[發明專利]電驅動氣體增壓器

有效

• 申請號: 201811566312.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109944768B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: B·A·巴羅斯
• 申請（專利權）人: 漢斯克國際有限公司
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B39/12
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟;尹景娟

一種用于增加氣體的壓力的氣體增壓器包括氣缸和驅動器。氣缸限定具有入口和出口的腔室。活塞可在氣缸內致動，以便以第一壓力將氣體經過入口抽吸到腔室中并且以比第一壓力高的第二壓力推送氣體經過出口從腔室離開。驅動器包括通過機械連接聯接至氣缸的活塞的電動機，以致動活塞。

技術領域

本發明涉及一種用于驅動氣體增壓泵的設備和方法。

背景技術

增壓泵可以用以增加流體、諸如氣體的壓力。增壓器通常包括一個或多個級，其中容納在氣缸內的活塞由馬達驅動，以壓縮氣缸內的氣體。因此，這可以增加氣缸中的氣體的壓力。增壓器的馬達典型地通過氣動或液壓組件驅動。

例如，兩級增壓器40的例子在圖1A-1C中示出，其包括容納在低壓氣缸60內的低壓活塞66和容納在高壓氣缸70內的高壓活塞76。這些活塞66、76中的每個可以通過包括驅動活塞56的馬達50致動。在圖示的實施方式中，低壓活塞66通過低壓桿51聯接至驅動活塞56，高壓活塞76通過高壓桿53聯接至驅動活塞56。相應地，當驅動活塞56向右朝向高壓氣缸70平移時，低壓活塞66可以通過低壓桿51向右致動，進入到低壓氣缸60中，從而以低壓將來自低壓氣體儲罐32的氣體經過入口管道34和低壓入口止回閥61抽吸到低壓氣缸60的低壓氣體腔室64中，如圖1A所示。隨后，驅動活塞56可以向左、朝向低壓氣缸60平移，如圖1B所示。這可以致動低壓活塞66向左、在低壓氣缸60中向外，以將低壓氣體腔室64中的氣體壓縮至中間壓力，并且推送氣體經過低壓出口止回閥62離開低壓氣體腔室64。隨后，氣體可以行進經過中間管道69到高壓氣缸70。隨著低壓活塞66被向左致動，高壓活塞76也可以通過高壓桿53向左致動到高壓氣缸70中，以將來自中間管道69的氣體經過高壓入口止回閥71抽吸到高壓氣缸70的高壓氣體腔室74中。隨后，驅動活塞56可以再次向右、朝向高壓氣缸70平移，如圖1C所示。這可以再次向右致動低壓活塞66，進入到低壓氣缸60中，以將來自低壓氣體儲罐32的氣體抽吸到低壓氣缸60的低壓氣體腔室64中。高壓活塞76也可以通過高壓桿53向右平移，在高壓氣缸70中向外，以將高壓氣體腔室74中的氣體壓縮至高壓并且推送氣體經過高壓出口止回閥72從高壓氣體腔室74離開且經過出口管道38到高壓氣體儲罐36。活塞56、66、76能夠繼續循環，由此從增壓器40產生高壓氣體流。在一些型式中，熱交換器68、78和/或冷卻套管65、75圍繞中間管道69和/或氣缸60、70設置，以冷卻氣體。

這種增壓器40的馬達50典型地通過單獨的氣動或液壓系統驅動。例如，圖1A-1C示出用于增壓器40的單獨的驅動系統20的例子，其包括通過驅動管道21聯接至驅動泵24的源罐22。隨后，驅動泵24可以通過第一管道23聯接至馬達50的第一腔室52，鄰近低壓氣缸60，并且通過第二管道25聯接至馬達50的第二腔室54，鄰近高壓氣缸70。源罐22包括流體，空氣或液壓流體，其可以通過驅動泵24泵送至馬達50的第一腔室52或第二腔室54，以致動馬達50。相應地，當驅動泵24將流體泵入第一腔室52中時，驅動活塞56可以向右、朝向高壓氣缸70平移。當驅動泵24將流體泵入第二腔室54中時，驅動活塞56可以向左、朝向低壓氣缸60平移。流體可以從腔室52、54流出并返回至源罐22并且/或者通向大氣。這種氣動或液壓驅動系統由于單獨的驅動系統的部件的數量而成本昂貴，并且它們會由于氣動或液壓壓降而經歷能量損失。

相應地，需要提供一種更有效的方法來驅動氣體增壓器。

發明內容

提供一種電驅動氣體增壓器，其在電動機與氣體活塞之間具有直接機械連接，以消除對單獨的氣動或液壓驅動系統的需求。相應地，可以降低設備成本，因為可以不再需要單獨的驅動系統設備，諸如空氣壓縮器、空氣儲罐、壓縮空氣輸送管線、液壓動力單元、液壓儲罐、液壓閥、高壓液壓布管等。也可以消除由于氣動和液壓壓降導致的能量損耗。由此，可以提供更有效的氣體增壓器，其中冷卻和電氣需求減少。