[發(fā)明專利]活塞往復(fù)式壓縮機(jī)的全無余隙構(gòu)造及其相關(guān)的加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110255582.4
• 申請日: 2011-08-21
• 公開（公告）號: CN102410174B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁嘉麟
• 申請（專利權(quán)）人: 梁嘉麟
• 主分類號: F04B39/00
• 分類號: F04B39/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域.

本發(fā)明涉及活塞往復(fù)式壓縮機(jī)的技術(shù)，尤其是“全無余隙”機(jī)型的技術(shù)。

背景技術(shù)

目前問世的壓縮機(jī)品種中的大多數(shù)都是常規(guī)的由曲軸驅(qū)動的活塞式壓縮機(jī)，它具有：制造簡單，使用壽命長，對材質(zhì)要求不高等其它品種壓縮機(jī)無法與之相比的綜合特點，這是它問世以來經(jīng)久不衰的主要原因。

活塞往復(fù)式壓縮機(jī)與其他壓縮機(jī)一樣，由于在結(jié)構(gòu)上受到無法解決的“余隙”問題的困擾，因此它的排氣效率或/和壓縮比始終難以提高?！纾寒?dāng)壓縮比接近于“10”時，其排氣量將會減小到失去其工作意義的程度。

現(xiàn)有活塞往復(fù)式壓縮機(jī)中的“余隙”包括：活塞外頂部與氣缸內(nèi)頂部之間以及由于吸氣與排氣二者機(jī)構(gòu)必須存在的“余隙”，以及由于活塞環(huán)的存在而造成的余隙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明之目的：

本發(fā)明之目的：提出了活塞往復(fù)式壓縮機(jī)“全無余隙”的結(jié)構(gòu)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，擬采用以下的技術(shù)：

在活塞往復(fù)運(yùn)行的機(jī)型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，滿足以下a、b、c與d的四個機(jī)構(gòu)設(shè)計條件：

a.活塞的頂部外側(cè)配用控制吸氣孔開啟與關(guān)閉的錐形吸氣閥塊；

b.至少在與活塞的外側(cè)與頂部齊平位置上設(shè)置了其斷面為半V型的活塞環(huán)，該半V型的張口是向著圓心的，該半V型斷面的張口與活塞頂部所形成的坡度接觸面為滑動配合，并且，該半V型活塞環(huán)是通過與上述半V型斷面相吻合設(shè)置在活塞上的環(huán)槽來實施定位的，而且，該半V型活塞環(huán)的上斜面與活塞頂部坡度之間的滑動配合間隙應(yīng)該小于該半V型活塞環(huán)下平面與上述環(huán)槽底部平面的配合間隙；

c.活塞在向前壓縮排氣行程中，最后能夠頂開排氣閥片沖出汽缸，

活塞在后退行程中，當(dāng)活塞欲完全退回到汽缸內(nèi)，即將與被氣缸阻擋在外的排氣閥片分離的時刻，將會造成活塞、排氣閥片、錐形吸氣閥塊、活塞環(huán)與汽缸五者之間形成沒有幾何空間的“全無余隙”接觸狀態(tài)。

d.排氣閥片是通過彈簧一類的彈性裝置定位在汽缸的頂部。

本發(fā)明關(guān)鍵部位的加工方法如下：

將其斷面為V型活塞環(huán)，設(shè)置在活塞的外側(cè)與頂部齊平的位置上，將錐形吸氣閥塊也設(shè)置在在活塞上，最后，將該活塞的上頂部、該活塞環(huán)的上部，以及該錐形吸氣閥塊的上頂部(錐體的底部)三者一起進(jìn)行平面研磨?！_保該三者位于同一個平面。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的特點：

由于提出了上述活塞往復(fù)式壓縮機(jī)“全無余隙”的結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，這就為：活塞往復(fù)式壓縮機(jī)在其結(jié)構(gòu)原理上能夠?qū)崿F(xiàn)“全無余隙”工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)形式與運(yùn)行方式均創(chuàng)造了條件，使得其：理論排氣量達(dá)到100％的程度，而實際排氣量在任何工況條件下都非常接近于100％，并進(jìn)而能夠大幅度地提高其工作壓縮比又創(chuàng)造了條件。

附圖說明

圖1示意了本發(fā)明在臥式曲軸驅(qū)動型大功率活塞往復(fù)式壓縮機(jī)中的實施例。

圖2示意了圖1機(jī)型的活塞前進(jìn)(排氣)運(yùn)行時活塞、閥和汽缸的相對位置。

圖3示意了圖1機(jī)型的活塞后退(吸氣)運(yùn)行時活塞、閥和汽缸的相對位置。

H：高壓區(qū)；W：低壓區(qū)；K：其斷面為半V型的活塞環(huán)；N：普通的常規(guī)活塞環(huán)；P：活塞頂部的吸氣孔；D：交流電機(jī)；1：缸蓋；2：彈簧；3：排氣閥片；4：錐形吸氣閥塊；5：活塞；6：汽缸；7：曲軸；8：連桿；9：機(jī)體；10：定位螺絲。

具體實施方式

圖1示意了一種曲軸驅(qū)動型活塞往復(fù)式壓縮機(jī)“全無余隙”的結(jié)構(gòu)概況。

圖2示意了活塞5在向前的壓縮排氣行程時攜帶著活塞環(huán)K一起，頂著排氣閥片3在汽缸6的洞口外部一起行進(jìn)的狀況。顯然：

A.在活塞5與排氣閥片3接觸之前，該二者之間就已經(jīng)在汽缸6中形成了將會緩解活塞5與排氣閥片3相互沖撞力度的高壓氣墊；

B.此時意味著：活塞5已經(jīng)將被壓縮成的高壓氣體全部擠入高壓區(qū)H；

C.應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計上確保：活塞環(huán)K不能全部脫離(沖出)汽缸的洞口，否則，活塞環(huán)K就不可能被活塞5重新攜帶著返回汽缸6了。此外，活塞5沖出汽缸6洞口的行程部分，可控制在其有效行程長度的十分之一左右或更小。

圖3示意了活塞5在后退的吸氣行程時通過其頂部的錐形吸氣閥塊4吸進(jìn)低壓氣體的狀態(tài)。顯然：

A.在結(jié)構(gòu)上采用順流式吸氣機(jī)構(gòu)最符合“全無余隙”的機(jī)型結(jié)構(gòu)要求。

B.當(dāng)活塞5處于后退行程的初始階段，即在活塞5完全退進(jìn)汽缸6的洞口之前，首先由較大直徑的排氣閥片3將較小口徑的汽缸6的洞口頂部封閉住，此刻必將形成：