CN217152231U - 一种气体压缩装置 - Google Patents

Abstract

一种气体压缩装置，属于压缩机技术领域。其特征在于：包括动力装置以及压缩缸，压缩缸内滑动设置有压缩活塞，并将压缩缸内腔分隔成两个腔室，动力装置与压缩活塞相连，并带动压缩活塞往复移动，压缩缸的每一端均设置有进气口和出气口，压缩缸的进气口和出气口均连接有单向阀（23），压缩缸还连接有冷却装置。本气体压缩装置的压缩缸的两端均设置有出气口和进气口，从而能够在压缩活塞往复运动的过程中都能够实现对气体的压缩，压缩速度快，且能量利用率高，降低了气体的压缩成本，冷却装置能够对压缩缸进行降温，避免压缩缸温度升高。

Description

一种气体压缩装置

技术领域

一种气体压缩装置，属于压缩机技术领域。

背景技术

氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送较不方便，但氢作为燃料仍然被认为将会成为21世纪最理想的能源。氢燃料作为能源的突出特点是无污染、效率高、可循环利用。

加氢站需要通过压缩机压缩，以方便氢气的储存和输送，现有的氢气压缩机是通过活塞的往复运动来实现对氢气压缩的，但是现有的氢气压缩机在仅仅只能利用活塞的单向运动实现压缩，即活塞复位时为空行程，不对氢气压缩，这既降低了氢气压缩的工作效率，而且降低了能量利用率，提高了氢气压缩成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在活塞往复运动的过程中都能够对气体实现压缩，压缩速度快，且能量利用率高的气体压缩装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该气体压缩装置，其特征在于：包括动力装置以及压缩缸，压缩缸内滑动设置有压缩活塞，并将压缩缸内腔分隔成两个腔室，动力装置与压缩活塞相连，并带动压缩活塞往复移动，压缩缸的每一端均设置有进气口和出气口，压缩缸的进气口和出气口均连接有单向阀，压缩缸还连接有冷却装置。

优选的，所述的动力装置为液压缸，液压缸的活塞杆与压缩活塞相连。

优选的，所述的压缩缸有对称设置在动力装置两端的两个，动力装置同时与两个压缩缸的压缩活塞相连，并带动其同步移动，且任意一个压缩缸的两个出气口分别与另一个压缩缸的两个进气口相连通。

优选的，所述的一级压缩缸的内腔的截面积为二级压缩缸的内腔的截面积的两倍。

优选的，所述的压缩缸的缸壁上设置有冷却通道，冷却通道环绕压缩缸间隔均布有多个。

优选的，所述的压缩缸外套设有水缸，水缸与压缩缸间隔设置，形成冷却夹套。

优选的，所述的冷却装置包括水冷缸，动力装置的动力输出端穿过水冷缸后与压缩活塞相连，水冷缸的一端设置有进水口，另一端设置有出水口。

优选的，所述的水冷缸与压缩缸之间设置有气体密封装置和液体密封装置，液体密封装置设置在气体密封装置和水冷缸之间。

优选的，所述的气体密封装置包括沿远离压缩缸的方向依次设置的活塞用组合密封圈、UN密封圈以及O型密封圈，且UN密封圈与O型密封圈之间的设置有排气口。

优选的，所述的液体密封装置包括沿远离水冷缸的方向依次设置的活塞用组合密封圈、UN密封圈以及O型密封圈，且UN密封圈与O型密封圈之间的设置有排液口。

优选的，所述的压缩缸的每个进气口均连接有进气缓冲器，每个出气口均依次连接有冷却器和储出气缓冲器。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、本气体压缩装置的压缩缸的两端均设置有出气口和进气口，从而能够在压缩活塞往复运动的过程中都能够实现对气体的压缩，压缩速度快，且能量利用率高，降低了气体的压缩成本，冷却装置能够对压缩缸进行降温，避免压缩缸温度升高。

2、通过液压缸带动压缩活塞往复移动，压缩活塞运动更加稳定，且能够产生高压气体。

3、压缩缸有对称设置在动力装置两端的两个，通过一个动力装置实现了两个压缩缸的驱动，实现了气体的二级压缩，大大提高了压缩速度，且能量利用率高。

4、一级压缩缸的内腔的截面积为二级压缩缸的内腔的截面积的两倍，压缩出的气体的压力大，通过本气体压缩装置对空气压缩时，当进入压缩机的氢气的压力为12MPa时，压缩后的氢气的压力可达45MPa。

5、冷却通道既能够冲入循环水，实现对压缩缸的降温，而且提高了压缩缸的抗变形能力，保证了压缩缸与压缩活塞之间的密封性能，避免产生泄漏而影响气体压缩的效率。

6、压缩缸与水缸支架设置有冷却夹套，冷却夹套可以连接循环的冷却水，从而实现了对压缩缸的冷却，避免气体压缩产生热量，导致压缩缸温度升高，影响气体的压缩。

7、动力装置的动力输出端穿过水冷缸后与压缩活塞相连，既能够避免压缩缸温度升高影响气体的压缩，又能够避免动力装置温度升高，影响动力装置的工作。

8、气体密封装置和液体密封装置的设置，能够避免水冷缸内的液体进入到压缩缸内，又能够避免压缩缸内的气体进入到水冷缸内，压缩效率高，而且在对易燃易爆气体压缩时安全性高。

9、活塞用组合密封圈和UN密封圈能够在压力越高时密封效果越好，避免了发生泄漏，O型密封圈能够实现隔离，既能够避免意外泄漏的极少量的气体进入到水冷缸，又能够将意外泄漏的极少量的气体刮除并经排气口排出。

10、活塞用组合密封圈和UN密封圈能够在压力越高时密封效果越好，避免了发生泄漏，O型密封圈能够实现隔离，既能够避免意外泄漏的极少量的液体进入到压缩缸，又能够将意外泄漏的极少量的气体刮除并经排液口排出。

11、缓冲器能够对进入或排出压缩缸的气体进行缓冲，保证进入或排出压缩缸的气体更加稳定，冷却器能够对压缩后的气体降温，避免气体温度过高，影响气体的压缩，又消除了压缩易燃易爆气体的安全隐患。

附图说明

图1为气体压缩装置的主视剖视示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为图1中B处的局部放大图。

图中：1、液压缸 2、液压缸端盖 3、水冷缸 4、一级压缩缸 401、一级冷却通道 5、一级缸端盖 6、二级压缩缸 601、二级冷却通道 7、二级缸端盖 8、进气储罐 9、进气缓冲器10、一级外室冷却器 11、一级内室冷却器 12、外室缓冲器 13、内室缓冲器 14、二级外室冷却器 15、二级内室冷却器 16、出气缓冲器 17、出气储罐 18、一级压缩活塞 19、二级压缩活塞 20、活塞杆 21、液压缸活塞 22、一级水缸 23、单向阀 24、二级水缸。

具体实施方式

图1~3是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~3对本实用新型做进一步说明。

一种气体压缩装置，包括动力装置以及压缩缸，压缩缸内滑动设置有压缩活塞，并将压缩缸内腔分隔成两个腔室，动力装置与压缩活塞相连，并带动压缩活塞往复移动，压缩缸的每一端均设置有进气口和出气口，压缩缸的进气口和出气口均连接有单向阀23，压缩缸还连接有冷却装置。本气体压缩装置的压缩缸的两端均设置有出气口和进气口，从而能够在压缩活塞往复运动的过程中都能够实现对气体的压缩，压缩速度快，且能量利用率高，降低了气体的压缩成本，冷却装置能够对压缩缸进行降温，避免压缩缸温度升高。

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本实用新型的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

具体的：如图1~3所示：在本实施例中，动力装置为液压缸1，液压缸1竖向设置。压缩缸有对称设置在液压缸1上下两端的两个，位于下端的压缩缸为一级压缩缸4，位于上端的压缩缸为二级压缩缸6。在一级压缩缸4和液压缸1之间以及二级压缩缸4和液压缸1之间均设置有水冷缸3，形成冷却装置。液压缸1的活塞杆20的两端分别穿过对应侧的水冷缸3后与一级活塞18和二级活塞19相连。液压缸活塞21滑动设置在液压缸1内，且液压缸活塞21套设在活塞杆20外，并带动活塞杆20同步移动。一级压缩缸4的一级活塞18通过螺钉与活塞杆20相连，且一级活塞18上设置有用于将螺钉罩设在内的一级螺纹座，一级螺纹座与一级活塞18之间设置有密封圈；二级压缩缸6的二级活塞19通过螺钉与活塞杆20相连，且二级活塞19上设置有用于将螺钉罩设在内的二级螺纹座，二级螺纹座与二级活塞19之间设置有密封圈。

一级压缩缸4的截面积为二级液压缸6的截面积的两倍，位于液压缸1与一级压缩缸4之间的水冷缸3为圆筒状，位于二级压缩缸6与液压缸1之间的水冷缸3为沿靠近液压缸1的方向直径逐渐增大的锥形。

液压缸1的两端均设置有液压缸端盖2，液压缸端盖2与液压缸1的对应端可拆卸的连接，且液压缸1的两端分别与对应侧的液压缸端盖2密封连接。液压缸活塞21的两端分别滑动穿过对应侧的液压缸端盖2，且活塞杆20与液压缸端盖2之间密封连接。

一级压缩缸4的两端均设置有一级缸端盖5，一级缸端盖5分别与一级压缩缸4的对应端可拆卸的连接，且一级压缩缸4的两端分别与对应侧的以及一级缸端盖5密封连接。位于一级压缩缸4和液压缸1之间的水冷缸3的一端和与其相邻的一级缸端盖5密封连接，另一端和与其相邻的液压缸端盖2密封连接，活塞杆20右端穿过对应侧的一级缸端盖5后与一级压缩活塞18相连。在一级缸端盖5与活塞杆20之间设置有气体密封装置和液体密封装置，液体密封装置设置在气体密封装置和一级压缩缸4之间。

一级压缩活塞18将一级压缩缸4内腔分隔成靠近液压缸1的一级内室，以及远离液压缸1的一级外室。两个一级缸端盖5上均设置有进气口和出气口，且两个一级缸端盖5的进气口和出气口上均安装有单向阀23。

一级压缩缸4的缸壁上设置有平行于活塞杆20设置的一级冷却通道401，一级冷却通道401环绕一级压缩缸4间隔均布有多个。一级压缩缸4外套设有一级水缸22，一级水缸22与一级压缩缸4同轴设置，且一级水缸22与一级压缩缸4间隔设置，形成环绕一级压缩缸4设置在一级冷却夹套，一个一级缸端盖5上设置有同时与所有一级冷却通道401和一级冷却夹套相连通的进水口，另一个一级缸端盖5上设置有同时与多有一级冷却通道401和一级冷却夹套相连通的出水口。

二级压缩缸6的两端均设置有二级缸端盖7，二级缸端盖7分别与二级压缩缸6的对应端可拆卸的连接，且二级压缩缸6的两端分别与对应侧的以及二级缸端盖7密封连接。位于二级压缩缸6和液压缸1之间的水冷缸3的一端和与其相邻的二级缸端盖7密封连接，另一端和与其相邻的液压缸端盖2密封连接，活塞杆20右端穿过对应侧的二级缸端盖7后与二级压缩活塞19相连。在二级缸端盖7与活塞杆20之间设置有气体密封装置和液体密封装置，液体密封装置设置在气体密封装置和二级压缩缸6之间。

二级压缩活塞19将二级压缩缸6内腔分隔成靠近液压缸1的二级内室，以及远离液压缸1的二级外室。两个二级缸端盖7上均设置有进气口和出气口，且两个二级缸端盖7的进气口和出气口上均安装有单向阀23。

二级压缩缸6的缸壁上设置有平行于活塞杆20设置的二级冷却通道601，二级冷却通道601环绕二级压缩缸6间隔均布有多个。二级压缩缸6外套设有二级水缸24，二级水缸24与二级压缩缸6同轴设置，且二级水缸24与二级压缩缸6间隔设置，形成环绕二级压缩缸6设置在二级冷却夹套，一个二级缸端盖6上设置有同时与所有二级冷却通道601和二级冷却夹套相连通的进水口，另一个二级缸端盖6上设置有同时与多有二级冷却通道601和二级冷却夹套相连通的出水口。

气体密封装置包括沿远离压缩缸的方向依次设置的活塞用组合密封圈、UN密封圈以及O型密封圈，且UN密封圈与O型密封圈之间的设置有排气口。活塞用组合密封圈和UN密封圈能够在压力越高时密封效果越好，避免了发生泄漏，O型密封圈能够实现隔离，既能够避免意外泄漏的极少量的气体进入到水冷缸，又能够将意外泄漏的极少量的气体刮除并经排气口排出。

液体密封装置包括沿远离水冷缸3的方向依次设置的活塞用组合密封圈、UN密封圈以及O型密封圈，且UN密封圈与O型密封圈之间的设置有排液口。活塞用组合密封圈和UN密封圈能够在压力越高时密封效果越好，避免了发生泄漏，O型密封圈能够实现隔离，既能够避免意外泄漏的极少量的液体进入到压缩缸，又能够将意外泄漏的极少量的气体刮除并经排液口排出。

活塞用组合密封圈、UN密封圈以及O型密封圈均设置在活塞杆20与一级缸端盖5之间，或设置在活塞杆20与二级缸端盖7之间。一级缸端盖5和二级缸端盖7上均设置有排气口和排液口。

一级压缩缸4的两个进气口均连接有进气储罐8以及进气缓冲器9，进气储罐8的进气口与气体输入管相连，进气储罐8的出气口与进气缓冲器9的进气口相连通，进气缓冲器9的出气口同时与一级压缩缸4的两个进气口相连通。

一级内室的出气口与二级内室的进气口相连通，一级内室的出气口依次串联一级内室冷却器11和内室缓冲器13后与二级内室的进气口相连通。一级外室的出气口与二级外室的进气口相连通，一级外室的出气口依次串联一级外室冷却器10和外室缓冲器12后与二级外室的进气口相连通。

二级压缩缸6的两个出气口均连接同一个出气缓冲器16后与出气储罐17相连通，出气储罐17连接有输出管。二级压缩缸6的二级内室的出气口串联二级内室冷却器15后与出气缓冲器16相连通，二级压缩缸6的二级外室的出气口串联二级外室冷却器14后与出气缓冲器16相连通。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体压缩装置，其特征在于：包括动力装置以及压缩缸，压缩缸内滑动设置有压缩活塞，并将压缩缸内腔分隔成两个腔室，动力装置与压缩活塞相连，并带动压缩活塞往复移动，压缩缸的每一端均设置有进气口和出气口，压缩缸的进气口和出气口均连接有单向阀（23），压缩缸还连接有冷却装置。

2.根据权利要求1所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的动力装置为液压缸（1），液压缸（1）的活塞杆（20）与压缩活塞相连。

3.根据权利要求1或2所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的压缩缸有对称设置在动力装置两端的两级，动力装置同时与两级压缩缸的压缩活塞相连，并带动其同步移动，一级压缩缸（4）的两个出气口分别与二级压缩缸（6）的两个进气口相连通。

4.根据权利要求3所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的一级压缩缸（4）的内腔的截面积为二级压缩缸（6）的内腔的截面积的两倍。

5.根据权利要求1所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的压缩缸的缸壁上设置有冷却通道，冷却通道环绕压缩缸间隔均布有多个。

6.根据权利要求1或5所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的压缩缸外套设有水缸，水缸与压缩缸间隔设置，形成冷却夹套。

7.根据权利要求1所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的冷却装置包括水冷缸（3），动力装置的动力输出端穿过水冷缸（3）后与压缩活塞相连，水冷缸（3）的一端设置有进水口，另一端设置有出水口。

8.根据权利要求7所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的水冷缸（3）与压缩缸之间设置有气体密封装置和液体密封装置，液体密封装置设置在气体密封装置和水冷缸（3）之间。

9.根据权利要求8所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的气体密封装置包括沿远离压缩缸的方向依次设置的活塞用组合密封圈、UN密封圈以及O型密封圈，且UN密封圈与O型密封圈之间的设置有排气口。

10.根据权利要求8所述的气体压缩装置，其特征在于：所述的液体密封装置包括沿远离水冷缸（3）的方向依次设置的活塞用组合密封圈、UN密封圈以及O型密封圈，且UN密封圈与O型密封圈之间的设置有排液口。

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