CN200946558Y - 一种新型液压驱动天然气往复压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种新型的液压驱动天然气往复压缩机，包括至少4个同轴隔板(15、16、17、18)、至少3个被同轴隔板分开的气缸筒(12、13、14)以及装在同一连杆22上的至少3个活塞(19、20、21)，气缸筒13内部被活塞分开的两个空间均为油室，气缸筒12和14被活塞分开的两个空间中，一个为低压气室，一个为高压气室，所有同轴隔板和气缸筒按同轴串联方式固定安装成一个整体。这种压缩机结构紧凑，可完成对天然气的多级压缩，由于液压油和天然气没有共用一个缸体，消除了现有技术中液压油通过“挂壁”混入天然气中的弊端，有利于提高压缩天然气的纯度和质量。
Description
技术领域 本实用新型涉及一种液压驱动压缩机，特别涉及一种液压驱动天然气往复压缩机。
背景技术 目前，比较先进的天然气液压驱动压缩机多采用往复式多级结构，即把多个压缩机经常使用于天然气汽车加气站。一种典型的结构如中国专利ZL86100929A所述，由4个同轴隔板、3个被同轴隔板分开的气缸筒(1、2、3)以及装在同一连杆上的3个活塞(4、5、6)组成，参看附图1。液压油的流动方向如图1中带箭头的虚线所示，天然气的流动方向如图1中带箭头的实线所示。这种压缩机的工作原理是：来自动力容器的液压油交替流入活塞4、6内侧的空间8、10，推动活塞4、5、6做往复运动，未经压缩的天然气进入气缸筒2的空间9作第一级压缩(低压压缩)后，再进入气缸筒1、3的外侧空间7、11作第二级压缩(高压压缩)，然后冷却后进入供应压缩气体的设备中。这种压缩机的优点是可以把多级压缩过程集成在一个压缩机内完成，活塞往复一次即可进行多级压缩，压缩机的重量轻，效率高。
但是，这种压缩机也存在缺点。
由于气缸筒1和3兼任气缸和油缸的双重职能，活塞4把气缸筒1分成空间7和8，活塞6把气缸筒3分成空间10和11，空间7和11为气室，空间8和10为油室。活塞的两侧分别为油、气两种不同的介质，随着活塞4、6的往复运动，油室和气室会发生此消彼长的转变。当液压油进入气缸筒1、3后，会附着在气缸的内壁上，形成所谓“挂壁现象”，特别当液压油被压缩温度升高后，这种现象会更加明显。当液压油流出气缸筒1、3时，油室8、10会转变为气室7、11，附着在气缸1、3内壁的液压油不可能随着活塞运动被彻底排出，它们会混入气室7、11的天然气中，使天然气的纯度下降，影响天然气的质量。由于国家标准对车用天然气的洁净度有严格的要求，现有技术的压缩机，经常出现因混入油质过多而无法达标的情况，从而限制了它们的应用范围。
解决这一问题的难点在于：活塞和气缸内壁之间接触面积较大，受密封程度的限制，在活塞运动时，无法将附着在气缸内壁上的油质完全除去。
发明内容 本实用新型的目的是提供一种新型液压驱动天然气往复压缩机，这种压缩机中在保留现有技术优点的前提下，可使液压油混入天然气中的程度大为减小，从而提高压缩天然气的纯度和质量。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种新型液压驱动天然气往复压缩机，包括至少4个同轴隔板(15、16、17、18)、至少3个被同轴隔板分开的气缸筒(12、13、14)以及装在同一连杆22上的至少3个活塞(19、20、21)，活塞19把气缸筒12的内部分成两个空间25、26，活塞20把气缸筒13的内部分成两个空间27、28，活塞21把气缸筒14的内部分成两个空间29、30，其特征是：气缸筒13通过两端的液压油进出管道与压缩机的动力装置相连接，气缸筒12和14两端的同轴隔板上开有多个天然气进出管道，这些天然气进出管道通过单向阀彼此相连接，或与压缩机的天然气总进气管39、总出气管40相连接。
在上述技术方案中，气缸筒13两端的同轴隔板16、17与连杆22的结合处装有两道密封部件，两道密封部件之间开有与大气相连通的油气排污口。这种密封部件可以是通常的V形密封件。
上述技术方案中所说的同轴隔板15、18上开有4个天然气进出管道，其中两个是天然气进气管道，它们分别通过单向阀35、38与压缩机的天然气总进气管39相连接，另外两个是天然气出气管道，它们分别通过单向阀31、34与单向阀32、33相连接；同轴隔板16、17上开有4个天然气进出管道，其中两个是天然气进气管道，它们分别通过单向阀32、33和单向阀31、34相连接，另外两个是天然气出气管道，它们分别通过单向阀36、37与压缩机的天然气总出气管40相连接。
采用上述技术方案的基本思路是：在被同轴隔板分开的多个气缸筒中，将其中的1个专门用于油缸，另外两个专门用于气缸，改变了现有技术中同一气缸筒兼任气缸、油缸两种职能的情况，使油缸和气缸在结构上分离。由于本实用新型中3个活塞的两侧均为同一介质，或者都是油，或者都是气，就消除了液压油通过“挂壁”后因活塞密封程度不够混入天然气中的可能性。在活塞连杆与同轴隔板的结合处增加了密封措施，这些措施包括两道密封件以及密封件之间的大气相连通的油气排污口。密封措施使油气混入天然气的可能性进一步减小。
可以看出，在上述技术方案中，气缸筒13为油缸，气缸筒12、14为气缸，实现了两者在结构上的分离。
上述技术方案中所说的气缸筒12、14的外部分别设有冷却套筒23、24。冷却套筒与冷却水相连接，作用是对压缩后升温的天然气以及气缸筒进行必要的冷却。
上述技术方案中所说的同轴隔板(15、16、17、18)和气缸筒(12、13、14)被螺杆和螺栓按同轴串联方式固定安装成一个整体。
上述技术方案中所说的同轴隔板、气缸筒以及活塞的最低数量是根据对天然气进行两级压缩来设计的，如果酌情增加上述器件的数量，完全可以按同样原理使用于气体的多级压缩，本发明对压缩的级数没有限制。
本实用新型的积极意义是：一、由于改变了现有技术中同一气缸筒兼任气缸、油缸两种职能的情况，消除了液压油通过“挂壁”混入天然气中的可能性，有利于提高压缩天然气的纯度和质量；二、可在同一压缩机内完成天然气的多级压缩；三、压缩机体积小，结构紧凑，使用方便。
附图说明 图1是现有的液压驱动天然气往复压缩机原理示意图(剖面图)。
图2是新型液压驱动天然气往复压缩机结构和工作原理示意图(剖面图)。
图3是新型液压驱动天然气往复压缩机的外形结构示意图。
图4是图2的局部结构放大示意图(剖面图)。
具体实施方式 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例是一个两级压缩的新型液压驱动天然气往复压缩机，其结构如图2和图3所示，它包括4个同轴隔板(15、16、17、18)、3个被同轴隔板分开的气缸筒(12、13、14)以及装在同一连杆22上的3个活塞(19、20、21)，活塞19把气缸筒12的内部分成两个空间25、26，活塞20把气缸筒13的内部分成两个空间27、28，活塞21把气缸筒14的内部分成两个空间29、30。
气缸筒13两端开有液压油进出管道，该管道与装有液压油的动力容器相连接。同轴隔板15、18上开有4个天然气进出管道，其中两个是天然气进气管道，它们分别通过单向阀35、38与压缩机的天然气总进气管39相连接，另外两个是天然气出气管道，它们分别通过单向阀31、34与单向阀32、33相连接；同轴隔板16、17上开有4个天然气进出管道，其中两个是天然气进气管道，它们分别通过单向阀32、33和单向阀31、34相连接，另外两个是天然气出气管道，它们分别通过单向阀36、37与压缩机的天然气总出气管40相连接。
在连杆22与同轴隔板16、17的结合处增加了密封措施，这些措施包括两道密封件以及密封件之间的大气相连通的油气排污口，其结构如图4所示。图4是图3中被圆圈限定部分的放大示意图，实际上是同轴隔板17的剖面图，该隔板的中心部位有容许连杆22通过的圆孔，圆孔内壁装有两道V形密封件43、44，密封件43、44之间开有与大气相连通的油气排污口45、46，连杆22上附着的油气可以从此口排出。同轴隔板16的结构和同轴隔板17相同，在此不再祥述。
由此可见，气缸筒13内部的两个空间27、28均为油室，气缸筒12、14内部的4个空间25、26、29、30均为气室，其中空间25、30为第一级压缩气室(或称低压气室)，空间26、29为第二级压缩气室(或称高压气室)。液压油的流动方向如图2中的带箭头的虚线所示，当液压油流入空间27时，推动活塞20向右运动，当液压油流入空间28时，推动活塞20向左运动，由于装在同一连杆22上，活塞20的运动将带动活塞19、21向相同方向运动。
压缩机的具体工作过程简述如下：
天然气的流动方向如图2中带箭头的实线所示，当活塞19、20、21向右运动时，天然气从压缩机的天然气总进气管39进入，经单向阀35进入低压气室25，同时位于低压气室30中的天然气被压缩，经单向阀34、33进入高压气室29，位于高压气室26中的天然气被第二次压缩，经单向阀36进入压缩机的天然气总出气管40。当活塞19、20、21向左运动时，天然气从压缩机的天然气总进气管39进入，经单向阀38进入低压气室30，同时位于低压气室25中的天然气被压缩，经单向阀31、32进入高压气室26，位于高压气室29中的天然气被第二次压缩，经单向阀37进入压缩机的天然气总出气管40。可见，活塞每往复一次，即可完成一次对天然气的两级压缩。
气缸筒12、14的外部分别设有冷却套筒23、24。压缩机工作时可向冷却套筒23、24内通入冷却水，为被压缩后的天然气和气缸筒12、14降温。气缸筒13利用液压油冷却，液压油本身的冷却可在系统外进行。同轴隔板(15、16、17、18)和气缸筒(12、13、14)被连接螺杆41和六角螺栓42夹紧，按同轴串联方式固定安装成一个整体。
在实际应用中，气缸筒内部靠近同轴隔板的地方还装有位置传感器，传感器的信号可通过电脑接收处理后，通过电机动作控制油路换向，以便限定活塞的运动范围。这些技术和现有技术相同，这里不再详述。
Claims (5)
1、一种新型液压驱动天然气往复压缩机，包括至少4个同轴隔板(15、16、17、18)、至少3个被同轴隔板分开的气缸筒(12、13、14)以及装在同一连杆(22)上的至少3个活塞(19、20、21)，活塞(19)把气缸筒(12)的内部分成两个空间(25)、(26)，活塞(20)把气缸筒(13)的内部分成两个空间(27、28)，活塞(21)把气缸筒(14)的内部分成两个空间(29、30)，其特征是：气缸筒(13)通过两端的液压油进出管道与压缩机的动力装置相连接，气缸筒(12)和(14)两端的同轴隔板上开有多个天然气进出管道，这些天然气进出管道通过单向阀彼此相连接，或与压缩机的天然气总进气管(39)、总出气管(40)相连接。
2、根据权利要求1所述的新型液压驱动天然气往复压缩机，其特征是气缸筒(13)两端的同轴隔板(16、17)与连杆(22)的结合处装有两道密封件，两道密封件之间开有与大气相连通的油气排污口。
3、根据权利要求1所述的新型液压驱动天然气往复压缩机，其特征是所说的同轴隔板(15、18)上开有4个天然气进出管道，其中两个是天然气进气管道，它们分别通过单向阀(35、38)与压缩机的天然气总进气管(39)相连接，另外两个是天然气出气管道，它们分别通过单向阀(31、34)与单向阀(32、33)相连接；同轴隔板(16、17)上开有4个天然气进出管道，其中两个是天然气进气管道，它们分别通过单向阀(32、33)和单向阀(31、34)相连接，另外两个是天然气出气管道，它们分别通过单向阀(36、37)与压缩机的天然气总出气管相连接。
4、根据权利要求1所述的新型液压驱动天然气往复压缩机，其特征是所说的气缸筒(12、14)的外部分别设有冷却套筒(23、24)。
5、根据权利要求1所述的新型液压驱动天然气往复压缩机，其特征是所说的同轴隔板(15、16、17、18)和气缸筒(12、13、14)被螺杆和螺栓按同轴串联方式固定安装成一个整体。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C35 | Partial or whole invalidation of patent or utility model | ||
| IP01 | Partial invalidation of patent right |
Commission number: 5W104999 Conclusion of examination: The patent rights of claim No. 200620088069.5 of utility model 1 and 3-5 shall be invalid, and the patent shall be maintained on the basis of claim 2. Decision date of declaring invalidation: 20140718 Decision number of declaring invalidation: 23307 Denomination of utility model: Novel hydraulic drive natural gas reciprocating compressor Granted publication date: 20070912 Patentee: Qingdao Lvke Auto Gas Devlopment Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070912 Termination date: 20150817 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |