CN111365212B - 相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请属于压缩机技术领域，特别是涉及相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机。离子液体压缩机采用离子液体产生高压，但现有的离子压缩机采用5级压缩、结构较为复杂、加工困难且造价昂贵。本申请提供了相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，包括相互连接的液压机构和气体增压机构；气体增压机构包括第一级气体增压组件、第二级气体增压组件和第三级气体增压组件，第一级气体增压组件通过第一换向组件与液压机构连接，第二级气体增压组件通过第二换向组件与液压机构连接，第三级气体增压组件通过第三换向组件液压机构连接。结构简单、加工方便、控制精度高、能耗低、零余隙容积、通用性强、不污染氢气、成本低。

Description

相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机

技术领域

本申请属于压缩机技术领域，特别是涉及相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机。

背景技术

氢气因其燃烧只生成水，且来源丰富，被誉为是本世纪最具发展潜力的清洁能源，以氢气为能源的燃料电池汽车具有环保、高效、零污染、零排放等优点，受到各国越来越多的关注。所以，作为燃料电池汽车氢能源供应的保障，加氢站的建设显得尤为重要。然而就目前而言，加氢站的数量尚难以形成供气网络，其供应能力也成为燃料电池汽车推广的瓶颈之一。

加氢站与现有较为成熟的压缩天然气(CNG)加气站相似，主要包括卸气柱、压缩机、储氢罐、加氢机、管道、控制系统、氮气吹扫装置、放散装置以及安全监控装置等，其中压缩机是加氢站的核心设备之一。目前加氢站使用的压缩机主要有往复活塞压缩机、隔膜式压缩机和离子液体压缩机三种。往复活塞压缩机主要通过曲柄联杆曲柄连杆带动活塞做往复运动来实现氢气压缩，其具有技术成熟、系统结构简单等优点，但其活塞往复运动的过程中会对氢气会造成污染，导致运行及维护费用较高；隔膜式压缩机因无需润滑油润滑，从而能够获得满足燃料电池汽车纯度要求的高压氢气。但隔膜式压缩机在压缩过程中需要采用空气冷却或液体冷却的方式进行降温，其冷却系统较为复杂，技术难度高于常规压缩机。此外，隔膜式压缩机的容积流量较低，且用于氢气压缩的隔膜式压缩机对于膜片的质量要求高，导致了加工成本的升高。

离子液体压缩机采用离子液体替代金属活塞在等温条件下产生高压，能长期服役而无需维护，从而节省20％的能耗。但现有的离子压缩机采用5级压缩、结构较为复杂、加工困难且造价昂贵，限制了加氢站的建设和发展。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于离子液体压缩机采用离子液体替代金属活塞在等温条件下产生高压，能长期服役而无需维护，从而节省20％的能耗。但现有的离子压缩机采用5级压缩、结构较为复杂、加工困难且造价昂贵，限制了加氢站的建设和发展的问题，本申请提供了相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，包括相互连接的液压机构和气体增压机构；

所述气体增压机构包括第一级气体增压组件、第二级气体增压组件和第三级气体增压组件，所述第一级气体增压组件通过第一换向组件与所述液压机构连接，所述第二级气体增压组件通过第二换向组件与所述液压机构连接，所述第三级气体增压组件通过第三换向组件所述液压机构连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第三级气体增压组件与气液分离组件连接，所述气液分离组件与高压气体存储组件连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述液压机构包括液压油箱，所述液压油箱与第一液压管路连接，所述第一液压管路与液压过滤器连接，所述液压过滤器经过第二液压管路与液压泵连接，所述液压泵上设置有伺服电机，所述液压泵与第三液压管路连接，所述液压泵与第一进油液压管路连接，所述第三液压管路与溢流阀连接，所述溢流阀经过第五液压管路与所述液压油箱连接；所述第一进油液压管路通过第二进油液压管路与所述第一换向组件连接，所述第一进油液压管路通过第三进油液压管路与所述第二换向组件连接，所述第一进油液压管路通过第四进油液压管路与所述第三换向组件连接；所述第一换向组件与第一回油液压管路连接，所述第一回油液压管路与第四回油液压管路连接，所述第二换向组件与第二回油液压管路连接，所述第二回油液压管路与所述第四回油液压管路连接，所述第三换向组件与第三回油液压管路连接，所述第三回油液压管路与所述第四回油液压管路连接，所述第四回油液压管路经过液压冷却器与第五回油液压管路连接，所述第五回油液压管路与所述液压油箱连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一级气体增压组件包括第一气体压缩进给液压管路和第一气体压缩回程液压管路，所述第一气体压缩进给液压管路与第一液压缸连接，所述第一气体压缩回程液压管路与所述第一液压缸连接，所述第一液压缸内设置有第一T型活塞，所述第一液压缸底部设置有第一磁致伸缩位移传感器，所述第一磁致伸缩位移传感器包括第一非接触式磁环，所述第一非接触式磁环设置于所述第一T型活塞底部；所述第一液压缸上设置有第一支撑座，所述第一支撑座上设置有第一气体压缩缸，所述第一气体压缩缸内设置有第二T型活塞，所述第二T型活塞通过第一法兰与所述第一T型活塞连接，所述第二T型活塞与所述第一气体压缩缸之间形成第一隔离腔，所述第一隔离腔下端连接有第一压力平衡清洁管道，所述第一压力平衡清洁管道与第一压力平衡清洁阀连接；所述第一气体压缩缸上设置有第一离子液体单向注入阀，所述第一气体压缩缸上设置有第一气体进气阀，所述第一气体进气阀与第一气体进气管道连接；所述第一气体压缩缸上设置有第一压力液位复合传感器，所述第一气体压缩缸上设置有第一气体排气阀，所述第一气体排气阀与第一气体排气管道连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第二级气体增压组件包括第二气体压缩进给液压管路和第二气体压缩回程液压管路，所述第二气体压缩进给液压管路与第二液压缸连接，所述第二气体压缩回程液压管路与所述第二液压缸连接，所述第二液压缸内设置有第三T型活塞，所述第二液压缸底部设置有第二磁致伸缩位移传感器，所述第二磁致伸缩位移传感器包括第二非接触式磁环，所述第二非接触式磁环设置于所述第三T型活塞底部；所述第二液压缸上设置有第二支撑座，所述第二支撑座上设置有第二气体压缩缸，所述第二气体压缩缸内设置有第四T型活塞，所述第四T型活塞通过第二法兰与所述第三T型活塞连接，所述第四T型活塞与所述第二气体压缩缸之间形成第二隔离腔，所述第二隔离腔下端连接有第二压力平衡清洁管道，所述第二压力平衡清洁管道与第二压力平衡清洁阀连接；所述第二气体压缩缸上设置有第二离子液体单向注入阀，所述第二气体压缩缸上设置有第二气体进气阀，所述第二气体进气阀与第二气体进气管道连接；所述第二气体压缩缸上设置有第二压力液位复合传感器，所述第二气体压缩缸上设置有第二气体排气阀，所述第二气体排气阀与第二气体排气管道连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第三级气体增压组件包括第三气体压缩进给液压管路和第三气体压缩回程液压管路，所述第三气体压缩进给液压管路与第三液压缸连接，所述第三气体压缩回程液压管路与所述第三液压缸连接，所述第三液压缸内设置有第五T型活塞，所述第三液压缸底部设置有第三磁致伸缩位移传感器，所述第三磁致伸缩位移传感器包括第三非接触式磁环，所述第三非接触式磁环设置于所述第五T型活塞底部；所述第三液压缸上设置有第三支撑座，所述第三支撑座上设置有第三气体压缩缸，所述第三气体压缩缸内设置有第六T型活塞，所述第六T型活塞通过第三法兰与所述第五T型活塞连接，所述第六T型活塞与所述第三气体压缩缸之间形成第三隔离腔，所述第三隔离腔下端连接有第三压力平衡清洁管道，所述第三压力平衡清洁管道与第三压力平衡清洁阀连接；所述第三气体压缩缸上设置有第三离子液体单向注入阀，所述第三气体压缩缸上设置有第三气体进气阀，所述第三气体进气阀与第三气体进气管道连接；所述第三气体压缩缸上设置有第三压力液位复合传感器，所述第三气体压缩缸上设置有第三气体排气阀，所述第三气体排气阀与第三气体排气管道连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述气液分离组件包括第四气体进气阀，所述第四气体进气阀与所述第三气体排气管道，所述第四气体进气阀设置于气液分离筒体上，所述气液分离筒体内设置有液体过滤构件，所述第四气体排气阀设置于所述气液分离筒体上，所述第四气体排气阀与第四气体排气管道连通，所述第四气体排气管道与高压气体用户端连通；所述气液分离筒体上设置有第四压力传感器，所述气液分离筒体上设置有离子液位传感器；所述气液分离筒体底部经过第一离子液体管道、截止阀及第二离子液体管道与离子液体收集构件连通。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一换向组件为三位四通电磁比例换向阀，所述第二换向组件为三位四通电磁比例换向阀，所述第三换向组件为三位四通电磁比例换向阀。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的离子液体压缩机的有益效果在于：

本申请提供的相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，能够实现加氢站对低压氢气(L-H2)高效增压的要求，结构简单、加工方便、控制精度高、能耗低、零余隙容积、通用性强、不污染氢气、成本低。

本申请提供的相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，采用第一磁致伸缩位移传感器、第二磁致伸缩位移传感器及第三磁致伸缩位移传感器来测量第一液压缸、第二液压缸及第三液压缸内部的第一T型活塞、第三T型活塞及第五T型活塞的位移，从而精确控制第二T型活塞、第四T型活塞及第六T型活塞的位移，进一步精确控制第一级氢气增压组件、第二级氢气增压组件及第三级氢气增压组件压缩工作过程中第一离子液体、第二离子液体及第三离子液体的液面高度，从而实现压缩过程的零余隙容积，提高压缩机工作效率。此外，磁致伸缩位移传感器具有非接触测量、精度高、重复性好、可靠稳定等特点，所以该压缩机能够实现活塞行程的精准控制。

本申请提供的相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，可通过第一磁致伸缩位移传感器、第二磁致伸缩位移传感器、第三磁致伸缩位移传感器、第一压力液位复合传感器、第二压力液位复合传感器及第三压力液位复合传感器、离子液位传感器、伺服电机及相应硬件系统组成“闭环控制系统”，从而准确调整第一T型活塞、第三T型活塞及第五T型活塞的位移来保证该压缩机的零余隙容积运行。

本申请提供的相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，由于该相位差实时可调的三级增压零余隙式离子液体压缩机能够实现低压氢气的三级高效增压，在使用过程中可根据需要调整第二T型活塞2、第四T型活塞及第六T型活塞的直径比从而实现不同级别的氢气增压效果。

本申请提供的相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，采用该压缩机在工作过程中可通过控制第一换向组件、第二换向组件及第三换向组件的起闭位置实现第一T型活塞、第三T型活塞及第五T型活塞的上升或者下降作用，所以在工作过程中可实时调整第一级氢气增压组件、第二级氢气增压组件及第三级氢气增压组件的相位差，进而高效节能的完成低压氢气到高压氢气的压缩过程。

附图说明

图1是本申请的相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机结构示意图；

图2是本申请的相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机详细结构示意图；

图3是本申请的液压机构结构示意图；

图4是本申请的第一级氢气增压组件结构示意图；

图5是本申请的第二级氢气增压组件结构示意图；

图6是本申请的第三级氢气增压组件结构示意图；

图7是本申请的气液分离组件结构示意图；

图中：1-液压机构，2-第一换向组件，3-第二换向组件，4-第三换向组件，5-第一级气体增压组件，6-第二级气体增压组件，7-第三级气体增压组件，8-气液分离组件，9-高压气体存储组件，101-液压油箱，102-第一液压管路，103-液压过滤器，104-第二液压管路，105-液压泵，106-伺服电机，107-第三液压管路，108-第一进油液压管路，109-溢流阀，110-第五液压管路，111-第二进油液压管路，112-第三进油液压管路，113-第四进油液压管路，114-第一回油液压管路，115-第二回油液压管路，116-第三回油液压管路，117-第四回油液压管路，118-液压冷却器，119-第五回油液压管路，501-第一气体压缩进给液压管路，502-第一气体压缩回程液压管路，503-第一液压缸，504-第一T型活塞，505-第一液压缸下油腔，506-第一液压缸上油腔，507-第一液压油，508-第一磁致伸缩位移传感器，509-第一非接触式磁环，510-第一支撑座，511-第一气体压缩缸，512-第二T型活塞，513-第一法兰，514-第一隔离腔，515-第一压力平衡清洁管道，516-第一压力平衡清洁阀，517-第一离子液体，518-第一级气体压缩腔，519-第一离子液体单向注入阀，520-第一气体进气阀，521-低压气体，522-第一气体进气管道，523-第一压力液位复合传感器，524-第一气体排气阀，525-第一气体排气管道，601-第二气体压缩进给液压管路，602-第二气体压缩回程液压管路，603-第二液压缸，604-第三T型活塞，605-第二液压缸下油腔，606-第二液压缸上油腔，607-第二液压油，608-第二磁致伸缩位移传感器，609-第二非接触式磁环，610-第二支撑座，611-第二气体压缩缸，612-第四T型活塞，613-第二法兰，614-第二隔离腔，615-第二压力平衡清洁管道，616-第二压力平衡清洁阀，617-第二离子液体，618-第二级气体压缩腔，619-第二离子液体单向注入阀，620-第二气体进气阀，621-第二压力液位复合传感器，622-第二气体排气阀，623-第二气体排气管道，701-第三气体压缩进给液压管路，702-第三气体压缩回程液压管路，703-第三液压缸，704-第五T型活塞，705-第三液压缸下油腔，706-第三液压缸上油腔，707-第三液压油，708-第三磁致伸缩位移传感器，709-第三非接触式磁环，710-第三支撑座，711-第三气体压缩缸，712-第六T型活塞，713-第三法兰，714-第三隔离腔，715-第三压力平衡清洁管道，716-第三压力平衡清洁阀，717-第三离子液体，718-第三级气体压缩腔，719-第三离子液体单向注入阀，720-第三气体进气阀，721-第三压力液位复合传感器，722-第三气体排气阀，723-第三气体排气管道，801-第四气体进气阀，802-气液分离筒体，803-液体过滤构件，804-高压气体，805-第四气体排气阀，806-第四气体排气管道，807-第四压力传感器，808-过滤后第四离子液体，809-离子液位传感器，810-第一离子液体管道，811-截止阀，812-第二离子液体管道，813-离子液体收集构件，814-补给用离子液体。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

离子液体压缩机由林德公司(Linde)首先提出，并与全球第三大汽车生产商戴姆勒克莱斯勒公司(Daimler Chrysler AG)合作研发成功。例如，林德公司(Linde)开发的一种5级离子压缩机,活塞以液压方式上下移动，在活塞的顶部存在离子液体，离子液体不与气体结合，其通过压缩机气缸作为液体活塞与氢气一起被压缩。

参见图1～7，本申请提供相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，包括相互连接的液压机构1和气体增压机构；

所述气体增压机构包括第一级气体增压组件5、第二级气体增压组件6和第三级气体增压组件7，所述第一级气体增压组件5通过第一换向组件2与所述液压机构1连接，所述第二级气体增压组件6通过第二换向组件3与所述液压机构1连接，所述第三级气体增压组件7通过第三换向组件4所述液压机构1连接。

工作过程中，通过先开启液压机构1，再通过控制第一换向组件2，第二换向组件3及第三换向组件4开启时间的相位差，即可依次循环开启第一级氢气增压组件5，第二级氢气增压组件6及第三级氢气增压组件7从而实现氢气三级增压过程。

进一步地，所述第三级气体增压组件7与气液分离组件8连接，所述气液分离组件8与高压气体存储组件9连接。

参照图1、图2及图3，所述液压机构1主要包括液压油箱101，液压油箱101上连接有第一液压管路102，第一液压管路102上连接有液压过滤器103，液压过滤器103经过第二液压管路104后与液压泵105的入口油路连接，液压泵105上安装有伺服电机106，液压泵105的出口油路分别连接有第三液压管路107与第一进油液压管路108，第三液压管路107与溢流阀109相连接，溢流阀109经过第五液压管路110后与液压油箱101相连。第一进油液压管路108通过第二进油液压管路111、第三进油液压管路112及第四进油液压管路113后分别与第一换向组件2即第一级增压用三位四通电磁比例换向阀、第二换向组件3即第二级增压用三位四通电磁比例换向阀及第三换向组件4第三级增压用三位四通电磁比例换向阀相连接。第一级增压用三位四通电磁比例换向阀上连接的第一回油液压管路114、第二级增压用三位四通电磁比例换向阀上连接的第二回油液压管路115及第三级增压用三位四通电磁比例换向阀连接的第三回油液压管路116都与第四回油液压管路117相连接，第四回油液压管路117经过液压冷却器118后与第五回油液压管路119相连，第五回油液压管路119与液压油箱101相连。

参照图1、图2及图4，所述第一级气体增压组件5包括与第一级增压用三位四通电磁比例换向阀2相连接的第一气体压缩进给液压管路501及第一气体压缩回程液压管路502，第一气体压缩进给液压管路501及第一气体压缩回程液压管路502与第一液压缸503连接，第一液压缸503内部配合安装有第一T型活塞504，第一T型活塞504与第一液压缸503分别形成第一液压缸下油腔505与第一液压缸上油腔506，第一液压缸下油腔505与第一液压缸上油腔506内部充满第一液压油507，第一液压缸503的底部安装有第一磁致伸缩位移传感器508，第一磁致伸缩位移传感器508的上的第一非接触式磁环509配合安装在第一T型活塞504的底部。第一支撑座510固定安装在第一液压缸503的上端，第一支撑座510上配合安装有带散热翅片的第一气体压缩缸511，带散热翅片的第一气体压缩缸511内配合安装有第二T型活塞512，第二T型活塞512通过第一法兰513与第一T型活塞504固连在一起，第二T型活塞512与带散热翅片的第一气体压缩缸511之间形成第一隔离腔514，第一隔离腔514下端连接有第一压力平衡清洁管道515，第一压力平衡清洁管道515与第一压力平衡清洁阀516固连。第二T型活塞512上侧为第一离子液体517，第一离子液体517上侧为第一级气体压缩腔518，第一离子液体单向注入阀519及第一气体进气阀520分别固定安装在带散热翅片的第一气体压缩缸511的左上侧，第一气体进气阀520上连接有可供低压气体521流通的第一气体进气管道522。第一压力液位复合传感器523及第一气体排气阀524分别固定安装在带散热翅片的第一气体压缩缸511的右上侧，第一气体排气阀524上连接有第一气体排气管道525。

参照图1、图2及图5，所述第二级气体增压组件6包括与第二级增压用三位四通电磁比例换向阀3相连接的第二气体压缩进给液压管路601及第二气体压缩回程液压管路602，第二气体压缩进给液压管路601及第二气体压缩回程液压管路602与第二液压缸603连接，第二液压缸603内部配合安装有第三T型活塞604，第三T型活塞604与第二液压缸603分别形成第二液压缸下油腔605与第二液压缸上油腔606，第二液压缸下油腔605与第二液压缸上油腔606内部充满第二液压油607，第二液压缸603的底部安装有第二磁致伸缩位移传感器608，第二磁致伸缩位移传感器608的上的第二非接触式磁环609配合安装在第三T型活塞604的底部。第二支撑座610固定安装在第二液压缸603的上端，第二支撑座610上配合安装有带散热翅片的第二气体压缩缸611，带散热翅片的第二气体压缩缸611内配合安装有第四T型活塞612，第四T型活塞612通过第二法兰613与第三T型活塞604固连在一起，第四T型活塞612与带散热翅片的第二气体压缩缸611之间形成第二隔离腔614，第二隔离腔614下端连接有第二压力平衡清洁管道615，第二压力平衡清洁管道615与第二压力平衡清洁阀616固连。第四T型活塞612上侧为第二离子液体617，第二离子液体617上侧为第二级气体压缩腔618，第二离子液体单向注入阀619及第二气体进气阀620分别固定安装在带散热翅片的第二气体压缩缸611的左上侧，第二气体进气阀620上连接有第一气体排气管道525。第二压力液位复合传感器621及第二气体排气阀622分别固定安装在带散热翅片的第二气体压缩缸611的右上侧，第二气体排气阀622上连接有第二气体排气管道623。

参照图1、图2及图6，所述第三级气体增压组件7包括与第三级增压用三位四通电磁比例换向阀4相连接的第三气体压缩进给液压管路701及第三气体压缩回程液压管路702，第三气体压缩进给液压管路701及第三气体压缩回程液压管路702与第三液压缸703连接，第三液压缸703内部配合安装有第五T型活塞704，第五T型活塞704与第三液压缸703分别形成第三液压缸下油腔705与第三液压缸上油腔706，第三液压缸下油腔705与第三液压缸上油腔706内部充满第三液压油707，第三液压缸703的底部安装有第三磁致伸缩位移传感器708，第三磁致伸缩位移传感器708的上的第三非接触式磁环709配合安装在第五T型活塞704的底部。第三支撑座710固定安装在第三液压缸703的上端，第三支撑座710上配合安装有带散热翅片的第三气体压缩缸711，带散热翅片的第三气体压缩缸711内配合安装有第六T型活塞712，第六T型活塞712通过第三法兰713与第五T型活塞704固连在一起，第六T型活塞712与带散热翅片的第三气体压缩缸711之间形成第三隔离腔714，第三隔离腔714下端连接有第三压力平衡清洁管道715，第三压力平衡清洁管道715与第三压力平衡清洁阀716固连。第六T型活塞712上侧为第三离子液体717，第三离子液体717上侧为第三级气体压缩腔718，第三离子液体单向注入阀719及第三气体进气阀720分别固定安装在带散热翅片的第三气体压缩缸711的左上侧，第三气体进气阀720上连接有第二气体排气管道623。第三压力液位复合传感器721及第三气体排气阀722分别固定安装在带散热翅片的第三气体压缩缸711的右上侧，第三气体排气阀722上连接有第三气体排气管道723。

参照图1、图2及图7，所述气液分离组件8包括与第三气体排气管道723连通的第四气体进气阀801，第四气体进气阀801固定安装在气液分离筒体802上，气液分离筒体802内部安装有液体过滤构件803，液体过滤构件803外侧为高压气体804，第四气体排气阀805安装在气液分离筒体802的右上端，第四气体排气管道806分别连通第四气体排气阀805及高压气体用户端9。气液分离筒体802的右侧分别固定安装有第四压力传感器807及用于测量过滤后第四离子液体808液位高度的离子液位传感器809。气液分离筒体802底部经过第一离子液体管道810、截止阀811及第二离子液体管道812后与离子液体收集构件813连通，离子液体收集构件813内部存储有补给用离子液体814。

本发明的工作原理为：

(1)该压缩机的第一级气体增压组件5吸气过程的工作原理具体如下：

启动伺服电机106带动液压泵105开始工作，则本发明的液压系统1开始工作，液压系统1在溢流阀109的作用下能够将液压系统稳定在30MPa，控制第一级增压用三位四通电磁比例换向阀2开启左侧控制位，液压系统1的液压油经过第二进油液压管路111、第一气体压缩回程液压管路502后进入第一液压缸上油腔506推动第一T型活塞504向下运动，进而带动第二T型活塞512向下运动，当第一级气体压缩腔518内压力低于第一气体进气阀520的背压时，第一气体进气阀520开启，则低压气体521可被吸入带散热翅片的第一气体压缩缸511内部的第一级气体压缩腔518。

(2)该压缩机的第一级气体增压组件5压缩及排气的工作原理具体如下：

控制第一级增压用三位四通电磁比例换向阀2开启右侧控制位，液压系统1的液压油经过第二进油液压管路111、第一气体压缩进给液压管路501后进入第一液压缸下油腔505推动第一T型活塞504向上运动，进而推动第二T型活塞512向上运动，同时推动第一离子液体517向上运动，则该压缩机的第一级气体增压组件5吸入的低压气体521被向上运动的第一离子液体517压缩。第一级气体压缩腔518内的压力高于第一气体排气阀524的背压时，第一气体排气阀524开启，第一级增压后的低压气体521进入第一气体排气管道525。

(3)该压缩机的第二级气体增压组件6吸气过程的工作原理具体如下：

当第一级增压后的低压气体521进入第一气体排气管道525后，控制第二级增压用三位四通电磁比例换向阀3开启左侧控制位，液压系统1的液压油经过第三进油液压管路112、第二气体压缩回程液压管路602后进入第二液压缸上油腔606推动第三T型活塞604向下运动，进而带动第四T型活塞612向下运动，同时，第一级增压后的低压气体521进入第二级气体压缩腔618。

(4)该压缩机的第二级气体增压组件6压缩及排气的工作原理具体如下：

控制第二级增压用三位四通电磁比例换向阀3开启右侧控制位，液压系统1的液压油经过第三进油液压管路112、第二气体压缩进给液压管路601后进入第二液压缸下油腔605推动第三T型活塞604向上运动，进而带动第四T型活塞612向上运动，同时推动第二离子液体617向上运动，则该压缩机的第二级气体增压组件6吸入的经过第一级增压后的低压气体521被向上运动的第二离子液体617压缩。当第二级气体压缩腔618内的压力高于第二气体排气阀622的背压时，第二气体排气阀622开启，则第二级增压后的低压气体521进入第二气体排气管道623。

(5)该压缩机的第三级气体增压组件7吸气过程的工作原理具体如下：

当第二级增压后的低压气体521进入第二气体排气管道623后，控制第三级增压用三位四通电磁比例换向阀4开启左侧控制位，液压系统1的液压油经过第四进油液压管路113、第三气体压缩回程液压管路702后进入第三液压缸上油腔706推动第五T型活塞704向下运动，进而带动第六T型活塞712向下运动，同时，第二级增压后的低压气体521进入第三级气体压缩腔718。

(6)该压缩机的第三级气体增压组件7压缩及排气的工作原理具体如下：

控制第三级增压用三位四通电磁比例换向阀4开启右侧控制位，液压系统1的液压油经过第三进油液压管路112、第三气体压缩进给液压管路701后进入第三液压缸下油腔705推动第五T型活塞704向上运动，进而带动第六T型活塞712向上运动，同时推动第三离子液体717向上运动，则该压缩机的第三级气体增压组件7吸入的经过第二级增压后的低压气体521被向上运动的第三离子液体717压缩。当第三级气体压缩腔718内的压力高于第三气体排气阀722的背压时，第三气体排气阀722开启，则第三级增压后的低压气体521进入第三气体排气管道723。

(7)该压缩机的经过三级增压后气液分离装及离子液体补给的原理为：

第三级增压后的低压气体521经过第三气体排气管道723后进入气液分离组件8，经过液体过滤组件803后获得高压气体804及过滤后第四离子液体808，高压气体804经过第四气体排气阀805、第四气体排气管道806后可进入高压气体存储组件9。同时，过滤后第四离子液体808在离子液位传感器809监控下达到一定量后，可控制截止阀811开启，则过滤后第四离子液体808经第一离子液体管道810、截止阀811及第二离子液体管道812后进入离子液体收集组件813，进而分别通过第一离子液体单向注入阀519、第二离子液体单向注入阀619及第三离子液体单向注入阀719实现对第一离子液体517、第二离子液体617及第三离子液体717的补给。

工作过程中，尽管气体的排气会携带部分离子液体而导致第一气体压缩缸511、第二气体压缩缸611及第三气体压缩缸711内部的第一离子液体517、第二离子液体617及第三离子液体717的液面高度有所降低，但携带的部分离子液体可在气液分离组件8作用下获得过滤后第四离子液体808，且可通过离子液位传感器809检测过滤后第四离子液体808的总的液量，此外可分别通过第一压力液位复合传感器523、第二压力液位复合传感器621及第三压力液位复合传感器721实时监测第一离子液体517、第二离子液体617及第三离子液体717的液位高度。

本申请中的气体为氢气。

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (7)

1.相位差实时可调型三级增压零余隙式离子液体压缩机，其特征在于：包括相互连接的液压机构和气体增压机构；

所述气体增压机构包括第一级气体增压组件、第二级气体增压组件和第三级气体增压组件，所述第一级气体增压组件通过第一换向组件与所述液压机构连接，所述第二级气体增压组件通过第二换向组件与所述液压机构连接，所述第三级气体增压组件通过第三换向组件与所述液压机构连接；

所述第一级气体增压组件包括第一气体压缩进给液压管路和第一气体压缩回程液压管路，所述第一气体压缩进给液压管路与第一液压缸连接，所述第一气体压缩回程液压管路与所述第一液压缸连接，所述第一液压缸内设置有第一T型活塞，所述第一液压缸底部设置有第一磁致伸缩位移传感器，所述第一磁致伸缩位移传感器包括第一非接触式磁环，所述第一非接触式磁环设置于所述第一T型活塞底部；所述第一液压缸上设置有第一支撑座，所述第一支撑座上设置有第一气体压缩缸，所述第一气体压缩缸内设置有第二T型活塞，所述第二T型活塞通过第一法兰与所述第一T型活塞连接，所述第二T型活塞与所述第一气体压缩缸之间形成第一隔离腔，所述第一隔离腔下端连接有第一压力平衡清洁管道，所述第一压力平衡清洁管道与第一压力平衡清洁阀连接；所述第一气体压缩缸上设置有第一离子液体单向注入阀，所述第一气体压缩缸上设置有第一气体进气阀，所述第一气体进气阀与第一气体进气管道连接；所述第一气体压缩缸上设置有第一压力液位复合传感器，所述第一气体压缩缸上设置有第一气体排气阀，所述第一气体排气阀与第一气体排气管道连接。

2.如权利要求1所述的离子液体压缩机，其特征在于：所述第三级气体增压组件与气液分离组件连接，所述气液分离组件与高压气体存储组件连接。

3.如权利要求2所述的离子液体压缩机，其特征在于：所述液压机构包括液压油箱，所述液压油箱与第一液压管路连接，所述第一液压管路与液压过滤器连接，所述液压过滤器经过第二液压管路与液压泵连接，所述液压泵上设置有伺服电机，所述液压泵与第三液压管路连接，所述液压泵与第一进油液压管路连接，所述第三液压管路与溢流阀连接，所述溢流阀经过第五液压管路与所述液压油箱连接；所述第一进油液压管路通过第二进油液压管路与所述第一换向组件连接，所述第一进油液压管路通过第三进油液压管路与所述第二换向组件连接，所述第一进油液压管路通过第四进油液压管路与所述第三换向组件连接；所述第一换向组件与第一回油液压管路连接，所述第一回油液压管路与第四回油液压管路连接，所述第二换向组件与第二回油液压管路连接，所述第二回油液压管路与所述第四回油液压管路连接，所述第三换向组件与第三回油液压管路连接，所述第三回油液压管路与所述第四回油液压管路连接，所述第四回油液压管路经过液压冷却器与第五回油液压管路连接，所述第五回油液压管路与所述液压油箱连接。

4.如权利要求3所述的离子液体压缩机，其特征在于：所述第二级气体增压组件包括第二气体压缩进给液压管路和第二气体压缩回程液压管路，所述第二气体压缩进给液压管路与第二液压缸连接，所述第二气体压缩回程液压管路与所述第二液压缸连接，所述第二液压缸内设置有第三T型活塞，所述第二液压缸底部设置有第二磁致伸缩位移传感器，所述第二磁致伸缩位移传感器包括第二非接触式磁环，所述第二非接触式磁环设置于所述第三T型活塞底部；所述第二液压缸上设置有第二支撑座，所述第二支撑座上设置有第二气体压缩缸，所述第二气体压缩缸内设置有第四T型活塞，所述第四T型活塞通过第二法兰与所述第三T型活塞连接，所述第四T型活塞与所述第二气体压缩缸之间形成第二隔离腔，所述第二隔离腔下端连接有第二压力平衡清洁管道，所述第二压力平衡清洁管道与第二压力平衡清洁阀连接；所述第二气体压缩缸上设置有第二离子液体单向注入阀，所述第二气体压缩缸上设置有第二气体进气阀，所述第二气体进气阀与第二气体进气管道连接；所述第二气体压缩缸上设置有第二压力液位复合传感器，所述第二气体压缩缸上设置有第二气体排气阀，所述第二气体排气阀与第二气体排气管道连接。

5.如权利要求4所述的离子液体压缩机，其特征在于：所述第三级气体增压组件包括第三气体压缩进给液压管路和第三气体压缩回程液压管路，所述第三气体压缩进给液压管路与第三液压缸连接，所述第三气体压缩回程液压管路与所述第三液压缸连接，所述第三液压缸内设置有第五T型活塞，所述第三液压缸底部设置有第三磁致伸缩位移传感器，所述第三磁致伸缩位移传感器包括第三非接触式磁环，所述第三非接触式磁环设置于所述第五T型活塞底部；所述第三液压缸上设置有第三支撑座，所述第三支撑座上设置有第三气体压缩缸，所述第三气体压缩缸内设置有第六T型活塞，所述第六T型活塞通过第三法兰与所述第五T型活塞连接，所述第六T型活塞与所述第三气体压缩缸之间形成第三隔离腔，所述第三隔离腔下端连接有第三压力平衡清洁管道，所述第三压力平衡清洁管道与第三压力平衡清洁阀连接；所述第三气体压缩缸上设置有第三离子液体单向注入阀，所述第三气体压缩缸上设置有第三气体进气阀，所述第三气体进气阀与第三气体进气管道连接；所述第三气体压缩缸上设置有第三压力液位复合传感器，所述第三气体压缩缸上设置有第三气体排气阀，所述第三气体排气阀与第三气体排气管道连接。

6.如权利要求5中所述的离子液体压缩机，其特征在于：所述气液分离组件包括第四气体进气阀，所述第四气体进气阀与所述第三气体排气管道连通，所述第四气体进气阀设置于气液分离筒体上，所述气液分离筒体内设置有液体过滤构件，所述气液分离筒体上设置有第四气体排气阀，所述第四气体排气阀与第四气体排气管道连通，所述第四气体排气管道与高压气体用户端连通；所述气液分离筒体上设置有第四压力传感器，所述气液分离筒体上设置有离子液位传感器；所述气液分离筒体底部经过第一离子液体管道、截止阀及第二离子液体管道与离子液体收集构件连通。

7.如权利要求1～6中任一项所述的离子液体压缩机，其特征在于：所述第一换向组件为三位四通电磁比例换向阀，所述第二换向组件为三位四通电磁比例换向阀，所述第三换向组件为三位四通电磁比例换向阀。

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