專利名稱：一種自力式空氣壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種自力式空氣壓縮機(jī)，屬于空氣壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓氣體在排放或泄壓時(shí)，向外界釋放能量(氣體的壓能)，如何回收和再利用這部分釋放的能量，在可見(jiàn)的報(bào)道和文獻(xiàn)中很少有提及，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中這部分能量基本都被浪費(fèi)，如何利用這部分能量是工業(yè)生產(chǎn)中節(jié)省能源和降低消耗的一個(gè)重要方面和研究課題。過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中，存在工藝用氣體加壓——泄壓——加壓的循環(huán)工藝，例如噴煤工藝中噴煤罐的反復(fù)充、泄壓，這樣這些工藝氣體存在極大的消耗和浪費(fèi)。在一些工業(yè)生產(chǎn)中存在對(duì)一些易燃、易爆、易揮發(fā)、有毒等危險(xiǎn)高壓氣體的存儲(chǔ)和加壓工藝環(huán)節(jié)，在這些環(huán)節(jié)中，如出現(xiàn)儲(chǔ)罐承壓或泄漏時(shí)，需要對(duì)這些氣體進(jìn)行收集或?yàn)榱吮ＷC工藝的連續(xù)生產(chǎn)需要設(shè)置備用儲(chǔ)罐，這就需要進(jìn)行高壓氣體的倒罐操作，并且使用環(huán)境和氣體介質(zhì)禁止使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問(wèn)題為提供一種不借用外界能量，靠高壓氣體泄壓時(shí)自身能量的釋放、轉(zhuǎn)化完成氣體壓縮的自力式空氣壓縮機(jī)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種自力式空氣壓縮機(jī)， 包括基座、殼體、第一圓盤(pán)、第二圓盤(pán)、滑片轉(zhuǎn)子、第一偏心控制桿、第二偏心控制桿、彈簧推桿、蝸卷彈簧、壓差控制閥和飛輪，殼體為密閉的空心圓柱體，殼體的圓柱面上設(shè)置有與殼體內(nèi)壁相切的進(jìn)氣口和排氣口，且進(jìn)氣口和排氣口平行設(shè)置；
在殼體的兩個(gè)端面上均開(kāi)有階梯通孔，所述階梯通孔與殼體不同心，兩個(gè)階梯通孔中分別套裝有第一圓盤(pán)和第二圓盤(pán)，滑片轉(zhuǎn)子位于殼體內(nèi)部，滑片轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)軸的兩端通過(guò)軸承分別安裝在兩個(gè)圓盤(pán)上且伸出殼體外，所述的滑片轉(zhuǎn)子與第一圓盤(pán)、第二圓盤(pán)不同心；
所述第一圓盤(pán)外端面的邊緣位置同時(shí)與第一偏心控制桿、第二偏心控制桿、彈簧推桿的一端鉸接，第一偏心控制桿、第二偏心控制桿和彈簧推桿的另一端均鉸接在基座上；所述滑片轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)軸伸出殼體外的一端通過(guò)齒輪組與設(shè)置在基座上的飛輪連接，另一端通過(guò)離合裝置與設(shè)置在基座上的蝸卷彈簧連接，壓差控制閥的一端連接在離合裝置上，壓差控制閥的另一端連接在蝸卷彈簧上。所述滑片轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)軸上固定有圓柱體，所述的圓柱體上均布有多個(gè)徑向凹槽，所述所有凹槽均軸向貫穿整個(gè)圓柱體，且每個(gè)凹槽中均插裝有一個(gè)與圓柱體長(zhǎng)度相等的滑片，滑片與凹槽底部通過(guò)彈簧連接。所述第一偏心控制桿和第二偏心控制桿均為氣缸；所述彈簧推桿的結(jié)構(gòu)為彈簧位于圓筒內(nèi)部，彈簧的一端固定在圓筒內(nèi)部的端面上，彈簧的另一端與推桿的一端固定，推桿的另一端伸出圓筒外部；第一偏心控制桿和第二偏心控制桿的活塞桿均與第一圓盤(pán)鉸接，第一偏心控制桿和第二偏心控制桿的缸體均與基座鉸接，第一偏心控制桿的無(wú)桿腔與殼體上的排氣口連通；第二偏心控制桿的無(wú)桿腔與殼體上的進(jìn)氣口連通；彈簧推桿中的推桿與第一圓盤(pán)鉸接，彈簧推桿中的圓筒與基座鉸接。所述的齒輪組包括相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪固定在滑片轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上，第二齒輪固定在飛輪的中心軸上。所述離合裝置的結(jié)構(gòu)為彈簧的一端固定有套筒，套筒上固定有第三齒輪；彈簧和套筒一起套裝在滑片轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上，蝸卷彈簧的中心軸上固定有第四齒輪，第三齒輪和第四齒輪相配合；壓差控制閥包括壓力推桿和鎖緊裝置，所述的壓力推桿為一個(gè)氣缸，壓力推桿的活塞桿與彈簧固定在一起，壓力推桿的缸體固定在蝸卷彈簧的中心軸上，壓力推桿缸體的無(wú)桿腔與進(jìn)氣口連通；所述的鎖緊裝置也與進(jìn)氣口連通，鎖緊裝置靠進(jìn)氣口的氣壓壓緊蝸卷彈簧。所述飛輪的中心軸通過(guò)軸承安裝在基座上，所述蝸卷彈簧固定在基座上，蝸卷彈簧的中心軸通過(guò)軸承安裝在基座上。本發(fā)明一種自力式空氣壓縮機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。1、本發(fā)明中飛輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能來(lái)源于氣體壓能，飛輪又將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體的壓能，驅(qū)動(dòng)本發(fā)明不需要或者僅需要外界提供少量能量，不需電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用安全。2、本發(fā)明通過(guò)偏心裝置在一個(gè)工作腔中實(shí)現(xiàn)了壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能和氣體的壓縮， 采用一種新的能量轉(zhuǎn)換方法實(shí)現(xiàn)了真正的節(jié)能。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種自力式空氣壓縮機(jī)作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的A— A剖視圖。圖3為圖1中的B— B剖視圖。圖4為本發(fā)明中蝸卷彈簧、壓差控制閥和離合裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為基座，2為殼體，3為第一圓盤(pán)，4為第二圓盤(pán)，5為滑片轉(zhuǎn)子，6為第一偏心控制桿，7為第二偏心控制桿，8為彈簧推桿，9為蝸卷彈簧，10為壓差控制閥，11為飛輪， 12為進(jìn)氣口，13為排氣口，14為轉(zhuǎn)軸，15為齒輪組，16為離合裝置，17為圓柱體，18為滑片， 19為彈簧，20為套筒，21為第三齒輪，22為第四齒輪，23為壓力推桿，24為鎖緊裝置。
具體實(shí)施例方式如圖1一4所示，本發(fā)明一種自力式空氣壓縮機(jī)，包括基座1、殼體2、第一圓盤(pán)3、 第二圓盤(pán)4、滑片轉(zhuǎn)子5、第一偏心控制桿6、第二偏心控制桿7、彈簧推桿8、蝸卷彈簧9、壓差控制閥10和飛輪11，殼體2為密閉的空心圓柱體，殼體2的圓柱面上設(shè)置有與殼體2內(nèi)壁相切的進(jìn)氣口 12和排氣口 13，且進(jìn)氣口 12和排氣口 13平行設(shè)置；
在殼體2的兩個(gè)端面上均開(kāi)有階梯通孔，所述階梯通孔與殼體2不同心，兩個(gè)階梯通孔中分別套裝有第一圓盤(pán)3和第二圓盤(pán)4，滑片轉(zhuǎn)子5位于殼體2內(nèi)部，滑片轉(zhuǎn)子5中轉(zhuǎn)軸14 的兩端通過(guò)軸承分別安裝在兩個(gè)圓盤(pán)上且伸出殼體2外，所述的滑片轉(zhuǎn)子5與第一圓盤(pán)3、第二圓盤(pán)4不同心；
所述第一圓盤(pán)3外端面的邊緣位置同時(shí)與第一偏心控制桿6、第二偏心控制桿7、彈簧推桿8的一端鉸接，第一偏心控制桿6、第二偏心控制桿7和彈簧推桿8的另一端均鉸接在基座1上；所述滑片轉(zhuǎn)子5中轉(zhuǎn)軸14伸出殼體2外的一端通過(guò)齒輪組15與設(shè)置在基座1 上的飛輪11連接，另一端通過(guò)離合裝置16與設(shè)置在基座1上的蝸卷彈簧9連接，壓差控制閥10的一端連接在離合裝置16上，壓差控制閥10的另一端連接在蝸卷彈簧9上。所述滑片轉(zhuǎn)子5的結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)軸14上固定有圓柱體17，所述的圓柱體17上均布有多個(gè)徑向凹槽，所述所有凹槽均軸向貫穿整個(gè)圓柱體17，且每個(gè)凹槽中均插裝有一個(gè)與圓柱體17長(zhǎng)度相等的滑片18，滑片18與凹槽底部通過(guò)彈簧連接。所述第一偏心控制桿6和第二偏心控制桿7均為氣缸；所述彈簧推桿8的結(jié)構(gòu)為 彈簧位于圓筒內(nèi)部，彈簧的一端固定在圓筒內(nèi)部的端面上，彈簧的另一端與推桿的一端固定，推桿的另一端伸出圓筒外部；
第一偏心控制桿6和第二偏心控制桿7的活塞桿均與第一圓盤(pán)3鉸接，第一偏心控制桿6和第二偏心控制桿7的缸體均與基座1鉸接，第一偏心控制桿6的無(wú)桿腔與殼體2上的排氣口 13連通；第二偏心控制桿7的無(wú)桿腔與殼體2上的進(jìn)氣口 12連通；彈簧推桿8中的推桿與第一圓盤(pán)3鉸接，彈簧推桿8中的圓筒與基座1鉸接。所述的齒輪組15包括相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪固定在滑片轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)軸14上，第二齒輪固定在飛輪11的中心軸上。所述離合裝置16的結(jié)構(gòu)為彈簧19的一端固定有套筒20，套筒20上固定有第三齒輪21 ；彈簧19和套筒20 —起套裝在滑片轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)軸14上，蝸卷彈簧9的中心軸上固定有第四齒輪22，第三齒輪21和第四齒輪22相配合；壓差控制閥10包括壓力推桿23和鎖緊裝置對(duì)，所述的壓力推桿23為一個(gè)氣缸，壓力推桿23的活塞桿與彈簧19固定在一起， 壓力推桿23的缸體固定在蝸卷彈簧9的中心軸上，壓力推桿23缸體的無(wú)桿腔與進(jìn)氣口 12 連通；所述的鎖緊裝置M也與進(jìn)氣口 12連通，鎖緊裝置M靠進(jìn)氣口 12的氣壓壓緊蝸卷彈
9 ο所述飛輪11的中心軸通過(guò)軸承安裝在基座1上，所述蝸卷彈簧9固定在基座1上， 蝸卷彈簧9的中心軸通過(guò)軸承安裝在基座1上。本發(fā)明中，滑片轉(zhuǎn)子5中圓柱體17上徑向凹槽的數(shù)量最好為8個(gè)，相應(yīng)滑片18的數(shù)量也為8片。所述蝸卷彈簧9上設(shè)置有手柄，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可以壓縮蝸卷彈簧9。本發(fā)明中，由于兩個(gè)圓盤(pán)安裝在殼體2的偏心位置，滑片轉(zhuǎn)子5安裝在兩個(gè)圓盤(pán)的偏心位置，所以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)圓盤(pán)就可以使滑片轉(zhuǎn)子5在殼體2的中心位置和殼體2的偏心位置之間轉(zhuǎn)換。由于第一偏心控制桿6中第一氣缸的無(wú)桿腔與排氣口 13連通，第二偏心控制桿7中第二氣缸的無(wú)桿腔與進(jìn)氣口 12連通，當(dāng)排氣口 13和進(jìn)氣口 12中的氣體有壓力時(shí)，就會(huì)對(duì)圓盤(pán)有推力。當(dāng)進(jìn)氣口 12壓力遠(yuǎn)大于排氣口 13壓力時(shí)，第一偏心控制桿6和彈簧推桿8對(duì)圓盤(pán)的總推力小于第二偏心控制桿7對(duì)圓盤(pán)的推力，圓盤(pán)被定位在一個(gè)位置，這時(shí)，滑片轉(zhuǎn)子5位于殼體2的中心位置。當(dāng)進(jìn)氣口 12壓力與排氣口 13壓力接近時(shí)，第一偏心控制桿6和彈簧推桿8對(duì)圓盤(pán)的總推力大于第二偏心控制桿7對(duì)圓盤(pán)的推力，圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后被定位在另一個(gè)位置，這時(shí)，滑片轉(zhuǎn)子5位于殼體2的偏心位置。本發(fā)明工作時(shí)，進(jìn)氣口 12通過(guò)管道接高壓氣體，排氣口 13通過(guò)管道接空的容器。其工作過(guò)程分為兩個(gè)階段第一階段，工作在葉輪模式；第二階段，工作在滑片壓縮機(jī)模式。第一階段時(shí)，第一偏心控制桿6內(nèi)的壓強(qiáng)Pl小于第二偏心控制桿7內(nèi)的壓強(qiáng)P2， 此時(shí)第一偏心控制桿6的推力小于第二偏心控制桿7的推力，兩個(gè)圓盤(pán)在兩桿的推力差的作用下被定位在位置1，此時(shí)滑片轉(zhuǎn)子5處于殼體2的中心位置，滑片轉(zhuǎn)子5上的滑片18此時(shí)用作葉輪。高壓氣體通過(guò)管道由進(jìn)氣口 12以切向流進(jìn)殼體2的工作腔內(nèi)，由于高壓差作用， 流進(jìn)工作腔的氣流高速?zèng)_擊滑片18，推動(dòng)滑片轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動(dòng)，滑片轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)矩通過(guò)齒輪組 15傳至飛輪11，帶動(dòng)飛輪11轉(zhuǎn)動(dòng)。氣體推動(dòng)滑片18后從排氣口 13排出。這樣，氣體不斷由進(jìn)氣口 12進(jìn)入，推動(dòng)滑片轉(zhuǎn)子5，由排氣口 13排出，飛輪11轉(zhuǎn)速不斷增加，直至工作腔的進(jìn)氣口 12和排氣口 13之間壓差降低到一定值時(shí)，氣流不再對(duì)滑片18有推動(dòng)作用，此時(shí)飛輪11的轉(zhuǎn)速達(dá)到最大，氣體壓能最大限度的轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。在此階段，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了氣體壓能向飛輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。這部分旋轉(zhuǎn)機(jī)械能為第二階段工作提供能量。隨著進(jìn)氣壓力不斷降低，排氣壓力不斷增高，兩個(gè)偏心控制桿的推力差減小，當(dāng)壓差降低到一定值△ P時(shí)，在外加的彈簧推桿8作用下，兩個(gè)圓盤(pán)均轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度α并在位置2處停止，此時(shí)，滑片轉(zhuǎn)子5在殼體2內(nèi)位于偏心位置，滑片轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)軸14和飛輪11之間的齒輪組15始終保持嚙合，本發(fā)明開(kāi)始第二階段的工作。此時(shí)飛輪11為滑片轉(zhuǎn)子5提供驅(qū)動(dòng)力壓縮氣體，Ρ2減小，Pl增大，兩個(gè)偏心控制桿的壓差由負(fù)變正并不斷增加，第一偏心控制桿6的推力大于第二偏心控制桿7的推力，所以兩個(gè)圓盤(pán)被定位在位置2。實(shí)現(xiàn)了滑片轉(zhuǎn)子5從中心到偏心的自動(dòng)切換，且不借助外界能量。第二階段，滑片轉(zhuǎn)子5位于偏心位置，殼體2的工作腔部分完成吸氣、壓縮、排氣過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了氣體的壓縮。由第一階段至第二階段，滑片轉(zhuǎn)子5始終保持轉(zhuǎn)動(dòng)，第二階段開(kāi)始時(shí)，滑片轉(zhuǎn)子5以最高的角速度旋轉(zhuǎn)，位于其上的滑片18在離心力的作用下，甩至殼體2內(nèi)壁，工作腔內(nèi)形成8個(gè)壓縮腔，由于滑片轉(zhuǎn)子5位于偏心位置，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些壓縮腔的容積不斷變化，進(jìn)氣口 12位于壓縮腔容積增大的路徑上，壓縮腔容積增大時(shí)，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)降低，形成負(fù)壓，從進(jìn)氣口 12吸氣，完成吸氣后，壓縮腔的容積增大到最大然后減小， 排氣口 13位于壓縮腔容積減小的路徑上，當(dāng)壓縮腔經(jīng)過(guò)排氣口 13時(shí)，壓縮腔內(nèi)部的氣體壓強(qiáng)大于排氣口 13氣體壓強(qiáng)，所以，氣體由壓縮腔經(jīng)排氣口 13排出。這個(gè)過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)增高，即實(shí)現(xiàn)了氣體的壓縮。完成氣體壓縮所需的能量來(lái)源于第一階段存儲(chǔ)于飛輪11中的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。隨著氣體壓強(qiáng)的增高，飛輪11的轉(zhuǎn)速降低，旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓能。由于本發(fā)明工作過(guò)程中能量的消耗，不能完成全部氣體的壓縮，即當(dāng)沒(méi)有完成所有氣體的壓縮時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械能已經(jīng)釋放完，滑片轉(zhuǎn)子5將會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 因此需要提前再給壓縮機(jī)提供一部分能量。這部分能量由預(yù)加在蝸卷彈簧9中的彈性勢(shì)能提供。在壓縮機(jī)開(kāi)始工作前，通過(guò)手輪為蝸卷彈簧9預(yù)加彈性勢(shì)能，由于壓差控制閥10中的壓力推桿23與進(jìn)氣口 12連通，在高壓作用下，壓力推桿23的活塞桿壓縮彈簧19將離合裝置16中的兩個(gè)齒輪分離，同時(shí)使鎖緊裝置M將蝸卷彈簧9的中心軸卡緊。隨著進(jìn)氣口 12壓力的降低，壓力推桿23的推力減小，在彈簧19的作用下，使得離合裝置16中的兩個(gè)齒輪接觸嚙合，同時(shí)釋放鎖緊裝置Μ，將蝸卷彈簧9中的彈性勢(shì)能以轉(zhuǎn)矩的形式釋放，為本發(fā)明提供驅(qū)動(dòng)力，完成后續(xù)的壓縮過(guò)程。這一過(guò)程中，蝸卷彈簧9的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為氣體壓能。當(dāng)完成以上兩個(gè)階段的工作后，本發(fā)明的一個(gè)工作周期結(jié)束。本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)合及使用方法舉例如下
一、用于噴煤工藝。噴煤工藝中，兩個(gè)噴吹罐并列布置，一個(gè)噴吹罐噴煤時(shí)，另一個(gè)噴吹罐裝煤和充壓，噴吹罐輪流噴吹煤粉。充壓氣體為氮?dú)?，在裝煤前，需放空噴吹罐中高壓的氮?dú)?，以保證煤粉可以順利的裝入噴吹罐內(nèi)，完成裝煤后，再向噴吹罐內(nèi)充裝氮?dú)狻Ｔ谶@個(gè)過(guò)程中，一部分高壓氮?dú)馀湃肟諝庵欣速M(fèi)掉，本發(fā)明可以收集這部分氮?dú)獠⒅匦掠糜诿悍蹏姶颠^(guò)程。三個(gè)噴吹罐，分別為罐a、罐b和罐C，罐a為完成噴吹過(guò)程后裝有剩余高壓氮?dú)獾膰姶倒蓿鋬?nèi)部氣體的相對(duì)壓力為P1 ；罐b為空罐，相對(duì)壓力為0 ；罐C為正在進(jìn)行噴吹的噴吹罐，內(nèi)部裝有煤粉和高壓氮?dú)?。?duì)罐a進(jìn)行泄壓，為裝煤作準(zhǔn)備。將罐a和罐b之間通過(guò)管道用本發(fā)明連接。打開(kāi)罐a的閥門(mén)，高壓氮?dú)馔ㄟ^(guò)管道經(jīng)進(jìn)氣口 12進(jìn)入殼體2的工作腔，推動(dòng)滑片18做功以后， 壓力降低，動(dòng)能減小，經(jīng)排氣口 13排出工作腔，再經(jīng)管道進(jìn)入罐b。當(dāng)進(jìn)氣口 12和排氣口 13的壓差降低到一定值Δ Pci時(shí)，兩個(gè)偏心控制桿和彈簧推桿8控制滑片轉(zhuǎn)子5由中心切換至偏心位置。此時(shí)滑片轉(zhuǎn)子5在飛輪11的帶動(dòng)下仍保持著較高的轉(zhuǎn)速，飛輪11釋放旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)滑片轉(zhuǎn)子5進(jìn)行氣體壓縮。隨著罐a壓力的不斷降低，罐b壓力的不斷增高， 飛輪11的轉(zhuǎn)速降低，旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓能。當(dāng)進(jìn)氣口 12壓力降低到一定程度時(shí)， 釋放蝸卷彈簧9，為滑片轉(zhuǎn)子5提供驅(qū)動(dòng)力，這樣就可完成剩余氣體的壓縮。當(dāng)罐a通過(guò)上述方式排空以后，其中的高壓氮?dú)鉀](méi)有浪費(fèi)，而是收集到了罐b中。 此時(shí)可以向罐a裝填煤粉，然后充裝氮?dú)?。為下一次噴煤做好?zhǔn)備。二、用于在裝有液態(tài)氣體的儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏的情況。具體的工作過(guò)程如下
工作儲(chǔ)罐d內(nèi)盛裝高壓氣體，其相對(duì)壓力為P1,備用儲(chǔ)罐e為空罐，其相對(duì)壓力為P2。 罐d和罐e之間通過(guò)管道用本發(fā)明連接。正常工作狀態(tài)時(shí)，連接本發(fā)明和罐d的管道上的第一閥門(mén)關(guān)閉，連接本發(fā)明和罐e的管道上的第二閥門(mén)打開(kāi)。本發(fā)明為初始狀態(tài)，即滑片轉(zhuǎn)子5位于殼體2中心位置，蝸卷彈簧9處于壓緊狀態(tài)。在工作儲(chǔ)罐d上安裝檢測(cè)裝置，當(dāng)檢測(cè)裝置檢測(cè)到工作儲(chǔ)罐d發(fā)生泄露時(shí)馬上打開(kāi)第一閥門(mén)，啟動(dòng)本發(fā)明，連通工作儲(chǔ)罐d和備用儲(chǔ)罐e。這時(shí)，罐d中的氣體通過(guò)本發(fā)明向罐e泄壓。泄壓時(shí)，高速流動(dòng)的氣流帶動(dòng)滑片轉(zhuǎn)子5和飛輪11轉(zhuǎn)動(dòng)。氣體壓能轉(zhuǎn)化為飛輪 11的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。當(dāng)兩罐的壓差降低到設(shè)定值A(chǔ)Ptl時(shí)，兩個(gè)偏心控制桿和彈簧推桿8控制兩個(gè)圓盤(pán)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滑片轉(zhuǎn)子5由殼體2的中心位置切換至偏心位置，本發(fā)明進(jìn)入第二階段，飛輪11釋放旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)滑片轉(zhuǎn)子5進(jìn)行氣體壓縮。當(dāng)進(jìn)氣口 12的壓力降低到一定程度時(shí)，釋放蝸卷彈簧9，為滑片轉(zhuǎn)子5提供驅(qū)動(dòng)力，完成剩余的氣體的壓縮。至此壓縮機(jī)工作結(jié)束，氣體全部由罐d進(jìn)入罐e。在類(lèi)似于上述的這些場(chǎng)合中，發(fā)生泄露的氣體可能為易燃易爆氣體，這樣，一旦發(fā)生泄露，現(xiàn)場(chǎng)不能出現(xiàn)電火花，否則會(huì)引起爆炸事故，因此，這些場(chǎng)合中是限制用電的。本發(fā)明自力式空氣壓縮機(jī)工作中需要的能量來(lái)源于氣體的壓能以及提前預(yù)加到蝸卷彈簧9中的彈性勢(shì)能，不需要外接的驅(qū)動(dòng)即可完成氣體的轉(zhuǎn)移過(guò)程，故在這些場(chǎng)合下可以安全使用。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。例如，本發(fā)明中的離合裝置和壓差控制閥可以是別的結(jié)構(gòu)，只要能實(shí)現(xiàn)在進(jìn)氣口的壓力大時(shí)鎖緊蝸卷彈簧，進(jìn)氣口的壓力降低到一定程度時(shí)釋放蝸卷彈簧即可。
權(quán)利要求
1.一種自力式空氣壓縮機(jī)，其特征在于包括基座(1)、殼體(2)、第一圓盤(pán)(3)、第二圓盤(pán)(4)、滑片轉(zhuǎn)子(5)、第一偏心控制桿(6)、第二偏心控制桿(7)、彈簧推桿(8)、蝸卷彈簧 (9)、壓差控制閥(10)和飛輪(11)，殼體(2)為密閉的空心圓柱體，殼體(2)的圓柱面上設(shè)置有與殼體(2)內(nèi)壁相切的進(jìn)氣口(12)和排氣口(13)，且進(jìn)氣口(12)和排氣口(13)平行設(shè)置；在殼體(2)的兩個(gè)端面上均開(kāi)有階梯通孔，所述階梯通孔與殼體(2)不同心，兩個(gè)階梯通孔中分別套裝有第一圓盤(pán)(3)和第二圓盤(pán)(4)，滑片轉(zhuǎn)子(5)位于殼體(2)內(nèi)部，滑片轉(zhuǎn)子 (5)中轉(zhuǎn)軸(14)的兩端通過(guò)軸承分別安裝在兩個(gè)圓盤(pán)上且伸出殼體(2)外，所述的滑片轉(zhuǎn)子(5)與第一圓盤(pán)(3)、第二圓盤(pán)(4)不同心；所述第一圓盤(pán)(3)外端面的邊緣位置同時(shí)與第一偏心控制桿(6)、第二偏心控制桿 (7)、彈簧推桿(8)的一端鉸接，第一偏心控制桿(6)、第二偏心控制桿(7)和彈簧推桿(8)的另一端均鉸接在基座(1)上；所述滑片轉(zhuǎn)子(5)中轉(zhuǎn)軸(14)伸出殼體(2)外的一端通過(guò)齒輪組(15)與設(shè)置在基座(1)上的飛輪(11)連接，轉(zhuǎn)軸(14)的另一端通過(guò)離合裝置(16)與設(shè)置在基座(1)上的蝸卷彈簧(9)連接，壓差控制閥(10)的一端連接在離合裝置(16)上， 壓差控制閥(10 )的另一端連接在蝸卷彈簧(9 )上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自力式空氣壓縮機(jī)，其特征在于所述滑片轉(zhuǎn)子(5)的結(jié)構(gòu)為轉(zhuǎn)軸(14)上固定有圓柱體(17)，所述的圓柱體(17)上均布有多個(gè)徑向凹槽，所述所有凹槽均軸向貫穿整個(gè)圓柱體(17)，且每個(gè)凹槽中均插裝有一個(gè)與圓柱體(17)長(zhǎng)度相等的滑片(18)，滑片(18)與凹槽底部通過(guò)彈簧連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自力式空氣壓縮機(jī)，其特征在于所述第一偏心控制桿(6)和第二偏心控制桿(7)均為氣缸；所述彈簧推桿(8)的結(jié)構(gòu)為彈簧位于圓筒內(nèi)部，彈簧的一端固定在圓筒內(nèi)部的端面上，彈簧的另一端與推桿的一端固定，推桿的另一端伸出圓筒外部；第一偏心控制桿(6)和第二偏心控制桿(7)的活塞桿均與第一圓盤(pán)(3)鉸接，第一偏心控制桿(6)和第二偏心控制桿(7)的缸體均與基座(1)鉸接，第一偏心控制桿(6)的無(wú)桿腔與殼體(2)上的排氣口(13)連通；第二偏心控制桿(7)的無(wú)桿腔與殼體(2)上的進(jìn)氣口 (12)連通；彈簧推桿(8)中的推桿與第一圓盤(pán)(3)鉸接，彈簧推桿(8)中的圓筒與基座(1) 鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自力式空氣壓縮機(jī)，其特征在于所述的齒輪組(15)包括相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪固定在滑片轉(zhuǎn)子(5)的轉(zhuǎn)軸(14)上， 第二齒輪固定在飛輪(11)的中心軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自力式空氣壓縮機(jī)，其特征在于所述離合裝置(16)的結(jié)構(gòu)為彈簧(19)的一端固定有套筒(20)，套筒(20)上固定有第三齒輪(21);彈簧 (19)和套筒(20)—起套裝在滑片轉(zhuǎn)子(5)的轉(zhuǎn)軸(14)上，蝸卷彈簧(9)的中心軸上固定有第四齒輪(22)，第三齒輪(21)和第四齒輪(22)相配合；壓差控制閥(10)包括壓力推桿 (23)和鎖緊裝置(24)，所述的壓力推桿(23)為一個(gè)氣缸，壓力推桿(23)的活塞桿與彈簧 (19)固定在一起，壓力推桿(23)的缸體固定在蝸卷彈簧(9)的中心軸上，壓力推桿(23)缸體的無(wú)桿腔與進(jìn)氣口( 12)連通；所述的鎖緊裝置(24)也與進(jìn)氣口( 12)連通，鎖緊裝置(24) 靠進(jìn)氣口(12)的氣壓壓緊蝸卷彈簧(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自力式空氣壓縮機(jī)，其特征在于所述飛輪(11)的中心軸通過(guò)軸承安裝在基座(1)上，所述蝸卷彈簧(9)固定在基座(1)上，蝸卷彈簧(9)的中心軸通過(guò)軸承安裝在基座(1)上。
全文摘要
本發(fā)明一種自力式空氣壓縮機(jī)，屬于空氣壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問(wèn)題為提供一種不借用外界能量，靠高壓氣體泄壓時(shí)自身能量的釋放、轉(zhuǎn)化完成氣體壓縮的自力式空氣壓縮機(jī)；采用的技術(shù)方案為殼體的圓柱面上設(shè)置進(jìn)氣口和排氣口，殼體的兩端面上均開(kāi)有與殼體不同心的階梯通孔，兩個(gè)階梯通孔中分別套裝有以個(gè)圓盤(pán)，殼體內(nèi)部的滑片轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的兩端通過(guò)軸承分別安裝在兩個(gè)圓盤(pán)上且伸出殼體外，滑片轉(zhuǎn)子與圓盤(pán)不同心，第一偏心控制桿、第二偏心控制桿、彈簧推桿的一端鉸接在一個(gè)圓盤(pán)外端面的邊緣位置，另一端鉸接在基座上，滑片轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸一端與飛輪連接，另一端與蝸卷彈簧連接；本發(fā)明用于回收再利用高壓氣體在排放或泄壓時(shí)向外界釋放的能量。
文檔編號(hào)F04C23/02GK102536820SQ20121000588
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者張猛, 楊毅, 錢(qián)志良, 閆宏偉, 陸輝山, 霍紅, 馬光耀, 高強(qiáng) 申請(qǐng)人:中北大學(xué), 太原優(yōu)易科技有限公司