一种隔膜压缩机补油系统及补油方法技术方案

本发明专利技术公开了一种隔膜压缩机补油系统，包括：补油油路，其连接于柱塞泵与油缸之间，所述补油油路中安装有流量传感器一；支流油路，其连接于柱塞泵和曲轴箱之间，所述支流油路中安装有流量传感器二和流量比例阀；溢流油路，其连接于油缸与曲轴箱之间，所述溢油油路中安装有溢流阀和流量传感器三；PLC，其获取流量传感器一、流量传感器二和流量传感器三的流量数据，PLC还能调节流量比例阀的开合度。本发明专利技术还公开了一种隔膜压缩机补油方法。本发明专利技术解决了补油量不能动态调整，导致补油量会出现过多或过少的情况以及不能对补油系统进行状态检测，从而导致不能第一时间发现问题的技术问题。从而导致不能第一时间发现问题的技术问题。从而导致不能第一时间发现问题的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种隔膜压缩机补油系统及补油方法


[0001]本专利技术涉及隔膜压缩机
更具体地说，本专利技术涉及一种隔膜压缩机补油系统及补油方法。

技术介绍

[0002]随着全球能源日益紧张，开发绿色能源已成为世界的必然趋势。氢气因其燃烧只生成水，且来源丰富，被誉为是本世纪最具发展潜力的清洁能源。以氢气为能源的燃料电池汽车具有环保、高效、零污染、零排放等优点。在氢气的使用和储存过程中，若想不断地开发使用氢气技术，就必须尽量的提高氢气在使用过程中的压力，隔膜压缩机是供氢中心及加氢站中用于氢气增压的关键设备，而隔膜压缩机的缸盖强度和膜片寿命问题是隔膜压缩机研发过程中非常突出的问题。
[0003]隔膜压缩机的液压油补液系统是保证隔膜压缩机能够正常运行的关键结构之一。当机器运行时，隔膜压缩机油缸中的液压油不可避免的会通过活塞环而泄漏，其后果就等于减少了活塞行程，这样活塞到达外止点时，膜片便不能与缸盖上支板相贴合。机器每一转都会产生泄漏，故随着运行时间的增加，液压缸中的液压油将会越来越少，膜腔中的余隙容积额也会越来越大，最终会导致压缩机不能再吸进气体而失去工作能力。所以在隔膜压缩机中，须附设一个补液柱塞泵，补液柱塞一般由曲轴端头上设置的凸轮驱动，与曲轴箱内的活塞运行形成一定的相位差，每转向液压缸中补充一定量的液体。
[0004]在补液系统中，柱塞泵的补油量以及补油时间是需要着重考虑的两个方面。一般隔膜压缩机的补液时机主要包括两处：一是在压缩机吸气行程结束前，即活塞在达到下止点前补油；二是在压缩行程开始时，活塞离开下止点的某一位置补油。当柱塞泵的工作压力较高时，对于前者，在油缸内的液压油压力还较高时，柱塞泵便开始向油缸内补油，这就相当于减小了活塞向下的行程，极有可能导致膜片不能够充分地向下变形，使得压缩机的吸气过程受到影响，进而影响压缩机的排气量；对于后者，则表现为补油时间过长，即从开始补油起到油缸内的液压油压力在活塞的推动下升高至较高水平时，柱塞泵才停止补油。不管是补油时间过早，还是补油时间过长，对于柱塞泵而言，也就意味着补油量也会过多，这相当于增大了活塞上行时的行程，使得活塞不到外止点时膜片便先贴到了缸盖的上支板，此时若隔膜压缩机的溢流阀不能及时将过多的液压油排出油缸，油缸内的液压油的压力将会在活塞的作用下迅速升高，使得膜片产生更大的附加应力，影响隔膜压缩机缸盖强度及膜片的寿命。因此如何设计出一种能够改善高压隔膜压缩机补油过程的补油系统，使得在保证隔膜压缩机原结构不变的情况下，能够准确把握柱塞泵补油时机及补油量，确保隔膜压缩机能够稳定运行，是设计者追求的目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供一种隔膜压缩机补油系统及补油方法，解决了补油量不能动态调整，导致补油量会出现过多或过少的情况以及不能对补油系统进行状态检测，从
而导致不能第一时间发现问题的技术问题。
[0006]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种隔膜压缩机补油系统，包括隔膜压缩机的油缸、曲轴箱和柱塞泵，还包括：
[0007]补油油路，其连接于柱塞泵与油缸之间，所述补油油路中安装有流量传感器一；
[0008]支流油路，其连接于柱塞泵和曲轴箱之间，所述支流油路中安装有流量传感器二和流量比例阀，所述支流油路的上端通过三通连接于所述补油油路上且连接点位于油缸与流量传感器一之间；
[0009]溢流油路，其连接于油缸与曲轴箱之间，所述溢油油路中安装有溢流阀和流量传感器三；
[0010]PLC，其与流量传感器一、流量传感器二和流量传感器三均连接并获取对应的流量数据，PLC还与流量比例阀连接并调节流量比例阀的开合度。
[0011]优选的是，补油油路、支流油路与溢流油路三者并联分布。
[0012]优选的是，流量传感器一、流量传感器二和流量传感器三均为超声波流量传感器。
[0013]优选的是，所述PLC内还设置有报警模块，发出报警信号。
[0014]优选的是，所述柱塞泵的柱塞为分体式结构，包括下柱塞和上柱塞，所述下柱塞和上柱塞之间的空间形成为油腔，柱塞泵的泵体上设置有贯通至所述油腔的注油口和排油口。
[0015]本专利技术还提供了一种隔膜压缩机补油方法，隔膜压缩机稳定运行后，控制方法如下：
[0016]隔膜压缩机稳定运行后，流量比例阀处于完全关闭状态，此时柱塞泵在隔膜压缩机吸气行程结束前补油，油缸中液压油的压力随着活塞的向下运动也在逐渐降低，随着活塞的向上运动而逐渐升高，若油缸内的液压油压力升高至溢流阀设定的溢油压力时，此时溢流阀打开，油缸内的液压油经溢流油路回到曲轴箱内。
[0017]优选的是，隔膜压缩机稳定运行后，流量传感器一、流量传感器二和流量传感器三开始监测液压油流量，并传输给PLC，PLC获取流量数据并与设定的理论数值进行对比后，控制方法如下：
[0018]当流量传感器一的流量下降，流量传感器二的流量不变，此时PLC判定系统补油不足，PLC发出报警信号，提示提高补油泵排量；
[0019]当流量传感器一的流量不变，流量传感器二的流量升高，此时PLC判定系统补油不足，PLC发出指令减小调节流量比例阀的开度，直至流量传感器二的流量恢复正常，如果流量比例阀的开度为0时，流量传感器二的流量仍然低于正常水平，则PLC发出报警信号，提示提高补油泵排量；
[0020]当流量传感器二流量不变，流量传感器一的流量升高，此时PLC判定系统补油过多，PLC发出指令增加流量比例阀的开度，直至流量传感器一的流量恢复正常，如果流量比例阀的开度为100％时，流量传感器一的流量仍然高于正常水平，则PLC发出报警信号，提示降低补油泵排量。
[0021]优选的是，当流量传感器一和流量传感器二出现其他异常情况时，PLC发出报警信号，系统停机，异常情况包括：(1)如果非停机过程中，流量传感器一和流量传感器三流量持续变小，降为0，可判断为柱塞泵失效损坏；(2)流量传感器一流量不变，流量传感器二流量
增大，溢流阀损坏。
[0022]优选的是，PLC监测到系统补油量不足时，先通过流量比例阀闭环调节，如果还是不能达到设定的状态，PLC报警后提示手动调节柱塞泵，通过调节油腔的大小改变柱塞行程，从而调节柱塞泵的排量。
[0023]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0024](1)本专利技术对补油系统的运行状态开展实施检测，能使压缩机正常运转，避免发生重大事故；
[0025](2)本专利技术在保证隔膜压缩机原结构不变的情况下，能够准确把握柱塞泵补油时机及补油量，补油系统可进行自动的动态调整，能有效的降低压缩机功耗，确保隔膜压缩机能够稳定运行；
[0026](3)本专利技术还能有效的降低膜片应力，延长易损件寿命；
[0027](4)本专利技术设计了一种分体式柱塞，通过改变柱塞之间油腔中液压油的容积，从而调整上柱塞的行程，达到调整柱塞泵的排量的目的。
[0028]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔膜压缩机补油系统，其特征在于，包括隔膜压缩机的油缸、曲轴箱和柱塞泵，还包括：补油油路，其连接于柱塞泵与油缸之间，所述补油油路中安装有流量传感器一；支流油路，其连接于柱塞泵和曲轴箱之间，所述支流油路中安装有流量传感器二和流量比例阀，所述支流油路的上端通过三通连接于所述补油油路上且连接点位于油缸与流量传感器一之间；溢流油路，其连接于油缸与曲轴箱之间，所述溢油油路中安装有溢流阀和流量传感器三；PLC，其与流量传感器一、流量传感器二和流量传感器三均连接并获取对应的流量数据，PLC还与流量比例阀连接并调节流量比例阀的开合度。2.如权利要求1所述的隔膜压缩机补油系统，其特征在于，补油油路、支流油路与溢流油路三者并联分布。3.如权利要求1所述的隔膜压缩机补油系统，其特征在于，流量传感器一、流量传感器二和流量传感器三均为超声波流量传感器。4.如权利要求1所述的隔膜压缩机补油系统，其特征在于，所述PLC内还设置有报警模块，发出报警信号。5.如权利要求4所述的隔膜压缩机补油系统，其特征在于，所述柱塞泵的柱塞为分体式结构，包括下柱塞和上柱塞，所述下柱塞和上柱塞之间的空间形成为油腔，柱塞泵的泵体上设置有贯通至所述油腔的注油口和排油口。6.如权利要求5所述的隔膜压缩机补油方法，其特征在于，隔膜压缩机稳定运行后，控制方法如下：隔膜压缩机稳定运行后，流量比例阀处于完全关闭状态，此时柱塞泵在隔膜压缩机吸气行程结束前补油，油缸中液压油的压力随着活塞的向下运动也在逐渐降低，随着活塞的向上运动而逐渐升高，若油缸内的液压油压力升高至溢流阀设定的溢油压力时，此时溢流阀打开，油缸内的液压油经溢流油路回到曲轴箱内...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱伟强，宋满华，李红，卢文青，高海平，吴刚，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：