一种点吸收式波浪能气体增压装置的制作方法

本发明属于波浪能辅助天然气液化技术领域，具体来说是一种通过浮子吸收波浪能推动活塞杆运动实现气体增压的辅助天然气液化装置。

背景技术：

波浪能是一种清洁的海洋可再生能源，由于具有绿色环保和储藏丰富的特点，日益受到科研工作者的关注。目前用于天然气液化增压装置的主流技术是增压泵，且一般需要多级增压过程，其优点是增压过程快，能持续实现增压工作，可靠性高。

对于海上开采天然气作业来说，这种液化天然气增压方式虽然能实现天然气液化的功能，但是由于海上环境的特殊性，该方案不但安装实施困难，而且耗费大量电力资源，因而无法广泛使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用波浪能使天然气被加压实现天然气液化的变推程增压装置，实现天然气的液化运输。

本发明的技术解决方案如下：

一种点吸收式波浪能气体增压装置，其特点在于，包括一块浮子、机架、连杆、偏心轮、齿轮组、活塞连杆、固定导轨、一对滚轮、活塞、活塞缸、两个单向阀、两条输气通道、一个储气罐；

所述的浮子与机架相连，该机架通过连杆与偏心轮相连，偏心轮通过齿轮组联动，齿轮组与活塞连杆相连，活塞连杆与活塞连接端同轴心对接，活塞缸上有一对滚轮该滚轮与固定导轨相连，所述的活塞缸具有进气口和出气口，进气口通过输气通道与外部相连，出气口通过输气通道与储气罐相连，两个输气通道内分别置有单向阀。

所述的偏心轮可做整周转动。

所述的齿轮组包括传动轴、及位于该传动轴两端的大小齿轮组，所述大小齿轮组由小齿轮和大齿轮组成，大齿轮的旋转轴与活塞的中心轴位于同一平面内。

所述的大齿轮上有活塞连杆与之铰接，铰接位置不与大齿轮的旋转轴重合。

所述的输气通道内置单向阀，单向阀可控制开启与关闭，可以实现天然气的单向传输

所述的导轨和储气罐固定于浮式海洋平台上。

所述连接齿轮与活塞的两连杆，其杆长不同，可以实现变推程增压。

装置正常工作时浮子跟随波浪上下运动，浮子通过连杆带动偏心轮旋转，偏心轮通过轴传递转动给小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合将转动传给连接齿轮，连接齿轮通过连杆将转动传递至活塞杆，带动活塞上下运动，实现吸气和增压功能。由于装置中两个与活塞杆相连的杆长不等，即其推程不等，可以实现加压强度不同，即可以实现变增压。活塞下降过程中进气口打开，出气口关闭；上升过程进气口关闭，增压后出气口打开。整个活塞缸通过滚轮与固定导轨相连，可以实现与不同长度的活塞杆连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)适用于不同气体增压过程，通过改变与活塞杆相连的连杆杆长即可改变气体增压过程中的推程，可以实现加压强度的改变，即可以实现对不同气体增压。

2)装置结构简单，易于海上安装，经济性强。适用于绝大多数近岸工作海况，可靠性高。

附图说明

图1是本发明实现变推程增压的点吸收式波浪能气体增压装置的外形图。

图中，浮子1、连杆2、连杆3、偏心轮4、小齿轮5、轴6、大齿轮7、连杆8、活塞连杆9、固定导轨10、滚轮11、活塞12、活塞缸13、进气口14、出气口15、单向阀16、通道17、储气罐18。

图2是本发明实现变推程增压的点吸收式波浪能气体增压装置的三维图。

具体实施方法

下面结合实施例和附图对本发明做详细的说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

图1是点吸收式波浪能气体增压的总体装置的示意图。如图所示，点吸收式波浪能气体增压装置主要的组成部分有：1.浮子、2.机架、3.连杆、4.偏心轮、5.小齿轮、6.轴、7.大齿轮、8.连杆、9.活塞连杆、10.固定导轨、11.滚轮、12.活塞、13.活塞缸、14.进气口、15.出气口、16.单向阀、17.通道、18.储气罐。本装置的主要功能是利用点吸收式波浪能进行波浪能变推程气体增压。

首先对装置功能进行初步介绍。浮子1与机架2连接，跟随波浪进行上下运动。机架2带动连杆3运动，动力进而传递到偏心轮4，使偏心轮4旋转。偏心轮4的动力传动至轴，带动小齿轮5运动。与小齿轮5啮合的大齿轮7在小齿轮主动驱动下进行从动运动。易知传动比为z2/z1,其中z2为大齿轮的齿数，z1为小齿轮的齿数。通过选取适当的齿数比可以获得较大和稳定的传动比。大齿轮7在获得动力后，将动力传动给连杆及活塞杆，带动活塞12进行上下运动。由于波浪呈现周期性变化，活塞运动也具有周期性，而过偏心轮3和齿轮组的传动后，活塞12能获得较平稳的动力传输。因此，活塞的运动表现为平稳的上下周期运动。由图可知，活塞下降运动时，单向阀控制气体流入，进气口14打开，实现进气功能，此时出气口15关闭，气体积聚在活塞缸13内。活塞上升运动时，进气口14关闭，出气口15打开，积聚在活塞缸13内的气体被压缩后流经出气口15、单向阀16和通道17，最终来到储气罐18。其中，单向阀的作用是防止压缩气体的回流。

接下来对于装置吸气增压过程进行详细介绍。本装置的吸气增压过程实现了变推程功能。与小齿轮连接的轴上平行装置两组齿轮，差异在于两组齿轮连接的活塞杆杆长不同。活塞缸13前后以及左右对称装有四个滚轮。如图2所示，活塞缸两侧的滚轮为对称安装，因此对单侧滚轮运动进行介绍。滚轮11可在固定导轨10上自由移动，实现活塞缸以小车形态在导轨方向上进行前后移动。活塞12和活塞杆被设计为可进行拆装的形态。长活塞杆和活塞缸断开连接后，活塞缸在导轨上移动，移至短活塞杆上方，实现对接。通过移动活塞缸，两组活塞杆可与活塞12进行交替对接。由于活塞杆杆长不同，活塞12的推程不同。长活塞杆推程较长，可获得较强的加压强度；短活塞杆推程较短，加压强度较低。通过改变活塞杆的连接，实现变压增压的功能。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。

技术特征：

技术总结
一种点吸收式波浪能气体增压装置，其特征在于，包括一个活塞缸、一个活塞、一个固定导轨、一个储气罐、一块浮子、一对滚轮、两个单向阀、两条输气通道、一个偏心轮、若干齿轮及连杆组成的轮系，该气体增压装置在工作中，轮系将浮子随波浪上下运动转换成活塞的上下运动；由于与活塞相连的连杆长度不不等，则推程不等，实现的增压强度也不等。该装置具有成本低廉、工作高效、变增压、适用于不同海况的特点。

技术研发人员：杨立军;张钰祺
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2017.05.08
技术公布日：2017.07.14