一种90MPa隔膜压缩机的制作方法

一种90mpa隔膜压缩机
技术领域
1.本发明涉及隔膜压缩机，具体是一种90mpa隔膜压缩机。


背景技术：

2.隔膜压缩机是一种特殊结构的容积式压缩机，它是通过活塞推动油缸油腔中的工作油液，油液通过配油盘后再均匀推动膜片在缸盖与配油盘曲面间所形成的膜腔中作往复运动，改变气缸气腔的容积，在吸、排气阀配合工作的情况下实现压缩输送气体的目的。本领域的概念中中将排气压力超过100mpa的隔膜压缩机称之为超高压隔膜压缩机，但排气压力为90mpa以上的隔膜压缩机目前在市场上尚未出现。理论上对气体进行二次以上的压缩就能达到更高的排气压力，但实际上在如此高的压力下，传统的隔膜压缩机无法长时间运行，出现各种各样的问题如部件结合处渗漏，膜片破裂等，已成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.为弥补市场空白，本发明公开一种90mpa隔膜压缩机，所采取的技术方案是：一种90mpa隔膜压缩机，包括水平布置的一级气侧膜头、一级油侧膜头、二级气侧膜头和二级油侧膜头，一级气侧膜头内端具有内凹弧面且中心设置一级配气盘，一级油侧膜头内端具有内凹弧面且中心设置一级配油盘，一级配气盘和一级配油盘之间、一级气侧膜头和一级油侧膜头之间夹设一级膜片；二级气侧膜头和二级油侧膜头之间设置连接套，密集周向阵列的若干个超级螺栓将二级气侧膜头、连接套和二级油侧膜头固接在一起；连接套的内圈围护二级配气盘本体和二级配油盘本体，二级配气盘本体和二级配油盘本体之间夹设二级膜片；二级配气盘本体与二级膜片相对的一端具有内凹弧面，二级配气盘本体的中心开设气盘排气孔，二级配气盘本体的偏心位置开设气盘进气孔，二级配气盘本体的内凹弧面上、沿径向周向阵列多个内端与气盘排气孔相通的径向导气槽，靠近二级配气盘本体的内凹弧面边缘开设1个与多个径向导气槽外端相接的圆形导气槽，其中一条径向导气槽穿过气盘进气孔；径向导气槽的宽度从内端向外端逐渐变窄、深度从内端向外端逐渐变浅；气盘排气孔和气盘进气孔均包括用于连接排气阀或进气阀的大径段、用于导通气流的小径段和用于固接气盘芯的次大径段；所述气盘芯包括连为一体的大圆台段和小圆台段，大圆台段内自其自由端始、沿轴向开设轴向导气孔，小圆台段内自其周向外圆面始、圆周阵列多个斜向导气孔，多个斜向导气孔的内端与轴向导气孔的内端相通；二级配油盘本体与二级配气盘本体相对的一端也具有内凹弧面，二级配油盘本体靠近油缸的一端中心开设半球形凹面的油腔，以油腔中心为基点圆周阵列若干个导油槽，导油槽的线迹为弧线，每个导油槽内端分别与油腔连通，每个导油槽的槽底等间隔开设若干个布油孔，布油孔穿透二级配油盘本体靠近膜片的一端；相邻2个导油槽之间隆起一条堤堰，堤堰的线迹也为与导油槽的线迹相应的弧线，堤堰的顶端与导油槽外侧的二级配油盘本体的端面共面；每个堤堰上开设多条贯通堤堰两侧的匀油槽；相邻2个导油槽上的布油孔交错分布；导油槽的槽底
与槽壁圆弧过渡或者导油槽的截面轮廓为半圆形；导油槽的外端逐渐围拢呈半圆形；排气阀和进气阀为结构相同但两端颠倒的气阀，气阀包括阀体，阀体呈上端开口的圆桶形，阀体内腔的底壁中心开设进气孔；弹簧座位于阀体内腔内并呈下端开口的圆桶形，弹簧座表面开设导气槽，弹簧座内腔分为上段小径段和下段大径段，上段小径段内置入弹簧，下段大径段内置入阀片，弹簧的上端抵接弹簧座内腔的顶壁、下端抵接阀片的上端；阀片的下端面与阀体内腔的底壁抵接或分离，阀片的直径大于进气孔的直径、小于下段大径段的直径；压紧环与阀体内腔上端过盈配合，压紧环中部开设排气孔，弹簧座的周向圆面上均匀开设多道贯通上下两端的导气纵槽，弹簧座的下端面上均匀开设多个分别与导气纵槽一一相通的下导气横槽，相邻两个导气纵槽之间的弹簧座上端面上向上延伸形成凸台，相邻两个凸台之间形成1个上导气横槽。
4.进一步地，二级配气盘本体的内凹弧面外侧的端平面上开设环形的第一o型圈嵌入槽，第一o型圈嵌入槽外侧的端平面上、自二级配气盘本体的边缘、沿二级配气盘本体的径向均匀开设多个与径向导气槽数目相等的放射状的泄露气体导槽，泄露气体导槽内端靠近第一o型圈嵌入槽但不相通，泄露气体导槽的长度方向与径向导气槽的长度方向一一对应；泄露气体导槽为截面为矩形的浅槽，宽为0.5mm，深度为0.05mm；二级配气盘本体的周向外圆面上、靠近其具有内凹弧面的一端开设环形的第二o型圈嵌入槽；二级配油盘本体的周向外圆面上、靠近其具有内凹弧面的一端开设环形的第三o型圈嵌入槽；连接套的周向内圆面上开设泄露气体环形导槽，泄露气体环形导槽的宽度覆盖第二o型圈嵌入槽和第三o型圈嵌入槽；自连接套的周向外圆面、沿径向开设1个以上的泄露检测管路，泄露检测管路连接泄露检测装置；径向导气槽的最宽处的宽度为内凹弧面直径的0.005倍、最窄处的宽度为内凹弧面直径的0.0035倍；径向导气槽的最深处的深度为内凹弧面挠度的0.25倍、最浅处的深度为内凹弧面挠度的0.2倍；斜向导气孔的轴心线与轴向导气孔的轴心线的夹角为30
°‑
60
°
；径向导气槽和圆形导气槽的槽底形状为半圆形。
5.进一步地，第一o型圈嵌入槽的截面为半圆形，第一o型圈嵌入槽内嵌设全氟醚橡胶、邵氏硬度大于90的o型密封圈。
6.进一步地，大圆台段与气盘排气孔或气盘进气孔的次大径段过盈配合，小圆台段与气盘排气孔或气盘进气孔的次大径段大间隙配合；小圆台段的自由端不超出二级配气盘本体的内凹弧面；轴向导气孔的直径等于气盘排气孔或气盘进气孔的小径段的直径。
7.进一步地，排气孔一侧的压紧环上开设贯通其上下端面的应力消除孔、与应力消除孔相通并贯通应力消除孔对侧周向圆面的收缩槽口；阀片的上端面中心向上延伸形成圆台，圆台套入弹簧的下端内并与弹簧过盈配合或过渡配合。
8.进一步地，阀体的上、下端面上分别开设第四o型圈嵌入槽，第四o型圈嵌入槽的槽底为半圆形，第四o型圈嵌入槽内嵌设全氟醚橡胶、邵氏硬度大于90的o型密封圈。
9.进一步地，导油槽和堤堰的线迹为渐开线或圆弧线。
10.进一步地，导油槽外侧的二级配油盘本体的端面上开设第五o型圈嵌入槽，二级配油盘本体靠近膜片的一端端面上、对应第五o型圈嵌入槽的位置开设第六o型圈嵌入槽。
11.进一步地，第五o型圈嵌入槽和第六o型圈嵌入槽的截面为半圆形，内嵌设全氟醚橡胶、邵氏硬度大于90的o型密封圈。
12.进一步地，超级螺栓包括大螺母和大螺杆，在大螺母的端面上沿其轴向均匀开设
多个小螺孔，相应数量的小螺钉的小螺杆与小螺孔螺接，小螺钉的小螺杆长度大于大螺母厚度，小螺钉的小螺杆自由端直接或间接抵压气侧膜头；小螺钉的钉头为六角钉头或内六角钉头；大螺母的为圆螺母或六角螺母。小螺孔和小螺钉的数量为6个或8个。
13.与现有技术相比，本发明通过气盘芯将高压气体气流会改向不直接作用于膜片，而是斜向作用于膜片，对膜片的冲击力大大降低，提高了膜片的寿命，适用于高压/超高压隔膜压缩机中。同时气盘芯采用分体制造的方式方便加工，若在二级配气盘本体上开设斜向孔难度非常大。
14.与现有技术相比，本发明的导气槽的宽度和深度采用渐变的设计，在满足导气能力的同时大大降低了配气盘的应力集中，增强了配气盘的强度，膜片与配气盘的接触应力也大大降低，应用在高压/超高压隔膜压缩机中也不会出现中心开裂的情况，提高了整机的可靠性。
15.与现有技术相比，本发明无需在膜片上开槽，能够适应高压/超高压隔膜压缩机的需要，不仅能够检测到膜片破裂，与气侧膜片抵接的o型垫圈失效时，也能够及时检测到。
16.与现有技术相比，本发明油腔为半球形凹面，大大降低了应力集中，高压液压油冲击到该处被导流，可有效减小对配油盘的冲击；二级配油盘本体内不开设油通道而是渐开线状的导油槽，对二级配油盘本体的强度影响较小，同时渐开线状的导油槽能够引导液压油均匀散开。
17.与现有技术相比，本发明阀片除了弹簧提供的向下的预紧力之外处于浮动状态，不与其它部件产生摩擦，因而即使是在无油的状态下也可以杜绝卡住的情况发生。另外阀体围护所有部件呈一整体，消除了分体式易产生泄露的风险。压紧环与气阀座过盈配合，装配方便。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图及局部放大图。
19.图2是本发明二级配气盘本体、二级配油盘本体和连接套结合在一起的结构示意图。
20.图3是图2的俯视图。
21.图4是图3的c-c处的剖视图。
22.图5是图4的局部放大图。
23.图6是本发明二级配气盘本体的结构示意图。
24.图7是图6的局部放大图。
25.图8是图6的剖视图。
26.图9是本发明气盘芯的结构示意图。
27.图10是图9的剖视图。
28.图11是本发明二级配油盘本体的结构示意图。
29.图12是本发明二级配油盘本体另一视角的结构示意图。
30.图13是本发明气阀的结构示意图。
31.图14是图13的俯视图。
32.图15是图14中b-b处的剖视图。
33.图16是本发明阀体的结构示意图。
34.图17是本发明阀体另一视角的结构示意图。
35.图18是本发明压紧环的结构示意图。
36.图19是本发明弹簧座的结构示意图。
37.图20是本发明弹簧座另一视角的结构示意图。
38.图21是本发明阀片的结构示意图。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明做进一步说明。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连通”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;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
42.如图1-21所示的一种90mpa隔膜压缩机，包括水平布置的一级气侧膜头600、一级油侧膜头500、二级气侧膜头100和二级油侧膜头200，一级气侧膜头600内端具有内凹弧面且中心设置一级配气盘，一级油侧膜头500内端具有内凹弧面且中心设置一级配油盘，一级配气盘和一级配油盘之间、一级气侧膜头600和一级油侧膜头500之间夹设一级膜片；二级气侧膜头100和二级油侧膜头200之间设置连接套300，密集周向阵列的16个超级螺栓400将二级气侧膜头100、连接套300和二级油侧膜头200固接在一起；连接套300的内圈围护二级配气盘本体1和二级配油盘本体3，二级配气盘本体1和二级配油盘本体3之间夹设膜片；二级配气盘本体1与膜片相对的一端具有凹曲面，二级配气盘本体1的中心开设气盘排气孔11，二级配气盘本体1的偏心位置开设气盘进气孔12，二级配气盘本体1的凹曲面上、沿径向周向阵列8个内端与气盘排气孔11相通的径向导气槽16，靠近二级配气盘本体1的凹曲面边缘开设1个与8个径向导气槽16外端相接的圆形导气槽17，其中一条径向导气槽16穿过气盘进气孔12；径向导气槽16的宽度从内端向外端逐渐变窄、深度从内端向外端逐渐变浅；气盘排气孔11和气盘进气孔12均包括用于连接排气阀或进气阀的大径段、用于导通气流的小径段和用于固接气盘芯2的次大径段；所述气盘芯2包括连为一体的大圆台段21和小圆台段22，大圆台段21内自其自由端始、沿轴向开设轴向导气孔23，小圆台段22内自其周向外圆面始、圆周阵列4个斜向导气孔24，4个斜向导气孔24的内端与轴向导气孔23的内端相通；二级配油盘本体3与二级配气盘本体1相对的一端也具有凹曲面，二级配油盘本体3靠近油缸的一端中心开设半球形凹面的油腔31，以油腔31中心为基点圆周阵列16个导油槽32，导油槽32的线迹为弧线，每个导油槽32内端分别与油腔31连通，每个导油槽32的槽底等间隔开设17个或18个布油孔33，布油孔33穿透二级配油盘本体3靠近膜片的一端；相邻2个导油槽32之间隆起一条堤堰34，堤堰34的线迹也为与导油槽32的线迹相应的弧线，堤堰34的顶端与
导油槽32外侧的二级配油盘本体3的端面共面；每个堤堰34上开设3条贯通堤堰两侧的匀油槽35；相邻2个导油槽32上的布油孔33交错分布；导油槽32的槽底与槽壁圆弧过渡或者导油槽32的截面轮廓为半圆形；导油槽32的外端逐渐围拢呈半圆形；排气阀和进气阀为结构相同但两端颠倒的气阀4，气阀4包括阀体41，阀体41呈上端开口的圆桶形，阀体内腔412的底壁中心开设进气孔411；弹簧座43位于阀体内腔412内并呈下端开口的圆桶形，弹簧座43表面开设导气槽，弹簧座内腔434分为上段小径段4341和下段大径段4342，上段小径段4341内置入弹簧44，下段大径段4342内置入阀片45，弹簧44的上端抵接弹簧座内腔434的顶壁、下端抵接阀片45的上端；阀片45的下端面与阀体内腔412的底壁抵接或分离，阀片45的直径大于进气孔411的直径、小于下段大径段4342的直径；压紧环42与阀体41内腔412上端过盈配合，压紧环42中部开设排气孔421，弹簧座43的周向圆面上均匀开设4道贯通上下两端的导气纵槽431，弹簧座43的下端面上均匀开设4个分别与导气纵槽431一一相通的下导气横槽435，相邻两个导气纵槽431之间的弹簧座43上端面上向上延伸形成凸台432，相邻两个凸台432之间形成1个上导气横槽433。
43.二级配气盘本体1的凹曲面外侧的端平面上开设环形的第一o型圈嵌入槽13，第一o型圈嵌入槽13外侧的端平面上、自二级配气盘本体1的边缘、沿二级配气盘本体1的径向均匀开设8个放射状的泄露气体导槽14，泄露气体导槽14内端靠近第一o型圈嵌入槽13但不相通，泄露气体导槽14的长度方向与径向导气槽16的长度方向一一对应；泄露气体导槽14为截面为矩形的浅槽，宽为0.5mm，深度为0.05mm；二级配气盘本体1的周向外圆面上、靠近其具有凹曲面的一端开设环形的第二o型圈嵌入槽15；二级配油盘本体3的周向外圆面上、靠近其具有凹曲面的一端开设环形的第三o型圈嵌入槽38；连接套300的周向内圆面上开设泄露气体环形导槽302，泄露气体环形导槽302的宽度覆盖第二o型圈嵌入槽15和第三o型圈嵌入槽38；自连接套300的周向外圆面、沿径向开设2个泄露检测管路301，泄露检测管路301连接泄露检测装置；径向导气槽16的最宽处的宽度为凹曲面直径的0.005倍、最窄处的宽度为凹曲面直径的0.0035倍；径向导气槽16的最深处的深度为凹曲面挠度的0.25倍、最浅处的深度为凹曲面挠度的0.2倍；斜向导气孔24的轴心线与轴向导气孔23的轴心线的夹角为45
°
；径向导气槽16和圆形导气槽17的槽底形状为半圆形。第一o型圈嵌入槽13的截面为半圆形，第一o型圈嵌入槽13内嵌设全氟醚橡胶、邵氏硬度大于90的o型密封圈6。
44.大圆台段21与气盘排气孔11或气盘进气孔12的次大径段过盈配合，小圆台段22与气盘排气孔11或气盘进气孔12的次大径段大间隙配合；小圆台段22的自由端不超出二级配气盘本体1的凹曲面；轴向导气孔23的直径等于气盘排气孔11或气盘进气孔12的小径段的直径。
45.排气孔421一侧的压紧环42上开设贯通其上下端面的应力消除孔422、与应力消除孔422相通并贯通应力消除孔422对侧周向圆面的收缩槽口423；阀片45的上端面中心向上延伸形成圆台451，圆台451套入弹簧44的下端内并与弹簧44过盈配合或过渡配合。
46.阀体41的上、下端面上分别开设第四o型圈嵌入槽413，第四o型圈嵌入槽413的槽底为半圆形，第四o型圈嵌入槽413内嵌设全氟醚橡胶、邵氏硬度大于90的o型密封圈6。
47.导油槽32和堤堰34的线迹为渐开线。导油槽32外侧的二级配油盘本体3的端面上开设第五o型圈嵌入槽36，二级配油盘本体3靠近膜片的一端端面上、对应第五o型圈嵌入槽36的位置开设第六o型圈嵌入槽37。第五o型圈嵌入槽36和第六o型圈嵌入槽37的截面为半
圆形，内嵌设全氟醚橡胶、邵氏硬度大于90的o型密封圈6。
48.超级螺栓400包括大螺母401和大螺杆403，在大螺母401的端面上沿其轴向均匀开设多个小螺孔，相应数量的小螺钉402的小螺杆与小螺孔螺接，小螺钉402的小螺杆长度大于大螺母401厚度，小螺钉402的小螺杆自由端直接或间接抵压气侧膜头100；小螺钉402的钉头为六角钉头；大螺母401的为圆螺母。小螺孔和小螺钉402的数量为8个。
49.本发明未详尽描述之处为本领域的现有技术或公知常识。