮机的输出量大小。
如图3所示的本实用新型余隙无级调节装置实施例2，它与实施例1的区别在于它的 伺服换向阀为电磁伺服换向阀6，其控制机构包括控制器12、压力传感器13;控制器12为 工业控制器。压力传感器13设置在压缩机输出管路7内，压力传感器13设置在压缩机输出 管路7内，其输出端与控制器12连接。电磁伺服换向阀6由控制器12控制。
本实用新型实施例2，压力传感器13、电磁伺服换向阀6、控制器12组成全自动的余隙 自动调节系统。所有控制与调节均通过控制器12完成，调节灵活性和精度比较高，同时能实 现操作室的自动监控。
本实用新型余隙无级调节装置实施例2中还可以加入用于检测液压伺服缸活塞401实际 位移的位移传感器，位移传感器的输出端与控制器12连接，以反应本实用新型余隙无级调节 装置的实际调节量。
权利要求1、活塞往复式压缩机余隙无级调节装置，其特征在于它包括余隙容积缸(3)、设置在余隙容积缸(3)内的余隙容积缸活塞(301)、用于驱动余隙容积缸活塞(301)的动力系统及其控制系统；余隙容积缸(3)的一端与压缩机气缸(1)缸头外侧气缸(101)联通。
2、 如权利要求l所述的余隙无级调节装置，其特征在于动力系统包括液压伺服缸(4)、 设置在液压伺服缸(4)内的液压伺服缸活塞(401)、两条液压管路(402)、泵(8)、连杆(5);两条液压管路(402)分别与液压伺服缸活塞(401)两侧的液压伺服缸(4)联通，泵(8) 通过液压管路(402)驱动液压伺服缸活塞(401);液压伺服缸(4)的一端与余隙容积缸(3)的另一端连接，液压伺服缸活塞(401)通过 连杆(5)与余隙容积缸活塞(301)连接。
3、 如权利要求2所述的余隙无级调节装置，其特征在于控制系统包括用于控制液压管 路(402)内液压方向的伺服换向阀及其控制机构。
4、 如权利要求3所述的余隙无级调节装置，其特征在于伺服换向阀为机械伺服换向阀 (10)，其控制机构包括伺服气缸(9)、设置在伺服气缸(9)内的伺服气缸活塞(901)、输出气压管路(902)、设定气压管路(903)、伺服换向阀连杆(11);伺服气缸(9)通过伺服 换向阀连杆(11)驱动机械伺服换向阀(10);两条气压管路(902)的分别与伺服气缸活塞(901)两侧的伺服气缸(9)联通；输出气 压管路(902)的另一端与压缩机输出管路(7)联通。
5、 如权利要求3所述的余隙无级调节装置，其特征在于伺服换向阀为电磁伺服换向阀 (6)，其控制机构包括控制器(12)、压力传感器(13);压力传感器(13)设置在压縮机输出管路(7)内，其输出端与控制器(12)连接； 电磁伺服换向阀(6)由控制器(12)控制。
6、 如权利要求2所述的余隙无级调节装置，其特征在于液压管路(402)上设有阀门。
专利摘要本实用新型涉及活塞往复式压缩机余隙无级调节装置，它包括余隙容积缸(3)、设置在余隙容积缸(3)内的余隙容积缸活塞(301)、用于驱动余隙容积缸活塞(301)的动力系统及其控制系统；余隙容积缸(3)的一端与压缩机气缸(1)缸头外侧气缸(101)联通。本实用新型装置优点压缩机可根据需要，通过动力系统及其控制系统调节余隙容积缸活塞在余隙容积缸内的位置，从而调节压缩机气缸的余隙容积，使得压缩机输出气量能在较大的范围内进行无级调节，节能效果好，操控简单，能连续自动地调整压缩机余隙容积的大小，保持输出气量的压力稳定。
文档编号F15B11/08GK201225264SQ20082006689
公开日2009年4月22日 申请日期2008年5月6日 优先权日2008年5月6日
发明者钊 万, 沈顺成, 黄小文 申请人:武汉理工大学