CN104747406B - 一种具有除湿功能的天然气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种具有除湿功能的天然气压缩机，包括：本体、第一三通阀、第二三通阀、压力传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器和控制模块；本体内部设有压缩腔、回流通道、排气腔、储气腔和干燥腔、吸气通道和排气通道；干燥腔的内部设置有湿气吸附层，湿气吸附层位于干燥腔的进口和出口之间，湿气吸附层上设有加热干燥装置。本发明中干燥腔和湿气吸附层可对湿度超标的压缩气体进行除湿，从而保证气体干燥程度，且通过加热干燥装置可蒸发湿气吸附层中的水分进行烘干，以便对湿气吸附层进行循环利用。本发明采用湿气、气压自动检测的方式，并根据检测结果自动控制除湿工作与压缩工作的进行，人力成本低，精确度高。
Description
技术领域
本发明涉及气体压缩技术领域，尤其涉及一种具有除湿功能的天然气压缩机。
背景技术
不管是城镇燃气还是机动车用燃气，由于种种原因，天然气内部总带有很多微米级杂质，主要是天燃气母站的脱硫、脱水、除尘不彻底和装载天然气的罐体腐蚀，杂质的存在影响到天然气消耗设备的平稳运行，所以往往在给用户提供气源的最后一站都装有天然气过滤器。而为了天然气运输的方便，用户获得的天然气都需要压缩。目前多在压缩前对天然气进行过滤处理，不能确保压缩天然气的纯度。
此外，如果天然气中有水分存在，压缩天然气在通过狭小的空间释放压力的时候会吸收很大的热量，此时天然气中夹杂的水分遭遇低温会结冰，不管是夏天还是冬天，都容易产生冰堵现象，影响设备的正常运行，并且一旦产生冰堵现象，处理起来费工费时，还得注意防爆。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有除湿功能的天然气压缩机。
本发明提出的一种具有除湿功能的天然气压缩机，包括：本体、第一三通阀、第二三通阀、压力传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器和控制模块；本体内部设有压缩腔、回流通道、排气腔、储气腔和干燥腔、吸气通道和排气通道；
压缩腔内部设有压缩装置，第一三通阀的输入端连通压缩腔，第一三通阀的第一输出端连通回流通道，且第一三通阀、回流通道与压缩腔形成循环回路，第一三通阀的第二输出端连通排气腔的进口，且排气腔的进口处设置有吸附装置；
压缩装置对进入压缩腔的气体进行压缩，当第一三通阀的输入端与第一输出端连通，压缩气体通过回流通道回到压缩腔进行再次压缩；当第一三通阀的输入端与第二输出端连通，压缩气体进入排气腔，吸附装置吸附压缩气体中的湿气；
干燥腔的内部设置有湿气吸附层，湿气吸附层位于干燥腔的进口和出口之间，湿气吸附层上设有加热干燥装置；吸气通道和排气通道均与干燥腔连通，本体外部空气可通过吸气通道和排气通道与干燥腔内部空气进行交换，吸气通道和排气通道分别位于加热干燥装置的两侧，且吸气通道和排气通道内部分别设置有第一截断阀和第二截断阀；
第二三通阀的输入端连通排气腔的出口，第二三通阀的第一输出端连通干燥腔的进口，干燥腔的出口通过预设的第三截断阀连通排气腔，第二三通阀的第二输出端连通储气腔；
当第二三通阀的输入端与第二输出端连通，压缩气体进入储气腔；当第二三通阀的输入端与第一输出端连通并控制第三截断阀开启，压缩气体进入干燥腔进行干燥后回到排气腔；
压力传感器设置在压缩腔的出口处用于检测气压值，第一湿度传感器设置在排气腔的内部用于检测气体湿度值，第二湿度传感器设置在湿气吸附层上用于检测湿度值；
控制模块分别与第一三通阀、第二三通阀、压力传感器、第一湿度传感器、第二湿度传感器和加热干燥装置连接，并根据压力传感器检测的数值控制第一三通阀工作，根据第一湿度传感器和第二湿度传感器检测的数值控制第二三通阀、第一截断阀、第二截断阀、第三截断阀和加热干燥装置工作。
优选地，控制模块内预设有气压上限值、气压下限值、湿度上限值、湿度下限值和湿度阈值，其中，气压上限值大于气压下限值，湿度上限值大于湿度下限值；当压力传感器检测数值小于气压下限值，控制模块控制第一三通阀的输入端与第一输出端连通，当压力传感器检测数值达到气压上限值，控制模块控制第一三通阀的输入端与第二输出端连通；当第一湿度传感器检测数值小于或等于湿度下限值，控制模块控制第二三通阀的输入端与第二输出端连通，当第一湿度传感器检测数值大于湿度上限值，控制模块控制第二三通阀的输入端与第一输出端连通并控制第三截断阀开启；当第二湿度传感器检测数值大于湿度阈值，控制模块控制第二三通阀的输入端与第一输出端阻断并，控制第三截断阀关闭，控制第一截断阀、第二截断阀开启，并控制加热干燥装置工作预设时长，然后关闭第一截断阀和第二截断阀。
优选地，还包括风机，风机安装在吸气通道或排气通道内部并与控制模块连接，控制模块控制加热干燥装置工作的同时控制风机工作。
优选地，湿气吸附层为活性炭吸附层。
优选地，吸附装置为活性炭吸附层或活性树脂吸附层。
优选地，压缩装置为活塞，压缩腔的进口和出口以及回流通道均位于活塞的同一侧。
优选地，压缩装置为涡轮，压缩腔的进口和回流通道位于涡轮远离压缩腔的出口的一侧。
本发明中设有干燥腔和湿气吸附层可对湿度超标的压缩气体进行除湿，从而保证气体干燥程度，防止冰堵，且通过加热干燥装置可蒸发湿气吸附层中的水分进行烘干，以便对湿气吸附层进行循环利用，本体外部空气可通过吸气通道和排气通道与干燥腔内部空气进行交换，以便将干燥腔内的湿热空气排出，保证对湿气吸附层的烘干效果，也可避免干燥腔内的空气温度过高，从而对压缩气体进行升温。
本发明采用湿气、气压自动检测的方式，并根据检测结果自动控制除湿工作与压缩工作的进行，人力成本低，精确度高。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有除湿功能的天然气压缩机结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种具有除湿功能的天然气压缩机，包括：本体1、第一三通阀2、第二三通阀3、压力传感器4、第一湿度传感器5、第二湿度传感器6和控制模块。本体1内部设有压缩腔101、回流通道102、排气腔103、储气腔104和干燥腔105、吸气通道106和排气通道107。
压缩腔101内部设有压缩装置用于压缩气体。本实施方式中，压缩装置为活塞，压缩腔101的进口和出口以及回流通道102均位于活塞的同一侧，活塞通过往复运动压缩气体。具体实施时，压缩装置也可采用涡轮，压缩腔101的进口和回流通道102位于涡轮远离压缩腔101的出口的一侧。
第一三通阀2的输入端连通压缩腔101，第一三通阀2的第一输出端连通回流通道102，且第一三通阀2、回流通道102与压缩腔101形成循环回路，第一三通阀2的第二输出端连通排气腔103的进口。当第一三通阀2的输入端连通第一输出端，压缩腔101输出的压缩气体通过回流通道102回到压缩腔101进行循环压缩，以保证压缩气体的压强；当第一三通阀2的输入端连通第二输出端，压缩腔101输出的压缩气体进入排气腔103。
排气腔103的进口处设置有吸附装置7用于吸附气体中的杂质或水分，吸附装置7具体可采用活性炭吸附层或活性树脂吸附层。
干燥腔105的内部设置有湿气吸附层8并位于进口和出口之间，湿气吸附层8采用活性炭吸附层以吸收水分。湿气吸附层8上设有加热干燥装置9用于蒸发湿气吸附层8中的水分进行烘干，以便对湿气吸附层8进行循环利用。吸气通道106和排气通道107均与干燥腔105连通，本体1外部空气可通过吸气通道106和排气通道107与干燥腔105内部空气进行交换，以便将干燥腔内的湿热空气排出。吸气通道106和排气通道107分别位于加热干燥装置9的两侧，且吸气通道106和排气通道107内分别设置有第一截断阀10和第二截断阀11以便封闭吸气通道106和排气通道107，避免压缩气体泄漏。
本实施方式中，在吸气通道106或排气通道107内部安装有风机，以便加快干燥腔105与外部空气的置换效率。
第二三通阀3的输入端连通排气腔103的出口，第二三通阀3的第一输出端连通干燥腔105的进口，干燥腔105的出口通过预设的第三截断阀12连通排气腔103，第二三通阀3的第二输出端连通储气腔104。当第二三通阀3的输入端连通第一输出端，排气腔103输出的压缩气体进入干燥腔105经湿气吸附层8除湿后回流到排气腔103；当第二三通阀3的输入端连通第二输出端，排气腔103输出的压缩气体进入储气腔104进行存储。
压力传感器4设置在压缩腔101的出口处用于检测气压值，第一湿度传感器5设置在排气腔103的内部用于检测气体湿度值，第二湿度传感器6设置在湿气吸附层8上用于检测湿度值。
控制模块分别与第一三通阀2、第二三通阀3、压力传感器4、第一湿度传感器5、第二湿度传感器6、风机和加热干燥装置9连接，并根据压力传感器4检测的数值控制第一三通阀2工作，根据第一湿度传感器5和第二湿度传感器6检测的数值控制第二三通阀3、第一截断阀10、第二截断阀11、第三截断阀12和加热干燥装置9工作。
控制模块内预设有气压上限值、气压下限值、湿度上限值、湿度下限值和湿度阈值，其中，气压上限值大于气压下限值，湿度上限值大于湿度下限值。压缩装置对进入压缩腔101的气体进行压缩进行压缩，当压力传感器4检测数值小于气压下限值，控制模块控制第一三通阀2的输入端与第一输出端连通，压缩气体通过回流通道102回到压缩腔101进行再次压缩；直到压力传感器4检测数值达到气压上限值，控制模块控制第一三通阀2的输入端与第二输出端连通，压缩气体进入排气腔103，吸附装置7对进入排气腔103的压缩气体中的杂质或湿气进行吸附。当第一湿度传感器5检测数值小于或等于湿度下限值，控制模块控制第二三通阀3的输入端与第二输出端连通，压缩气体进入储气腔104；当第一湿度传感器5检测数值大于湿度上限值，控制模块控制第二三通阀3的输入端与第一输出端连通并控制第三截断阀12开启，压缩气体进入干燥腔105被湿气吸附层8吸附湿气进行干燥后回到排气腔103。
当第二湿度传感器6检测数值大于湿度阈值，控制模块控制第二三通阀3的输入端与第一输出端阻断并，控制第三截断阀12关闭，控制第一截断阀10和第二截断阀11开启，并控制风机和加热干燥装置9工作预设时长，然后关闭第一截断阀10和第二截断阀11。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有除湿功能的天然气压缩机，其特征在于，包括：本体(1)、第一三通阀(2)、第二三通阀(3)、压力传感器(4)、第一湿度传感器(5)、第二湿度传感器(6)和控制模块；本体(1)内部设有压缩腔(101)、回流通道(102)、排气腔(103)、储气腔(104)和干燥腔(105)、吸气通道(106)和排气通道(107)；
压缩腔(101)内部设有压缩装置，第一三通阀(2)的输入端连通压缩腔(101)，第一三通阀(2)的第一输出端连通回流通道(102)，且第一三通阀(2)、回流通道(102)与压缩腔(101)形成循环回路，第一三通阀(2)的第二输出端连通排气腔(103)的进口，且排气腔(103)的进口处设置有吸附装置(7)；
压缩装置对进入压缩腔(101)的气体进行压缩，当第一三通阀(2)的输入端与第一输出端连通，压缩气体通过回流通道(102)回到压缩腔(101)进行再次压缩；当第一三通阀(2)的输入端与第二输出端连通，压缩气体进入排气腔(103)，吸附装置(7)吸附压缩气体中的湿气；
干燥腔(105)的内部设置有湿气吸附层(8)，湿气吸附层(8)位于干燥腔(105)的进口和出口之间，湿气吸附层(8)上设有加热干燥装置(9)；吸气通道(106)和排气通道(107)均与干燥腔(105)连通，本体(1)外部空气可通过吸气通道(106)和排气通道(107)与干燥腔(105)内部空气进行交换，吸气通道(106)和排气通道(107)分别位于加热干燥装置(9)的两侧，且吸气通道(106)和排气通道(107)内部分别设置有第一截断阀(10)和第二截断阀(11)；
第二三通阀(3)的输入端连通排气腔(103)的出口，第二三通阀(3)的第一输出端连通干燥腔(105)的进口，干燥腔(105)的出口通过预设的第三截断阀(12)连通排气腔(103)，第二三通阀(3)的第二输出端连通储气腔(104)；
当第二三通阀(3)的输入端与第二输出端连通，压缩气体进入储气腔(104)；当第二三通阀(3)的输入端与第一输出端连通并控制第三截断阀(12)开启，压缩气体进入干燥腔(105)进行干燥后回到排气腔(103)；
压力传感器(4)设置在压缩腔(101)的出口处用于检测气压值，第一湿度传感器(5)设置在排气腔(103)的内部用于检测气体湿度值，第二湿度传感器(6)设置在湿气吸附层(8)上用于检测湿度值；
控制模块分别与第一三通阀(2)、第二三通阀(3)、压力传感器(4)、第一湿度传感器(5)、第二湿度传感器(6)和加热干燥装置(9)连接，并根据压力传感器(4)检测的数值控制第一三通阀(2)工作，根据第一湿度传感器(5)和第二湿度传感器(6)检测的数值控制第二三通阀(3)、第一截断阀(10)、第二截断阀(11)、第三截断阀(12)和加热干燥装置(9)工作。
2.如权利要求1所述的具有除湿功能的天然气压缩机，其特征在于，控制模块内预设有气压上限值、气压下限值、湿度上限值、湿度下限值和湿度阈值，其中，气压上限值大于气压下限值，湿度上限值大于湿度下限值；当压力传感器(4)检测数值小于气压下限值，控制模块控制第一三通阀(2)的输入端与第一输出端连通，当压力传感器(4)检测数值达到气压上限值，控制模块控制第一三通阀(2)的输入端与第二输出端连通；当第一湿度传感器(5)检测数值小于或等于湿度下限值，控制模块控制第二三通阀(3)的输入端与第二输出端连通，当第一湿度传感器(5)检测数值大于湿度上限值，控制模块控制第二三通阀(3)的输入端与第一输出端连通并控制第三截断阀(12)开启；当第二湿度传感器(6)检测数值大于湿度阈值，控制模块控制第二三通阀(3)的输入端与第一输出端阻断并，控制第三截断阀(12)关闭，控制第一截断阀(10)、第二截断阀(11)开启，并控制加热干燥装置(9)工作预设时长，然后关闭第一截断阀(10)和第二截断阀(11)。
3.如权利要求1所述的具有除湿功能的天然气压缩机，其特征在于，还包括风机，风机安装在吸气通道(106)或排气通道(107)内部并与控制模块连接，控制模块控制加热干燥装置(9)工作的同时控制风机工作。
4.如权利要求1所述的具有除湿功能的天然气压缩机，其特征在于，湿气吸附层(8)为活性炭吸附层。
5.如权利要求1所述的具有除湿功能的天然气压缩机，其特征在于，吸附装置(7)为活性炭吸附层或活性树脂吸附层。
6.如权利要求1至5任一项所述的具有除湿功能的天然气压缩机，其特征在于，压缩装置为活塞，压缩腔(101)的进口和出口以及回流通道(102)均位于活塞的同一侧。
7.如权利要求1至5任一项所述的具有除湿功能的天然气压缩机，其特征在于，压缩装置为涡轮，压缩腔(101)的进口和回流通道(102)位于涡轮远离压缩腔(101)的出口的一侧。
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