CN205383426U - 天然气加气站的内冷式液力压缩装置 - Google Patents

Abstract

一种天然气加气站的内冷式液力压缩装置，两个液力增压容器内腔均设有液位传感器，各液力增压容器的腔内均设有热交换器，所述供气管路和增压输气管路通过气流自动切换装置与两个液力增压容器连接；两个液力增压容器分别与该液压换向装置连接，液压换向装置的压力口与高压油泵的出口连通，液压换向装置的回油口与高压油泵的进口连通，形成闭环管路；一液压油自动补充系统，用于对闭环管路油泄漏进行补充。它能够对压缩比高达8以上所产生的气体压缩热实现直接冷却降温，提高压缩天然气和液压油的降温效率；并且还能在线实现对闭环管路的油泄漏进行自动补充，解决了现有技术需停机补油的难题，使工作效率得到极大提高。

Description

天然气加气站的内冷式液力压缩装置

技术领域

本实用新型涉及天然气加气设备，特别涉及一种天然气加气站的内冷式液力压缩装置。

背景技术

天然气加气设备的压缩机，随着技术的不断进步和发展，已经出现了多种不同工作原理和结构的机型。气体压缩是一个放热过程，会产生大量的热量，使气体温度升高，而且压缩比越大温升越高。这个温升不但会对一些密封件的寿命造成影响，同时会降低进气量而使排气量减少。

一般情况下天然气压缩机的总压缩比高达8以上，所以压缩机的结构多采用分级压缩。每一级压缩后都必须经过冷却系统，将压缩气体的温度降到40～45℃，再进入下一级压缩。因此，不同工作原理和不同结构的天然气压缩机，它们的冷却降温系统各不相同，大致可分为三种类型：机械活塞式天然气压缩机、液压活塞式天然气压缩机、液压瓶推式天然气压缩装置，它们的冷却降温技术如下：

1.曲柄连杆活塞式压缩机

曲柄连杆活塞式压缩机是一种技术比较成熟的传统产品，使用较广，但它的结构比较复杂，制造要求较高，其工作原理是由曲轴驱动连杆活塞在气缸内作往复运动来压缩气体。为了合理利用动能和及时带走热量，其往往采用分级压缩，级间冷却结构。具体结构是，在每级压缩缸的缸壁设置环绕圆周的水套空间，用循环水带走气体压缩产生的热量，其冷却过程是气体压缩产生的热量经由压缩缸壁传导于外面水套内的循环水中，由水带走气体的热量。但是，由于活塞连杆机构的快速强惯性往复摩擦运动也产生大量热量，两种热量汇集成的高热，致使水套方式的散热速度已经跟不上气体压缩和活塞连杆往复摩擦运动产生高热的速度，水套的降温效果仍不理想。为了抑制机器工作过程中的快速上升的温度，还需配置大功率的风冷机来实施风冷，从而导致整个压缩机的机械效率不高，电能消耗较大。

2.液压活塞式天然气压缩机

液压活塞式天然气压缩机是一种利用液压系统推动压缩缸内的活塞进行气体压缩的设备。它用高压油直接驱动活塞压缩气体，在压缩过程中气体排放的大量热量，其中一部分由压缩缸缸壁传导散开到大气中，一部分热量由金属活塞传导给液压油，由液压油流回油箱时带走，但主要的热量仍需从缸内出来的高温气体带出，因此需在气体流经的管路上设置分级水冷器进行冷却，从而导致输气管路的结构复杂，检修维护极不方便。

3.液压瓶推式天然气压缩装置

现在也有天然气加气子站采用液压瓶推式天然气压缩装置，液压瓶推式天然气压缩装置是通过天然气运输槽车设置高压管与液压瓶推式天然气压缩装置连接，利用液压瓶推式天然气压缩装置的高压油泵向天然气运输槽车的储气瓶内输送液压油作为工作介质，通过高压油泵直接将高压油低速缓慢地注入天然气运输槽车的储气瓶内，用注入的高压油挤压储气瓶内的天然气，使天然气压缩达到高压。气体在压缩过程中产生的热量，一部分依靠储气钢瓶瓶体传导散发到大气中，另一部分则传导给挤压天然气的液压油，在天然气被挤压出储气瓶后，由回流油箱的液压油将热量带走。但这种结构因天然气处于压缩状态时，液压油是处于注入状态，天然气压缩过程产生的热量，除传导给储气钢瓶瓶体的一部分热量被瓶体传导散发外，传导给液压油的一部分热量，在液压油没有回流油箱前，仍聚集在储气钢瓶内，致使散热缓慢，时间较长，工作过程的危险性增大。而且，由于采用液压瓶推式天然气压缩装置对天然气运输槽车的储气瓶注入液压油进行天然气压缩时，运输槽车上的储气瓶必须处于竖立或倾斜姿态，这样才能保证在注油加压时天然气在上，液压油在下的状态，使天然气能够被挤压出储气瓶，因此，对天然气运输槽车的半拖挂承载底盘必须进行改装，要在承载底盘增加设置一套液压抬升的仰卧起重支架，才能使储气瓶竖立或倾斜，这样由导致天然气运输槽车制作成本加大。

并且，现有的各种天然气压缩装置的液压系统都没有液压油自动补充功能，当液压油在工作过程中因泄漏而产生油量不足现象，不能实现在线及时自动补充，需停机进行液压油补充，导致加气站工作中断，影响正常工作。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种天然气加气站的内冷式液力压缩装置。它通过两个内冷式液力增压容器、液压换向装置、高压油泵之间形成的闭环管路结构，以及液压油自动补充系统，采用一级压缩的方式，由两内冷式液力增压容器交替进行连续压缩气体的工作，能够对压缩比高达8以上所产生的气体压缩热实现直接冷却降温，提高压缩天然气和液压油的降温效率；并且还能在线实现对闭环管路的油泄漏进行自动补充，解决了现有技术需停机补油的难题，使工作效率得到极大提高。

本实用新型的目的是这样实现的：一种天然气加气站的内冷式液力压缩装置，包括用于连接天然气运输槽车的供气管路、用于天然气压缩的第一液力增压容器、第二液力增压容器、增压输气管路，所述增压输气管路的下游端与加气计量机的压缩天然气输气总管连接，两个液力增压容器竖立设置，各液力增压容器的上端设有天然气管路接口，下端设有液压油管路接口，各液力增压容器内腔上部均设有用于换向控制的液位传感器，各液力增压容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器，所述供气管路和增压输气管路通过气流自动切换装置与两个液力增压容器的天然气管路接口连接；设置一液压换向装置，第一液力增压容器的液压油管路接口通过第一输压管路与该液压换向装置的第一工作口连接，第二液力增压容器的液压油管路接口通过第二输压管路与该液压换向装置的第二工作口连接，液压换向装置的压力口与高压油泵的出口连通，液压换向装置的回油口与高压油泵的进口连通，使两个液力增压容器、液压换向装置、高压油泵之间形成闭环管路结构；设置一液压油自动补充系统，用于对闭环管路油泄漏进行补充，该液压油自动补充系统包括补油泵、补油箱、液位检测器、单向阀，所述补油泵的进口端连接补油箱，补油泵的出口端通过并联的两补油分管分别与第一输压管路、第二输压管路连接，两补油分管上分别设置单向阀，所述液位检测器设于补油箱中，所述液位检测器、补油泵、液力增压容器的液位传感器、高压油泵、液压换向装置均与控制器电连接。

所述第一输压管路设有第一储油容器，第一储油容器的上端口与第一液力增压容器的液压油管路接口连通，第一储油容器的下端口与液压换向装置的第一工作口连通，且通过第一补油分管连接液压油自动补充系统，所述第二输压管路设有第二储油容器，第二储油容器的上端口与第二液力增压容器的液压油管路接口连通，第二储油容器的下端口与液压换向装置的第二工作口连通，且通过第二补油分管连接液压油自动补充系统。

所述第一储油容器、第二储油容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器。

所述高压油泵采用由至少两个高压油泵并联组成的高压油泵组，各高压油泵的进口并联于与液压换向装置的回油口相连的回油管，各高压油泵的出口并联于液压换向装置的压力口。

所述液压换向装置的压力口与高压油泵出口之间的管路设有消声器、单向阀，液压换向装置的压力口与消声器的下游端连接，消声器的上游端经单向阀与高压油泵的出口连接。

所述液压换向装置的压力口与高压油泵出口之间的管路设有卸荷压力传感器，且通过一卸荷歧路与高压油泵的进口连接的回油管相连，该卸荷歧路上设有溢流阀。

所述高压油泵采用柱塞式高压油泵。

补油泵出口与两补油分管相连的管路上设有压力表和补油控制阀组，所述补油控制阀组包括先导式溢流阀和二位二通阀，所述先导式溢流阀的进口与管路连接，先导式溢流阀的出口接补油箱，先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通阀接补油箱。

所述增压输气管路上设置一稳压容器，该稳压容器的上部设置一油气分离装置伸入稳压容器腔内，所述油气分离装置上设置稳压容器的进气口和出气口，所述进气口通过上游的增压输气管路与气流自动切换装置的出口连接，所述出气口连接下游的增压输气管路，所述稳压容器的下端设置排液口，该排液口通过切断阀接补油箱，一液位传感器设置在稳压容器内腔下部，该液位传感器与控制器电连接，且与两液力增压容器内腔上部设置的用于换向控制的液位传感器形成保险发讯系统。

所述用于连接天然气运输槽车的供气管路上设有供气压力传感器、单向阀、气过滤器，气过滤器与气流自动切换装置之间设置一直通旁路迈过气流自动切换装置与增压输气管路交汇连接压缩天然气输气总管的上游端，所述增压输气管路上设有增压压力传感器、气除油器，所述压缩天然气输气总管的下游端设置多个用于与加气子站输气管路连接的接口。

采用上述方案，在两个液力增压容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器，使进入液力增压容器腔内的天然气和液压油能够直接充分与热交换器接触，将压缩比高达8以上的压缩过程中产生的热量，直接传导给热交换器，由热交换器内的循环冷却介质快速带走，与容器外和管道环节降温相比较，极大地提高了降温效率，能避免因压缩发热导致的安全事故发生。

通过在两个液力增压容器的液压油管路接口和高压油泵的出口之间设置一液压换向装置，让第一液力增压容器的液压油管路接口通过第一输压管路与该液压换向装置的第一工作口连接，第二液力增压容器的液压油管路接口通过第二输压管路与该液压换向装置的第二工作口连接，液压换向装置的压力口与高压油泵的出口连通，液压换向装置的回油口与高压油泵的进口连通，使两个液力增压容器、液压换向装置、高压油泵之间形成闭环管路结构。这种闭环管路结构克服了现有的天然气压缩设备的高压油泵每次加压，需从与大气相通的油箱中抽取液压油，压力从0MPa加压到通常所需的20MPa，造成加压行程长，能耗大的缺点，使闭环管路结构能够充分利用液压换向装置将高压油泵的驱动动能在两个液力增压容器之间交替作用，使液压油交替往复进入两个液力增压容器，分别对通过气流自动切换装置交替进入液力增压容器的天然气进行压缩、增压排出。在对天然气的压缩过程中能够充分利用气源压力能（即天然气运输槽车中天然气的余压）转换成进气动能和卸荷动能，与闭环管路结构的液压驱动动能结合，使高压油泵加压不必从0MPa起，而是从天然气的余压起加压，缩短了升压行程，可节约大量动能，降低能耗。并且在闭环管路结构中，由于液压油直接挤压天然气，溶解在液压油里的天然气也不能从闭环管路中溢出，杜绝了现有技术中往往有游离天然气溢出的现象，使工作环境的安全和环境保护得到保证。

通过设置液压油自动补充系统，用于对闭环管路油泄漏进行补充。实践证明，凡是设有泵、阀的液压管路，都会因自身结构原因产生泄漏，导致液压系统油量减少而无法正常工作。现有技术的压缩机一旦出现液量减少的状况，通常需停机补油。而本方案的液压油自动补充系统，通过补油泵、补油箱、液位检测器、单向阀的共同作用，能够对闭环管路实施在线检测补油，以保证液压系统能正常工作，并提高工作效能。并且能将泄漏回补油箱内的泄漏油再返还到闭环管路中，不需另外增添新油，极大地节约成本。

本技术方案使本天然气加气站的内冷式液力压缩装置只需一级压缩的方式，就能完成天然气压缩加气，压缩环节减少使天然气加气子站的液力增压机结构更加简单，工作更加安全，更加环保。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的液力增压容器的一种实施例；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为本实用新型的液位传感器的一种实施例；

图5为本实用新型的气流自动切换装置的一种实施例；

图6为图5的A-A向剖视图；

图7为图6的B-B向剖视图；

图8为图6的C-C向剖视图；

图9为本实用新型的稳压容器的一种实施例。

具体实施方式

参见图1至图9，一种天然气加气站的内冷式液力压缩装置实施例，天然气加气子站的内冷式液力增压机包括用于连接天然气运输槽车的供气管路33、用于天然气压缩的第一液力增压容器1、第二液力增压容器2、增压输气管路34等。所述供气管路33的进口安装有用于与天然气运输槽车的储罐接口进行快速连接的高压软管35，该供气管路33上设有供气压力传感器36、单向阀37、第一控制阀、压力表、气过滤器38。所述增压输气管路34上设有增压压力传感器39、压力继电器40、压力表、气除油器41，该增压输气管路34的下游端与压缩天然气输气总管44连接，所述压缩天然气输气总管44用于连接加气子站的压力储气容器，为加气计量机提供压缩天然气。第一液力增压容器1、第二液力增压容器2均竖立设置，两个液力增压容器的水平高度可根据需要设置成相同或不同，各液力增压容器的上端设有天然气管路接口1041，下端设有液压油管路接口1071。所述两个液力增压容器的容积相同或不相同，都能实现交替对天然气进行压缩。液力增压容器的容积可以设计为比传统的天然气压缩机大，其压缩效果更好。所述液力增压容器可采用高压罐，或高压瓶，甚至可以采用大直径的高压管制作成能承受高压的筒状体。所述第一液力增压容器1、第二液力增压容器2的内腔上部均设有用于换向控制的液位传感器4，所述液位传感器4采用耐高压的浮子式液位开关（见图4所示），该浮子式液位开关的支撑杆401固定在液力增压容器的内腔顶部安装的连接座104上，支撑杆401下端铰接一浮子杆402，浮子杆402上连接的触发杆403延伸出液力增压容器上端，与安装的触发器404对应，浮子杆402上的浮子随着液力增压容器内的液面升降变化而升降，带动触发杆403与触发器404接触或分离，由此使触发器404向控制器6发讯，通过控制器6控制两个液力增压容器交替进行对天然气的压缩。该浮子式液位开关具有防爆性能，适于在高压易燃条件感知液面上升到位状态的发讯。或者，所述液位传感器也可采用超声波传感器或其它适于高压易燃环境使用的传感器来检测液位，同样能达到目的。所述供气压力传感器36、增压压力传感器39、液位传感器4与控制器6电连接，为控制器提供采集的信号，由控制器6控制高压油泵15工作。所述压力继电器40与高压油泵15的电机电连接，用于限制过压，控制高压油泵的电机工作。

所述第一液力增压容器1、第二液力增压容器2的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器3，该热交换器3的下游端通过管道连接提供循环冷却介质的容器，上游端通过管道与提供循环冷却介质的容器设有的泵相连，使冷却介质能够形成循环对液力增压容器内的压缩天然气和液压油进行冷却降温。所述热交换器3可采用若干直管并列分布的方式设置在容器内，也可采用螺旋盘管的方式设置在容器内，目的是让进入容器内的不同密度的气体、液体与热交换器3接触面积增大，提高热交换效率。本实施例的所述液力增压容器腔内设置的热交换器3采用若干直管并列分布方式，该液力增压容器包括容器体101、上端盖102、下端盖105，若干竖直的热交换管3c、热交换管3c的上固定座103、下固定座106、上连接座104、下连接座107。所述上端盖102、下端盖105与容器体101连接固定且密封，可采用焊接或螺栓固定连接。所述上端盖102的下端面设有凹槽1021，该凹槽1021与上端盖102设有的管路接孔1022相通，上固定座103上端设有中心孔柱和环绕中心孔柱的环形凹槽1031，上固定座103的中心孔柱穿过上端盖102设有的中心孔形成固定连接，使环形凹槽1031与凹槽1021共同构成冷却介质通过的通道；所述下端盖105的上端面设有凹槽1051，该凹槽1051与下端盖1052设有的管路接孔1052相通，下固定座106下端设有中心孔柱和环绕中心孔柱的环形凹槽1061，下固定座106的中心孔柱穿过下端盖105设有的中心孔形成固定连接，使环形凹槽1061与凹槽1051共同构成冷却介质通过的通道；若干竖直的热交换管3c并列分布在容器体101腔内，并列的各热交换管301之间留有为气体和液体让位的空间间隙，热交换管3c的上端与上固定座103连接固定，且与环形凹槽1031连通，各热交换管3c的下端与下固定座106连接固定，且与环形凹槽1061连通，使冷却介质能够从管路接孔1052进入，经过热交换管3c从管路接孔1022流出形成循环。为使若干热交换管3c在压力环境中能保持稳定的间距，还可以设置至少一个多孔支撑板3a，用于支撑在热交换管3c的中段，使热交换管3c不会在压力下发生变形或移位，本实施例采用两个多孔支撑板3a，多孔支撑板3a上的一部分孔用于供热交换管3c穿过，使热交换管3c能够被多孔支撑板3a支撑定位，多孔支撑板3a上的另一部分孔供气体和液体通过，让进入液力增压容器的天然气能够被进入液力增压容器的液压油压缩。所述多孔支撑板3a的定位，采用多根支撑立杆3b与多孔支撑板3a，把多孔支撑板3a支撑定位在上固定座103和下固定座106之间。一浮子式液位开关通过上连接座104与上固定座103的中心孔柱连接固定，浮子式液位开关的支撑杆401伸进液力增压容器腔内，支撑杆401下端铰接浮子杆402，浮子杆402上连接的触发杆403延伸出上连接座104，与上连接座104上安装的触发器404对应，上连接座104上设置天然气管路接口1041；下连接座107与下固定座106的中心孔柱连接固定，下连接座107上设置液压油管路接口1071。

所述供气管路33和增压输气管路34通过气流自动切换装置5与两个液力增压容器的天然气管路接口1041连接。该气流自动切换装置5可设置为一体式压力换向阀，所述一体式压力换向阀包括阀体5a、前端盖5b、后端盖5c、四个单向阀501、两个分流块5d。所述前端盖5b、后端盖5c分别固定在阀体5a的前后两端，所述前端盖5b与阀体5a贴合的一面设有凹槽5b2，设有一总进气口5b1与凹槽5b2相通，该总进气口5b用于与供气管路33连接；所述后端盖5c与阀体5a贴合的一面设有凹槽5c2，设有一总出气口5c1与凹槽5c2相通，该总出气口5c1用于与增压输气管路34连接。所述阀体5a上设有两隔离的通气道，其中第一通气道502一端与前端盖5b的凹槽5b2相通，另一端与后端盖5c的凹槽5c2相通，所述阀体5a上设有第一通气口5a1与第一通气道502相通，第一通气口5a1用于连接第一液力增压容器1的天然气管路接口1041；第二通气道503一端与前端盖5b的凹槽5b2相通，另一端与后端盖5c的凹槽5c2相通，所述阀体5a上设有第二通气口5a2与第二通气道503相通，第二通气口5a2用于连接第二液力增压容器2的天然气管路接口1041。所述第一通气道502一端设置单向阀501连通总进气口5b1和第一通气口5a1，该单向阀501的通端对应总进气口5b1，止端对应第一通气口5a1；所述第一通气道502另一端设置单向阀501连通第一通气口5a1和总出气口5c1，该单向阀501的通端对应第一通气口5a1，止端对应总出气口5c1。所述第二通气道503一端设置单向阀501连通总进气口5b1和第二通气口5a2，该单向阀501的通端对应总进气口5b1，止端对应第二通气口5a2；所述第二通气道503另一端设置单向阀501连通第二通气口5a2和总出气口5c1，该单向阀501的通端对应第二通气口5a2，止端对应总出气口5c1。通过该气流自动切换装置5能够使高压气源的天然气经供气管路从总进气口进入，自动选择通气口向处于低压的一个液力增压容器流动，通过在该液力增压容器内完成压缩增压后，经通气口自动流向总出气口排出，由此使气流自动切换装置交替控制第一、第二液力增压容器的进气和排气，实现对天然气的持续压缩输气。或者，所述气流自动切换装置5也可以采用气管和多个单向阀连接组合的方式来实现。

设置一液压换向装置9，所述液压换向装置9采用电液二位四通阀或电液三位四通阀均能达到目的效果。所述第一液力增压容器1的液压油管路接口通过第一输压管路10与该液压换向装置9的第一工作口9a连接，第二液力增压容器2的液压油管路接口通过第二输压管路11与该液压换向装置9的第二工作口9b连接，液压换向装置9的压力口9c与高压油泵15的出口连通，液压换向装置9的回油口9d与高压油泵15的进口连通。为防止液压油从液压换向装置9的压力口9c反冲到高压油泵15，所述液压换向装置9的压力口9c与高压油泵15出口之间的管路还可以设置单向阀14，使两个液力增压容器、液压换向装置、高压油泵之间形成闭环管路结构。为保证两个液力增压容器有充足的液压油进入挤压天然气，还可以在第一输压管路10上设置第一储油容器7，第一储油容器7的上端口与第一液力增压容器1的液压油管路接口连通，第一储油容器7的上端口与第一液力增压容器1的液压油管路接口之间采用高压管连接，第一储油容器7的下端口与液压换向装置9的第一工作口9a连通，第一储油容器的下端口与液压换向装置的第一工作口之间采用高压管连接。在第二输压管路11设置第二储油容器8，第二储油容器8的上端口与第二液力增压容器2的液压油管路接口连通，第二储油容器8的上端口与第二液力增压容器2的液压油管路接口之间采用高压管连接，第二储油容器8的下端口与液压换向装置9的第二工作口9b连通，第二储油容器8的下端口与液压换向装置9的第二工作口之间采用高压管连接。为提高工作过程的降温效果，还可以在所述第一储油容器7、第二储油容器8的内腔均设置供循环冷却介质通过的热交换器3，该热交换器3的结构与液力增压容器内的热交换器相同，该热交换器的下游端通过管道连接提供循环冷却介质的容器，上游端通过管道与提供循环冷却介质的容器设有的泵相连，使冷却介质能够形成循环对储油容器内的液压油进行冷却降温，让吸收了压缩热返回储油容器内的液压油也能得到降温，进一步提高液压油的降温效果，从而使整个液力增压机降温效率得到提高。所述第一储油容器7、第二储油容器8对称竖立设置，各储油容器的容积均采用大于或等于所对应的液力增压容器的容积效果更好，既能保证有充足量的液压油提供给液力增压容器，也能保证有稳定的压力对液力增压容器内的天然气进行压缩；当然，储油容器的容积小于所对应的液力增压容器同样能够实现为液力增压容器提供液压油。

设置一液压油自动补充系统20，用于对闭环管路油泄漏进行补充，该液压油自动补充系统20包括补油泵23、补油箱21、液位检测器22、单向阀24，所述补油泵23的进口端连接补油箱21，补油泵23的出口端通过并联的两补油分管分别与第一输压管路10、第二输压管路11连接。两补油分管的上游端通过三通并联于补油泵23出口端的高压管，其中，第一补油分管28a的下游端通过三通连接在第一输压管路10的第一储油容器7和液压换向装置9之间的高压管上，第二补油分管28b的下游端通过三通连接在第二输压管路11的第二储油容器8和液压换向装置9之间的高压管上，两补油分管上分别设置单向阀29，单向阀29的通端对应补油泵23。所述液位检测器22设于补油箱21中，该液位检测器22采用浮球式液位检测器，通过设定补油箱中液压油量的最高液位和最低液位来监测补油箱中的液压油量，从而监测闭环管路中的液压油量。当液位检测器检测到补油箱中的液压油达到最高液位，则表示闭环管路的泄漏油流回补油箱中，闭环管路中的液压油因泄漏减少，需补充油量，液位检测器22发讯给控制器6，由控制器6控制补油泵23启动工作，自动为闭环管路补油；当液位检测器检测到补油箱中的液压油达到最低液位，则表示闭环管路中的液压油充足，需停止补油，液位检测器发讯给控制器，由控制器控制补油泵自动停止补油工作。进行自动补油时，通过两个补油分管上设置的单向阀29根据第一输压管路10、第二输压管路11的压差，自动选择压力低的输压管路将油补入。还可以在补油泵23出口与两补油分管相连的管路上设置压力表25和补油控制阀组26，所述补油控制阀组26包括先导式溢流阀和二位二通阀，所述先导式溢流阀的进口与管路连接，先导式溢流阀的出口接补油箱，先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通阀接补油箱。通过补油控制阀组26来自动控制补油时的油压，当补油泵23输送的油压过高时，可从补油控制阀组26溢流泄压，避免因补油压力过高影响正常工作。

为保证输出的压缩天然气的气压稳定和干净，还可在所述增压输气管路34上设置一稳压容器30。该稳压容器30的上部设置一油气分离装置301伸入稳压容器30腔内，所述油气分离装置301上设置稳压容器30的进气口30a和出气口30b，所述进气口30a通过上游的增压输气管路34与气流自动切换装置5的出口连接，所述出气口30b连接下游的增压输气管路。本实施例的油气分离装置301设有一外管303，外管303上端与出气口30b连通，下端封堵，所述外管303上段侧壁设有通气孔，中段管壁为无孔段，下段管壁设有若干小斜通孔。一内管302位于外管303内，内管302和外管303之间留有空间间隙，内管302上端连通进气口30a，下端封堵，所述内管302下半段管壁上设有若干小斜通孔，内管302设有若干小斜通孔的管壁段与外管303的无孔段管壁对应，在内管302和外管303之间的空间间隙中，设置一密封圈304将外管303的通气孔与内管302的小斜通孔隔断，使压缩天然气不能从内外管之间的空间间隙直接进入外管连通的出气口30b，必须从内管302管壁的小斜通孔流经空间间隙从外管303的小斜通孔形成旋流进入稳压容器30腔内，将天然气中混杂的液体分离后，天然气再从外管303上部侧壁的通气孔经出气口30b排出，由此实现既能稳定气压，又能分离出液压油的功能。所述稳压容器30的下端设置排液口30c，该排液口30c通过切断阀31接补油箱21，所述切断阀31采用气动球阀效果为佳。一液位传感器4a设置在稳压容器30内腔下部，该液位传感器4a与控制器6电连接，且与两液力增压容器内腔上部设置的用于换向控制的液位传感器4形成保险发讯系统。所述液位传感器4a采用耐高压的浮子式液位开关，该浮子式液位开关的支撑杆401固定在稳压容器30的内腔底部设置的安装座30d上，支撑杆401上端铰接一浮子杆402，浮子杆402上连接的触发杆403延伸出稳压容器30下端，与安装的触发器404对应，浮子随着稳压容器30内积蓄油的液面的升降变化而升降，带动触发杆403与触发器404接触或分离，由此使触发器404向控制器6发讯，通过控制器对排液口30c连接的切断阀31进行控制。该浮子式液位开关具有防爆性能，适于在高压易燃条件感知液面上升到位状态的发讯。或者，所述液位传感器也可采用超声波传感器或其它适于高压易燃环境使用的传感器来检测液位，同样能达到目的。采用该结构的稳压容器，使增压后的压缩天然气既能通过稳压容器保持稳定的压力被输出，又能通过设置的油气分离装置将压缩天然气中可能混有的油液与气体分离，使分离出的油液蓄积在稳压容器下部，当蓄积油液的油液达到液位传感器设定的最高位时，切断阀自动开启，使积蓄的油液排回补油箱中，当液位传感器检测到最低位信号后，切断阀自动关闭，停止排液，由此防止混杂有油液的压缩天然气被加入来加气的汽车中，避免导致汽车发动机故障。

所述控制器6采用PLC控制器为佳，所述供气管路33的供气压力传感器36、增压输气管路34的增压压力传感器39、液力增压容器的液位传感器4、高压油泵15、液压换向装置9，稳压容器30的液位传感器4a、切断阀31，以及液压油自动补充系统20的液位检测器22、补油泵23等均与PLC控制器电连接，通过PLC控制器处理各传感器采集的信号，并向泵、阀等执行器发出指令，自动控制天然气加气子站的内冷式液力增压机进行工作。

本实用新型不仅仅局限于上述实施例，所述高压油泵15还可以采用并联结构的两个高压油泵，两个高压油泵的进口并联于与液压换向装置9的回油口9d相连的回油管16，两个高压油泵的出口分别经单向阀14并联于一消声器13的上游端，消声器13的下游端与液压换向装置9的压力口9c相连。不仅如此，采用多个并联结构的高压油泵也实现本实用新型目的。由此，既能实现冗余加压功能，保证加压的连续稳定性，又能降低加压过程中发出的呼啸噪音，有利于环保。而且，在所述液压换向装置9的压力口9c与高压油泵15出口之间的管路上还可以设置卸荷压力传感器19，且通过一卸荷歧路17与高压油泵15的进口连接的回油管16相连，该卸荷歧路17上设有溢流阀18。卸荷压力传感器19与PLC控制器6电连接，由卸荷压力传感器19采集高压油泵15输出的压力信号传输给PLC控制器6，调整控制高压油泵15输出的液压油压力，保证天然气加气子站的内冷式液力增压机正常工作。

本实用新型的高压油泵15采用柱塞式高压油泵为佳，使其能满足高压进，增压出的需要，或者只要能够满足高压进，增压出条件的高压油泵，也适用于本实用新型的技术方案。

所述高压油泵15的泄漏点通过泄漏油管道55与补油箱21连接，并设置风冷机56对泄漏油管道55进行风冷降温，使泄漏的液压油经过冷却后再流到补油箱21中。

本实用新型不仅仅局限于上述实施例，所述用于连接天然气运输槽车54的供气管路33上依次设有供气压力传感器36、单向阀37、气过滤器38，在气过滤器38与气流自动切换装置5之间，还可以设置一直通旁路42迈过气流自动切换装置5与增压输气管路34交汇连接压缩天然气输气总管44的上游端，该直通旁路42上设有一单向阀43，用于防止压缩天然气输气总管的压缩天然气反向进入供气管路33。所述增压输气管路34上依次设有增压压力传感器39、压力继电器40、气除油器41，设置的气除油器41能够进一步保证进入压缩天然气输气总管44的压缩天然气没有油液。所述压缩天然气输气总管44的下游端设置多个用于与加气子站输气管路连接的接口45，使本天然气加气子站的内冷式液力增压机能够组装成一体化集成结构，在生产厂完成组装后，即可整机运送到天然气加气子站，通过用于与加气子站输气管路连接的接口45与加气子站的管路连接即可使用，安装和使用更为方便，有利于天然气加气子站的建设。

本实用新型使用时，可先不启动闭环管路的高压油泵15工作，让闭环管路内形成压阻，利用天然气运输槽车54储气瓶的压缩天然气压力，为供气管路33输气。由于闭环管路的压阻使天然气自动选择直通旁路42经压缩天然气输气总管44为加气子站供气。当天然气运输槽车储气瓶的压缩天然气压力减小后，再启动闭环管路的高压油泵15工作，使天然气从供气管路33经气流自动切换装置5交替进入闭环管路的第一液力增压容器1、第二液力增压容器2进行增压，并持续从增压输气管路34向压缩天然气输气总管44输送，为加气子站供气。由于第一液力增压容器1、第二液力增压容器2是通过闭环管路连通，在交替增压的过程中，能够充分利用天然气运输槽车储气瓶的压缩天然气的余压，将余压转换成进气动能和卸荷动能，与闭环管路结构的液压驱动动能结合，使高压油泵加压不必从0MPa起，而是从天然气的余压起加压，缩短了升压行程，可节约大量动能，降低能耗。并且由于第一液力增压容器1、第二液力增压容器2内均设有供循环冷却介质通过的热交换器3，使第一液力增压容器1、第二液力增压容器2在天然气压缩过程中产生的热量，直接传导给热交换器，由热交换器内的循环冷却介质快速带走，极大地提高了降温效率，能避免因压缩发热导致的安全事故发生。同时通过设置的液压油自动补充系统20，用于对闭环管路油泄漏进行在线检测补充，以保证液压系统能正常工作，并提高工作效能。并且能将泄漏回补油箱内的泄漏油再返还到闭环管路中，不需另外增添新油，极大地节约成本。

Claims (10)

1.一种天然气加气站的内冷式液力压缩装置，包括用于连接天然气运输槽车的供气管路、用于天然气压缩的第一液力增压容器、第二液力增压容器、增压输气管路，所述增压输气管路的下游端与压缩天然气输气总管连接，两个液力增压容器竖立设置，各液力增压容器的上端设有天然气管路接口，下端设有液压油管路接口，其特征在于：各液力增压容器内腔上部均设有用于换向控制的液位传感器，各液力增压容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器，所述供气管路和增压输气管路通过气流自动切换装置与两个液力增压容器的天然气管路接口连接；设置一液压换向装置，第一液力增压容器的液压油管路接口通过第一输压管路与该液压换向装置的第一工作口连接，第二液力增压容器的液压油管路接口通过第二输压管路与该液压换向装置的第二工作口连接，液压换向装置的压力口与高压油泵的出口连通，液压换向装置的回油口与高压油泵的进口连通，使两个液力增压容器、液压换向装置、高压油泵之间形成闭环管路结构；设置一液压油自动补充系统，用于对闭环管路油泄漏进行补充，该液压油自动补充系统包括补油泵、补油箱、液位检测器、单向阀，所述补油泵的进口端连接补油箱，补油泵的出口端通过并联的两补油分管分别与第一输压管路、第二输压管路连接，两补油分管上分别设置单向阀，所述液位检测器设于补油箱中，所述液位检测器、补油泵、液力增压容器的液位传感器、高压油泵、液压换向装置均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述第一输压管路设有第一储油容器，第一储油容器的上端口与第一液力增压容器的液压油管路接口连通，第一储油容器的下端口与液压换向装置的第一工作口连通，且通过第一补油分管连接液压油自动补充系统，所述第二输压管路设有第二储油容器，第二储油容器的上端口与第二液力增压容器的液压油管路接口连通，第二储油容器的下端口与液压换向装置的第二工作口连通，且通过第二补油分管连接液压油自动补充系统。

3.根据权利要求2所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述第一储油容器、第二储油容器的腔内均设有供循环冷却介质通过的热交换器。

4.根据权利要求1所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述高压油泵采用由至少两个高压油泵并联组成的高压油泵组，各高压油泵的进口并联于与液压换向装置的回油口相连的回油管，各高压油泵的出口并联于液压换向装置的压力口。

5.根据权利要求1或4所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述液压换向装置的压力口与高压油泵出口之间的管路设有消声器、单向阀，液压换向装置的压力口与消声器的下游端连接，消声器的上游端经单向阀与高压油泵的出口连接。

6.根据权利要求1所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述液压换向装置的压力口与高压油泵出口之间的管路设有卸荷压力传感器，且通过一卸荷歧路与高压油泵的进口连接的回油管相连，该卸荷歧路上设有溢流阀。

7.根据权利要求1或4、6任一所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述高压油泵采用柱塞式高压油泵。

8.根据权利要求1所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：补油泵出口与两补油分管相连的管路上设有压力表和补油控制阀组，所述补油控制阀组包括先导式溢流阀和二位二通阀，所述先导式溢流阀的进口与管路连接，先导式溢流阀的出口接补油箱，先导式溢流阀的远程控制口通过二位二通阀接补油箱。

9.根据权利要求1所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述增压输气管路上设置一稳压容器，该稳压容器的上部设置一油气分离装置伸入稳压容器腔内，所述油气分离装置上设置稳压容器的进气口和出气口，所述进气口通过上游的增压输气管路与气流自动切换装置的出口连接，所述出气口连接下游的增压输气管路，所述稳压容器的下端设置排液口，该排液口通过切断阀接补油箱，一液位传感器设置在稳压容器内腔下部，该液位传感器与控制器电连接，且与两液力增压容器内腔上部设置的用于换向控制的液位传感器形成保险发讯系统。

10.根据权利要求1所述的天然气加气站的内冷式液力压缩装置，其特征在于：所述用于连接天然气运输槽车的供气管路上设有供气压力传感器、单向阀、气过滤器，气过滤器与气流自动切换装置之间设置一直通旁路迈过气流自动切换装置与增压输气管路交汇连接压缩天然气输气总管的上游端，所述增压输气管路上设有增压压力传感器、气除油器，所述压缩天然气输气总管的下游端设置多个用于与加气子站输气管路连接的接口。