專(zhuān)利名稱(chēng)：液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然氣壓縮技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種加氣站使用的液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
天然氣作為能源它的使用和運(yùn)輸都是在高密度狀態(tài)下進(jìn)行，要使天然氣達(dá)到高密度狀態(tài)就需要消耗大量的動(dòng)能，高密度狀態(tài)的天然氣內(nèi)含了巨大的壓力能。天然氣子站加氣裝置隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了多種不同工作原理和結(jié)構(gòu)的子站天然氣壓縮機(jī)或增壓裝置。它們大致分為三種類(lèi)型曲軸活塞式天然氣壓縮機(jī)、液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)、液壓式壓縮天然氣加氣裝置。其技術(shù)性能分析如下
1)曲柄連桿活塞式壓縮機(jī)
它結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜制造要求較高，但它是技術(shù)比較成熟的傳統(tǒng)產(chǎn)品，使用較廣。其工作原理是由氣缸、氣閥和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的工作容積，并使其不斷地來(lái)回變化(壓縮) 而進(jìn)行。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)往復(fù)推動(dòng)活塞1直接壓縮氣體(參見(jiàn)圖1)，設(shè)計(jì)中為了滿(mǎn)足額定的壓縮排量和電機(jī)起動(dòng)扭矩和連續(xù)工作的要求，汽缸2的設(shè)計(jì)容積都不大，為了節(jié)省動(dòng)能采用分級(jí)壓縮。但是，活塞機(jī)構(gòu)一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓縮排氣量與需要輸出的排氣量之比相差很大。因此，曲柄連桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須要連續(xù)保持較高的速度進(jìn)行壓縮。要保持壓縮天然氣能夠連續(xù)地輸出還專(zhuān)門(mén)配備了儲(chǔ)壓罐。不僅能儲(chǔ)存壓縮氣體，減少由于壓縮機(jī)排氣不連續(xù)產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)供氣和用氣的平衡。但是此類(lèi)壓縮機(jī)在工作中，如果要對(duì)氣源壓力本來(lái)就很高的天然氣進(jìn)行增壓，天然氣很大的壓力能通過(guò)進(jìn)氣閥作用在壓縮缸的活塞上，而壓縮機(jī)活塞的另一面為常壓(一個(gè)大氣壓)兩者間形成了巨大的壓力差。壓縮機(jī)的曲柄(軸)連桿機(jī)構(gòu)必然受到很大的扭矩， 電動(dòng)機(jī)也必需配以大功率才能進(jìn)行增壓的作業(yè)。而且，活塞連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是快速的強(qiáng)慣性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也要產(chǎn)生大量熱量。散熱速度跟不上產(chǎn)生速度，在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法散去，機(jī)器的溫度上升很快，其中還有一部分能量轉(zhuǎn)換為了噪音，再加上活塞的運(yùn)動(dòng)泄漏，整個(gè)壓縮機(jī)的機(jī)械效率不高。再加上輔助電機(jī)風(fēng)冷散熱，所以需要電機(jī)的總功率是很大的。另外，被壓縮氣體的膨脹力直接作用在活塞和曲柄連桿機(jī)構(gòu)上，因此壓縮機(jī)不能直接啟動(dòng)，壓縮機(jī)如要再起動(dòng)時(shí)，必須將壓縮機(jī)后的高壓氣體放掉，電機(jī)才能帶動(dòng)“空”負(fù)荷壓縮機(jī)起動(dòng)，因此電能消耗很大。2)液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)
其基本工作原理是，利用液壓系統(tǒng)推動(dòng)活塞進(jìn)行壓縮工作。在全行程中都能對(duì)被壓縮氣體施加最大工作推力，沒(méi)有慣性沖擊和引發(fā)的噪聲。充分利用液壓系統(tǒng)容易獲取高壓的特點(diǎn)，用高壓油直接驅(qū)動(dòng)活塞壓縮氣體。它結(jié)構(gòu)上將兩個(gè)互相作用的壓縮缸排在了同一軸線(xiàn)上的兩端，活塞桿的兩端是壓氣活塞1，中間是油缸及活塞3(參見(jiàn)圖2)。這樣，天然氣巨大的壓力能作用在活塞的兩端， 受力的方向正好相反，巨大的壓力能被正負(fù)抵消。天然氣需要增壓的力就是天然氣增壓前到增壓后這段壓力差值的動(dòng)力，因此能耗大大的降低。
又因液壓系統(tǒng)2的機(jī)械效率比曲柄連桿機(jī)構(gòu)要高，所以電機(jī)功率大幅度降低。但是，活塞的運(yùn)動(dòng)密封結(jié)構(gòu)處，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在氣體和液壓油泄漏的缺點(diǎn)。 另外，被壓縮氣體的膨脹力通過(guò)活塞作用在液壓系統(tǒng)上，對(duì)液壓系統(tǒng)基本沒(méi)有影響，因此壓縮機(jī)能夠隨時(shí)直接啟動(dòng)。為了維持壓縮天然氣的供氣量和壓縮輸出量的平衡，仍然要配置儲(chǔ)壓罐。3 )液壓式壓縮天然氣加氣裝置
其基本工作原理是利用液壓油為工作介質(zhì)，它直接用高壓油泵將高壓油注入罐瓶?jī)?nèi)， 沒(méi)有汽缸和活塞，工作行程大，在儲(chǔ)氣罐瓶?jī)?nèi)的全行程中都能對(duì)被壓縮氣體施加最大壓縮推力，動(dòng)能的轉(zhuǎn)換效率較高。技術(shù)特征工藝流程簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)中省去汽缸和活塞，克服了泄漏，壓縮過(guò)程非常平穩(wěn)，利用氣瓶?jī)?nèi)氣體的余壓進(jìn)行回油。省去了專(zhuān)用儲(chǔ)壓罐；結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。但是，在天然氣的輸售活動(dòng)中，天然氣運(yùn)輸槽車(chē)與壓縮機(jī)或壓縮裝置是兩部分各自獨(dú)立的設(shè)備。液壓式壓縮天然氣加氣裝置在子站沒(méi)有壓縮缸工作部分(壓縮罐)，只有液壓泵，油箱，儀表氣源，控制部分等，不能成其為一個(gè)完整的系統(tǒng)，它不能獨(dú)立工作。天然氣運(yùn)輸槽車(chē)是一輛由多個(gè)高壓天然氣儲(chǔ)氣罐瓶2和半拖掛承載底盤(pán)1 (如圖 3)以及牽引汽車(chē)所組成的專(zhuān)用車(chē)輛。它的主要職能是運(yùn)輸天然氣。但是，液壓式壓縮天然氣加氣裝置的壓縮方式卻要利用天然氣運(yùn)輸槽車(chē)的高壓天然氣儲(chǔ)氣罐瓶2作為壓縮裝置的一個(gè)重要工作部分(作壓縮罐使用)。因此，就必須對(duì)普通的天然氣運(yùn)輸槽車(chē)進(jìn)行相應(yīng)的改造一增加各氣瓶之間自動(dòng)切換的氣動(dòng)控制系統(tǒng)和氣動(dòng)閥門(mén)；二在原來(lái)只有一條天然氣輸出高壓管道的基礎(chǔ)上還增加兩條高壓油輸入管道和接頭以及切換閥門(mén)的控制管線(xiàn)等；三液壓式壓縮天然氣加氣裝置的壓縮方式對(duì)高壓天然氣儲(chǔ)罐瓶的工作姿態(tài)有特定的要求，在注油加壓時(shí)必須是油3在下氣在上，因此高壓天然氣儲(chǔ)氣罐瓶2必須是豎直或者傾斜的姿態(tài)。要實(shí)現(xiàn)這一目的，天然氣運(yùn)輸槽車(chē)的半拖掛承載底盤(pán)上還得添加一套液壓抬升的仰臥啟動(dòng)支架。從工藝流程上看過(guò)程很簡(jiǎn)單。但實(shí)際上把一個(gè)大家都能通用的天然氣運(yùn)輸槽車(chē)變成了特種專(zhuān)用槽車(chē)，而且把身處子站的油泵、油箱儀表、氣源以及控制部分等分開(kāi)，成為不完整的系統(tǒng)。一旦離開(kāi)了這特種專(zhuān)用槽車(chē)加氣子站就不能工作。在如何處理和利用氣源天然氣的壓力能的問(wèn)題上，由于結(jié)構(gòu)所定，液壓系統(tǒng)將液壓油壓入特種天然氣運(yùn)輸槽車(chē)的儲(chǔ)氣瓶對(duì)天然氣增壓后，瓶?jī)?nèi)的液壓油依靠氣源天然氣的壓力能將其壓推回常壓油箱內(nèi)，多余的天然氣的壓力能基本被空放。而且在這過(guò)程中還帶出部分天然氣釋放在大氣中，造成了一定的安全和環(huán)境問(wèn)題。接前面所述，常壓的油箱上裝有浮子式液位計(jì)，它就是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)對(duì)天然氣增壓的進(jìn)油數(shù)量的控制部件。但是它只能工作在常壓條件下。因此液壓系統(tǒng)的高壓油泵4只能吸入常壓的液壓油，加壓至高壓而完成增壓工作的。氣源天然氣的壓力能只做了部分的利用。三者相比之下，前述的曲柄連桿活塞式壓縮機(jī)和液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)由普通天然氣運(yùn)輸槽車(chē)為氣源運(yùn)輸車(chē)，建站投資較省，但能耗偏高。而液壓式壓縮天然氣加氣裝置則需要特種專(zhuān)用天然氣運(yùn)輸槽車(chē)，能耗降低建站投資偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既能與普通的天然氣運(yùn)輸槽車(chē)對(duì)接工作，又不使用機(jī)械活塞和汽缸的液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)。它利用液壓油在氣體壓縮罐內(nèi)的液位升降代替機(jī)械活塞，利用高密度天然氣進(jìn)氣的壓力能和液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)能在氣體壓縮罐內(nèi)交替地進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、高壓排氣再切換的循環(huán)方式來(lái)完成天然氣的增壓壓縮。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一種液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，在進(jìn)口管路的入口旁裝有進(jìn)口閥門(mén)，在出口管路的出口旁裝有出口閥門(mén)，其關(guān)鍵是在進(jìn)口閥門(mén)后面設(shè)有壓力傳感器，該壓力傳感器后方的進(jìn)口管路上通過(guò)三通管分別連接壓力油箱和橋式閥組，在該橋式閥組的進(jìn)口管路的對(duì)角線(xiàn)上設(shè)置出口管路，在該出口管路上經(jīng)三通管安裝有高壓儲(chǔ)氣瓶，在該出口三通管與橋式閥組之間設(shè)有壓力繼電器；所述橋式閥組的另一對(duì)角線(xiàn)上分別裝有氣體壓縮缸右罐、氣體壓縮缸左罐，這兩個(gè)氣體壓縮缸罐的底端依次經(jīng)電液換向閥、流量傳感器和高壓油泵與壓力油箱的底端連通，形成封閉循環(huán)回路；所述氣體壓縮缸右罐、氣體壓縮缸左罐構(gòu)成氣體壓縮缸罐組。在所述高壓油泵的噴油口與壓力油箱底部之間還設(shè)有一支管，在該支管上裝有壓力控制閥；所述氣體壓縮缸右罐、氣體壓縮缸左罐的位置比壓力油箱位置高，靜壓條件下，氣體壓縮缸右罐和氣體壓縮缸左罐的最低液面與壓力油箱的最高液面在同一水平面上；所述流量傳感器測(cè)得的油量信號(hào)及壓力傳感器測(cè)得的壓力信號(hào)同時(shí)傳入自動(dòng)控制系統(tǒng)，經(jīng)處理后發(fā)送給電液換向閥，該電液換向閥接收指令控制氣體壓縮缸左右罐的切換。每次壓縮行程的進(jìn)油量和交替切換頻率均由流量傳感器控制單元通過(guò)電液換向閥完成。所述壓力繼電器測(cè)得的壓力信號(hào)傳給自動(dòng)控制系統(tǒng)，由自動(dòng)控制系統(tǒng)指令高壓油泵啟動(dòng)，泵出高壓油。本發(fā)明利用氣源天然氣進(jìn)氣的壓力能，節(jié)省動(dòng)力。其壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)按帕斯卡定律的要求將液壓裝置的高壓油泵、油箱與氣體壓縮缸左右罐、橋式閥組等的進(jìn)和出相連在一起形成封閉的循環(huán)回路。天然氣進(jìn)氣的壓力能直接作用在循環(huán)回路內(nèi)。在靜壓條件下各處的壓力均等于天然氣進(jìn)氣的壓力。如果需要把進(jìn)入的天然氣壓縮到所設(shè)定的高壓值時(shí)，只需要高壓油泵加壓補(bǔ)充天然氣壓縮前后壓差之間的能量，而不再需要高壓油泵將液壓油從常壓升到排氣所需的高壓，因此可以極大的降低電機(jī)的能耗，隨之噪聲和溫升都得到降低。本發(fā)明將氣體壓縮缸罐組的安裝位置升高，使氣體壓縮缸罐組的底部處在相對(duì)于壓力油箱上部的位置，壓縮機(jī)在工作前，先對(duì)氣體壓縮缸左右罐以及壓力油箱加入液壓油， 加入液壓油后要確保水平液面在氣體壓縮缸罐內(nèi)的液面是氣體壓縮缸罐的最低工作位置， 在壓力油箱里的液面是壓力油箱的最高位置，并且氣體壓縮缸右罐和氣體壓縮缸左罐的最低液面與壓力油箱的最高液面在同一水平面上。其他的液壓件例如，高壓油泵、流量傳感器、電液換向閥、壓力控制閥等均浸沐工作在水平液壓油面之下。當(dāng)天然氣進(jìn)氣的壓力沿管道進(jìn)入時(shí)，在靜壓條件下，各處的壓力均等于天然氣進(jìn)氣的壓力。這時(shí)高壓油泵的進(jìn)、排油口處的兩邊，壓力相等。如果把天然氣壓縮到高壓排氣所設(shè)定的壓力值時(shí)，只需要高壓油泵加壓補(bǔ)充天然氣壓縮前后壓差之間的能量，而不再需要高壓油泵將液壓油從常壓(一個(gè)大氣壓)壓升到排氣所需的高壓。因此可以極大的降低電機(jī)的能耗，舉例說(shuō)明如果天然氣的氣源壓力是18 MPa，需要經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)增壓到20 MI^后輸出。它們前后之間的壓力差值只有2 MPa0按以往常規(guī)的辦法壓縮機(jī)必須克服作用在其活塞上的18 MPa的巨大壓力才能將壓力增至20 MPa，因?yàn)榛钊硪欢说膲毫κ翘幵谝粋€(gè)大氣壓0. IMPa的條件下，所以需要付出的動(dòng)能是很大的。但是采用本發(fā)明只需進(jìn)行增壓2 MPa 的動(dòng)力輸出，可極大的節(jié)約電能。
在實(shí)際的壓縮過(guò)程中，因?yàn)闅庠吹奶烊粴鈮毫Σ皇呛愣ú蛔兊?，本發(fā)明特別在氣源的進(jìn)口處設(shè)置有進(jìn)氣壓力傳感器，它將隨機(jī)測(cè)得的壓力信號(hào)反饋給壓縮自動(dòng)控制系統(tǒng)， 壓縮自動(dòng)控制系統(tǒng)立即調(diào)整壓縮的進(jìn)油量(油活塞的行程)和兩列氣體壓縮罐工作切換的頻率，以確保壓縮機(jī)的正常輸出及合理的使用動(dòng)力。所述橋式閥組由四個(gè)單向閥組成，其中靠近進(jìn)口管路的二個(gè)單向閥開(kāi)啟端相對(duì)設(shè)置，靠近出口管路的二個(gè)單向閥止回端相對(duì)設(shè)置。采用該結(jié)構(gòu)使高壓排氣和向氣體壓縮缸罐進(jìn)氣(相當(dāng)于活塞式壓縮機(jī)的吸氣)通過(guò)一個(gè)橋式閥組利用氣源天然氣的壓力能來(lái)完成。 當(dāng)氣源的高密度天然氣的壓力能滿(mǎn)足直接加注條件時(shí)，橋式閥組能讓其直接通過(guò)進(jìn)入加氣計(jì)量機(jī)。同樣，經(jīng)本發(fā)明增壓后的天然氣也能讓其儲(chǔ)壓后進(jìn)入加氣計(jì)量機(jī)。反之氣源天然氣的壓力下降或偏低橋式閥組就將其轉(zhuǎn)為壓縮機(jī)的進(jìn)氣動(dòng)作。所述電液換向閥選用三位四通閥，其中氣體壓縮缸右罐的底端通過(guò)一只管路穿過(guò)電液換向閥的一個(gè)通道與壓力油箱底端連通，使增壓后的液壓油經(jīng)氣體壓縮缸右罐流回壓力油箱里。本發(fā)明在氣源的進(jìn)口處設(shè)置有進(jìn)氣壓力傳感器，它將隨機(jī)測(cè)得的壓力信號(hào)反饋給壓縮自動(dòng)控制系統(tǒng)，壓縮自動(dòng)控制系統(tǒng)立即調(diào)整壓縮的進(jìn)油量(油活塞的行程)和兩列氣體壓縮罐工作切換的頻率。本發(fā)明在所述壓力油箱的底端設(shè)置有補(bǔ)油系統(tǒng)，當(dāng)油箱里的油減少后可及時(shí)補(bǔ)充。本發(fā)明在壓力傳感器與壓力油箱的進(jìn)口管路上裝有氣體過(guò)濾器，使進(jìn)入循環(huán)回路中的油干凈。在氣體過(guò)濾器與橋式閥組之間的進(jìn)口管路上設(shè)有壓力表，便于隨時(shí)觀察進(jìn)入氣體壓縮缸罐的氣體壓力。本發(fā)明在所述流量傳感器和高壓油泵之間設(shè)置有止回閥，該止回閥的止回端朝向流量傳感器，是為了防止增壓氣體逆行。本發(fā)明最顯著的優(yōu)點(diǎn)是不需要配套特種天然氣運(yùn)輸槽車(chē)，與前述的曲柄連桿活塞式壓縮機(jī)、液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)一樣配套普通的天然氣運(yùn)輸槽車(chē)。本發(fā)明充分地利用配套運(yùn)輸槽車(chē)的天然氣的壓力能，節(jié)省動(dòng)力；封閉式的內(nèi)循環(huán)的增壓工作方式，與周?chē)h(huán)境是隔離的，沒(méi)有游離天然氣溢出，從基本結(jié)構(gòu)上就保證了安全和環(huán)保。本發(fā)明利用液壓油在氣體壓縮缸罐組內(nèi)的液位升降代替機(jī)械活塞，利用氣源天然氣進(jìn)氣的壓力能和液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)能在氣體壓縮罐內(nèi)交替地進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、高壓排氣再切換的循環(huán)方式來(lái)完成天然氣的增壓壓縮。因沒(méi)有機(jī)械活塞沒(méi)有密封件沒(méi)有相對(duì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，因此也沒(méi)有機(jī)械摩擦，氣體的泄漏量為零，壓縮機(jī)的機(jī)械效率大大提高。另外，壓縮罐的缸截面直徑遠(yuǎn)大于常規(guī)壓縮機(jī)的直徑，因此油活塞的行進(jìn)速度沉穩(wěn)而均勻，氣體壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量有充足的時(shí)間釋放，不會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間內(nèi)的積聚，壓縮機(jī)缸體的溫升緩慢，可使用多種形式的散熱系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中曲柄連桿活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中液壓式壓縮天然氣加氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明靜態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明動(dòng)態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)看圖4、圖5，該實(shí)施例描述了一種液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，由高壓油泵1、 壓力控制閥2、壓力油箱3、液換向閥4、流量傳感器5、橋式閥組6、氣體壓縮缸右罐7、氣體壓縮缸左罐8、壓力傳感器9、壓力繼電器10、高壓儲(chǔ)氣瓶11、自動(dòng)控制系統(tǒng)12、補(bǔ)油系統(tǒng)工 13、進(jìn)口閥門(mén)14、出口閥門(mén)15、止回閥16和壓力表組成。其中在進(jìn)口管路的入口旁裝有進(jìn)口閥門(mén)14，在出口管路的出口旁裝有出口閥門(mén)15。在所述進(jìn)口閥門(mén)14后面設(shè)有壓力傳感器9，該壓力傳感器9后方的進(jìn)口管路上通過(guò)三通管分別連接壓力油箱3和橋式閥組6，所述橋式閥組6由四個(gè)單向閥組成，其中靠近進(jìn)口管路的二個(gè)單向閥開(kāi)啟端相對(duì)設(shè)置，靠近出口管路的二個(gè)單向閥止回端相對(duì)設(shè)置。在該橋式閥組6的進(jìn)口管路的對(duì)角線(xiàn)上設(shè)置出口管路，在該出口管路上經(jīng)三通管安裝有高壓儲(chǔ)氣瓶11，在該出口三通管與橋式閥組6之間設(shè)有壓力繼電器10 ；所述橋式閥組6的另一對(duì)角線(xiàn)上分別裝有氣體壓縮缸右罐7、氣體壓縮缸左罐8，這兩個(gè)氣體壓縮缸罐的底端依次經(jīng)電液換向閥4、流量傳感器5和高壓油泵1與壓力油箱3的底端連通，其中氣體壓縮缸右罐7的底端通過(guò)一只管路穿過(guò)電液換向閥4的一個(gè)通道與壓力油箱3底端連通，形成封閉循環(huán)回路；電液換向閥4選用三位四通閥。在所述高壓油泵1的噴油口與壓力油箱3底部之間還設(shè)有一支管，在該支管上裝有壓力控制閥2 ；在所述流量傳感器5和高壓油泵1之間設(shè)置有止回閥，該止回閥的止回端朝向流量傳感器5。所述氣體壓縮缸右罐7、氣體壓縮缸左罐8位置比壓力油箱3位置高，靜壓條件下， 氣體壓縮缸右罐7和氣體壓縮缸左罐8的最低液面與壓力油箱3的最高液面在同一水平面上；在所述壓力油箱3的底端設(shè)置有補(bǔ)油系統(tǒng)13，及時(shí)給壓力油箱補(bǔ)充壓力油。所述流量傳感器5測(cè)得的油量信號(hào)及壓力傳感器9測(cè)得的壓力信號(hào)同時(shí)傳入自動(dòng)控制系統(tǒng)12，經(jīng)處理后發(fā)送給電液換向閥4，該電液換向閥4接收指令后控制氣體壓縮缸左右罐的切換。所述壓力繼電器10將測(cè)得的壓力信號(hào)傳給自動(dòng)控制系統(tǒng)12，由自動(dòng)控制系統(tǒng)12指令高壓油泵 1啟動(dòng)，泵出高壓油。為了使進(jìn)入循環(huán)回路的氣體干凈，在壓力傳感器9與壓力油箱3的進(jìn)口管路上裝有氣體過(guò)濾器，為了檢測(cè)進(jìn)入橋式閥組6的氣壓，在氣體過(guò)濾器與橋式閥組6之間的進(jìn)口管路上設(shè)有壓力表。為了檢測(cè)出口氣壓，在高壓儲(chǔ)氣瓶11與出口閥門(mén)15之間設(shè)有壓力表，便于隨時(shí)檢測(cè)出口壓力。本發(fā)明所述的壓縮機(jī)是這樣工作的氣源一一天然氣運(yùn)輸槽車(chē)用高壓軟管連接在壓縮機(jī)進(jìn)口，此時(shí)壓縮機(jī)為靜態(tài)未開(kāi)機(jī)，機(jī)內(nèi)處于常壓狀態(tài)。當(dāng)打開(kāi)閥門(mén)天然氣經(jīng)過(guò)氣體過(guò)濾器，進(jìn)入三通管道一端向下進(jìn)入壓力油箱3，另一端進(jìn)入橋式閥組6，頂開(kāi)橋式閥組6的全部單向閥，一路經(jīng)過(guò)壓力繼電器10進(jìn)入高壓儲(chǔ)氣瓶11后儲(chǔ)壓待發(fā)。壓力繼電器10也因天然氣的壓力較高，符合20 MP a壓力值的設(shè)定，不啟動(dòng)壓縮機(jī)。在橋式閥組6里的另兩路氣體，同時(shí)也進(jìn)入到氣體壓縮缸右罐7、氣體壓縮缸左罐8里面，如圖4所示的狀態(tài)，即壓力平衡狀態(tài)。當(dāng)高壓儲(chǔ)氣瓶11因向外輸氣，天然氣壓力出現(xiàn)下降(注包含天然氣運(yùn)輸槽車(chē)的儲(chǔ)氣壓力下降)低于壓力繼電器10的設(shè)定值，壓縮機(jī)液壓的增壓系統(tǒng)啟動(dòng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)12指令高壓油泵1把高壓油送出經(jīng)流量傳感器5再經(jīng)過(guò)電液換向閥4，進(jìn)入任一氣體壓縮缸罐，罐內(nèi)隨著液壓油的體積的增加，氣體被壓縮壓力增高，這時(shí)獲得高壓的氣體向高壓儲(chǔ)氣瓶11移動(dòng)，在經(jīng)過(guò)橋式閥組6時(shí)高壓的氣體關(guān)住了通向低壓的單向閥，高壓的氣體只能進(jìn)入到高壓儲(chǔ)氣瓶11內(nèi)，如圖5所示。這里，高壓油泵1向氣體壓縮缸罐7和8送進(jìn)的高壓油的體積流量，相當(dāng)于活塞式壓縮機(jī)里活塞的行程，這個(gè)“油活塞”的行程是可調(diào)整的，它是根據(jù)壓力變化的情況逐漸調(diào)整進(jìn)入的高壓油量，即“油活塞”行程的長(zhǎng)短來(lái)適應(yīng)壓力的變化。壓力較高時(shí)壓縮行程短； 壓力低時(shí)壓縮行程就加長(zhǎng)。流量傳感器5將測(cè)得的油量信號(hào)加上壓縮機(jī)進(jìn)口處的壓力傳感器9測(cè)得的壓力信號(hào)同時(shí)傳入控制系統(tǒng)12，經(jīng)處理后發(fā)出控制氣體壓縮缸左右罐切換的指令，讓壓縮機(jī)的高壓儲(chǔ)氣瓶11內(nèi)的天然氣壓力始終保持輸出值的狀態(tài)。高壓油泵1自身輸出壓力值是由壓力調(diào)節(jié)閥2調(diào)整。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，在進(jìn)口管路的入口旁裝有進(jìn)口閥門(mén)(14)，在出口管路的出口旁裝有出口閥門(mén)(15)，其特征在于在所述進(jìn)口閥門(mén)(14)后面設(shè)有壓力傳感器(9 )，該壓力傳感器(9 )后方的進(jìn)口管路上通過(guò)三通管分別連接壓力油箱(3 )和橋式閥組(6)，在該橋式閥組(6)的進(jìn)口管路的對(duì)角線(xiàn)上設(shè)置出口管路，在該出口管路上經(jīng)三通管安裝有高壓儲(chǔ)氣瓶(11)，在該出口三通管與橋式閥組(6)之間設(shè)有壓力繼電器(10)；所述橋式閥組(6)的另一對(duì)角線(xiàn)上分別裝有氣體壓縮缸右罐(7)、氣體壓縮缸左罐(8)，這兩個(gè)氣體壓縮缸罐的底端依次經(jīng)電液換向閥(4)、流量傳感器(5)和高壓油泵(1)與壓力油箱 (3)的底端連通，其中氣體壓縮缸右罐(7)的底端通過(guò)一只管路穿過(guò)電液換向閥(4)的一個(gè)通道與壓力油箱(3)底端連通，形成封閉循環(huán)回路；在所述高壓油泵(1)的噴油口與壓力油箱(3)底部之間還設(shè)有一支管，在該支管上裝有壓力控制閥(2);所述氣體壓縮缸右罐(7)、 氣體壓縮缸左罐(8)位置比壓力油箱(3)位置高，靜壓條件下，氣體壓縮缸右罐(7)和氣體壓縮缸左罐(8)的最低液面與壓力油箱(3)的最高液面在同一水平面上；所述流量傳感器 (5)測(cè)得的油量信號(hào)及壓力傳感器(9)測(cè)得的壓力信號(hào)同時(shí)傳入自動(dòng)控制系統(tǒng)(12)，經(jīng)處理后發(fā)送給電液換向閥(4)，該電液換向閥(4)接收指令控制氣體壓縮缸左右罐的切換；所述壓力繼電器(10)測(cè)得的壓力信號(hào)傳給自動(dòng)控制系統(tǒng)(12)，由自動(dòng)控制系統(tǒng)(12)指令高壓油泵(1)啟動(dòng)，泵出高壓油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，其特征在于所述橋式閥組(6)由四個(gè)單向閥組成，其中靠近進(jìn)口管路的二個(gè)單向閥開(kāi)啟端相對(duì)設(shè)置，靠近出口管路的二個(gè)單向閥止回端相對(duì)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，其特征在于所述電液換向閥(4)選用三位四通閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，其特征在于在所述壓力油箱(3)的底端設(shè)置有補(bǔ)油系統(tǒng)(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，其特征在于壓力傳感器(9)與壓力油箱(3)的進(jìn)口管路上裝有氣體過(guò)濾器，該氣體過(guò)濾器與橋式閥組(6)之間的進(jìn)口管路上設(shè)有壓力表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，其特征在于在所述流量傳感器(5)和高壓油泵(1)之間設(shè)置有止回閥，該止回閥的止回端朝向流量傳感器 (5)。
全文摘要
一種液力式油活塞天然氣子站壓縮機(jī)，由高壓油泵1、壓力控制閥2、壓力油箱3、液換向閥4、流量傳感器5、橋式閥組6、氣體壓縮缸罐組、壓力傳感器9、壓力繼電器10、高壓儲(chǔ)氣瓶11、自動(dòng)控制系統(tǒng)12等組成。本發(fā)明既能與普通的天然氣運(yùn)輸槽車(chē)對(duì)接，又不使用機(jī)械活塞和汽缸，它利用高密度天然氣進(jìn)氣的壓力能和液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)能在氣體壓縮罐內(nèi)交替地進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、高壓排氣再切換的循環(huán)方式來(lái)完成天然氣的增壓壓縮。具有節(jié)能環(huán)保，無(wú)摩擦，無(wú)泄漏，無(wú)噪聲，溫升緩慢，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04B35/00GK102322413SQ20111025269
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者廖華, 秦大昆, 譚世云 申請(qǐng)人:重慶耐德燃?xì)庠O(shè)備有限公司