一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构及其工作方法

本发明属于往复式活塞压缩机领域，涉及一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构及其工作方法。

背景技术：

1、液击普遍发生于往复式活塞压缩机中，由于润滑过度、加液太快和进气阀开启过快等因素，压缩机气缸中可能留存一定量的液体，则活塞运行至上止点处时，未排出的积液由于其不可压缩性，使得腔中的压力陡然增大，造成排气阀、活塞、连杆等受力组件的损伤。长时期的液击现象可导致压缩机发生明显的形变或破碎，乃至报废。故避免往复式活塞压缩机液击现象的发生有利于降低维护成本。

2、申请号为201410789768.1的发明提供了一种压缩机发生液击时的报警结构。其缸盖内部设置了一个两端分别开有泄压孔和进气孔的弓形空腔，而泄压孔和进气孔又分别连接着泄压密封套筒和进气套筒。一根弹簧顶杆贯穿弓形空间，一端插入进气套筒、一端顶住泄压密封套筒。在进气套筒气孔处插入定位销，挡在弹簧顶杆外侧。如若气缸内产生液击现象，突然增大的压力推动弹簧顶杆击断定位销并使弓形空腔与气缸连通，令其内部压力急剧变化，最终触发压力变送器发出警报。此发明中，虽然所设计的结构能够在气缸液击现象发生时报警，但无法防止气缸内发生液击的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构及其工作方法，本发明能够从根源上解决气缸内的液击问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，包括活塞和缸体，活塞设置于缸体的内腔，缸体上在活塞上止点的一端安装有缸盖，缸体的内壁在活塞的上止点与缸盖之间的位置设有固定限位器，缸体上在活塞的上止点与固定限位器之间的位置设有排气阀和进气阀，缸体的内腔在固定限位器与缸盖之间的空腔内设有能够沿缸体的内腔滑动的隔板，隔板与缸体的内壁面之间密封，隔板、缸体与缸盖围成的空腔内设有弹性结构，所述弹性结构能够对隔板施加朝向活塞的推力，使得隔板紧贴固定限位器，弹性结构对隔板施加的力大于气缸结构正常排气状态下气体作用于隔板上的力。

4、优选的，所述弹性结构采用压缩弹簧，压缩弹簧设置于隔板与缸盖之间。

5、优选的，隔板与缸盖上在与压缩弹簧接触的部位均设有用于对压缩弹簧进行固定的固定凹槽。

6、优选的，所述弹性结构包括若干弹性机构，所述若干弹性机构设置于缸体的周向内壁，所述若干弹性机构沿缸体的周向均匀分布，所述弹性机构包括开设于缸体上的凹槽以及设置于所述凹槽内的弹性限位器，所述弹性限位器包括楔形主体和限位器弹簧，所述楔形主体的一端插入凹槽内，另一端伸入缸体的内腔，限位器弹簧设置于凹槽内并位于楔形主体与凹槽底部之间；

7、楔形主体伸入缸体内腔的一端设有斜面，斜面朝向隔板并与隔板相抵，所述限位器弹簧处于压缩状态，斜面能够为隔板施加朝向活塞的推力。

8、优选的，楔形主体的纵向高度大于凹槽的深度，隔板与缸盖之间留有供隔板缓冲的距离，使得缸体内的容积具有缓冲空间。

9、优选的，固定限位器与隔板之间设有缓冲垫。

10、优选的，所述固定限位器为缸体内壁凸起的凸台结构，隔板与缸体之间为间隙配合，隔板的外缘设有活塞环，隔板与缸体之间通过活塞环密封。

11、本发明如上所述用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构的工作方法，包括如下过程：

12、活塞在缸体内做往复运动，弹性结构对隔板施加朝向活塞的推力，使得隔板紧贴固定限位器；

13、在活塞对气体进行压缩过程中，若缸体内部存在积液，则缸体一侧作用于隔板上的力大于正常排气状态下隔板所受到的气体力，隔板克服弹性结构的推力向缸盖的方向移动，此时隔板、缸体和活塞围成的空腔容积增大，使得该空腔内气体的压力降低，随着缸体排气，缸体内部存在的部分积液排出缸体，当隔板、缸体和活塞围成的空腔内气体的压力降低到小于弹性结构的推力后，隔板在弹性结构推力作用下向固定限位器移动，直至弹性结构对隔板施加的力大于缸体一侧的作用力，此时隔板紧贴固定限位器。

14、优选的，所述弹性结构采用压缩弹簧，压缩弹簧设置于隔板与缸盖之间；

15、在活塞对气体进行压缩过程中，若缸体内部存在积液，则缸体一侧作用于隔板上的力大于正常排气状态下隔板所受到的气体力，隔板克服压缩弹簧的推力向缸盖的方向移动并压缩压缩弹簧，此时隔板、缸体和活塞围成的空腔容积增大，使得该空腔内气体的压力降低，随着缸体排气，缸体内部存在的部分积液排出缸体，当隔板、缸体和活塞围成的空腔内气体的压力降低到小于压缩弹簧的推力后，隔板在压缩弹簧推力作用下向固定限位器移动，直至压缩弹簧对隔板施加的力大于缸体一侧的作用力，此时隔板紧贴固定限位器。

16、优选的，所述弹性结构包括若干弹性机构，所述若干弹性机构设置于缸体的内腔，所述若干弹性机构沿缸体的周向均匀分布，所述弹性机构包括开设于缸体上的凹槽以及设置于所述凹槽内的弹性限位器，所述弹性限位器包括楔形主体和限位器弹簧，所述楔形主体的一端插入凹槽内，另一端伸入缸体的内腔，限位器弹簧设置于凹槽内并位于楔形主体与凹槽底部之间；

17、楔形主体伸入缸体内腔的一端设有斜面，斜面朝向隔板并与隔板相抵，所述限位器弹簧处于压缩状态，斜面能够为隔板施加朝向活塞的推力；

18、在活塞对气体进行压缩过程中，若缸体内部存在积液，则缸体一侧作用于隔板上的力大于正常排气状态下隔板所受到的气体力，隔板克服限位器弹簧的推力向缸盖的方向移动，此时隔板、缸体和活塞围成的空腔容积增大，使得该空腔内气体的压力降低，隔板推动楔形主体向凹槽内移动并将限位器弹簧进一步压缩，随着缸体排气，缸体内部存在的部分积液排出缸体，当隔板、缸体和活塞围成的空腔内气体的压力降低到小于限位器弹簧的推力后，限位器弹簧推动楔形主体向凹槽外移动，隔板在所有楔形主体的斜面的推力作用下向固定限位器移动，直至所有楔形主体的斜面为隔板施加的朝向活塞的推力的合力大于缸体一侧的作用力，此时隔板紧贴固定限位器。

19、本发明具有如下有益效果：

20、本发明的优点在于当压缩机处于正常工况下，隔板紧靠限位器而不发生运动，确保了压缩机的正常运行。缸体内存在液体时，缸内压力陡然增大，使得隔板克服弹性结构的推力向缸盖的方向运动，扩大了缸体和活塞围成的空腔的容积，从而使得腔体内压力降低，最终从根本上避免液击现象的发生，保护了进排气阀、连杆、活塞等贵重部件。

技术特征：

1.一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，其特征在于，包括活塞(2)和缸体(3)，活塞(2)设置于缸体(3)的内腔，缸体(3)上在活塞(2)上止点的一端安装有缸盖(7)，缸体(3)的内壁在活塞(2)的上止点与缸盖(7)之间的位置设有固定限位器(8)，缸体(3)上在活塞(2)的上止点与固定限位器(8)之间的位置设有排气阀(4)和进气阀(5)，缸体(3)的内腔在固定限位器(8)与缸盖(7)之间的空腔内设有能够沿缸体(3)的内腔滑动的隔板(11)，隔板(11)与缸体(3)的内壁面之间密封，隔板(11)、缸体(3)与缸盖(7)围成的空腔内设有弹性结构，所述弹性结构能够对隔板(11)施加朝向活塞(2)的推力，使得隔板(11)紧贴固定限位器(8)，弹性结构对隔板(11)施加的力大于气缸结构正常排气状态下气体作用于隔板(11)上的力。

2.根据权利要求1所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，其特征在于，所述弹性结构采用压缩弹簧(6)，压缩弹簧(6)设置于隔板(11)与缸盖(7)之间。

3.根据权利要求2所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，其特征在于，隔板(11)与缸盖(7)上在与压缩弹簧(6)接触的部位均设有用于对压缩弹簧(6)进行固定的固定凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，其特征在于，所述弹性结构包括若干弹性机构，所述若干弹性机构设置于缸体(3)的周向内壁，所述若干弹性机构沿缸体(3)的周向均匀分布，所述弹性机构包括开设于缸体(3)上的凹槽(13)以及设置于所述凹槽(13)内的弹性限位器(12)，所述弹性限位器(12)包括楔形主体(12-2)和限位器弹簧(12-1)，所述楔形主体(12-2)的一端插入凹槽(13)内，楔形主体(12-2)的另一端伸入缸体(3)的内腔，限位器弹簧(12-1)设置于凹槽(13)内并位于楔形主体(12-2)与凹槽(13)底部之间；

5.根据权利要求4所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，其特征在于，楔形主体(12-2)的纵向高度大于凹槽(13)的深度，隔板(11)与缸盖(7)之间留有供隔板(11)缓冲的距离，使得缸体(3)内的容积具有缓冲空间。

6.根据权利要求1所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，其特征在于，固定限位器(8)与隔板(11)之间设有缓冲垫(9)。

7.根据权利要求1所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构，其特征在于，所述固定限位器(8)为缸体(3)内壁凸起的凸台结构，隔板(11)与缸体(3)之间为间隙配合，隔板(11)的外缘设有活塞环(10)，隔板(11)与缸体(3)之间通过活塞环(10)密封。

8.权利要求1所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构的工作方法，其特征在于，包括如下过程：

9.根据权利要求8所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构的工作方法，其特征在于，所述弹性结构采用压缩弹簧(6)，压缩弹簧(6)设置于隔板(11)与缸盖(7)之间；

10.根据权利要求8所述的一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构的工作方法，其特征在于，所述弹性结构包括若干弹性机构，所述若干弹性机构设置于缸体(3)的内腔，所述若干弹性机构沿缸体(3)的周向均匀分布，所述弹性机构包括开设于缸体(3)上的凹槽(13)以及设置于所述凹槽(13)内的弹性限位器(12)，所述弹性限位器(12)包括楔形主体(12-2)和限位器弹簧(12-1)，所述楔形主体(12-2)的一端插入凹槽(13)内，楔形主体(12-2)的另一端伸入缸体(3)的内腔，限位器弹簧(12-1)设置于凹槽(13)内并位于楔形主体(12-2)与凹槽(13)底部之间；

技术总结
本发明公开了一种用于防止往复式活塞压缩机内发生液击的气缸结构及其工作方法，气缸结构主要包括活塞、缸体、固定限位器与隔板，缸体内腔在固定限位器与缸盖之间的空腔内设有能够沿缸体内腔滑动的隔板，隔板与缸体内壁面之间密封，隔板、缸体与缸盖围成的空腔内设有弹性结构，弹性结构对隔板施加朝向活塞的推力，使得隔板紧贴固定限位器，弹性结构对隔板施加的力大于气缸结构正常排气状态下作用于隔板上的力。当气缸中因为积液而使得排气终了出现压力陡升时，缸内的高压将推动隔板克服弹簧力向缸盖一侧移动，形成缓冲空间，使得缸内压力降低，防止骤增的高压破坏进排气阀、活塞、连杆等贵重零部件，因此本发明能够从根源处解决气缸内的液击问题。

技术研发人员：王玲子,汪海蛟,冯健美,彭学院
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13