專利名稱：多級(jí)活塞式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于氣態(tài)或低溫液化的介質(zhì)的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其具有至少兩個(gè)壓縮級(jí)，這些壓縮級(jí)在與用于聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的共用傳動(dòng)系的相互作用的情況下工作，其中每個(gè)壓縮級(jí)具有與傳動(dòng)系機(jī)械連接的、設(shè)置在壓縮機(jī)缸體中以使其可以縱向移動(dòng)的活塞。
背景技術(shù)：
DE 10 2006 042 122A1公開了一種通用的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)用于壓縮氣態(tài)或液態(tài)的介質(zhì)，例如氣態(tài)或液態(tài)的氫氣、氮?dú)饣蛱烊粴?。在通用的多?jí)壓縮機(jī)中，單個(gè)壓縮級(jí)的活塞與共用傳動(dòng)系連接，并且單個(gè)壓縮級(jí)的活塞與傳動(dòng)系機(jī)械連接，壓縮級(jí)的活塞由傳動(dòng)系聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)系均以恒定的活塞行程執(zhí)行活塞運(yùn)動(dòng)。對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)的每個(gè)活塞施加在對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)中加載的介質(zhì)的壓力。若壓縮級(jí)在無壓縮機(jī)功率的情況下同時(shí)工作，例如在部分載荷范圍內(nèi)或者在無載荷狀態(tài)下，介質(zhì)在執(zhí)行活塞行程的同時(shí)工作的活塞上的加載壓力產(chǎn)生額外的能量需求，其必須通過傳動(dòng)系施加從而驅(qū)動(dòng)活塞。此外，加載壓力導(dǎo)致同時(shí)工作的活塞將載荷施加在傳動(dòng)系上，從而尤其是在壓縮級(jí)以部分載荷運(yùn)行或無載荷運(yùn)行期間將不均勻的載荷施加在傳動(dòng)系上。此外，在部分載荷或無載荷的情況下同時(shí)工作的壓縮級(jí)的活塞中所配置的組件上，例如在用于將活塞密封在壓縮機(jī)缸體中的密封裝置、活塞的配合件以及待壓縮的介質(zhì)的進(jìn)氣閥和壓力閥上，產(chǎn)生載荷和機(jī)械磨損。此外，壓縮級(jí)的同時(shí)工作的活塞的活塞行程運(yùn)動(dòng)使得在活塞與壓縮機(jī)缸體之間對(duì)應(yīng)的表面上產(chǎn)生磨損。若在通用的多級(jí)壓縮機(jī)中的壓縮級(jí)作為分級(jí)壓縮機(jī)串聯(lián)連接，并且一個(gè)壓縮級(jí)的輸出側(cè)與下一個(gè)壓縮級(jí)的輸入側(cè)連接，則在通用壓縮機(jī)中，其中壓縮級(jí)的活塞與共用傳動(dòng)系連接并且同時(shí)加以驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致通過對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)的活塞的固定且恒定的活塞行程將各個(gè)壓縮級(jí)的輸入壓力范圍和壓縮比限制到窄的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供通用的多級(jí)壓縮機(jī)，其中壓縮級(jí)可以彼此獨(dú)立地工作，并且其改善了磨損和能量效率。該目的根據(jù)本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的，各個(gè)壓縮級(jí)的活塞與位于壓縮機(jī)缸體中的不可壓縮的液體的液柱連接，其將活塞的活塞行程運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成設(shè)置在壓縮機(jī)缸體中的壓縮機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)，從而使其可以縱向移動(dòng)，其中用于改變壓縮機(jī)活塞的壓縮機(jī)行程的液柱可以與出口連接。因此，根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)壓縮級(jí)的與傳動(dòng)系機(jī)械連接的活塞通過不可壓縮的液體例如液壓液的液柱與執(zhí)行對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)行程以壓縮待壓縮的介質(zhì)的壓縮機(jī)活塞連接。每個(gè)壓縮級(jí)的液柱可以根據(jù)本發(fā)明的方式通過將液柱與出口連接而變化和改變，從而在通過傳動(dòng)系以機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)的活塞的恒定活塞行程的情況下，可以與活塞行程無關(guān)地控制分配給該活塞的壓縮機(jī)活塞的壓縮機(jī)行程。這使得即使驅(qū)動(dòng)該活塞，仍然可以部分或完全地使壓縮機(jī)活塞不活動(dòng)，并由此使壓縮機(jī)活塞關(guān)閉和固定不動(dòng)，或者將其控制在壓縮機(jī)行程中。因此，在根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)中，可以在共用傳動(dòng)系的情況下實(shí)現(xiàn)能夠獨(dú)立且單獨(dú)地工作的壓縮級(jí)。因此，根據(jù)本發(fā)明連接由該活塞驅(qū)動(dòng)的液壓液的液柱，能夠容易地使對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)以部分載荷運(yùn)行。此外，將液柱與出口連接，能夠使一個(gè)或多個(gè)壓縮級(jí)不活動(dòng)，其中使對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)活塞固定不動(dòng)和關(guān)閉，并且在壓縮機(jī)缸體中不執(zhí)行任何運(yùn)動(dòng)。關(guān)閉或改變對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)活塞的壓縮機(jī)行程改善了能量效率，這是因?yàn)椴恍枰獮椴换顒?dòng)的活塞施加驅(qū)動(dòng)功率，或者改變壓縮機(jī)活塞的對(duì)應(yīng)壓縮機(jī)行程，從而將在部分載荷范圍內(nèi)的均勻載荷施加在傳動(dòng)系上。此外，關(guān)閉壓縮機(jī)活塞，減少或避免了在活塞與壓縮機(jī)缸體之間的表面、活塞密封件以及無載荷的壓縮級(jí)的介質(zhì)的入口閥和出口閥上的機(jī)械磨損。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，提供閥排列以將液柱與出口連接。對(duì)應(yīng)的閥排列可用于容易地控制將由以驅(qū)動(dòng)方式與傳動(dòng)系連接的活塞所驅(qū)動(dòng)的液柱與出口連接的過程，因而該閥排列將由活塞驅(qū)動(dòng)的液柱輸送至出口，從而部分或完全地使分配給該活塞 的壓縮機(jī)缸體不活動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，特別有利的是，將壓縮機(jī)缸體通過各個(gè)分支出口管線與收集出口管線相連接，其中閥排列位于分支出口管線中。具有閥排列的收集出口管線和對(duì)應(yīng)的分支出口管線可以用在多級(jí)活塞式壓縮機(jī)上的每個(gè)壓縮級(jí)處，以容易地控制單獨(dú)地將每個(gè)壓縮級(jí)的液壓液的液柱與出口連接的過程，從而部分或完全地使該壓縮級(jí)的對(duì)應(yīng)壓縮機(jī)活塞不活動(dòng)。閥排列優(yōu)選被設(shè)計(jì)為控制閥，尤其是滑閥或球閥，其具有一個(gè)鎖定位置和一個(gè)浮動(dòng)位置。通過相應(yīng)的動(dòng)作，該控制閥可用于容易地將液柱在浮動(dòng)位置的方向上與出口連接，目的是具有由傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)的活塞以將液柱輸送至出口，從而控制壓縮機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)和壓縮機(jī)行程。用電子控制器使閥排列動(dòng)作的能力產(chǎn)生特別的優(yōu)點(diǎn)。通過相應(yīng)地使閥排列動(dòng)作，可以將電子控制器用于容易地控制壓縮機(jī)的工作狀態(tài)。收集出口管線優(yōu)選與容器連接，尤其是施加預(yù)壓力的容器。施加預(yù)壓力的容器使得，通過在特定的反壓力下打開的閥排列將液柱從驅(qū)動(dòng)的活塞輸送至該容器。替代性地，在收集出口管線中的特定的預(yù)壓力可以通過在收集出口管線中的溢流閥實(shí)現(xiàn)。若至少一個(gè)額外的閥排列位于收集出口管線或分支出口管線中，則本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案產(chǎn)生特別的優(yōu)點(diǎn)。額外的閥排列使其容易影響和/或控制壓縮機(jī)的工作狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可以將額外的閥排列設(shè)計(jì)為溢流閥，尤其是泄壓閥。在對(duì)應(yīng)的分支出口管線中的泄壓閥使得能夠保證對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)的輸入壓力和/或輸出壓力，從而可以將對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)調(diào)節(jié)至改變的輸入壓力和/或輸出壓力。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，可以將額外的閥排列設(shè)計(jì)為壓力控制閥和/或限流閥。該額外的閥排列使得易于允許使對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)在部分載荷下不活動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案中，傳動(dòng)系包括由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的曲柄或偏心軸，其中活塞通過各個(gè)連接桿與曲柄軸連接?；钊綁嚎s機(jī)在此可以被設(shè)計(jì)為直線壓縮機(jī)，其中活塞在壓縮機(jī)缸體中執(zhí)行純粹的直線運(yùn)動(dòng)，并且連接桿通過配合件設(shè)置在曲柄軸上。替代性地，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)可以具有回轉(zhuǎn)式活塞構(gòu)型，其中活塞在壓縮機(jī)缸體中實(shí)施擺式移動(dòng)，并且連接桿可以剛性地固定至曲柄或偏心軸。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，液柱可以與供應(yīng)源連接。供應(yīng)源可用于容易地再裝填對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)的液柱，由此使得能夠連接壓縮級(jí)。供應(yīng)源還使得能夠易于更換液壓液及更新液柱。供應(yīng)源優(yōu)選包括與容器連接的供應(yīng)泵，其通過供應(yīng)管線進(jìn)行輸送，其中壓縮機(jī)缸體通過各個(gè)分支供應(yīng)管線與供應(yīng)管線相連接，其中分支供應(yīng)管線中分別引入了閥排列。在對(duì)應(yīng)的分支供應(yīng)管線中的閥排列使得易于經(jīng)由供應(yīng)泵再裝填所分配的壓縮級(jí)的液柱，其被送入供應(yīng)管線中。
在本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)施方案中，在根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機(jī)中的壓縮級(jí)串聯(lián)連接。其中至少兩個(gè)壓縮級(jí)以一個(gè)壓縮級(jí)的輸出與另一個(gè)壓縮級(jí)的輸入相連接的方式串聯(lián)連接的分級(jí)壓縮機(jī)能夠容易地通過如本發(fā)明所述將一個(gè)或所有的壓縮級(jí)與出口相連接而使壓縮級(jí)以部分載荷運(yùn)行。由此，將均勻的載荷施加在傳動(dòng)系上。此外，允許使對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)適應(yīng)于改變輸入或輸出壓力，從而使根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機(jī)可以在寬的輸入和輸出壓力范圍內(nèi)運(yùn)行。在本發(fā)明的另一個(gè)可能的實(shí)施方案中，壓縮級(jí)并聯(lián)連接。在該活塞式壓縮機(jī)中，每個(gè)壓縮級(jí)構(gòu)成分離的壓縮機(jī)并且為壓縮的介質(zhì)提供相應(yīng)的運(yùn)送能力，如本發(fā)明所述部分或完全地使單獨(dú)的壓縮級(jí)不活動(dòng)，這使得能夠易于提供可改變和可調(diào)節(jié)的運(yùn)送能力。連接根據(jù)本發(fā)明的所分配的壓縮級(jí)的對(duì)應(yīng)液柱使得易于以共用傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)可改變的運(yùn)送能力的多個(gè)壓縮機(jī)解決方案。部分或完全地不活動(dòng)的壓縮級(jí)在此均包含分離的獨(dú)立壓縮機(jī)。若該多級(jí)活塞式壓縮機(jī)要求更高的運(yùn)送能力，則可以相繼地連接額外的壓縮級(jí)。此外，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)使得能夠最佳地利用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。若壓縮的介質(zhì)的反壓力在輸出處低，則若干個(gè)壓縮級(jí)可以同時(shí)工作。在輸出處或者在增壓機(jī)工作期間具有更高的反壓力的情況下，單個(gè)壓縮級(jí)可以容易地?cái)嚅_連接，從而能夠調(diào)節(jié)至發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。如本發(fā)明所述將對(duì)應(yīng)壓縮級(jí)的液柱與出口相連接，進(jìn)一步使得在根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)壓縮機(jī)的情況下所選擇的壓縮級(jí)能夠單獨(dú)地工作。例如在一個(gè)壓縮級(jí)發(fā)生故障的情況下，這能夠使所選擇的壓縮級(jí)工作，而不必使其他壓縮級(jí)也工作。在根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)壓縮機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)壓縮級(jí)失效或發(fā)生故障的情況下，可以關(guān)閉受影響的壓縮級(jí)，而壓縮機(jī)可以利用起作用的壓縮級(jí)繼續(xù)工作。根據(jù)本發(fā)明的活塞式壓縮機(jī)可以如下方式設(shè)計(jì)，借助液柱工作的壓縮機(jī)活塞與待壓縮的介質(zhì)直接接觸，并壓縮該介質(zhì)。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)為離子型壓縮機(jī)，其中對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)的壓縮機(jī)活塞與位于壓縮機(jī)缸體中的離子工作液體的液柱接觸，并且用于壓縮該介質(zhì)。該離子型壓縮機(jī)將待壓縮的介質(zhì)從離子液柱轉(zhuǎn)移進(jìn)入位移缸體中，并且優(yōu)選用于壓縮氣態(tài)介質(zhì)，例如氫氣。根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)使得能夠?qū)⒁褐c出口連接，從而能夠部分或完全地使一個(gè)或若干個(gè)壓縮級(jí)不活動(dòng)，同時(shí)傳動(dòng)系繼續(xù)運(yùn)行。單個(gè)壓縮級(jí)的部分不活動(dòng)能夠容易地使所選擇的壓縮級(jí)以部分載荷運(yùn)行。單個(gè)壓縮級(jí)的完全不活動(dòng)允許將壓縮機(jī)的輸出調(diào)節(jié)至傳動(dòng)系的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和/或?qū)崿F(xiàn)可改變的壓縮機(jī)功率。此夕卜，在有壓縮級(jí)損壞或者不起作用的情況下，完全地使單個(gè)壓縮級(jí)不活動(dòng)允許使壓縮機(jī)持續(xù)運(yùn)行。此外，根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)使得能夠?qū)⑺袎嚎s級(jí)的液柱與出口連接，從而引發(fā)壓縮機(jī)的緊急關(guān)閉，同時(shí)傳動(dòng)系繼續(xù)運(yùn)行。在根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)的情況下，壓縮級(jí)的所有液柱可以同時(shí)與出口連接，以實(shí)現(xiàn)緊急卸載，其中使所有的壓縮級(jí)不活動(dòng)，而不必立即使傳動(dòng)系停止?；诟綀D所示的實(shí)施例更詳細(xì)地闡述本發(fā)明的額外的優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)的示意圖；及圖2所示為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)1，其在本實(shí)施例中包括四個(gè)壓縮級(jí)A、B、C、D。每個(gè)壓縮級(jí)A、B、C、D包括位于壓縮機(jī)缸體2A、2B、2C、2D中的活塞3A、3B、3C、3D，從
而使其可以縱向移動(dòng)。活塞3A-3D以驅(qū)動(dòng)方式與共用傳動(dòng)系4連接，以聯(lián)合驅(qū)動(dòng)活塞3A-3D。在所示的實(shí)施例中，傳動(dòng)系4由諸如電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)的曲柄或偏心軸6組成，其中活塞3A-3D均通過連接桿7A-7D與曲柄軸6機(jī)械連接?？梢砸肱浜霞?A-8D，其中連接桿7A-7D鉸鏈連接至曲柄或偏心軸6。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)活塞3A-3D在壓縮機(jī)缸體2A-2D中通過由不可壓縮的介質(zhì)例如液壓液組成的液柱9A-9D與壓縮機(jī)活塞10A-10D連接，壓縮機(jī)活塞可以在壓縮機(jī)缸體2A-2D中縱向移動(dòng)，并且用于直接地或者在引入離子工作液體30A-30D的液柱的情況下壓縮待壓縮的介質(zhì)M，例如氣態(tài)或液態(tài)氫。所圖示的密封件排列用于密封離開對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)缸體2A-2D 的活塞 3A-3D。在驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系4的情況下，曲柄軸6和連接桿7A-7D的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征導(dǎo)致在各個(gè)壓縮級(jí)A-D的對(duì)應(yīng)的活塞2A-2D的上下死點(diǎn)之間預(yù)定且恒定的活塞行程KH。根據(jù)本發(fā)明，所分配的壓縮級(jí)A-D的各個(gè)液柱9A-9D可以進(jìn)一步與出口 15連接。為此提供收集出口管線21，其通往容器20并且通過每一個(gè)對(duì)應(yīng)的分支出口管線22A-22D連接至各個(gè)壓縮機(jī)缸體2A-2D。每個(gè)分支出口管線22A-22D中引入了閥排列23A-23D，以控制將液柱9A-9D與收集出口管線21連接的過程，并由此相應(yīng)地排出所分配的液柱9A-9D的液壓液。容器20可以施加輕微的預(yù)壓力。閥排列23A-23D可以被設(shè)計(jì)為滑閥或球閥，其可以在浮動(dòng)位置與鎖定位置之間動(dòng)作。為了從容器20再裝填液壓液至壓縮級(jí)A-D的對(duì)應(yīng)的液柱9A-9D中，提供具有供應(yīng)泵26的供應(yīng)源25，供應(yīng)泵在吸入側(cè)與容器20連接，并且在壓力側(cè)輸送至供應(yīng)管線27中。壓縮機(jī)缸體2A-2D均通過分支供應(yīng)管線28A-28D與供應(yīng)管線27連接。各個(gè)閥排列29A-29D分別位于供應(yīng)管線28A-29D中以相應(yīng)地將液壓液裝填至所分配的液柱9A-9D中。閥排列29A-29D可以被設(shè)計(jì)為滑閥或球閥，其可以在浮動(dòng)位置與鎖定位置之間動(dòng)作。液壓液可以通過相應(yīng)地使閥排列23A-23D動(dòng)作而從對(duì)應(yīng)的液柱9A-9D排出，從而在所分配的活塞3A-3D朝向圖I頂部的預(yù)定且恒定的活塞行程KH的情況下，將流動(dòng)的施壓介質(zhì)以被輸送至壓縮機(jī)缸體2A-2D中的液柱9A-9D的液壓液的形式利用打開的閥排列23A-23D部分或完全地輸送至出口 15，并因此進(jìn)入容器20中。在閥排列23A-23D打開時(shí)，避免由機(jī)械驅(qū)動(dòng)的活塞3A-3D輸送的液壓液達(dá)不到或者僅部分地到達(dá)所分配的壓縮機(jī)活塞10A-10D，并且使壓縮機(jī)活塞10A-10D執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。該將液柱9A-9D中的所輸送的液壓液轉(zhuǎn)移至收集出口管線21中的過程使得能夠部分或完全地將受影響的壓縮級(jí)A-D及因此壓縮機(jī)活塞10A-10D切換至無載荷狀態(tài)，并由此使其不活動(dòng)。傳動(dòng)系4在此可以繼續(xù)運(yùn)行，并驅(qū)動(dòng)額外的壓縮級(jí)。
因此，如本發(fā)明所述將各個(gè)壓縮級(jí)A-D的液柱9A-9D與出口 15連接，使得能夠與所分配的活塞3A-3D的恒定活塞行程KH無關(guān)地變化和改變每個(gè)壓縮機(jī)活塞10A-10D的壓縮機(jī)行程VH，其中壓縮機(jī)活塞10A-10D可以進(jìn)一步完全地關(guān)閉于壓縮機(jī)行程VH為零處。因此，利用出口 15及因此容器20控制液柱9A-9D，能夠部分或完全地使壓縮機(jī)缸體10A-10B不活動(dòng)。單獨(dú)地使閥排列23A-23D活動(dòng)，進(jìn)一步使得能夠與其他壓縮級(jí)的其他壓縮機(jī)活塞的壓縮機(jī)行程無關(guān)地控制和改變每個(gè)壓縮機(jī)活塞10A-10D的壓縮機(jī)行程VH。圖2顯示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，其是基于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)I的壓縮級(jí)A。根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)I的其他壓縮級(jí)B-D可以相應(yīng)地設(shè)計(jì)。根據(jù)圖2，壓縮機(jī)I被設(shè)計(jì)為離子型壓縮機(jī)1，其中壓縮機(jī)活塞IOA被設(shè)計(jì)為相分離器，其通過液壓液及因此液柱9A-9D移動(dòng)，與位于壓縮機(jī)缸體2A中的離子工作液體30A的液柱接觸，并且執(zhí)行壓縮機(jī)行程于對(duì)應(yīng)于壓縮機(jī)活塞IOA的壓縮機(jī)行程VH的裝料位31處。離子工作液體30A用于壓縮介質(zhì)M，其位于由位移缸體2A和離子工作液體30A產(chǎn)生的位移空間內(nèi)。在壓縮機(jī)缸體2A處的入口閥32A和出口閥33A可以用于吸入和排出介質(zhì)M。圖2進(jìn)一步顯示了電動(dòng)活化裝置40A，例如磁力或電動(dòng)執(zhí)行器，其用于使位于分支出口管線22k中的閥排列23A活動(dòng)?？梢酝ㄟ^與用于此目的的活化裝置40A連接的電子控制器41使閥排列23A活動(dòng)。根據(jù)圖2，將至少一個(gè)額外的閥排列50A設(shè)置在分支出口管線22A中。在本實(shí)施例中，諸如泄壓閥的溢流閥51A和諸如壓力控制閥或泄壓閥的控制閥52A位于分支出口管線22A中作為額外的閥排列50A。根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)壓縮機(jī)I涉及一系列的優(yōu)點(diǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)I中，在具有單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5的共用傳動(dòng)系4的情況下，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的壓縮級(jí)A-D。在根據(jù)本發(fā)明的具有共用傳動(dòng)系4的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)I中，可以部分或完全地使單獨(dú)的壓縮級(jí)A-D不活動(dòng)，并由此在部分載荷或無載荷的條件下運(yùn)行，或者可以使單獨(dú)的壓縮機(jī)活塞不運(yùn)動(dòng)。這改善了能量效率及減少了用于驅(qū)動(dòng)不活動(dòng)的壓縮級(jí)的載荷。此外，在壓縮級(jí)的固定不動(dòng)的壓縮機(jī)活塞中，例如在壓縮機(jī)活塞的密封件上以及在壓縮機(jī)活塞和壓縮機(jī)缸體的表面上，以及在壓縮級(jí)的閥中，實(shí)現(xiàn)了減少的載荷及更低的機(jī)械磨損。部分或完全地將單獨(dú)的壓縮級(jí)與傳動(dòng)系斷開連接，進(jìn)一步在部分載荷運(yùn)行期間獲得提高的能量效率。此外，這使得能夠在傳動(dòng)系上保持均勻的載荷。此外，如本發(fā)明所述單獨(dú)地使分離的壓縮級(jí)不活動(dòng)，允許將壓縮機(jī)I調(diào)節(jié)至待壓縮的介質(zhì)的改變的輸入和輸出壓力。因此，在根據(jù)本發(fā)明的被設(shè)計(jì)為分級(jí)壓縮機(jī)的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)中，這允許在對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)上在擴(kuò)展的輸入壓力范圍內(nèi)及以可改變的壓縮比運(yùn)行。一個(gè)或多個(gè)額外的閥排列位于對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)的分支出口管線中，使得能夠易于影響和/或控制壓縮機(jī)的工作狀態(tài)。通過在壓縮級(jí)的對(duì)應(yīng)的分支出口管線中設(shè)置諸如泄壓閥的溢流閥和/或諸如壓力控制閥或流量控制閥的控制閥，可以容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)的一個(gè)或多個(gè)不活動(dòng)的變化狀態(tài)(部分載荷、壓力釋放、完全關(guān)閉)
權(quán)利要求
1.用于氣態(tài)或低溫液化的介質(zhì)的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其具有至少兩個(gè)壓縮級(jí)，這些壓縮級(jí)在與用于聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的共用傳動(dòng)系的相互作用的情況下工作，其中每個(gè)壓縮級(jí)具有與傳動(dòng)系機(jī)械連接的、設(shè)置在壓縮機(jī)缸體中以使其能夠縱向移動(dòng)的活塞，其特征在于，各個(gè)壓縮級(jí)(A ；B ；C ；D)的活塞(3A ；3B ；3C ；3D)與位于壓縮機(jī)缸體(2A ；2B ；2C ；2D)中的不可壓縮的液體的液柱(9A ；9B ；9C ；9D)連接，其將活塞(3A ；3B ；3C ；3D)的活塞行程運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成設(shè)置在壓縮機(jī)缸體(2A ；2B ；2C ；2D)中的壓縮機(jī)活塞(10A ；10B ；10C ；10D)的運(yùn)動(dòng)，從而使其能夠縱向移動(dòng)，其中用于改變壓縮機(jī)活塞(10A ;10B ;10C ;10D)的壓縮機(jī)行程(VH)的液柱(9A ；9B ；9C ；9D)可以與出口 (15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，提供閥排列(23A;23B ;23C ;23D)用于將液柱(9A ；9B ；9C ；9D)與出口 (15)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，壓縮機(jī)缸體(2A；2B ；2C ；2D)通過各個(gè)分支出口管線(22A ；22B ；22C ；22D)與收集出口管線(21)相連接，其中閥排列(23A ；23B ；23C ；23D)位于分支出口管線(22A ；22B ；22C ；22D)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，閥排列(23A；23B ；23C ；23D)被設(shè)計(jì)為控制閥，尤其是滑閥或球閥，其具有一個(gè)鎖定位置和一個(gè)浮動(dòng)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，可以利用電子控制器(41)使閥排列(23A ；23B ；23C ；23D)動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，收集出口管線(21)與容器(20)連接，尤其是施加預(yù)壓力的容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)額外的閥排列(50A)位于收集出口管線(21)或分支出口管線(22A ；22B ；22C ；22D)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，額外的閥排列(50A)被設(shè)計(jì)為溢流閥(51A)，尤其是泄壓閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，額外的閥排列(50A)被設(shè)計(jì)為控制閥(52A)，尤其是壓力控制閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，額外的閥排列(50A)被設(shè)計(jì)為限流閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，傳動(dòng)系(4)包括由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(5)驅(qū)動(dòng)的曲柄或偏心軸(6)，其中活塞(3A ；3B ；3C ；3D)通過各個(gè)連接桿(7A ；7B ；7C ；7D)與曲柄或偏心軸(6)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，液柱(9A；9B ；9C ；9D)可以與供應(yīng)源(25)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，供應(yīng)源(25)包括與容器(20)連接的供應(yīng)泵(26)，其通過供應(yīng)管線(27)進(jìn)行輸送，其中壓縮機(jī)缸體(2A ；2B ；2C ；2D)通過各個(gè)分支供應(yīng)管線(28A ；28B ；28C ；28D)與供應(yīng)管線(27)相連接，其中分支供應(yīng)管線(28A ；28B ；28C ；28D)中分別引入了閥排列(29A ；29B ；29C ；29D)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，壓縮級(jí)(A；B ；C ；D)串聯(lián)連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求I至13之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，壓縮級(jí)(A;B;C;D)并聯(lián)連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至15之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，壓縮機(jī)(I)被設(shè)計(jì)為離子型壓縮機(jī)，其中對(duì)應(yīng)的壓縮級(jí)(A ；B ；C ；D)的壓縮機(jī)活塞(10A ；10B ；10C ；10D)與位于壓縮機(jī)缸體(2A ；2B ；2C ；2D)中的離子工作液體(30A ；30B ；30C ；30D)的液柱接觸，并且用于壓縮該介質(zhì)(M)。
17.根據(jù)權(quán)利要求I至16之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，將液柱(9A；9B ；9C ；9D)與出口(15)連接，使得能夠部分或完全地使一個(gè)壓縮級(jí)(A ；B ；C ；D)或若干個(gè)壓縮級(jí)(A ；B ；C ；D)不活動(dòng)，冋時(shí)傳動(dòng)系⑷繼續(xù)運(yùn)打。
18.根據(jù)權(quán)利要求I至16之一的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其特征在于，將所有的壓縮級(jí)(A；B ；C ；D)的液柱(9A ；9B ；9C ；9D)與出口 (15)連接，使得能夠引發(fā)壓縮機(jī)(I)的緊急關(guān)閉，同時(shí)傳動(dòng)系(4)繼續(xù)運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于氣態(tài)或低溫液化的介質(zhì)的多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，其具有至少兩個(gè)壓縮級(jí)，這些壓縮級(jí)在與用于聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的共用傳動(dòng)系的相互作用的情況下工作，其中每個(gè)壓縮級(jí)具有與傳動(dòng)系機(jī)械連接的、設(shè)置在壓縮機(jī)缸體中以使其能夠縱向移動(dòng)的活塞，其特征在于，各個(gè)壓縮級(jí)的活塞與位于壓縮機(jī)缸體中的不可壓縮的液體的液柱連接，其將活塞的活塞行程運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成設(shè)置在壓縮機(jī)缸體中的壓縮機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)，從而使其能夠縱向移動(dòng)，其中用于改變壓縮機(jī)活塞的壓縮機(jī)行程的液柱可以與出口連接。
文檔編號(hào)F04B25/00GK102619723SQ20111041211
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者G·西貝特, M·普凡德, R·阿德萊爾 申請(qǐng)人:林德股份公司