CN216044331U - 一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统，其包括与出气管道连接的第一支管，第一支管依次经控制第一支管开关的第一循环气阀、用于给循环气增压的加压装置、用于给循环气降温的散热装置后分为第二支管和第三支管，第二支管经控制第二支管开关的第二循环气阀后连接于进气阀与气腔进气口之间的进气管道，第三支管经控制第三支管开关的回气阀后连接于气源与进气阀之间的进气管道。整套系统在隔膜压缩机停机后自动运行；防止“气蚀”对于隔膜压缩机液压系统以及紧贴液压油的膜片的伤害，从而保护隔膜压缩机膜片及油腔。

Description

一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统

技术领域

本实用新型属于压缩机卸载系统，具体涉及一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统。

背景技术

隔膜压缩机是高纯气体增压的关键核心设备，其传动部分工作原理与活塞式压缩机类似，通过曲轴转动带动连杆摆动形成活塞的往复运动，使得密闭的油缸内油压升降，通过油压推动膜片形成周期性增压。隔膜压缩机缸体由带穹顶状的油缸和气缸两部分组成，二者之间用金属隔膜片隔开，使得气体增压过程不会被运动部件的润滑油污染，确保被压缩气体的高纯度。因此，广泛适用于高纯度气体(如电子气体)、呼吸气体、以及燃料电池技术氢气的增压。

隔膜压缩机停机一段时间，腔内气体侧会因为温度剧变(从150℃降至常温)造成体积收缩，进而膜片往气侧形变收缩。此时，因为压缩机停机，无液压油进行补偿，这会造成膜片和润滑油之间产生间隙真空，进而液压油析出微量空气，产生气泡，易引起“气体腐蚀”。“气蚀”对于压缩机液压系统以及紧贴液压油的膜片，潜在伤害是巨大的。

实用新型内容

针对现有隔膜压缩机停机后造成的“气蚀”，对压缩机液压系统以及紧贴液压油的膜片的伤害，本实用新型提出一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统，实现隔膜压缩机停机后的自动泄压降温，消除“气蚀”。

本实用新型提供一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统，所述隔膜压缩机包括一个用于加压气体的气腔和一个与气腔相邻且用于储存液压油的油腔，气腔与油腔之间经隔膜片隔开，气腔开有供气体进入的气腔进气口和将气体排出的气腔出气口，气腔进气口经进气管道与气源连接，气腔出气口与出气管道连接，进气管道上设有控制气体进入的进气阀，出气管道上设有控制气体排出的排气阀，所述自动卸载鼓泡系统包括与出气管道连接的第一支管，第一支管依次经控制第一支管开关的第一循环气阀、用于给循环气增压的加压装置、用于给循环气降温的散热装置后分为第二支管和第三支管，第二支管经控制第二支管开关的第二循环气阀后连接于进气阀与气腔进气口之间的进气管道，第三支管经控制第三支管开关的回气阀后连接于气源与进气阀之间的进气管道。

进一步地，第一支管连接于排气阀与气腔出气口之间的出气管道。

进一步地，加压装置为气泵，功率例如可以为0.1-0.5kW，例如优选约为0.3kW。

进一步地，散热装置为空冷器，循环气的降温速度为1-4℃/s，例如优选约为2℃/s。

进一步地，气腔为气体缸头内部的空腔，油腔为油压缸头内部的空腔，气体缸头和油压缸头一体成型，形成内部经隔膜片隔开的气腔和油腔。

进一步地，油腔分别开有注油口和排油口，油腔底部向外延伸出供活塞滑移的通道，活塞与活塞杆连接(优选垂直连接)以推动活塞沿着通道的内壁移动。

进一步地，第一支管或第二支管或第三支管的内径为3-9mm，例如优选约为6mm，管内气体流量例如可以为0.3-0.8m³/s，例如优选约为0.5m³/s，其材质例如可以为316不锈钢，气体管线外部设置10-15mm厚保温材料。

进一步地，第一循环气阀或第二循环气阀或回气阀为自动控制阀，经有线信号电路与控制系统连接。

进一步地，排气阀、加压装置(气泵)、第一循环气阀、第二循环气阀、散热装置(空冷器)、回气阀、进气阀与PLC控制系统连接。通过PLC控制系统自动控制加压装置(气泵)、第一循环气阀、第二循环气阀、散热装置(空冷器)、回气阀、排气阀、进气阀等的开启和关闭。

本实用新型的自动卸载鼓泡系统的使用方法包括：

待隔膜压缩机停机后，控制隔膜压缩机的PLC控制台发出停机信号，停机信号发出后触发系统控制单元，系统激活启动，系统发出指令，给电启动加压装置(气泵)，依次打开第一循环气阀和第二循环气阀，实现气腔内气体自身循环，高温气体(气体温度例如可以为150℃±5℃)通过空冷器降低至一定温度(例如可以为45-55℃，进一步约为50℃)后，联锁开启回气阀，第一支管的一部分气体(例如总气体体积的1/2-1/1)进入第三支管，将循环系统中冷却后的气体排放至进气侧，循环气体系统压力降低，当循环气体的压力降低至0.1-0.4MPa，例如0.2MPa以下后(可通过系统中设置压力计来测定)，联锁关闭气泵，再依次关闭第一循环气阀、第二循环气阀、回气阀，系统循环过程停止。

从气腔侧出口到进口进行的内部循环过程基本无压缩，不带来额外的热量，通过气泵实现气体的循环流动，再加上空冷器散热，实现循环气体的逐步降温，杜绝了气体温度剧变从而保护了液压系统不产生气泡。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的自动卸载鼓泡系统，适用于间歇无序运行工况，防止“气蚀”对于压缩机液压系统以及紧贴液压油的膜片的伤害，延长了隔膜压缩机膜片使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的用于隔膜压缩机自动卸载鼓泡系统的结构示意图。

附图标记：

1-气腔，2-油腔，3-隔膜片，4-气腔进气口，5-气腔出气口，6-气体缸头，7-油压缸头，8-注油口，9-排油口，10-活塞，11-通道，12活塞杆；

V1-排气阀，V2-第一循环气阀、C1-加压装置、E1-散热装置、V3-第二循环气阀、V4-回气阀，V5-进气阀；

L1-进气管道，L2-出气管道，L3-第一支管，L4-第二支管，L5-第三支管。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统，所述隔膜压缩机包括一个用于加压气体的气腔1和一个与气腔1相邻且用于储存液压油的油腔2，气腔1与油腔2之间经隔膜片3隔开，气腔1开有供气体进入的气腔进气口4和将气体排出的气腔出气口5，气腔进气口4经进气管道L1与气源连接，气腔出气口5与出气管道L2连接，进气管道L1上设有控制气体进入的进气阀V5，出气管道L2上设有控制气体排出的排气阀V1，所述自动卸载鼓泡系统包括与出气管道L2连接的第一支管L3，第一支管L3依次经控制第一支管开关的第一循环气阀V2、用于给循环气增压的加压装置C1、用于给循环气降温的散热装置E1后分为第二支管L4和第三支管L5，第二支管L4经控制第二支管开关的第二循环气阀V3后连接于进气阀V5与气腔进气口4之间的进气管道，第三支管L5经控制第三支管开关的回气阀V4后连接于气源与进气阀V5之间的进气管道。

第一支管L3连接于排气阀V1与气腔出气口5之间的出气管道。

加压装置C1为气泵，功率例如可以为0.1-0.5kW，例如优选约为0.3kW。

散热装置E1为空冷器，循环气的降温速度为1-4℃/s，例如优选约为2℃/s。

气腔1为气体缸头6内部的空腔，油腔2为油压缸头7内部的空腔，气体缸头6和油压缸头7一体成型，形成内部经隔膜片3隔开的气腔1和油腔2。

油腔2分别开有注油口8和排油口9，油腔2底部向外延伸出供活塞10滑移的通道11，活塞10与活塞杆12连接(优选垂直连接)以推动活塞10沿着通道的内壁移动。

第一支管L3、第二支管L4、第三支管L5的各自内径为3-9mm，例如优选约为6mm，管内气体流量例如可以为0.3-0.8m³/s，例如优选约为0.5m³/s，其材质例如可以为316不锈钢，气体管线外部设置10-15mm厚保温材料。

第一循环气阀V2或第二循环气阀V3或回气阀V4为自动控制阀。

排气阀V1，第一循环气阀V2、加压装置C1、散热装置E1、第二循环气阀V3、回气阀V4，进气阀V5与PLC控制系统连接，阀与PLC控制系统通过有线电路连接。通过PLC控制系统控制排气阀V1，第一循环气阀V2、加压装置C1、散热装置E1、第二循环气阀V3、回气阀V4，进气阀V5的开启和关闭。

实施例

一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统，所述隔膜压缩机包括一个用于加压气体的气腔1和一个与气腔1相邻且用于储存液压油的油腔2，气腔1与油腔2之间经隔膜片3隔开，气腔1开有供气体进入的气腔进气口4和将气体排出的气腔出气口5，气腔进气口4经进气管道L1与气源连接，气腔出气口5与出气管道L2连接，进气管道L1上设有控制气体进入的进气阀V5，出气管道L2上设有控制气体排出的排气阀V1，所述自动卸载鼓泡系统包括与出气管道L2连接的第一支管L3，第一支管L3依次经控制第一支管开关的第一循环气阀V2、用于给循环气增压的加压装置C1、用于给循环气降温的散热装置E1后分为第二支管L4和第三支管L5，第二支管L4经控制第二支管开关的第二循环气阀V3后连接于进气阀V5与气腔进气口4之间的进气管道，第三支管L5经控制第三支管开关的回气阀V4后连接于气源与进气阀V5之间的进气管道。第一支管L3连接于排气阀V1与气腔出气口5之间的出气管道。

在隔膜压缩机停机后，气腔内气体温度约为100℃，PLC停机信号发出，触发系统自动启动，首先开启气泵C1，气泵功率0.3kW，再依次开启第一循环气阀V2、第二循环气阀V3，实现气腔内气体自身循环，气体通过空冷器E1降温，整个循环过程进行30s左右，在循环过程进行25s时，循环气体降温至50℃左右时，联锁开启回气阀V4，进入回气阀的气体占总气体的体积比为4/5左右，将循环系统中冷却后的气体排放至进气侧，循环气体系统压力降低，待监测到循环气体系统压力降低至0.2MPa时，联锁关闭气泵C1，再依次关闭第一循环气阀V2、第二循环气阀V3、回气阀V4，系统循环过程停止。

循环过程基本无压缩，不带来额外的热量，压缩腔气侧的气体密度大为降低，热胀冷缩对体积的形变不会那么剧烈，从而保护了液压系统不产生气泡，避免了“气蚀”。

以上已对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不局限于本文所描述具体实施方式。本领域技术人员理解，在不背离本实用新型范围的情况下，可以作出其他更改和变形。

Claims (9)

1.一种用于隔膜压缩机的自动卸载鼓泡系统，所述隔膜压缩机包括一个用于加压气体的气腔(1)和一个与气腔(1)相邻且用于储存液压油的油腔(2)，气腔(1)与油腔(2)之间经隔膜片(3)隔开，气腔(1)开有供气体进入的气腔进气口(4)和将气体排出的气腔出气口(5)，气腔进气口(4)经进气管道(L1)与气源连接，气腔出气口(5)与出气管道(L2)连接，进气管道(L1)上设有控制气体进入的进气阀(V5)，出气管道(L2)上设有控制气体排出的排气阀(V1)，其特征在于，所述自动卸载鼓泡系统包括与出气管道(L2)连接的第一支管(L3)，第一支管(L3)依次经控制第一支管开关的第一循环气阀(V2)、用于给循环气增压的加压装置(C1)、用于给循环气降温的散热装置(E1)后分为第二支管(L4)和第三支管(L5)，第二支管(L4)经控制第二支管开关的第二循环气阀(V3)后连接于进气阀(V5)与气腔进气口(4)之间的进气管道，第三支管(L5)经控制第三支管开关的回气阀(V4)后连接于气源与进气阀(V5)之间的进气管道。

2.根据权利要求1所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，第一支管(L3)连接于排气阀(V1)与气腔出气口(5)之间的出气管道。

3.根据权利要求1所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，加压装置(C1)为气泵。

4.根据权利要求1所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，散热装置(E1)为空冷器。

5.根据权利要求1所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，气腔(1)为气体缸头(6)内部的空腔，油腔(2)为油压缸头(7)内部的空腔，气体缸头(6)和油压缸头(7)一体成型，形成内部经隔膜片(3)隔开的气腔(1)和油腔(2)。

6.根据权利要求1所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，油腔(2)分别开有注油口(8)和排油口(9)，油腔(2)底部向外延伸出供活塞(10)滑移的通道(11)，活塞(10)与活塞杆(12)连接以推动活塞(10)沿着通道的内壁移动。

7.根据权利要求1或2所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，第一支管(L3)、第二支管(L4)、第三支管(L5)各自的内径为3-9mm，和/或

气体管线外部设置保温材料。

8.根据权利要求1所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，第一循环气阀(V2)或第二循环气阀(V3)或回气阀(V4)为自动控制阀。

9.根据权利要求1所述的自动卸载鼓泡系统，其特征在于，排气阀(V1)、加压装置(C1)、第一循环气阀(V2)、第二循环气阀(V3)、散热装置(E1)、回气阀(V4)、进气阀(V5)与PLC控制系统连接。

Images