本實用新型涉及天然氣壓縮領(lǐng)域，特別涉及一種天然氣壓縮系統(tǒng)的氣體過濾裝置。

背景技術(shù)：

天然氣加氣站以壓縮天然氣（CNG）形式向天然氣汽車（NGV）和大型CNG子站車提供燃料。天然氣管線中的天然氣需先經(jīng)過過濾器凈化處理后，再由壓縮機組將天然氣壓縮到最高25Mpa，最后通過售氣機給車輛加氣。

然而，20-3Mpa的天然氣在通過過濾器時，由于過濾器濾芯的過濾作用，濾芯的內(nèi)外側(cè)形成壓差，天然氣從相對高壓流向相對低壓是吸熱過程（氣體膨脹吸熱），由于20-3Mpa的天然氣內(nèi)含有一定水分，若在外界環(huán)境溫度較低時（如氣候寒冷地區(qū)），這些水分將在濾芯表面凝結(jié)成冰，使過濾器形成冰堵，導(dǎo)致天然氣不能正常通過過濾器，嚴重影響壓縮機組設(shè)備的正常工作。

為了防止過濾器因溫度過低造成冰堵現(xiàn)象，目前常用的解決方案是在過濾器的周圍設(shè)置多圈電加熱絲，通過電加熱絲對過濾器加熱，以提高過濾器的溫度。這種方案雖然能解決過濾器濾芯冰堵的問題，但是采用電加熱方式卻留下發(fā)生安全事故的隱患，并且電加熱絲對過濾器的加熱效率較低，電能消耗較大，不利于節(jié)能降耗。也有通過增大過濾器過濾面積，如在管路上并聯(lián)多個過濾器或者增大過濾器體積來解決濾芯冰堵的問題，但是采用多個過濾器或擴大過濾器體積的方式無疑增加了天然氣加氣站的運營成本、管理成本，同時，多個過濾器或較大體積過濾器的占用空間大，安裝在天然氣壓縮系統(tǒng)中容易還容易出現(xiàn)發(fā)生干涉的情況。

因此，如何解決天然氣壓縮系統(tǒng)的氣體過濾器形成冰堵的問題，并消除過濾器加熱埋下的安全隱患，長期以來一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員想解決而尚未解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種天然氣壓縮系統(tǒng)的氣體過濾裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、過濾效率高，能有效避免因溫度過低而凝冰形成冰堵，保證天然氣壓縮系統(tǒng)正常運行。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種天然氣壓縮系統(tǒng)的氣體過濾裝置，包括氣體過濾裝置的殼體，以及安裝在殼體腔內(nèi)的濾芯，濾芯與殼體內(nèi)壁之間留有氣體通過的空間，所述氣體通過的空間與殼體上設(shè)置的進氣口連通，所述濾芯的內(nèi)腔與殼體上設(shè)置的出氣口連通，所述氣體通過的空間中設(shè)置熱交換管，所述殼體上設(shè)有加熱介質(zhì)的輸入接口和輸出接口，所述熱交換管的上游端與輸入接口連接，熱交換管的下游端與輸出接口連接。

所述熱交換管呈倒置的U形結(jié)構(gòu)，倒置U形結(jié)構(gòu)的熱交換管的連接段呈弧形彎曲繞過濾芯，熱交換管的上游端與設(shè)于殼體底部的輸入接口連接，熱交換管的下游端與設(shè)于殼體底部的輸出接口連接。

所述熱交換管的數(shù)量為一個或兩個。

所述熱交換管的數(shù)量設(shè)為兩個，兩個倒置的U形結(jié)構(gòu)的熱交換管對稱設(shè)置在濾芯的兩側(cè)，兩個熱交換管的呈弧形彎曲的連接段相向環(huán)抱濾芯。

所述熱交換管呈螺旋狀盤繞在濾芯周圍，熱交換管的上游端與設(shè)于殼體底部的輸入接口連接，熱交換管的下游端與設(shè)于殼體側(cè)壁上的輸出接口連接；或者，熱交換管的上游端與設(shè)于殼體側(cè)壁上的輸入接口連接，熱交換管的下游端與設(shè)于殼體底部的輸出接口連接。

所述熱交換管與濾芯、殼體內(nèi)壁之間均留有供氣體通過的間隙。

所述輸入接口、輸出接口的介質(zhì)過孔均為階梯孔，階梯孔的小徑段設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋用于連接外接管路，階梯孔的大徑段的孔徑大于熱交換管的管徑，形成容納腔。

所述濾芯由內(nèi)管和濾網(wǎng)組成，內(nèi)管的圓周側(cè)壁上沿軸向間隔設(shè)有用于支撐濾網(wǎng)的支撐凸臺，相鄰支撐凸臺之間的內(nèi)管圓周側(cè)壁上設(shè)有多個通孔，支撐凸臺支撐濾網(wǎng)，使濾網(wǎng)與內(nèi)管壁上的通孔之間形成緩沖空間。

所述殼體的底部設(shè)有一集污槽，該集污槽與一向下外伸出殼體的排污管連通，所述排污管的下端用螺塞封閉，或使用針閥封閉。

所述殼體由上殼體和下殼體通過螺紋配合連接構(gòu)成整體，上殼體和下殼體之間設(shè)有第一密封圈，所述濾芯通過螺紋配合固定在上殼體上，濾芯與上殼體之間設(shè)有第二密封圈。

采用上述技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、在氣體通過的空間內(nèi)設(shè)置熱交換管，熱交換管在氣體通過的空間內(nèi)進行熱交換，直接對氣體通過的空間進行升溫，能有效避免天然氣中含有的水分在濾芯表面凝冰形成冰堵，保證天然氣壓縮系統(tǒng)正常運行。熱交換管直接進行熱交換的加熱過程，對氣體過濾裝置的加熱效率高、能耗損失率低。殼體上設(shè)有加熱介質(zhì)的輸入接口和輸出接口，熱交換管的上游端與輸入接口連接，熱交換管的下游端與輸出接口連接，其中，輸入接口可與天然氣壓縮系統(tǒng)的壓縮機組的排氣管連接，利用經(jīng)壓縮后溫度超過常溫的壓縮天然氣作為熱交換管的熱介質(zhì)，輸出接口可連接壓縮天然氣輸出總管，當(dāng)溫度超過常溫的壓縮天然氣從熱交換管中通過時，通過熱交換對氣體過濾裝置的內(nèi)腔進行升溫，可以有效防止氣體過濾裝置的產(chǎn)生冰堵。并且，在熱交換過程中，流過熱交換管的壓縮天然氣得到冷卻后，再流到天然氣壓縮系統(tǒng)中與冷卻器出口端輸出的冷卻氣體進行匯總。采用這種結(jié)構(gòu)的氣體過濾裝置，不需要利用電加熱來防止冰堵，既安全，又節(jié)能；并且直接利用壓縮天然氣的熱量來防止冰堵，可充分利用天然氣壓縮系統(tǒng)壓縮天然氣產(chǎn)生的熱量，還可使天然氣壓縮系統(tǒng)的用于冷卻裝置的能量消耗得到一定降低，實現(xiàn)廢熱利用，達到節(jié)能降耗的目的，而且天然氣也無消耗。

2、輸入接口、輸出接口的介質(zhì)過孔均為階梯孔，階梯孔的小徑段設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋用于連接外接管路，使熱介質(zhì)的輸入管可通過螺紋配合與輸入接口連接，熱介質(zhì)的輸出管可通過螺紋配合與輸出接口連接，連接方便、可靠，保證熱交換管的密封性，防止熱介質(zhì)泄漏。輸入接口、輸出接口介質(zhì)過孔的容納腔的孔徑大于熱交換管的管徑，在對應(yīng)熱交換管的上游端、下游端固定安裝輸入接口、輸出接口時，不需精確對位即可固定輸入接口、輸出接口的位置，避免輸入接口、輸出接口的安裝面對熱交換管的上游端或下游端形成遮擋或部分遮擋，同時，當(dāng)熱交換管的數(shù)量為兩個時，輸入接口的容納腔可完全容納兩個熱交換管的上游端，輸出接口的容納腔可完全容納兩個熱交換管的下游端。

3、濾芯由內(nèi)管和濾網(wǎng)組成，內(nèi)管的圓周側(cè)壁上沿軸向間隔設(shè)有用于支撐濾網(wǎng)的支撐凸臺，相鄰支撐凸臺之間的內(nèi)管圓周側(cè)壁上設(shè)有多個通孔，支撐凸臺支撐濾網(wǎng)，使濾網(wǎng)與內(nèi)管壁上的通孔之間形成緩沖空間。通過支撐凸臺將濾網(wǎng)與內(nèi)管圓周側(cè)壁隔開，增大天然氣通過濾網(wǎng)的過濾面積，有效提高濾芯的過濾效率。

4、所述殼體的底部設(shè)有一集污槽，該集污槽與一向下外伸出殼體的排污管連通，所述排污管的外伸端通過一螺塞封閉，被濾芯過濾后的水分等雜質(zhì)匯集在殼體底部的集物槽內(nèi)，打開螺塞即可由排污管排出。

5、所述熱交換管與濾芯、殼體內(nèi)壁之間均留有供氣體通過的間隙，進入氣體通過的空間內(nèi)的天然氣可由熱交換管的兩側(cè)通過，熱交換管與這些天然氣的接觸面積大，熱交換效率高。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為圖1的B向視圖；

圖4為本實用新型輸入接口的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型濾芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型熱交換管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6的C向視圖；

圖8為圖7的D向視圖。

附圖中，1為殼體，1a為上殼體，1b為下殼體，2為濾芯，2a為內(nèi)管，2b為濾網(wǎng)，2c為支撐凸臺，2d為通孔，2e為緩沖空間，3為氣體通過的空間，4為進氣口，5為出氣口，6為熱交換管，6a為連接段，7為輸入接口，8為輸出接口，9為第一密封圈，10為第二密封圈，11為介質(zhì)過孔，11a為內(nèi)螺紋，11b為容納腔，12為集污槽，13為排污管，14為螺塞，15為連接螺母。

具體實施方式

參見圖1至圖8，為一種天然氣壓縮系統(tǒng)的氣體過濾裝置的具體實施例。天然氣壓縮系統(tǒng)的氣體過濾裝置包括氣體過濾裝置的殼體1，以及安裝在殼體1腔內(nèi)的濾芯2，濾芯2與殼體1內(nèi)壁之間留有氣體通過的空間3，本實施例中，所述殼體1由上殼體1a和下殼體1b通過螺紋配合連接構(gòu)成整體的殼體，上殼體和下殼體連接的具體結(jié)構(gòu)為，上殼體中設(shè)有開口朝下的安裝孔，該安裝孔為階梯孔，安裝孔的大徑段設(shè)有內(nèi)螺紋，下殼體具有開口朝上的內(nèi)腔，下殼體的外圓周側(cè)壁呈階梯狀，階梯狀外圓周側(cè)壁的大徑段上設(shè)有與上殼體安裝孔內(nèi)螺紋適配的外螺紋，所述下殼體插入上殼體的安裝孔中，通過外螺紋與上殼體安裝孔的內(nèi)螺紋螺紋配合，連接構(gòu)成整體，為保證殼體的密封性能，在上殼體安裝孔的小徑段和下殼體外圓周側(cè)壁小徑段之間設(shè)有第一密封圈9，形成面密封。所述濾芯2通過螺紋配合固定在上殼體1a上，位于下殼體1b的內(nèi)腔中，具體為，濾芯2由內(nèi)管2a和濾網(wǎng)2b組成，其中，內(nèi)管外圓周側(cè)壁的上段設(shè)有外螺紋，內(nèi)管外圓周側(cè)壁的下段沿軸向間隔設(shè)有四個支撐凸臺2c，相鄰支撐凸臺2c之間的內(nèi)管圓周側(cè)壁上設(shè)有多個通孔2d，濾網(wǎng)2b固定安裝在這些支撐凸臺2c上，與內(nèi)管2a的圓周側(cè)壁分隔開，形成過濾天然氣的緩沖空間2e，提高了天然氣通過濾網(wǎng)的過濾面積，即，提高了濾芯的過濾效率，內(nèi)芯上段通過螺紋配合與上殼體固定連接，使內(nèi)芯最高位置的支撐凸臺與上殼體貼合，為保證殼體的密封性能，所述濾芯2最高位置的支撐凸臺與上殼體1a之間設(shè)有第二密封圈10。所述氣體通過的空間3與殼體1上設(shè)置的進氣口4連通，具體為，進氣口4設(shè)置在上殼體的側(cè)壁上，與氣體通過的空間連通，出氣口設(shè)置在上殼體側(cè)壁的另一端，與濾芯的內(nèi)腔連通，為便于與輸氣管道連接，進氣口、出氣口的內(nèi)壁上均設(shè)有內(nèi)螺紋段。為快速、方便的排出天然氣經(jīng)濾芯過濾后殘留的雜質(zhì)，在下殼體的底部中心位置設(shè)有一集污槽12，該集污槽12與一豎直向下外伸出殼體1的排污管13連通，本實施例中，排污管13的上端外周面與集污槽12的槽底焊接，以此保證殼體的密封性能，排污管13的下端套設(shè)一連接螺母15，排污管與連接螺母15之間設(shè)有密封墊，一螺塞14與連接螺母15螺紋配合形成可拆卸式連接，對排污管13的下端形成封閉，也可使用針閥對排污管的下端進行封閉。所述氣體通過的空間3中設(shè)置熱交換管6，所述殼體1上設(shè)有加熱介質(zhì)的輸入接口7和輸出接口8，所述熱交換管6的上游端與輸入接口7連接，熱交換管6的下游端與輸出接口8連接，具體為，所述熱交換管的數(shù)量為兩個，均呈倒置的U形結(jié)構(gòu)，兩個熱交換管6與濾芯2、殼體1內(nèi)壁之間均留有供氣體通過的間隙，兩個呈倒置U形結(jié)構(gòu)的熱交換管6的上游端、下游端分別豎直向下外伸出下殼體1b的底面，且通過焊接固定，兩個倒置的U形結(jié)構(gòu)的熱交換管6對稱設(shè)置在濾芯2的兩側(cè)，兩個熱交換管6的呈弧形彎曲的連接段6a相向環(huán)抱濾芯2。所述加熱介質(zhì)的輸入接口7和輸出接口8的介質(zhì)過孔11為階梯孔，階梯孔的小徑段設(shè)有內(nèi)螺紋11a，階梯孔的大徑段孔徑為熱交換管的管徑的四倍，形成容納腔11b，其中，輸入接口7通過焊接固定設(shè)于下殼體1b的底面，位于下殼體底面的一端，使輸入接口的容納腔11b與兩個熱交換管6的上游端對應(yīng)，即，兩個熱交換管的上游端均與輸入接口的容納腔連通，輸出接口8通過焊接固定設(shè)于下殼體1b的底面，位于下殼體底面的另一端，使輸出接口的容納腔11b與兩個熱交換管6的下游端對應(yīng)，即，兩個熱交換管的下游端均與輸出接口的容納腔連通。也可將熱交換管設(shè)置為呈螺旋盤繞狀設(shè)于氣體通過的空間3，當(dāng)如此設(shè)置熱交換管時，熱交換管6的上游端豎直向下外伸出下殼體的底面，且通過焊接固定，輸入接口通過焊接固定設(shè)于下殼體的底面，使輸入接口的容納腔與熱交換管的上游端對應(yīng)，熱交換管的下游端水平外伸出下殼體的側(cè)面，且通過焊接固定，輸出接口通過焊接固定設(shè)于下殼體的側(cè)面，使輸出接口的容納腔與熱交換管的下游端對應(yīng)。

使用時，將本氣體過濾裝置安裝在天然氣加氣站的壓縮機組的進氣端，使氣源的天然氣從氣體過濾裝置的進氣口進入氣體過濾裝置的內(nèi)腔，經(jīng)氣體過濾裝置的濾芯過濾后，從出氣口流入壓縮機組進行壓縮增壓，壓縮機組出氣端通過增壓輸氣管與冷卻裝置進氣端連接，冷卻裝置出氣端與壓縮天然氣輸出總管連接，增壓輸氣管設(shè)置一歧路與氣體過濾裝置的加熱介質(zhì)的輸入接口連接，氣體過濾裝置的加熱介質(zhì)的輸出接口連接壓縮天然氣輸出總管，利用經(jīng)壓縮后溫度超過常溫（通常大于60℃）的壓縮天然氣作為熱交換管的熱介質(zhì)，當(dāng)溫度超過常溫的壓縮天然氣從熱交換管中通過時，通過熱交換對氣體過濾裝置的內(nèi)腔進行升溫，可以有效防止氣體過濾裝置的產(chǎn)生冰堵。并且，在熱交換過程中，流過熱交換管的壓縮天然氣得到冷卻后，再流到天然氣壓縮系統(tǒng)中冷卻氣體的冷卻器出口端進行匯總?；蛘?，也可將氣體過濾裝置的熱交換管與壓縮機組的液壓油循環(huán)管路連接，利用升溫后的液壓油作為加熱介質(zhì)，對氣體過濾裝置進行升溫。采用這種結(jié)構(gòu)的氣體過濾裝置，不需要利用電加熱來防止冰堵，既安全，又節(jié)能；并且直接利用壓縮天然氣的熱量來防止冰堵，可充分利用天然氣壓縮系統(tǒng)壓縮天然氣產(chǎn)生的熱量，還可使天然氣壓縮系統(tǒng)的用于冷卻裝置的能量消耗得到一定降低，實現(xiàn)廢熱利用，達到節(jié)能降耗的目的，而且天然氣也無消耗。