一种卧式双压缩缸离子液式偏心轮结构的氢气压缩机

技术领域

本发明涉及隔膜压缩机，具体是一种卧式双压缩缸离子液式偏心轮结构的氢气压缩机。

背景技术

隔膜式压缩机被广泛应用于压缩输送各种高纯气体、贵重稀有气体、有毒有害气体和腐蚀性气体，用以压缩输送氢气的隔膜压缩机便是其中的一种，隔膜压缩机主要由电机、底座、曲轴箱、曲轴连杆运动机构、缸体部件、油气管路、电控系统以及一些附件组成，但是目前的氢气隔膜压缩机通常采用曲轴连杆运动机构，造成加工成本较高。曲轴连杆机构控制了隔膜式压缩机的内部行程，如若进行行程的更改，需要更改曲轴整个部件，造成后续产品升级费用较高。隔膜式压缩机中隔膜是实现氢气压缩的执行元件，一旦隔膜破损，造成维护复杂。若气源杂质较多，会造成隔膜的污染，导致压缩机故障，维护费用较高。

发明内容

为克服现有技术存在的技术问题或技术问题之一，本发明公开一种卧式双压缩缸离子液式偏心轮结构的氢气压缩机，所采取的技术方案是：

一种卧式双压缩缸离子液式偏心轮结构的氢气压缩机，包括底座，底座上固设箱体，箱体左、右两侧分别依次固接中间体和前置膜头，箱体转设轴向竖直的主轴而非曲轴，箱体外的主轴上端固接皮带轮，箱体内的主轴上固接2个偏心轮；前置膜头内开设轴向水平的膜头腔，膜头腔内配合膜头活塞，膜头活塞的内端固接导向活塞的外端，导向活塞的内端转接滚轮，2个滚轮的周向圆面分别与2个偏心轮的周向表面抵接；膜头活塞呈中部外径小、两端外径大的阶梯轴状，大径段加工出多道环形密封槽，环形密封槽内嵌设O型圈实现与膜头腔的密封；膜头活塞的中部小径段与膜头腔围护的腔体内填充离子液。

进一步地，2个偏心轮对置固接在主轴上，1个偏心轮的长径与另一个偏心轮的短径位于主轴的同一侧。

进一步地，前置膜头的膜头腔内过盈配合油缸套，油缸套内滑动配合所述膜头活塞，环形密封槽内嵌设O型圈实现与油缸套内壁的密封；膜头活塞的中部小径段与油缸套的内壁围护的腔体内填充离子液。

进一步地，膜头活塞的内端与活塞头连为一体，活塞头包括直径小的杆体和直径大的头体；前置膜头内端通过多个盖板螺钉固接盖板，盖板的内孔与杆体间隙配合，头体通过多个螺钉与导向活塞固接。

进一步地，导向活塞是一个圆柱形的转换接头，左端与膜头活塞的下端通过螺钉固接，导向活塞的右端开设径向芯轴孔、轴向芯轴槽，芯轴与径向芯轴孔转接配合，芯轴上转设滚轮，滚轮与轴向芯轴槽间隙配合；芯轴的下端设置螺纹以螺接螺母，芯轴的上端向右延伸再向下延伸形成钩头；所述偏心轮的上端面靠近边缘开设环形槽，钩头进入环形槽内并与之滑动配合。

进一步地，主轴与2个偏心轮过盈配合以实现周向定位，上主轴衬套、中主轴衬套和下主轴衬套套设在主轴上，上主轴衬套和下主轴衬套的外端分别抵接箱体的内壁、内端分别抵接2个偏心轮的外端，中主轴衬套的两端分别抵接2个偏心轮的内端以实现轴向定位。

进一步地，2个前置膜头及各自的油缸套上、沿各自油缸套径向分别开设离子液道，离子液道的内端连通膜头活塞的中部小径段与膜头腔或油缸套内壁围护的腔体、外端连接供液系统。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.本发明结构简单，用偏心轮代替原有的曲轴机构，降低了生产成本及后续维护成本，安装方便；

2.本发明摒弃了现有压缩机采用膜片的结构，仅仅采用一个前置膜头，降低成本；

3.本发明采用离子液作为压缩氢气的媒介，摒弃了隔膜式压缩机结构，大大降低的设备的成本，用离子液代替了活塞，大大降低了气体在压缩过程中产生的热量；

4.本发明有两个压缩腔，在运行中大大提高了压缩氢气的速度，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图所示的一种卧式双压缩缸离子液式偏心轮结构的氢气压缩机，包括底座7，底座7上固设箱体3，箱体3左、右两侧分别依次固接中间体17和前置膜头16，箱体3转设轴向竖直的主轴1而非曲轴，箱体3外的主轴1上端固接皮带轮2，箱体3内的主轴1上固接2个偏心轮5；前置膜头16内开设轴向水平的膜头腔，膜头腔内配合膜头活塞13，膜头活塞13的内端固接导向活塞12的外端，导向活塞12的内端转接滚轮9，2个滚轮9的周向圆面分别与2个偏心轮5的周向表面抵接；膜头活塞13呈中部外径小、两端外径大的阶梯轴状，大径段加工出多道环形密封槽，环形密封槽内嵌设O型圈实现与膜头腔的密封；膜头活塞13的中部小径段与膜头腔围护的腔体内填充离子液14。

具体的，2个偏心轮5对置固接在主轴1上，1个偏心轮5的长径与另一个偏心轮的短径位于主轴1的同一侧。

前置膜头16的膜头腔内过盈配合油缸套15，油缸套15内滑动配合所述膜头活塞13，环形密封槽内嵌设O型圈实现与油缸套15内壁的密封；膜头活塞13的中部小径段与油缸套15的内壁围护的腔体内填充离子液14。

膜头活塞13的内端与活塞头连为一体，活塞头包括直径小的杆体和直径大的头体；前置膜头16内端通过多个盖板螺钉19固接盖板18，盖板18的内孔与杆体间隙配合，头体通过多个螺钉与导向活塞12固接。

导向活塞12是一个圆柱形的转换接头，左端与膜头活塞13的下端通过螺钉固接，导向活塞12的右端开设径向芯轴孔、轴向芯轴槽121，芯轴10与径向芯轴孔转接配合，芯轴10上转设滚轮9，滚轮9与轴向芯轴槽121间隙配合；芯轴10的下端设置螺纹以螺接螺母11，芯轴10的上端向右延伸再向下延伸形成钩头101；所述偏心轮5的上端面靠近边缘开设环形槽51，钩头101进入环形槽51内并与之滑动配合。

主轴1与2个偏心轮5过盈配合以实现周向定位，上主轴衬套4、中主轴衬套6和下主轴衬套20套设在主轴1上，上主轴衬套4和下主轴衬套20的外端分别抵接箱体3的内壁、内端分别抵接2个偏心轮5的外端，中主轴衬套6的两端分别抵接2个偏心轮5的内端以实现轴向定位。

2个前置膜头16及各自的油缸套15上、沿各自油缸套15径向分别开设离子液道，离子液道的内端连通膜头活塞13的中部小径段与膜头腔或油缸套15内壁围护的腔体、外端连接供液系统8。供液系统8是本领域的常规技术手段或公知常识，故不赘言。

离子液是用于压缩气体介质的液体，蒸汽压为10 -9mbar，对氢气没有溶解度或只有非常低的溶解度。并且在压缩过程的温度和压力范围中是热稳定的。可参见公开号CN101189437的中国发明专利涉及的压缩气体介质的液体。

主轴1由外驱电机带动转动，主轴1由于与偏心轮5是刚性连接，所以主轴1带动偏心轮5转动，偏心轮5的偏心距离直接限制了膜头活塞13的往复距离。在安装时，两个偏心轮安装位置是对称的，偏心轮5与滚轮6线接触运动，偏心轮5与主轴1实现同步转动，偏心轮5带动滚轮9转动，滚轮9带动滚轮芯轴10转动，由于滚轮芯轴与偏心轮5通过钩头实现滑动连接，从而实现了偏心轮5与滚轮9在设定的距离中同步转动，防止了偏心轮5与滚轮9异步转动造成导向活塞12行程的不可靠性。也就是滚轮9会永远抵接偏心轮5而不会在某位置脱离，避免了偏心轮5与滚轮9由于转动过程的不同步性造成压缩及吸油过程的不可靠性。

一级压缩（左侧）：主轴1由外驱电机带动转动，主轴1带动左侧的偏心轮5转动时将偏心轮的转动转换为导向活塞12的轴向往复运动，导向活塞12的往复带动膜头活塞13实现往复运动，从而实现氢气的进去、压缩、出气。当膜头活塞13往右运动，活塞腔容积增大，进气阀打开，进入氢气；当膜头活塞13往左运动，活塞腔容积变小，压缩氢气到一定压力后，出气阀打开，将压缩的氢气输出。

二级压缩（右侧）：主轴1由外驱电机带动转动，主轴1带动左侧的偏心轮5转动时将偏心轮的转动转换为导向活塞12的轴向往复运动，导向活塞12的往复带动膜头活塞13实现往复运动，从而实现氢气的进去、压缩、出气。当膜头活塞13往左运动，活塞腔容积增大，进气阀打开，进入氢气；当膜头活塞13往右运动，活塞腔容积变小，压缩氢气到一定压力后，出气阀打开，将压缩的氢气输出。

本专利中采用左右对称的零部件布置，大大加快了氢气的压缩，缩短了工作的时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。