CN105018167B - 多功能高压气体安全净化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能高压气体安全净化器，包括净化器本体、上盖、滤网、入口接头、出口接头和吹扫阀，滤网设于净化器本体中部，上盖设于净化器本体顶部，吹扫阀和入口接头分别设于净化器本体底部，位于上部的净化器本体外壁设有两个出口接头；滤网呈杯状结构，滤网外壁与净化器本体内壁之间形成进气通道，入口接头与进气通道相通，入口接头的出口位于滤网的侧壁外侧，且进气方向与滤网的侧壁平行。本多功能高压气体安全净化器可有效延长滤网使用寿命，解决吹扫排污时存在的误操作安全隐患，提高安全性，同时进行功能集成创新，缩小使用空间，解决加气机内部空间不足问题，也降低产品成本，提高生产效率。

Description

多功能高压气体安全净化器

技术领域

本发明涉及高压气体净化技术领域，特别涉及一种多功能高压气体安全净化器。

背景技术

随着人们的绿色环保意识的不断增强，绿色环保的燃料也在日新月异的不断增加，就天然气来说：目前，天然气占我国一次能源消费比重为4.6％，与国际平均水平(23.8％)差距较大。同时，随着我国城镇化深入发展，城镇人口规模不断扩大，对天然气的需求也将日益增加。加快发展天然气，提高天然气在我国一次能源消费结构中的比重，可显著减少二氧化碳等温室气体和细颗粒物(PM2.5)等污染物排放，实现节能减排、改善环境，这既是我国实现优化调整能源结构的现实选择，也是强化节能减排的迫切需要。

天然气加气机在天然气市场交易过程中，是必不可少的一种终端结算设备。天然气加气机的加气流程一般为：加气站储气罐——加气机入口球阀——过滤器——单向阀——电磁阀——质量流量计——应急球阀——拉断阀——高压胶管——加气枪——汽车储气罐。而通过调研发现，目前市场上常用的加气机中，过滤器的滤网(一般为铜基粉末烧结的滤网)变形、损坏的频率相当高。

目前常用的过滤器如图1所示，其原理是：加气站储气罐的输气管道通过入口球阀后，与过滤器的入口接头1连接，CNG(压缩天然气)通过管道，直接进入过滤器的内腔，经滤网2过滤以后，从滤网固定螺杆3外壁的通孔，进入中心孔至上盖4，再从上盖周围四个通孔，流入两边的出口接头5，然后依次进入单向阀、电磁阀、质量流量计、拉断阀、胶管、加气枪和汽车储气罐。加气站储气罐、管道以及压缩天然气中杂质，待停机后，可松开吹扫螺钉6，进行吹扫排污。在实际应用中，上述结构的过滤器存在以下缺陷：

(1)滤网使用寿命短：主要原因是进气口的位置设计不合理，压缩天然气的正常压力＞20Mpa，过滤器工作时，该压力通过入口接头直接冲击滤网上，造成滤网由于常常受压力冲击而变形；另外，若管道内有杂质，则需要吹扫排污，频繁开关与入口接头连接的入口球阀，更容易造成滤网严重变形，使得过滤失效。加气机因此出现故障，轻则更换滤网，重则会损坏加气机，影响加气站的正常营业。

(2)吹扫排污存在误操作的安全隐患：因整机结构的原因，吹扫螺钉是在加气机的底部，操作时不易看到，一般是用手触摸其位置后，再用扳手去松开吹扫螺钉进行排污，在松开螺钉的过程，操作人员习惯性的会用手指贴住螺钉的六角头端部，这时候如果松开螺钉，过滤器内部的高压气体就会瞬间射到手指上，击穿手指，造成人身伤害事故。

(3)功能单一、不便于安装：随着技术的不断更新和社会的发展，现有这种过滤器已经不能完全适用了。例如：目前有很多的加气站已经采用低、中、高三种压力分别向加气机进行供气(故称三线顺序控制加气机)，一种压力需要一个过滤器，过滤器的出口端必须安装一个止回阀，防止压力互串。由于加气机外形尺寸的规定限制，其内部空间窄，安装管路很不方便。

另外，由于天然气加气机中的天然气压力高达22MPa以上，因此一般的过滤器(如：汽车用的天然气过滤器、燃气管道过滤器等)，即使过滤效果较好，也无法适用于天然气加气机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对天然气等高压气体，提供一种结构紧凑、安全性较高且可有效延长滤网使用寿命的多功能高压气体安全净化器。

本发明的技术方案为：一种多功能高压气体安全净化器，包括净化器本体、上盖、滤网、入口接头、出口接头和吹扫阀，滤网设于净化器本体中部，上盖设于净化器本体顶部，吹扫阀和入口接头分别设于净化器本体底部，位于上部的净化器本体外壁设有两个出口接头；

滤网呈杯状结构，滤网外壁与净化器本体内壁之间形成进气通道，入口接头与进气通道相通，入口接头的出口位于滤网的侧壁外侧，且进气方向与滤网的侧壁平行。在该结构中，高压气体从入口接头进入进气通道后，先沿着滤网的外侧向上运行，得到缓冲后，再透过滤网进入滤网的内腔，最后由出气通道送出，可避免高压气体进入进气通道时直接冲击过滤网，减少过滤网的变形和损坏率。

所述滤网是粉末颗粒间隙为40μm的铜基滤网。滤网是采用铜基粉末烧结而成的一体式结构，由于铜基粉末颗粒之间带有40μm的间隙，因此成型后的滤网对天然气中粒径大于40μm的杂质可起到过滤作用。

所述滤网的开口向上，开口处的外壁与上盖螺纹连接，上盖外壁通过密封圈与净化器本体连接，使进气通道顶部密封；滤网的底部与净化器本体的底部之间留有间隙，进气通道形成底薄壁厚(即进气通道的侧面宽度大于底面宽度)的杯状结构。该结构的滤网相比传统过滤器，可省去滤网固定螺杆，简化滤网结构；同时，将滤网设计为杯状结构，可有效增强滤网的强度，其过滤面积也较大，可实现对高压气体的高效净化。

为了进一步提高滤网的强度，所述滤网的内壁设有多个轴向加强筋，加强筋的设置可增强整个杯体的抗弯强度，确保滤网在任何情况下都不会被折断，从而延长其使用寿命。

所述上盖中部设有横向的出气通道，出气通道位于滤网上方，与出气通道两端对应的净化器本体侧壁开有出气孔，各出气孔处设有出口接头。

所述出口接头设有内置的单向阀组件，将出口接头与单向阀组件集成为一体，可省去外接于出口接头上的单向阀，简化其结构，使整机结构更紧凑，克服目前加气机内部空间小的缺陷。

所述入口接头上的进气方向与出口接头上的出气方向相互垂直。

所述吹扫阀与入口接头平行设置，吹扫阀一侧设有限位螺钉，限位螺钉的末端穿过净化器本体的侧壁后，插入吹扫阀一侧的凹槽内。通过限位螺钉的设置，可有效防止吹扫阀松脱或丢失，方便吹扫排污的操作，提高操作的安全性。

所述吹扫阀的外端设有长度为20mm的导向管，导向管的设置可有效防止吹扫时的误操作，进一步提高了吹扫排污操作的安全性。

本多功能高压气体安全净化器使用时，其原理是：加气站储气罐的输气管道通过入口球阀后，与入口接头连接，CNG(压缩天然气)通过导向管，直接冲向净化器本体内腔的顶端(即进气通道顶部)，然后分散、缓解、减压并填满进气通道，由于高压气体的持续进入，进气通道内的压力也随之上升，这时滤网的内外两侧就产生一个压力差，外大内小；由于滤网采用铜基粉末烧结而成，铜基粉末颗粒之间带有40μm的间隙，高压气体通过粉末颗粒之间的间隙进入滤网的内腔，瞬间的压力差就会平衡，使净化器的整个内腔充满高压气体，高压气体的压力达到0.5Mpa时，两个出气接头内的单向阀组件就会打开出气。加气站储气罐到加气机之间管道系统中的杂质以及压缩天然气中杂质，通过本净化器净化、过滤后，集存在净化器本体的内腔中，待停机后，可松开吹扫阀，进行吹扫排污。

本多功能高压气体安全净化器是针对天然气等高压气体而设计的，与传统的高压气体过滤器相比较，其有益效果主要体现在以下几方面：

(1)有效延长滤网使用寿命。本净化器的进气方式是通过导向管将气体引导到净化器本体的内腔顶端，经过分散、缓冲后才填满进气通道，此时滤网外表面全面均匀受压，由此避免了传统过滤器中的进气直接冲击滤网，减少滤网由于局部受高压冲击而变形或损坏的几率；另外，将滤网结构从传统的薄壁圆柱环形改变成杯状结构，可有效提高滤网的抗弯强度，确保滤网在任何情况下都不会被折断，从而提高使用寿命。

(2)通过在吹扫阀处增设限位螺钉，和在吹扫阀的外端增设了一段20mm长的导向管，解决吹扫排污时存在的误操作安全隐患，提高安全性。

(3)进行功能集成创新，缩小使用空间，解决加气机内部空间不足问题。随着社会的发展，技术的不断提高，三线顺序控制加气机的需求已经基本成为正常化的需求了，故此解决加气机内部空间小的问题，也是势在必行了，将单向阀结构进行简化并集成到出口接头中，空间宽度减少了50mm以上，可有效解决了整机的安装问题。

(4)降低产品成本，提高生产效率。将滤网结构从传统的薄壁圆柱环形改变成杯状结构，可省去滤网固定螺杆，简化滤网结构，单个净化器中，滤网结构的成本可降低100元以上；而由于使用寿命的提高，免去了保修期内为更换滤网造成的售后人员出差费用和零件费(随机配件：滤网3×40元/台)，也就是说：保修期内不少于三次以上的更换滤网，售后人员的出差费用平均值800元/次，合计一台加气机可节约成本约一千元以上。同时，将单向阀集成与出口接头中，可节约成本：单向阀采购单价338.40元/只，集成零件单价30元/只，每台机用量：6只/台，合计1850.40元。由此可见，本净化器的使用，可给企业带来一台加气机近3000元的直接经济效益和产品质量的间接效益，同时给加气站免去了维修停业的经济损失。

附图说明

图1为本传统过滤器的结构示意图。

图2为本多功能高压气体安全净化器的结构示意图。

图3为图2的A-A向剖面视图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种多功能高压气体安全净化器，如图2或图3所示，包括净化器本体7、上盖4、滤网2、入口接头1、出口接头5和吹扫阀6，滤网设于净化器本体中部，上盖设于净化器本体顶部，吹扫阀和入口接头分别设于净化器本体底部，位于上部的净化器本体外壁设有两个出口接头；如图3所示，滤网呈杯状结构，滤网外壁与净化器本体内壁之间形成进气通道8，入口接头与进气通道相通，入口接头的出口位于滤网的侧壁外侧，且进气方向与滤网的侧壁平行。在该结构中，高压气体从入口接头进入进气通道后，先沿着滤网的外侧向上运行，得到缓冲后，再透过滤网进入滤网的内腔，最后由出气通道送出，可避免高压气体进入进气通道时直接冲击过滤网，减少过滤网的变形和损坏率。

滤网2是粉末颗粒间隙为40μm的铜基滤网。滤网是采用铜基粉末烧结而成的一体式结构，由于铜基粉末颗粒之间带有40μm的间隙，因此成型后的滤网对天然气中粒径大于40μm的杂质可起到过滤作用。滤网的开口向上，开口处的外壁与上盖通过螺纹固定连接，上盖外壁通过密封圈与净化器本体连接，使进气通道顶部密封；滤网的底部与净化器本体的底部之间留有间隙，进气通道形成底薄壁厚(即进气通道的侧面宽度大于底面宽度)的杯状结构。该结构的滤网相比传统过滤器，可省去滤网固定螺杆，简化滤网结构；同时，将滤网设计为杯状结构，可有效增强滤网的强度，其过滤面积也较大，可实现对高压气体的高效净化。

滤网的内壁设有六个轴向加强筋(图中未示出)，加强筋的设置可增强整个杯体的抗弯强度，确保滤网在任何情况下都不会被折断，从而延长其使用寿命。

上盖中部设有横向的出气通道9，出气通道位于滤网上方，与出气通道两端对应的净化器本体侧壁开有出气孔，各出气孔处设有出口接头。

出口接头设有内置的单向阀组件10，将出口接头与单向阀组件集成为一体，可省去外接于出口接头上的单向阀，简化其结构，使整机结构更紧凑，克服目前加气机内部空间小的缺陷。

如图3中的箭头所示，入口接头上的进气方向与出口接头上的出气方向相互垂直。

如图3所示，吹扫阀与入口接头平行设置，吹扫阀一侧设有限位螺钉11，限位螺钉的末端穿过净化器本体的侧壁后，插入吹扫阀一侧的凹槽内。通过限位螺钉的设置，可有效防止吹扫阀松脱或丢失，方便吹扫排污的操作，提高操作的安全性。

同时，吹扫阀的外端设有长度为20mm的导向管12，导向管的设置可有效防止吹扫时的误操作，进一步提高了吹扫排污操作的安全性。

本多功能高压气体安全净化器使用时，其原理是：加气站储气罐的输气管道通过入口球阀后，与入口接头连接，CNG(压缩天然气)通过导向管，直接冲向净化器本体内腔的顶端(即进气通道顶部)，然后分散、缓解、减压并填满进气通道，由于高压气体的持续进入，进气通道内的压力也随之上升，这时滤网的内外两侧就产生一个压力差，外大内小；由于滤网采用铜基粉末烧结而成，铜基粉末颗粒之间带有40μm的间隙，高压气体通过粉末颗粒之间的间隙进入滤网的内腔，瞬间的压力差就会平衡，使净化器的整个内腔充满高压气体，高压气体的压力达到0.5Mpa时，两个出气接头内的单向阀组件就会打开出气。加气站储气罐到加气机之间管道系统中的杂质以及压缩天然气中杂质，通过本净化器净化、过滤后，集存在净化器本体的内腔中，待停机后，可松开吹扫阀，进行吹扫排污。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.多功能高压气体安全净化器，其特征在于，包括净化器本体、上盖、滤网、入口接头、出口接头和吹扫阀，滤网设于净化器本体中部，上盖设于净化器本体顶部，吹扫阀和入口接头分别设于净化器本体底部，位于上部的净化器本体外壁设有两个出口接头；

滤网呈杯状结构，滤网外壁与净化器本体内壁之间形成进气通道，入口接头与进气通道相通，入口接头的出口位于滤网的侧壁外侧，且进气方向与滤网的侧壁平行。

2.根据权利要求1所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述滤网是粉末颗粒间隙为40μm的铜基滤网。

3.根据权利要求1所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述滤网的开口向上，开口处的外壁与上盖螺纹连接，上盖外壁通过密封圈与净化器本体连接，使进气通道顶部密封；滤网的底部与净化器本体的底部之间留有间隙，进气通道形成底薄壁厚的杯状结构。

4.根据权利要求1所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述滤网的内壁设有多个轴向加强筋。

5.根据权利要求1所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述上盖中部设有横向的出气通道，出气通道位于滤网上方，与出气通道两端对应的净化器本体侧壁开有出气孔，各出气孔处设有出口接头。

6.根据权利要求5所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述出口接头设有内置的单向阀组件。

7.根据权利要求5所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述入口接头上的进气方向与出口接头上的出气方向相互垂直。

8.根据权利要求1所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述吹扫阀与入口接头平行设置，吹扫阀一侧设有限位螺钉，限位螺钉的末端穿过净化器本体的侧壁后，插入吹扫阀一侧的凹槽内。

9.根据权利要求8所述的多功能高压气体安全净化器，其特征在于，所述吹扫阀的外端设有长度为20mm的导向管。