一种用于隔膜压缩机的双段式活塞结构

1.本技术涉及隔膜压缩机技术领域，尤其涉及一种用于隔膜压缩机的双段式活塞结构。


背景技术：

2.隔膜压缩机是一种容积式压缩机，因其具有密封性好，压缩介质无污染，单级压比高，运行安全且易于维护等优点，被广泛应用于加氢站的工作中。
3.现有的隔膜压缩机的缸体结构如图1所示，包括气侧膜头01、配气盘02、膜片03、配油盘04、油侧膜头05、油缸套06和活塞杆07。其中，油缸套06上安装有多道密封环061，活塞杆07上装有密封环071以及支撑环072。气侧膜头01与油侧膜头05通过长螺栓连接，配气盘02、膜片03、配油盘04被夹紧在油侧膜头05和气侧膜头01之间。油缸套06与油侧膜头05之间通过螺栓连接。在工作过程中，活塞杆07进行往复运动，推动液压油使膜片03发生变形，进而达到压缩气体的目的。
4.在隔膜压缩机的设计中，油缸内孔的加工常常成为生产中的一大难题，一方面该孔作为活塞的密封面，需要保证足够的加工精度，另一方面由于油缸材料的切削加工性差，也为油孔的加工增加了难度。尤其是在高压工况下，需要增大油缸的厚度以保证压缩机能够承受足够的压力，此时长径比l/d》10，属于较为典型的深孔加工问题，深孔加工属于孔加工中较为复杂的半封闭式切削加工，加工条件比较恶劣，排屑、冷却、散热等问题的存在也造成专业的深孔加工技术装置价格昂贵，且精度难以保证，而隔膜压缩机中每个油缸需要深孔加工的孔只有一个，单独订制增加了加工成本。


技术实现要素：

5.本技术的实施例提供一种用于隔膜压缩机的双段式活塞结构，通过将活塞设置为浮动式，将油缸套设置为两段式，并将两段油缸的内孔加工为不同的精度，从而缩短了需要精加工的孔的长度，解决油缸的深孔加工问题。
6.为了达到上述目的，本技术的实施例提供了一种用于隔膜压缩机的双段式活塞结构，包括油侧膜头、粗加工油缸套段、精加工油缸套段、活塞和活塞杆；所述油侧膜头内设有安装孔，所述粗加工油缸套段和所述精加工油缸套段相抵接且均与所述油侧膜头连接；所述精加工油缸套段的至少一部分以及所述粗加工油缸套段均位于所述安装孔内，并与所述安装孔密封连接；所述粗加工油缸套段内设有第一油缸孔，所述精加工油缸套段内设有第二油缸孔；所述活塞能够在所述第一油缸孔内往复运动，所述活塞杆的第一端伸出所述第二油缸孔后与所述活塞相抵接，第二端用于连接压缩机曲柄连杆机构。
7.进一步地，所述活塞杆上设有多个环形槽，多个所述环形槽沿轴向均布在所述活塞杆上；所述环形槽内设有多个沿所述环形槽的周向均布的导向钢珠。
8.进一步地，所述第一油缸孔的加工精度高于所述第二油缸孔的加工精度。
9.进一步地，靠近所述活塞的所述环形槽的端面和所述活塞杆的端面之间形成第一
台阶；相邻的两个所述环形槽之间形成第二台阶；所述第一油缸孔的深度大于所述活塞的行程、所述活塞的轴向长度和所述第一台阶的宽度之和，且小于所述活塞的轴向长度、所述第一台阶的宽度、多个所述环形槽的宽度和多个所述第二台阶的宽度之和。
10.进一步地，所述安装孔为台阶孔；所述粗加工油缸套段为台阶轴；所述台阶轴的小端与所述台阶孔的小端相适配，且通过油缸套密封环密封；所述台阶轴的大端嵌入所述台阶孔的大端内，并通过第一螺栓与所述油侧膜头连接。
11.进一步地，所述精加工油缸套段包括密封套部和连接盘部；所述密封套部与所述台阶孔的小端相适配，且通过油缸套密封环密封；所述连接盘部通过第二螺栓与连接在所述油侧膜头的端面上。
12.进一步地，所述活塞与所述精加工油缸套段之间设有活塞密封环。
13.进一步地，所述活塞密封环为多个，多个所述活塞密封环沿所述活塞的轴向均布。
14.本技术相比现有技术具有以下有益效果：
15.1、本技术实施例中的活塞为浮动式，油缸套为两段式，由于活塞仅在其中一段油缸套内往复运动，因此，两段油缸的内孔可以加工为不同的精度，这样缩短了需要精加工的孔的长度，从而降低了成本。
16.2、本技术实施例中的活塞为浮动式，活塞与油侧膜头的对中性更好保证，可以避免活塞偏磨卡死的现象出现，活塞的密封也更加可靠。
17.3、本技术实施例通过在活塞杆的环形凹槽内设置导向钢珠，不仅对活塞杆起到了支撑作用，也避免了使用滑动摩擦对活塞杆造成损伤，同时，由于导向钢珠与油缸套精加工段和油缸套粗加工段之间均为滚动摩擦，也减小了活塞的运动阻力，降低了能量损失。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为现有隔膜压缩机缸体的结构示意图；
20.图2为本技术实施例隔膜压缩机用双段式活塞结构的结构示意图；
21.图3为本技术实施例隔膜压缩机用双段式活塞结构中活塞与活塞杆抵接时的示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或
元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
24.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.参照图2和图3，本技术实施例提供了一种用于隔膜压缩机的双段式活塞结构，能够将油缸套分为两部分加工，对每段提出不同的精度要求，缩短了需要精加工的孔的长度，从而降低加工成本。具体的，本技术实施例用于隔膜压缩机的双段式活塞结构包括油侧膜头1、粗加工油缸套段2、精加工油缸套段3、活塞4和活塞杆5。
27.油侧膜头1内设有安装孔11，安装孔11为台阶孔，台阶孔包括大端和小端。粗加工油缸套段2为台阶轴，台阶轴也包括大端和小端。台阶轴的大端嵌入台阶孔的大端内，并通过第一螺栓7与油侧膜头1连接。台阶轴的小端伸入台阶孔的小端内，台阶轴的小端尺寸与台阶孔的小端尺寸相适配，且两者之间通过油缸套密封环6密封。
28.精加工油缸套段3包括密封套部31和连接盘部32。密封套部31伸入台阶孔的小端内并与粗加工油缸套段2相抵接。密封套部31的尺寸与台阶孔的小端相适配，且两者之间也通过油缸套密封环6密封。连接盘部32通过第二螺栓8连接在油侧膜头1的端面上。
29.粗加工油缸套段2内设有第一油缸孔21，精加工油缸套段3内设有第二油缸孔31。第一油缸孔21的加工精度高于第二油缸孔31的加工精度。
30.参照图2，活塞4与活塞杆5为分体结构，活塞4浮动设置在第一油缸孔21内，且能够在第一油缸孔21内往复运动。活塞杆5的第一端伸出第二油缸孔31后与活塞4相抵接，活塞杆5的第二端连接压缩机曲柄连杆机构。由此，活塞4与油侧膜头1的对中性更好保证，可以避免活塞4偏磨卡死的现象出现，且在活塞4运动过程中，由于活塞4只在第一油缸孔21中运动，所以只对第一油缸孔21进行精加工即可，而第一油缸孔21的深度远小于整个油缸孔的总深度，这样就避免了深孔加工的难题。
31.参照图3，为了增强密封的可靠性，活塞4与精加工油缸套段3之间设有五道活塞密封环9，五道活塞密封环9沿活塞4的轴向均布。需要说明的是，活塞密封环9的数量可以根据实际工况进行选择，此处不做限制。
32.参照图2和图3，活塞杆5上设有多个沿轴向均布的环形槽51，位于最左端的环形槽51的端面和活塞杆5靠近活塞4的端面之间形成第一台阶52。相应地，相邻的两个环形槽51之间也形成第二台阶53。每个环形槽51内均设有多个沿环形槽51的周向均布的导向钢珠54。导向钢珠54能够沿第一油缸孔21的轴向滚动。
33.第一油缸孔21的深度大于活塞4的行程、活塞4的轴向长度和第一台阶53的长度之和，优选大于5mm～10mm，且小于活塞4的轴向长度、第一台阶52的宽度、多个环形槽51的宽度和多个第二台阶53的宽度的之和，优选5mm～10mm。由此，可以保证在活塞4的整个行程中，活塞4只在第一油缸孔21内往复运动而不会进入第二油缸孔31内，且整个行程中，只有导向钢珠经过粗加工油缸套段2和精加工油缸套段3之间的缝隙，从而可以减小活塞4的运
动阻力，降低能量损失，同时避免对活塞杆5造成损伤。
34.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。