本申請(qǐng)屬于壓縮機(jī)，具體涉及一種壓縮機(jī)補(bǔ)液系統(tǒng)、兩級(jí)壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

1、相比于傳統(tǒng)往復(fù)活塞壓縮機(jī)，液體活塞壓縮機(jī)使用液體構(gòu)建液體活塞進(jìn)行氣體壓縮。由于液體易于分離、高溫高壓下物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、壓縮性極低、潤滑性能優(yōu)異，且氫氣在其中的溶解度極低，因此可以在不污染氫氣的前提下，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱、液體密封、摩擦副潤滑的功能，一方面使得壓縮過程接近等溫過程，降低壓縮機(jī)排氣溫度，節(jié)能降耗；另一方面解決了活塞機(jī)高壓下無油潤滑與密封的難題。

2、然而，隨著液體活塞壓縮機(jī)活塞不斷地高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸中的一部分液體必然會(huì)隨氣體在排氣階段一起排出。液體的持續(xù)損失不僅會(huì)導(dǎo)致氣缸余隙容積增加，壓縮機(jī)容積效率降低，還會(huì)使活塞與氣缸間液封與潤滑失效，氣體泄漏風(fēng)險(xiǎn)增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供了一種壓縮機(jī)補(bǔ)液系統(tǒng)、兩級(jí)壓縮機(jī)，高效合理地向氣缸中補(bǔ)液，以解決液體活塞壓縮機(jī)工作過程中氣缸內(nèi)液體損失嚴(yán)重，影響壓縮機(jī)工作效率及安全可靠性的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種壓縮機(jī)補(bǔ)液系統(tǒng)，主要由液體補(bǔ)充組件構(gòu)成，包括補(bǔ)液執(zhí)行單元與補(bǔ)液控制單元；所述補(bǔ)液執(zhí)行單元由氣液分離器、減壓閥、噴液器組成，用于向壓縮機(jī)各級(jí)氣缸中噴射液體。

4、所述氣液分離器上端通過氣體管路連接至高壓儲(chǔ)罐；氣液分離器底部出口通過補(bǔ)液管路分別連接至兩個(gè)減壓閥，每個(gè)減壓閥后都通過補(bǔ)液管路與一個(gè)噴液器連接；所述噴液器安裝在各級(jí)氣體壓縮組件的氣缸上端，直接與氣體壓縮腔連通。

5、優(yōu)選地，氣液分離器與高壓儲(chǔ)罐之間依次設(shè)置有過濾器、排氣緩沖罐。

6、所述補(bǔ)液控制單元由電控單元、壓力傳感器、液位計(jì)、鍵相傳感器組成，用于收集補(bǔ)液管道中壓力、氣液分離器中液位高度、活塞位置等信息，并經(jīng)處理運(yùn)算后向補(bǔ)液執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供補(bǔ)液始點(diǎn)、補(bǔ)液時(shí)長、補(bǔ)液壓力、補(bǔ)液量等參數(shù)，以控制實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)補(bǔ)液過程。

7、所述壓力傳感器共有三支，分別安裝于第一補(bǔ)液管路、第二補(bǔ)液管路和第三補(bǔ)液管路，用于測(cè)量公共補(bǔ)液管路與兩級(jí)各自補(bǔ)液管路中的壓力。

8、所述液位計(jì)安裝于氣液分離器底端，用于檢測(cè)氣液分離器中液位高度。

9、所述鍵相傳感器設(shè)置于曲軸箱上，與電機(jī)轉(zhuǎn)子軸垂直安裝，用于檢測(cè)曲軸相位，進(jìn)而判斷壓縮機(jī)此時(shí)處于吸氣過程、壓縮過程、排氣過程還是膨脹過程。

10、壓力傳感器、液位計(jì)、鍵相傳感器、噴液器、減壓閥均與電控單元連接，由電控單元統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、處理、傳遞及動(dòng)作控制。

11、本發(fā)明還提供了一種兩級(jí)壓縮機(jī)，包括一級(jí)氣體壓縮組件和二級(jí)氣體壓縮組件，還包括上述液體補(bǔ)充組件。

12、所述一級(jí)氣體壓縮組件通過氣體管路與二級(jí)氣體壓縮組件連接，所述二級(jí)氣體壓縮組件通過氣體管路與液體補(bǔ)充組件連接，所述液體補(bǔ)充組件通過補(bǔ)液管路與氣體壓縮組件連接。

13、當(dāng)壓縮機(jī)處于吸氣階段時(shí)，液體補(bǔ)充組件工作，噴液器向氣缸中以射流形式補(bǔ)充液體；當(dāng)壓縮機(jī)處于壓縮、排氣、膨脹階段時(shí)，液體補(bǔ)充組件停止工作，噴液器不向氣缸中補(bǔ)充液體。

14、所述一級(jí)氣體壓縮組件與二級(jí)氣體壓縮組件均包括氣缸、曲軸箱、進(jìn)排氣管路。每個(gè)氣缸均與曲軸箱固定連接，由活塞桿填料將氣缸內(nèi)腔與曲軸箱內(nèi)腔隔離；活塞滑動(dòng)地設(shè)置于氣缸中，活塞外側(cè)面與氣缸內(nèi)壁之間設(shè)置有活塞密封件；所述活塞上端設(shè)置液體活塞，活塞下端連接活塞桿的一端，活塞桿的另一端與十字頭相連；所述十字頭滑動(dòng)地設(shè)置于曲軸箱中，十字頭通過連桿與曲軸連接；活塞下端面與氣缸內(nèi)壁構(gòu)成隔離腔，隔離腔通過隔離器排液管路與隔離腔排液箱連接，用于排出泄漏至隔離腔中的液體；進(jìn)氣閥與排氣閥均設(shè)置于氣缸上端；各級(jí)氣體壓縮組件安裝在同一根曲軸上，曲軸一端與電機(jī)連接。

15、優(yōu)選地，所述進(jìn)氣閥與排氣閥均為自動(dòng)閥，依靠閥片上下壓差實(shí)現(xiàn)閥的自動(dòng)開閉。

16、一級(jí)氣體壓縮組件的第一氣缸通過氣體管路與低壓氣源連接；第一氣缸通過第一排氣閥與第一換熱器的一端連接，第一換熱器的另一端與二級(jí)壓縮組件中的第二進(jìn)氣閥連接；二級(jí)氣體壓縮組件中的第二氣缸通過氣體管路與高壓儲(chǔ)罐連接。

17、優(yōu)選地，低壓氣源與第一氣缸之間依次設(shè)置有電磁開關(guān)閥、電磁比例閥、進(jìn)氣緩沖罐、單向閥。

18、本發(fā)明提供的兩級(jí)壓縮機(jī)的補(bǔ)液過程，包括吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程、膨脹沖程。

19、吸氣過程中，進(jìn)氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，電控單元檢測(cè)曲軸相位，當(dāng)吸氣過程開始時(shí)，控制噴液器打開向氣缸中以射流形式噴入液體，實(shí)現(xiàn)液體補(bǔ)充，達(dá)到預(yù)設(shè)補(bǔ)液量后噴液器關(guān)閉，若吸氣過程結(jié)束時(shí)仍未達(dá)到預(yù)設(shè)補(bǔ)液量，噴液器仍關(guān)閉，待下個(gè)周期吸氣過程時(shí)進(jìn)行補(bǔ)液；

20、壓縮沖程中，進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥關(guān)閉，噴液器處于關(guān)閉狀態(tài)；

21、排氣沖程中，進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥開啟，噴液器處于關(guān)閉狀態(tài)；

22、膨脹沖程中，進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥關(guān)閉，噴液器處于關(guān)閉狀態(tài)；

23、待此次補(bǔ)液過程達(dá)到預(yù)設(shè)補(bǔ)液量時(shí)，補(bǔ)液過程結(jié)束。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

25、包括氣液分離器、減壓閥、噴液器在內(nèi)的補(bǔ)液執(zhí)行單元，可以將摻混在壓縮機(jī)排氣內(nèi)的液體進(jìn)行分離和收集，并通過噴液器注入各級(jí)氣缸，以彌補(bǔ)氣缸在工作過程中液體的損失。包括電控單元、壓力傳感器、鍵相傳感器、液位計(jì)在內(nèi)的補(bǔ)液控制單元可以通過傳感器實(shí)時(shí)收集曲軸相位、補(bǔ)液管道中壓力、氣液分離器中液位數(shù)據(jù)，判斷此時(shí)壓縮機(jī)所處工作狀態(tài)，為補(bǔ)液執(zhí)行單元提供補(bǔ)液始點(diǎn)、補(bǔ)液時(shí)長、補(bǔ)液壓力、補(bǔ)液量等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)液過程定時(shí)定量的精準(zhǔn)控制。

26、此外，本發(fā)明還將補(bǔ)液過程固定在吸氣過程進(jìn)行。排氣過程中排氣閥打開，若此時(shí)進(jìn)行補(bǔ)液，噴入的離子液會(huì)直接隨氣體通過排氣閥流出，造成液體的浪費(fèi)，影響補(bǔ)液效率，且此時(shí)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到峰值，對(duì)應(yīng)的噴液器補(bǔ)液壓力也需要提高，能量消耗大；膨脹過程與壓縮過程中氣缸內(nèi)壓力均在不斷變化，此時(shí)進(jìn)行補(bǔ)液，若噴液器補(bǔ)液壓力保持穩(wěn)定，則噴液器瞬時(shí)流量不斷變化，不利于對(duì)補(bǔ)液時(shí)長和補(bǔ)液量的精確控制；吸氣過程中，排氣閥關(guān)閉，氣缸內(nèi)壓力為吸氣壓力，壓力較低且保持穩(wěn)定，此時(shí)可以以較低且恒定的補(bǔ)液壓力進(jìn)行補(bǔ)液，便于實(shí)現(xiàn)補(bǔ)液的精確控制，穩(wěn)定高效地完成補(bǔ)液過程。

技術(shù)特征：

1.一種壓縮機(jī)補(bǔ)液系統(tǒng)，主要由液體補(bǔ)充組件(z3)組成，包括補(bǔ)液執(zhí)行單元與補(bǔ)液控制單元；所述補(bǔ)液執(zhí)行單元由氣液分離器(301)、兩個(gè)補(bǔ)液減壓閥(306、307)、兩個(gè)噴液器(308、309)組成，氣液分離器(301)上端通過第五氣體管路(l5)連接到高壓儲(chǔ)罐(305)，底部出口依次通過第一補(bǔ)液管路(l8)與兩個(gè)補(bǔ)液減壓閥(306、307)連接后，再通過第二、三補(bǔ)液管路(l9、l10)與兩個(gè)噴液器(308、309)連接，兩個(gè)噴液器(308、309)分別安裝于壓縮機(jī)兩個(gè)氣缸頂端，直接與氣體壓縮腔連通；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)補(bǔ)液系統(tǒng)，其特征在于，氣液分離器(301)上端和高壓儲(chǔ)罐(305)之間的第五氣體管路(l5)上還依次設(shè)有過濾器(303)、排氣緩沖罐(304)。

3.一種兩級(jí)壓縮機(jī)，包括一級(jí)氣體壓縮組件(z1)、二級(jí)氣體壓縮組件(z2)，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1或2所述的壓縮機(jī)補(bǔ)液系統(tǒng)，一級(jí)氣體壓縮組件(z1)通過第三氣體管路(l3)與二級(jí)氣體壓縮組件(z2)連接，二級(jí)氣體壓縮組件(z2)通過第四氣體管路(l4)與液體補(bǔ)充組件(z3)連接，液體補(bǔ)充組件(z3)通過第二補(bǔ)液管路(l9)、第三補(bǔ)液管路(l10)分別與一級(jí)氣體壓縮組件(z1)、二級(jí)氣體壓縮組件(z2)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩級(jí)壓縮機(jī)，其特征在于，所述一級(jí)氣體壓縮組件(z1)包括第一氣缸(111)、第一曲軸箱(117)、一級(jí)進(jìn)排氣管路，第一氣缸(111)與第一曲軸箱(117)固定連接，由第一填料(113)將氣缸(111)內(nèi)腔與曲軸箱(117)內(nèi)腔隔離；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩級(jí)壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一氣缸(111)與低壓氣源(101)之間的第一進(jìn)氣管路(l1)上，依次設(shè)置有電磁開關(guān)閥(102)、電磁比例閥(103)、進(jìn)氣緩沖罐(104)、單向閥(105)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的兩級(jí)壓縮機(jī)，其特征在于，所述兩個(gè)進(jìn)氣閥(106、206)、兩個(gè)排氣閥(107、207)均為自動(dòng)閥，依靠閥片上下壓差實(shí)現(xiàn)閥的自動(dòng)開閉。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種壓縮機(jī)補(bǔ)液系統(tǒng)、兩級(jí)壓縮機(jī)，以解決液體活塞壓縮機(jī)工作過程中氣缸內(nèi)液體損失造成壓縮機(jī)工作效率及安全可靠性降低的問題。補(bǔ)液執(zhí)行單元可以將摻混在壓縮機(jī)排氣內(nèi)的液體進(jìn)行分離和收集，通過噴液器注入各級(jí)氣缸，以彌補(bǔ)氣缸在工作過程中液體的損失；補(bǔ)液控制單元可以通過傳感器實(shí)時(shí)收集曲軸相位、補(bǔ)液管道中壓力、氣液分離器中液位數(shù)據(jù)，判斷壓縮機(jī)所處工作狀態(tài)，為補(bǔ)液執(zhí)行單元提供補(bǔ)液始點(diǎn)、補(bǔ)液時(shí)長、補(bǔ)液壓力、補(bǔ)液量等參數(shù)，同時(shí)將補(bǔ)液過程固定在吸氣沖程進(jìn)行，以較低且恒定的補(bǔ)液壓力進(jìn)行補(bǔ)液，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)液過程定時(shí)定量的精準(zhǔn)控制。

技術(shù)研發(fā)人員：請(qǐng)求不公布姓名
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西海卓康普新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240329
技術(shù)公布日：2024/12/19