[發(fā)明專利]一種可變負荷往復(fù)式壓縮機或泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710108385.7
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106762519B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王政玉;王超穎;岑陳;張玉芹
• 申請（專利權(quán)）人: 王政玉
• 主分類號: F04B25/00
• 分類號: F04B25/00;F04B37/12;F04B17/00;F04B19/22;F04B39/00;F04B53/14;F04B49/22
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 于濤

本發(fā)明提供了一種可變負荷往復(fù)式壓縮機或泵，該壓縮機或泵是一種氣液缸，氣液缸是由缸筒、上下端蓋、位于缸筒內(nèi)并將缸筒分隔成上腔和下腔的活塞、串過氣液缸端蓋并與活塞配置在一起的活塞桿、安裝在上下各端蓋上的進流單向閥和出流單向閥、將氣液缸上端蓋和下端蓋上的進流單向閥連通后作為氣液缸進流口的管路、將氣液缸上端蓋和下端蓋上的出流單向閥連通后作為氣液缸出流口的管路、在氣液缸上腔和下腔之間串接有開關(guān)閥的回氣管路構(gòu)成。該系統(tǒng)可以在接近零負荷情況下啟動，余壓可得到有效回收利用，特別適合用于波動的可再生能源作為動力源驅(qū)動的壓縮機或泵，可有效提高設(shè)備利用率和能量利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體機械范疇，具體涉及氣體壓縮機和流體泵。

背景技術(shù)

對于一臺動力源驅(qū)動一臺匹配的的傳統(tǒng)氣體壓縮機或流體泵工作時，如果動力源輸出的動力是波動很大的動力（例如風(fēng)力渦輪機輸出的動力），會出現(xiàn)動力源的輸出扭矩與壓縮機或泵的負荷扭矩特性差異很大，動力源與壓縮機或泵不能在一個工作區(qū)間高效匹配，而這只能選擇一個工作點實現(xiàn)良好匹配，造成系統(tǒng)啟動難，效率低，能量輸出少（例如在風(fēng)力提水時，低風(fēng)速的能量就無法有效利用）。實現(xiàn)壓縮機或泵的負荷大小能夠跟隨動力源輸出大小自動匹配，是提高裝備利用率和能源利用率的有效途徑。為此，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)胡玉龍等提出了“變行程風(fēng)力提水技術(shù)”（詳見【可再生能源】2007年8月第25卷第4期，76-78頁），其基本原理是：風(fēng)力提水機變行程技術(shù)改變提水機活塞在不同風(fēng)速下的工作行程，實現(xiàn)風(fēng)輪工作特性與活塞泵工作特性的一致，從而擴大機組出力，改善工作特性。但是實現(xiàn)變行程的控制和驅(qū)動機構(gòu)復(fù)雜。對此，本發(fā)明人認(rèn)為：一方面，風(fēng)速降低會使渦輪機的葉片受力減小，使渦輪機的驅(qū)動力矩減小；另一方面，活塞面積一定的往復(fù)活塞泵在一定的揚程條件下它的負荷力矩基本是恒定的，要改變負荷力矩大小可以通過改變活塞面積大小來實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：尋求一種負荷力矩大小可隨驅(qū)動力矩大小變化的壓縮機/泵裝置，以提高波動能源驅(qū)動下的裝備利用率和能量利用率。

為達到上述目的和解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：

一種可變負荷往復(fù)式壓縮機或泵，所述壓縮機或泵是一氣液缸，其特征在于：所述氣液缸是由缸筒、上下端蓋、位于缸筒內(nèi)并將缸筒分隔成上腔和下腔的活塞、串過氣液缸端蓋并與活塞配置在一起的活塞桿、安裝在上下各端蓋上的進流單向閥和出流單向閥、將氣液缸上端蓋和下端蓋上的進流單向閥連通后作為氣液缸進流口的管路、將氣液缸上端蓋和下端蓋上的出流單向閥連通后作為氣液缸出流口的管路、安裝在氣液缸上腔和下腔之間并串接有開關(guān)閥的回氣管路構(gòu)成。當(dāng)開關(guān)閥關(guān)閉時，氣液缸處于一個雙作用氣液缸工作狀態(tài)下。當(dāng)開關(guān)閥打開時，氣液缸的上腔和下腔連通（或開關(guān)閥采用三通式開關(guān)閥時上腔和下腔與環(huán)境連通），氣液缸處于卸載狀態(tài)。當(dāng)這種壓縮機或泵用于風(fēng)力壓縮空氣或風(fēng)力提水時，可根據(jù)風(fēng)力大小來控制開關(guān)閥的關(guān)開以達到加載或卸載、低風(fēng)速空載啟動、有效提高裝備利用率和能量利用率的目的。

上述的一種可變負荷往復(fù)式壓縮機或泵，可供選擇的技術(shù)方案是，所述往復(fù)式壓縮機或泵是由至少2個氣液缸并聯(lián)構(gòu)成，各活塞桿安裝在一剛性連接架上；所述每一氣液缸回氣管路上的開關(guān)閥設(shè)置為兩個，分別安裝在上端蓋和下端蓋上并與回氣管路連通，開關(guān)閥安裝在上下端蓋上是為了壓縮機的容積效率。。當(dāng)某一開關(guān)閥關(guān)閉時，該氣液缸處于一個雙作用氣液缸工作狀態(tài)下。當(dāng)某一開關(guān)閥打開時，該氣液缸的上腔和下腔連通（或開關(guān)閥采用三通式開關(guān)閥時上腔和下腔與環(huán)境連通），該氣液缸處于卸載狀態(tài)。當(dāng)這種壓縮機或泵用于風(fēng)力壓縮空氣或風(fēng)力提水時，可根據(jù)風(fēng)力大小來控制氣液缸上的開關(guān)閥關(guān)開，以達到加載或卸載、低風(fēng)速空載啟動、多級負荷運行，有效提高裝備利用率和能量利用率的目的。所謂往復(fù)式壓縮機或泵是由至少2個氣液缸并聯(lián)構(gòu)成包括：多列立式、V型、W型、扇形、對動型、星型等相同缸徑、不同缸徑的氣液缸組合體。