CN112696512A - 一种可调溢油阀及加氢站用隔膜氢气压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请属于隔膜式压缩机技术领域，特别涉及一种可调溢油阀及加氢站用隔膜氢气压缩机。可调溢油阀包括溢油阀体，溢油阀体顶部连接有溢油阀盖，溢油阀体中部设置有偏心旋钮，溢油通道中部设置安全卸荷通道，安全卸荷阀盖通过螺纹与安全卸荷阀体端部相连，安全卸荷阀盖中间设置有卸荷压力调节杆，卸荷压力调节杆依次通过安全卸荷阀垫块和安全卸荷阀弹簧施加压力于安全卸荷阀针，将安全卸荷阀针压紧于安全卸荷通道上，溢油阀体底部有锥面密封接头与隔膜压缩机膜头油腔相连。本申请可使油腔上只有一条油路通道和一个高压油路接口，最大限度减小油的容积，增大压缩机容积效率，减小高压油路泄漏风险，利于高压隔膜压缩机的安全、稳定运行。

Description

一种可调溢油阀及加氢站用隔膜氢气压缩机

技术领域

本申请属于隔膜式压缩机技术领域，特别涉及一种可调溢油阀及加氢站用隔膜氢气压缩机。

背景技术

溢油阀是实现隔膜压缩机功能的必需组件，为了启动前排出油腔内空气以及轻载启动，还会增设一条溢油旁通管路。对于高压隔膜压缩机，油压会高至100MPa以上，而此时若溢油阀出现故障导致油压继续突增，会给系统带来安全隐患，导致膜头、膜片或高压管路破裂，危及现场人员安全，所以高压隔膜压缩机油腔还会增设安全阀以保障系统安全。因此，高压隔膜压缩机油腔部分需要包含溢油通道、溢油旁通通道和安全卸荷通道三条油路通道。三条油路通道不仅使油容积增大，还使高压油路接口增多，而油在高压下的压缩率已经比较大不能再忽略，油的容积越大，因油的可压缩性导致的吸气容积损失就越大，压缩机的容积效率就越低，所以在高压隔膜压缩机设计时要严格控制油的容积，否则会导致压缩机容积效率极低甚至不能正常工作。另外过多的高压油路接口也增大了泄漏的风险，不利于压缩机的安全稳定运行。另一方面，某些用于排气压力变化工况下的隔膜压缩机的溢油压力要随着排气压力变化进行调整，这就需要溢油阀的溢油压力可以调节。

因此，提供一种可调溢油阀是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

现有技术中虽然为隔膜压缩机油腔设有溢油阀、安全阀和旁通通路，但是各通路各自独立，使得膜头油腔至少有三条通路，增大了油腔总容积，使油的可压缩性对压缩机容积效率的影响更加显著，不利于压缩机的高效运行，同时又增多了高压油路接口，增大了高压油管路泄漏的风险，降低了压缩机的可靠性，为了克服此缺陷，本发明提供一种可调溢油阀及加氢站用隔膜氢气压缩机。

根据本发明的第一方面，提供了一种可调溢油阀，包括溢油阀体1，所述溢油阀体1顶部通过螺纹可旋转连接有溢油阀盖2，溢油阀体1与所述溢油阀盖2连接螺纹处设置有锁紧螺母3，所述溢油阀盖2依次经过溢油阀活塞4、垫块6；所述溢油阀盖2中空位置设置有溢油阀杆5，所述溢油阀杆5上设置有溢油阀弹簧7，溢油阀杆5底部可转动设置有溢油阀珠8，所述溢油阀弹簧7、溢油阀杆5施加压力于溢油阀珠8上，将溢油阀珠8压紧在溢油通道19上；

所述溢油阀体1中部设置有螺钉9，所述螺钉9中间设置有偏心旋钮10，所述偏心旋钮10与溢油阀杆5的一侧接触控制溢油阀的溢油模式和旁通模式，溢油阀体1中部还设置有溢油口21；

所述溢油通道19中部设置一条分支，作为安全卸荷通道20，所述溢油阀体1还设置有安全卸荷阀体11，溢油阀体1与安全卸荷阀体11螺纹连接并通过垫片17密封；所述安全卸荷阀体11端部通过螺纹连接有安全卸荷阀盖12，所述安全卸荷阀盖12中间设置有卸荷压力调节杆13，所述卸荷压力调节杆13依次通过安全卸荷阀垫块14和安全卸荷阀弹簧15施加压力于安全卸荷阀针16，将所述安全卸荷阀针16压紧于安全卸荷通道20上；

所述溢油阀体1底部有锥面密封接头18，所述锥面密封接头18与隔膜压缩机膜头油腔相连。

进一步的方案为，所述所述溢油阀杆5中部与溢油阀体1间隙配合，溢油阀杆5顶部和溢油阀活塞4间隙配合，溢油阀杆5底部通过溢油阀珠8与溢油通道19形成密封，在溢油阀杆5中部和顶部两个位置对其进行导向约束，使其在工作过程中一直保持上下方向运行，减小溢油阀杆5倾斜和卡滞的风险。

进一步的方案为，所述垫块6与油阀弹簧7接触，通过旋转溢油阀盖2会使得垫块6改变溢油阀弹簧7的压紧力，进而改变溢油压力。

进一步的方案为，所述溢油阀珠8为球体。

进一步的方案为，所述偏心旋钮10与溢油阀杆5一侧接触并可以旋转，因为阀珠8可以转动，所以即使阀针有微小倾斜，也不会影响阀珠与溢油通道19之间的密封，提高了溢油阀内部密封可靠性。

进一步的方案为，所述偏心旋钮10近心端与溢油阀杆5接触，溢油阀珠8可以压紧在溢油通道19上，溢油阀处于溢油模式；所述偏心旋钮10远心端与溢油阀杆5接触，溢油阀杆5被抬起，溢油阀珠8与溢油通道19之间形成旁通通道22，溢油阀处于旁通模式。

进一步的方案为，所述卸荷压力调节杆13与安全卸荷阀盖12通过螺纹连接，通过旋转卸荷压力调节杆13可以调节安全卸荷阀弹簧15的压紧力，进而调节安全卸荷压力。工作时设定安全卸荷压力为设定溢油压力的1.1-1.2倍。

根据本发明的第二方面，提供了一种加氢站用隔膜氢气压缩机，所述隔膜氢气压缩机包含有上述可调溢油阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明所设计溢油阀使高压隔膜压缩机油腔只需要一条油路通道即可同时实现溢油、安全卸荷、油路旁通的功能，减小油路通道数量，即减小了油腔总容积，有利于增大压缩机容积效率。

(2)本发明所设计的可调溢油阀可同时实现隔膜压缩机用溢油阀和安全卸荷阀的功能，同时溢油压力可调并且可根据需要将溢油阀调至溢油模式或旁通模式。

(3)本发明可以减少高压隔膜压缩机高压油路接口数量，降低高压油泄漏风险，提高压缩机可靠性。

(4)本发明中对溢油阀杆导向约束结构进行了优化设计，使其在工作过程中一直保持上下方向运行，可以减小溢油阀杆倾斜和卡滞的风险。

(5)本发明在优化导向约束结构的基础上，进一步优化旁通调节结构。因为对溢油阀杆在两个位置进行了导向约束，可以使其保证在上下方向运动不会产生倾斜，所以偏心旋钮可以只与溢油阀杆一侧接触，通过偏心旋钮将溢油阀杆抬起将溢油阀调至旁通模式。这样使具有旁通功能的溢油阀杆结构更加简单，利于设计加工。

(6)本发明溢油阀内部采用球形结构与溢油通道密封，因为球形结构可以旋转，所以即使溢油阀杆因磨损等原因出现一定倾斜时，也可以保证溢油阀珠与溢油通道之间的密封，提高了溢油阀的内部密封可靠性。

附图说明

以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：

图1：带有旁通和安全卸荷功能的可调溢油阀结构图；

图2：溢油模式结构原理图；

图3：旁通模式结构原理图；

图中：1-溢油阀体，2-溢油阀盖，3-锁紧螺母，4-溢油阀活塞，5-溢油阀杆，6-垫块，7-溢油阀弹簧，8-溢油阀珠，9-螺钉，10-偏心旋钮，11-安全卸荷阀体，12-安全卸荷阀盖，13-卸荷压力调节杆，14-安全卸荷阀垫块，15-安全卸荷阀弹簧，16-安全卸荷阀针，17-垫片，18-锥面密封接头，19-溢油通道，20-安全卸荷通道，21-溢油口，22-旁通通道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

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。

本实施例提供一种可调溢油阀，如图1所示，其结构包括溢油阀体1，溢油阀体1顶部通过螺纹可旋转连接有溢油阀盖2，溢油阀体1与溢油阀盖2连接螺纹处设置有锁紧螺母3，溢油阀盖2依次经过溢油阀活塞4、垫块6，溢油阀弹簧7、溢油阀杆5施加压力于溢油阀珠8上，将溢油阀珠8压紧在溢油通道19上。通过旋转溢油阀盖2可以调节溢油阀弹簧7的压紧力，从而调节溢油阀溢油压力。调节好溢油压力后通过锁紧螺母3将溢油阀体1和溢油阀盖2位置固定，防止设定溢油压力变化。高压油通过溢油通道19作用在溢油阀珠8底部，当油压高至一定值时，高压油顶开溢油阀珠8后溢出，使油压不超过设定溢油压力。溢出后的油经溢油口21排出。

溢油阀杆5中部与溢油阀体1间隙配合，溢油阀杆5顶部和溢油阀活塞4间隙配合，在溢油阀杆5中部和顶部两个位置对其进行导向约束，使其在工作过程中一直保持上下方向运行，可以减小溢油阀杆5倾斜和卡滞的风险。溢油阀杆5底部通过溢油阀珠8与溢油通道19形成密封，因为阀珠8可以转动，所以即使阀针有微小倾斜，也不会影响阀珠与溢油通道19之间的密封，提高了溢油阀内部密封可靠性。

溢油阀体1中部设置有螺钉9，螺钉9中间设置有偏心旋钮10。通过旋转偏心旋钮10调节溢油阀使其处于溢油模式或旁通模式。如图2所示，当偏心旋钮10的近心端与溢油阀杆5接触时，溢油阀珠8可以压紧在溢油通道19上，溢油阀处于溢油模式，只有当油压达到设定溢油压力时才能顶开溢油阀珠8溢油。如图3所示，当转动偏心旋钮10，使其远心端与溢油阀杆5接触时，溢油阀杆5被抬起，溢油阀珠8与溢油通道19之间形成旁通通道23，液压油可以直接从旁通通道23溢出，使液压油的压力与大气压相同，溢油阀处于旁通模式。

在溢油通道19中部设置一条分支，作为安全卸荷通道20，安全卸荷阀体11通过螺纹与溢油阀体1连接，并通过垫片17密封。安全卸荷阀盖12通过螺纹与安全卸荷阀体11端部相连，安全卸荷阀盖12中间设置有卸荷压力调节杆13，卸荷压力调节杆13依次通过安全卸荷阀垫块14和安全卸荷阀弹簧15施加压力于安全卸荷阀针16，将安全卸荷阀针16压紧于安全卸荷通道20上。卸荷压力调节杆13与安全卸荷阀盖12通过螺纹连接，通过旋转卸荷压力调节杆13可以调节安全卸荷阀弹簧15的压紧力，进而调节安全卸荷压力。工作时设定安全卸荷压力为设定溢油压力的1.1-1.2倍，当溢油阀出现阀杆卡滞等故障导致高压油无法顶开溢油阀珠8时，油压会进一步升高，油压升高至设定安全卸荷压力时，安全卸荷阀针16被顶开泄压，保障压缩机膜头、膜片及高压油管路安全。

溢油阀体1底部有锥面密封接头18，锥面密封接头18与隔膜压缩机膜头油腔相连。锥面密封增加密封可靠性，进一步减小高压油泄漏风险。

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。

需要说明的是，虽然上文按照特定顺序描述了各个步骤，但是并不意味着必须按照上述特定顺序来执行各个步骤，实际上，这些步骤中的一些可以并发执行，甚至改变顺序，只要能够实现所需要的功能即可。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种可调溢油阀，包括溢油阀体(1)，其特征在于，所述溢油阀体(1)顶部通过螺纹可旋转连接有溢油阀盖(2)，溢油阀体(1)与所述溢油阀盖(2)连接螺纹处设置有锁紧螺母(3)，所述溢油阀盖(2)依次经过溢油阀活塞(4)、垫块(6)；所述溢油阀盖(2)中空位置设置有溢油阀杆(5)，所述溢油阀杆(5)上设置有溢油阀弹簧(7)，溢油阀杆(5)底部可转动设置有溢油阀珠(8)，所述溢油阀弹簧(7)、溢油阀杆(5)施加压力于溢油阀珠(8)上，将溢油阀珠(8)压紧在溢油通道(19)上；

所述溢油阀体(1)中部设置有螺钉(9)，所述螺钉(9)中间设置有偏心旋钮(10)，所述偏心旋钮(10)与溢油阀杆(5)的一侧接触控制溢油阀的溢油模式和旁通模式，溢油阀体(1)中部还设置有溢油口(21)；

所述溢油通道(19)中部设置一条分支，作为安全卸荷通道(20)，所述溢油阀体(1)还设置有安全卸荷阀体(11)，溢油阀体(1)与安全卸荷阀体(11)螺纹连接并通过垫片(17)密封；所述安全卸荷阀体(11)端部通过螺纹连接有安全卸荷阀盖(12)，所述安全卸荷阀盖(12)中间设置有卸荷压力调节杆(13)，所述卸荷压力调节杆(13)依次通过安全卸荷阀垫块(14)和安全卸荷阀弹簧(15)施加压力于安全卸荷阀针(16)，将所述安全卸荷阀针(16)压紧于安全卸荷通道(20)上；

所述溢油阀体(1)底部有锥面密封接头(18)，所述锥面密封接头(18)与隔膜压缩机膜头油腔相连。

2.根据权利要求1所述的一种可调溢油阀，其特征在于，所述溢油阀杆(5)中部与溢油阀体(1)间隙配合，溢油阀杆(5)顶部和溢油阀活塞(4)间隙配合，溢油阀杆(5)底部通过溢油阀珠(8)与溢油通道(19)形成密封。

3.根据权利要求2所述的一种可调溢油阀，其特征在于，所述垫块(6)与油阀弹簧(7)接触。

4.根据权利要求3所述的一种可调溢油阀，其特征在于，所述溢油阀珠(8)为球体。

5.根据权利要求1所述的一种可调溢油阀，其特征在于，所述偏心旋钮(10)与溢油阀杆(5)一侧接触并可以旋转。

6.根据权利要求5所述的一种可调溢油阀，其特征在于，所述偏心旋钮(10)近心端与溢油阀杆(5)接触，溢油阀珠(8)可以压紧在溢油通道(19)上，溢油阀处于溢油模式；所述偏心旋钮(10)远心端与溢油阀杆(5)接触，溢油阀杆(5)被抬起，溢油阀珠(8)与溢油通道(19)之间形成旁通通道(22)，溢油阀处于旁通模式。

7.根据权利要求6所述的一种可调溢油阀，其特征在于，所述卸荷压力调节杆(13)与安全卸荷阀盖(12)通过螺纹连接。

8.一种加氢站用隔膜氢气压缩机，其特征在于，包含有权利要求1-6任一所述的一种可调溢油阀。

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