一种液驱式压缩机油雾隔离结构

文档序号:130613 发布日期:2021-10-22 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 一种液驱式压缩机油雾隔离结构 (Oil mist isolation structure of liquid-driven compressor ) 是由 肖刚 张昀 卢杨 丁华云 黎卯 袁波 苏开科 郑乐辉 黄宣 于 2021-08-18 设计创作,主要内容包括:本发明涉及清洁能源设备技术领域,具体涉及一种液驱式压缩机油雾隔离结构,包括油缸和气缸,所述油缸和气缸连接,所述油缸内设置活塞,所述气缸通过活塞的运动吸气/排气,所述油缸和气缸之间设置隔离件,所述活塞上连接活塞杆,所述活塞杆的另一端位于气缸中,所述隔离件阻隔活塞杆上的油膜进入到气缸中。目的在于通过在油缸和气缸之间增加隔离件,使得活塞轴上附着的油膜被隔离在隔离件中,无法直接进入到气缸中,避免了活塞杆上的油膜由于气缸内高温而挥发,而对气缸内的气体造成污染。(The invention relates to the technical field of clean energy equipment, in particular to an oil mist isolation structure of a liquid-driven compressor, which comprises an oil cylinder and an air cylinder, wherein the oil cylinder is connected with the air cylinder, a piston is arranged in the oil cylinder, the air cylinder inhales/exhausts air through the movement of the piston, an isolation piece is arranged between the oil cylinder and the air cylinder, the piston is connected with a piston rod, the other end of the piston rod is positioned in the air cylinder, and the isolation piece blocks an oil film on the piston rod from entering the air cylinder. Aim at is through increasing the separator between hydro-cylinder and cylinder for the oil film that adheres to on the piston shaft is kept apart in the separator, can&#39;t directly enter into the cylinder, has avoided the oil film on the piston rod because the cylinder is interior high temperature and volatilize, and causes the pollution to the gas in the cylinder.)

一种液驱式压缩机油雾隔离结构

技术领域

本发明属于清洁能源设备技术领域,具体涉及一种液驱式压缩机油雾隔离结构。

背景技术

在新能源行业,加氢站最核心的设备就是增压系统,目前很多站点还是沿用的传统的隔膜压缩机,新兴的液力驱动压缩机必将成熟从而取代传统。现阶段液驱式压缩机基本依赖于国外进口,例如德国的Maximator;美国的Haskel和Hydro-Pac等等。而国内的增压设备都还处于研发探索阶段,既要吸收借鉴国外先进技术也要自我改善创新,除了在材料应用方面保障氢气质量和洁净度外,在结构上也应彻底解决这一问题。

对于保障氢气质量与洁净这一技术难题,现今国内外普遍都是着重于材料的应用,而结构上的考虑十分欠缺。有些设备也设有很短的一段油气分隔件,并加装了氮气吹扫口,这确实可以将泄漏的气体或液油隔离开分别排出,但活塞杆上附着的油膜始终存在,当附油活塞杆伸入气缸中后,加上气缸的高温会让油膜挥发生成油雾,继而使得压缩氢气或多或少都会受到污染。

发明内容

本发明为了解决活塞杆上附着的油膜会对氢气产生污染的问题,提供了一种液驱式压缩机油雾隔离结构,该油雾隔离结构通过在油缸和气缸之间增加隔离件,使得活塞轴上附着的油膜被隔离在隔离件中,无法直接进入到气缸中,避免了活塞杆上的油膜由于气缸内高温而挥发,而对气缸内的气体造成污染。

本发明所采用的技术方案是:一种液驱式压缩机油雾隔离结构,包括油缸和气缸,所述油缸和气缸连接,所述油缸内设置活塞,所述气缸通过活塞的运动吸气/排气,所述油缸和气缸之间设置隔离件,所述活塞上连接活塞杆,所述活塞杆的另一端位于气缸中,所述隔离件阻隔活塞杆上的油膜进入到气缸中。

优选地,所述活塞杆穿过隔离件,所述隔离件的两端分别设置密封环一和密封环二,所述密封环一和密封环二之间的距离大于活塞的最大行程。

优选地,所述气缸的一端连接循环气体管路,所述循环气体管路与气缸的连通口设置在靠近油缸的一端;所述循环气体管路中充装惰性正压气体,所述惰性正压气体使得气缸内靠近油缸的一端具有正压;所述气缸的另一端上设置进气口和出气口。

优选地,所述气缸设置为两个,两个所述气缸对称布置在油缸的两侧,两个所述气缸之间通过循环气体管路连通;所述惰性正压气体为氮气,所述惰性正压气体的压力为0.1~1.0MPa。

优选地,所述循环气体管路与隔离件连接,所述隔离件上设置气路,所述循环气体管路通过气路与气缸连通;所述隔离件为隔离缸,所述密封环一设置在隔离件或气缸上,所述密封环二设置在隔离件或油缸上。

优选地,所述隔离件上设置气体泄漏探测器和卸油口,所述气体泄漏探测器的探测端设置在隔离件内部,所述卸油口设置在油液流经的路径上。

优选地,所述活塞杆设置在气缸内的一端上设置活塞组件,所述活塞组件与活塞杆分离设置,所述活塞组件包括活塞头、活塞本体和活塞尾盖,所述活塞本体和活塞尾盖上设置有导向环,所述导向环突出于活塞组件的周面;所述活塞组件上设置有密封圈。

优选地,所述活塞尾盖上设置有凹槽,所述凹槽与活塞杆的端部相适配;所述活塞头的一端直径小于活塞本体的直径。

优选地,所述油缸内的端部设置缓冲腔,所述缓冲腔与活塞相适配;所述缓冲腔与油缸内部通过油路连通。

优选地,所述油路与缓冲腔连通的位置设置在远离活塞的一侧,所述油路上设置有节流阀组;所述油缸上设置接近开关组件,所述接近开关组件上的感应端设置在缓冲腔内。

本发明的有益之处在于:

1)本发明在隔离件的两端分别设置密封件,阻断液压油以及气缸微漏的压缩氢气,两端密封件之间的距离大于气缸中活塞行程的距离,这样能够保证活塞杆上的油膜可以完全隔离在隔离件内的隔离腔中,不会进入到气缸中,进而污染气缸内的气体,实现物理隔离;

2)本发明将物理隔离与气相隔离相结合,在气缸内部靠近油缸的一侧充入正压惰性气体,使得活塞杆与气缸接触的位置产生正压,避免液压油雾进入到气缸中,彻底实现隔离液油和油雾进入气缸污染压缩氢气;

3)本发明通过设置循环气体管路,使得设备在做往复运动时,正压惰性气体能够通过循环气体管路来回在两个气缸中填充,并始终保持压力不变,从而阻挡两端隔离腔内少量挥发的油雾进入到气缸中;

4)本发明的活塞组件在导向环的支撑下,与气缸保持同轴,活塞组件与活塞杆分离设置,能够解决长活塞杆加工时,活塞杆与活塞组件不同轴的问题;将活塞组件与活塞杆分离设置,也便于活塞组件的更换和维护,无需整体更换,降低成本;

5)本发明在油缸内设置了一缓冲腔,使之与活塞相配合,当活塞运动时,被挤压的液压油只能从配合后的环形油腔间隙通过,增大了排油阻力,达到缓冲的目的;在缓冲腔内开设油路,使得该油路与油缸内部连通,通过控制油路上的节流阀组,可以更好的控制液压油过流面积,调节过流量,从而更好的辅助调节活塞缓冲速度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为气缸端部的局部放大图;

图3为油缸活塞的局部放大图。

图中:1-油缸;2-活塞杆;3-隔离件;4-气缸;5-循环气体管路;6-气路;7-法兰盘;8-气缸法兰;9-端法兰;10-出气口;11-进气口;12-活塞组件;13-活塞;14-接近开关组件;15-感应端;16-缓冲腔;17-节流阀组;18-油路;19-缓冲段;20-密封环一;21-密封环二;22-接触段;24-气体泄漏探测器;25-卸油口;26-活塞头;27-活塞本体;28-活塞尾盖;29-导向环;30-密封圈;31-凹槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明以加注氢气为例,本发明的结构适用于加氢机上,加注高压氢气使用。

实施例一

如图1所示,一种液驱式压缩机油雾隔离结构,包括油缸1和气缸4,所述油缸1和气缸4连接,所述油缸1内设置活塞13,所述气缸4通过活塞13的运动吸气/排气,油缸1的两端分别连接进油口和出油口,通过液压油推动活塞13在油缸1内左右运动,从而使得气缸吸气后排气,加注高压氢气。

所述油缸1和气缸4之间设置隔离件3,所述活塞13上连接活塞杆2,隔离件3可以将油缸中与活塞13连接的活塞杆2上的油膜进行阻隔,避免油膜进入到气缸4中挥发污染气缸内的气体,所述活塞杆2穿过隔离件3,所述活塞杆2另一端上的活塞组件12位于气缸4中;所述隔离件3的两端分别设置密封环一20和密封环二21,所述密封环一20和密封环二21之间的距离大于活塞13的最大行程,从而保证位于油缸1内的活塞杆2部分,无法进入到气缸4中,而是进入到隔离件3中实现阻隔,从而达到物理隔离的目的。

所述隔离件3为隔离缸,所述密封环一20设置在隔离件3或气缸4上,所述密封环二21设置在隔离件3或油缸1上。本发明中隔离件3与油缸1通过法兰盘7连接,法兰盘7也可以与油缸1或气缸4一体设置,通过密封环一20和密封环二21保证隔离件3两端的密封。

本实施例的具体工作方式为,油缸1内的活塞13左右做往复运动,从而带动气缸4内的活塞组件12左右做往复运动,并实现高压氢气的吸入后再排气的过程。如图2所示,在气缸4端部的气缸法兰8上设置进气口11和出气口10,当活塞13向右侧运动时,气缸4通过进气口11吸入高压氢气,当活塞13向左侧运动时,气缸4通过出气口10将高压氢气排出,在进气口11和出气口10处均设置有单向阀,从而保证进气和出气。

实施例二

与上述实施例不同之处在于,本实施例中在所述气缸4的一端连接循环气体管路5,所述循环气体管路5与气缸4的连通口设置在靠近油缸1的一端,由于活塞组件12与气缸4内壁紧密接触,因此活塞组件12将气缸4内部分割成了左、右两个腔体;所述循环气体管路5中充装惰性正压气体,所述惰性正压气体使得气缸4内靠近油缸1的一端具有正压;靠近油缸1一侧的腔体内充入正压气体,可以使得隔离件3中的油雾无法进入到气缸4中,形成气相隔离。惰性正压气体通过循环气体管路5充入,也即循环气体管路5上设置与外界连通的充气口,从而保证惰性气体的充入。

本实施例中优选惰性正压气体为氮气,所述惰性正压气体的压力为0.1~1.0MPa。

如图1所示,所述循环气体管路5与隔离件3连接,所述隔离件3上设置气路6,所述循环气体管路5通过气路6与气缸4连通。

实施例三

与上述实施例不同之处在于,所述气缸4设置为两个,两个所述气缸4对称布置在油缸1的两侧,两个所述气缸4之间通过循环气体管路5连通。

工作时,左右气缸4(对应图1中的上下两侧方向)协同工作,左右气缸4的出气口10连接同一出气管,从而保证在活塞13运动时,出气管中可以连续出气。如图1所示,具体的工作方式为,活塞13向左运动时,氮气被填充进左侧的气缸4中,使得左侧的气缸内产生正压,此时左侧气缸4出气,右侧气缸4吸气;活塞13向右运动时,氮气被填充进右侧的气缸4中,使得右侧的气缸内产生正压,此时右侧气缸4出气,左侧气缸4吸气,如此反复形成循环,从而阻挡油液和油雾进入到气缸4中。

在循环气体管路5上设置有充气口,通过该充气口,可以将惰性气体充入到气缸4中,在充气口的位置还可以设置压力传感器或压力表,当压力升高时,表示气缸4内的活塞密封可能失效,高压氢气泄露;当压力降低时,表示气缸4与隔离件3之间的密封失效,氮气泄露。

实施例四

与上述实施例不同之处在于,在所述隔离件3上设置气体泄漏探测器24和卸油口25,所述气体泄漏探测器24的探测端设置在隔离件3内部,所述卸油口25设置在油液流经的路径上。

本实施例中优选将气体泄漏探测器24设置在隔离件3上方,若前端密封(气缸4侧)失效,那么隔离腔内泄漏的气体会通过传感器通信实时监测。卸油口25设置在隔离件3的下方,若后端密封(油缸1侧)失效,那么液压油会通过卸油口而泄漏,从而被使用人员观测到。气体泄漏探测器24和卸油口25的设置,可以帮助使用人员及时发现问题,并快速检修。

实施例五

本实施例可包括上述实施例一至四,优于上述实施例一至四的实施方式为,如图2所示,所述活塞组件12与活塞杆2分离设置,所述活塞组件12包括活塞头26、活塞本体27和活塞尾盖28,所述活塞本体27和活塞尾盖28上设置有导向环29,导向环29设置为两个,可以为活塞组件12提供支撑力,并与气缸4保持同轴,所述导向环29突出于活塞组件12的周面;所述活塞组件12上设置有密封圈30。

在气缸4的端部设置端法兰9,端法兰9与气缸法兰8连接,活塞组件12安装时,打开端法兰,直接拆装即可。

所述活塞尾盖28上设置有凹槽31,所述凹槽31与活塞杆2的端部相适配,为活塞杆2的运动提供导向作用;所述活塞头26的一端直径小于活塞本体27的直径,使得活塞头26不会对活塞组件12运动产生阻碍。

当进气口11处的单向阀打开后,气缸4的前端吸入带压氢气,此时活塞组件12在气缸4内受到一个轴向推力,那么迫使它贴紧活塞杆2的端部后,做同步向后运动;做反向运动时,进气口11处的单向阀关闭,出气口10处的单向阀打开,活塞杆2给予反向的轴向推力,推动活塞组件12将气体压缩腔内的压缩氢气排出,实现一个往复行程运动。

本实施例中,优选进气口11处的压力大于1.5MPa,那么迫使它贴紧活塞杆2的端部做同步向后运动,从而保证活塞杆2在工作的过程中,不会发生撞击活塞组件的噪音。

实施例六

本实施例可包括上述实施例一至五,优于上述实施例一至五的实施方式为,如图3所示,所述油缸1内的端部设置缓冲腔16,也即在与油缸1连接的法兰盘7上设置缓冲腔16,所述缓冲腔16与活塞13相适配,活塞13设置为中间大两端小的结构,也即活塞13中间处的直径与油缸1的内径相当,活塞13的两端直径小于活塞13中间处的直径,活塞13两端直径较小的一段形成缓冲段19,该缓冲段19与缓冲腔16相适配;当缓冲段19与缓冲腔16距离越来越近时,缓冲段19进入到缓冲腔16中,此时液压油被挤压,被挤压的液压油只能从配合后间隙(缓冲段19和缓冲腔16之间的间隙)处通过,从而增大了排油阻力,达到缓冲的目的。

进一步的技术方案是,所述缓冲腔16与油缸1内部通过油路18连通。所述油路18与缓冲腔16连通的位置设置在远离活塞13的一侧,所述油路18上设置有节流阀组17;节流阀组17便于控制液压油过流面积,从而调节过流量,更好的辅助调节活塞13的缓冲速度。

进一步的技术方案是,所述油缸1上设置接近开关组件14,所述接近开关组件14上的感应端15设置在缓冲腔16内。调节好接近开关组件14的感应区域的位置,以便于油缸活塞13行程到位后实现换向动作。

当油缸1的右侧腔体开始注油,并推动油缸活塞13以速度V向左运动时,油缸1的左侧腔体内的液压油从法兰盘7上的油路18排入到油缸1中,当圆柱形缓冲段19插入缓冲腔16中后,液压油通过环形油腔间隙,过流面积减小,阻力增大,油缸活塞13速度降低变为V1,这时V1<V,实现缓冲。

经节流后油缸活塞13继续低速向左运动,当活塞13靠近接近开关组件14的头部感应区域后,也即活塞上的接触段22与接近开关组件14靠近后给出信号,给出换向信号,此时活塞13与法兰盘7之间的距离为3~4mm;接触段22的直径小于缓冲段19的直径,但由于惯性作用,油缸活塞13必然还将继续减速前行一段距离,因此当接近开关组件14发出信号时,活塞13与法兰盘7之间留有左右的惯性缓冲距,可以保证活塞13的动作,也能够保证法兰盘7不会由于长期工作而损坏。

观察判断缓冲效果,可配合手动控制节流阀组17,调节节流面积大小匹配最优开合度,从而达到平稳缓冲目的。

上述实施方式是优选的实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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