[发明专利]一种非对称两级双作用活塞式压缩缸及压缩方法

说明书

本发明提供了一种非对称两级双作用活塞式压缩缸及压缩方法，涉及压缩结构技术领域，包括第一气缸、第一气缸活塞、第二气缸、第二气缸活塞、油缸、油缸活塞、活塞杆、支撑隔板、液压系统、冷却系统和油气隔离密封结构，第一气缸的直径大于第二气缸的直径，气缸油缸同轴相连，活塞杆的两端连接气缸活塞，中部设置油缸活塞，液压系统控制油缸内的油缸活塞运动，气缸活塞分别把第一气缸和第二气缸分隔为两个腔体，在第一气缸内实现一级压缩，第二气缸内实现二级压缩，腔体连接的气体连接管路上设置有冷却系统，活塞杆和支撑隔板之间设置有油气隔离密封结构。该压缩缸一级压缩和二级压缩同步进行提高了气体的压缩效率，并且排气温度稳定，管路脉动小。

技术领域

本发明涉及压缩结构技术领域，尤其是一种非对称两级双作用的电动液驱动活塞式压缩缸，以及利用该压缩缸压缩气体的方法。

背景技术

目前压缩空气或者压缩其他介质，所使用的压缩缸多为一级压缩，活塞滑动于压缩缸中进行压缩。压缩缸按作用方式分类，有单作用压缩机和双作用压缩机，其中单作用压缩机被压缩介质仅在活塞的一侧进行压缩，活塞往返一个行程，吸气排气各一次；而双作用压缩机的被压缩介质轮流在活塞两侧的气缸内进行压缩，活塞往返一个行程，吸、排气各两次。双作用压缩机的吸气量较单作用的大，但是其结构较复杂。压缩缸采用单级压缩，则需要的压缩压力很大，从而造成排气温度远远高于允许值，使机器不能正常运行；采用多级压缩，则每一级的压力比可以减小，在各级间使用中间冷却措施，这样压缩气体排气温度便会大降低，但是多级压缩使得压缩结构整体及安装更加复杂。

对称结构的双作用活塞压缩缸在使用时，其通过调整活塞杆的直径来调整压缩比，但是当活塞杆直径变大时，其质量变大，导致活塞运动过程中对支撑点的压力较大，即使是竖直安装也存在活塞受力不平衡的问题；另外对称结构压缩缸腔体的体积差别不大，所以压缩可能存在空循环的问题。为了使压缩缸实现更加高效的两级压缩，并提升压缩缸的密封性能和系统的稳定性，避免液压驱动的油气混合，需要对现有的活塞式压缩缸做进一步的改进。

发明内容

为了避免压缩缸运行过程中出现空循环，提升压缩缸的密封性能和系统的稳定性，保证气体的排气温度，减小管路脉动，本发明提供了一种非对称两级双作用活塞式压缩缸及压缩方法，具体技术方案如下。

一种非对称两级双作用活塞式压缩缸，包括第一气缸、第一气缸活塞、第二气缸、第二气缸活塞、油缸、油缸活塞、活塞杆、支撑隔板、液压系统、冷却系统和油气隔离密封结构；第一气缸的直径大于第二气缸的直径，第一气缸和第二气缸分别通过支撑隔板和油缸同轴相连，活塞杆的两端分别设置有第一气缸活塞和第二气缸活塞，活塞杆中部设置有油缸活塞；液压系统控制油缸内的油缸活塞运动，活塞杆带动第一气缸活塞和第二气缸活塞分别沿第一气缸和第二气缸运动；第一气缸活塞和第二气缸活塞分别把第一气缸和第二气缸内的空间分隔为两个腔体；第一气缸两个腔体的出气口分别连接第二气缸两个腔体的进气口；第一气缸和第二气缸腔体相连的气体连接管路上，第二气缸腔体的出气口连接管路上均设置有冷却系统；活塞杆和支撑隔板之间设置有油气隔离密封结构和油气监测通道。

优选的是，第一气缸两端分别固定有第一气缸端盖和支撑隔板，第一气缸端盖上设置有进气口和出气口连通第一气缸内的Ⅰ一级腔体，支撑隔板上设置有进气口和出气口连通第一气缸内的Ⅱ一级腔体；第二气缸两端分别固定有第二气缸端盖和支撑隔板，第二气缸端盖上设置有进气口和出气口连通第二气缸内的Ⅰ二级腔体，支撑隔板上设置有进气口和出气口连通第二气缸内的Ⅱ二级腔体。

还优选的是，油缸两端分别连接有支撑隔板，支撑隔板与第一气缸和第二气缸同轴心线布置，活塞杆沿所述轴心线布置；油缸两端的支撑隔板上还设置有连通油缸内腔的液压油孔，液压系统连接两个液压油孔。