CN201395082Y - 氮气增压车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氮气增压车，包括汽车底盘、底盘车主梁和底盘副大梁，所述汽车底盘上设置有上装撬箱体，所述底盘车主梁与所述底盘副大梁固定连接，所述底盘副大梁与所述上装撬箱体固定连接，所述上装撬箱体内设置有增压设备，所述增压设备包括进气管路、一级汽水分离器、二级汽水分离器、三级汽水分离器、增压机、柴油发动机、组合冷却器、排气管路和控制系统。本实用新型整套设备操作、维修方便快捷、工作效率高、自动化控制程度高、节能环保、使用工况要求低、管理方便，为油田钻井、开采天然气等相关领域提供了便利的高压大流量的气源。

Description

氮气增压车

技术领域

本实用新型装置涉及特种作业车辆，特别是一种氮气增压的特种作业车辆，能为油田钻井或者其他使用高压氮气(也可以是高压空气)的工况提供移动灵活、操作方便的气体增压装置。

背景技术

目前，油田使用的氮气增压设备大多是将整套设备固定在撬装式箱体内，使用时需用吊车吊装在载重卡车上，运输至作业现场使用。在这种情况下，存在着设备移动困难、操作使用不便等缺点，而且普通的单个氮气增压设备很难同时满足大气量、高压力的使用工况，这样就有可能影响工作的效率的提高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种使用方便快捷、灵活性高，同时满足大气量、高压力使用工况的气体增压装置，特别是提供一种使用工况要求低、管理方便，能为油田钻井、开采天然气等相关领域提供便利的氮气增压车。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的氮气增压车，包括汽车底盘、底盘车主梁和底盘副大梁，所述汽车底盘上设置有上装撬箱体，所述底盘车主梁与所述底盘副大梁固定连接，所述底盘副大梁与所述上装撬箱体固定连接，所述上装撬箱体内设置有增压设备，所述增压设备包括进气管路、一级汽水分离器、二级汽水分离器、三级汽水分离器、增压机、柴油发动机、组合冷却器、排气管路和控制系统；

作为对本实用新型氮气增压车的进一步改进，所述底盘车主梁通过U型螺栓与所述底盘副大梁连接，所述底盘副大梁通过角形连接板与所述设备底撬连接；

作为对本实用新型氮气增压车的进一步优化，所述排气管路上设置有高压排气消音器，包括消音器本体、防油罩、防油罩支板和排污口；

作为对本实用新型氮气增压车高压排气消音器的进一步优化，所述高压排气消音器采用双层微穿孔板结构；

作为对本实用新型氮气增压车的进一步优化，所述上装撬箱体的两侧还设置有液压飞翼门；

作为对本实用新型氮气增压车液压飞翼门的进一步优化，所述液压飞翼门为24V电机液压驱动钢制飞翼门；

作为对本实用新型氮气增压车的进一步优化，所述氮气增压车主体下方和轮胎挡板之间的空隙上还设置有翻转式上车梯；

作为对本实用新型氮气增压车的进一步优化，所述氮气增压车还包括控制室用可折叠式上车梯。

由于本实用新型所述氮气增压车汽车底盘上设置有上装撬箱体，上装撬箱体内设置有增压设备，从而使用方便快捷、灵活性高；又由于该增压设备采用三级压缩的结构，低压气体首先进入汽水分离器，然后进入增压机的一级缸内进行压缩，同时由一级冷却器进行冷却，气体再依次进入二级缸、三级缸内压缩，从而使得生产的气体的最大压力达到了35MPA，流量高达1200Nm³/h；

由于所述底盘车主梁通过U型螺栓与所述底盘副大梁连接，所述底盘副大梁通过角形连接板与所述上装撬箱体连接，从而在限制设备撬与副大梁之间的纵向位移的同时也限制了横向位移；

由于本实用新型排气管路上设置有高压排气消音器，从而保证整套设备的环保性能，有效解决了高压、大排量气体放空消音的问题；

由于消音设备采用微穿孔板消声，其金属结构的微穿孔板消声器具有耐高温、防湿、防火、防腐等特性，且适合在高压高速气流下使用。因排气放空的噪声具有宽频特性，既有低频生波，又有中高频声波，且经过此消音器所放空的气体压力高，因此在设计时，采用双层微穿孔板结构，保证宽频带消声效果，且设计时通径较大，从而使气流缓慢放出，避免空气振动，从而达到良好消音的目的；

由于在消音器本体外加装了防油罩，可以阻止油份从消音器部位进入到设备的管道中，有效的避免了消音器本体受到污染；

由于在所述上装撬箱体的两侧设计了工作电压为24V电机液压驱动钢制飞翼门，此飞翼门的实用新型不但提高了设备中的发热机构的散热效果，设备运行时也可以根据机体的发热状况确定是否要打开飞翼门以及打开程度进行对流性散热，通过这种对流降低了机体水循环中的水温，延长了其零部件的使用寿命，且方便于设备的操作和维修。又由于采用了钢制和24V电机液压系统控制，比起以往采用的380V电机液压系统控制的飞翼门，不但提高了飞翼门自身的强度，减轻了控制系统的质量，同时也增加安全性，且电源获得更为容易。

由于在车辆和底撬的空间(车厢部位)设计了翻转式上车梯，不仅上车方便，而且提供了相应的工作平台；

由于设计了一种控制室用可折叠式上车梯，保证了进入控制室的便捷性；

采用上述结构的氮气增压车，整套设备操作、维修方便快捷、工作效率高、自动化控制程度高、节能环保、使用工况要求低、管理方便，为油田钻井、开采天然气等相关领域提供了便利的高压大流量的气源，整套设备能够达到以下运行参数：

序号	技术参数	技术要求
			1	气体介质	空气/氮气
1	进气温度(℃)	设计值40
			2	进气压力(MPa)	1.8
3	气体流量(Nm3/h)	1200
			4	排气温度(℃)	≤80
5	排气压力(MPa)	35

附图说明

图1是本实用新型氮气增压车整体结构示意图。

图2是本实用新型增压设备增压原理框图。

图3是本实用新型增压设备结构示意图。

图4是本实用新型氮气增压车高压排气消音器安装示意图。

图5是本实用新型氮气增压车高压排气消音器剖面图。

图6是本实用新型氮气增压车液压飞翼门结构示意图。

图7是本实用新型氮气增压车液压飞翼门液压系统工作原理图。

图8是本实用新型氮气增压车翻转式上车梯结构示意图。

图9是本实用新型氮气增压车可折叠式上车梯结构示意图。

附图编号说明：

汽车底盘1、底盘车主梁2、底盘副大梁3、上装撬箱体4、进气管路5、一级汽水分离器6、二级汽水分离器7、三级汽水分离器8、增压机9、柴油发动机10、组合冷却器11、排气管路12、高压排气消音器13、液压飞翼门14、卷帘门15、翻转式上车梯16、封板17、安装合页18、排气弯头41、连接法兰42、手动球阀43、出口由壬44、消音器本体51、防油罩52、防油罩支板53、排污口54、焊接无缝钢管55、平焊法兰56、油箱71、油泵72、单向阀73、压力表74、球阀75、过滤器76、溢流阀77、三位六通换向阀78、流量阀79、油缸70、梯子主体81、限位机构82、行程开关83、插销式搭杆84、横向转动轴套85、纵向转动轴套86、固定用矩管87、轨道91、前限位机构92、后限位机构93、折叠式脚踏94、板梯架滚轮95、踏板铰链96、梯架97、活动横梁98、横梁滚轮99、连接杆910、转轴911、固定扣912、立板913。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

结合图1，根据国家标准汽车外廓尺寸限界设计和制造符合标准的上装撬箱体4，将此上装撬箱体4与二类汽车底盘1连接，形成特种作业车。在底盘副大梁3和上装撬箱体3的连接关系上，研究实用新型了符合材料力学和工程力学要求的角型连接板连接固定。在限制上撬与副大梁之间的纵向位移的同时也限制了横向位移，底盘车主梁2和底盘副大梁3之间通过U螺栓连接，为了提高安全性，减少对U型螺栓连接的轴向剪切力，在两侧加设了抗剪切连接板。

底盘副大梁3是用C型槽钢焊接而成的，其长度和宽度和汽车底盘1完全一致，上装撬箱体4的撬底是用C型槽钢和H型型钢组合承插焊接而成，其中长度方向使用H型型钢，宽度方向使用C型槽钢，形成符合结构的底撬。首先将底盘副大梁3和二类汽车底盘2对正，使用工装设备将其固定，使用U型螺栓(2侧，每侧6个，均布)将两者连接，为了防治两者的侧向滑动，减少对U型螺栓的径向剪切，且拆卸方便，本实用新型还使用了抗剪切连接板进行侧向加固，其上端和底盘副大梁3焊接连接，下部与底盘车主梁2螺栓连接；完成底盘副大梁3和底盘车主梁2的连接后，再将上装撬箱体4的底撬与底盘副大梁3之间，使用角型连接板连接，在撬底的纵梁和副大梁上钻孔后，使用高强度螺栓将三者连接，整个撬和车底盘就形成了统一的整体，具有结构合理，工艺简单，制造方便等优点。

结合图2-3，本实用新型增压设备包括进气管路5、一级汽水分离器6、二级汽水分离器7、三级汽水分离器8、增压机9、柴油发动机10、组合冷却器11、排气管路12、高压排气消音器13、增压机9为水平对置多级活塞往复式压缩机，采用三级压缩工艺，设计可变工况使用，即三级气缸在并联吸气时可加大排量。增压机9的可变工况通过在压缩机上安装的阀组来实现，调整阀门可使压缩机一级吸气，压缩后依次进入二级，三级进行压缩。随着进气量的变化，也可以改变阀门的位置使得一、二级同时吸气，进入三级进行压缩，压缩机变为一级压缩工况。从而能使增压机的排气达到大流量、高压力的要求。增压机9选用柴油发动机作为动力驱动，采用高弹性联轴器连接，这种连接方式抗冲击能力强，可以自动补偿轴向位移。柴油发动机10的另一端皮带轮端用来驱动组合冷却器的风扇连接。冷却器组11是由各级工艺气级间冷却器、后冷却器、增压机润滑油冷却器、发动机水冷却器、发动机涡轮增压气冷却器叠加而成，各个冷却部分共用一个风机，以满足增压机正常工作及压缩级间温度、出口温度的要求。从而使产品气温度压力等性能达到用户要求。控制系统对整套设备的运行参数进行采集，从而达到自动检测及控制的要求。

结合图1和图6-7，本实用新型的液压飞翼门包括卷帘门15、封板17、安装合页18。24V电机液压驱动钢制飞翼门14主要的部件主要包括液压系统、控制系统、和飞翼门。液压系统主要包括24V电动液压源(24V直流电机、齿轮油泵、溢流阀、液压油箱、压力表、液位计)、液压油缸、液压胶管、液压管件、密封件以及实现有效控制和管路连接所需的必要液压元件；控制系统有电磁换向阀、单向截流调速阀、液控单向阀等部件组成；飞翼门包括框架、转轴、油缸安装基座、门板等组成。它的实现过程包括计算、设计和安装等过程，将选定好的液压系统组装在一起，把设计好的双作用油缸安装在飞翼门和转轴的两端基座上，完成后做好整体的防水系统。使用时打开电机，按上升或者下降按钮即可实现开启或关闭飞翼门。两侧各2支油缸，共同支撑飞翼门，飞翼门重量为800Kg/个，液压系统负责开启和关闭两侧翻门，起、落动作两侧工作油缸同步，工作时间为20秒/行程，并可实现全行程锁紧，飞翼开启最大角度为75度。

结合图4-5，本实用新型氮气增压车的高压消音器13包括排气弯头41、连接法兰42、手动球阀43、出口由壬44、消音器本体51、防油罩52、防油罩支板53、排污口54、焊接无缝钢管55、平焊法兰56；本体51中焊接高径法兰与整套设备中的管路螺栓连接；将焊接外丝焊接在防油罩支板53的预留位置上，成为排污口54；将防油罩支板53焊接在消音器本体51上，将防油罩52与防油罩支板53用螺栓连接。焊接无缝钢管55与平焊法兰56焊接，然后焊接在防油罩52的另一端孔，最后平焊法兰56连接到废气排放管路12中，使经过消音的气体排放到外界中。

结合图1和图8，本实用新型氮气增压车在车辆和底撬的空间(车厢部位)设计了翻转式上车梯，上车梯的主体部分完全利用如上所述的“特有空间”而设计，梯子在翻转轴的位置与氮气增压车框架连接，经过两次翻转后完全嵌入到此空间中。梯子完全进入此空间后，通过限位机构使梯子不会随车子的摇摆而摆动；同时为了保证梯子与翻转式工作平台之间不互相冲突，特意设置了限位机构82，保证在上车梯打开之后才可以开启翻转式工作平台。具体来说，利用氮气增压车主体下方和轮胎挡板之间的空隙设置上车梯的位置，通过焊接在氮气增压车主体上的固定用矩管87、连接角铁和螺栓固定在氮气增压车框架上，梯子主体81上设置有限位机构82和行程开关83，保证梯子完全推进去后的位置固定，以防氮气增压车在行进过程中由于左右晃动而将梯子甩出来，从而伤及路人，并防止梯子未完全拉出时就放下翻转式平台走道而将上车梯压坏(方法是：将梯子推进去后，使梯子压到行程开关的触点，从而切断控制平台走道翻转的电源；只有当梯子被拉出后才可以放下平台走道)。将梯子拉出前，先将限位机构82打开，再将梯子沿着横向转动轴套85水平转出，到与氮气增压车主体平行的位置后，再将梯子沿着纵向转动轴套86向下转动，直到梯子另一端与地面接触。最后将插销式搭杆84拉出并搭在平台走道上。梯子分为三级脚踏板，每两级之间的高度间隔都在300mm左右，并且脚踏板与地面平行且宽度适中，保证工作人员能安全方便的上下工作平台。梯子与地面接触的一端被设计成斜面，增大了与地面的接触面积，提高了梯子的稳定性。另外梯子的主体所采用的材料均为3mm厚的钢板或矩形管，足以承受200Kg以上的重量，所以在承载安全方面也有了保障。

结合图9，本实用新型的控制室用可折叠式上车梯，包括轨道91，轨道91两端分别设有前限位机构92和后限位机构93，活动横梁98两端的横梁滚轮99置于轨道的滑槽中，活动横梁99与连接杆910连接，连接杆910与梯架97铰接，梯架97两侧设有梯架滚轮95，折叠式脚踏板94通过踏板铰链96和转轴911与梯架97连接。折叠式脚踏板94上设有钢板网，梯架97前端设有固定扣912。

控制室上车梯是利用氮气增压车后方控制室下部底盘副大梁3，开方孔后放置折叠梯。整个梯子通过梯架97两侧的梯架滚轮95和活动横梁98两端的横梁滚轮99沿着两条轨道91前后滑动，来实现梯子的推进与拉出动作，轨道91的前后分别设置了前限位机构92和后限位机构93，当梯子推进去到达指定位置时，梯子会碰到后限位机构93，当梯子完全拉出来时，前限位机构92的立板913会撞到底盘副大梁3而止步，同时立板913旁的开口会卡到底盘副大梁3开孔的下边缘，使得梯子不能自动退回，从而实现了两个方向的定位。由于连接杆910与梯架97铰接，通过铰链结构使梯架97能够向下翻转并垂到地面，通过地面支撑使梯子有一个很好的受力和稳定性；通过踏板铰链96和转轴911可打开翻转折叠式脚踏板94，使折叠式脚踏板94与地面平行，作为工作人员踩踏之用，脚踏板宽度设计为260mm，足以保证大半个脚踩在阶梯上；脚踏板上焊接钢板网使得鞋底的污泥可以被剥离并落到地上，不致被带进车里；脚踏板可以承受150公斤以上的重量，工作人员可以安全的自由上下；脚踏板距离地面高度小于300mm，很适合正常人的条件。上车梯通过折叠后推入到底盘副大梁3的方孔内后，通过固定扣912将整个梯子固定，防止梯子在氮气增压车行进过程中滑出。

此外，整套设备的控制系统硬件环境为普通PC，Intel Pentium2 300或以上CPU，软件环境为Windows 2000/Windows XP SP1及以上版本，操作环境简单。可以实时显示系统操作状态，可以自动对气体温度、压力进行监测和控制，并有自动报警与保护功能。实现了对全套设备的操作与控制。

控制系统可以实现对全套设备的操作与监控，由安装在控制室的主控制盘实现中央控制。中央控制室配置观察设备运行的视窗，设置一个配电箱，可联接外电源供电，以实现对全套装置的操作控制。采用集中管理的方式对装置进行协调控制，对主要配套设备运行情况进行监控，包括主要工作参数的采集、报警及紧急停机等功能。控制系统硬件主要由主控箱(PLC控制系统，带触摸屏)组成。

Claims (9)

1、一种氮气增压车，包括汽车底盘、底盘车主梁和底盘副大梁，其特征在于：所述汽车底盘上设置有上装撬箱体，所述底盘车主梁与所述底盘副大梁固定连接，所述底盘副大梁与所述上装撬箱体固定连接，所述上装撬箱体内设置有增压设备，所述增压设备包括进气管路、一级汽水分离器、二级汽水分离器、三级汽水分离器、增压机、柴油发动机、组合冷却器、排气管路和控制系统。

2、根据权利1要求所述的氮气增压车，其特征在于：所述底盘车主梁通过U型螺栓与所述底盘副大梁连接，所述底盘副大梁通过角形连接板与所述上装撬箱体连接。

3、如权利要求1所述的氮气增压车，其特征在于：所述排气管路上设置有高压排气消音器。

4、如权利要求3所述的氮气增压车，其特征在于：所述高压排气消音器包括消音器本体、防油罩、防油罩支板和排污口。

5、如权利要求3所述的氮气增压车，其特征在于：所述高压排气消音器采用双层微穿孔板结构。

6、如权利要求1-5任一项权利要求所述的氮气增压车，其特征在于：所述上装撬箱体的两侧还设置有液压飞翼门。

7、如权利要求6所述的氮气增压车，其特征在于：所述液压飞翼门为24V电机液压驱动钢制飞翼门。

8、如权利要求1-5任一项权利要求所述的氮气增压车，其特征在于：还包括翻转式上车梯，所述翻转式上车梯设置于所述氮气增压车主体下方和轮胎挡板之间的空隙上。

9、如权利要求1-5任一项权利要求所述的氮气增压车，其特征在于：还包括控制室用可折叠式上车梯。

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