加氢站用液压活塞式氢气压缩机制造技术

本发明专利技术提供一种加氢站用液压活塞式氢气压缩机，它包括氢气压缩缸，驱动氢气压缩缸动作的液压系统，其特征在于：所述氢气压缩缸包括水平分布的依次相连的气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ。气缸Ⅰ内的活塞、液压缸内的活塞和气缸Ⅱ内的活塞通过活塞杆连接在一起，成为一个整体，联动。储气罐内的氢气经气缸Ⅰ的进气口进入到气缸Ⅰ内；气缸Ⅰ的活塞在液压缸驱动下运动，压缩气缸Ⅰ内的氢气，压缩后的氢气进入气缸Ⅱ内；液压缸驱动气缸Ⅱ的活塞运动，二次压缩气缸Ⅱ内的氢气形成高压氢气，经气缸Ⅱ的出气口排出；如此往复运动，储气罐内的氢气经气缸Ⅰ压缩后，排出，进入气缸Ⅱ，经气缸Ⅱ二次压缩形成高压氢气排出。

【技术实现步骤摘要】
加氢站用液压活塞式氢气压缩机
本专利技术涉及一种氢气压缩机，尤指一种加氢站用的液压活塞式氢气压缩机。
技术介绍
氢能是指氢和氧进行化学反应释放出的化学能，是一种清洁的二次能源，具有能量密度大、燃烧热值高、来源广、可储存、可再生、可电可燃、零污染、零碳排等优点，有助于解决能源危机以及环境污染等问题，被誉为21世纪的“终极能源”。按照《<中国制造2025>重点领域技术路线图》，新能源汽车发展重点产品包括燃料电池汽车，明确以城市私人用车、公共服务用车的批量应用为主，实现燃料电池技术的推广应用。燃料电池技术并不是什么新鲜技术，其基本原理在19世纪末就已被科学家发现了，而其被应用于车辆之上则是在上世纪60年代末。当时，燃料电池汽车的性能和制造成本都无法与当时搭载汽油发动机的汽车相媲美。但是，随着燃料电池技术的不断改进，加上汽车生产商在燃料电池汽车研发上的不断投入，燃料电池汽车得到了飞速的发展！燃料电池汽车需要在加氢站充装高压氢气，氢气作为一种清洁能源，通过燃烧燃料电池将化学能转化为电能，进而驱动燃料电池汽车。加氢站是为氢能燃料电池汽车或氢能内燃机汽车或氢气天然气混合燃料汽车等的储氢瓶充装氢燃料的专门场所，氢气压缩机是加氢站的核心设备。为保证氢气的纯度和压缩比，现在国内加氢站采用的氢气压缩机均为金属膜片隔膜压缩机。金属膜片隔膜压缩机是一种机械活塞式压缩机，它通过活塞推动液压油，进而驱动金属膜片在气缸中作往复运动来压缩和输送氢气。这种金属膜片隔膜压缩机结构复杂，膜片使用寿命低，盖板的穹形表面为特殊型面，加工困难，制造价格高。
技术实现思路
鉴于上述原因，本专利技术的目的是提供一种加工制作简单、维修方便、使用寿命长的加氢站用液压活塞式氢气压缩机。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种加氢站用液压活塞式氢气压缩机，它包括底座，设置在底座上的液压系统、氢气压缩缸和气体换热系统，液压系统驱动氢气压缩缸内的活塞往返运动压缩缸体内的氢气，其特征在于：所述氢气压缩缸由水平分布的气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ构成；气缸Ⅰ和气缸Ⅱ位于液压缸的两侧，气缸Ⅰ通过隔离腔Ⅰ与液压缸相连，气缸Ⅱ通过隔离腔Ⅱ与液压缸相连；所述气缸Ⅰ内设置有活塞，该活塞将气缸Ⅰ分为压缩气腔和氮气腔，氮气腔与隔离腔Ⅰ相邻；所述气缸Ⅱ内也设置有活塞，该活塞将气缸Ⅱ分为氮气腔和压缩气腔，氮气腔与隔离腔Ⅱ相邻；所述压缩气腔为压缩氢气用腔，所述氮气腔内充有氮气，用于隔离空气和氢气；所述气缸Ⅰ内的活塞、液压缸内的活塞和气缸Ⅱ内的活塞通过贯穿所述气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ的活塞杆连接在一起，成为一个整体，联动；所述液压系统驱动所述液压缸内的活塞往复运动，液压缸内的活塞通过所述活塞杆带动气缸Ⅰ内的活塞和气缸Ⅱ内的活塞往复运动，氢气经所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ压缩输出。优选地，所述隔离腔Ⅰ和隔离腔Ⅱ的腔体长度至少大于所述液压缸行程0.34米。优选地，在所述隔离腔Ⅰ和隔离腔Ⅱ的下部设有下出口接液压油罐，并安装液体探测器；在所述隔离腔Ⅰ和隔离腔Ⅱ的上部设有上出口，连接到大气。优选地，所述气缸Ⅰ的内径大于等于所述气缸Ⅱ的内径。优选地，所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ均由气缸盖、气缸套、气缸座、内置在缸体内的活塞和套在气缸套外面的水套构成，气缸Ⅰ和气缸Ⅱ为一密闭缸体；在所述气缸盖上设有进气口和出气口，且在进气口和出气口处均设置有单向阀；在所述气缸套的的外面设有所述水套，水套上设有进水口和出水口，在水套内流动有冷却水；内置在所述气缸Ⅰ内的活塞和内置在所述气缸Ⅱ内的活塞与所述活塞杆端面为接触式连接，分别靠所述压缩气腔内的高压气体压力贴在所述活塞杆端面上；内置在所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ内的活塞上装有多道连续活塞环和支撑环，保证气体无泄漏；在所述气缸座上开有氮气口，外置氮气经减压到0.2MPa后，通过氮气口进入所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的氮气腔，使腔内充满低压氮气。优选地，所述液压系统包括油箱、油泵、电机、换向阀、油换热器和回油过滤器；所述电机通过联轴器与油泵相连，带动油泵工作，从油箱内汲取液压油；所述液压缸内的活塞将所述液压缸分隔成左油腔和右油腔，液压缸设有液压油进出口A口和B口，A口与左油腔相连，B口与右油腔相连；所述换向阀、油换热器和回油过滤器串联在液压油回路中；油箱内的液压油经液压泵、油路、换向阀轮流与液压缸的A口和B口相连，A口进油时B口回油，B口进油时A口回油，回油经过油换热器和回油过滤器回到油箱。优选地，在所述液压缸两端分别设有一行程开关，用于监测液压缸内的活塞运动位置。优选地，在所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的出气口管路上均设置有气体换热器；氢气经所述气缸Ⅰ、气缸Ⅱ压缩后经气体换热器冷却。优选地，在所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ之间还设有一缓冲罐，经所述气缸Ⅰ压缩后的氢气冷却后进入到缓冲罐内，然后，再从缓冲罐进入所述气缸Ⅱ。附图说明图1A为本专利技术液压活塞式氢气压缩机实施例一主视图；图1B为本专利技术液压活塞式氢气压缩机实施例一侧视图；图1C为本专利技术液压活塞式氢气压缩机实施例一俯视图；图2为构成本专利技术的氢气压缩缸的结构示意图；图3为本专利技术液压活塞式氢气压缩机工艺流程图；图4A为本专利技术液压活塞式氢气压缩机实施例二主视图；图4B为本专利技术液压活塞式氢气压缩机实施例二侧视图；图4C为本专利技术液压活塞式氢气压缩机实施例二俯视图；其中：1、底座；2、液压系统；21、油箱；22、油泵；23、电机；24、换向阀；25、油换热器；26、油过滤器；3、氢气压缩缸；31、气缸Ⅰ内的活塞；32、液压缸内的活塞；33、气缸Ⅱ内的活塞；34、活塞杆；35、单向阀；36、行程开关；37、气缸盖；38、气缸套；39、气缸座；310、水套；311、活塞环；312、支撑环；313、螺母；314、密封环；4、气体换热系统；41、换热器支架；42、气体换热器；5、气体过滤器；6、缓冲罐。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本专利技术的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本专利技术的特征显而易见。如图1A-图1C所示，本专利技术提供的加氢站用液压活塞式氢气压缩机包括底座1，设置在底座1上的液压系统2、氢气压缩缸3和气体换热系统4。液压系统2包括油箱21、油泵22、电机23、换向阀24、油换热器25和回油过滤器26。电机23通过联轴器与油泵22相连，带动油泵22工作，从油箱21内汲取液压油。换向阀24、油换热器25和回油过滤器26串联在液压油回路中。液压系统2的作用是驱动构成氢气压缩缸3的液压缸内的活塞往复运动，进而驱动氢气压缩缸内的活塞往复运动，压缩氢气。气体换热系统4包括换热器支架41和气体换热器42，换热器支架41设置在底座中间，气体换热器42设置在换热器支架41上。氢气经氢气压缩缸3压缩后，温度较高，为保证安全，氢气压缩缸3压缩后的氢气经气体换热器42冷却、降温。图2为构成本专利技术的氢气压缩缸结构示意图。如图所示，构成本专利技术的氢气压缩缸3由水平分布的气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ构成。气缸Ⅰ和气缸Ⅱ位于液压缸的两侧，气缸Ⅰ通过隔离腔Ⅰ与液压缸相连，气缸Ⅱ通过隔离腔Ⅱ与液压缸相连。气缸Ⅰ内设置有活塞31本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加氢站用液压活塞式氢气压缩机，它包括底座，设置在底座上的液压系统、氢气压缩缸和气体换热系统，液压系统驱动氢气压缩缸内的活塞往返运动压缩缸体内的氢气，其特征在于：所述氢气压缩缸由水平分布的气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ构成；气缸Ⅰ和气缸Ⅱ位于液压缸的两侧，气缸Ⅰ通过隔离腔Ⅰ与液压缸相连，气缸Ⅱ通过隔离腔Ⅱ与液压缸相连；所述气缸Ⅰ内设置有活塞，该活塞将气缸Ⅰ分为压缩气腔和氮气腔，氮气腔与隔离腔Ⅰ相邻；所述气缸Ⅱ内也设置有活塞，该活塞将气缸Ⅱ分为氮气腔和压缩气腔，氮气腔与隔离腔Ⅱ相邻；所述压缩气腔为压缩氢气用腔，所述氮气腔内充有氮气，用于隔离空气和氢气；所述气缸Ⅰ内的活塞、液压缸内的活塞和气缸Ⅱ内的活塞通过贯穿所述气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ的活塞杆连接在一起，成为一个整体，联动；所述液压系统驱动所述液压缸内的活塞往复运动，液压缸内的活塞通过所述活塞杆带动气缸Ⅰ内的活塞和气缸Ⅱ内的活塞往复运动，氢气经所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ压缩输出。

【技术特征摘要】
1.一种加氢站用液压活塞式氢气压缩机，它包括底座，设置在底座上的液压系统、氢气压缩缸和气体换热系统，液压系统驱动氢气压缩缸内的活塞往返运动压缩缸体内的氢气，其特征在于：所述氢气压缩缸由水平分布的气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ构成；气缸Ⅰ和气缸Ⅱ位于液压缸的两侧，气缸Ⅰ通过隔离腔Ⅰ与液压缸相连，气缸Ⅱ通过隔离腔Ⅱ与液压缸相连；所述气缸Ⅰ内设置有活塞，该活塞将气缸Ⅰ分为压缩气腔和氮气腔，氮气腔与隔离腔Ⅰ相邻；所述气缸Ⅱ内也设置有活塞，该活塞将气缸Ⅱ分为氮气腔和压缩气腔，氮气腔与隔离腔Ⅱ相邻；所述压缩气腔为压缩氢气用腔，所述氮气腔内充有氮气，用于隔离空气和氢气；所述气缸Ⅰ内的活塞、液压缸内的活塞和气缸Ⅱ内的活塞通过贯穿所述气缸Ⅰ、隔离腔Ⅰ、液压缸、隔离腔Ⅱ和气缸Ⅱ的活塞杆连接在一起，成为一个整体，联动；所述液压系统驱动所述液压缸内的活塞往复运动，液压缸内的活塞通过所述活塞杆带动气缸Ⅰ内的活塞和气缸Ⅱ内的活塞往复运动，氢气经所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ压缩输出。2.根据权利要求1所述的加氢站用液压活塞式氢气压缩机，其特征在于：所述隔离腔Ⅰ和隔离腔Ⅱ的腔体长度至少大于所述液压缸行程0.34米。3.根据权利要求2所述的加氢站用液压活塞式氢气压缩机，其特征在于：在所述隔离腔Ⅰ和隔离腔Ⅱ的下部设有下出口接液压油罐，并安装液体探测器；在所述隔离腔Ⅰ和隔离腔Ⅱ的上部设有上出口，连接到大气。4.根据权利要求3所述的加氢站用液压活塞式氢气压缩机，其特征在于：所述气缸Ⅰ的内径大于等于所述气缸Ⅱ的内径。5.根据权利要求4所述的加氢站用液压活塞式氢气压缩机，其特征在于：所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ均由气缸盖、气缸套、气缸座、内置在缸体内的活塞和套在气缸套外面的水套构成，气缸Ⅰ和气缸Ⅱ为一密闭缸体；...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯普东，
申请(专利权)人：北京普发动力控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11