一种气液交换机构及具有该机构的气液交换式气体压缩机的制作方法

本实用新型涉及机械领域，具体地说，涉及一种气液交换机构及具有该机构的气液交换式气体压缩机。

背景技术：

气体压缩机是一种用途非常广泛的通用机械，在压缩空气、天然气压缩与运输、化工、制冷等领域中是必不可少的生产设备，可以说在所有涉及到压缩气体以及通过压缩气体来生产和运行的领域中都离不开气体压缩机。目前，广泛应用于各个气体领域的气体压缩机主要有往复式压缩机和旋转式压缩机两大类，其中，往复式压缩机包括各种活塞式压缩机和往复液压式压缩机等，旋转式压缩机包括各种螺杆式压缩机、离心式压缩机、轴流式压缩机、液环式压缩机、滑片式压缩机、涡旋式压缩机等。

上述气体压缩机正常运行时，始终存在着一个共同的技术缺陷——上述气体压缩机在压缩气体时，总有相当一部分气体需要重复压缩才能最终压入高压区域。例如在往复式压缩机中，往复件(活塞)与气缸顶部之间必须留有一定的间隙，这样才能保证往复件正常运行以及正常压缩气体，如果往复件与气缸顶部之间没有间隙，将导致往复件与气缸顶部相撞或液击等现象的发生，进而损坏往复式压缩机，因此在往复式压缩机中，往复件与气缸顶部之间必须留有一定的间隙，然而，往复件与气缸顶部之间必须留有的间隙又导致了总有一部分气体滞留在此间隙当中而不能一次性地压入高压区域，这样就导致了往复式压缩机在压缩气体的过程中总有一部分气体需要重复压缩才能够最终压入高压区域；又例如在各种旋转式压缩机中，旋转件(螺杆、叶片、滑片、转子、涡旋件等)与固定气缸体之间必须留有一定的间隙，这样才能保证旋转件正常运行以及正常压缩气体，如果旋转件与固定气缸体之间没有间隙，将导致旋转件与固定气缸体之间相互摩擦或相互撞击等现象的发生，进而损坏旋转式压缩机，因此在旋转式压缩机中，旋转件与固定气缸体之间必须留有一定的间隙，然而，旋转件与固定气缸体之间必须留有的间隙又导致了总有一部分压缩好了的高压气体通过这些间隙从高压区域泄漏到低压区域，然后又通过旋转件重复压入高压区域，这样就导致了旋转式压缩机在压缩气体的过程中总有一部分气体需要重复压缩才能够最终压入高压区域。综上所述，现有的各种常用的气体压缩机在压缩气体时，气体被重复压缩是它们所存在的共有的技术缺陷，这种技术缺陷导致了现有的各种常用的气体压缩机运行时需要消耗和浪费大量的能量才能生产压缩气体。

上述气体压缩机存在的另一个共同的技术缺陷是：在将低压气体压缩成高压以及超高压气体时，必须使用多级压缩的方式才能达到目的。例如在各种往复式压缩机中，往复件(活塞)压缩行程开始时往复件(活塞)与气缸顶部之间的最远距离决定了该往复式压缩机的最高压缩比，要想提高往复式压缩机的压缩比就必须得增加往复件(活塞)压缩行程开始时往复件(活塞)与气缸顶部之间的最远距离，显然，在往复式压缩机中，往复件(活塞)压缩行程开始时往复件(活塞)与气缸顶部之间的最远距离不可能无限的拉长，这样一来，往复式压缩机就会变得很庞大，同时受到机械强度、稳定性、润滑、冷却等因素的限制，往复式压缩机的单级压缩比始终是有限的，因此，往复式压缩机在将低压气体压缩成高压以及超高压气体时，必须使用多级压缩的方式才能达到目的。又例如在各种旋转式压缩机中，旋转件(螺杆、叶片、滑片、转子、涡旋件等)与固定气缸体之间必须留有一定的间隙，这样才能保证旋转件正常运行以及正常压缩气体，而旋转件与固定气缸体之间必须留有的间隙又导致了总有一部分压缩好了的高压气体通过这些间隙从高压区域泄漏到低压区域，并且旋转式压缩机中的压缩级数越少，高压气体从高压区域泄漏到低压区域的阻力就越小，高压气体也就越容易从高压区域泄漏到低压区域，因此，在实际生产中，旋转式压缩机总是需要多级压缩才能将低压气体压缩成高压或超高压气体，甚至于在许多旋转式压缩机(例如螺杆式压缩机、滑片式压缩机、涡旋式压缩机等)中，旋转件与固定气缸体之间必须留有的间隙，使得它们即使增加了压缩级数也无法将低压气体压缩成高压或超高压气体。

技术实现要素：

本实用新型提供一种气液交换机构，并在该气液交换机构的基础上提供一种气液交换式气体压缩机，所要解决的技术问题是传统气体压缩机中一部分气体需要重复压缩才能压入高压领域的问题，以及传统气体压缩机中生产高压及超高压气体时需要多级压缩才能生产的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

本实用新型提供一种气液交换机构，包括气液交换件、支承装置、密封凸台、侧面密封总成和端头密封总成，所述气液交换件通过所述支承装置支承在所述密封凸台中，所述气液交换件的两端通过端头密封总成与密封凸台相连接，所述气液交换件通过套设在其两侧的侧面密封总成连接在密封凸台上。

进一步的，所述密封凸台包括密封凸台底板和设置在密封凸台底板上的中空的凸台本体，所述密封凸台底板上设置有多个密封凸台连接部，所述凸台本体的上部设置有密封凸台开口，所述密封凸台开口的两端以及两侧均具有光滑的外表面，所述气液交换件套接在密封凸台开口当中。

在气液交换机构中，密封凸台的作用是：与气液交换件、侧面密封总成、端头密封总成等共同作用，从而将高压容器与低压容器相互隔开，并相互密封；同时保证高压容器内部的液体与低压容器内部的气体能够通过气液交换件进行交换。在装配时，该密封凸台中空部位与低压气体腔室相连通。

进一步的，所述气液交换件包括：

气液交换件本体，所述气液交换件本体为圆柱形的柱体并套接在密封凸台开口当中；

气液交换凹槽，所述气液交换凹槽为至少一个分布在所述气液交换件本体的外侧面上的凹槽，所述气液交换凹槽能够被所述密封弧面所完全覆盖。

气液交换件支撑连接部，所述气液交换件支撑连接部与所述气液交换件本体连为一体，所述气液交换件支撑连接部与支承装置相连接；

定位连接孔，所述定位连接孔设置在所述气液交换件本体的两端，所述气液交换件本体通过定位连接孔与端头密封总成相连接。

进一步的，所述端头密封总成包括：

端头密封件，所述端头密封件包括具有光滑外表面的圆筒状的内筒和密封贴面，所述内筒套接在所述气液交换件本体上并相互密封，所述密封贴面为与所述内筒的轴线相垂直的光滑的平面，所述密封贴面与所述内筒相互交接；

端头密封总成预紧件，所述端头密封总成预紧件与所述端头密封件相连接，并作用于所述端头密封件，以使得所述端头密封件在预紧力的作用下始终与所述密封凸台以及所述侧面密封总成紧密贴合；

端头密封件定位件：所述端头密封件定位件包括用于与所述气液交换件本体固定连接的端头固定连接部以及用于与所述端头密封件活动连接的端头活动连接部，所述端头密封件定位件通过端头固定连接部固定安装于所述气液交换件本体的两端并通过端头活动连接部与所述端头密封件活动连接。

进一步的，所述侧面密封总成包括：

侧面密封件，所述侧面密封件中设置有光滑的密封弧面，所述密封弧面的弧度与所述气液交换件本体的弧度相吻合，所述侧面密封件的两端设置有具有光滑外表面的侧面端头密封面，所述侧面端头密封面与所述密封弧面相互交接，所述侧面密封件中设置有具有光滑外表面的密封底面，所述密封底面与所述侧面端头密封面相互交接，所述密封底面与所述密封凸台开口两侧的光滑的外表面紧密贴合，所述侧面密封件上还设置有活动连接部；

侧面密封总成预紧件：所述侧面密封件预紧件与所述侧面密封件相连接并作用于所述侧面密封件，以使得所述侧面密封件在预紧力的作用下始终与所述气液交换件本体紧密贴合；

侧面定位件：所述侧面定位件通过连接件固定安装于所述密封凸台上，所述侧面定位件中设置有用于与所述侧面密封件活动连接的侧面活动连接部，所述侧面活动连接部与所述侧面密封件上设置的活动连接部活动连接。

进一步的，所述密封弧面的长度大于每个气液交换件凹槽的长度，所述密封弧面的弧度大于每个气液交换凹槽的弧度，以使得所述密封弧面能够覆盖每个气液交换凹槽，所述侧面密封总成预紧件为弹簧或者磁体，所述端头密封总成预紧件为弹簧或磁体，所述侧面密封件的长度与所述凸台本体上设置的密封凸台开口的长度相一致。

在气液交换机构中，侧面密封总成的作用是密封气液交换件本体外圆与密封凸台开口两侧之间的间隙。气液交换机构运行的过程中，当侧面密封件中的密封弧面对某个气液交换凹槽完全覆盖时，处于该气液交换件凹槽内部的流体处于密封状态，即处于该气液交换件凹槽内部的流体此时既不能与高压容器内部相连通，也不能与低压容器内部相连通，更不能与外界相连通。当侧面密封总成使用磁体作为侧面密封总成预紧件时，侧面密封件中的密封弧面和气液交换件中的气液交换件主体需选用磁性材料制成。

在气液交换机构中，端头密封总成的作用是密封气液交换件与密封凸台开口两端之间的间隙。其中，当端头密封总成预紧件为大弹簧时，大弹簧通过大弹簧座安装于端头密封件与端头密封件定位件之间；当端头密封总成预紧件为小弹簧时，小弹簧通过小弹簧座安装于端头密封件与端头密封件定位件之间；当端头密封总成使用磁体作为端头密封总成预紧件时，端头密封件中的密封贴面、侧面密封件的两端、密封凸台的两端需选用磁性材料制成。在装配时，该端头密封件与端头密封件定位件活动连接，以使得端头密封件能够在端头密封件定位件的带动下与气液交换件同步旋转。

进一步的，所述密封凸台开口的两端以及所述密封凸台开口两侧之间的交接处还设置有密封边；所述端头密封件的密封贴面与所述端头密封件的内筒之间的交接处还设置有密封边；所述侧面密封件的侧面端头密封面与所述侧面密封件的密封弧面之间的交接处还设置有密封边；所述侧面密封件的密封底面与所述侧面密封件的侧面端头密封面之间的交接处还设置有密封边；各密封边的作用是进一步增强气液交换机构中各零部件之间的密封效果。

本实用新型还涉及一种气液交换式气体压缩机，包括低压容器、高压容器、上述的气液交换机构、液压系统、液位控制系统，其特征在于：所述高压容器安装于所述低压容器的上方；所述气液交换机构分别作为所述高压容器和所述低压容器的组成部分并安装于所述高压容器和所述低压容器之间；所述液压系统中装有液压泵，所述液压泵由所述低压容器内部吸取低压液体并将低压液体增压后压入所述高压容器内部；所述液位控制系统用于控制所述高压容器内部液体的液位。

进一步的，所述低压容器包括低压容器壳体,所述低压容器壳体为上端开口的中空壳体，所述低压容器壳体的开口端通过连接件与所述密封凸台的密封凸台底板固定连接；所述低压容器内部为中空的腔室，腔室的下部为用于装载液体的低压液体腔室，上部为用于装载气体的低压气体腔室；所述低压气体腔室的壳体上设有低压气体入口。

进一步的，所述高压容器包括高压容器壳体,所述高压容器壳体为下端开口的中空壳体，所述高压容器壳体的开口端通过连接件与所述密封凸台的密封凸台底板固定连接；所述高压容器内部为中空的腔室，腔室的下部为用于装载液体的高压液体腔室，上部为用于装载气体的高压气体腔室；所述高压气体腔室的壳体上设有高压气体出口。

进一步的，所述气液交换机构与高压容器壳体之间的连接处设有用于密封的密封件，所述气液交换机构与高压容器壳体通过密封件密闭连接；所述气液交换机构与低压容器壳体之间的连接处设有用于密封的密封件，所述气液交换机构与低压容器壳体通过密封件密闭连接。

气液交换式气体压缩机的工作机理：

参见图11和图12，气液交换式气体压缩机正常运行的过程，实际上就是密封、气液交换、气体压缩以及液位控制四者相互配合运行的过程。从而可以生产压缩气体。

密封——在气液交换式气体压缩机中，气液交换机构中各个零部件的共同作用使得气液交换机构具有良好的密封作用，能够将高压容器和低压容器相互隔开；气液交换机构与高压容器壳体之间的密封件能够将高压容器内部与外界之间相互隔开；气液交换机构与低压容器壳体之间的密封件能够将低压容器内部与外界之间相互隔开。

气液交换——当气液交换式气体压缩机运行时，在外力的带动下，气液交换机构中的气液交换件和端头密封总成将作旋转运动，现以其中一个气液交换凹槽第一凹槽为例，对气液交换机构的工作原理作出说明：设气液交换件顺时针旋转，第一凹槽亦顺时针旋转，在第一凹槽由A点旋转到B点的过程中，第一凹槽逐渐与低压容器内部的低压气体腔室63相连通并最终完全与低压气体腔室63相连通，在液体自重和离心力的双重作用下，原本处于第一凹槽内部的液体被甩出第一凹槽并最终流入低压容器内部的低压液体腔室62，同时低压气体在负压的作用下被充入第一凹槽内部，从而实现了液体和气体在低压容器内部的交换；在第一凹槽由B点旋转到C点的过程中，第一凹槽逐渐被侧面密封件21覆盖并最终被侧面密封件21完全覆盖，当第一凹槽被侧面密封件21完全覆盖时，处于第一凹槽内部的气体处于密封状态，其既不能与低压容器内部的低压气体腔室63相连通，也不能与高压容器内部的高压液体腔室72相连通，更不能够与外界环境相连通，这样就保证了第一凹槽内部的气体能够通过第一凹槽输送到高压容器内部；在第一凹槽由C点旋转到D点的过程中，第一凹槽逐渐与高压容器内部的高压液体腔室72相连通并最终完全与高压液体腔室72相连通，此过程中第一凹槽内部的低压气体被完全浸没在高压液体腔室72当中，由于气体的密度远比液体的密度小，因此第一凹槽内部的气体在浮力的作用下会逐渐脱离第一凹槽而上浮到高压容器内部的高压气体腔室73中去，而第一凹槽内部的空间则被液体所填充，从而实现了液体和气体在高压容器内部的交换；在第一凹槽由D点旋转到A点的过程中，第一凹槽逐渐被侧面密封件21覆盖并最终被侧面密封件21完全覆盖，当第一凹槽被侧面密封件21所完全覆盖时，处于第一凹槽内部的液体处于密封状态，其既不能与高压容器内部的高压液体腔室72相连通，也不能与低压容器内部的低压气体腔室63相连通，更不能够与外界环境相连通，这样就保证了第一凹槽内部的液体能够通过第一凹槽输送到低压容器内部。明显的，第一凹槽由A点重新旋转到A点时，其已完成了一个工作循环过程，当气液交换件不断地旋转时，气体就会源源不断地由低压气源流入低压容器内部的低压气体腔室63，再经气液交换件中的各个凹槽输送到高压容器内部，同时高压容器内部的液体也通过气液交换件中的各个凹槽输送到低压容器内部，从而使得高压容器内部的液体和低压容器内部的气体能够不断地进行交换。

气体压缩——当气液交换式气体压缩机运行时，在外力的带动下，液压系统中的液压泵不断地将低压容器中的液体压入高压容器内部，压入高压容器内部的液体，其作用主要有两个：一是补充气液交换机构从高压容器内部带走的液体，在气液交换式气体压缩机中，高压容器内部是不能没有液体的，假若高压容器内部没有足够的液体，那么，由低压容器内部输送到高压容器内部的气体将会通过各个凹槽回流到低压容器内部，这样一来低压容器内部的气体根本就不能够输送到高压容器内部，更不用说压缩了；二是压缩气体，在气液交换式气体压缩机中，由于高压容器内部的容积是固定和有限的，液体在高压容器内部的容积也是动态稳定的，在这种情况下，当可压缩的气体和不可压缩的液体都不断地输送到体积有限的高压容器内部时，可压缩的气体必然会被不可压缩的液体所压缩，从而产生压缩气体。

液位控制——在气液交换式气体压缩机运行时，由于各种因素的影响，液压泵压入高压容器内部的液体的流量无法始终等于气液交换机构从高压容器内部排出的液体的流量。假若液压泵压入高压容器内部的液体的流量经常大于气液交换机构从高压容器内部排出的液体的流量而不加以控制，那么高压容器内部的液体液位就会不断地上升，最终导致液体通过高压气体腔室中所设有的高压气体出口排入用气设备，由于气液交换式气体压缩机中的液体是有限的，久而久之就会造成低压容器内部的液体存量减少而不能循环使用，进而造成整个气液交换式气体压缩机无法正常运行；假若液压泵压入高压容器内部的液体的流量经常小于气液交换机构从高压容器内部排出的液体的流量而不加以控制，那么高压容器内部的液体液位就会不断地下降，最终导致高压容器内部的高压气体与各气液交换凹槽直接接触，于是高压气体就会通过各气液交换凹槽泄漏到低压容器，进而造成整个气液交换式气体压缩机无法正常运行。因此为了保证气液交换式气体压缩机能够正常运行，在气液交换式气体压缩机中必须配置有液位控制系统。液位控制系统是现有技术在气液交换式气体压缩机中的应用，其作用是控制高压容器内部的液体液位，使之始终处于设定的有效范围内，进而保证气液交换式气体压缩机的正常运行，液位控制系统是通过调节液压泵压入高压容器内部的液体的流量与气液交换机构从高压容器内部排出的液体的流量之间的差值来控制高压容器内部的液体液位的。

在气液交换机构运行时，低压容器内部的低压气体被不断地输送到高压容器内部，于是在低压容器内部会出现负压，在负压的作用下，外界低压气源的气体会自动压入低压容器内部，从而为低压容器不断的提供低压气体。

本实用新型的有益效果在于：首先，本实用新型的气液交换式气体压缩机具有良好的密封性。在气液交换式气体压缩机当中没有机械间隙，高压气体与低压气体之间隔着一层厚厚的液体，因此几乎没有气体能够从高压区域泄漏到低压区域，并且气液交换式气体压缩机能够将低压气体一次性地输送到高压区域，能够将气体重复压缩的程度降到最低，进而达到了节能高效的效果。其次，本实用新型的气液交换式气体压缩机具有良好的冷却效果，在气液交换式气体压缩机当中，压缩气体需要穿过一层液体才能输送到高压区域中去，压缩气体在穿过液体层的过程中得到了良好的冷却，因此气液交换式气体压缩机压缩气体时更接近于等温压缩，进而达到了节能高效的效果。再次，本实用新型的气液交换式气体压缩机具有极高的单级压缩比，在气液交换式气体压缩机当中，压缩气体的输出压力不受机械尺寸的限制。理论上，气液交换式气体压缩机中压缩气体的输出压力是没有上限的，只要气液交换式气体压缩机的机械强度足够强，那么它只需要一级压缩就能够输出足够压力的气体，而不像现有的各种气体压缩机那样需要多级压缩才能输出足够压力的气体，这一技术特征是现有的任何一种气体压缩机所不具备的，这种特征可以使得气液交换式气体压缩机结构更简单、成本更低廉、制造更方便、维修更简便。

附图说明

图1为本实用新型的气液交换机构的结构示意图；

图2为本实用新型的气液交换机构的A-A剖面结构示意图；

图3为本实用新型的气液交换机构的密封凸台的结构示意图；

图4为本实用新型的气液交换机构的气液交换件的结构示意图；

图5为本实用新型的气液交换机构的一种端头密封总成的结构示意图；

图6为本实用新型的气液交换机构的一种端头密封总成的结构示意图；

图7为本实用新型的气液交换机构的一种侧面密封总成的结构示意图；

图8为本实用新型的气液交换机构的一种侧面密封总成的结构示意图；

图9为本实用新型的气液交换式气体压缩机的低压容器的结构示意图；

图10为本实用新型的气液交换式气体压缩机的高压容器的结构示意图；

图11为本实用新型的气液交换式气体压缩机的结构示意图；

图12为本实用新型的图11的剖视图；

图13是本实用新型的一种气液交换式气体压缩机的结构图；

图14是本实用新型的一种气液交换机构的结构图；

图15是本实用新型的图14的z-z剖视图；

图16是本实用新型的一种气液交换式气体压缩机的结构图；

图17是本实用新型的图16的X-X剖视图；

图18是本实用新型的图16的Y-Y剖视图

图19是本实用新型的一种气液交换式气体压缩机的结构图；

图20是本实用新型的图19的O-O剖视图；

图21是本实用新型的图19的Q-Q剖视图；

图22是本实用新型的图19的P-P剖视图。

附图标记说明：

1、气液交换件，2、侧面密封总成，3、端头密封总成，4密封凸台，5支承装置，11、气液交换件本体，12、气液交换凹槽，13、定位连接孔，14、气液交换件支撑连接部，21、侧面密封件，211、密封弧面，212、侧面密封件活动连接部，22、侧面密封总成预紧件，23、侧面定位件，232、侧面活动连接部，31、端头密封件，311、内筒，312、密封贴面，313、端头密封边，32、端头密封总成预紧件，33、端头密封件定位件，331、端头固定连接部，332、端头活动连接部，41、密封凸台底板，42、凸台本体，44、密封凸台开口，43、密封凸台连接部，6、低压容器，7、高压容器，61、低压容器壳体，62、低压液体腔室，63、低压气体腔室，64、低压气体入口，71、高压容器壳体，72、高压液体腔室，73、高压气体腔室，74、高压气体出口，8、从气液交换凹槽中排出并流向高压气体腔室的气体，9、从气液交换凹槽中排出并流向低压液体腔室的液体，10、气液交换机构，111、电源，112、控制器，113、液位测量器，114、连通器，115、电线，116、连接器，117、动力机，118、辅助密封件，119、连接件，120、液体单向阀，121、第一凹槽，122、液体管道，1231、液压泵，124、液体过滤装置，131、机械密封，132、冷却装置，133、热交换器：134、高压排气管道，135、气液分离器，136、气压调节器，137、气体单向阀，138、气液缓冲垫，139、电线接头，140、一字喷头，141、转换开关，142、中间容器壳体，143、中间容器气体腔室，144、中间容器液体腔室，145、转换气路，1232、变量液压泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

具体实施例1

如图1-8所示，本实用新型涉及一种气液交换机构，包括气液交换件1、支承装置5、密封凸台4、侧面密封总成2和端头密封总成3，所述气液交换件1通过所述支承装置5支承在所述密封凸台4中，所述气液交换件1的两端通过端头密封总成3与密封凸台4相连接，所述气液交换件1通过套设在其外侧的侧面密封总成2连接在密封凸台4上。

所述密封凸台4包括密封凸台底板41和设置在密封凸台底板41上的中空的凸台本体42，所述密封凸台底板41上设置有多个密封凸台连接部43，所述凸台本体42的上部设有密封凸台开口44，所述气液交换件1套接在密封凸台开口44当中。密封凸台底板41是中空的，在中空的密封凸台底板41上设置有凸台本体42，凸台本体42也是中空的，并且密封凸台底板41中空的部位与凸台本体42中空的部位相连通；在中空的凸台本体42的顶部设置有密封凸台开口44，密封凸台开口44的两端还分别设置有光滑的相互平行的端部密封平面；该密封凸台开口44的两侧亦分别设置有光滑的侧面密封面；所述端部密封平面分别与相应的侧面密封面相连接，连接处还分别设置有密封边。

所述气液交换件包括：

气液交换件本体11，所述气液交换件本体11为圆柱形的柱体并套接在密封凸台开口44中；

气液交换凹槽12，所述气液交换凹槽12为至少一个分布在所述气液交换件本体11的外侧面上的凹槽；

气液交换件支撑连接部14，所述气液交换件支撑连接部14与所述气液交换件本体11连为一体，所述气液交换件支撑连接部14与支承装置5相连接；

定位连接孔13，所述定位连接孔13设置在所述气液交换件本体11的两端，所述气液交换件本体11通过定位连接孔13与端头密封总成3相连接。

所述端头密封总成包括：

端头密封件31，所述端头密封件31包括具有光滑外表面的圆筒状的内筒311和密封贴面312，所述内筒311套接在所述气液交换件本体11上并相互密封，所述密封贴面312为与所述内筒311的轴线相垂直的光滑的平面，所述密封贴面312与所述内筒311相互交接；

端头密封总成预紧件32，所述端头密封总成预紧件32与所述端头密封件31相连接，并作用于所述端头密封件31，以使得所述端头密封件31在预紧力的作用下始终与所述密封凸台4以及所述侧面密封总成2紧密贴合；

端头密封件定位件33：所述端头密封件定位件33包括用于与所述气液交换件本体11固定连接的端头固定连接部331以及用于与所述端头密封件31活动连接的端头活动连接部332，所述端头密封件定位件33通过端头固定连接部331固定安装于所述气液交换件本体的两端并通过端头活动连接部332与所述端头密封件31活动连接。

所述侧面密封总成包括：

侧面密封件21，所述侧面密封件21中设置有光滑的密封弧面211，所述密封弧面211的弧度与所述气液交换件本体11的弧度相吻合，所述侧面密封件21的两端设置有具有光滑外表面的侧面端头密封面，所述侧面端头密封面与所述密封弧面211相互交接，所述侧面密封件21中设置有具有光滑外表面的密封底面，所述密封底面与所述侧面端头密封面相互交接，所述密封底面与所述密封凸台开口44两侧的光滑的外表面紧密贴合，所述侧面密封件21上还设置有活动连接部212；

侧面密封总成预紧件22：所述侧面密封件预紧件22与所述侧面密封件21相连接并作用于所述侧面密封件21，以使得所述侧面密封件21在预紧力的作用下始终与所述气液交换件本体11紧密贴合；

侧面定位件23，所述侧面定位件23通过连接件固定安装于所述密封凸台4上，所述侧面定位件23中设置有用于与所述侧面密封件21活动连接的侧面活动连接部232，所述侧面活动连接部232与所述侧面密封件21上设置的活动连接部212活动连接。

所述密封弧面211的长度大于每个气液交换件凹槽12的长度，所述密封弧面211的弧度大于每个气液交换凹槽12的弧度，以使得所述密封弧面211能够覆盖每个气液交换凹槽12，所述侧面密封总成预紧件22为弹簧或者磁体，所述端头密封总成预紧件32为弹簧或磁体，所述侧面密封件21的长度与所述凸台本体42上设置的密封凸台开口44的长度相一致。

实施例2

本实用新型还提供了一种气液交换式气体压缩机：

如图11和图12所示，所述气液交换式气体压缩机主要由气液交换机构10、低压容器6、高压容器7、液压系统、液位控制系统等组成，其中气液交换机构10位于低压容器6与高压容器7之间并将低压容器6与高压容器7相互隔开；

气液交换机构10通过连接器1161与第一动力机1171相连接，所述气液交换机构10如实施例1中所述；

低压容器6主要由气液交换机构10和低压容器壳体61组成，其中，气液交换机构10位于低压容器壳体61上方并通过连接件119固定连接；气液交换机构10和低压容器壳体61连接处之间还加设有辅助密封件118；气液交换机构10和低压容器壳体61共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载低压气体，下方装载低压液体；低压容器壳体61中还设置有用于引进低压气体的低压气体入口64；

高压容器7主要由气液交换机构10和高压容器壳体71组成，其中，气液交换机构10位于高压容器壳体71下方并通过连接件119固定连接；气液交换机构10和高压容器壳体71连接处之间还加设有辅助密封件118；气液交换机构10和高压容器壳体71共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载高压气体，下方装载高压液体；高压容器壳体71中还设置有用于排出高压气体的高压气体出口74；

液压系统主要由液压泵1231、第二动力机1172、液体管道122等组成，其中，液压泵1231通过连接器1162与第二动力机1172相连接并共同安装于低压容器6内部；液压泵1231安装于液体管道122当中，液体管道122其一端与液体过滤装置124相连接，另一端与高压容器7内部相连通；

液位控制系统主要由控制器112、液位测量器113、连通器114、第一动力机1171、第二动力机1172等组成，其中，控制器112通过电线115分别与液位测量器113、第一动力机1171、第二动力机1172电连接，液位测量器113用于测量连通器114的液位，并将测量数据传输给控制器112；控制器112根据连通器114的液位来控制第一动力机1171和第二动力机1172的运行，进而控制和稳定高压容器7内部的液位。

在实际生产和应用当中，为了增加压缩气体的效果，该气液交换式气体压缩机中还包括如下进一步方案：

作为本实用新型的进一步方案，本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了连通器114，该连通器114设于高压容器壳体71的一侧并与高压容器7内部相连通；

作为本实用新型的进一步方案，本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了电线接头139，电线接头139分别设于低压容器壳体61和高压容器壳体71当中，从而使得电线115能够贯穿于气液交换式气体压缩机内外之间并相互连通；

作为本实用新型的进一步方案，本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体过滤装置124，该液体过滤装置124的一端与低压液体相连通，另一端与液压泵1231相连接，从而提高液体的清洁度；

作为本实用新型的进一步方案，本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体单向阀120，该液体单向阀120设于液体管道122当中，从而防止高压容器7中的液体通过液体管道122倒流到低压容器6内部。

具体实施例3

如图13所示，作为本实用新型的一种变换实施例，还提供了一种气液交换式气体压缩机，该气液交换式气体压缩机主要由气液交换机构10、低压容器6、高压容器7、液压系统、液位控制系统等组成，其中气液交换机构10位于低压容器6与高压容器7之间并将低压容器6与高压容器7相互隔开；

气液交换机构10中的气液交换件1的两端通过机械密封131分别延伸到高压容器7外部，气液交换件1的一端通过连接器116与动力机117相连接，另一端则通过连接器分别与液压泵1231以及变量液压泵1232相连接，所述气液交换机构10如实施例1中所述；

低压容器6主要由气液交换机构10和低压容器壳体61组成，其中，气液交换机构10位于低压容器壳体61上方并通过连接件119固定连接；气液交换机构10和低压容器壳体61连接处之间还加设有辅助密封件118；气液交换机构10和低压容器壳体61共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载低压气体，下方装载低压液体；低压容器壳体61中还设置有用于引进低压气体的低压气体入口64；

高压容器7主要由气液交换机构10和高压容器壳体71组成，其中，气液交换机构10位于高压容器壳体71下方并通过连接件119固定连接；气液交换机构10和高压容器壳体71连接处之间还加设有辅助密封件118；气液交换机构10和高压容器壳体71共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载高压气体，下方装载高压液体；高压容器壳体71中还设置有用于排出高压气体的高压气体出口74；

液压系统主要由液压泵1231、变量液压泵1232、动力机117、液体管道122等组成，其中，液压泵1231以及变量液压泵1232通过连接器116与气液交换机构10中的气液交换件1相连接后再通过连接器116与动力机117相连接；液压泵1231以及变量液压泵1232分别安装于液体管道122当中，液体管道122其一端与低压容器6内部的液体过滤装置124相连接，另一端与高压容器7内部相连通

液位控制系统主要由控制器112、液位测量器113、连通器114、动力机117、液压泵1231、变量液压泵1232等组成，其中，控制器112通过电线115分别与液位测量器113、动力机117、变量液压泵1232电连接，液位测量器113用于测量连通器114的液位，并将测量数据传输给控制器112；控制器112根据连通器114的液位来控制动力机117、液压泵1231、变量液压泵1232的运行，进而控制和稳定高压容器7内部的液位。

在实际生产和应用当中，为了增加压缩气体的效果，该气液交换式气体压缩机中还包括如下进一步方案：

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气液分离器135，该气液分离器135设于高压气管134当中，以便于高压容器7内部的气液分离；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气压调节器136，该气压调节器136设于高压气管134当中，并通过电线115与控制器112电连接，以便于调节输出气体的压力；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了连通器114，该连通器114设于高压容器壳体71的一旁并与高压容器7内部相连通；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了机械密封131，该机械密封131设于高压容器壳体71和气液交换机构10中的气液交换件1之间，以便于将动力机117、液压泵1231、变量液压泵1232等安装于气液交换式气体压缩机的外部；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了冷却系统，该冷却系统由冷却设备132和热交换器133组成，其中冷却设备132分别设于气液交换式气体压缩机的外部，热交换器133分别贯穿于高压容器7以及低压容器6的内外，并分别与相应的冷却设备相连接，以便于更好地冷却气液交换式气体压缩机的机体；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气体单向阀137，该气体单向阀137设于高压气管当中，以便于防止高压用气设备里的高压气体回流到高压容器7内部；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气液缓冲垫138，气液缓冲垫138分别设于高压容器7以及低压容器6的内部，以便于降低噪音、降低液体对气液交换式气体压缩机机体的冲击；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体单向阀120，该液体单向阀120设于液体管道122当中，从而防止高压容器7中的液体通过液体管道122倒流到低压容器6内部。

此外，本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体过滤装置124，该液体过滤装置124的一端与低压液体相连通，另一端与液体管道122相连接，从而提高液体的清洁度。

具体实施例4

如图14和图15所示，作为本实用新型的一种变换实施例，还提供了一种气液交换机构，该气液交换机构是在如图1-8所示的气液交换机构的基础上变换而来，其具体实施如下：在一个密封凸台底板上设置有两个中空的部位，在每个中空的部位上均有相应的气液交换机构10与其相连接，所述气液交换机构10如实施例1中所述，进一步地，该气液交换机构中的各个气液交换件1的一端均延伸到高压容器7的外部，并且各个气液交换件1与高压容器壳体71之间均安装有机械密封131。

具体实施例5

如图16、图17、图18所示，作为本实用新型的一种变换实施例，还提供了一种气液交换式气体压缩机，该气液交换式气体压缩机是一种多个气液交换机构并联运行的气液交换式气体压缩机，主要由气液交换机构10、低压容器6、高压容器7、液压系统、液位控制系统等组成，其中气液交换机构10位于低压容器6与高压容器7之间并将低压容器6与高压容器7相互隔开；

该气液交换式气体压缩机中的气液交换机构10如实施例4中所述，进一步地，该气液交换式气体压缩机中的气液交换机构10包括两个并列的气液交换机构，分别是第一气液交换机构101和第二气液交换机构102；

低压容器6主要由气液交换机构10和低压容器壳体61组成，其中，气液交换机构10位于低压容器壳体61上方并通过连接件119固定连接；气液交换机构10和低压容器壳体61连接处之间还加设有辅助密封件118；气液交换机构10和低压容器壳体61共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载低压气体，下方装载低压液体；低压容器壳体61中还设置有用于引进低压气体的低压气体入口64；

高压容器7主要由气液交换机构10和高压容器壳体71组成，其中，气液交换机构10位于高压容器壳体71下方并通过连接件119固定连接；气液交换机构10和高压容器壳体71连接处之间还加设有辅助密封件118；气液交换机构10和高压容器壳体71共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载高压气体，下方装载高压液体；高压容器壳体71中还设置有用于排出高压气体的高压气体出口74；

液压系统主要由液压泵1231、变量液压泵1232、第一动力机1171、第二动力机1172、液体管道122等组成，其中，第一气液交换机构101的一端通过连接器1161与第一动力机1171相连接，另一端则通过连接器1162与液压泵1231相连接，第二气液交换机构102的一端通过连接器1163与第二动力机1172相连接，另一端则通过连接器1164与变量液压泵1232相连接；液压泵1231以及变量液压泵1232分别安装于液体管道122当中，液体管道122其一端与低压容器6内部的液体过滤装置124相连接，另一端与高压容器7内部相连通；

液位控制系统主要由控制器112、液位测量器113、连通器114、液压泵1231、变量液压泵1232、第一动力机1171、第二动力机1172等组成，其中，控制器112通过电线115分别与液位测量器113、变量液压泵1232、第一动力机1171、第二动力机1172电连接，液位测量器113用于测量连通器114的液位，并将测量数据传输给控制器112；控制器112根据连通器114的液位来控制变量液压泵1232、第一动力机1171、第二动力机1172的运行，进而控制和稳定高压容器7内部的液位。

在实际生产和应用当中，为了增加压缩气体的效果，该气液交换式气体压缩机中还包括如下进一步方案：

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了电线接头139，电线接头139设于高压容器壳体71当中，从而使得电线115能够贯穿于气液交换式气体压缩机内外之间并相互连通；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气液分离器135，该气液分离器135设于高压气管当中，以便于高压容器7内部的气液分离；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气压调节器136，该气压调节器136设于高压气管当中，并通过电线115与控制器112电连接，以便于调节输出气体的压力；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了连通器114，该连通器114设于高压容器壳体71的一旁并与高压容器7内部相连通；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了机械密封131，该机械密封131设于高压容器壳体71和气液交换机构10中的气液交换件1之间，以便于将第一动力机1171、第二动力机1172等安装于气液交换式气体压缩机的外部；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了冷却系统，该冷却系统由冷却设备132和热交换器133组成，其中冷却设备132分别设于气液交换式气体压缩机的外部，热交换器133分别贯穿于高压容器7以及低压容器6的内外，并分别与相应的冷却设备相连接，以便于更好地冷却气液交换式气体压缩机的机体；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气体单向阀137，该气体单向阀137设于高压气管当中，以便于防止高压用气设备里的高压气体回流到高压容器7内部；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气液缓冲垫138，气液缓冲垫138分别设于高压容器7以及低压容器6的内部，以便于降低噪音、降低液体对气液交换式气体压缩机机体的冲击；本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体单向阀120，该液体单向阀120设于液体管道122当中，从而防止高压容器7中的液体通过液体管道122倒流到低压容器6内部。

此外，本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体过滤装置124，该液体过滤装置124的一端与低压液体相连通，另一端与液体管道122相连接，从而提高液体的清洁度。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了一字喷头140，该一字喷头140分别与液体管道122相连接，其喷口的方向分别指向各气液交换凹槽在高压容器7中运动的轨迹，从而提高气液交换的速度。

具体实施例6

如图19、图20、图21、图22所示，作为本实用新型的一种变换实施例，还提供了一种气液交换式气体压缩机，其中：1，本具体实施例中的气液交换式气体压缩机是一种多级压缩型的气液交换式气体压缩机，主要由第一气液交换机构101、第二气液交换机构102、低压容器6、中压容器、高压容器7、液压系统1、液压系统2、液位控制系统等组成，其中第一气液交换机构101位于低压容器6与中压容器之间并将低压容器6与中压容器相互隔开，第二气液交换机构102位于中压容器与高压容器7之间并将中压容器与高压容器7相互隔开。

本具体实施例中的第一气液交换机构101、第二气液交换机构102是该气液交换式气体压缩机中必备的专用机构，其基本构造如实施例1中所述；

本具体实施例中的低压容器6主要由第一气液交换机构101和低压容器壳体61组成，其中，第一气液交换机构101位于低压容器壳体61上方并通过连接件119固定连接；第一气液交换机构101和低压容器壳体61连接处之间还加设有辅助密封件118；第一气液交换机构101和低压容器壳体61共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载低压气体，下方装载低压液体；低压容器壳体61中还设置有用于引进低压气体的低压气体入口64。

本具体实施例中的中压容器既是第一级压缩的高压容器7，也是第二级压缩的低压容器6，主要由第一气液交换机构101、中压容器壳体142、第二气液交换机构102组成，其中，第一气液交换机构101位于中压容器壳体142下方并通过连接件119固定连接；第一气液交换机构101和中压容器壳体连接处之间还加设有辅助密封件118；第二气液交换机构102位于中压容器壳体142上方并通过连接件119固定连接；第二气液交换机构102和中压容器壳体连接处之间还加设有辅助密封件118；第一气液交换机构101、中压容器壳体142、第二气液交换机构102共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载中压气体，下方装载中压液体。

本具体实施例中的高压容器7主要由第二气液交换机构102和高压容器壳体71组成，其中，第二气液交换机构102位于高压容器壳体71下方并通过连接件119固定连接；第二气液交换机构102和高压容器壳体71连接处之间还加设有辅助密封件118；第二气液交换机构102和高压容器壳体71共同组成一个中空的密封空腔，空腔的上方装载高压气体，下方装载高压液体；高压容器壳体71中还设置有用于排出高压气体的高压气体出口74。

本具体实施例中的液压系统1主要由第一动力机1171、液压泵1231、第一变量液压泵1232以及液体管道122等组成，其中，第一动力机1171通过连接器1161与第一气液交换机构101相连接，第一气液交换机构101通过连接器1162与液压泵1231相连接，液压泵1231通过连接器1163与第一变量液压泵1232相连接，液压泵1231、第一变量液压泵1232分别安装于液体管道122当中，液体管道122其总端与低压容器6内部的液体过滤装置124相连接，其分支中相应的一端与中压容器相连通。

本具体实施例中的液压系统2主要由第二动力机1172、第二变量液压泵1233、以及液体管道122等组成，其中，第二动力机1172通过连接器1164与第二气液交换机构102相连接，第二气液交换机构102通过连接器1165与第二变量液压泵1233相连接，第二变量液压泵1233安装于液体管道122当中，液体管道122其总端与其总端与低压容器6内部的液体过滤装置124相连接，，其分支中相应的一端与高压容器7相连通。

本具体实施例中的液位控制系统主要由控制器112、第一液位测量器1131、第二液位测量器1132、第一连通器1141、第二连通器1142、第一动力机1171、第一变量液压泵1232、第二动力机1172、第二变量液压泵1233等组成，其中，控制器112通过电线115分别与第一液位测量器1131、第二液位测量器1132、第一动力机1171、第一变量液压泵1232、第二动力机1172、第二变量液压泵1233等电连接，第一液位测量器1131用于测量第一连通器1141的液位，并将测量数据传输给控制器112；第二液位测量器1232用于测量第二连通器1142的液位，并将测量数据传输给控制器112，控制器112根据第一连通器1141以及第二连通器1142的液位来控第一动力机1171、第一变量液压泵1232、第二动力机1172、第二变量液压泵1233等的运行，进而控制和稳定高压容器7以及中压容器内部的液位。

在实际生产和应用当中，为了增加压缩气体的效果，该气液交换式气体压缩机中还可以有如下变换方案：

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气液分离器135，该气液分离器135设于高压气管134当中，以便于高压容器7内部的气液分离。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气压调节器136，该气压调节器136设于高压气管134当中，并通过电线115与控制器112电连接，以便于调节输出气体的压力。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了电线接头139，该电线接头139设于高压容器壳体71当中，从而使得电线115能够贯穿于气液交换式气体压缩机内外之间并相互连通。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了第一连通器1141和第二连通器1142，其中，第一连通器1141设于高压容器壳体71的一旁并与高压容器7内部相连通；第二连通器1142设于中压容器壳体142的一旁并与中压容器内部相连通。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了转换开关141和转换气路145，其中，转换开关141安装于转换气路145当中，转换气路145其一端与高压气体腔室73相连通，其另一端与中压气体腔室143相连通。当转换开关141关闭而第二动力机1172运行时，该气液交换式气体压缩机即可转换成多级压缩机；当转换开关141开启而第二动力机1172关闭时，该气液交换式气体压缩机即可转换成单级压缩机。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了机械密封131，机械密封131分别设于高压容器壳体71与第二气液交换机构102中的气液交换件1之间；以及中压容器壳体与第一气液交换机构101中的气液交换件1之间，以便于将第一动力机1171、液压泵1231、第一变量液压泵1232、第二动力机1172等安装于气液交换式气体压缩机的外部。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了冷却系统，该冷却系统由冷却设备132和热交换器133组成，其中冷却设备132分别设于气液交换式气体压缩机的外部；热交换器133分别贯穿于高压容器7、中压容器以及低压容器6的内外，并分别与相应的冷却设备132相连接，以便于更好地冷却气液交换式气体压缩机的机体。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了气液缓冲垫138，气液缓冲垫138分别设于高压容器7、中压容器以及低压容器6的内部，以便于降低噪音、降低液体对气液交换式气体压缩机机体的冲击。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体单向阀120，液体单向阀120分别设于液体管道122当中，从而防止高压容器7中的液体通过液体管道122倒流到低压容器6内部，亦防止中压容器中的液体通过液体管道122倒流到低压容器6内部。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了液体过滤装置124，该液体过滤装置124的一端与低压液体相连通，另一端与液体管道122相连接，从而提高液体的清洁度。

本具体实施例中的气液交换式气体压缩机加设了一字喷头140，一字喷头140分别与液体管道122相连接，一字喷头140喷口的方向分别指向各气液交换凹槽在高压容器7以及在中压容器中运动的轨迹，从而提高气液交换的速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。