立式活塞式氮气压缩机的制作方法

专利名称：立式活塞式氮气压缩机的制作方法技术领域：本实用新型涉及一种压缩机，尤其涉及一种立式活塞式氮气压缩机。背景技术：活塞式压缩机是容积型压缩机，靠压缩工作容积使压缩气体间分子间距减小，提高气体的压力；工作容积的变化靠气缸内往复运动的活塞实现。活塞式压缩机是工业上运用最早、应用最广泛的一类压缩机。现有的活塞式压缩机包括压缩气缸，压缩气缸具有进气口和出气口，还包括用于对气体脉冲进行释放的气体缓冲器，气体缓冲器包括用于对气体进入压缩机前的气体脉冲进行缓冲释放的进气气体缓冲器和对压缩后的气体进行气体脉冲缓冲释放的排气气体缓冲器，在压缩气缸后设有对压缩后的气体进行降温的冷却器，在使用时，进气气体缓冲器的进入口与气源连接、排放口与压缩气缸的进气口连接，压缩气缸的出气口与排气气体缓冲器的进入口连接，排气气体缓冲器的排放口与冷却器的气体进口连接，冷却器的气体出口通过高压气体输出管道与压缩气体使用端连接，在两级以上的压缩机中，冷却器的气体出口通过管道与下一级压缩气缸前设置的进气气体缓冲器的进入口连接，在最后一级压缩气缸前后不设置气体缓冲器，前一级的冷却器的气体出口直接与最后一级压缩气缸的进气口连接。现有的用于5200m3/h的空分设备中的活塞式压缩机主要分为两种:一种是卧式结构，它的缺点是结构不紧凑，占地面积大，安装技术要求高；另一种是立式结构，采用四级四列压缩，行程大，转速高，机器的稳定性较差，并且采用四级压缩，附属的容器和管道较多，因此安装复杂，占地面积大。实用新型内容本实用新型的目的是提出一种结构紧凑的立式活塞式氮气压缩机。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是:立式活塞式氮气压缩机，包括内部设置有压缩气缸组的压缩机本体，还包括与压缩气缸组中的压缩气缸对应连接的气体缓冲器和冷却器，所述压缩气缸组包括沿左右方向依次并列设置的一级压缩气缸、三级压缩气缸和二级压缩气缸，压缩机本体的左侧设置有与一级压缩气缸对应连接的一级气体缓冲器，右侧设置有与二级压缩气缸对应连接的二级气体缓冲器，一级气体缓冲器和二级气体缓冲器并列设置，压缩机本体的前侧并列设置有一级冷却器和三级冷却器，压缩机本体的后侧设置有二级冷却器，一级冷却器的气体进出口分别与一级气体缓冲器和二级气体缓冲器对应连接，二级冷却器的气体进出口分别与二级气体缓冲器和与三级压缩气缸对应连接，三级冷却器的气体进出口分别与三级压缩气缸和高压氮气输出管道对应连接。所述一级压缩气缸包括并列设置的第一气缸和第二气缸，所述二级压缩气缸包括与第一气缸、第二气缸轴线平行设置的第四气缸，所述三级压缩气缸包括与第一气缸、第二气缸、第三气缸轴线平行设置的第三气缸,所述第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸四个气缸轴线沿上下方向延伸、并列设置而构成三级四列结构。所述三级压缩气缸后设置的高压氮气输出管道上设置有用于在气体压力过高时自动弹起而打开使气体排出、并在气体排放至设定值后自动关闭而阻止气体排出的弹簧封闭全启式安全阀。所述压缩机本体内设置有与驱动机构连接的用于驱动压缩气缸组运动的传动机构，所述传动机构为与压缩气缸组的各气缸的活塞通过连杆连接的、位于曲轴箱内的曲轴，还包括用于对曲轴润滑的润滑系统，所述润滑系统包括齿轮油泵，齿轮油泵的输入端通过管道与曲轴箱底部设置的润滑油出口连接，齿轮轴的输出端通过管道将润滑油输送到曲轴而为曲轴提供润滑，所述输入端上设有用于过滤润滑油中大的杂质的粗滤油器，输出端的管道上依次串接有用于对润滑油进行冷却降温的油过冷器和用于对润滑油进行过滤的细滤油器。还包括用于在齿轮油泵运转前后对曲轴润滑的辅助油泵和用于驱动辅助油泵运转的辅助异步电动机，所述辅助油泵的输入端通过管道与所述润滑油出口连接，所述辅助油泵的输出端通过管道经润滑油输送到曲轴而为曲轴提供润滑。一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器均采用卧式管壳式冷却器。本实用新型提出的立式活塞式氮气压缩机，将一级气体缓冲器和二级气体缓冲器分别并列设置在压缩机本体的左右两侧，一级过冷器、二级过冷器和三级过冷器分别并列设置在压缩机本体的前后两侧，本实用新型将缓冲器及冷却器均布于压缩机本体的前后左右四面，从而使压缩机的布局更加合理、结构更加紧凑，减小压缩机的占地面积。进一步的，采用三级四列气缸组结构，减少了压缩机容量和管道数量，更进一步减小了压缩机体积，节约了成本。进一步的，设置安全阀，在气体压力超过额定压力后自动排出多余气体，有效确保生产的安全性。进一步的，采用有过冷器对润滑油进行冷却，防止油温过高而发生积碳现象，影响润滑效果。采用粗过滤器和细过滤器对润滑油中的杂质进行过滤，防止杂质进入压缩机内部增大摩擦，损坏曲轴等部件，降低设备维修费用。进一步的，设置辅助油泵，在齿轮油泵启动前后对曲轴进行润滑，防止在齿轮油泵启动前后，曲轴内各部件剧烈磨损而影响压缩机使用寿命。进一步的，冷却器采用卧式管壳式冷却器，结构简单，制造方便，在相同管束下壳体内径最小，管程分布均匀、换热面积均匀，冷却效果好。图1是本实用新型的立式活塞式氮气压缩机的实施例的结构示意图；图2是图1中的压缩气缸组的工作原理图；图3是图1中的压缩气缸组传动机构的润滑原理图；图4是图1中的压缩气缸及冷却器的冷却水管布置图。具体实施方式[0023]本实用新型的立式活塞式氮气压缩机的实施例:如图1 图4所示，该立式活塞式氮气压缩机包括压缩机本体1，压缩机本体I内设有并列设置的三级四列压缩气缸组，三级四列压缩气缸组包括由位于最左侧的第一气缸1-1和第二气缸1-2组成的一级压缩气缸、位于最右侧的第四气缸1-3组成的二级压缩气缸和位于一级压缩气缸和二级压缩气缸之间的三级压缩气缸1-4，还设有与一级压缩气缸的进气口和出气口连接的一级气体缓冲器2、与二级压缩气缸的进气口和出气口连接的二级气体缓冲器12以及对压缩气体进行降温的分别连接于一级气体缓冲器后的一级冷却器10、连接于二级气体缓冲器后的二级冷却器13和连接于三级压缩气缸后的三级冷却器11，为使压缩机结构更加紧凑，本实施例中将一级气体缓冲器靠近一级压缩气缸设置于压缩机本体左侧，二级气体缓冲器靠近二级压缩气缸设置于压缩机本体右侧，且使一级气体缓冲器和二级气体缓冲器并列设置，将一级冷却器和三级冷却器并列设置于压缩机本体前侧，将二级冷却器设置于压缩机本体后侧，并且使二级冷却器与一级冷却器和三级冷却器并列设置，一级冷却器10、二级冷却器13和三级冷却器11均采用卧式管壳式冷却器，一级气体缓冲器的进气口连接有吸入滤清器3，吸入滤清器通过管道与气源连接，一级气体缓冲器2的出气口通过管道与一级冷却器10的进气口连接，一级冷却器10的出气口通过管道与二级气体缓冲器12的进气口连接，二级气体缓冲器12的出气口通过管道与二级冷却器13的进气口连接，二级冷却器13的出气口通过管道与三级压缩气缸的进气口连接，三级压缩气缸的出气口与三级冷却器11的进气口连接，三级冷却器11的出气口通过高压氮气输出管道将氮气输出，氮气输出管道上设置有蝶阀6。各气缸的活塞由位于压缩机本体底部的曲轴箱14内的曲轴带动往复运动，为防止曲轴过度磨损，设置有用于对曲轴及其各部件进行润滑的润滑系统，如图3所示，压缩机本体上设置有用于供油的油站9，曲轴箱14的底部设置有用于对曲轴各部件进行润滑的润滑油，润滑油通过油管与曲轴箱外部设置的齿轮油泵17连接，齿轮油泵与压缩机曲轴连接，由曲轴的转动带动齿轮油泵的运转，实现压缩机的油路润滑，压缩机的曲轴由设备配套异步电动机16驱动。油管伸入润滑油的一端上设置有用于对润滑油中的大的杂质进行过滤的粗滤油器15，齿轮油泵17通过输出油管将润滑油输送至曲轴上对其进行润滑，在齿轮油泵输出油管上串接有对润滑油进行冷却降温的油冷却器18，油冷却器中设置有用于与润滑油进行热交换的冷却水管道，油冷却器18可以对经齿轮油泵后的润滑油进行有效降温，防止润滑油由于高温而发生积碳现象，影响润滑效果，在润滑油对曲轴进行润滑前，在油管上设有细滤油器19，细滤油器19可以有效防止细微颗粒进入压缩机本体内部而使摩擦增大。齿轮油泵运转将润滑油输送至曲轴对曲轴及其各部件进行润滑后回到曲轴箱内。齿轮油泵的泵盖上设置有回油阀和油压表，通过回油阀可以调节润滑油压力及油量，还设置有辅助油泵24，在齿轮油泵未启动前先启动辅助异步电动机25带动辅助油泵24对曲轴及其各部件进行提前润滑，当压缩机主轴停转时，辅助油泵24由仪电控制实现自动运转，启动辅助油泵继续对曲轴及其各部件润滑，从而防止机器在齿轮油泵停转后发生剧烈磨损而影响使用寿命。图中小方框处为冷却水接头，图中箭头为润滑油流动方向。压缩机内的各压缩气缸及冷却器均采用水冷却，水冷却系统结构示意图如图4所示，冷却水采用一根总的上水管20输送，上水管20上设置有上水蝶阀21，上水管上设置有多个出水接口，各出水接口分别通过进水管与各气缸及冷却器的相应进水口连接，各气缸及冷却器的出水口通过出水管分别连接到一个总的回水管22中，回水管上设置有回水蝶阀23，图中各方框表示与各气缸及冷却器的连接接口，箭头表示水流方向。各出水管与其相应的进水管管径相同，为防止气缸内有死角，确保冷却效果，均采用低进高出的布置方式；各出水管上均设置有测温装置，以便于对压缩机内压缩氮气的温度进行检测。在使用时，将压缩机进口 4与气源连接，压缩机出口 5与使用端连接，氮气从压缩机进口进入，通过管道上串接的吸入滤清器3将气体中的杂质及水分过滤掉，过滤后的氮气进入一级气体缓冲器2中使气体的脉冲缓冲释放，从而降低机器的震动，氮气通过一级气体缓冲器与一级压缩气缸的连接口进入一级压缩气缸，曲轴转动带动与之连接第一气缸1-1和第二气缸1-2中的活塞往复运动而对氮气进行压缩，经压缩后的氮气通过一级气体缓冲器排出后进入一级冷却器10，一级冷却器中采用循环水与流经该冷却器的氮气进行热交换而降低压缩后氮气的温度，经降温后的压缩氮气进入二级气体缓冲器12，从二级气体缓冲器进入与之连接的二级压缩气缸；在第四气缸中的活塞的往复运动作用下对压缩氮气进行进一步压缩后从第四气缸中排出并进入与之连接的二级冷却器，经二级冷却器冷却的压缩氮气进入三级压缩气缸中，三级压缩气缸对压缩氮气进行进一步压缩后将氮气输送进三级冷却器进行降温，最后通过蝶阀6送至与压缩机出口连接的使用端。为保证气体压力正常，在三级气缸压缩后设置有弹簧封闭全启式安全阀8，当气体压力过高时，弹簧封闭全启式安全阀会自动弹起后，气体从放空口 7放空，当放空至压缩机内的气体压力值达到设定压力时该安全阀会自动关闭，使压缩机工作更加安全可靠。还设置有对油温进行监测的油温测试装置。本实用新型中压缩机气缸中活塞的活塞环或导向环均采用填充聚四氟乙烯，具有良好的自润滑及耐磨性。导向环整体热套在活塞体上，克服了缺口环承受背压的缺点，保证导向环在正常运转中不松动，更好的控制导向环与气缸之间具有合适的工作间隙，延长了导向环与活塞环的使用寿命，同时提高了压缩机的容积率和绝热效率。权利要求1.立式活塞式氮气压缩机，包括内部设置有压缩气缸组的压缩机本体，还包括与压缩气缸组中的压缩气缸对应连接的气体缓冲器和冷却器，其特征在于:所述压缩气缸组包括沿左右方向依次并列设置的一级压缩气缸、三级压缩气缸和二级压缩气缸，压缩机本体的左侧设置有与一级压缩气缸对应连接的一级气体缓冲器，右侧设置有与二级压缩气缸对应连接的二级气体缓冲器，一级气体缓冲器和二级气体缓冲器并列设置，压缩机本体的前侧并列设置有一级冷却器和三级冷却器，压缩机本体的后侧设置有二级冷却器，一级冷却器的气体进出口分别与一级气体缓冲器和二级气体缓冲器对应连接，二级冷却器的气体进出口分别与二级气体缓冲器和与三级压缩气缸对应连接，三级冷却器的气体进出口分别与三级压缩气缸和高压氮气输出管道对应连接。2.根据权利要求1所述的立式活塞式氮气压缩机，其特征在于:所述一级压缩气缸包括并列设置的第一气缸和第二气缸，所述二级压缩气缸包括与第一气缸、第二气缸轴线平行设置的第四气缸，所述三级压缩气缸包括与第一气缸、第二气缸、第三气缸轴线平行设置的第三气缸，所述第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸四个气缸轴线沿上下方向延伸、并列设置而构成三级四列结构。3.根据权利要求1所述的立式活塞式氮气压缩机，其特征在于:所述三级压缩气缸后设置的高压氮气输出管道上设置有用于在气体压力过高时自动弹起而打开使气体排出、并在气体排放至设定值后自动关闭而阻止气体排出的弹簧封闭全启式安全阀。4.根据权利要求1 3中任意一项所述的立式活塞式氮气压缩机，其特征在于:所述压缩机本体内设置有与驱动机构连接的用于驱动压缩气缸组运动的传动机构，所述传动机构为与压缩气缸组的各气缸的活塞通过连杆连接的曲轴，所述曲轴位于曲轴箱内，所述曲轴箱具有润滑油进口和用于将曲轴箱底部的润滑油输出的润滑油出口，还包括用于对曲轴润滑的润滑系统，所述润滑系统包括齿轮油泵，齿轮油泵的输入端通过管道与曲轴箱底部设置的润滑油出口连接，齿轮轴的输出端通过管道将润滑油输送到曲轴而为曲轴提供润滑，所述输入端上设有用于过滤润滑油中大的杂质的粗滤油器，输出端的管道上依次串接有用于对润滑油进行冷却降温的油过冷器和用于对润滑油进行过滤的细滤油器。5.根据权利要求4所述的立式活塞式氮气压缩机，其特征在于:还包括用于在齿轮油泵运转前后对曲轴润滑的辅助油泵和用于驱动辅助油泵运转的辅助异步电动机，所述辅助油泵的输入端通过管道与所述润滑油出口连接，所述辅助油泵的输出端通过管道经润滑油输送到曲轴而为曲轴提供润滑。6.根据权利要求4所述的立式活塞式氮气压缩机，其特征在于:一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器均采用卧式管壳式冷却器。专利摘要本实用新型涉及立式活塞式氮气压缩机，包括内部设置有压缩气缸组的压缩机本体，还包括与压缩气缸组中的压缩气缸对应连接的气体缓冲器和冷却器，所述压缩气缸组包括沿左右方向依次并列设置的一级压缩气缸、三级压缩气缸和二级压缩气缸，压缩机本体的左侧设置有一级气体缓冲器，右侧设置有二级气体缓冲器，一级气体缓冲器和二级气体缓冲器并列设置，压缩机本体的前侧并列设置有一级冷却器和三级冷却器，压缩机本体的后侧设置有二级冷却器。本实用新型将缓冲器及冷却器均布于压缩机本体的前后左右四面，从而使压缩机的布局更加合理、结构更加紧凑，减小压缩机的占地面积。文档编号F04B39/06GK203081682SQ201320101900公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日发明者李治水, 刘亚威, 徐宁 申请人:开封市开利空分设备有限公司