专利名称：低压比压缩机的利记博彩app
技术领域：
本发明总的涉及能量和液体再循环技术，尤其涉及应用于这一技术中的改进了的压缩机。这种改进的压缩机在蒸气压缩蒸馏和希望振动小输出稳定的其它应用中具有大的潜力。
蒸气压缩蒸馏法是众所周知的，且在广泛的液体蒸馏领域内为人熟知。在蒸发压缩系统中，将液体源至少部分地蒸发。被分离的蒸气然后经绝热压缩，从而将蒸气重新凝聚的温度提高到比原始蒸气温度高的某一数值。当蒸气重新凝聚时，它将所有的潜热(原先为蒸发液体加入的热量)返回到该系统。唯一未收回的存在于该系统中的能量是为压缩蒸气所需的能量。
蒸气压缩蒸馏器通常利用离心压缩，因为这该工艺方法简单、价廉且实际有效。然而，随着该蒸馏器往下按比例缩小，离心压缩问题很多。在低于每小时25加伦蒸馏物时，效率迅速下降。由于蒸馏器输出减少，离心压缩的效率也降低。
按照往复运动原理运转的压缩机在小尺寸时是相当有效的，但通常不适于蒸气压缩系统。与往复运动相关的一些问题是1)以活塞为基础的压缩机在机械学上是很复杂的，通常需要润滑气缸内的活塞环；2)以活塞为基础的压缩机显示较严重的磨损特性；3)以活塞为基础的压缩机由于活塞的作用诱发压力脉冲。
对于蒸气压缩蒸馏装置，在理论上并无低输出限制。然而，与低输出蒸气压缩相关的限制其可行性的实际问题是由于1)蒸气和输入液体之间的传热效率低；2)压缩机结构。对于小输入液体流，为在住宅废物收集系统中通常出现的，低输出蒸气压缩蒸馏是理想的。通过从家庭废物流中蒸馏出水，并将其再循用于浇灌草坪、花园，或甚至用作饮用水，在废物管理方面将获得巨大的节约。对于以小于每小时25加仑容积运转的系统，其它的用途当然是很多的。
关于改进传热，有许多技术。但对于压缩机结构改进并不是以同样的步骤向前迈进的。需要的是这样一种适于操作一小蒸气压缩蒸馏器的压缩机，即使在低到每小时产生几分之一加仓蒸馏物的情况下，这种压缩机功能使蒸馏器正常的工作。
发明概述本发明按其广泛的形式在于提供一种压缩机装置，它包括一个能加压的壳体，所述壳体具有若干腔；若干活塞；使所述活塞在各腔内沿基本上轴向作往复运动而不引起侧向力的驱动装置；将蒸气引入第一腔、由第一活塞进行部分压缩的装置；连续泵送所述压缩蒸气，使其从第一腔不断经过其余腔的装置；以恒定的流量从最后一个腔中排出压缩蒸气的装置；以高于环境压力的压力保持在壳体内部的装置。
本发明的一个优先实施例提供一种适用于以小于每小时25加仓输出容积为特点的蒸气压缩蒸馏器的正排量压缩机。
下文所述的一些实施例提供(i)一种产生一基本上稳定输出的压缩机；(ii)一种具有在活塞气缸摩擦副中以很少或根本没有润滑剂运转的附加性能的压缩机；(iii)一种显示最小振动倾向的压缩机；(iv)一种适用于液体废物处理系统的压缩机，所述这些压缩机均可适于泵送液体。
如下文所述，提供一正排量压缩机，其中两活塞共轴线地设置在共轴线对准的气缸内。这些活塞由一凸轮驱动，而活塞的行程是定时的，以产生均匀的输出流量。由凸轮施加在凸轮从动件上的侧向力由连杆吸收，连杆仅对活塞传递轴向力。侧向力的基本消除，便消了侧向负荷和由此引起的磨损，从而无需活塞环与附加的润滑。将活塞相反运动定时，与每一活塞运动矢量变换方向相关的加速度相互抵消，从而使振动最小。
图1是描绘按本发明优先实施例的压缩机的一个优先实施例的剖视图；图2是类似于图1的视图，其中旋转了90°；图3是图1压缩机的顶视剖视图；图4是图1实施例的凸轮从动件部分的切开的细图；图5是按本发明优先实施例的压缩机的第二优先实施例的切开的简图；图6是图5的剖视图，其中转过了90°；图7是用于本发明优先实施例中的活塞的简图；图8是图5实施例的凸轮从动件部分的简图；图9是指绘用于本发明优先实施例的压缩机中的轴向驱动装置第三优先实施例的剖视图；图10是用于压缩机各实施例中的驱动凸轮的简图；图11是图8驱动凸轮在凸轮360°一转中的廓线；图12是配备在蒸气压缩机蒸馏装置中的压缩机剖视图；图13用于图10蒸气压缩机蒸馏装置的压缩机部分的第二实施例的剖视图；图14与各活塞相应的止回阀的剖视图。
优先实施例详述优先实施例综述在图1中，压缩机1包括一个气缸3，被一分隔壁或间壁5分成第一腔7和第2腔9；活塞11和21，它们分别在腔7和9内作往复运动；沿基本轴向方向驱动这些活塞的装置。
应当理解，虽然已说明并且以后还要说明压缩机1具有两个活塞，然而所用活塞的数量并不限定本发明。活塞数量的价值仅基于这样一种能力，使一个活塞的运动为此定时，使它平衡另一活塞的运动，从而流量均匀，并使振动最小。压缩机的稳态输出和无振动的运转是所述实施例的至关重要的特性，而非是为实施本发明所需的活塞数量。虽然采用单个活塞似乎不符合该要求，然而用以阻尼振动的其它装置可与形成均匀流动的装置一起使用。更恰当地说，多于二个的活塞数量会以更直接的方式发挥其功能，然而，由采用多于2个的大量活塞所获得的优点对于随之增加的复杂性而言，并不认为是值得的。因此，认为两个活塞是在理想的功能和复杂性之间最合适的折衷方案。
这种压缩机另一至关重要的方面是一种用以沿基本轴向驱动各活塞的装置。术语“基本轴向”是指为对活塞提供一纯轴向力所要求的方向，该力这样垂直于活塞表面，使任何非轴向力均可忽略。由于消除了侧向或横向力，活塞便能紧密地贴合于气缸内，而不求助于采用开口活塞环。由这种驱动装置结构得到的好处是1)需要很少的活塞/气缸润滑剂或根本不需要；2)摩擦减少显著减少了为补偿因摩擦热损失而消耗的能量的需要；3)压缩能在很小功率下运转，因它不需补尝摩擦损失那么多。为达到这些目的，有许多种可能的方法，其中的一些作为优先实施例被讨论，而所有的方法均被认为是构成本发明的一部分。用以沿基本轴向方向驱动活塞的第一优先装置用以沿基本轴向方向驱动活塞的第一优先装置包括一个经一滚子19驱动一凸轮从动件13的旋转凸轮17，该从动件又通过连杆15驱动活塞21。同样，参看图2可以看到活塞11经连杆25受凸轮从动件23驱动在腔7内作往复运动，该从动件又经另一滚子27受凸轮17驱动。活塞以这样方式受驱动，避免了侧向力的产生，从而使摩擦和磨损最小，无需开口活塞环，还减小了活塞与气缸侧壁之间的间隙。
连杆15和25最好刚性地固定于其相应的活塞上。连杆15安置在凸轮从动件13内的安装座41中，而每一连杆25又安置在凸轮从动件23的类同的安装座43中。在各座41和43中的转动中心绕连杆15和25的轴向中心线摆动。各凸轮从动件绕气缸侧壁摆动。例如，参看图1和3，画出了凸轮从动件13。和座41相反的凸轮从动件的第一端是弧形的。该弧形表面45能使凸轮从动件靠着气缸侧壁上的适当表面摆动。在图4中，画出了实现这一功能的一种方式。一偏压装置，如弹簧47，使弧面45和气缸侧壁上的所述表面之间保持接触。因此，弹簧和凸轮从动件由一联接装置为销49联接在一起。销49穿过凸轮从动件13，安置在槽51和53内。将凸轮从动件23以类似的方式保持就位。用以沿基本轴向方向驱动活塞的第二优先装置用以沿基本轴向方向驱动活塞的另一优先装置画在图5和6中。为便于说明，在各实施例中基本上相同的部件被标以相同的标号。虽不同但功能相同的部件被标以相同的标号，后跟一撇(’)。在各实施例中基本不同的部件被给以完全不同的标号。这就是说，为在第一优先实施例中那样，旋转凸轮17驱动一凸轮从动件13’，后者与凸轮17保持持续的接触。为减少两部件之间的摩擦，还形成持续而活动的接触，一种优先装置是采用半球形接触面20。将该接触面制成为在凸轮从动件13’内的一个型面，或包括一个附加于或埋置于凸轮从动件内但允许在其内转动的球体。该理想的特性是应使该两部件之间的摩擦减至最少，从而减少任何功率损失。再则，还设置一凸轮从动件23’，它以同样方式操作第二活塞。
设置连杆15和25来驱动活塞11和21。连杆25起着与第一实施例的连杆一样的功能，然而它们自连杆15的轴向中心线测量的相对位移是不同的。从根本上来说，滚子的位移是不重要的，只要使活塞在其气缸内作往复运动，而连杆的位移所产生的侧向负荷是可忽略不计的。连杆15和25还设置一个类同于表面20的半球形接触表面40。在各凸轮从动件13’和23’内设置用以接纳和可滑动接合该表面40的装置。所述装置的一种优先结构是一种安装座。在表面40和所述表面的相应座42之间的相互接触采取球与座的连接方式，类同于人类肩部或臂部中所看到的方式。
各凸轮从动件在一端还包括一弧面45’，该弧面被铣出若干齿轮齿46。这些齿轮齿与配置在圆柱形侧壁上或贴靠圆柱形侧壁配置的齿条齿48匹配。该弧面45’是这样弯曲的，使它成为齿轮齿46节圆的一个扇形面。为使运动部分之间的摩擦进一步减至最小，有关齿面宽度的要求是不需要的。换言之，该齿轮齿无需沿该轴向平面在弧形面45’的整个长度上延伸，并还能包含一些无齿的间隙区。用于沿基本轴向方向驱动活塞的第三优先装置在图7中绘出了用于沿基本轴向方向驱动活塞的第三优先装置。该装置需要施加一磁场，并采用对抗磁力的弹簧偏压装置，从而使这些活塞作往复运动。活塞11由磁铁111经磁铁芯117和连杆15移到第一位置。当磁铁芯117不激磁时，活塞被松开，此时由弹簧偏压装置115将其推靠到该压力头，从而形成压缩冲程。与此类同，活塞21受磁铁109经磁铁芯121和套123操作，而连杆15在该套内往复运动。当松开活塞21时，它也由偏压弹簧113被推靠到该压力头。
磁铁109和111可以相位差180°激磁，使这些活塞沿相反方向运动。在该压缩机的一个实施例中，每一活塞的下行冲程作用的时间多于上行冲程。这样，在下行工作冲程内没有间隙。在该冲程长度内，活塞上的力是恒定的，这样，在恒压下产生连续的蒸气流。
现在，第二优先装置包括实施本发明的最佳模式。应当重申，在所列举各种实施例中，各自的构思是互相通用的。此外，其它类似的沿基本轴向驱动活塞的方法可适用于本发明。因此，认为处在本发明精神范围内的所有替代实施例都构成本发明的一部分。压缩机操作在采用二活塞，即活塞11和21的本发明的任一实施例中，如下文更详细说明的，每一个活塞准时完成其另一个相反的相应的压缩冲程。按这种方式的活塞定时构成本发明的一个重要方面。它会使该装置的运转平稳。若采用多于两个活塞，则每一增加的活塞的压缩冲程会被适当调节到使整个系统的振动最小。这在许多领域、包括内燃机领域内是一种简单明了的概念。
然而，本发明的优先实施例包括二活塞，在图8中绘出了凸轮17，在图9中绘出了其廓线。参照这些图和图1，可以看到，当这些活塞移离凸轮时，出现压缩。凸轮17驱动这些活塞，顶靠该偏压弹簧29和31。当弹簧29和31被充分压缩时，压力处在最高值。该压力随弹簧释放而减小。弹簧29使活塞11返回到其原始位置，而弹簧31使活塞21返回到其原始位置。
凸轮17的廓线连同备弹簧29和31的弹簧常数能使各活塞压缩冲程的速度保持不变，并消除无活塞向下移动的任何明显的时间间隔参照图9，就任一活塞，为活塞11而言，会形成一图形。该图形对于每一活塞是相同的，对于任何顺序的某些活塞，它仅推迟一些因素。
用作一参考基准，凸轮17的转动在零度开始，便发生下述情况。自零度到180°，活塞被凸轮向下驱动，形成压缩冲程，如凸轮廓线上的33标记。如上所述，压缩冲程的斜率是线性的。凸轮廓线的相反或回程部分35拥有凸轮转动的其余180°。更具体地说，在压缩冲程终端或在180°标记处，活塞运动的方向在超程标记区37的短间隔内变换反向。该变换方向是在尽可能短的间隔内完成的，因此，凸轮旋转270°，活塞返回到其整个冲程长度的中点。此后，当活塞达到也在尽可能短间隔内完成的区域39时，活塞的运动方向再次相反。在各活塞运动换向，即区间37和39时产生的加速度力大小基本相等。这些力产生在尽可能接近相隔180°的地方，因此产生极小的振动。在一个活塞转动的后180°内，通过引入相反的力，在另一活塞完成其压缩冲程前，防止该活塞换向。由活塞换向产生的振动力由于在任一时刻有多于一个活塞引起并不合成。通过将压缩冲程33和该冲程的换向和返程部分35以这样方式按次排定，使该装置的振动大大减小。
虽然使压缩冲程持续180°转动形成了本优先实施例，然而通过使活塞11的压缩冲程延长到多于180°，可将一预压缩值引入该系统。由于通过强使活塞11持续其压缩冲程超过凸轮转动180°而使流体进入压缩机的第一腔，并随后移过压缩机的第二腔，因此该流体在进入第二腔之前会被压缩到一较高的门槛值。
当蒸气经一适当的流道流入该压缩机内时，流经该装置的流道开始形成。蒸气经一流量控制装置，为活塞11内的一止回阀55进入第一腔7。在某些地点或接近活塞11的压缩冲程的末端，蒸气经活塞21的止回阀57进入第二腔9。受压的流体由活塞21以连续的方式推出腔9，使出口流基本上是恒定的。止回阀55和57中的每一个最好包括一些在一界定的空腔内浮动的薄挠性垫圈。设有活塞环59和61，分别保持在活塞21和11内。止回阀55和57密封这些活塞环。该结构省去了在普通结构中常看到的在活塞和其相应活塞环之间的浅漏通道。为了免除除由该流体提供的润滑之外的润滑需要，这些活塞环应由低摩擦聚合物制成，诸如聚四氯乙烯(Teflon)，聚醚醚酮(polyetheretherketone)(PEEK)，或具有相同特性的另一聚合物。事实上，浸渍Teflon的PEEK提供了目前预期的最适合的组合。
虽然上面已说明了本发明的机械操作，然而，在其优先实施例中，它可被用作一流体压缩机，一个泵，或作为一完美的例子，可被用作蒸气压缩蒸馏系统内的压缩机。当然，该装置可适用于产生较高的压缩比，从而将扩大其潜在用途。
现在转到图10，将该装置绘成简化蒸气压缩蒸馏器63的一部分。压缩机1装在换热器65的空腔内，在一个变型中，它可被制成波形状圆柱体66，包括一外蒸气表面67和一内凝聚表面69。整个气缸3安装在蒸馏器腔71内，该腔又由波纹状圆柱体66跟凝聚腔73密封。蒸气被抽入第一腔7，即经止回阀55流入第一腔，受第一活塞11压缩，经止回阀57流入第二腔9，在那里受第二活塞21进一步压缩。在经受第二压缩阶段，此时的压缩蒸气从气缸3排出，经一适当的开口75进入凝聚腔73，在那里被凝聚，并经一排出口77排走。设置排出口的好处是省去了岐管装置，并允许采用较大的止回阀，从而使流经压缩机的压力损失减至最小。事实上，在按该型设计的压缩机中的效率损失是与无摩阻的流动有关的。若将止回阀55和57制得尽可能的大，甚至达到整个活塞面的尺寸，则效率损失会减小。
为了蒸馏器更有效地工作，可以设想，将被纹状圆柱体66制成当液体薄膜旋加于蒸馏器表面67时能转动。为转动该装置，可采用一马达79，马达也适于传递动力来驱动凸17，上述详述，凸轮2驱动压缩机1内的活塞。如图10所示，一种可能的方式绘出了若干适于驱动一根轴83的齿轮81，该轴又经一连接的小齿轮87驱动一旋转盘85。固定在轴83上的是一小齿轮91，它与一环齿89啮合。旋转盘85驱动若干洒施机构，它们将液体洒施到蒸馏器表面67，同时环齿87驱动一组揩抹机构，该机构将凝聚物自凝聚表面69上抹去。轴83还能适于驱动一齿轮泵93，该泵自一贮槽95泵送液体，经一孔道97输送到一转盘85，从那里液体被分配到洒施机构，供随后蒸发。
这样，制造和利用上述装置的方法构成了本发明的优先实施例和各替代实施例。发明人意识到该装置的许多结构，作为整体或其一些组成部分是可行的，它们会提供所需要的结果。虽然参照一些具体实施例已说明和图示了本发明，然而，应理解，在不背离本发明精神的情况下可以采取其它的一些实施例。因此，上面提出的本发明的结构形式应被认为是说明性的，而非用作限制下列权利要求书的保护范围。
按照条约第19条的修改国际初步审查报告附件的中文译文申请人根据“2002年2月6日 申请日期1999年12月8日 优先权日1998年12月11日
发明者W·H·泽布尔 申请人:奥维深产品公司