CN101963165A - 气体增压器 - Google Patents

Abstract

气体增压器，属于气体增压装置领域，具体涉及一种气体增压器。可广泛用于化工行业的气体加压、工业废气处理，可用于发电系统、液气混合系统、气体输送系统、真空系统等领域。锥形增压室壳体(8)的内壁上设有多个截面呈V形的回流槽(17)，安装于其内部的动力传动轴(3)上左端设有半梯形桨叶装置(7)，右端设有气体导出桨叶装置(12)，半梯形桨叶装置(7)和气体导出桨叶装置(12)之间设有气体出口传动轴支架(10)，半梯形桨叶装置(7)的左部设有气体入口传动轴支架(6)和气体导入桨叶装置(4)，锥形增压室壳体(8)的气体出口(13)接有单向阀(14)。具有无往复运动部件、结构简单、能量利用率高、排量大等优点。

Description

气体增压器

技术领域

气体增压器，属于气体增压装置领域，具体涉及一种气体增压器。发电系统、发电机系统、液气混合系统、气体输送系统、真空系统等领域。

背景技术

现有技术中的气体增压装置主要是在可密封容器内通过纯机械压缩的方式实现气体增压的，增压鼓风机以逐级提高转速的方式来实现气体增压，真空泵是通过在可密封容器内通过纯机械压缩的方式来实现真空，圆锥螺杆式、圆锥螺旋叶片式实现增压的方式是以旋转产生涡流的方式实现气体增压的，这几种增压方式都因有相当部分能量用于气体和机械、机械和机械、气体和气体之间的摩擦，而造成能量利用率低，且不能有效利用气体自身存在的压强，多数增压装置设有往复运动部件，结构复杂，体积庞大却排量较小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无需往复运动部件、结构简单、能量利用率高、排量大的气体增压器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该气体增压器，包括动力机械、动力连接装置、动力传动轴、锥形增压室壳体和筒形外支撑壳体，动力机械通过动力连接装置连接动力传动轴左端，动力传动轴端安装于锥形增压室壳体内部，锥形增压室壳体外部套装筒形外支撑壳体，其特征在于：锥形增压室壳体的内壁上设有多个截面呈V形的回流槽，安装于其内部的动力传动轴上左端设有半梯形桨叶装置，右端设有气体导出桨叶装置，半梯形桨叶装置和气体导出桨叶装置之间设有气体出口传动轴支架，半梯形桨叶装置的左部设有气体入口传动轴支架和气体导入桨叶装置，筒形外支撑壳体下部设有固定装置，锥形增压室壳体右端的气体出口接有单向阀。

所述的半梯形桨叶装置的叶片呈直角梯形，宽度沿轴线由气体入口向气体出口方向递减，设有2～5组，均匀环绕在动力传动轴上，且横截面呈弧形、倾斜固定，每组两片左右平行设置。

所述的气体导入桨叶装置为多个倾斜且环绕固定在动力传动轴上的叶片，设置在气体入口传动轴支架的左端或右端。

所述的气体导出桨叶装置叶片的形状及安装方式与半梯形桨叶装置一致，尺寸小于半梯形桨叶装置的叶片尺寸。

所述的筒形外支撑壳体的左端向筒体内部弯折，在筒体内部形成U形凹槽，U形凹槽可遮盖住气体导入桨叶装置叶片的边缘。用以防止引入气体的向外扩散。

所述的气体入口传动轴支架和气体出口传动轴支架均包括大、小两个圆环和多条支撑条，大圆环固定于锥形增压室壳体的内壁，小圆环套装于传动轴上两个旋转轴承的外部，支撑条呈放射状的连接大、小圆环。

所述的半梯形桨叶装置与气体导出桨叶装置能够在锥形增压室壳体的空腔内自由旋转，与筒形外支撑壳体之间设有多个增压室壳体外支撑。

所述的气体入口设置在锥形增压室壳体的大开口端，气体出口设置在锥形增压室壳体的小开口端。

与现有技术相比，本发明的所具有的有益效果是：1、结构简单，无需安装往复运动部件，运动更平稳，且体积小便于安放；2、锥形增压室与半梯形桨叶装置的结合设置，大口进、小口出的设计，既巧妙的改变了气体的容积又有效的增大了气体压力，同时气体可连续不断的运动，可排出大量的高压气体；3、本发明还可通过简单的方法加工其部件的工作接触面将其制成耐腐蚀的气体增压器，广泛用于腐蚀性气体的增压系统，如对乙醚((C₂H₅)₂O)、硫化氢(H₂S)、氯气(Cl₂)或二氧化氮(NO₂)等易燃易爆的毒性气体进行加压，将其液化为液体，低温密封保存，运用该液化方式将腐蚀性气体压缩以便于工业应用中的保存和运输，或运用此法回收或有效处理工业生产中排出的污染大气的废气等，用途广泛，效率高、能耗少。

附图说明

图1是本发明结构主视图示意图。

图2是本发明实施例1主视图示意图。

图3是本发明气体入、出口传动轴支架侧视图示意图。

其中：1、动力机械 2、动力连接装置 3、动力传动轴 4、气体导入桨叶装置 5、气体入口 6、气体入口传动轴支架 7、半梯形桨叶装置 8、锥形增压室壳体 9、筒形外支撑壳体10、气体出口传动轴支架 11、增压室壳体外支撑 12、气体导出桨叶装置 13、气体出口14、单向阀 15、固定装置 16、旋转轴承 17、回流槽 18、冷凝罐 19、冷凝罐限压阀20、液气混合罐 21、液气混合罐限压阀 22、支撑条。

图1～3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1～3对本发明做进一步说明：

具体实施方式

参照附图1～2：

该气体增压器，由动力机械1、动力连接装置2、动力传动轴3、气体导入桨叶装置4、气体入口5、气体入口传动轴支架6、半梯形桨叶装置7、锥形增压室壳体8、筒形外支撑壳体9、气体出口传动轴支架10、增压室壳体外支撑11、气体导出桨叶装置12、气体出口13、单向阀14、固定装置15、旋转轴承16和支撑条22组成。动力机械1通过动力连接装置2连接动力传动轴3左端，动力传动轴3右端安装于锥形增压室壳体8内部，锥形增压室壳体8外部套装筒形外支撑壳体9，两壳体形成的空隙之间设有多个增压室壳体外支撑11，筒形外支撑壳体9和增压室壳体外支撑11用于分担锥形增压室壳体8内部增压后气体对锥形增压室壳体8的压力，锥形增压室壳体8的内壁上设有多个截面呈V形的回流槽17，回流槽17截面形状也可为C形、U形或半圆形，其中V形和C形的回流效果最好，安装于锥形增压室壳体8内部的动力传动轴3上左端设有半梯形桨叶装置7，右端设有气体导出桨叶装置12，半梯形桨叶装置7的叶片呈直角梯形，宽度沿轴线由气体入口5向气体出口13方向递减，设有2～5组，均匀环绕在动力传动轴3上，且横截面呈弧形、倾斜固定，每组两片左右平行设置，气体导出桨叶装置12叶片的形状及安装方式与半梯形桨叶装置7一致，尺寸小于半梯形桨叶装置7的叶片尺寸，由于半梯形桨叶装置7与气体导出桨叶装置12的叶片宽度均小于其所处位置锥形增压室壳体8的内径，因此两装置能够在锥形增压室壳体8的空腔内自由旋转；半梯形桨叶装置7和气体导出桨叶装置12之间设有气体出口传动轴支架10，半梯形桨叶装置7的左部还设有气体入口传动轴支架6，气体入口传动轴支架6的左端或右端设有气体导入桨叶装置4，气体导入桨叶装置4为多个倾斜且环绕固定在动力传动轴3上的叶片，同时筒形外支撑壳体9的左端向筒体内部弯折，在筒体内部形成U形凹槽，U形凹槽可遮盖住气体导入桨叶装置4叶片的边缘，用于防止气体的向外扩散，由于气体导入桨叶装置4与半梯形桨叶装置7、气体导出桨叶装置12同轴转动，因此当其叶片的倾斜方向与半梯形桨叶装置7叶片的倾斜方向相同时，半梯形桨叶装置7叶片的弧形凸面面向气体导入桨叶装置4，反之，半梯形桨叶装置7叶片的弧形凸面背向气体导入桨叶装置4；气体入口5设置在锥形增压室壳体8的大开口端，气体出口13设置在锥形增压室壳体8的小开口端，筒形外支撑壳体9下部设有固定装置15，锥形增压室壳体8右端的气体出口13接有单向阀14。

如图2所示，该气体增压器右端的单向阀14可通过管道顺序连接冷凝罐18、冷凝罐限压阀19、液气混合罐20和液气混合罐限压阀21。

参照附图3：

本发明的气体入口传动轴支架6和气体出口传动轴支架10均由大、小两个圆环和多条支撑条22组成，大圆环固定于锥形增压室壳体8的内壁，小圆环套装于传动轴3上两个旋转轴承16的外部，支撑条22呈放射状的连接大、小圆环，两小圆环尺寸相同，大圆环尺寸可根据旋转轴承16安装位置的锥形增压室壳体8内壁的直径设定。

工作过程如下：

实施例1：用于分离混合气体

动力机械1通过动力连接装置2带动动力传动轴3旋转，动力传动轴3上的气体导入桨叶装置4、半梯形桨叶装置7、气体导出桨叶装置12与动力传动轴3同步旋转，旋转的气体导入桨叶装置4将气体通过气体入口5引入锥形增压室壳体8内，可通过调整其叶片的角度、截面积等调整气体引入量，筒形外支撑壳体9的左端的U形凹槽在气体导入桨叶装置4的周围形成环状的回流室，以防少量引入气体的向外扩散，以提高能量利用率，半梯形桨叶装置7旋转的同时对气体施加作用力，因此在锥形增压室壳体8大开口端的气体具有较大的切向速度和较低的压强，由于旋转起来以后迫使气体沿着两者之间形成的空腔向气体导出桨叶装置12流动，半梯形桨叶装置7和气体导出桨叶装置12均倾斜的安装在动力传动轴3上，且其叶片横截面呈弧形设置，因此可最大程度的保证被气体导入桨叶装置4引入的气体沿轴线方向流动，随着半梯形桨叶装置7叶片的逐渐缩短、锥形增压室壳体8内容积的相应减小，其对气体的作用力改变，而气体的体积、速度逐渐减小，其动能转化为势能，即气体的压强逐渐增大，同时少量没有沿轴线方向流动的气体也因半梯形桨叶装置7的梯形叶片对其施加作用力而改变运动方向，形成少量的环状气体或少量向气体入口5方向流动的气体，这部分气体由锥形增压室壳体8内壁上的V形回流槽17引导回流，然后向气体出口13方向流动，同样其速度逐渐减小，动能同样转化为势能，进一步增大气体压强；然后由气体导出桨叶装置12将已增压的气体通过气体出口13经单向阀14排出。如图2所示，该气体增压器右端的单向阀14通过管道顺序连接冷凝罐18、冷凝罐限压阀19、液气混合罐20和液气混合罐限压阀21，比如混合气体中含有SO₂和HCL，由于冷凝罐限压阀19的控制作用，混合气体中的SO₂会在冷凝罐18中冷凝为液体，而另一部分没有冷凝的HCL气体会经冷凝罐限压阀19排入液气混合罐20，然后溶解于液气混合罐20内的液体中，调节液气混合罐限压阀21，增大液气混合罐20中的压力，压力越高气体的溶解度越大，剩余不溶解的气体将经液气混合罐限压阀21向外排出。

实施例2：用于腐蚀性气体的液化系统

通过简单的方法加工本发明部件的工作接触面将其制成耐腐蚀的气体增压器，运用本发明实施例1的加压步骤可将乙醚((C₂H₅)₂O)、硫化氢(H₂S)、氯气(Cl₂)或二氧化氮(NO₂)等易燃易爆的毒性气体进行加压，然后将其液化为液体，低温密封保存，运用该液化方式将腐蚀性气体压缩以便于工业应用中的保存和运输，或运用此法回收或有效处理工业生产中排出的污染大气的废气。

实施例3：用于温度调节系统

同样运用本发明还可将氨气(CH₃)加压，使其转化为液氨，以便于保存和运输；而氨气(CH₃)的液化或气化将会吸收和产生大量的热量，因此可通过不断的调节其压力的大小，改变其存在状态，使其吸收或释放的大量热量来调节温度。

除此之外，本发明还可广泛用于发电系统、发电机系统、液气混合系统、气体输送系统、真空系统等领域；或在筒形外支撑壳体9外部加设可密封法兰，以用于需要密封生产的领域，均可以有效降低能源消耗，减少生产周期，提高生产效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.气体增压器，包括动力机械(1)、动力连接装置(2)、动力传动轴(3)、锥形增压室壳体(8)和筒形外支撑壳体(9)，动力机械(1)通过动力连接装置(2)连接动力传动轴(3)左端，动力传动轴(3)右端安装于锥形增压室壳体(8)内部，锥形增压室壳体(8)外部套装筒形外支撑壳体(9)，其特征在于：锥形增压室壳体(8)的内壁上设有多个截面呈V形的回流槽(17)，安装于其内部的动力传动轴(3)上左端设有半梯形桨叶装置(7)，右端设有气体导出桨叶装置(12)，半梯形桨叶装置(7)和气体导出桨叶装置(12)之间设有气体出口传动轴支架(10)，半梯形桨叶装置(7)的左部设有气体入口传动轴支架(6)和气体导入桨叶装置(4)，筒形外支撑壳体(9)下部设有固定装置(15)，锥形增压室壳体(8)右端的气体出口(13)接有单向阀(14)。

2.根据权利要求1所述的气体增压器，其特征在于：所述的半梯形桨叶装置(7)的叶片呈直角梯形，宽度沿轴线由气体入口(5)向气体出口(13)方向递减，设有2～5组，均匀环绕在动力传动轴(3)上，且横截面呈弧形、倾斜固定，每组两片左右平行设置。

3.根据权利要求1所述的气体增压器，其特征在于：所述的气体导入桨叶装置(4)为多个倾斜且环绕固定在动力传动轴(3)上的叶片，设置在气体入口传动轴支架(6)的左端或右端。

4.根据权利要求1所述的气体增压器，其特征在于：所述的气体导出桨叶装置(12)叶片的形状及安装方式与半梯形桨叶装置(7)一致，尺寸小于半梯形桨叶装置(7)的叶片尺寸。

5.根据权利要求1所述的气体增压器，其特征在于：所述的筒形外支撑壳体(9)的左端向筒体内部弯折，在筒体内部形成U形凹槽，U形凹槽可遮盖住气体导入桨叶装置(4)叶片的边缘。

6.根据权利要求1或3所述的气体增压器，其特征在于：所述的气体入口传动轴支架(6)和气体出口传动轴支架(10)均包括大、小两个圆环和多条支撑条(22)，大圆环固定于锥形增压室壳体(8)的内壁，小圆环套装于传动轴(3)上两个旋转轴承(16)的外部，支撑条(22)呈放射状的连接大、小圆环。

7.根据权利要求1或2或4所述的气体增压器，其特征在于：所述的半梯形桨叶装置(7)与气体导出桨叶装置(12)能够在锥形增压室壳体(8)的空腔内自由旋转，与筒形外支撑壳体(9)之间设有多个增压室壳体外支撑(11)。

8.根据权利要求2所述的气体增压器，其特征在于：所述的气体入口(5)设置在锥形增压室壳体(8)的大开口端，气体出口(13)设置在锥形增压室壳体(8)的小开口端。

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