CN111749868A - 一种适用于高入口压力的压缩装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于高入口压力的压缩装置，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，所述往复式压缩机包括电机和气缸，气缸内设有活塞或隔膜，将所述气缸分为压缩腔和推移腔，所述推移腔与所述高压气体通道的进气口连通。与现有技术相比，本发明具有结构简单容易实现、大大降低了压缩过程对电机的要求和经济实用等优点。

Description

一种适用于高入口压力的压缩装置
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种适用于高入口压力的压缩装置。
背景技术
燃料电池作为一种新型的环保发电产品，具有无噪声、无污染、体积小、寿命长、能量转换率高、便于维护和成本低等优点，非常适合在一些非常规场合所用，如野外、户外或安静的写字楼等。
随着氢气储气压力的提高，对气体增压设备的能力提出了新的需求，目前市场上普遍存在往复式压缩机不能够使用高压氢气的加压工况。对于现有的往复式压缩机，当压缩机入口压力较高时，压缩机内的活塞或者隔膜受到的来自压缩机内待压缩的高压气体的阻力增加，压缩过程中，活塞对高压气体的做功必然增加，电机的运行电流也随之增加，容易造成电机损坏；因此，用传统的往复式压缩机压缩高压气体，对该压缩机的电机的要求较高，需要电机具有较大扭矩，从而完成压缩过程对高压气体的压缩。
燃料电池采用氢气为原料，为了将燃料氢气充分利用，一般采用氢气循环泵，将循环泵设置在燃料电池氢气排出口与循环燃料电池氢气入口之间。中国专利CN204793044U公布了一种燃料电池氢气回收系统，，所述系统包括燃料电池、氢气进口阀、氢气出口阀、氢气循环泵、截止阀、容器、空气压缩机、排水电磁阀、氢气入口管道、氢气出口管道、空气入口管道和空气出口管道；氢气进口阀置于氢气入口管道上，氢气出口阀置于氢气出口管道上，氢气出口阀的出口同时与氢气循环泵的入口和容器的上口相连，氢气循环泵的出口与截止阀的入口相连，截止阀的出口与氢气进口阀和燃料电池之间的氢气入口管道相连，空气压缩机置于燃料电池的空气入口管道上，排水电磁阀置于容器的排水管道上，该专利技术中的氢气循环泵在进气压力比出气压力高的情况下，氢气循环泵无法启动或者运行，并且如果入口气压对于电机有效功率而言太高，活塞式或者隔膜式等体积位移式氢气循环泵无法启动和运行，该专利技术目前并没有生产机样机或者成品转置；因此需要开发一种适用于高入口压力的压缩装置，使该专利技术得以实现。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于高入口压力的压缩装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种适用于高入口压力的压缩装置，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，所述往复式压缩机包括电机和气缸，气缸内设有活塞，将所述气缸分为压缩腔和推移腔，所述推移腔与所述高压气体通道的进气口连通。
所述的推移腔通过一加压管道与所述高压气体通道的进气口连通。
所述的加压管道连接在推移腔的底部处。
所述压缩腔与所述高压气体通道连接，该高压气体通道包括进气腔和出气腔，其中进气腔通过的进气阀连通压缩腔，出气腔通过出气阀连通压缩腔。
所述电机通过连接杆与所述活塞连接。
所述连接杆为曲轴连杆。
所述活塞还可以为隔膜。
所述压缩腔的防护等级为NEMA13或IP68。
一种适用于高入口压力的压缩装置，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，所述往复式压缩机包括电机和气缸，气缸内设有活塞，将所述气缸分为压缩腔和推移腔，其特征在于，还包括平衡气源，该平衡气源与所述推移腔连通，向推移腔输入气体，使推移腔内压力与高压气体通道的进气口压力的差值与所述电机的电机扭矩匹配。
设计推移腔内压力与高压气体通道的进气口二者的压力差时，应该使高压气体通道的进气口(空气压缩机入口)与活塞或隔膜下部空间之间的压差小至足以使电机克服合力，即压差值取决于电机扭矩；当选取的电机扭矩较大时，则可以设计压差值较大，当选取的电机扭矩较小时，则应当设计二者之间的压差值较小，从而使电机能够克服活塞或者隔膜上的合力。
所述平衡气源与所述推移腔之间设有压力控制器。
本发明的工作原理为：
本发明采用压缩机进气口或者外置的平衡气源与推移腔连通，向推移腔内充入具有一定压力的平衡气体，利用平衡气体的压力平衡压缩机入口气体的压力，使活塞或者隔膜上下的压差小到足以使电机克服活塞或者隔膜上的合力，从而降低对电机的要求；本发明的设计理念可以使用于所有类型的体积位移压缩机。
与现有技术相比，本发明具有结构简单容易实现、大大降低了压缩过程对电机的要求，该改良方法可以适用于多种尺寸和设计的氢气回收压缩机，扩展了压缩机的操作压力范围，具有较大的经济价值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1为活塞，2为加压管道，3为推移腔，4为进气口，5为进气阀，6为出气阀，7为出气口，8为电机，9为曲轴连杆，10为压缩腔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种适用于高入口压力的压缩装置，如图1所示，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，往复式压缩机包括电机8和气缸，所述气缸内设有活塞1，该活塞1将所述气缸分为压缩腔10和推移腔3，压缩腔10与所述高压气体通道连接，该高压气体通道包括进气腔和出气腔，其中进气腔通过的进气阀5连通压缩腔10，出气腔通过出气阀6连通压缩腔10，电机8通过连接杆与活塞1连接，该连接杆为曲轴连杆9，电机8能够产生旋转力，曲轴连杆9能将该旋转力转化为线性驱动力，进而带动活塞1相对于气缸进行往复运动，实现对待压缩气体的吸入和压缩；所述推移腔3与所述高压气体通道的进气口通过加压管道2连通；所述压缩腔10的防护等级为NEMA13，在预期进气压力下应该足够密封，并且需要对压缩机基本机构进行加固密封，以使其能够承受特定运行条件下压缩机入口的气体压力。
该往复式压缩机的工作过程为，活塞1向下运动，进气阀5打开，气体从进气阀5处进入压缩腔10中，然后活塞1向上运动对气体进行压缩，当气缸内气体达到一定压力时，出气阀6打开，压缩后的气体从出气阀6处流出压缩腔10。
本实施例的工作原理为：本发明采用压缩机高压气通道的进气口4与推移腔3连通，向推移腔内充入具有一定压力的平衡气体，利用平衡气体的压力平衡压缩机入口气体的压力，使活塞1上下的压差小到足以使电机克服活塞1上的合力，从而降低对电机8的要求，实现对较高压力气体的进一步压缩。
压缩机的工作过程可以归纳为吸气、压缩、排气和膨胀四个过程，在吸气过程中，压缩空间的压力为P1，活塞1下部的推移腔3的压力与进气口压力P1相同，也为P1，活塞1上方和下方空间的压差为0，此时电机8通过曲轴连杆机构9带动活塞1，仅需要克服活塞1与气缸内壁之间的摩擦力；在压缩和排气过程中，压缩空间的压力最高时为出气口7处压力P2，活塞1下部的推移腔3的压力为压缩机入口处的压力，即P1，则活塞1上方和下方的压差为P2-P1，活塞1运动时需要克服的合力包括该压差P2-P1对活塞1产生的向下的合力以及活塞1与气缸内壁之间的摩擦力之和，则在整个压缩过程中，活塞1运动需要克服的合力为压差P2-P1加上活塞1与气缸内壁之间的摩擦力。而现有的压缩装置中，活塞1下部的压力与环境压力相同，即大气压P0，则压缩过程中，活塞1运动需要克服的合力为压差P2-P0加上活塞1与气缸内壁之间的摩擦力，对于压缩机入口压力较高的情况，P1远大于P0，则本实施的装置在压缩过程中，活塞1需要克服的合力较小，对电机8以及曲轴连杆9的要求大大降低。
本实施例的装置尤其适用于压缩机入口压力较高的工况，降低了对电机的选型要求，结果简单易于实施，可以适用于多种尺寸和设计的氢气回收压缩机，扩展了压缩机的操作压力范围，具有较大的经济价值。
实施例2
一种适用于高入口压力的压缩装置，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，往复式压缩机包括电机8和气缸，所述气缸内设有隔膜，该隔膜将所述气缸分为压缩腔10和推移腔3，所述压缩腔10与所述高压气体通道连接，高压气体通道包括进气腔和出气腔，其中进气腔通过的进气阀5连通压缩腔10，出气腔通过出气阀6连通压缩腔10，所述电机8通过连接杆与所述隔膜连接，该连接杆为曲轴连杆9，电机8能够产生旋转力，曲轴连杆9能将该旋转力转化为线性驱动力，进而带动隔膜相对于气缸进行往复运动，实现对待压缩气体的吸入和压缩；所述推移腔3与所述高压气体通道的进气口通过加压管道2连通；所述压缩腔10的防护等级为IP68，在预期进气压力下应该足够密封，并且需要对压缩机基本机构进行加固密封，以使其能够承受特定运行条件下压缩机入口的气体压力。
实施例3
一种适用于高入口压力的压缩装置，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，往复式压缩机包括电机8和气缸，所述气缸内设有活塞1，该活塞1将所述气缸分为压缩腔10和推移腔3，所述压缩腔10与所述高压气体通道连接，高压气体通道包括进气腔和出气腔，其中进气腔通过的进气阀5连通压缩腔10，出气腔通过出气阀6连通压缩腔10，所述电机8通过连接杆与所述活塞1连接；所述平衡气源与所述推移腔3连通，并且所述平衡气源与所述推移腔3之间设有压力控制器，该平衡气源的压力与高压气体通道的进气口压力相等。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种适用于高入口压力的压缩装置，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，所述往复式压缩机包括电机(8)和气缸，气缸内设有活塞(1)，将所述气缸分为压缩腔(10)和推移腔(3)，其特征在于，所述推移腔(3)与所述高压气体通道的进气口连通。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高入口压力的压缩装置，其特征在于，所述的推移腔(3)通过一加压管道(2)与所述高压气体通道的进气口连通。
3.根据权利要求2所述的一种适用于高入口压力的压缩装置，其特征在于，所述的加压管道(2)连接在推移腔(3)的底部处。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高入口压力的压缩装置，其特征在于，所述压缩腔(10)与所述高压气体通道连接，该高压气体通道包括进气腔和出气腔，其中进气腔通过的进气阀(5)连通压缩腔(10)，出气腔通过出气阀(6)连通压缩腔(10)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于高入口压力的压缩装置，其特征在于，所述电机(8)通过连接杆与所述活塞(1)连接。
6.根据权利要求5所述的一种适用于高入口压力的压缩装置，其特征在于，所述连接杆为曲轴连杆(9)。
7.根据权利要求1所述的一种适用于高入口压力的压缩装置，其特征在于，所述活塞(1)还可以为隔膜。
8.根据权利要求1所述的一种适用于高入口压力的压缩装置，其特征在于，所述压缩腔(10)的防护等级为NEMA13或IP68。
9.一种适用于高入口压力的压缩装置，包括往复式压缩机和与其连接的高压气体通道，所述往复式压缩机包括电机(8)和气缸，气缸内设有活塞(1)，将所述气缸分为压缩腔(10)和推移腔(3)，其特征在于，还包括平衡气源，该平衡气源与所述推移腔(3)连通，向推移腔(3)输入气体，使推移腔(3)内压力与高压气体通道的进气口压力的差值与所述电机(8)的电机扭矩匹配。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901444A (zh) * 2021-02-09 2021-06-04 山东建筑大学 一种直线往复式氢气循环泵
CN114661120A (zh) * 2022-02-18 2022-06-24 知远(海南)物联网科技有限公司 一种便于散热的机箱外壳

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6328544B1 (en) * 1998-11-19 2001-12-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Linear compressor
CN201301790Y (zh) * 2008-11-05 2009-09-02 凌建军 回压辅助作功节能型往复活塞式压缩机
CN104929894A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 安庆卡尔特压缩机有限公司 新型压缩机
CN106907569A (zh) * 2017-02-10 2017-06-30 周国炳 压差式自动补压气源装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6328544B1 (en) * 1998-11-19 2001-12-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Linear compressor
CN201301790Y (zh) * 2008-11-05 2009-09-02 凌建军 回压辅助作功节能型往复活塞式压缩机
CN104929894A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 安庆卡尔特压缩机有限公司 新型压缩机
CN106907569A (zh) * 2017-02-10 2017-06-30 周国炳 压差式自动补压气源装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901444A (zh) * 2021-02-09 2021-06-04 山东建筑大学 一种直线往复式氢气循环泵
CN114661120A (zh) * 2022-02-18 2022-06-24 知远(海南)物联网科技有限公司 一种便于散热的机箱外壳
CN114661120B (zh) * 2022-02-18 2024-05-28 海南南斗数字导航科技有限公司 一种便于散热的机箱外壳

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