CN114352509A - 一种氢气隔膜压缩机气缸结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢气隔膜压缩机气缸结构，包括有缸体和缸盖，其特征在于：所述缸盖密封盖设于缸体上端，所述缸体上端设有油盘腔，油盘腔内匹配设有与之密封贴合的配油盘，所述配油盘上覆有膜片，膜片外周缘密封压紧于配油盘与缸盖之间，所述缸盖上贯穿设置有进气通道和回气通道，进气通道、回气通道与膜片之间形成气体腔；所述缸体下部设有连通油盘腔的通孔，通孔内设有缸套，所述配油盘上设置有通油孔，通油孔连通膜片与缸套，与之形成液压油腔；所述缸盖和缸体内还均设有冷却水路。本发明利用双层的冷却水路对气缸部件进行冷却，大大提高了换热能力，提高了气缸结构的使用寿命，同时能够实现油压的监控，实现快速调节。

Description

一种氢气隔膜压缩机气缸结构

技术领域

本发明涉及氢气隔膜压缩机的改进发明，尤其涉及一种氢气隔膜压缩机气缸结构的改进发明。

背景技术

隔膜压缩机是一种特殊类型的容积式压缩机，其工作原理为，活塞推动气缸油腔中的液压油，膜片在膜腔中做往复运动，以改变气缸内的工作容积，在吸、排气阀的配合下完成周期性工作。在隔膜压缩机的液压油循环系统中，通过油路补偿经过液压活塞环泄漏的油液，并通过在油压缸头上安装自适应压力平衡阀以调节油缸内工作压力。隔膜压缩机具有密封性能好，压缩介质完全不接触润滑剂的优点。因此，随着氢能的大力发展，隔膜压缩机在未来的加氢站市场有极大的潜力。

但隔膜压缩机也存在以下技术缺点：首先，压缩后的气体温度过高，容易导致缸体发生氢脆，需要有效的换热措施带走气体压缩中产生的热量；其次，膜片是隔膜压缩机中的易损件，在工作过程中需要实时监控油腔内的压力与气腔的压力差。因此，气缸结构中布置有冷却管路、补油管路、自适应压力平衡阀接口管路等，故需要在有限的结构空间内使得管路布置合理，增大冷却能力、减少结构应力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种冷却能力强、使用寿命长的氢气隔膜压缩机气缸结构。

为了解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案来实现的：该种氢气隔膜压缩机气缸结构，包括有缸体和缸盖，其特征在于：所述缸盖密封盖设于缸体上端，所述缸体上端设有油盘腔，油盘腔内匹配设有与之密封贴合的配油盘，所述配油盘上覆有膜片，膜片外周缘密封压紧于配油盘与缸盖之间，所述缸盖上贯穿设置有进气通道和回气通道，进气通道、回气通道与膜片之间形成气体腔；所述缸体下部设有连通油盘腔的通孔，通孔内设有缸套，所述配油盘上设置有通油孔，通油孔连通膜片与缸套，与之形成液压油腔；所述缸盖和缸体内还均设有冷却水路。

作为优选，所述缸盖与缸体上设置有对应的螺栓连接口，缸盖与缸体通过螺钉或螺栓固定连接。

作为优选，所述配油盘与膜片接触的端面为凹面。

作为优选，所述缸盖和缸体内的冷却水路采用预埋水路或后加工水路。

作为优选，所述缸盖与缸体的侧壁上分别设有周向排列的若干循环口，其中两个相邻的循环口为冷却水入口和冷却水出口，并分别设有单向通道，剩余循环口内设有双向通道和管堵，且同一循环口内的双向通道的外端相连通，所述冷却水入口和冷却水出口的单向通道内端分别连通相邻的双向通道内端，且相邻的两个双向通道内端之间相互连通。

作为优选，所述缸体的侧壁设有连通液压油腔的补油口、卸荷口、自适应压力平衡阀接口和压力测量口。

作为优选，所述缸体与缸套外圆之间设置有轴向分布的第一密封圈和第二密封圈。

作为优选，所述缸盖和缸体接触端部之间设置了第三密封圈。

作为优选，所述缸盖与膜片接触端部之间设置了第四密封圈。

作为优选，所述缸体与配油盘之间设置第五密封圈，所述膜片与配油盘之间设置第六密封圈。

本发明的有益效果是改进后的氢气隔膜压缩机气缸结构，在缸体与缸盖内均设有冷却水路，利用双层的冷却水路对气缸部件进行冷却，大大提高了换热能力，提高了气缸结构的使用寿命，同时设置补油口、卸荷口、自适应压力平衡阀接口和压力测量口，能够实现油压的监控和快速调节。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明图1的A向视图。

图3为本发明图1的B-B剖视图。

图4为本发明图1的C-C剖视图。

图中，1-缸盖、2-配油盘、3-缸体、4-第一内六角圆柱头螺钉、501-第一形密封圈、502-第二形密封圈、6-缸套、7-螺柱、801-第五密封圈、802-第六密封圈、9-第三密封圈、10-第四密封圈、11-膜片、12-第二内六角圆柱头螺钉、1301-缸盖冷却水进口、1302-缸盖冷却水出口、1303-缸盖冷却水管路、1304-第一缸盖冷却水管堵、1305-第二缸盖冷却水管堵、1306-第三缸盖冷却水管堵、1307-第四缸盖冷却水管堵、1401-缸体冷却水进口、1402-缸体冷却水出口、1403-缸体冷却水管路、1404-第一缸体冷却水管堵、1405-第二缸体冷却水管堵、1406-第三缸体冷却水管堵、1407-第四缸体冷却水管堵、15-补油口、16-卸荷口、17-自适应压力平衡阀接口、18-压力测量口。

具体实施方式

附图表示了本发明的结构，下面再结合附图进一步说明其有关细节。本实施例中，如图1所示，该氢气隔膜压缩机气缸结构，包括有缸体3和缸盖1，所述缸盖1密封盖设于缸体3上端，所述缸体3上端设有油盘腔，油盘腔内匹配设有与之密封贴合的配油盘2，所述配油盘2上覆有膜片11，膜片11外周缘密封压紧于配油盘2与缸盖1之间，所述缸盖1上贯穿设置有进气通道和回气通道，进气通道、回气通道与膜片11之间形成气体腔；所述缸体3下部设有连通油盘腔的通孔，通孔内设有缸套6，缸套6为轴向通孔结构，缸套6的轴向通孔内配设有活塞，所述配油盘2上设置有通油孔，通油孔连通膜片11与缸套6，与之形成液压油腔；所述缸盖1和缸体3内还均设有冷却水路。

作为进一步改进的具体实施方式，所述缸盖1与缸体3上设置有对应的螺栓连接口，缸盖1与缸体3通过螺钉或螺栓固定连接，连接结构稳定，便于拆卸维修。具体的，缸盖1与缸体3通过周向排布的第二内六角圆柱头螺钉12连接，配油盘2和膜片11位于缸盖1与缸体3之间，通过第二内六角圆柱头螺钉12的预紧力压紧实现密封的效果。

作为进一步改进的具体实施方式，所述配油盘2与膜片11接触的端面为凹面，缸盖1上的进气通道、回气通道位于膜片11中间，在活塞驱动过程中，膜片11位于进气通道、回气通道一侧的空间为氢气气腔，膜片11能够与配油盘2表面贴合，实现最大压缩扩张空间。

作为进一步改进的具体实施方式，所述缸盖1和缸体3内的冷却水路采用预埋水路或后加工水路。

当采用预埋水路，在缸盖1和缸体3内根据缸盖1和缸体3内的结构压力，设置盘形或蛇形水路管，两端设置冷却水进口和冷却水出口，用于冷却水的循环，该预埋水路结构，结构稳定，冷却效果好；

当采用后加工水路，所述缸盖1与缸体3的侧壁上分别设有周向排列的若干循环口，其中两个相邻的循环口为冷却水入口和冷却水出口，并分别设有单向通道，剩余循环口内设有双向通道和管堵，且同一循环口内的双向通道的外端相连通，所述冷却水入口和冷却水出口的单向通道内端分别连通相邻的双向通道内端，且相邻的两个双向通道内端之间相互连通，使得冷却水路呈“星状”，有效提高了换热能力。

而且，缸盖1和缸体3内的冷却水路采用后加工水路，缸盖1冷却管路和缸体3冷却管路可从缸盖1和缸体3的侧面加工，加工后留下的加工孔中，两个分别作为冷却水进口和冷却水出口，其余孔采用管堵封堵，不需要对原有缸盖1和缸体3结构进行改变，大大提高了冷却效果，方便维修卸压，同时降低缸体3和缸盖1中的结构应力。

如图2所示，缸盖1中设有的缸盖冷却水管路1303为“星状”结构；缸盖1周向设置六个循环口，其中四个相邻的循环口内设置双向通道，四个相邻的循环口处分别设置第一缸盖冷却水管堵1304、第二缸盖冷却水管堵1305、第三缸盖冷却水管堵1306、第四缸盖冷却水管堵1307，冷却水从缸盖冷却水进口1301进入，从缸盖冷却水出口1302流出；第一缸盖冷却水管堵1304、第二缸盖冷却水管堵1305、第三缸盖冷却水管堵1306、第四缸盖冷却水管堵1307用于管路加工，正常工作时为封堵状态。

如图4所示，缸体3中设有的缸体冷却水管路1403为“星状”结构，缸体3周向设置六个循环口，其中四个相邻的循环口内设置双向通道，四个相邻的循环口处分别设置第一缸体冷却水管堵1404、第二缸体冷却水管堵1405、第三缸体冷却水管堵1406、第四缸体冷却水管堵1407，第一缸体冷却水管堵1404、第二缸体冷却水管堵1405、第三缸体冷却水管堵1406、第四缸体冷却水管堵1407用于管路加工，正常工作时为封堵状态，冷却水从缸体冷却水进口1401进入，从缸体冷却水出口1402流出。

作为进一步改进的具体实施方式，如图3所示，所述缸体3的侧壁设有连通液压油腔的补油口15、卸荷口16、自适应压力平衡阀接口17和压力测量口18，方便维修卸压和工作时的压力监测。具体的在膜片11压缩气体时，当液压油的压力超过自适应压力平衡阀设定值，液压油可通过自适应压力平衡阀接口17排出油腔，损失的液压油可通过补油口15进入油腔；维修时，油腔中的液压油可通过卸荷口16流出，为了延长膜片11的寿命，压力测量口18对油腔内的压力进行实时监测，防止油压过大导致膜片11损耗。

作为进一步改进的具体实施方式，所述缸体3与缸套6外圆之间设置有轴向分布的第一密封圈501和第二密封圈502，第一密封圈501和第二密封圈502具体采用O型密封圈。同时，缸套6与缸体3通过第一内六角圆柱头螺钉4连接，缸套6的下端还设有螺柱7，用于固定气缸部件

作为进一步改进的具体实施方式，所述缸盖1和缸体3接触端部之间设置了第三密封圈9，具体采用O型密封圈，用于缸盖1与缸体3之间的密封。

作为进一步改进的具体实施方式，所述缸盖1与膜片11接触端部之间设置了第四密封圈10，具体采用O型密封圈，用于缸盖1与膜片11之间的密封。

作为进一步改进的具体实施方式，所述缸体3与配油盘2之间设置第五密封圈801，所述膜片11与配油盘2之间设置第六密封圈802，其中第五密封圈801与第六密封圈802具体采用矩形密封圈，增强密封效果。

本发明中，以上所述管路可有效避开第一内六角圆柱头螺钉4与第二内六角圆柱头螺钉12的布置空间，避免增加缸体3和缸盖1中的结构应力。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种氢气隔膜压缩机气缸结构，包括有缸体和缸盖，其特征在于：所述缸盖密封盖设于缸体上端，所述缸体上端设有油盘腔，油盘腔内匹配设有与之密封贴合的配油盘，所述配油盘上覆有膜片，膜片外周缘密封压紧于配油盘与缸盖之间，所述缸盖上贯穿设置有进气通道和回气通道，进气通道、回气通道与膜片之间形成气体腔；所述缸体下部设有连通油盘腔的通孔，通孔内设有缸套，所述配油盘上设置有通油孔，通油孔连通膜片与缸套，与之形成液压油腔；所述缸盖和缸体内还均设有冷却水路。

2.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸盖与缸体上设置有对应的螺栓连接口，缸盖与缸体通过螺钉或螺栓固定连接。

3.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述配油盘与膜片接触的端面为凹面。

4.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸盖和缸体内的冷却水路采用预埋水路或后加工水路。

5.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸盖与缸体的侧壁上分别设有周向排列的若干循环口，其中两个相邻的循环口为冷却水入口和冷却水出口，并分别设有单向通道，剩余循环口内设有双向通道和管堵，且同一循环口内的双向通道的外端相连通，所述冷却水入口和冷却水出口的单向通道内端分别连通相邻的双向通道内端，且相邻的两个双向通道内端之间相互连通。

6.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸体的侧壁设有连通液压油腔的补油口、卸荷口、自适应压力平衡阀接口和压力测量口。

7.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸体与缸套外圆之间设置有轴向分布的第一密封圈和第二密封圈。

8.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸盖和缸体接触端部之间设置了第三密封圈。

9.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸盖与膜片接触端部之间设置了第四密封圈。

10.如权利要求1所述的氢气隔膜压缩机气缸结构，其特征在于：所述缸体与配油盘之间设置第五密封圈，所述膜片与配油盘之间设置第六密封圈。

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