CN113218149A - 一种压缩液化冷却机构及空气分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压缩液化冷却机构及空气分离装置,包括底座以及安装板，所述底座上固定安装压缩室和降温室，且所述压缩室内部活动设置有与所述压缩室内部贴合以压缩空气的一号活塞，所述降温室内部活动设置有与所述降温室内部贴合用于改变所述降温室内部存储空间的二号活塞，所述安装板上安装有动力组件，所述动力组件通过升降组件驱动所述一号活塞向下运动，当所述一号活塞下降至预设高度时，所述升降组件通过联动组件驱动调节组件工作，所述调节组件驱动所述二号活塞上升的同时所述一号活塞继续下降至所述压缩室的底部，将所述压缩室内的气体和液体混合物推送进所述降温室中，以对未液化的空气进行冷却液化，设计新颖，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气分离，具体是一种压缩液化冷却机构及空气分离装置。
背景技术
空气分离，简称空分，是指应用低温冷冻原理从空气中分离出其组分的过程，一般先将空气压缩，并冷至很低温度，或用膨胀方法使空气液化，再在精馏塔中进行分离，例如当液态空气沸腾时，比较容易挥发的氮先气化，氧则后气化；
空气从大气中吸入空压机，被压缩到所需的压力，再经末级冷却器冷却后进入氟里昂预冷机组，被冷却至5℃左右进入纯化器，在其中除去水份、二氧化碳、碳氢化合物等物质，进入分馏塔，实现空气分离；
在实际使用时，空气在空压机中被压缩一定比例后进入到冷却器中，因为冷却器中没有排空空气的原因，导致压缩后的空气进入到冷却器中的压缩比产生了变化，即空气没有被充分压缩，在冷却后对于空气的分离不够充分，导致一部分压缩以及冷却所做的功产生了浪费，为此提出一种压缩液化冷却机构及空气分离装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压缩液化冷却机构及空气分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种压缩液化冷却机构，所述压缩液化冷却机构包括底座以及通过连接杆与所述底座固定连接的安装板，所述底座上固定安装压缩室和降温室，所述压缩室通过导管与所述降温室连通，且所述压缩室内部活动设置有与所述压缩室内部贴合以压缩空气的一号活塞，所述降温室内部活动设置有与所述降温室内部贴合用于改变所述降温室内部存储空间的二号活塞，所述压缩室的底部还固定安装有单向阀；
所述安装板上安装有动力组件，所述动力组件通过升降组件驱动所述一号活塞向下运动以压缩所述压缩室内的空气使空气被压缩液化，当所述一号活塞下降至预设高度时，所述升降组件通过联动组件驱动安装在所述安装板上的调节组件工作，所述调节组件驱动所述二号活塞上升的同时所述一号活塞继续下降至所述压缩室的底部，将所述压缩室内的气体和液体混合物推送进所述降温室中，以对未液化的空气进行冷却液化。
作为本发明进一步的方案：所述动力组件包括固定安装在所述安装板上的伺服电机、通过锥齿轮组与所述伺服电机输出轴连接且转动安装在所述安装板上的传动杆，所述传动杆与所述升降组件滑动套合，且所述伺服电机输出端固定设置有三角传动块，所述三角传动块与所述联动组件配合以使所述伺服电机驱动所述调节组件工作。
作为本发明再进一步的方案：所述升降组件包括一端与所述传动杆滑动套合另一端与所述一号活塞转动连接的螺纹杆、与所述螺纹杆螺纹配合且固定安装在所述压缩室上的螺纹套筒，所述螺纹杆连接所述联动组件，在所述一号活塞下降至预设高度时，所述联动组件与所述三角传动块结合。
作为本发明再进一步的方案：所述联动组件包括与所述调节组件滑动套合的传动套筒、安装在所述传动套筒上的缓冲结构、与所述安装板铰接且一端与所述缓冲结构连接另一端通过升降板与所述螺纹杆连接的摆动杆，所述升降板上设置有限位块，所述限位块与设置在所述摆动杆一端的导轨适配。
作为本发明再进一步的方案：所述缓冲结构包括固定安装在所述传动套筒上的固定板、通过扭簧与所述固定板弹性连接且滑动安装在所述传动套筒上的移动板，所述移动板上设置有所述限位块,所述限位块与所述摆动杆另一端的所述导轨适配。
作为本发明再进一步的方案：所述调节组件包括一端转动安装在所述安装板上的蜗杆、与所述蜗杆啮合且转动安装在所述安装板上的蜗轮，所述蜗轮通过齿合结构驱动所述二号活塞上升；
其中，所述蜗杆的另一端也固定连接有所述三角传动块，且所述三角传动块上滑动套设有所述传动套筒。
作为本发明再进一步的方案：所述齿合结构包括固定安装在所述安装板下部的固定轴、滑动套设在所述固定轴上且与所述二号活塞固定连接的升降轴、固定安装在所述升降轴上的齿条板、与所述齿条板啮合且通过链条与所述蜗轮连接的齿轮，所述齿轮转动安装在所述降温室的上部。
一种空气分离装置，所述空气分离装置包括所述的压缩液化冷却机构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，在使用时，动力组件先通过升降组件驱动一号活塞上升，通过单向阀从外界抽取空气，此时二号活塞处于降温室的最低端，使得降温室中的空气被全部排出，后动力组件反向驱动升降组件工作，以带动一号活塞向下运动，对压缩室中的空气进行压缩，当一号活塞下降至预设高度时，空气被压缩预定的比例，此时升降组件通过联动组件驱动调节组件工作，调节组件驱动二号活塞上升，此时一号活塞继续下降，将压缩室中压缩的空气排至降温室中进行冷却降温，保证了在压缩室中压缩的空气比例不会发生变化，提高空气的分离率。
附图说明
图1为压缩液化冷却机构一种实施例的结构示意图。
图2为图1中A处的结构放大示意图。
图3为压缩液化冷却机构一种实施例中联动组件的局部结构示意图。
图4为压缩液化冷却机构一种实施例中三角传动块和传动套筒的结构示意图。
图中：1-底座、2-连接杆、3-安装板、4-伺服电机、5-锥齿轮组、6-传动杆、7-螺纹杆、8-螺纹套筒、9-一号活塞、10-压缩室、11-升降板、12-导向杆、13-三角传动块、14-传动套筒、15-固定板、16-移动板、17-扭簧、18-限位块、19-摆动杆、20-蜗杆、21-蜗轮、22-链条、23-齿轮、24-升降轴、25-齿条板、26-降温室、27-二号活塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种压缩液化冷却机构，所述压缩液化冷却机构包括底座1以及通过连接杆2与所述底座1固定连接的安装板3，所述底座1上固定安装压缩室10和降温室26，所述压缩室10通过导管与所述降温室26连通，且所述压缩室10内部活动设置有与所述压缩室10内部贴合以压缩空气的一号活塞9，所述降温室26内部活动设置有与所述降温室26内部贴合用于改变所述降温室26内部存储空间的二号活塞27，所述压缩室10的底部还固定安装有单向阀；
所述安装板3上安装有动力组件，所述动力组件通过升降组件驱动所述一号活塞9向下运动以压缩所述压缩室10内的空气使空气被压缩液化，当所述一号活塞9下降至预设高度时，所述升降组件通过联动组件驱动安装在所述安装板3上的调节组件工作，所述调节组件驱动所述二号活塞27上升的同时所述一号活塞9继续下降至所述压缩室10的底部，将所述压缩室10内的气体和液体混合物推送进所述降温室26中，以对未液化的空气进行冷却液化。
在本发明实施例中，在使用时，动力组件先通过升降组件驱动一号活塞9上升，通过单向阀从外界抽取空气，此时二号活塞27处于降温室26的最低端，使得降温室26中的空气被全部排出，后动力组件反向驱动升降组件工作，以带动一号活塞9向下运动，对压缩室10中的空气进行压缩，当一号活塞9下降至预设高度时，空气被压缩预定的比例，此时升降组件通过联动组件驱动调节组件工作，调节组件驱动二号活塞27上升，此时一号活塞9继续下降，将压缩室10中压缩的空气排至降温室26中进行冷却降温，保证了在压缩室10中压缩的空气比例不会发生变化，提高空气的分离率；
其中，预设高度值可根据实际情况进行调整；
需要注意的是，空气液化后的体积会有所减小，因此，一号活塞9从预设高度下降至压缩室10底部产生的体积变化大于二号活塞27上升至对应高度时产生的体积变化，以保证空气压缩比例不会减小。
作为本发明的一种实施例，所述动力组件包括固定安装在所述安装板3上的伺服电机4、通过锥齿轮组5与所述伺服电机4输出轴连接且转动安装在所述安装板3上的传动杆6，所述传动杆6与所述升降组件滑动套合，且所述伺服电机4输出端固定设置有三角传动块13，所述三角传动块13与所述联动组件配合以使所述伺服电机4驱动所述调节组件工作；
其中，所述锥齿轮组包括固定安装在所述伺服电机4输出端的一号锥齿轮以及与所述一号锥齿轮啮合且转动安装在所述安装板3上的二号锥齿轮，所述二号锥齿轮连接所述传动杆6。
在本发明实施例中，在使用时，伺服电机4通过锥齿轮组驱动传动杆6转动，以驱动升降组件工作，同时伺服电机4输出轴设置有三角传动块13，用于与联动组件结合驱动调节组件工作；
需要说明的是，传动杆6的横截面为非圆形，优选的为三角形或者为正方形，以使升降组件可以跟随传动杆6转动的同时，相对于传动杆6升降。
作为本发明的一种实施例，所述升降组件包括一端与所述传动杆6滑动套合另一端与所述一号活塞9转动连接的螺纹杆7、与所述螺纹杆7螺纹配合且固定安装在所述压缩室10上的螺纹套筒8，所述螺纹杆7连接所述联动组件，在所述一号活塞9下降至预设高度时，所述联动组件与所述三角传动块13结合。
在本发明实施例中，当传动杆6转动时，驱动螺纹杆7转动，螺纹杆7与螺纹套筒8螺纹配合，使得螺纹杆7在竖直方向上驱动一号活塞9上升或者下降；
还需要说明的是，螺纹杆7内部中空，且内部横截面选用与传动杆6横截面相同的非圆形，以保证螺纹杆7跟随传动杆6转动。
作为本发明的一种实施例，所述联动组件包括与所述调节组件滑动套合的传动套筒14、安装在所述传动套筒14上的缓冲结构、与所述安装板3铰接且一端与所述缓冲结构连接另一端通过升降板11与所述螺纹杆7连接的摆动杆19，所述升降板11上设置有限位块18，所述限位块18与设置在所述摆动杆19一端的导轨适配。
在本发明实施例中，在使用时，当螺纹杆7下降至预设高度时，升降板11通过摆动杆19驱动传动套筒14运动，以使伺服电机4驱动调节组件工作；
需要补充的是，传动套筒14的为内部中空设置，且内部横截面为三角形，以与三角传动块13适配。
作为本发明的一种实施例，所述缓冲结构包括固定安装在所述传动套筒14上的固定板15、通过扭簧17与所述固定板15弹性连接且滑动安装在所述传动套筒14上的移动板16，所述移动板16上设置有所述限位块18,所述限位块18与所述摆动杆19另一端的所述导轨适配。
在本发明实施例中，在使用时，当传动套筒14与三角传动块13结合时，为避免结合的一瞬间，三角传动块13与传动套筒14无法结合导致摆动杆19的结构遭到破坏，通过设置扭簧17，以保护传动套筒14和三角传动块13的结构。
作为本发明的一种实施例，所述调节组件包括一端转动安装在所述安装板3上的蜗杆20、与所述蜗杆20啮合且转动安装在所述安装板3上的蜗轮21，所述蜗轮21通过齿合结构驱动所述二号活塞27上升；
其中，所述蜗杆20的另一端也固定连接有所述三角传动块13，且所述三角传动块13上滑动套设有所述传动套筒14。
在本发明实施例中，在使用时，当传动套筒14与伺服电机4输出端的三角传动块13结合时，驱动蜗杆20转动，以使与蜗杆20啮合的蜗轮21转动，并通过齿合结构驱动二号活塞27上升。
作为本发明的一种实施例，所述齿合结构包括固定安装在所述安装板3下部的固定轴、滑动套设在所述固定轴上且与所述二号活塞27固定连接的升降轴24、固定安装在所述升降轴24上的齿条板25、与所述齿条板25啮合且通过链条22与所述蜗轮21连接的齿轮23，所述齿轮23转动安装在所述降温室26的上部。
在本发明实施例中，在使用时，当蜗轮21转动时，通过链条22驱动齿轮23转动，使得与齿轮23啮合的齿条板25上升，从而驱动所述二号活塞27上升。
作为本发明的一种实施例，还提出了一种空气分离装置，所述空气分离装置包括所述的压缩液化冷却机构。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种压缩液化冷却机构，其特征在于，所述压缩液化冷却机构包括底座(1)以及通过连接杆(2)与所述底座(1)固定连接的安装板(3)，所述底座(1)上固定安装压缩室(10)和降温室(26)，所述压缩室(10)通过导管与所述降温室(26)连通，且所述压缩室(10)内部活动设置有与所述压缩室(10)内部贴合以压缩空气的一号活塞(9)，所述降温室(26)内部活动设置有与所述降温室(26)内部贴合用于改变所述降温室(26)内部存储空间的二号活塞(27)，所述压缩室(10)的底部还固定安装有单向阀；
所述安装板(3)上安装有动力组件，所述动力组件通过升降组件驱动所述一号活塞(9)向下运动以压缩所述压缩室(10)内的空气使空气被压缩液化，当所述一号活塞(9)下降至预设高度时，所述升降组件通过联动组件驱动安装在所述安装板(3)上的调节组件工作，所述调节组件驱动所述二号活塞(27)上升的同时所述一号活塞(9)继续下降至所述压缩室(10)的底部，将所述压缩室(10)内的气体和液体混合物推送进所述降温室(26)中，以对未液化的空气进行冷却液化。
2.根据权利要求1所述的一种压缩液化冷却机构，其特征在于，所述动力组件包括固定安装在所述安装板(3)上的伺服电机(4)、通过锥齿轮组(5)与所述伺服电机(4)输出轴连接且转动安装在所述安装板(3)上的传动杆(6)，所述传动杆(6)与所述升降组件滑动套合，且所述伺服电机(4)输出端固定设置有三角传动块(13)，所述三角传动块(13)与所述联动组件配合以使所述伺服电机(4)驱动所述调节组件工作。
3.根据权利要求2所述的一种压缩液化冷却机构，其特征在于，所述升降组件包括一端与所述传动杆(6)滑动套合另一端与所述一号活塞(9)转动连接的螺纹杆(7)、与所述螺纹杆(7)螺纹配合且固定安装在所述压缩室(10)上的螺纹套筒(8)，所述螺纹杆(7)连接所述联动组件，在所述一号活塞(9)下降至预设高度时，所述联动组件与所述三角传动块(13)结合。
4.根据权利要求3所述的一种压缩液化冷却机构，其特征在于，所述联动组件包括与所述调节组件滑动套合的传动套筒(14)、安装在所述传动套筒(14)上的缓冲结构、与所述安装板(3)铰接且一端与所述缓冲结构连接另一端通过升降板(11)与所述螺纹杆(7)连接的摆动杆(19)，所述升降板(11)上设置有限位块(18)，所述限位块(18)与设置在所述摆动杆(19)一端的导轨适配。
5.根据权利要求4所述的一种压缩液化冷却机构，其特征在于，所述缓冲结构包括固定安装在所述传动套筒(14)上的固定板(15)、通过扭簧(17)与所述固定板(15)弹性连接且滑动安装在所述传动套筒(14)上的移动板(16)，所述移动板(16)上设置有所述限位块(18),所述限位块(18)与所述摆动杆(19)另一端的所述导轨适配。
6.根据权利要求4所述的一种压缩液化冷却机构，其特征在于，所述调节组件包括一端转动安装在所述安装板(3)上的蜗杆(20)、与所述蜗杆(20)啮合且转动安装在所述安装板(3)上的蜗轮(21)，所述蜗轮(21)通过齿合结构驱动所述二号活塞(27)上升；
其中，所述蜗杆(20)的另一端也固定连接有所述三角传动块(13)，且所述三角传动块(13)上滑动套设有所述传动套筒(14)。
7.根据权利要求6所述的一种压缩液化冷却机构，其特征在于，所述齿合结构包括固定安装在所述安装板(3)下部的固定轴、滑动套设在所述固定轴上且与所述二号活塞(27)固定连接的升降轴(24)、固定安装在所述升降轴(24)上的齿条板(25)、与所述齿条板(25)啮合且通过链条(22)与所述蜗轮(21)连接的齿轮(23)，所述齿轮(23)转动安装在所述降温室(26)的上部。
8.一种空气分离装置，其特征在于，所述空气分离装置包括如权利要求1-7任意一项所述的压缩液化冷却机构。
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| CN113218149B (zh) | 2022-10-21 |
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