CN113738610B - 一种活塞式氢气压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活塞式氢气压缩机，包括液压腔以及分别设置于液压腔两端的氢气腔，氢气腔包括腔体、接合端盖和液压端盖，接合端盖面向液压腔一端与液压端盖密封连接，接合端盖背向液压腔一端与腔体密封连接。腔体内设置有活塞，活塞将腔体间隔为背向液压腔一侧的介质增压腔和面向液压腔一侧的微正压腔。接合端盖的重力方向上端设置有贯通的呼吸口，呼吸口一端与微正压腔通气、呼吸口另一端设置有组合部件，组合部件包括通气腔，通气腔通过呼吸口与微正压腔通气。本发明的上述技术方案，通过多重密封保护和相应监测结构，使得无论是介质增压腔内的氢气发生泄漏的风险还是液压油发生渗漏的风险都能够大幅降低，即使发生发现，也能够及时报警、从容处理。

Description

一种活塞式氢气压缩机
技术领域
本发明涉及氢气制备技术领域，具体来说，涉及一种活塞式氢气压缩机。
背景技术
氢气压缩机是将水电解槽中收集来的氢气排到舷外的压缩机，工作压力范围大，选用不同型号的泵可获得不同的压力区域，调节输入气压相应得到调整。大多氢气压缩机是往复活塞式，因此必须安装密封结构以防止氢气大量泄漏。而现有技术中，氢气压缩机普遍存在缸内氢气和液压油隔离不严、氢气泄漏的风险。氢气压缩机的氢气腔吸气口和排气口处的单向阀在高压高频次冲击使用条件下易出现寿命不长、密封不严、甚至是金属屑掉落的情况，从而影响压缩机正常工作。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种活塞式氢气压缩机，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种活塞式氢气压缩机，包括液压腔以及分别设置于液压腔两端的氢气腔，氢气腔包括腔体、接合端盖和液压端盖，接合端盖面向液压腔一端与液压端盖密封连接，接合端盖背向液压腔一端与腔体密封连接。腔体内设置有活塞，活塞将腔体间隔为背向液压腔一侧的介质增压腔和面向液压腔一侧的微正压腔。接合端盖的重力方向上端设置有贯通的呼吸口，呼吸口一端与微正压腔通气、呼吸口另一端设置有组合部件，组合部件包括通气腔，通气腔通过呼吸口与微正压腔通气，通气腔周侧设置有位移传感器和氢气排空口。
更进一步的，通气腔周侧还设置有单向阀和压力传感器。微正压腔保持微正压，能够有效防止负压情况导致的液压油的倒吸现象。压力传感器用于监测微正压腔压力，一旦压力失控即报警；单向阀用于为微正压腔输入氮气以保持压力。
更进一步的，液压端盖内从液压腔至氢气腔依次设置有第一导向环、第二导向环、组合密封圈和防尘圈。
更进一步的，接合端盖面向液压端盖一端设置有防油室，防油室的重力方向下方设置有与防油室连通并贯穿接合端盖的漏油监测口，漏油监测口出口处设置有测油传感器。使得液压腔内的液压油一旦突破液压端盖的密封漏入防油室时，液压油便会顺着漏油监测口流入测油传感器，测油传感器在监测到有油流入后即通过控制器发出漏油警报。
更进一步的，防油室与微正压腔之间设置有第一刮油环，以防止泄露的液压油继续泄露至微正压腔。
更进一步的，活塞外周侧设置有第二刮油环，以防止泄露的液压油继续泄露至介质增压腔。
更进一步的，介质增压腔内压力始终高于液压腔内压力。使得即使有液压油突破前面重重防护，也会因自身压力没有介质增压室压力高而停止往介质增压室漏油。
本发明的有益效果：当活塞密封出现故障时，由于介质增压腔内的氢气压力大于微正压室压力，会出现氢气从增压室泄漏至微正压室的现象。通过在接合端盖的重力方向上端设置有贯通的呼吸口，呼吸口一端与微正压腔通气、呼吸口另一端设置有组合部件，组合部件包括通气腔，通气腔通过呼吸口与微正压腔通气，通气腔周侧设置位移传感器，使得泄露氢气通过呼吸口进入通气腔内并引起位移传感器产生信号，发出氢气泄漏报警。进而达到实时监控氢气腔密封环境的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的活塞式氢气压缩机的结构示意图。
图2是根据本发明实施例所述的活塞式氢气压缩机的氢气腔结构示意图。
图3是图2的A部分放大示意图。
图4是根据本发明实施例所述的活塞式氢气压缩机的组合部件结构示意图。
图中：1-液压腔，2-氢气腔，3-组合部件，31-通气腔，32-位移传感器，33-氢气排空口，34-单向阀，35-压力传感器，4-介质增压腔，5-液压端盖，51-第一导向环，52-第二导向环，53-组合密封圈，54-防尘圈，6-微正压腔，7-漏油监测口，8-呼吸口，9-测油传感器，10-第二刮油环，11-接合端盖，12-防油室，13-第一刮油环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，根据本发明实施例所述的活塞式氢气压缩机，包括液压腔1以及分别设置于液压腔1两端的氢气腔2，氢气腔2包括腔体、接合端盖11和液压端盖5，接合端盖11面向液压腔1一端与液压端盖5密封连接，接合端盖11背向液压腔1一端与腔体密封连接。腔体内设置有活塞，活塞将腔体间隔为背向液压腔1一侧的介质增压腔4和面向液压腔1一侧的微正压腔6，活塞外周侧设置有第二刮油环10，介质增压腔4内压力始终高于液压腔1内压力。
接合端盖11的重力方向上端设置有贯通的呼吸口8，呼吸口8一端与微正压腔6通气、呼吸口8另一端设置有组合部件3，接合端盖11面向液压端盖5一端设置有防油室12，防油室12的重力方向下方设置有与防油室12连通并贯穿接合端盖11的漏油监测口7，漏油监测口7出口处设置有测油传感器9。防油室12与微正压腔6之间设置有第一刮油环13。
组合部件3包括通气腔31，通气腔31通过呼吸口8与微正压腔6通气，通气腔31周侧设置有位移传感器32、氢气排空口33、单向阀34和压力传感器35。
液压端盖5内从液压腔1至氢气腔2依次设置有第一导向环51、第二导向环52、组合密封圈53和防尘圈54。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的活塞式氢气压缩机，活塞在液压杆的带动下往复运动，在运动过程中存在液压腔1内的液压油沿液压杆向氢气腔2渗漏的风险，为了预防这样的风险，本发明在腔体与液压腔1之间设置有液压端盖5，液压端盖5内从液压腔1至氢气腔2依次设置有第一导向环51、第二导向环52、组合密封圈53和防尘圈54，分别依次起导向、密封、防尘的作用。两处相邻的导向环离液压腔1最近，这样既保证导向效果，防止密封偏心，又为密封留下外侧密封空间。此处第一道防护的组合导向密封经实验检测和工程使用后，在高压高速下具有良好的密封效果。
为防止液压油突破液压端盖5这第一道防护后向腔体渗漏，在接合端盖11面向液压端盖5一端设置有防油室12，防油室12的重力方向下方设置有与防油室12连通并贯穿接合端盖11的漏油监测口7，漏油监测口7出口处设置有测油传感器9。使得液压腔1内的液压油一旦突破液压端盖5的密封漏入防油室12时，液压油便会顺着漏油监测口7流入测油传感器9，测油传感器9在监测到有油流入后即通过控制器发出漏油警报。测油传感器9既可给控制系统提供自动漏油报警信号，又包含可视视窗结构，使得工作人员可手动检查漏油状况，实现了自动、手动检查组合功能，使得传感器自动信号失效时仍可以进行漏油情况查看。为保证液压油突破液压端盖5这第一道防护后液压油被送入漏油监测口7，在防油室12与微正压腔6之间设置有第一刮油环13。
活塞在液压杆的带动下往复运动，在运动过程中除了液压油的渗漏风险外还存在介质增压腔4内的氢气向微正压腔6内泄漏的风险，为了预防这样的风险，本发明在活塞外周侧设置有第二刮油环10，以防止介质增压腔4内氢气泄漏至微正压腔6，同时防止渗漏的液压油继续渗漏至介质增压腔4。在接合端盖11的重力方向上端设置有贯通的呼吸口8，呼吸口8一端与微正压腔6通气、呼吸口8另一端设置有组合部件3，组合部件3包括通气腔31，通气腔31通过呼吸口8与微正压腔6通气，通气腔31周侧设置有位移传感器32、氢气排空口33、单向阀34和压力传感器35。当出现氢气从介质增压腔4泄漏至微正压腔6的现象时泄露氢气沿呼吸口8进入通气腔31，并引起位移传感器32产生信号，发出氢气泄漏报警，氢气排空口33负责把泄漏氢气进行排放处理。
单向阀34以保持住微正压腔6内的压力一直存在，微正压腔6保持微正压，有效防止负压情况导致的液压油的倒吸现象，以此减小密封压力。压力传感器35使得微正压腔6一旦失去压力便会立刻检测到，并发出报警。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过多重密封保护和相应监测结构，使得无论是介质增压腔4内的氢气发生泄漏的风险还是液压油发生渗漏的风险都能够大幅降低，即使发生发现，也能够及时报警、从容处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种活塞式氢气压缩机，其特征在于：包括液压腔（1）以及分别设置于液压腔（1）两端的氢气腔（2），氢气腔（2）包括腔体、接合端盖（11）和液压端盖（5），接合端盖（11）面向液压腔（1）一端与液压端盖（5）密封连接，接合端盖（11）背向液压腔（1）一端与腔体密封连接，腔体内设置有活塞，活塞将腔体间隔为背向液压腔（1）一侧的介质增压腔（4）和面向液压腔（1）一侧的微正压腔（6），接合端盖（11）的重力方向上端设置有贯通的呼吸口（8），呼吸口（8）一端与微正压腔（6）通气、呼吸口（8）另一端设置有组合部件（3），组合部件（3）包括通气腔（31），通气腔（31）通过呼吸口（8）与微正压腔（6）通气，通气腔（31）周侧设置有位移传感器（32）和氢气排空口（33）；所述通气腔（31）周侧还设置有单向阀（34）和压力传感器（35）；当出现氢气从介质增压腔（4）泄漏至微正压腔（6）的现象时泄露氢气沿呼吸口（8）进入通气腔（31），并引起位移传感器（32）产生信号，发出氢气泄漏报警，氢气排空口（33）负责把泄漏氢气进行排放处理；单向阀（34）以保持住微正压腔（6）内的压力一直存在，微正压腔（6）保持微正压，有效防止负压情况导致的液压油的倒吸现象，以此减小密封压力；压力传感器（35）使得微正压腔（6）一旦失去压力便会立刻检测到，并发出报警。
2.如权利要求1所述的活塞式氢气压缩机，其特征在于：所述液压端盖（5）内从液压腔（1）至氢气腔（2）依次设置有第一导向环（51）、第二导向环（52）、组合密封圈（53）和防尘圈（54）。
3.如权利要求1所述的活塞式氢气压缩机，其特征在于：所述接合端盖（11）面向液压端盖（5）一端设置有防油室（12），防油室（12）的重力方向下方设置有与防油室（12）连通并贯穿接合端盖（11）的漏油监测口（7），漏油监测口（7）出口处设置有测油传感器（9）。
4.如权利要求3所述的活塞式氢气压缩机，其特征在于：所述防油室（12）与微正压腔（6）之间设置有第一刮油环（13）。
5.如权利要求1-3任一所述的活塞式氢气压缩机，其特征在于：所述活塞外周侧设置有第二刮油环（10）。
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