[发明专利]压缩机、尤其是活塞式压缩机

说明书

本发明涉及一种压缩机、尤其是活塞式压缩机，用于压缩气态介质，该压缩机具有一个用于将该介质从输入压力压缩到中间压力的低压级及一个用于将该介质从中间压力压缩到高压的高压级。

在用于气态介质的构造成活塞式压缩机的压缩机中，级压力比由缸尺寸来确定。在具有由一个低压级及一个高压级构成的两个压缩机级并且级压力比处于17的范围中的活塞式压缩机中，介质例如可从1巴的输入压力在具有17的级压力比的低压级中压缩到17巴的中间压力并且在具有17.6的级压力比的高压级中压缩到300巴的高压。

这种活塞式压缩机被设计在确定的输入压力上，其中，介质的输入压力仅可在窄的界限中变化。如果被设计在1巴的输入压力上的所述类型的活塞式压缩机不是在1巴的输入压力下而是在5巴的输入压力下工作，则在级压力比为17时在低压级的后面会产生导致低压级过热的85巴的中间压力。

由DE 199 33 989 A1公知了一种两级的活塞式压缩机，该两级的活塞式压缩机适用于不同的输入压力。为此，对于该活塞式压缩机的低压级及高压级设置有分开的驱动装置。但具有一个用于低压级的驱动装置及一个用于高压级的分开的驱动装置的这种两级的活塞式压缩机具有高的结构成本。

本发明的任务在于，提供一种开头所述类型的压缩机，该压缩机以小的结构成本适用于不同的输入压力。

根据本发明，该任务这样来解决：在高压级前面连接有一个具有可调节的死容积的补偿容积。通过这种连接在高压级前面的并且由此连接在高压级上的补偿容积可用简单的方式实现在高压级上设置一个可调节的死容积。在低压级的压缩冲程期间气态介质在此部分地输送给补偿容积。当在高压级的接下来的抽吸冲程期间介质从补偿容积接着输送到高压级时，气态介质绝热膨胀并且在此冷却返回到低压级的抽吸温度以下。由此通过这种补偿容积可用简单的方式改变高压级的抽吸容积并且同时可实现压缩机的附加冷却。由此以简单的方式可使压缩机在不同的输入压力下工作，其中，还避免了压缩机过热。

如果根据本发明的一个实施形式由补偿容积形成的死容积可与输入压力相关地调节，则得到一个特殊的优点。由此以小的成本通过补偿容积可与输入压力相关地实现高压级的死空间控制。

如果补偿容积在输入压力最大时被调整到最小的死容积并且随着输入压力的下降可朝死容积最大的方向调整，则得到一个特殊的优点。由此以简单的方式实现随着输入压力的降低使通过补偿容积实现的附加冷却效果增大。随着输入压力的下降，高压级的级压力比增大，其中，同时压缩机的热负荷增大。由此，通过配置给高压级并且形成用于高压级的死容积的补偿容积——该补偿容积的冷却效果随着输入压力的降低通过死容积的增大而增大，可使在不同输入压力下使用的压缩机的压缩机温度以简单的方式降低。

补偿容积合乎目的地构造成补偿缸，该补偿缸具有一个可在壳体中移动的圆柱。通过补偿容积作为调节缸的这种结构形式，可用简单的方式产生可调节的死容积。

根据本发明的一个优选构型形式，所述圆柱作为阶梯形活塞合乎目的地设置有第一控制面，该第一控制面设置在补偿容积中并且由中间压力加载，并且所述圆柱具有第二控制面，该第二控制面由输入压力加载。通过这种构造成阶梯形活塞的圆柱，可通过相应地选择第一控制面及第二控制面的大小用简单的方式在输入压力最大时朝死容积最小的方向上以及在输入压力下降时朝死容积最大的方向加载所述圆柱。

根据本发明的一个进一步构型，补偿容积设置有一个冷却装置，由此，处于补偿容积中的介质可用简单的方式冷却并且通过补偿容积实现的冷却效果由此可进一步提高。

根据本发明的一个优选实施形式，冷却装置由一些设置在壳体上的冷却肋构成，由此，补偿容积的冷却装置可用小的结构成本来制造。

根据本发明的一个有利构型形式，该压缩机具有一个可在壳体中纵向移动的活塞，该活塞可被液压驱动。

低压级合乎目的地包括一个第一压力室及一个第二压力室，由此，活塞控制低压级的两个压力室。由此可在结构空间需求低的情况下通过两个压力室使引导压力的管路中的脉动减小。

根据本发明的一个进一步构型，高压级包括一个第一压力室及一个第二压力室。因此，由活塞还控制高压级的两个压力室，其中，可在压缩机结构空间需求低的情况下实现小的脉动。

如果在壳体上设置有一个外部冷却装置，则可用简单的方式实现压缩机在低压级及高压级的区域中的冷却。

为了改善冷却，合乎目的地在活塞上设置有一个内部冷却装置。