一种液驱式压缩机油雾隔离结构的制作方法

1.本实用新型属于清洁能源设备技术领域，具体涉及一种液驱式压缩机油雾隔离结构。


背景技术：

2.在新能源行业，加氢站最核心的设备就是增压系统，目前很多站点还是沿用的传统的隔膜压缩机，新兴的液力驱动压缩机必将成熟从而取代传统。现阶段液驱式压缩机基本依赖于国外进口，例如德国的maximator；美国的haskel和hydro-pac等等。而国内的增压设备都还处于研发探索阶段，既要吸收借鉴国外先进技术也要自我改善创新，除了在材料应用方面保障氢气质量和洁净度外，在结构上也应彻底解决这一问题。
3.对于保障氢气质量与洁净这一技术难题，现今国内外普遍都是着重于材料的应用，而结构上的考虑十分欠缺。有些设备也设有很短的一段油气分隔件，并加装了氮气吹扫口，这确实可以将泄漏的气体或液油隔离开分别排出，但活塞杆上附着的油膜始终存在，当附油活塞杆伸入气缸中后，加上气缸的高温会让油膜挥发生成油雾，继而使得压缩氢气或多或少都会受到污染。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决活塞杆上附着的油膜会对氢气产生污染的问题，提供了一种液驱式压缩机油雾隔离结构，该油雾隔离结构通过在油缸和气缸之间增加隔离件，使得活塞轴上附着的油膜被隔离在隔离件中，无法直接进入到气缸中，避免了活塞杆上的油膜由于气缸内高温而挥发，而对气缸内的气体造成污染。
5.本实用新型所采用的技术方案是：一种液驱式压缩机油雾隔离结构，包括油缸和气缸，所述油缸和气缸连接，所述油缸内设置活塞，所述气缸通过活塞的运动吸气/排气，所述油缸和气缸之间设置隔离件，所述活塞上连接活塞杆，所述活塞杆的另一端位于气缸中，所述隔离件阻隔活塞杆上的油膜进入到气缸中。
6.优选地，所述活塞杆穿过隔离件，所述隔离件的两端分别设置密封环一和密封环二，所述密封环一和密封环二之间的距离大于活塞的最大行程。
7.优选地，所述气缸的一端连接循环气体管路，所述循环气体管路与气缸的连通口设置在靠近油缸的一端；所述循环气体管路中充装惰性正压气体，所述惰性正压气体使得气缸内靠近油缸的一端具有正压；所述气缸的另一端上设置进气口和出气口。
8.优选地，所述气缸设置为两个，两个所述气缸对称布置在油缸的两侧，两个所述气缸之间通过循环气体管路连通；所述惰性正压气体为氮气，所述惰性正压气体的压力为0.1～1.0mpa。
9.优选地，所述循环气体管路与隔离件连接，所述隔离件上设置气路，所述循环气体管路通过气路与气缸连通；所述隔离件为隔离缸，所述密封环一设置在隔离件或气缸上，所述密封环二设置在隔离件或油缸上。
10.优选地，所述隔离件上设置气体泄漏探测器和卸油口，所述气体泄漏探测器的探测端设置在隔离件内部，所述卸油口设置在油液流经的路径上。
11.优选地，所述活塞杆设置在气缸内的一端上设置活塞组件，所述活塞组件与活塞杆分离设置，所述活塞组件包括活塞头、活塞本体和活塞尾盖，所述活塞本体和活塞尾盖上设置有导向环，所述导向环突出于活塞组件的周面；所述活塞组件上设置有密封圈。
12.优选地，所述活塞尾盖上设置有凹槽，所述凹槽与活塞杆的端部相适配；所述活塞头的一端直径小于活塞本体的直径。
13.优选地，所述油缸内的端部设置缓冲腔，所述缓冲腔与活塞相适配；所述缓冲腔与油缸内部通过油路连通。
14.优选地，所述油路与缓冲腔连通的位置设置在远离活塞的一侧，所述油路上设置有节流阀组；所述油缸上设置接近开关组件，所述接近开关组件上的感应端设置在缓冲腔内。
15.本实用新型的有益之处在于：
16.1)本实用新型在隔离件的两端分别设置密封件，阻断液压油以及气缸微漏的压缩氢气，两端密封件之间的距离大于气缸中活塞行程的距离，这样能够保证活塞杆上的油膜可以完全隔离在隔离件内的隔离腔中，不会进入到气缸中，进而污染气缸内的气体，实现物理隔离；
17.2)本实用新型将物理隔离与气相隔离相结合，在气缸内部靠近油缸的一侧充入正压惰性气体，使得活塞杆与气缸接触的位置产生正压，避免液压油雾进入到气缸中，彻底实现隔离液油和油雾进入气缸污染压缩氢气；
18.3)本实用新型通过设置循环气体管路，使得设备在做往复运动时，正压惰性气体能够通过循环气体管路来回在两个气缸中填充，并始终保持压力不变，从而阻挡两端隔离腔内少量挥发的油雾进入到气缸中；
19.4)本实用新型的活塞组件在导向环的支撑下，与气缸保持同轴，活塞组件与活塞杆分离设置，能够解决长活塞杆加工时，活塞杆与活塞组件不同轴的问题；将活塞组件与活塞杆分离设置，也便于活塞组件的更换和维护，无需整体更换，降低成本；
20.5)本实用新型在油缸内设置了一缓冲腔，使之与活塞相配合，当活塞运动时，被挤压的液压油只能从配合后的环形油腔间隙通过，增大了排油阻力，达到缓冲的目的；在缓冲腔内开设油路，使得该油路与油缸内部连通，通过控制油路上的节流阀组，可以更好的控制液压油过流面积，调节过流量，从而更好的辅助调节活塞缓冲速度。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为气缸端部的局部放大图；
23.图3为油缸活塞的局部放大图。
24.图中：1-油缸；2-活塞杆；3-隔离件；4-气缸；5-循环气体管路；6-气路；7-法兰盘；8-气缸法兰；9-端法兰；10-出气口；11-进气口；12-活塞组件；13-活塞；14-接近开关组件；15-感应端；16-缓冲腔；17-节流阀组；18-油路；19-缓冲段；20-密封环一；21-密封环二；22-接触段；24-气体泄漏探测器；25-卸油口；26-活塞头；27-活塞本体；28-活塞尾盖；29-导向
环；30-密封圈；31-凹槽。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.本实用新型以加注氢气为例，本实用新型的结构适用于加氢机上，加注高压氢气使用。
27.实施例一
28.如图1所示，一种液驱式压缩机油雾隔离结构，包括油缸1和气缸4，所述油缸1和气缸4连接，所述油缸1内设置活塞13，所述气缸4通过活塞13的运动吸气/排气，油缸1的两端分别连接进油口和出油口，通过液压油推动活塞13在油缸1内左右运动，从而使得气缸吸气后排气，加注高压氢气。
29.所述油缸1和气缸4之间设置隔离件3，所述活塞13上连接活塞杆2，隔离件3可以将油缸中与活塞13连接的活塞杆2上的油膜进行阻隔，避免油膜进入到气缸4中挥发污染气缸内的气体，所述活塞杆2穿过隔离件3，所述活塞杆2另一端上的活塞组件12位于气缸4中；所述隔离件3的两端分别设置密封环一20和密封环二21，所述密封环一20和密封环二21之间的距离大于活塞13的最大行程，从而保证位于油缸1内的活塞杆2部分，无法进入到气缸4中，而是进入到隔离件3中实现阻隔，从而达到物理隔离的目的。
30.所述隔离件3为隔离缸，所述密封环一20设置在隔离件3或气缸4上，所述密封环二21设置在隔离件3或油缸1上。本实用新型中隔离件3与油缸1通过法兰盘7连接，法兰盘7也可以与油缸1或气缸4一体设置，通过密封环一20和密封环二21保证隔离件3两端的密封。
31.本实施例的具体工作方式为，油缸1内的活塞13左右做往复运动，从而带动气缸4内的活塞组件12左右做往复运动，并实现高压氢气的吸入后再排气的过程。如图2所示，在气缸4端部的气缸法兰8上设置进气口11和出气口10，当活塞13向右侧运动时，气缸4通过进气口11吸入高压氢气，当活塞13向左侧运动时，气缸4通过出气口10将高压氢气排出，在进气口11和出气口10处均设置有单向阀，从而保证进气和出气。
32.实施例二
33.与上述实施例不同之处在于，本实施例中在所述气缸4的一端连接循环气体管路5，所述循环气体管路5与气缸4的连通口设置在靠近油缸1的一端，由于活塞组件12与气缸4内壁紧密接触，因此活塞组件12将气缸4内部分割成了左、右两个腔体；所述循环气体管路5中充装惰性正压气体，所述惰性正压气体使得气缸4内靠近油缸1的一端具有正压；靠近油缸1一侧的腔体内充入正压气体，可以使得隔离件3中的油雾无法进入到气缸4中，形成气相隔离。惰性正压气体通过循环气体管路5充入，也即循环气体管路5上设置与外界连通的充气口，从而保证惰性气体的充入。
34.本实施例中优选惰性正压气体为氮气，所述惰性正压气体的压力为0.1～1.0mpa。
35.如图1所示，所述循环气体管路5与隔离件3连接，所述隔离件3上设置气路6，所述循环气体管路5通过气路6与气缸4连通。
36.实施例三
37.与上述实施例不同之处在于，所述气缸4设置为两个，两个所述气缸4对称布置在油缸1的两侧，两个所述气缸4之间通过循环气体管路5连通。
38.工作时，左右气缸4(对应图1中的上下两侧方向)协同工作，左右气缸4的出气口10连接同一出气管，从而保证在活塞13运动时，出气管中可以连续出气。如图1所示，具体的工作方式为，活塞13向左运动时，氮气被填充进左侧的气缸4中，使得左侧的气缸内产生正压，此时左侧气缸4出气，右侧气缸4吸气；活塞13向右运动时，氮气被填充进右侧的气缸4中，使得右侧的气缸内产生正压，此时右侧气缸4出气，左侧气缸4吸气，如此反复形成循环，从而阻挡油液和油雾进入到气缸4中。
39.在循环气体管路5上设置有充气口，通过该充气口，可以将惰性气体充入到气缸4中，在充气口的位置还可以设置压力传感器或压力表，当压力升高时，表示气缸4内的活塞密封可能失效，高压氢气泄露；当压力降低时，表示气缸4与隔离件3之间的密封失效，氮气泄露。
40.实施例四
41.与上述实施例不同之处在于，在所述隔离件3上设置气体泄漏探测器24和卸油口25，所述气体泄漏探测器24的探测端设置在隔离件3内部，所述卸油口25设置在油液流经的路径上。
42.本实施例中优选将气体泄漏探测器24设置在隔离件3上方，若前端密封(气缸4侧)失效，那么隔离腔内泄漏的气体会通过传感器通信实时监测。卸油口25设置在隔离件3的下方，若后端密封(油缸1侧)失效，那么液压油会通过卸油口而泄漏，从而被使用人员观测到。气体泄漏探测器24和卸油口25的设置，可以帮助使用人员及时发现问题，并快速检修。
43.实施例五
44.本实施例可包括上述实施例一至四，优于上述实施例一至四的实施方式为，如图2所示，所述活塞组件12与活塞杆2分离设置，所述活塞组件12包括活塞头26、活塞本体27和活塞尾盖28，所述活塞本体27和活塞尾盖28上设置有导向环29，导向环29设置为两个，可以为活塞组件12提供支撑力，并与气缸4保持同轴，所述导向环29突出于活塞组件12的周面；所述活塞组件12上设置有密封圈30。
45.在气缸4的端部设置端法兰9，端法兰9与气缸法兰8连接，活塞组件12安装时，打开端法兰，直接拆装即可。
46.所述活塞尾盖28上设置有凹槽31，所述凹槽31与活塞杆2的端部相适配，为活塞杆2的运动提供导向作用；所述活塞头26的一端直径小于活塞本体27的直径，使得活塞头26不会对活塞组件12运动产生阻碍。
47.当进气口11处的单向阀打开后，气缸4的前端吸入带压氢气，此时活塞组件12在气缸4内受到一个轴向推力，那么迫使它贴紧活塞杆2的端部后，做同步向后运动；做反向运动时，进气口11处的单向阀关闭，出气口10处的单向阀打开，活塞杆2给予反向的轴向推力，推动活塞组件12将气体压缩腔内的压缩氢气排出，实现一个往复行程运动。
48.本实施例中，优选进气口11处的压力大于1.5mpa，那么迫使它贴紧活塞杆2的端部做同步向后运动，从而保证活塞杆2在工作的过程中，不会发生撞击活塞组件的噪音。
49.实施例六
50.本实施例可包括上述实施例一至五，优于上述实施例一至五的实施方式为，如图3
所示，所述油缸1内的端部设置缓冲腔16，也即在与油缸1连接的法兰盘7上设置缓冲腔16，所述缓冲腔16与活塞13相适配，活塞13设置为中间大两端小的结构，也即活塞13中间处的直径与油缸1的内径相当，活塞13的两端直径小于活塞13中间处的直径，活塞13两端直径较小的一段形成缓冲段19，该缓冲段19与缓冲腔16相适配；当缓冲段19与缓冲腔16距离越来越近时，缓冲段19进入到缓冲腔16中，此时液压油被挤压，被挤压的液压油只能从配合后间隙(缓冲段19和缓冲腔16之间的间隙)处通过，从而增大了排油阻力，达到缓冲的目的。
51.进一步的技术方案是，所述缓冲腔16与油缸1内部通过油路18连通。所述油路18与缓冲腔16连通的位置设置在远离活塞13的一侧，所述油路18上设置有节流阀组17；节流阀组17便于控制液压油过流面积，从而调节过流量，更好的辅助调节活塞13的缓冲速度。
52.进一步的技术方案是，所述油缸1上设置接近开关组件14，所述接近开关组件14上的感应端15设置在缓冲腔16内。调节好接近开关组件14的感应区域的位置，以便于油缸活塞13行程到位后实现换向动作。
53.当油缸1的右侧腔体开始注油，并推动油缸活塞13以速度v向左运动时，油缸1的左侧腔体内的液压油从法兰盘7上的油路18排入到油缸1中，当圆柱形缓冲段19插入缓冲腔16中后，液压油通过环形油腔间隙，过流面积减小，阻力增大，油缸活塞13速度降低变为v1，这时v1《v，实现缓冲。
54.经节流后油缸活塞13继续低速向左运动，当活塞13靠近接近开关组件14的头部感应区域后，也即活塞上的接触段22与接近开关组件14靠近后给出信号，给出换向信号，此时活塞13与法兰盘7之间的距离为3～4mm；接触段22的直径小于缓冲段19的直径，但由于惯性作用，油缸活塞13必然还将继续减速前行一段距离，因此当接近开关组件14发出信号时，活塞13与法兰盘7之间留有左右的惯性缓冲距，可以保证活塞13的动作，也能够保证法兰盘7不会由于长期工作而损坏。
55.观察判断缓冲效果，可配合手动控制节流阀组17，调节节流面积大小匹配最优开合度，从而达到平稳缓冲目的。
56.上述实施方式是优选的实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。