一种加氢装置用隔膜式压缩机的制作方法

1.本发明涉及氢气压缩机技术领域，具体涉及一种加氢装置用隔膜式压缩机。


背景技术：

2.氢能作为一种清洁二次能源，其能量密度高、来源广，调峰储能潜力大，被视为未来极具发展潜力的清洁能源。
3.氢燃料电池汽车具有高效率和近零排放的显著优势，具有广阔发展前景，中国、美国、欧盟、日本、韩国等国家和地区开展了大量研究。通用、福特、克莱斯勒、丰田、本田和奔驰、大众、上海汽车、一汽、重汽等公司开发了氢燃料电池车型，示范运行情况良好。
4.为了使氢燃料电池汽车实现市场化，需要实现配套加氢站的市场化。对于加氢站而言，更高的氢压等级意为着更高的经济效益。
5.我国加氢站压缩机自主研制处于起步阶段。国内有大专院校和企业对35mpa等级的氢压机、加氢机等加氢站技术及装备进行了研究与开发。但受技术、工艺、材料以及市场等多方面因素影响，基础研究不能满足样机开发，试验产品运行性能较差，膜片、气阀、溢流阀等核心部件使用寿命短。
6.在专利cn201280007997.2中，公开了一种气体压缩机，包括高压流体源和压力容器，其中所述压力容器具有一个用于待压缩气体的进气口，一个用于被压缩气体的出气口和一个用于高压流体的流体入口。所述压缩机被布置为将所述高压流体经由流体入口引入到所述压力容器中，从而压缩压力容器中的气体的体积。
7.在专利cn202110444422.8中，公开了一种直立型六级压缩的高压氢气压缩机，属于氢气压缩机领域，一种直立型六级压缩的高压氢气压缩机，包括安装板，所述安装板的顶部设置有驱动电机和曲轴箱，所述曲轴箱位于驱动电机的后方。本方案在需要对曲轴进行润滑时，通过下调封堵组件将储油腔与过油腔连通，使得储油腔内的润滑油下流至过油腔内，待过油腔内存有一定量的润滑油时，将封堵组件复位，再次封堵储油腔和过油腔，并将压力变送器通电运行，将过油腔内的润滑油经连接头推送至过油孔内并经出油微孔流至曲轴的曲柄销处，对曲轴与转动块进行润滑，从而降低磨损，操作方式非常简单，且通过设计封堵组件在需要对曲轴进行润滑时不需要每次手动添油，也能降低润滑油的浪费。
8.在专利cn202080006697.7中公开了一种氢气压缩装置。该氢气压缩装置作为至少一个将导入压缩室内的低压氢气变成高压氢气排出的氢气压缩装置，优选地，包括：通过动力部旋转运动的小齿轮构件；一端部啮合于所述小齿轮构件，随着所述小齿轮构件的所述旋转运动进行往复直线运动的至少一个齿条构件；设于所述至少一个齿条构件的各另一端部，随着所述至少一个齿条构件的各所述往复直线运动进行往复运动，使所述至少一个压缩室的各体积缩小或扩大的至少一个压缩构件；具备所述至少一个压缩构件以可往复运动的状态插入的至少一个孔部，所述至少一个孔部中所述至少一个压缩构件各前端部侧的区域设有所述低压氢气被导入的所述至少一个压缩室的壳体。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种加氢装置用隔膜式压缩机。隔膜式压缩机作为一种特殊的往复式压缩机，主要由曲轴组件、连杆组件、十字头组件、气缸总成、活塞等组成；隔膜式压缩机由电动机驱动，通过皮带轮传动，由连杆组件推动气缸总成内膜片鼓动。本发明能实现70 mpa压力等级的氢气压缩，且由于膜片能将气腔与油腔完全隔开，还能避免油液的污染，保证了压缩介质的纯洁，解决了现有氢压机压力等级不足、压缩介质易被污染的技术问题。
10.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种加氢装置用隔膜式压缩机，包括基础总成、气缸总成和活塞，其中：所述活塞设置在基础总成和气缸总成之间，将基础总成和气缸总成相连接；所述基础总成包括皮带轮、曲轴组件、机身组件；所述曲轴组件设置在机身组件内；所述曲轴组件一端设有皮带轮，另一端与润滑系统相连；所述曲轴组件包括两个曲拐，其中一个曲拐的曲柄销上设有平衡铁，另一个曲拐的曲柄销上固定有连杆组件；所述连杆组件通过十字头组件与活塞相连；所述气缸总成包括上支承头、下支承头、工艺板和中间体；所述下支承头通过中间体与机身组件相连；所述上支承头通过工艺板与下支承头相连；所述工艺板与下支承头之间设有膜片；所述膜片靠近活塞一侧还设有配油盘。
11.可选或优选地，所述机身组件由高强度铸铁制成；所述机身组件底部设有润滑油油池；所述机身组件顶部设有呼吸器。
12.可选或优选地，所述十字头组件由铸铁制成，能够减少摩擦损耗；所述十字头组件通过十字头销与连杆组件相连。
13.可选或优选地，所述上支承头上开设有排气端口和进气端口；所述排气端口和进气端口均与活塞平行设置，连通外部与膜片；所述排气端口和进气端口内靠近膜片的一端均设有吸气阀组件。
14.可选或优选地，所述配油盘上开设有多个小孔。
15.可选或优选地，所述中间体的两端分别与缸总成的下支承头和机身组件相连；所述中间体内设有活塞和十字头组件的滑道。
16.可选或优选地，所述润滑系统包括过滤器、油泵和油冷却器；位于机身组件底部润滑油油池内的润滑油在油泵的作用下依次经过过滤器和油冷却器，然后进入配油盘中。
17.本发明的有益效果包括：（1）本发明能够实现70 mpa压力等级的氢气压缩，增加了氢气充注量；（2）本发明的各部件运行性能稳定，核心部件使用寿命长，易损坏部件均采用便于更换的设计；
（3）本发明能够避免油液的污染，保证了压缩介质的纯洁。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
19.图1 为本发明的结构示意图（主视图）；图2 为本发明的结构示意图（俯视图）；图3 为本发明基础总成的结构示意图（剖视图）；图4 为本发明气缸总成的结构示意图（剖视图）；图中附图说明为：1-基础总成，2-气缸总成，101-皮带轮，102-曲轴组件，103-机身组件，104-盖板组件，105-平衡铁，106-连杆组件，107-十字头组件，201-上支承头，202-下支承头，203-工艺板，204-配油盘，205-排气端口，206-进气端口，207-吸气阀组件，208-膜片，209-中间体。
具体实施方式
20.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1：如图1-图4所示：本实施例提供了一种加氢装置用隔膜式压缩机，包括基础总成1、气缸总成2和活塞，其中：所述活塞设置在基础总成1和气缸总成2之间，将基础总成1和气缸总成2相连接；所述基础总成1包括皮带轮101、曲轴组件102、机身组件103；所述曲轴组件102设置在机身组件103内；所述曲轴组件102一端设有皮带轮101，另一端与润滑系统相连；所述曲轴组件102包括两个曲拐，其中一个曲拐的曲柄销上设有平衡铁105，另一个曲拐的曲柄销上固定有连杆组件106。
23.曲轴是把电机的旋转运动转换为往复运动的部件，负担传递活塞式压缩机的全部驱动功率，承受拉、压、剪切、弯曲、扭转等交变复合作用。活塞作用于曲轴上的力是间歇且不平衡的。要使曲轴平稳，就要求曲轴保持平衡。平衡铁105则是用于消除动不平衡的力偶、静不平衡的离心力。
24.所述连杆组件106通过十字头组件107与活塞相连；所述气缸总成2包括上支承头201、下支承头202、工艺板203和中间体209；工艺板203为用于形成气腔的承接体。
25.所述下支承头202通过中间体209与机身组件103相连；所述上支承头201通过工艺板203与下支承头202相连；所述工艺板203与下支承头202之间设有膜片208，气腔是由上支承头201和膜片208所围成的封闭的空腔；油腔是由下支承头202和膜片208所围成的封闭的空腔；所述膜片208将气缸与油缸完全隔开，使被压缩的介质不与油液接触，从而能够避免油液的污染，保证了压缩介质的纯洁；所述膜片208靠近活塞一侧还设有配油盘204。
26.本实施例中，所述机身组件103由高强度铸铁制成；所述机身组件103底部设有润滑油油池；所述润滑油油池内设有油标，以便观察油位所述机身组件103顶部设有呼吸器，所述呼吸器由进气、排气阀组合，所述呼吸器用于排出机身组件103内的油气，平衡曲轴箱内的压力，使其保持常压，保证压缩机正常工作。
27.本实施例中，所述机身组件103的底面还设有地脚支架和调整螺钉，用于调整机身组件103，使机身组件103保持水平。
28.本实施例中，所述十字头组件107由铸铁制成，能够减少摩擦损耗；所述十字头组件107通过十字头销与连杆组件106相连。
29.本实施例中，所述上支承头201上开设有排气端口205和进气端口206；所述排气端口205和进气端口206均与活塞平行设置，连通外部与膜片208；所述排气端口205和进气端口206内靠近膜片208的一端均设有吸气阀组件207。
30.本实施例中，所述进气压力为5~20mpa；所述排气压力为额定45mpa。
31.本实施例中，所述排气温度不大于45℃。
32.本实施例中，所述配油盘204上开设有多个小孔，使得膜片208能与油缸相连通。
33.本实施例中，所述中间体209的两端分别与缸总成2的下支承头202和机身组件103相连；所述中间体209内设有活塞和十字头组件107的滑道；所述滑道为可拆卸设计，方便更换，且能够避免中间体209磨损。
34.本实施例中，所述润滑系统包括过滤器、油泵和油冷却器；位于机身组件103底部润滑油油池内的润滑油在油泵的作用下依次经过过滤器和油冷却器，然后进入配油盘204中。润滑系统是用于压缩机运动部件的润滑和起到推动气缸内膜片的作用。
35.本实施例中，所述氢气冷却和油冷却器均为水冷。
36.本实施例还设有补偿油泵，能在隔膜式压缩机的吸气行程中将油注入油腔中。
37.本实施例具有以下优点：（1）本实施例能够实现70 mpa压力等级的氢气压缩，增加了氢气充注量；（2）本实施例的各部件运行性能稳定，核心部件使用寿命长，易损坏部件均采用便于更换的设计；（3）本实施例能够避免油液的污染，保证了压缩介质的纯洁。
38.（4）本实施例能够保证压缩氢气中100%无油。
39.本实施例的工作原理为：本发明提供的一种加氢装置用隔膜式压缩机由电动机驱动，通过皮带轮101转动曲轴组件102，使与曲轴组件102相连的连杆组件106推动活塞作往复直线运动，推动油液，使膜片208作往复振动。在吸气阀组件207的控制下，膜片208每振动一次，即完成一次吸、排气过程。
40.本发明在工作时，少量油液会从油腔中通过活塞环与缸壁及环槽的间隙泄漏到机身组件103中的曲轴组件102旁。为了补偿这部份油量，膜片208在压缩行程终了时能紧贴工艺板208，排净压缩介质，补偿油泵在隔膜式压缩机的吸气行程中将油注入油腔，油量略多于泄漏量，多余油量在压缩行程终了时，通过控制油压的调压阀流回机身组件103底部的油箱中。
41.本文揭露的结构、功能和连接形式，可以通过其它方式实现。例如，以上所描述的实施例仅是示意性的，例如曲轴组件和机身组件可以有其他安装方式，例如多个组件可以结合或者集成于另一个组件；另外，在本文各个实施例中的各功能组件可以集成在一个功能组件中，也可以是各个功能组件单独物理存在，也可以两个或两个以上功能组件集成为一个功能组件。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。