CN110469492A - 一种气体高密封低损耗增压系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体高密封低损耗增压系统及方法。由低压罐、真空泵、蓄压器、隔膜压缩机、高压罐、阀门、管道和仪表等组成。由真空泵对固定容积的低压罐抽真空，将低压工艺气体抽出后送入可变容积的蓄压器，再由蓄压器将工艺气体送入金属隔膜压缩机内压缩排入高压罐，实现抽真空和压缩双重功能，减少气体残留。蓄压器用金属波纹管隔膜进行可变容积补偿，保证真空泵出口和金属隔膜压缩入口对工艺气体压力的要求。整个增压系统全金属材料密封，减少气体泄漏和渗透。本发明用于对各种高纯气体、昂贵气体、危险气体和放射性气体进行压缩增压、减容贮存和运输等。

Description

一种气体高密封低损耗增压系统及方法

技术领域

本发明涉及精细化工和核化工中气体处理和运输领域，具体涉及一种高密封低损耗增压系统及方法，可对各种高纯气体、昂贵气体、危险气体和放射性气体进行压缩增压、降低损耗、减容贮存和运输的系统和方法，可用于石油天然气、气体精细化工、电子气体、核化工等多种场合。

背景技术

在石油化工、精细化工、航天工业、电子气体工业和核工业等行业中，对高纯气体、价格非常昂贵的气体、放射性和高毒性的危险气体等工艺气体进行增压存贮运输等具有很大需求。由于金属隔膜压缩机抽气入口压力必须接近或高于常压，才能对工艺气体进行压缩增压，与真空泵不同，不能将固定容器气罐内的低压气体完全抽吸出来压缩为高压。而真空泵虽然能将固定容器气罐内的低压气体完全抽吸出来，但其排气出口压力必须为大气环境的常压，因此又不能对气体进行压缩增压。如何实现既能对低压气体进行抽真空，又能对抽出的低压气体进行压缩双重功能是低损耗增压系统的关键。同时在增压过程中系统需要很高的密封性，才能防止工艺气体外漏，保证气体纯度和操作安全。还要尽可能减少残留气体的损耗，提高增压系统的经济性。所以设计一套高密封低损耗增压系统对气体工业具有非常重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对高纯气体、昂贵气体和危险气体等进行低损耗增压压缩的系统及方法，该系统在压缩增压过程中对工艺气体进行超高密封，避免泄漏和渗透，保证气体纯度和人员安全，减少容器残留，降低损耗，提高系统的经济性。本发明可用于对各种工艺气体进行增压减容贮存和运输，以及其它工艺处理等。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明提出了一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于，包括低压罐、真空泵、蓄压器、隔膜压缩机、高压罐、阀门和管道等组成。

所述低压罐出口接真空泵入口，真空泵出口接蓄压器的内腔波纹管气室入口，蓄压器的内腔波纹管气室出口接隔膜压缩机入口，隔膜压缩机出口接高压罐入口，低压罐出口同时旁通直接连接隔膜压缩机入口。

具体的，所述低压罐内为低压大容积的工艺气体，气体压力可以大于常压，也可等于或小于常压。所述工艺气体可以为高纯气体、昂贵气体、危险气体和放射性气体等。所述低压罐上设置压力表和真空计，实时监测低压罐内压力和残留气体量。所述低压罐内的工艺气体，通过真空泵抽吸再进入隔膜压缩机压缩增压后，贮存在高压小容积的高压罐内，减少容积，方便贮运，也大大减少残留在低压罐和蓄压器内的昂贵气体耗费。

具体的，所述低压罐内工艺气体压力高于常压时，通过旁通直接进入隔膜压缩机进行压缩增压后，直接排入高压罐贮存。所述低压罐内工艺气体压力接近或低于常压时，先通过高密封金属波纹管的真空泵对低压罐的低压工艺气体抽真空，抽出后送入蓄压器。在抽真空结束时，低压罐内接近真空，绝大部工艺气体都抽吸到蓄压器内，减少低压罐内气体残留损耗。

具体的，所述真空泵为全密封金属波纹管真空压缩泵，泵的容积变化腔由密封焊的波纹管提供完整的包容，避免泵腔容积变化过程中的动密封泄漏。既具有抽真空又具有小压缩比压缩增压功能，可以将真空泵和压缩机的功能融为一体。同时还具有双层包壳，即使波纹管破裂，工艺气体仍然不会泄露出去，因此很高的密封性。所述蓄压器采用高密封的金属波纹管隔膜将其分隔为内外两侧，内腔为波纹管气室，外腔为缸体气室。所述内腔波纹管气室入口接真空泵出口，出口接隔膜压缩机入口。所述蓄压器的内侧容积变化腔由密封焊的波纹管提供完整的包容，避免内腔波纹管气室容积变化过程中的动密封泄漏。

具体的，所述蓄压器采用高密封的金属波纹管隔膜进行可变容积补偿，将内腔波纹管气室内的工艺气体进行压缩或膨胀，补偿气体减少导致的压力下降或气体增加导致的压力上升，既保证真空泵出口压力不过大增加的要求，又可驱动所有的常压工艺气体进入隔膜压缩机内压缩增压排入高压罐，保证金属隔膜压缩入口压力接近或高于常压要求。

具体的，所述蓄压器外腔缸体气室直接连通外界大气环境，保持内腔波纹管气室外侧常压。所述全密封的波纹管隔膜将工艺气体与外界空气隔离。所述蓄压器通过重力或弹簧力等提供驱动压缩波纹管内工艺气体进入隔膜压缩机内。

具体的，所述真空泵抽吸低压罐内的低压工艺气体到蓄压器内腔波纹管气室，导致工艺气体增多而压力升高到大于外腔缸体气室中大气压时，克服重力或弹簧力等驱动柔性波纹管拉伸减小工艺气体压力，自动保持真空泵出口压力稳定为常压。

具体的，所述隔膜压缩机抽吸蓄压器内腔波纹管气室内的低压工艺气体进行压缩增压，导致工艺气体减少而压力降低到小于外腔缸体气室中常压大气时，通过重力或弹簧力等驱动柔性波纹管压缩增大工艺气体压力，自动保持隔膜压缩机入口压力稳定在接近常压要求。

具体的，所述蓄压器内腔波纹管气室在压缩结束时的空隙容积较小，在压缩结束时驱动蓄压器内腔波纹管气室内的所有低压工艺气体都送入隔膜压缩机内压缩，贮存在高压罐，减少气体残留损耗。所述隔膜压缩机由液压系统和气体压缩系统组成，由多层金属膜片将两个体系完全隔离开。所述气体压缩系统的集气室无动密封且具有较小的余隙腔，单级压缩比可达15:1以上。所述液压系统驱动多层金属膜片将气体压缩系统集气室内的工艺气体压缩排出到充气罐。

具体的，所述增压系统为工艺气体提供全金属超高性能密封的稳压和防泄漏。对高纯气体、昂贵气体、危险气体和放射性气体进行抽真空后压缩增压，在操作过程中要对气体进行超高密封，避免泄露和过大渗透，保证人员安全，减少气体损耗，保证气体纯度。所述气体高密封低损耗增压系统与工艺气体介质接触表面的压力边界内，都使用不锈钢等全金属密封结构和设备，不含有机材料，减少高扩散性气体的渗透，同时没有磨损表面且无润滑需要，避免处理气体被污染，不会对工艺气体产生污染。所述低压罐、高压罐、管道和阀门等静设备都使用焊接连接，因此密封性很高，氦质谱检漏率小于10^-10Pa·m³/s。所述真空泵、隔膜压缩机和蓄压器等是整个系统的动设备，其气密性决定着整个系统的密封性，氦质谱检漏率小于10^-8Pa·m³/s。所述整个高密封低损耗增压系统具有很高密封性，整个系统的氦质谱检漏率小于1×10^-7Pa·m³/s。

一种气体高密封低损耗增压的方法，包括以下步骤：

(1)实时监测低压罐内工艺气体压力，当压力大于常压时，自动关闭真空泵入口阀门，打开低压罐出口与隔膜压缩机入口之间的旁通阀门，将低压工艺气体通过旁通直接送入隔膜压缩机进行压缩增压后，排入高压罐贮存；

(2)当低压罐内工艺气体压力等于或小于常压时，自动关闭旁通阀，打开低压罐出口与真空泵入口之间的阀门，通过真空泵对低压罐抽真空，抽出后送到蓄压器内腔波纹管气室内，蓄压器在内腔压力大于外腔压力的压差作用下通过波纹管气室不断扩展维持工艺气体在常压或高于常压；

(3)当低压罐内压力下降到接近真空，全部工艺气体都进入蓄压器内时，自动关闭蓄压器与真空泵之间的阀门，打开蓄压器出口与隔膜压缩机入口之间的阀门，蓄压器在重力作用下或弹簧力作用下不断压缩波纹管气室，将工艺气体送入隔膜压缩机入口，工艺气体通过隔膜式压缩机压缩(增压)变成高压气体排入高压罐，完成工艺气体低损耗增压过程。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提出的气体高密封低损耗增压系统能实现抽真空和压缩双重功能。当低压罐内内的工艺气体的压力接近或低于常压时，由于金属隔膜压缩机入口压力必须接近或高于常压，才能进行压缩增压，与真空泵不同，不能将固定气罐内的低气体完全抽吸出来压缩为高压。为了解决传统金属隔膜压缩机不能将残留在固定容积的低压罐内的昂贵工艺气体完全抽吸出来压缩为高压或进行其它工艺处理的缺点，本发明先通过高密封金属波纹管真空压缩泵将低压罐内的常压气体抽出并送入蓄压器，再由蓄压器将常压气体送入金属隔膜压缩机内压缩排入高压罐，极大的方便对高纯气体、昂贵气体和危险气体压缩增压操作能力，减少容积，便于存贮和运输。也大大减少残留在低压罐和蓄压器内的昂贵气体耗费，压缩减少容积，

2、本发明的方法能够同时满足真空泵出口和隔膜压缩机入口对气体压力的操作要求，通过可变容积补偿的波纹管蓄压器连通真空泵与隔膜压缩机，既保证真空泵出口压力不过大增加的要求，又可驱动所有的常压气体进入金属隔膜压缩机内压缩进入高压罐，保证金属隔膜压缩入口压力接近或高于常压要求。

3、本发明能显著减少昂贵气体耗用，提高利用率，节省费用。由于部分工艺气体非常昂贵，由于金属隔膜压缩机入口压力必须接近常压或高于常压，才能进行压缩增压，因此与真空泵不同，不能将固定容积气罐内的低压昂贵工艺气体完全抽吸出来，并压缩为高压。而残留在固定容积的贮气罐和可变容积的蓄压器内的低压气体非常难抽吸出来利用下，本发明的可变容积金属波纹管蓄压器，当金属隔膜压缩机抽吸蓄压器的工艺气体进行压缩增压，导致蓄压器内的工艺气体减少，压力降低时，可通过大气连通的外腔缸体气室驱动内腔的波纹管气室将昂贵工艺气体压缩补偿气体减少导致的压力下降，保持金属隔膜压缩入口压力的稳定，在压缩时能够将绝大多数蓄压器内的工艺气体压缩送入隔膜压缩机内压缩，减少残留在蓄压器内工艺气体，提高试验的经济性。当低压罐压力高于常压时，本发明可通过旁通直接进入隔膜压缩机进行压缩增压存贮在高压罐。当低压罐压力接近或低于常压时，本发明将把低压罐的气体抽真空后再压缩进入高压罐贮存，在抽真空结束时，低压罐内接近真空，绝大部气体进入蓄压器内。在压缩结束时，本发明的可变容积金属波纹管蓄压器可通过压差等作用将绝大部分的工艺气体压缩送入隔膜压缩机内，保持金属隔膜压缩入口压力的稳定，减少残留在蓄压器内工艺气体，提高试验的经济性。蓄压器内腔波纹管气室内的气体几乎都被送入隔膜压缩机内进行压缩，贮存在高压罐。

4、本发明的系统使用全金属超高性能绝对密封，减少气体泄漏和过大渗透，保证人员安全，减少气体损耗费用，保证气体纯度。由于部分工艺气体具有很大的毒性和放射性危害，同时也可能非常昂贵，因此在增压过程中要对工艺气体进行超高密封。同时本发明的整个系统所有与介质接触表面可由不锈钢等构成，不含有机材料，减少高扩散性气体的渗透，同时没有磨损表面且无润换需要，避免气体被污染。本发明应用范围很广，特别适用于放射性气体、易燃易爆气体及剧毒气体、高纯气体和昂贵气体等。

本发明的高密封低损耗增压系统，与工艺气体接触的压力边界内，都使用金属密封结构和设备，因此密封性很高。气罐、管道和阀门等静设备都使用全金属结构，因此密封性很高，氦质谱检漏结果可以达到10^-10Pa·m³/s；隔膜压缩机、蓄压器、真空泵是整个系统的动设备，其气密性决定着整个系统的密封性，氦质谱检漏结果可以达到1×10^-8Pa·m³/s以下。本发明的高密封气体增压系统具有很高密封性，整个系统的氦气质谱检漏结果1×10^-7m³Pa/s。

附图说明

附图为本发明的气体高密封低损耗增压系统工艺图

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

为了对高纯气体、昂贵气体和危险气体进行抽真空和压缩增压双重功能，减少容积，降低损耗，方便贮存、运输和工艺处理等。本发明提供一种气体高密封低损耗增压系统的工艺流程图，如附图所示。本发明的低损耗增压系统主要至少包括由1台低压罐、1台真空泵、1台蓄压器、1台金属隔膜压缩机、1台高压罐、阀门、管道及仪表等组成，低压罐出口接真空泵入口，真空泵出口接蓄压器内腔波纹管气室入口，蓄压器内腔波纹管气室出口接金属隔膜压缩机入口，隔膜压缩机出口接高压罐，低压罐出口同时旁通连接隔膜压缩机入口。本发明可把低压罐的气体抽真空后进入蓄压器，再由蓄压器送入隔膜压缩机存入高压罐。

当需要对低压罐内的低压工艺气体进行抽真空和小压缩比增压时(如常压或几个常压)，如果低压罐内气体压力接近或低于常压时，可先通过高密封的金属波纹管真空压缩泵将低压罐内的常压或低压气体抽出，并以小压缩比增压后送入蓄压器内腔波纹管气室。真空泵向蓄压器内排入工艺气体时，导致内腔波纹管气室的工艺气体增多而压力升高，当内腔压力增大到大于外腔缸体气室中大气压时，就可克服重力或弹簧力等驱动柔性波纹管拉伸，使内腔波纹管气室容积增大，从而减小工艺气体压力，自动保持真空泵出口压力稳定为常压。真空泵与蓄压器之间还可设置单向阀，避免抽真空吸气时气体逆流，起隔离作用。在低压罐上设置真空测量仪器实时监测低压罐内工艺气体残留量。

为了保证波纹管真空压缩泵在抽气过程中出口压力不会持续增高，真空泵出口设置蓄压器。蓄压器由外腔缸体气室和内腔波纹管气室构成，蓄压器内腔波纹管气室进口与真空泵出口连通，蓄压器外腔缸体气室直接与大气连通，保持外腔缸体气室压力处于常压，起压力缓冲补偿作用，保持内腔波纹管气室内的工艺气体压力接近常压或高于常压，不发生大的变化，避免使用大容积的稳压罐。在抽真空结束时，低压罐内接近真空，绝大部气体进入蓄压器内，蓄压器内的工艺气体等于或大于常压，并可通过蓄压器将工艺气体送入其它处理工艺。因此本发明可大大减少残留在低压罐内的昂贵气体，减少昂贵气体消耗，提高气体处理的经济性。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，当需要对低压罐内的低压工艺气体进行进一步的大压缩比压缩，增压成高压时(如几个或几十个兆帕)，先通过真空泵将低压罐内的气体抽到蓄压器，然后蓄压器内的常压或高于常压的气体通过重力或弹簧力等驱动进入金属隔膜压缩机，并压缩增压到高压罐。在压缩结束时，蓄压器波纹管气室内的气体几乎都被送入隔膜压缩机内进行压缩。

当需要对低压罐内的低压气体进行增压成高压贮存时，如果低压罐内气体压力接近或低于常压时，可先通过高密封的金属波纹管真空压缩泵将低压罐内的常压或低压气体抽出并送入蓄压器，再由蓄压器驱动所有的气体进出隔膜压缩机内压缩进入高压罐存贮。将蓄压器内工艺气体送入隔膜压缩机压缩时，由于气体不断被抽吸压缩进入高压罐，蓄压器内腔波纹管气室内的气体持续减少，压力也减少，而波纹管外侧的外腔缸体气室内的大气压力基本不变。因此本发明的蓄压器能驱动波纹管压缩工艺气体进入隔膜压缩机吸气口，保持内腔波纹管气室内的气体压力接近常压。隔膜压缩机与高压罐之间还可设置单向阀，避免压缩机吸气时气体逆流，起隔离作用。

为了保证隔膜压缩机在抽气过程中蓄压器内的气体压力不会持续减小，同时将蓄压器内的所有工艺气体都能送入金属隔膜压缩机内压缩，保证金属隔膜压缩机入口压力接近常压或高于常压的要求。本发明的蓄压器设计为可变容积补偿形式，在真空泵向蓄压器排气或隔膜压缩机从蓄压器抽气时，蓄压器通过它的内腔柔性波纹管提供压力补偿方式，可变容积补偿的波纹管蓄压器既保证真空泵出口压力不过大增加的要求，又可驱动所有的工艺气体进入金属隔膜压缩机内压缩进入高压罐，保证金属隔膜压缩入口压力接近或高于常压要求。隔膜压缩机抽吸蓄压器内腔波纹管气室内的低压工艺气体进行压缩增压，导致蓄压器内腔波纹管气室内的工艺气体减少而压力降低，当内腔压力减小到小于外腔缸体气室中常压大气时，通过重力或弹簧力等驱动柔性波纹管压缩增大工艺气体压力，自动保持隔膜压缩机入口压力稳定在接近常压或高于常压要求。蓄压器内腔波纹管气室的回复通过较小的重力或弹簧力等驱动波纹管压缩内腔气室内的气体进入隔膜压缩机，保持内腔波纹管气室内气体压力不发生大的变化，内腔气室内工艺气体压力大小可通过重力或弹簧力等适度调节。

在压缩结束时，蓄压器内腔波纹管气室的空隙容积较小，能驱动蓄压器内腔波纹管气室内的所有低压工艺气体都送入隔膜压缩机内压缩，贮存在高压罐，减少工艺气体残留损耗。因此本发明提出一种减少残留在蓄压器内气体量的装置和方法，可大大减少残留在蓄压器内的昂贵气体的消耗，提高压缩存贮的经济性。

实施例3

本实施例与实施例1和实施例2区别在于，低压罐内工艺气体压力高于常压时，不需要真空泵对低压罐进行抽真空才能将工艺气体抽吸出时，本发明通过设置旁通和自动压力监测方式，由低压罐内气体自身的压力就能流动至隔膜压缩机入口，保证隔膜压缩机入口压力要求。

低压罐出口同时并联设置一支路，直接旁通连接隔膜压缩机入口，并设置旁通阀，在低压罐上设置压力传感器实时监测低压罐内工艺气体压力。当需要对气体进行增压时，如果低压罐内气体高于常压时，可通过阀门开闭控制流向(自动关闭真空泵入口阀门，打开低压罐出口与隔膜压缩机入口之间的旁通阀门)，将低压工艺气体通过旁通直接送入金属隔膜压缩机进行压缩增压后，排入高压罐内贮存。

实施例4

本实施例与实施例1，实施例2和实施例3区别在于，优化密封设置和材料选择，保证整个增压的超高密封和安全性，具体设置方式如下：

本发明的真空泵为全密封金属波纹管真空压缩泵，将低压罐内的常压或低压气体抽出并送入蓄压器，泵的容积变化腔由密封焊的波纹管提供完整的包容，避免泵腔容积变化过程中的密封泄漏。波纹管真空压缩泵既具有抽真空又具有小压缩比压缩增压功能，可以将真空泵和压缩机的功能融为一体，同时还具有双层包壳，即使波纹管破裂，工艺气体仍然不会泄露出去，因此很高的密封性。

本发明的蓄压器使用全密封的金属波纹管隔膜，将蓄压器内分割为内外两侧，蓄压器的容积变化腔由密封焊的波纹管提供完整的包容，避免内腔容积变化过程中的密封泄漏。

本发明使用的压缩机选用多层金属膜片的隔膜压缩机，液压系统驱动多层金属膜片将气体压缩系统集气室内的工艺气体压缩排出到充气罐。用多层金属膜片将液压系统和气体压缩系统完全隔离开，即使单层膜片破裂仍然具有很高的密封性，对工艺气体无污染。同时气体压缩系统的集气室无动密封且具有较小的余隙腔，单级压缩比可达15:1以上。

本发明的低压罐、高压罐、管道和阀门等静设备都不锈钢等全金属结构，与工艺气体介质接触表面的压力边界内，都使用不锈钢等全金属密封结构和设备，不含有机材料，减少高扩散性气体的渗透。使用焊接连接，密封性能很高，并达到氦质谱检漏率小于10^-10Pa·m³/s。而真空泵、金属隔膜压缩机、蓄压器等是整个系统的动设备，其气密性决定着整个增压系统的密封性，也是全金属结构密封，并达到氦质谱检漏率小于10^-8Pa·m³/s。无磨损表面且无需润滑，避免处理气体被污染，不会对工艺气体产生污染，能显著减少危险气体、高纯气体和昂贵气体泄漏和扩散，保证增压安全，降低损耗，保持气体纯度。整个高密封低损耗增压系统具有很高密封性，并达到整个系统的氦质谱检漏率小于1×10^-7Pa·m³/s。

Claims (10)

1.一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：包括低压罐、真空泵、蓄压器、隔膜压缩机、高压罐、阀门、管道和仪表组成；所述低压罐出口接真空泵入口，真空泵出口接蓄压器入口，蓄压器出口接隔膜压缩机入口，隔膜压缩机出口接高压罐入口，低压罐出口同时旁通直接连接隔膜压缩机入口。

2.根据权利要求1所述的一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述低压罐内为低压大容积的工艺气体，工艺气体为高纯气体、昂贵气体、危险气体或放射性气体；所述低压罐上设置压力表和真空计；所述低压罐内的工艺气体，通过隔膜压缩机压缩增压后，贮存在高压小容积的高压罐内。

3.根据权利要求1-2中任何一项所述的一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述低压罐内工艺气体压力高于常压时，通过旁通直接进入隔膜压缩机进行压缩增压后，直接排入高压罐贮存；所述低压罐内工艺气体压力接近或低于常压时，先通过真空泵对低压罐抽真空，抽出后送入蓄压器；所述抽真空结束时，低压罐内接近真空，工艺气体都抽吸到蓄压器内。

4.根据权利要求3所述的一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述真空泵为全密封金属波纹管真空压缩泵，泵的容积变化腔由密封焊的波纹管提供完整的包容；所述蓄压器采用高密封的金属波纹管隔膜进行可变容积补偿，将其分隔为内外两侧，内腔为波纹管气室，外腔为缸体气室；所述蓄压器内腔波纹管气室入口接真空泵出口，出口接隔膜压缩机入口。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述蓄压器外腔缸体气室直接连通外界大气环境，保持内腔波纹管气室外侧常压；所述全密封的波纹管隔膜将工艺气体与外界空气隔离；所述蓄压器通过重力或弹簧力等提供驱动压缩波纹管内工艺气体进入隔膜压缩机内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述真空泵抽吸低压罐内的低压工艺气体到蓄压器内腔波纹管气室，导致工艺气体增多而压力升高到大于外腔缸体气室中大气压时，克服重力或弹簧力等驱动柔性波纹管拉伸减小工艺气体压力，自动保持真空泵出口压力稳定为常压。

7.根据权利要求1-6所述的气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述隔膜压缩机抽吸蓄压器内腔波纹管气室内的低压工艺气体进行压缩增压，导致工艺气体减少而压力降低到小于外腔缸体气室中常压大气时，通过重力或弹簧力等驱动柔性波纹管压缩增大工艺气体压力，自动保持隔膜压缩机入口压力稳定在接近常压要求。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述蓄压器内腔波纹管气室在压缩结束时的空隙容积较小，驱动所有低压工艺气体都送入隔膜压缩机内压缩；所述隔膜压缩机由液压系统和气体压缩系统组成，由多层金属膜片将两个体系完全隔离开，液压系统驱动多层金属膜片将气体压缩系统集气室内的工艺气体压缩排出到充气罐；所述隔膜压缩机的集气室无动密封且具有较小的余隙腔，单级压缩比可达15:1以上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种气体高密封低损耗增压系统，其特征在于：所述高密封增压系统与工艺气体介质接触表面的压力边界内，都使用不锈钢等全金属密封结构，没有磨损表面且无润滑需要；所述低压罐、高压罐、管道和阀门静设备都使用焊接连接，氦质谱检漏率小于10^-10Pa·m³/s；所述真空泵、隔膜压缩机和蓄压器动设备的氦质谱检漏率小于10^-8Pa·m³/s；所述整个高密封低损耗增压系统的氦质谱检漏率小于1×10^-7Pa·m³/s。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种气体高密封低损耗增压方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)实时监测低压罐内工艺气体压力，当压力大于常压时，自动关闭真空泵入口阀门，打开低压罐出口与隔膜压缩机入口之间的旁通阀门，将低压工艺气体通过旁通直接送入隔膜压缩机进行压缩增压后，排入高压罐贮存；

(2)当低压罐内工艺气体压力等于或小于常压时，自动关闭旁通阀门，打开低压罐出口与真空泵入口之间的阀门，通过真空泵对低压罐抽真空，抽出后送到蓄压器内腔波纹管气室内，蓄压器在内腔压力大于外腔压力的压差作用下通过波纹管气室不断扩展维持工艺气体在常压或高于常压；

(3)当低压罐内压力下降到接近真空，全部工艺气体都进入蓄压器内时，自动关闭蓄压器与真空泵之间的阀门，打开蓄压器出口与隔膜压缩机入口之间的阀门，蓄压器在重力作用下或弹簧力作用下不断压缩波纹管气室，将工艺气体送入隔膜压缩机入口，工艺气体通过隔膜式压缩机压缩增压变成高压气体排入高压罐，完成工艺气体低损耗增压过程。