專利名稱：具有改進(jìn)的閥組件的氣體壓縮機(jī)及方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及一種流體壓縮機(jī)，尤其是，涉及一種具有改進(jìn)的排氣閥的壓縮機(jī)。
許多往復(fù)式壓縮機(jī)的缸筒利用一個(gè)活塞組件，該活塞組件在形成在壓縮機(jī)本體中的缸筒中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且其外側(cè)關(guān)閉缸筒的端部。在這些設(shè)置中，活塞組件通常包括一個(gè)控制閥，該控制閥控制氣體流過(guò)壓縮機(jī)的本體結(jié)構(gòu)到達(dá)缸筒中，然后在允許壓縮流體從出口排出之前壓縮流體。
這些類型的閥組件利用了一個(gè)板閥，該板閥在閥一側(cè)與另一側(cè)之間的壓力差作用下“舉起”一個(gè)閥座，從而允許流體流過(guò)組件。然而，經(jīng)過(guò)閥組件的該流體區(qū)域通常在尺寸上是受到限制的，這導(dǎo)致壓縮機(jī)效率的降低。
因此，需要的是上述類型的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)的閥組件具有一個(gè)相對(duì)較大的流體區(qū)域，因此該壓縮機(jī)具有一個(gè)增大的效率。
附圖的簡(jiǎn)單描述

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的流體壓縮機(jī)的部分剖視圖。
圖2為圖1中所示的壓縮機(jī)活塞組件的放大剖視圖。
圖3為圖2中所示的活塞組件的外側(cè)閥組件的分解、等軸視圖。
圖4為圖2中所示的活塞組件的內(nèi)側(cè)閥組件的分解、等軸視圖。
圖5a-5h描述了圖1中壓縮機(jī)的操作。
詳細(xì)描述參照附圖中的圖1，附圖標(biāo)記10總體上是指根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于壓縮一種流體例如氣體的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)10包括一個(gè)限定了內(nèi)部圓柱形缸筒14的圓柱形殼體12以及一個(gè)與缸筒14對(duì)準(zhǔn)的徑向延伸出口15。
一個(gè)外側(cè)缸蓋16形成在殼體12的一端，一個(gè)支撐缸蓋18安裝在殼體的另一端。多個(gè)入口腔穿過(guò)缸蓋16形成，圖1中顯示了兩個(gè)這樣的入口腔并且用附圖標(biāo)記16a和16b表示。入口腔16a和16b，以及在缸蓋16中的其它入口腔，是互相連通的并且與一個(gè)形成在本體部12上的入口管20流體連通。
缸蓋18與缸蓋16相似，并且，例如具有多個(gè)形成在其上的入口腔，圖1中示出了兩個(gè)并且用附圖標(biāo)記18a和18b表示。入口腔18a和18b，以及在缸蓋18中的其它入口腔，是互相連通的并且與一個(gè)形成在本體部12上的入口管22流體連通。
入口管20和22適于接收一種被壓縮的流體，例如一種氣體，把氣體導(dǎo)向缸蓋16和18中，并如圖1中箭頭所示把氣體排入缸筒14中。
一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿24延伸穿過(guò)缸蓋18的中心進(jìn)入缸筒14，并且可以在一個(gè)壓墊蓋組件26中往復(fù)移動(dòng)，該壓墊蓋組件26安裝在缸蓋18的一個(gè)腔室中。壓墊蓋組件26以常規(guī)的方式作用，用于密封壓縮氣體防止通過(guò)桿24泄漏。桿24的一個(gè)端部從缸筒14中伸出，并且穿過(guò)一個(gè)安裝在缸蓋18表面上的軸環(huán)27，雖然在附圖中沒(méi)有顯示，應(yīng)該可以理解的是桿24連接至一個(gè)常規(guī)的原動(dòng)機(jī)，用于如圖1中雙箭頭所示在從右至左和從左至右方向上往復(fù)移動(dòng)該桿。
一個(gè)外側(cè)活塞組件30和一個(gè)內(nèi)側(cè)活塞組件32以間隔開(kāi)的方式設(shè)置在缸筒14中。桿延伸穿過(guò)活塞組件30和32的中心開(kāi)口，一個(gè)阻塞螺母34抵靠活塞組件30的外側(cè)表面，并且以任何常規(guī)的方式，例如通過(guò)多個(gè)螺栓，或者類似的部件連接到桿24的另一端。一個(gè)管狀的隔件36在活塞組件30和32之間延伸并且以下述的方式連接到其上。因此，當(dāng)上述的往復(fù)移動(dòng)被傳遞給桿24時(shí)，活塞組件30和32與桿24一起以下述的方式在缸筒14中往復(fù)移動(dòng)，把氣體吸入缸筒14并且壓縮氣體直到氣體通過(guò)出口15排出。
如圖2所示，外側(cè)活塞組件30由以抵靠的關(guān)系設(shè)置的外側(cè)閥組件40和內(nèi)側(cè)閥組件42組成。阻塞螺母34抵靠在外側(cè)閥組件42的外側(cè)表面上，外側(cè)閥組件的內(nèi)側(cè)表面抵靠在內(nèi)側(cè)閥組件42的外側(cè)表面，內(nèi)側(cè)閥組件的內(nèi)側(cè)表面連接在隔件34上。
外側(cè)閥組件40被詳細(xì)顯示在圖2和3中，并且由一個(gè)環(huán)形閥座46組成，該閥座46的外徑小于限定了缸筒14的本體部12內(nèi)壁的直徑。多個(gè)間隔的缸筒46a(圖2)從閥座的外表面延伸到多個(gè)形成于閥座內(nèi)側(cè)表面上的在角度方向和徑向間隔開(kāi)的狹縫46b(圖3)。一個(gè)較小直徑的環(huán)形制動(dòng)件46c從閥座46的內(nèi)側(cè)表面伸出，并且一個(gè)相對(duì)較大的中心開(kāi)口46d穿過(guò)閥座46形成用于接收桿24(圖2)。
設(shè)有一個(gè)直徑稍微小于閥座46的直徑的環(huán)形閥板48，其上具有多個(gè)在角度方向和徑向隔開(kāi)的弓形的狹縫48a。一個(gè)相對(duì)較大的中心開(kāi)48b穿過(guò)閥板48形成用于接收桿24(圖2)。閥板48適于在缸筒14中相對(duì)于閥座46在一個(gè)第一位置和一個(gè)第二位置之間軸向移動(dòng)，在第一位置上閥板48與閥座46的內(nèi)側(cè)表面相配合，在第二位置上閥板48與閥座間隔開(kāi)。在第一位置，閥板48上的沒(méi)有狹縫的部分阻塞閥座46的狹縫46b從而阻止氣體流過(guò)閥座，在第二位置，氣體可以流過(guò)狹縫46b和閥板的狹縫48a。
一個(gè)環(huán)形的緩沖板50靠近閥板48設(shè)置，該板的直徑與閥板的直徑大致相同，用于在下述的情況下使閥板移動(dòng)減速，從而阻止由于沖擊慣性力所導(dǎo)致的損壞。為此，緩沖板50的質(zhì)量通常比閥板48的質(zhì)量大，因此板50在下述的情況下緩沖了板48的移動(dòng)。多個(gè)在角度方向和徑向間隔開(kāi)的弓形狹縫50a穿過(guò)板50伸并且與板48的狹縫48a對(duì)準(zhǔn)。因?yàn)橄率龅脑?，在?0上還設(shè)有六個(gè)在角度方向間隔的通孔50b，并且一個(gè)相對(duì)較大的中心孔50c穿過(guò)板50形成用于接收桿24(圖2)。
同樣是在下述的情況下，閥外殼52靠近緩沖板50設(shè)置并且用于為緩沖板50提供一個(gè)正向停止點(diǎn)。閥外殼52由具有錐形或者煙囪形截面的殼體54組成。板56設(shè)置在殼體54中，并且具有多個(gè)通孔56a以及一個(gè)相對(duì)較大的用于接收桿24的中心通孔56b。如圖2所示，殼體54的外側(cè)端部封閉閥板48以及緩沖板50的外圓周部分。
彈簧58的一個(gè)端部延伸到形成在閥外殼52的外側(cè)表面上的一個(gè)袋部或者類似的結(jié)構(gòu)中(沒(méi)有顯示)。彈簧58延伸穿過(guò)緩沖板50上的一個(gè)開(kāi)口50b，并且其另一端與閥板48的內(nèi)側(cè)表面相配合。雖然僅僅只顯示了一個(gè)彈簧58，應(yīng)該理解的是設(shè)置了另外五個(gè)與彈簧58相同的彈簧，它們并且分別延伸穿過(guò)板50上的其它五個(gè)開(kāi)口50b。彈簧58用于迫使閥板48與閥座46相配合，直到下述的流體壓力差將其推離閥座。
彈簧60的一個(gè)端部也延伸到形成在閥外殼52的外側(cè)表面上的一個(gè)袋部，或者類似的結(jié)構(gòu)中(沒(méi)有顯示)，并且它的另一端與緩沖板50的內(nèi)側(cè)表面相配合。彈簧60用于迫使緩沖板50與制動(dòng)件46c相配合，并且相對(duì)于閥板48略微間隔開(kāi)，直到通過(guò)流體壓力差將其推離制動(dòng)件。雖然在圖中僅僅只示出了一個(gè)彈簧60，應(yīng)該理解的是，可以設(shè)置與彈簧60相同的并以相同的方式發(fā)揮作用的其它彈簧。
彈簧58和60通常分別將閥板48和緩沖板50偏壓至壓靠閥座46和制動(dòng)件46c的密封位置。
一個(gè)對(duì)準(zhǔn)銷62延伸穿過(guò)閥板48和緩沖板50上相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)孔，用于保持板以正確的角度對(duì)準(zhǔn)。兩個(gè)帶頭螺栓64a和64b延伸分別穿過(guò)閥座46上的對(duì)準(zhǔn)孔以及板48和50上的中心開(kāi)口48b和50c，并與閥外殼52中的帶螺紋缸筒相配合，從而將閥組件保持在如圖2所示的它的組裝狀態(tài)下。
圖2和圖4中詳細(xì)所示的內(nèi)側(cè)閥組件42由一個(gè)環(huán)形閥座66組成，該閥座66的外徑略小于本體部12(圖1)的內(nèi)壁直徑。多個(gè)隔開(kāi)的缸筒66a(圖2)從閥座66的外表面延伸到多個(gè)形成在閥座內(nèi)表面上的徑向間隔狹縫66b(圖3)。多個(gè)在角度方向間隔開(kāi)的入口66c穿過(guò)閥座66形成，一個(gè)較小直徑的環(huán)形制動(dòng)件66d從閥座66的內(nèi)表面伸出。
多個(gè)圓周凹槽66e形成在閥座66的外表面上并且接收相應(yīng)數(shù)目的密封環(huán)67，該密封環(huán)67與限定了缸筒14的本體部的內(nèi)壁嚙合，從而防止壓縮氣體從缸筒中流出。一個(gè)相對(duì)較大的中心開(kāi)口66f穿過(guò)閥座46形成，用于接收桿24(圖2)。
設(shè)有一個(gè)環(huán)形閥板68，它具有多個(gè)在角度方向和徑向隔開(kāi)的從中穿過(guò)的弓形狹縫68a。閥板68適于在缸筒14中在一個(gè)第一位置和一個(gè)第二位置之間移動(dòng)，在第一位置，閥板68與閥座66的內(nèi)側(cè)表面相配合，閥板68上的沒(méi)有狹縫的部分阻塞閥座66上的狹縫66b，在第二位置，閥板68與閥座間隔開(kāi)從而允許氣體可以流過(guò)閥座上的狹縫以及閥板上的狹縫68a。多個(gè)在角度方向間隔開(kāi)的部分68b穿過(guò)板68形成，多個(gè)相對(duì)較大的中心開(kāi)口68c穿過(guò)板68形成用于接收桿24(圖2)。
一個(gè)環(huán)形緩沖板70靠近閥板68設(shè)置，用于在所述情形下降低閥板的速度，從而阻止由于沖擊慣性力所造成的損壞。為此，緩沖板70的質(zhì)量比閥板68的質(zhì)量大，因此板70緩沖了板68的移動(dòng)。多個(gè)在角度方向和徑向間隔的弓形狹縫70a，以及多個(gè)在角度方向間隔開(kāi)的入口70b延伸穿過(guò)板70。狹縫70a與閥板68的狹縫68a對(duì)準(zhǔn)，入口70b與閥板68的入口68b對(duì)準(zhǔn)。由于下述的原因，穿過(guò)板70設(shè)有六個(gè)在角度方向間隔開(kāi)的開(kāi)口70c，相對(duì)較大的中心開(kāi)口70d穿過(guò)板70形成用于接收桿24(圖2)。
一個(gè)環(huán)形外殼板72靠近緩沖板70設(shè)置，用于同樣在下述情況下為緩沖板70提供一個(gè)正向止點(diǎn)。多個(gè)在角度方向間隔開(kāi)的入口72a穿過(guò)外殼板72延伸并且與緩沖板70上的入口70b對(duì)準(zhǔn)，多個(gè)較大的中心開(kāi)口72b穿過(guò)外殼板72形成并用于接收桿24(圖2)。由于下述的原因，板72還具有多個(gè)相對(duì)較小的通孔72c。
彈簧74的一個(gè)端部延伸到形成在外殼板72的外側(cè)表面上的一個(gè)袋部，或者類似的結(jié)構(gòu)中(沒(méi)有顯示)。彈簧74延伸穿過(guò)緩沖板70上的開(kāi)口70c，它的另一端與閥板68的內(nèi)側(cè)表面相配合。雖然僅僅只顯示了一個(gè)彈簧74，但是應(yīng)該理解的是，還設(shè)有另外五個(gè)與彈簧74相同的彈簧，它們分別延伸穿過(guò)其余的五個(gè)開(kāi)口70c。彈簧74用于迫使閥板68與閥座66相配合，直到在下述的情況下通過(guò)流體壓力差將其推離閥座。
彈簧76的一個(gè)端部延伸到形成在外殼板72的外側(cè)表面上的一個(gè)袋部，或者類似的結(jié)構(gòu)中(沒(méi)有顯示)并且它的另一端與緩沖板70的內(nèi)側(cè)表面相配合，用于迫使緩沖板與制動(dòng)件66d相配合，直到由于流體壓力差而離開(kāi)。雖然僅僅在圖中只顯示了一個(gè)彈簧76，但是應(yīng)該理解的是，還可設(shè)置其它的與彈簧74和76相同的并以相同的方式作用的彈簧。
一個(gè)對(duì)準(zhǔn)銷78延伸穿過(guò)緩沖板70和閥板68上對(duì)應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)孔，用于保持板的正確角度對(duì)準(zhǔn)。兩個(gè)帶頭螺栓80a和80b延伸穿過(guò)閥座66上的對(duì)準(zhǔn)孔，穿過(guò)板68和70上的中心開(kāi)口，穿過(guò)閥外殼72并與間隔件24(圖2)上的帶螺紋缸筒相配合，從而將閥組件42保持在圖2所示的組裝狀態(tài)。
如圖2所示，閥組件40的外徑顯著地小于閥組件42的外徑并且小于限定了缸筒14的本體部12的對(duì)應(yīng)內(nèi)壁。因此，來(lái)自缸蓋16的一些氣體在下述情況下繞過(guò)閥組件40的外表面并且直接導(dǎo)向閥組件42。
閥組件40和42的一般操作如下所示。當(dāng)氣體從進(jìn)氣管20進(jìn)入到缸蓋16，氣體經(jīng)過(guò)缸蓋的進(jìn)氣室，包括進(jìn)氣室16a和16b，并進(jìn)入缸筒14的外側(cè)端部。如圖1清楚地所示，該氣體的一部分繞過(guò)活塞組件30的閥組件40的外表面到達(dá)閥組件42，該閥組件42以下述的方式控制氣體的流速。
如圖2和3清楚地所示，氣體的剩余部分經(jīng)過(guò)缸筒46a和閥座46的狹縫46b并且對(duì)閥板48的外側(cè)表面施加一個(gè)壓力。當(dāng)該壓力超出彈簧58施加在閥座46內(nèi)側(cè)表面的壓力時(shí)，閥板48被壓推離閥座46的閥座表面，并且在從左向右方向上移動(dòng)，如圖2所示，直到它與緩沖板50相接觸，然后這兩塊板一起移動(dòng)一小段距離，直到它們與閥外殼52的板56接觸。
這允許壓縮氣體在通過(guò)板56上的開(kāi)口56a之前，可以通過(guò)閥板46上的開(kāi)口46a和狹縫46b，并分別通過(guò)閥板48和緩沖板50上對(duì)準(zhǔn)的狹縫48a和50a。閥外殼的錐形殼體54用于朝著閥組件42的中心或者軸線聚集或者導(dǎo)向經(jīng)過(guò)開(kāi)口56a的氣體，因此，在氣體進(jìn)入如圖1所示的缸筒14設(shè)置在活塞組件30和32之間的部分之前，氣體分別經(jīng)過(guò)閥座66、閥板68、緩沖板70和外殼板72上的對(duì)準(zhǔn)開(kāi)口66c，68b，70b和72a(圖4)。
繞過(guò)活塞組件30的閥組件40的外表面的來(lái)自缸蓋的上述氣體直接進(jìn)入閥組件42。如圖2和4清楚地所示，然后該氣體經(jīng)過(guò)閥座66上的缸筒66a和狹縫66b，并且對(duì)閥板68的外側(cè)表面施加一個(gè)壓力。當(dāng)該壓力超過(guò)彈簧74施加在閥座66內(nèi)側(cè)表面上的壓力時(shí)，閥板68將離開(kāi)閥座66的閥座表面并且在從右向左的方向上移動(dòng)，如圖2所示。這允許在氣體進(jìn)入到缸筒14上在活塞組件30和32之間延伸的部分之前，壓縮氣體通過(guò)閥座66、閥板68、緩沖板70和閥外殼72上的對(duì)準(zhǔn)的狹縫。因此，缸筒的這部分接收兩股來(lái)自活塞組件30的氣體，一股流經(jīng)了閥組件40和42，另一股僅僅流經(jīng)了閥組件42。
在上述的操作過(guò)程中，作為一個(gè)非限制性例子，閥板48和68移動(dòng)，或者“提升”，大約0.06”，直到它們分別與它們相應(yīng)的緩沖板50和70相接觸。然后板48和50以及板68和70將一起大約移動(dòng)0.02”，同時(shí)它們減速，然后分別與閥外殼52和72接觸。
參照?qǐng)D2，活塞組件32由兩個(gè)相互抵靠的閥組件86和88組成，它們分別與活塞組件30的閥組件40和42相同。閥組件86和88面向與閥組件40和42相反的方向，并且閥組件86位于閥組件88的內(nèi)側(cè)。閥組件86分別以與閥組件40和42相同的方式作用。因此，從缸蓋18的進(jìn)氣室，包括進(jìn)氣室18a和18b進(jìn)入到缸筒中的一些流體，將進(jìn)入位于閥組件86內(nèi)側(cè)的缸筒14的端部。當(dāng)桿24，閥組件30和32在從左向右方向移動(dòng)時(shí)，氣體的壓力將在與閥組件86相連的閥板上施加一個(gè)壓力，從而在氣體經(jīng)過(guò)閥組件88并且進(jìn)入到位于活塞組件30和32之間的缸筒部分之前，迫使閥板從其密封位置在從右向左位置上移動(dòng)。
來(lái)自缸蓋18的剩余氣體部分將繞過(guò)閥組件86的外表面并且直接導(dǎo)向閥組件88。后面的氣體將在與閥組件88相連接的閥板上施加一個(gè)壓力，從而在氣體經(jīng)過(guò)閥組件88并進(jìn)入到缸筒14的后部之前，迫使它從它的密封位置在從右向左位置上移動(dòng)。因此，缸筒14同樣接收來(lái)自活塞組件32的兩股氣體，一股流經(jīng)閥組件86和88，另一股僅僅流經(jīng)閥組件88。
壓縮機(jī)10的整個(gè)操作將聯(lián)系圖5A-5H進(jìn)行描述。如圖5A所示，活塞組件30和32把缸筒14分成在缸蓋16和活塞組件30之間的部分14a，活塞組件30和32之間的部分14b，以及活塞組件32和缸蓋18之間的部分14c。為了圖示的目的，設(shè)想作為前一個(gè)操作循環(huán)的結(jié)果，一種流體，例如氣體，或者其它產(chǎn)品被吸入到缸筒部14a中，如圖5a所示作為前一個(gè)操作循環(huán)的結(jié)果，桿24，因而活塞組件30和32位于它們的極限右端位置。
氣體通過(guò)進(jìn)氣管22被導(dǎo)入形成在缸蓋18中的進(jìn)氣室中，包括進(jìn)氣腔18a和18b。桿24，因而活塞組件30和32在從右向左方向上移動(dòng)，如圖中實(shí)線箭頭所示，在上述的原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力下從圖5A所示的位置移動(dòng)到圖5B所示的位置。該移動(dòng)把氣體從缸蓋18吸入到缸筒部14c中，并且導(dǎo)致在缸筒部14a中的從前一個(gè)循環(huán)來(lái)的氣體被壓縮。
桿24，因而活塞組件30和32的進(jìn)一步從右向左移動(dòng)到圖5C所示的位置，導(dǎo)致額外的氣體以上述的方式被吸入到缸筒部14c中，并進(jìn)一步提高了缸筒部14c中的流體壓力。這些壓縮氣體中的一些以上述的方式流入活塞組件30的閥組件40中，并且桿24的從右向左移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，直到缸筒部14a中的壓力足夠大，使閥組件40的閥板48在從左向右方向上移動(dòng)離開(kāi)它的閥座46。如圖5C中空箭頭所示，上述的壓縮氣體部分以上述的方式流過(guò)閥組件40到達(dá)閥組件42，其中氣體流過(guò)閥組件42的對(duì)準(zhǔn)的開(kāi)口66c，68b，70b和72a(圖4)到達(dá)缸筒部14b。因此，在這種情況下閥座66和閥板68的閥調(diào)節(jié)作用被回避。
缸筒部14a中的另一部分壓縮氣體繞過(guò)閥組件40并同樣以上述的方式直接導(dǎo)入閥組件42。當(dāng)在缸筒部14a中的氣體壓力足夠大，使得閥組件42的閥板68在從左向右方向上遠(yuǎn)離它的閥座46移動(dòng)時(shí)，壓縮氣體的其余部分以上述的方式流經(jīng)閥組件42并且進(jìn)入缸筒部14c。
以上述的兩種方式流入缸筒部14b的壓縮氣體通過(guò)出口15排出本體部12之外，并且通過(guò)連接到出口的管，或者類似的裝置從壓縮機(jī)10中排出。
桿24以及活塞組件30和32的從右向左移動(dòng)，導(dǎo)致缸筒14a中的氣體進(jìn)一步的壓縮以及壓縮氣體經(jīng)過(guò)活塞組件30的閥組件40和42。缸筒部14a中的氣體以上述的方式從出口15排出，直到桿24和活塞組件30和32到達(dá)圖5D所示的端部位置。
參照?qǐng)D5E，氣體通過(guò)入口管20導(dǎo)入形成在缸蓋16中的進(jìn)氣室，包括進(jìn)氣室16a和16b。在上述原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力下，桿24，以及活塞組件30和32如實(shí)線箭頭所示在從左向右方向上移動(dòng)，從圖5E所示的位置移動(dòng)到圖5F所示的位置。該移動(dòng)把氣體從缸蓋16吸入到缸筒14a中，并且由于上述操作，存在于缸筒部14c中的氣體被壓縮。
桿24以及活塞組件30和32進(jìn)一步從左向右移動(dòng)到圖5G所示的位置，導(dǎo)致額外的氣體以上述的方式被吸入到缸筒部14c中，并且進(jìn)一步增大缸筒部14c中的流體壓力。這些壓縮氣體中的一部分以上述的方式流入到活塞組件30的閥組件86中，桿24的從左向右移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，直到缸筒部14c中的壓力足夠大，使得閥組件的閥板在從右向左方向上移動(dòng)離開(kāi)它的閥座。壓縮氣體的上述部分因此以上述的方式流過(guò)閥組件86以及閥組件88，在那氣體經(jīng)過(guò)閥組件88的對(duì)準(zhǔn)孔以及缸筒部14b，如圖5G中的空心箭頭所示。
缸筒部14c中的壓縮氣體的其它部分繞過(guò)閥組件86并且以上述的方式直接導(dǎo)入閥組件88。當(dāng)缸筒部14c中的氣體壓力足夠大，使得閥組件88的閥板在從右向左方向上移動(dòng)離開(kāi)它的閥座46，因此壓縮氣體的其余部分以上述的方式流經(jīng)閥組件88。
以上述兩種方式流入缸筒部14b中的壓縮氣體通過(guò)出口15排出本體部12，并且通過(guò)一個(gè)連接到出口的管，或者類似的裝置從壓縮機(jī)10中排出。
桿24以及活塞組件30和32的從右向左方向上的移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致缸筒部14c中的氣體進(jìn)一步壓縮并且壓縮氣體以上述的方式流過(guò)活塞組件32，并從出口15排出，直到桿24和活塞組件到達(dá)圖5H所示的端部位置。
上述的循環(huán)被重復(fù)，壓縮機(jī)10用于連續(xù)地從入口管20和22接收氣體以及從出口15排出壓縮氣體。
可替代的實(shí)施例以及等效物應(yīng)該理解的是，為了清楚起見(jiàn)，壓縮機(jī)10中的某些部件被省略。例如，雖然具有兩個(gè)活塞組件的雙作用系統(tǒng)在上面進(jìn)行了披露，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明同樣可以應(yīng)用到一個(gè)單作用系統(tǒng)組件上，其中僅僅只設(shè)置了一個(gè)活塞組件，該活塞組件以與活塞組件30和32相同的方式進(jìn)行工作。此外，本發(fā)明不限于上述的閥組件40，42，86，88的具體設(shè)計(jì)，可以使用其它類型的閥組件，例如，在美國(guó)專利號(hào)為No.5011383或者No.5015158中所公開(kāi)的(該文獻(xiàn)在此引入作為參考)或者使用了一系列的密封環(huán)或者密封丸。進(jìn)一步地，多個(gè)進(jìn)氣閥可以設(shè)置在限定在缸蓋16和18中的進(jìn)氣室中，如同在未審定的美國(guó)系列申請(qǐng)No.(代理機(jī)構(gòu)編號(hào)為no26333.11)，這些文獻(xiàn)中公開(kāi)的內(nèi)容在此被引入作為參考。另外，其它的流體，不僅僅是氣體，可以通過(guò)壓縮機(jī)10壓縮。此外，穿過(guò)閥座66，閥板68和70以及閥外殼72延伸的開(kāi)口的數(shù)量是可變的；并且以上述方式使用的彈簧58，60，74和76的數(shù)目是可變的，其取決于具體的載荷情況。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地理解，對(duì)示例的實(shí)施例的許多其它修改是可能的，而不會(huì)脫離本發(fā)明的新穎性的教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。因此，所有的這樣的修改被包括在由附屬的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求中，裝置-加-功能的條款用于覆蓋在此所述的實(shí)施所述功能的結(jié)構(gòu)，以及不僅僅包括結(jié)構(gòu)等效物，而且包括等效的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種流體壓縮機(jī)，包括具有入口和出口并且限定有內(nèi)部缸筒的本體部，設(shè)置在缸筒中的第一閥組件，與第一閥組件以軸向間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置在缸筒中的第二閥組件，用于在缸筒中在第一方向上移動(dòng)閥組件把流體從入口吸入到缸筒中的裝置，將流體的第一部分導(dǎo)向第一閥組件，將流體的第二部分導(dǎo)向第二閥組件，該裝置適于在缸筒中在第二方向上移動(dòng)閥組件使缸筒中流體壓力增大，第一閥組件響應(yīng)作用在其上的預(yù)定流體壓力而允許流體的第一部分流過(guò)它到達(dá)第二閥組件，第二閥組件限定有旁通通道，該旁通通道用于接收來(lái)自第一閥組件的第一部分流體，使其流入缸筒到達(dá)出口，第二閥組件響應(yīng)流體的其余部分施加在其上的預(yù)定流體壓力，而允許流體流過(guò)它自身并且流經(jīng)缸筒到達(dá)出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中第二方向與第一方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中裝置包括安裝成可以在缸筒中往復(fù)移動(dòng)的桿，并且閥組件連接到該桿上，從而與之一起往復(fù)移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中流體從入口進(jìn)入缸筒的一個(gè)端部，并且閥組件位于缸筒另一個(gè)端部和出口之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)，其中另一個(gè)出口設(shè)置在本體部上，用于把額外的流體導(dǎo)入缸筒的另一端，還包括以與第二閥組件軸向間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置在缸筒中的第三閥組件，以與第三閥組件軸向間隔開(kāi)的關(guān)系設(shè)置在缸筒中的第四閥組件，該裝置還在第一和第二方向上移動(dòng)第三和第四閥組件，使得閥組件在第二方向上的移動(dòng)把額外的流體從另一入口吸入到缸筒的另一端部中，從而將額外流體的第一部分導(dǎo)入第四閥組件，額外流體的第二部分導(dǎo)入第三閥組件，其中閥組件在第一方向上的移動(dòng)增大了缸筒另一端部中的流體壓力，第四閥組件響應(yīng)作用在其上的預(yù)定流體壓力，允許額外流體的第一部分流過(guò)它自身到達(dá)第三閥組件，第三閥組件限定有旁通通道，用于接收來(lái)自第四閥組件的額外流體的第一部分，并使該流體流經(jīng)缸筒到達(dá)出口，第三閥組件響應(yīng)流體的其它部分施加在其上的預(yù)定流體壓力，允許流體流過(guò)它并且流經(jīng)缸筒到達(dá)出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)，其中第二方向與第一方向相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)，其中裝置包括安裝成在缸筒中往復(fù)移動(dòng)的桿，并且閥組件連接在該桿上，從而與桿一起往復(fù)移動(dòng)。
8.一種流體壓縮機(jī)，包括限定有內(nèi)部缸筒的本體部，與缸筒對(duì)準(zhǔn)用于接收將被壓縮的流體的入口，與缸筒對(duì)準(zhǔn)的出口；至少一個(gè)活塞組件，該活塞組件安裝成可以在缸筒中在入口和出口之間往復(fù)移動(dòng)，并包括兩個(gè)閥組件，這兩個(gè)閥組件設(shè)置成使活塞組件在缸筒中在一個(gè)方向上的移動(dòng)把流體從入口吸入到缸筒中，活塞組件在相反方向上的移動(dòng)使缸筒中的流體壓力增大，將流體的第一部分導(dǎo)向其中一個(gè)閥組件，將流體的另一部分導(dǎo)向另一個(gè)閥組件；一個(gè)閥組件通常阻止流體的第一部分的流動(dòng)，但是響應(yīng)作用在其上的預(yù)定流體壓力，允許流體的第一部分流過(guò)它自身到達(dá)另一個(gè)閥組件，另一個(gè)閥組件限定有旁通通道，用于接收來(lái)自第一閥組件的流體的第一部分，并且流體流經(jīng)缸筒到達(dá)出口，另一個(gè)閥組件響應(yīng)另一部分流體施加的預(yù)定流體壓力，允許流體流過(guò)它自身并且流經(jīng)缸筒到達(dá)出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中安裝有兩個(gè)活塞組件在缸筒中往復(fù)移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中第二方向與第一方向相反。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中還包括桿，該桿安裝成在缸筒中往復(fù)移動(dòng)，并且連接到活塞組件上使活塞組件與桿一起往復(fù)移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中流體從入口流入缸筒的一個(gè)端部，并且閥組件位于缸筒的另一個(gè)端部和出口之間。
13.一種用于壓縮流體的方法，包括在缸筒中往復(fù)移動(dòng)兩個(gè)閥組件，響應(yīng)閥組件在缸筒中在第一方向上的移動(dòng)把流體吸入到缸筒中，把流體的第一部分導(dǎo)向其中一個(gè)閥組件，把流體的另一部分導(dǎo)向另一個(gè)閥組件，響應(yīng)閥組件在第二方向上的移動(dòng)使缸筒中的壓力增大，響應(yīng)施加在一個(gè)閥組件上的預(yù)定流體壓力而允許流體流經(jīng)一個(gè)閥組件到達(dá)另一個(gè)閥組件，流體的第一部分繞過(guò)另一個(gè)閥組件并到達(dá)出口，響應(yīng)施加在另一個(gè)閥組件上的預(yù)定流體壓力，允許流體的另一部分流過(guò)另一個(gè)閥組件并到達(dá)出口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)，其中第二方向與第一方向相反。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)，其中還包括在缸筒中往復(fù)移動(dòng)桿，并且把活塞組件連接到該桿上從而與之一起往復(fù)移動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓縮機(jī)，其中流體從入口流入缸筒的一個(gè)端部，并且閥組件位于缸筒的另一個(gè)端部和出口之間。
全文摘要
氣體壓縮機(jī)(10)包括一個(gè)在缸筒中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞組件(30，32)，在活塞組件(30，32)的一個(gè)方向上的移動(dòng)過(guò)程中流體被抽吸到缸筒(14)中用于壓縮，在活塞單元(30，32)的另一個(gè)方向上的移動(dòng)過(guò)程中流體被壓縮。每個(gè)活塞組件(30，32)包括用于增大氣體壓縮機(jī)(10)中流體壓力的外側(cè)閥組件(40，86)以及內(nèi)側(cè)閥組件(42，88)。
文檔編號(hào)F04B39/10GK1659382SQ03813762
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者羅伯特·貝尼特 申請(qǐng)人:德雷瑟爾-蘭德公司