CN115161059B - 一种油气回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于油气回收领域，具体涉及一种油气回收装置，包括：压缩机；散热器；两个冷凝器，所述冷凝器包括壳体和盘管，壳体上形成有油气进气口和油气出气口，盘管位于所述壳体内，盘管的两端贯穿至所述壳体外部，以分别形成第一冷媒进出口和第二冷媒进出口，所述壳体下端形成有排水口；第一换向阀；第二换向阀；还包括油气主进气口、保护气体进气口和第三换向阀，第三换向阀被装配为能够使所述油气主进气口和所述保护气体进气口交替的与两个所述冷凝器的油气进气口连通。本发明能够避免下游的油气冷凝器因结霜而出现堵塞现象；本发明的冷凝器处于加热状态时，可以向冷凝器内通入保护气体，便于将冷凝器内的水气排出，同时避免引入新的水气。

Description

一种油气回收装置

技术领域

本发明属于油气回收领域，具体涉及一种油气回收装置。

背景技术

储油装置中一般存在大量挥发的油气，这些油气如不加以处理会导致环境污染，并且存在较大的安全隐患，油气一般采用冷凝法进行回收，该方法是将油气抽吸到冷凝器中，将油气降温至-80℃左右，使油气液化，然后将液化后的油液回收到储油装置中。然而储油装置在进油和出油过程中，不可避免的会进入一定量的水气，而水的凝固点一般在0℃左右，当对混合有水气的油气进行冷却时，这些水气会在冷凝器中凝结，长此以往会使冷凝器堵塞。

中国发明专利《油气回收装置》（专利号：202011109575.9）提供了一种针对油气回收装置冷凝水的处理方式，就是先利用高温冷凝（油气降温至0℃左右），将油气中的水分去除，然后利用低温冷凝（油气降温至-80℃左右）来回收油气，然而在高温冷凝过程中，水气依然存在凝结现象，对此，该现有技术在冷凝器内设置了加热装置，然而这一方式的缺陷在于，高温冷凝器一旦进行加热就无法充分去除水气，导致水气进入下游的低温冷凝器中，依然无法从根本上解决问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够充分去除油气中的水气，以避免冷凝器堵塞的油气回收装置。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供了一种油气回收装置，包括：

压缩机；

散热器；

两个冷凝器，所述冷凝器包括壳体和盘管，所述壳体上形成有油气进气口和油气出气口，所述盘管位于所述壳体内，所述盘管的两端贯穿至所述壳体外部，以分别形成第一冷媒进出口和第二冷媒进出口，所述壳体下端形成有排水口；

第一换向阀，设置于所述压缩机与两个所述冷凝器之间，所述第一换向阀被装配为能够使所述压缩机的出液口和进液口交替的与两个所述冷凝器的第一冷媒进出口连通；

第二换向阀，设置于所述散热器与两个所述冷凝器之间，所述第二换向阀被装配为能够使所述散热器的出液口和进液口交替的与两个所述冷凝器的第二冷媒进出口连通；

所述第一换向阀与所述第二换向阀被配置为同步动作，且当所述第一换向阀将所述压缩机的出液口与其中一个所述冷凝器的第一冷媒进出口连通时，所述第二换向阀同步的将所述散热器的进液口与该冷凝器的第二冷媒进出口连通；

还包括油气主进气口、保护气体进气口和第三换向阀，所述第三换向阀被装配为能够使所述油气主进气口和所述保护气体进气口交替的与两个所述冷凝器的油气进气口连通。

在本发明的一可选实施例中，所述冷凝器的排水口设有排水阀。

本发明的一可选实施例中，所述第二换向阀与两个所述冷凝器的所述第二冷媒进出口之间分别设有一个第一单向阀，所述第一单向阀被配置为使冷媒仅能从所述盘管流向所述散热器；所述第一单向阀的两端并联有一分支管路，所述分支管路上设有第二单向阀和膨胀阀，所述第二单向阀被配置为使冷媒仅能从所述散热器流向所述盘管。

在本发明的一可选实施例中，所述盘管呈螺旋状布置与所述壳体内，所述盘管的内侧设有一筒形挡壁，所述筒形挡壁将所述壳体内部分隔成内外两层空间，所述筒形挡壁的下端设有底壁，所述筒形挡壁的上端设有连通口，以使所述内外两层空间的上端彼此连通；所述油气出气口的内侧设有与所述油气出气口连通的一延伸管，所述延伸管沿所述筒形挡壁的中心延伸至靠近所述底壁的位置；所述底壁上设有排水孔，所述排水孔与所述延伸管的管端之间设有阀芯组件，所述阀芯组件往复运动于所述排水孔与所述延伸管的管端之间，以交替的封闭所述排水孔或所述延伸管的管端。

在本发明的一可选实施例中，所述排水阀包括阀杆和阀块，所述阀块与所述阀杆固接，所述阀杆与直线驱动元件连接；所述阀芯组件与所述阀杆连接，当所述排水阀开启时，所述阀芯组件将所述排水孔开启并将所述延伸管的管端闭合，且当所述排水阀关闭时，所述阀芯组件将所述排水孔闭合，并将所述延伸管的管端开启。

在本发明的一可选实施例中，所述阀芯组件包括阀板、阀头和罩壳，所述阀板与所述阀杆固接，所述阀头与所述阀板固接，所述罩壳与所述阀头活动连接，以使所述罩壳能够在以下两工位件切换：工位一，所述罩壳包覆在所述阀头上，以避免所述阀头与冷凝水接触；以及工位二，所述罩壳从所述阀头上移除，以显露所述阀头，使所述阀头能够插接于所述延伸管的管端。

在本发明的一可选实施例中，所述阀芯组件还包括联动机构，所述联动机构被配置为当所述阀芯组件自所述延伸管的管端向所述排水孔运动时，所述联动机构能够将处于所述工位二的阀壳切换至所述工位一，且当所述阀芯组件自所述排水孔向所述延伸管的管端运动时，所述联动机构能够将处于所述工位一的阀壳切换至所述工位二。

在本发明的一可选实施例中，所述罩壳为两半式结构，两半罩壳分别沿所述阀头的径向开合设置，所述联动机构包括压簧和杠杆，所述压簧设置于所述两半罩壳之间，所述杠杆与所述阀板铰接，所述杠杆的一端与所述底壁挡接，所述杠杆的另一端与所述罩壳的外侧挡接，当所述阀板和所述阀头向所述底壁靠近时，所述底壁挤压所述杠杆，并通过所述杠杆挤压所述罩壳，以使所述两半罩壳闭合，当所述阀板和所述阀头向远离所述底壁的方向运动时，所述两半罩壳在所述压簧的作用下相互分离。

本发明的一可选实施例中，所述阀板上设有用于限制所述杠杆转动角度的限位块，所述杠杆的两端设有滚轮。

在本发明的一可选实施例中，所述两半罩壳的接缝处设有凸出于所述罩壳表面的挡水板。

本发明的技术效果在于：本发明将两路冷凝器并联，两路冷凝器交替对油气进行冷凝，去除油气中的水气，一路冷凝器进行冷凝时，另一路冷凝器进行加热，融化前一次冷凝时形成的冰霜，并将冷凝水排出冷凝器，当冷凝器处于加热状态时，可以将冷凝器与油气管路断开，防止水气进入下游的油气冷凝器(图未示出)内，保证下游的油气冷凝器始终处于干燥状态，从而能够连续对油气进行冷凝，避免下游的油气冷凝器因结霜而出现堵塞现象；本发明的冷凝器处于加热状态时，可以向冷凝器内通入保护气体，便于将冷凝器内的水气排出，同时避免引入新的水气。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的油气回收装置的原理图；

图2是本发明的实施例所提供的冷凝器的立体图；

图3是本发明的实施例所提供的冷凝器的剖视图；

图4是图3的I局部放大视图；

图5是图4的变化状态图；

图6是本发明的实施例所提供的阀芯组件的立体图；

图7是本发明的实施例所提供的阀芯组件的爆炸图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1所示，一种油气回收装置，包括：压缩机10；散热器20；两个冷凝器30，所述冷凝器30包括壳体31和盘管32，所述壳体31上形成有油气进气口311和油气出气口312，所述盘管32位于所述壳体31内，所述盘管32的两端贯穿至所述壳体31外部，以分别形成第一冷媒进出口321和第二冷媒进出口322，所述壳体31下端形成有排水口313；第一换向阀40，设置于所述压缩机10与两个所述冷凝器30之间，所述第一换向阀40被装配为能够使所述压缩机10的出液口和进液口交替的与两个所述冷凝器30的第一冷媒进出口321连通；第二换向阀50，设置于所述散热器20与两个所述冷凝器30之间，所述第二换向阀50被装配为能够使所述散热器20的出液口和进液口交替的与两个所述冷凝器30的第二冷媒进出口322连通；所述第一换向阀40与所述第二换向阀50被配置为同步动作，且当所述第一换向阀40将所述压缩机10的出液口与其中一个所述冷凝器30的第一冷媒进出口321连通时，所述第二换向阀50同步的将所述散热器20的进液口与该冷凝器30的第二冷媒进出口322连通；还包括油气主进气口、保护气体进气口和第三换向阀60，所述第三换向阀60被装配为能够使所述油气主进气口和所述保护气体进气口交替的与两个所述冷凝器30的油气进气口311连通。

本发明将两路冷凝器30并联，两路冷凝器30交替对油气进行冷凝，去除油气中的水气，一路冷凝器30进行冷凝时，另一路冷凝器30进行加热，融化前一次冷凝时形成的冰霜，并将冷凝水排出冷凝器30，当冷凝器30处于加热状态时，可以将冷凝器30与油气管路断开，防止水气进入下游的油气冷凝器(图未示出)内，保证下游的油气冷凝器始终处于干燥状态，从而能够连续对油气进行冷凝，避免下游的油气冷凝器因结霜而出现堵塞现象。本发明的冷凝器30处于加热状态时，可以向冷凝器30内通入保护气体，便于将冷凝器30内的水气排出，同时避免引入新的水气，保护气体例如可以是氮气。两路冷凝器30的切换可以通过控制模块自动控制，例如设定一个时间段，当其中一个冷凝器30工作一段时间后自动转入加热状态，而此时另一个冷凝器30则由加热状态转入制冷状态。

请参阅图2-7所示，进一步的，所述冷凝器30的排水口313设有排水阀70，排水阀70同样可以由自动控制模块控制，当冷凝器30处于加热状态时，排水阀70开启。

请参阅图2-7所示，进一步的，所述第二换向阀50与两个所述冷凝器30的所述第二冷媒进出口322之间分别设有一个第一单向阀80，所述第一单向阀80被配置为使冷媒仅能从所述盘管32流向所述散热器20；所述第一单向阀80的两端并联有一分支管路，所述分支管路上设有第二单向阀90和膨胀阀100，所述第二单向阀90被配置为使冷媒仅能从所述散热器20流向所述盘管32。当冷凝器30处于制冷状态时，冷媒经过膨胀阀100进入冷凝器30，冷凝器30处于加热状态时，冷媒不经过膨胀阀100。

请参阅图2-7所示，进一步的，所述盘管32呈螺旋状布置与所述壳体31内，所述盘管32的内侧设有一筒形挡壁33，所述筒形挡壁33将所述壳体31内部分隔成内外两层空间，所述筒形挡壁33的下端设有底壁332，所述筒形挡壁33的上端设有连通口331，以使所述内外两层空间的上端彼此连通；所述油气出气口312的内侧设有与所述油气出气口312连通的一延伸管34，所述延伸管34沿所述筒形挡壁33的中心延伸至靠近所述底壁332的位置；所述底壁332上设有排水孔333，所述排水孔333与所述延伸管34的管端之间设有阀芯组件35，所述阀芯组件35往复运动于所述排水孔333与所述延伸管34的管端之间，以交替的封闭所述排水孔333或所述延伸管34的管端。

本发明将冷凝器30分隔为内外两层空间，冷凝器30处于制冷状态时，内层空间的底部被封闭，增大了油气的行程，从而保证油气中的水气被充分冷凝，冷凝器30处于加热状态时，内层空间下端与外层空间连通，从而使内层空间的冷凝水快速排出，于此同时，延伸管34被封闭，防止水气进入下游的油气管路。

请参阅图2-7所示，进一步的，所述排水阀70包括阀杆71和阀块72，所述阀块72与所述阀杆71固接，所述阀杆71与直线驱动元件连接；所述阀芯组件35与所述阀杆71连接，当所述排水阀70开启时，所述阀芯组件35将所述排水孔333开启并将所述延伸管34的管端闭合，且当所述排水阀70关闭时，所述阀芯组件35将所述排水孔333闭合，并将所述延伸管34的管端开启。本发明将阀芯组件35安装在排水阀70上，通过一个驱动元件同时驱动阀块72和阀芯组件35动作，降低了设备成本，所述直线驱动元件例如可以是螺杆升降机。

请参阅图2-7所示，进一步的，所述阀芯组件35包括阀板351、阀头352和罩壳353，所述阀板351与所述阀杆71固接，所述阀头352与所述阀板351固接，所述罩壳353与所述阀头352活动连接，以使所述罩壳353能够在以下两工位件切换：工位一，所述罩壳353包覆在所述阀头352上，以避免所述阀头352与冷凝水接触；以及工位二，所述罩壳353从所述阀头352上移除，以显露所述阀头352，使所述阀头352能够插接于所述延伸管34的管端。可以理解的是，当冷凝器30处于制冷状态时，阀头352位于冷凝空间内，此时若没有罩壳353的保护，阀头352上会产生冷凝水或冰霜，这种情况下，若阀头352与延伸管34闭合，会导致部分水气残留在延伸管34内，并且无法排出，而本发明在阀头352上设置罩壳353，当冷凝器30处于制冷状态时，罩壳353能够避免阀头352上出现冷凝水，进而使阀头352以干燥的状态与延伸管34闭合。

请参阅图2-7所示，进一步的，所述阀芯组件35还包括联动机构，所述联动机构被配置为当所述阀芯组件35自所述延伸管34的管端向所述排水孔333运动时，所述联动机构能够将处于所述工位二的阀壳切换至所述工位一，且当所述阀芯组件35自所述排水孔333向所述延伸管34的管端运动时，所述联动机构能够将处于所述工位一的阀壳切换至所述工位二。具体的，所述罩壳353为两半式结构，两半罩壳353分别沿所述阀头352的径向开合设置，所述联动机构包括压簧354和杠杆355，所述压簧354设置于所述两半罩壳353之间，所述杠杆355与所述阀板351铰接，所述杠杆355的一端与所述底壁332挡接，所述杠杆355的另一端与所述罩壳353的外侧挡接，当所述阀板351和所述阀头352向所述底壁332靠近时，所述底壁332挤压所述杠杆355，并通过所述杠杆355挤压所述罩壳353，以使所述两半罩壳353闭合，当所述阀板351和所述阀头352向远离所述底壁332的方向运动时，所述两半罩壳353在所述压簧354的作用下相互分离。本发明采用联动机构实现了罩壳353与阀头352的联动，无需采用独立的驱动元件，降低了设备成本，提高了可靠性。

请参阅图2-7所示，进一步的，所述阀板351上设有用于限制所述杠杆355转动角度的限位块3511，所述杠杆355的两端设有滚轮3551；所述两半罩壳353的接缝处设有凸出于所述罩壳353表面的挡水板3531。限位块3511能够在阀头352抬起时将杠杆355保持在合适的位置，以便阀头352下降时杠杆355能够以正确的姿态与底壁332配合；滚轮3551能够降低摩擦阻力，提高使用寿命，挡水板3531能够在罩壳353开启时，防止罩壳353上的冷凝水落在阀头352上。

本发明的第一换向阀40、第二换向阀50和第三换向阀60均为二位四通换向阀，本发明的具体工作过程和原理如下：

以图1所示状态为例，此时第一换向阀40、第二换向阀50和第三换向阀60均处于左位，压缩机10排出的高温冷媒直接进入左侧冷凝器30的盘管32，对左侧冷凝器30进行加热，此时左侧冷凝器30的阀芯组件35处于图5所示状态，延伸管34被封闭，内外层空间同时进行排水，于此同时左侧冷凝器30通入保护气体，冷媒经过左侧冷凝器30以后进入散热器20，散热器20对冷媒进行进一步降温，冷媒经过降温后经膨胀阀100进入右侧冷凝器30，开始蒸发吸热，从而对右侧冷凝器30进行降温，此时右侧冷凝器30通入含水油气，含水油气经过右侧冷凝器30以后，水气被凝结从而滞留在右侧冷凝器30内，而干燥后的油气则从右侧冷凝器30上端排出，此时右侧冷凝器30的阀芯组件35处于图4所示状态，阀芯组件35将内层空间的下端封闭，油气只能从外层空间的上端迂回进入内层空间。当系统工作一段时间后，第一换向阀40、第二换向阀50和第三换向阀60切换至右位，此时压缩机10排出的高温冷媒首先进入右侧冷凝器30，在经由散热器20进入左侧冷凝器30，左右冷凝器30的工作状态互换，如此循环，确保油气的连续干燥，同时两个冷凝器30交替加热，避免出现堵塞，同时防止加热时的水气进入下游的油气冷凝器内。

本发明可以在冷凝器30内设置相应的传感器来检测温度和压力，然后通过控制压缩机10的功率来控制温度，使冷凝器30制冷状态下的温度保持在-5℃-0℃之间，确保水气充分凝结，本发明的冷凝器30的油气出气口312排出的干燥油气通入下游的油气冷凝器(图未示出)，油气冷凝器的温度控制在-80℃左右。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种油气回收装置，其特征在于，包括：

压缩机（10）；

散热器（20）；

两个冷凝器（30），所述冷凝器（30）包括壳体（31）和盘管（32），所述壳体（31）上形成有油气进气口（311）和油气出气口（312），所述盘管（32）位于所述壳体（31）内，所述盘管（32）的两端贯穿至所述壳体（31）外部，以分别形成第一冷媒进出口（321）和第二冷媒进出口（322），所述壳体（31）下端形成有排水口（313）；

第一换向阀（40），设置于所述压缩机（10）与两个所述冷凝器（30）之间，所述第一换向阀（40）被装配为能够使所述压缩机（10）的出液口和进液口交替的与两个所述冷凝器（30）的第一冷媒进出口（321）连通；

第二换向阀（50），设置于所述散热器（20）与两个所述冷凝器（30）之间，所述第二换向阀（50）被装配为能够使所述散热器（20）的出液口和进液口交替的与两个所述冷凝器（30）的第二冷媒进出口（322）连通；

所述第一换向阀（40）与所述第二换向阀（50）被配置为同步动作，且当所述第一换向阀（40）将所述压缩机（10）的出液口与其中一个所述冷凝器（30）的第一冷媒进出口（321）连通时，所述第二换向阀（50）同步的将所述散热器（20）的进液口与该冷凝器（30）的第二冷媒进出口（322）连通；

还包括油气主进气口、保护气体进气口和第三换向阀（60），所述第三换向阀（60）被装配为能够使所述油气主进气口和所述保护气体进气口交替的与两个所述冷凝器（30）的油气进气口（311）连通；

所述冷凝器（30）的排水口（313）设有排水阀（70）；

所述盘管（32）呈螺旋状布置与所述壳体（31）内，所述盘管（32）的内侧设有一筒形挡壁（33），所述筒形挡壁（33）将所述壳体（31）内部分隔成内外两层空间，所述筒形挡壁（33）的下端设有底壁（332），所述筒形挡壁（33）的上端设有连通口（331），以使所述内外两层空间的上端彼此连通；所述油气出气口（312）的内侧设有与所述油气出气口（312）连通的一延伸管（34），所述延伸管（34）沿所述筒形挡壁（33）的中心延伸至靠近所述底壁（332）的位置；所述底壁（332）上设有排水孔（333），所述排水孔（333）与所述延伸管（34）的管端之间设有阀芯组件（35），所述阀芯组件（35）往复运动于所述排水孔（333）与所述延伸管（34）的管端之间，以交替的封闭所述排水孔（333）或所述延伸管（34）的管端；

所述排水阀（70）包括阀杆（71）和阀块（72），所述阀块（72）与所述阀杆（71）固接，所述阀杆（71）与直线驱动元件连接；所述阀芯组件（35）与所述阀杆（71）连接，当所述排水阀（70）开启时，所述阀芯组件（35）将所述排水孔（333）开启并将所述延伸管（34）的管端闭合，且当所述排水阀（70）关闭时，所述阀芯组件（35）将所述排水孔（333）闭合，并将所述延伸管（34）的管端开启；

所述阀芯组件（35）包括阀板（351）、阀头（352）和罩壳（353），所述阀板（351）与所述阀杆（71）固接，所述阀头（352）与所述阀板（351）固接，所述罩壳（353）与所述阀头（352）活动连接，以使所述罩壳（353）能够在以下两工位件切换：工位一，所述罩壳（353）包覆在所述阀头（352）上，以避免所述阀头（352）与冷凝水接触；以及工位二，所述罩壳（353）从所述阀头（352）上移除，以显露所述阀头（352），使所述阀头（352）能够插接于所述延伸管（34）的管端；

所述阀芯组件（35）还包括联动机构，所述联动机构被配置为当所述阀芯组件（35）自所述延伸管（34）的管端向所述排水孔（333）运动时，所述联动机构能够将处于所述工位二的阀壳切换至所述工位一，且当所述阀芯组件（35）自所述排水孔（333）向所述延伸管（34）的管端运动时，所述联动机构能够将处于所述工位一的阀壳切换至所述工位二；

所述罩壳（353）为两半式结构，两半罩壳（353）分别沿所述阀头（352）的径向开合设置，所述联动机构包括压簧（354）和杠杆（355），所述压簧（354）设置于所述两半罩壳（353）之间，所述杠杆（355）与所述阀板（351）铰接，所述杠杆（355）的一端与所述底壁（332）挡接，所述杠杆（355）的另一端与所述罩壳（353）的外侧挡接，当所述阀板（351）和所述阀头（352）向所述底壁（332）靠近时，所述底壁（332）挤压所述杠杆（355），并通过所述杠杆（355）挤压所述罩壳（353），以使所述两半罩壳（353）闭合，当所述阀板（351）和所述阀头（352）向远离所述底壁（332）的方向运动时，所述两半罩壳（353）在所述压簧（354）的作用下相互分离；

所述阀板（351）上设有用于限制所述杠杆（355）转动角度的限位块（3511），所述杠杆（355）的两端设有滚轮（3551）；

所述两半罩壳（353）的接缝处设有凸出于所述罩壳（353）表面的挡水板（3531）。

2.根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，所述第二换向阀（50）与两个所述冷凝器（30）的所述第二冷媒进出口（322）之间分别设有一个第一单向阀（80），所述第一单向阀（80）被配置为使冷媒仅能从所述盘管（32）流向所述散热器（20）；所述第一单向阀（80）的两端并联有一分支管路，所述分支管路上设有第二单向阀（90）和膨胀阀（100），所述第二单向阀（90）被配置为使冷媒仅能从所述散热器（20）流向所述盘管（32）。