CN109026630B - 压缩装置及其压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种压缩装置及其压缩方法，该压缩装置包括腔体，所述腔体的一侧嵌设有可通高压静电的引流电极板，所述腔体内设置有可导电的导电膜片，所述导电膜片连通所述引流电极板；所述腔体内部设置有第一电极板和第二电极板，所述第一电极板与所述第二电极板相对于所述导电膜片对称设置；所述第一电极板与所述引流电极板，以及所述第二电极板与所述引流电极板外接电源以形成压差。该压缩方法使用该压缩装置。该发明利用库仑定律控制导电膜片在第一电极板和第二电极板之间做往复运动以对气体做功，结构简单、体积小、控制简单。

Description

压缩装置及其压缩方法

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种压缩装置以及压缩装置控制方法。

背景技术

目前，现有的压缩装置如涡旋压缩机、活塞压缩机、转子压缩机或是其他压缩形式的压缩装置，无论是采用直流驱动或是交流驱动都以利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩，带动涡盘旋转运动、活塞上下往复运动或滚动转子做偏心运动，对被压缩机气体做功，使其压缩，变成高温高压气体再从排气装置处排出。

而上述机理的压缩装置均存在压缩容积效率过低、不能对带有液体的气体进行压缩，在压缩系统上必须进行气液分离，结构设计复杂，在一定转速的情况下容易产生漏气，导致压缩系统运行不稳定；其中，运动机构的牵引驱动形式都是以电动机为基础，在电动机的转子侧设计相应的运动机构，使其在转子的回转运动下，带动涡盘、活塞或滚动转子运动；此外，采用电动机作为运动机构的牵引力来源，就存在电动机消耗的电能与转换成机械动能之比，电动机消耗的电能不能完全转换成机械动能，并且电动机的体积过大、成本过高、过程控制复杂、在运动过程产生很大的噪音。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种压缩机及其压缩方法，该发明利用库仑定律控制导电膜片在第一电极板和第二电极板之间做往复运动以对气体做功，结构简单、体积小、控制简单。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种压缩装置，包括腔体，所述腔体的一侧嵌设有可通高压静电的引流电极板，所述腔体内设置有可导电的导电膜片，所述导电膜片连通所述引流电极板；所述腔体内部设置有第一电极板和第二电极板，所述第一电极板与所述第二电极板相对于所述导电膜片对称设置；所述第一电极板与所述引流电极板，以及所述第二电极板与所述引流电极板外接电源以形成压差。

作为本发明的进一步优化，所述腔体内部包括形成于所述导电膜片上部的第一腔体，以及形成于所述导电膜片下部的第二腔体，所述第一电极板设置于所述第一腔体的内侧顶部腔壁，所述第二电极板设置于所述第二腔体的内侧底部腔壁，所述第一腔体的顶部腔壁贯通设置有第一进气单元和第一排气单元；所述第二腔体的底部腔壁贯通设置有第二进气单元和第二排气单元。

作为本发明的进一步优化，第一进气单元、第一排气单元、第二进气单元和第二排气单元内均设置有可控制进排气压力的阀门。

作为本发明的进一步优化，所述第一电极板朝向所述导电膜片的侧面设置有电介质层或绝缘环。

作为本发明的进一步优化，所述第二电极板朝向所述导电膜片的侧面设置有电介质层或绝缘环。

作为本发明的进一步优化，所述引流电极板朝向所述导电膜片的侧部设置有导电涂层。

作为本发明的进一步优化，所述引流电极板的外侧面封装有防止所述引流电极板漏电的绝缘密封体。

作为本发明的进一步优化，所述导电膜片为弹性体，所述导电膜片的两侧面设置有导电涂层。

本发明还提供了一种压缩方法，使用上述任一种实施例所述的压缩装置，包括以下步骤：电源的正负极分别连接引流电极板和第一电极板，使导电膜片通电向第一电极板运动，第一腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第一排气单元排出；或电源的正负极分别连接引流电极板和第二电极板，使导电膜片通电向第二电极板运动，第二腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第二排气单元排出。

作为本发明的进一步优化，进一步包括以下步骤：排气单元排气完毕后，改变通电电极板的通电顺序，使导电膜片向相反方向的电极板运动；按照预设频率改变通电电极板的通电顺序。

现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明的压缩装置，其通过设置第一电极板、第二电极板、导电膜片以及引流电极板，利用库仑定律控制导电膜片在第一电极板和第二电极板之间做往复运动以对气体做功，其结构简单、体积小，且控制简单。

2、本发明的压缩装置控制方法，通过改变第一电极板和第二电极板的通电顺序，从而控制导电膜片向第一电极板或第二电极板运动，进而实现腔体内部气体的压缩。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明压缩装置的立体图；

图2为本发明压缩装置的剖面图；

图3为图2中A的局部放大图。

以上各图中：1、腔体；2、第一腔体；21、第一电极板；22、第一进气单元；23、第一排气单元；24、第一端座；3、第二腔体；31、第二电极板；32、第二进气单元；33、第二排气单元；34、第二端座；4、导电膜片；5、引流电极板；51、第三端座；6、绝缘密封体；7、绝缘件。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

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”、“连接”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。

如图1-图3所示，本发明的压缩装置，包括腔体1，所述腔体1的一侧嵌设有可通入高压静电的引流电极板5，所述腔体1内设置有可导电的导电膜片4，所述导电膜片4连通所述引流电极板5；所述腔体1内部设置有第一电极板21和第二电极板31，所述第一电极板21与所述第二电极板31相对于所述导电膜片4对称设置；所述第一电极板21与所述引流电极板5，以及所述第二电极板31与所述引流电极板5外接电源以形成压差。具体的，所述腔体1内部包括形成于所述导电膜片4上部的第一腔体2，以及形成于所述导电膜片4下部的第二腔体3，所述第一电极板21设置于所述第一腔体2的内侧顶部腔壁，所述第二电极板31设置于所述第二腔体2的内侧底部腔壁，所述第一腔体2的顶部腔壁贯通设置有第一进气单元22和第一排气单元23；所述第二腔体3的底部腔壁贯通设置有第二进气单元32和第二排气单元33。

上述中，导电膜片优选为固定在腔体内可上下运动的圆形超导薄膜片，导电膜片与引流电极板连通，当导电膜片连通正极(或负极)时，第一电极板连通负极(或正极)，由于压差产生的库仑力作用，导电膜片朝带电电荷板方向运动。因库仑力的大小与两电极之间的距离的成反比，即两电极距离越近，则库仑力越大。在导电膜片靠近带电电极板的运动过程中，随着两个电极之间的距离逐渐减小，库仑力不断增加，导电膜片则加速拉近带电电极板。在导电膜片被压缩的过程中，腔内气体的有效体积不断减小，压力不断增加，当蒸汽压力达到设定排气压力时，排气单元打开，压缩气体随着导电膜片的进一步压缩排到腔外。本发明通过上述压缩过程，利用库仑定律控制导电膜片在第一电极板和第二电极板之间做往复运动以对气体做功，其结构简单、体积小，且控制简单。

另外，为了实现接通电源，上述中，在所述第一电极板21上设置有可外接电源的第一端座24，在所述第二电极板31上设置有可外接电源的第二端座34，在所述引流电极板5上设置有可外接电源的第三端座51。

进一步，为了控制进气与排气，在第一进气单元、第一排气单元、第二进气单元和第二排气单元内均设置有可控制进排气压力的阀门。

另外，为了防止当导电膜片靠近腔体内表面时引起的电子短路，所述第一电极板朝向所述导电膜片的侧面设置有电介质层或绝缘环7。和/或所述第二极板朝向所述导电膜片的侧面设置有电介质层或绝缘环7。

为了防止漏电，所述引流电极板5的外侧面封装有防止所述引流电极板5漏电的绝缘密封体6。上述中，所述导电膜片4优选为弹性体。

本发明还提供了一种压缩方法，该压缩方法使用上述任一种实施例所述的压缩装置，包括以下步骤：电源的正负极分别连接引流电极板和第一电极板，使导电膜片通电向第一电极板运动，第一腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第一排气单元排出；或电源的正负极分别连接引流电极板和第二电极板，使导电膜片通电向第二电极板运动，第二腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第二排气单元排出。其中，在第一腔体压缩过程中，第一进气单元关闭，可开启第二进气单元，第一排气单元达到设定压力后，打开排气，第二腔体的第二进气单元打开进气，第二排气单元关闭；同理，在第二腔体压缩过程中，第二进气单元关闭，同时可开启第一进气单元，第二排气单元达到设定压力后，打开排气，第一腔体的第一进气单元打开进气，第一排气单元关闭。

进一步包括以下步骤：排气单元排气完毕后，改变通电顺序，使导电膜片向相反方向的电极板运动；按照预设频率改变通电电极板的通电顺序。

举例说明：首先将电源的正负极分别连接引流电极板和第一电极板，使导电膜片通电向第一电极板运动，第一腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第一排气单元排出，排气单元排气完毕后，改变通电电极板，即电源的正负极分别连接引流电极板和第二电极板，使导电膜片通电向第二电极板运动，第二腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第二排气单元排出。如此反复改变通电电极板的通电顺序，则可实现导电膜片不同方向的运动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种压缩装置，包括腔体，其特征在于：所述腔体的一侧嵌设有可通高压静电的引流电极板，所述腔体内设置有可导电的导电膜片，所述导电膜片连通所述引流电极板；所述腔体内部设置有第一电极板和第二电极板，所述第一电极板与所述第二电极板相对于所述导电膜片对称设置；所述第一电极板与所述引流电极板，以及所述第二电极板与所述引流电极板外接电源以形成压差；所述腔体内部包括形成于所述导电膜片上部的第一腔体，以及形成于所述导电膜片下部的第二腔体，所述第一电极板设置于所述第一腔体的内侧顶部腔壁，所述第二电极板设置于所述第二腔体的内侧底部腔壁，所述第一腔体的顶部腔壁贯通设置有第一进气单元和第一排气单元；所述第二腔体的底部腔壁贯通设置有第二进气单元和第二排气单元。

2.根据权利要求1所述压缩装置，其特征在于：第一进气单元、第一排气单元、第二进气单元和第二排气单元内均设置有可控制进排气压力的阀门。

3.根据权利要求1所述压缩装置，其特征在于：所述第一电极板朝向所述导电膜片的侧面设置有电介质层或绝缘环。

4.根据权利要求1所述压缩装置，其特征在于：所述第二电极板朝向所述导电膜片的侧面设置有电介质层或绝缘环。

5.根据权利要求1所述压缩装置，其特征在于：所述引流电极板朝向所述导电膜片的侧部设置有导电涂层。

6.根据权利要求1所述压缩装置，其特征在于：所述引流电极板的外侧面封装有防止所述引流电极板漏电的绝缘密封体。

7.根据权利要求1-6中任一项所述压缩装置，其特征在于：所述导电膜片为弹性体，所述导电膜片的两侧面设置有导电涂层。

8.一种压缩方法，使用权利要求1-7中任一项所述的压缩装置，其特征在于：包括以下步骤：电源的正负极分别连接引流电极板和第一电极板，使导电膜片通电向第一电极板运动，第一腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第一排气单元排出；或电源的正负极分别连接引流电极板和第二电极板，使导电膜片通电向第二电极板运动，第二腔体体积减小，从而使第一腔体内气体受压后通过第二排气单元排出。

9.根据权利要求8所述压缩方法，其特征在于：进一步包括以下步骤：排气单元排气完毕后，改变通电电极板的通电顺序，使导电膜片向相反方向的电极板运动；按照预设频率改变通电电极板的通电顺序。