CN102251995B - 水压式气体增压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水压式气体增压机，包括并列布置的2个加压密闭容器，每个加压密闭容器内设置测量其液位的液位测量装置，每个加压密闭容器的上部经由单向阀和电磁截断阀与低压输入气源连通，每个加压密闭容器的上部经由单向阀与储压吸收装置连通，储压吸收装置还设置高压气体出口管和凝结水排放装置，每个加压密闭容器的下部经由电磁截断阀和单向阀与高压注水装置连通，每个加压密闭容器的下部设置排水管，排水管上设置电磁截断阀，还设置测定每个加压密闭容器中充气压力的第一压力传感器和测定储压吸收装置中气体压力的第二压力传感器，上述液位探测装置、电磁截断阀、压力传感器和凝结水排放装置均与控制器电性连接，整机按程序工作。

Description

水压式气体增压机

技术领域

本发明涉及一种气体增压设备，尤其涉及一种水压式气体增压机。

背景技术

在生产科研实践中，常会遇到需要对某种气体进行压缩以增加其压力的情况。在对易燃易爆气体加压时，为了防止电火花出现，现有技术是用空气泵产生压缩空气，再以压缩空气为动力推动活塞在压力缸内运动，进行抽吸加压。这种对易燃易爆气体加压方式的弊端在于：一是空气泵具有很大的工作噪声，不能在有人工作的室内使用；二是实施压缩的是经过动力变换后的二次媒介，能源利用率低；三是活塞在缸体内往复运动，其摩擦热量、摩擦静电和机械损耗影响其使用寿命和安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水压式气体增压机，它的噪音小、节能、安全。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种水压式气体增压机，包括

并列布置的2个加压密闭容器，

每个加压密闭容器内设置测量其液位的液位测量装置，

每个加压密闭容器的上部经由单向阀和电磁截断阀与低压输入气源连通，

每个加压密闭容器的上部经由单向阀与储压吸收装置连通，

储压吸收装置还设置高压气体出口管和凝结水排放装置，

每个加压密闭容器的下部经由电磁截断阀和单向阀与高压注水装置连通，

每个加压密闭容器的下部设置排水管，排水管上设置电磁截断阀，

还设置测定每个加压密闭容器中充气压力的第一压力传感器和测定储压吸收装置中气体压力的第二压力传感器，

上述液位探测装置、电磁截断阀、压力传感器和凝结水排放装置均与控制器电性连接，整机按程序工作：当一个加压密闭容器进行充气排水，水位降至下限，停止排水，继续充气，充气压力达低压设定值以上并且另一加压密封容器注水达液位上限时停止充气，注水加压，高压气体进入储压吸收装置，注水达液位上限时，注水终了，再进行充气排水，进入下一循环；当该加压密闭容器进行上述工作过程的同时，另一加压密闭容器相应经历以下工作过程：注水加压，高压气体进入储压吸收装置，注水达液位上限时，注水终了，充气排水，水位降至下限，停止排水，继续充气，当充气压力达到低压设定值以上并且另一加压密封容器注水达液位上限时停止充气，再进行注水加压，进入下一循环。

所述储压吸收装置为内部设置不锈钢丝网的密闭容器C。

所述密闭容器C中设置探测凝结积水的并与控制器电性连接的探极组C，该探极组C为两根延伸到密闭容器C下部的导体，分别接电源的两极，存在积水时，相应导体处于低电位；所述凝结水排放装置为密闭容器C下部设置的排水毛细管，排水毛细管由电磁截断阀控制通断，该电磁截断阀与控制器电性连接，当存在积水时，该电磁截断阀开启。

所述排水毛细管的排出端与其中一个加压密闭容器连通。

所述液位测量装置为与控制器电性连接的探极组，该探极组为两根延伸到加压密闭容器下部的长导体和一根位于加压密闭容器上部的短导体，其中一根长导体接控制电源负极，另一根长导体和短导体接控制电源正极；根据接控制电源正极的导体的电位高低来判断液位。

所述每个加压密闭容器上部与储压吸收装置的通道上还设置电磁截断阀，当任一加压密闭容器处于液位上限时关闭。 

所述高压注水装置为压力泵，压力泵的出口和进口设置泄压旁通通道，当第二压力传感器所测压力达到高压设定值或者任何一个加压密闭容器处于液位上限时泄压。

所述泄压旁通通道通过与控制器电性连接的电磁截断阀控制。

所述压力泵的进水管与水池连通，水池中设置与控制器电性连接的液位传感器，以适时补水。

所述高压气体出口管上设置流量控制阀。

本发明通过在加压密闭容器中注水，对其内的易燃易爆气体进行压缩，通过控制器控制使得2个加压密闭容器交替循环对气体进行压缩，并能产生最高达数十兆帕的压力气体。和现有技术相比，本发明节能至少50%，噪音小，能在室内放置使用，且运行安全稳定。

附图说明   

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的工作流程图。

图中：1液位传感器，2水池，3第一压力传感器, 4第二压力传感器，5储压吸收缸，6排水毛细管，7加压缸B，8加压缸A，9压力泵，10不锈钢丝网，11排水管，VY1、VY2、VY3 、VY4、VY5、VY6、VY7、VY8和VY9均为电磁截断阀，MV1、MV2、MV3、MV4、MV5和MV6均为单向阀，VH为流量控制阀，WAH和WBH为高液位探级，WAZ、WBZ和WCZ为零电位探级，WAL、WBL和WCL为低液位探级。

具体实施方式

本发明的实质精神是通过向加压密闭容器中注水，对其内的易燃易爆气体进行压缩，通过控制器控制2个加压密闭容器交替循环进行充气排水和注水加压过程，并产生高压气体。下面举例并结合附图1和附图2对本发明作进一步详细的说明，以使得更好理解。

如图1所示，水压式气体增压机包括2个并列布置的加压密闭容器，这里，加压密闭容器选用加压缸，2个加压缸分别标为加压缸A 8和加压缸B 7，以便表述。需要说明的是，这里的加压并不是加压缸自身的功能，表明的是向加压缸内注水以使得缸内气体压力增加。

上述的加压缸A 8的上部（优选加压缸A的顶部）顺序经由单向阀MV5和电磁截断阀VY1与低压输入气源连通（低压输入气源压力不低于环境大气压力），作为低压气体单向进入加压缸A 8内的管路。加压缸A 8的上部（优选加压缸A的顶部）经由单向阀MV1与储压吸收装置连通，作为注水加压后的高压气体输出到储压吸收装置的高压气体输出管路。加压缸A 8的下部（优选加压缸A的底部）顺序经由电磁截断阀VY5和单向阀MV3与高压注水装置连通，使得压力水单向进入加压缸A 8。加压缸A 8的下部（优选加压缸A的底部）还设置排水管11，排水管11通过电磁截断阀VY3控制。

加压缸A 8内设置测量其液位的液位测量装置，以检测缸内液位的状态并由控制器控制各个电磁阀的动作。本例中选择的是探极组A，探极组A包括3根导体，分别为零电位探极WAZ、高液位探极WAH和低液位探极WAL。高液位探极WAH和低液位探极WAL接控制电源的正极，零电位探极WAZ接控制电源的负极。高液位探极WAH位于密闭容器上部，零电位探极WAZ和低液位探极WAL延伸到加压缸A下部。因此，可以根据高液位探极WAH和低液位探极WAL处于高电位或者低电位来判断液位的状态，使得与探极组A电性连接的控制器控制各个电磁阀的启闭。

同样的，加压缸B 7的上部（优选加压缸B的顶部）顺序经由单向阀MV6和电磁截断阀VY4与低压输入气源连通，作为低压气体单向进入加压缸B 7内的管路。加压缸B 7的上部（优选加压缸B的顶部）经由单向阀MV2与储压吸收装置连通，作为注水加压后的高压气体输出到储压吸收装置的高压气体输出管路。加压缸B 7的下部（优选加压缸B的底部）顺序经由电磁截断阀VY2和单向阀MV4与高压注水装置连通，使得压力水单向进入加压缸B 7。加压缸B 7的下部（优选加压缸B的底部）还设置排水管11，排水管11的通断通过电磁截断阀VY6控制。

加压缸B 7内设置测量其液位的液位测量装置，以检测缸内液位的状态并控制各个电磁阀的动作。本例中选择的是探极组B，探极组B包括3根导体，分别为零电位探极WBZ、高液位探极WBH和低液位探极WBL。高液位探极WBH和低液位探极WBL接电源的正极，零电位探极WBZ接控制电源的负极。高液位探极WBH位于密闭容器上部，零电位探极WBZ和低液位探极WBL延伸到加压缸B 7下部。因此，可以根据高液位探极WBH和低液位探极WBL处于高电位或者低电位来判断液位，使得与探极组B电性连接的控制器控制各个电磁阀的启闭。

上述的高压注水装置的作用是向加压缸内加入压力水，以压缩气体。本例中选择的是压力泵9。加压缸A 8和加压缸B 7共用一个压力泵9。

上述的储压吸收装置的作用是储存压力和吸收脉动，本例中选择的是储压吸收缸5，储压吸收缸5为内部设置不锈钢丝网10的密闭容器，不锈钢丝网用于水汽的凝结吸附。加压缸A 8和加压缸B 7共用一个储压吸收缸5。储压吸收缸5设置高压气体出口管，用于输出高压气体。储压吸收缸5还设置凝结水排放装置和检测凝结水积水的探极组C。探极组C与控制器电性连接，包括2根导体，分别为零电位探极WCZ和积水探极WCL，它们均延伸到储压吸收缸的下部，根据积水探极WCL处于高电位或者低电位来判断积水状态。凝结水排放装置设置与储压吸收缸5的下部（优选底部）连通的排水毛细管6，排水毛细管6的通断靠电磁截断阀VY8控制。排水毛细管6的出口端可以与加压缸A 8或者加压缸B 7连通。排水毛细管6的作用是排水的同时不泄漏气体。探极组C若探测有积水，则控制器控制电磁截断阀VY8开启1秒钟放水。本例中，排水毛细管6的排出端与加压缸B 7连通。

加压缸A 8和加压缸B 7均设置测量其充气压力的第一压力传感器，本例中，加压缸A8和加压缸B 7共用一个第一压力传感器3，其设置在低压输入气源与电磁截断阀VY1和电磁截断阀VY4之间。

储压吸收缸5设置测量其内气体压力的第二压力传感器4，本例中，第二压力传感器4设置在储压吸收缸5的高压气体出口管上。

上述探极组、电磁截断阀和压力传感器均与控制器电性连接。需要说明的是，本专利文件中的高压和低压是相对而言的。下面结合图2介绍本发明的工作过程。

加压缸A 8和加压缸B 7均顺序循环经历充气排水和注水加压过程，不同的是，加压缸A 8充气排水时，加压缸B 7注水加压，即加压缸A 8和加压缸B 7的工作过程交替循环进行。

程序启动时，如果加压缸A 8有水，探极组A的低液位探级WAL处于低电位，则电磁截断阀VY1、VY2和VY3开启， VY4、VY5和VY6关闭，加压缸A 8充气排水，同时加压缸B 7注水加压。等到加压缸A 8排水终了，低液位探极WAL处于高电位，电磁截断阀VY3关闭，加压缸A 8继续充气，当第一压力传感器3所测压力达到低压设定值以上（低压设定值≤低压输入气源压力）并且加压缸B7注水已达液位上限（高液位探极WBH为低电位），电磁截断阀VY1、VY2关闭，VY4、VY5、VY6开启，加压缸A 8充气终了，开始注水加压;加压缸B 7开始充气排水。加压缸B 7排水至液位下限时，其低液位探级WBL处于高电位，电磁截断阀VY6关闭，加压缸B 7继续充气，当第一压力传感器3所测压力达低压设定值以上并且加压缸B8注水已达液位上限（WAH为低电位）时，电磁截断阀VY1、VY2、VY3接通，VY4、VY5关闭。加压缸B 7充气终了开始注水加压，加压缸A 8开始充气排水。依次循环交替进行。

如果加压缸A 8无水，探极组A的低液位探极WAL处于高电位，则电磁截断阀 VY4、VY5、VY6开启，VY1、VY2、VY3关闭，加压缸B 7充气排水，同时，加压缸A 8注水加压，循环交替进行。

为了保证本发明的稳定运行，加压缸的上部（优选加压缸的顶部）顺序经由单向阀和电磁截断阀与储压吸收装置连通，在本例中，加压缸A 8和加压缸B 7共用一个电磁截断阀VY9。任何一个加压缸处于液位上限时，为保证加压缸能达到低压设定值并防止压力水进入储压吸收缸5，关闭电磁截断阀VY9。

为了保证本发明的稳定运行，压力泵9的出口和进口设置带有电磁截断阀VY7的旁通通道，当第二压力传感器4所测压力达到高压设定值或者某加压缸处于液位上限时，该电磁截断阀VY7开启泄压。

压力泵9的水源来自水池2，水池2中设有与控制器电性连接的液位传感器1，以适时补水，保持水量充足。

高压气体出口管上设置流量控制阀VH，以调节输出气体流量。

需要说明的是，本发明的保护范围并不仅限于该实施例，本领域的技术人员可在了解本专利的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。

Claims (7)

1.一种水压式气体增压机，其特征在于：包括

并列布置的2个加压密闭容器，

每个加压密闭容器内设置测量其液位的液位测量装置，

每个加压密闭容器的上部经由单向阀和电磁截断阀与低压输入气源连通，

每个加压密闭容器的上部经由单向阀与储压吸收装置连通，

储压吸收装置还设置高压气体出口管和凝结水排放装置，

每个加压密闭容器的下部经由电磁截断阀和单向阀与高压注水装置连通，

每个加压密闭容器的下部设置排水管，排水管上设置电磁截断阀，

还设置测定每个加压密闭容器中充气压力的第一压力传感器和测定储压吸收装置中气体压力的第二压力传感器，

上述液位测量装置、电磁截断阀、第一压力传感器、第二压力传感器和凝结水排放装置均与控制器电性连接，整机按程序工作：当一个加压密闭容器进行充气排水，水位降至下限，停止排水，继续充气，充气压力达低压设定值以上并且另一加压密封容器注水达液位上限时停止充气，注水加压，高压气体进入储压吸收装置，注水达液位上限时，注水终了，再进行充气排水，进入下一循环；当该加压密闭容器进行上述工作过程的同时，另一加压密闭容器相应经历以下工作过程：注水加压，高压气体进入储压吸收装置，注水达液位上限时，注水终了，充气排水，水位降至下限，停止排水，继续充气，当充气压力达到低压设定值以上并且另一加压密封容器注水达液位上限时停止充气，再进行注水加压，进入下一循环；

所述储压吸收装置为内部设置不锈钢丝网的密闭容器C；

所述密闭容器C中设置探测凝结积水的并与控制器电性连接的探极组C，该探极组C为两根延伸到密闭容器C下部的导体，分别接电源的两极，存在积水时，相应导体处于低电位；所述凝结水排放装置为密闭容器C下部设置的排水毛细管，排水毛细管由电磁截断阀控制通断，该电磁截断阀与控制器电性连接，当存在积水时，该电磁截断阀开启。

2.根据权利要求1所述的水压式气体增压机，其特征在于：所述排水毛细管的排出端与其中一个加压密闭容器连通。

3.一种水压式气体增压机，其特征在于：包括

并列布置的2个加压密闭容器，

每个加压密闭容器内设置测量其液位的液位测量装置，

每个加压密闭容器的上部经由单向阀和电磁截断阀与低压输入气源连通，

每个加压密闭容器的上部经由单向阀与储压吸收装置连通，

储压吸收装置还设置高压气体出口管和凝结水排放装置，

每个加压密闭容器的下部经由电磁截断阀和单向阀与高压注水装置连通，

每个加压密闭容器的下部设置排水管，排水管上设置电磁截断阀，

还设置测定每个加压密闭容器中充气压力的第一压力传感器和测定储压吸收装置中气体压力的第二压力传感器，

上述液位测量装置、电磁截断阀、第一压力传感器、第二压力传感器和凝结水排放装置均与控制器电性连接，整机按程序工作：当一个加压密闭容器进行充气排水，水位降至下限，停止排水，继续充气，充气压力达低压设定值以上并且另一加压密封容器注水达液位上限时停止充气，注水加压，高压气体进入储压吸收装置，注水达液位上限时，注水终了，再进行充气排水，进入下一循环；当该加压密闭容器进行上述工作过程的同时，另一加压密闭容器相应经历以下工作过程：注水加压，高压气体进入储压吸收装置，注水达液位上限时，注水终了，充气排水，水位降至下限，停止排水，继续充气，当充气压力达到低压设定值以上并且另一加压密封容器注水达液位上限时停止充气，再进行注水加压，进入下一循环；

所述液位测量装置为与控制器电性连接的探极组，该探极组为两根延伸到加压密闭容器下部的长导体和一根位于加压密闭容器上部的短导体，其中一根长导体接控制电源负极，另一根长导体和短导体接控制电源正极；根据接控制电源正极的导体的电位高低来判断液位。

4.根据权利要求3所述的水压式气体增压机，其特征在于：所述每个加压密闭容器上部与储压吸收装置的通道上还设置电磁截断阀，当任一加压密闭容器处于液位上限时关闭。

5.根据权利要求1所述的水压式气体增压机，其特征在于：所述高压注水装置为压力泵，压力泵的出口和进口设置泄压旁通通道，当第二压力传感器所测压力达到高压设定值或者任何一个加压密闭容器处于液位上限时泄压。

6.根据权利要求5所述的水压式气体增压机，其特征在于：所述泄压旁通通道通过与控制器电性连接的电磁截断阀控制。

7.根据权利要求5所述的水压式气体增压机，其特征在于：所述压力泵的进水管与水池连通，水池中设置与控制器电性连接的液位传感器，以适时补水。

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