一种高压液驱氢压机的制作方法

专利2026-01-23  25


本发明涉及增压设备,具体是一种高压液驱氢压机。


背景技术:

1、液驱压缩机作为往复式压缩机的一种,具有可带载启停、占地面积小、维护方便、成本较低等优点,可满足高压力、大流量的应用需求,广泛应用于水电解槽集气和加氢站等制氢加氢领域。

2、在液驱氢压机工作时,动密封组件用于增压气缸与活塞及油缸与活塞之间的动态间隙密封,其气密性关系到缸内压力建立、油气能否有效隔离、活塞组件维修周期等关键问题。尤其是增压气缸与活塞间的动密封组件服役于高温高压的临氢环境,且始终为干摩擦,严重影响其密封特性和服役寿命,需要频繁的对动密封组件进行更换。为解决上述技术问题,如中国专利公开号cn215719344u的名称为一种液驱式压缩机活塞结构的文本中记载的,将活塞组件与活塞杆分离设置,虽然有利于密封圈的更换和拆卸,便于后期维护。但其未考虑活塞杆的倾侧、活塞杆与活塞的接触形式等因素,在实际实施时,活塞偏磨问题依旧难以解决,因此亟待解决。


技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种高压液驱氢压机,结构运行稳定,且能有效减少活塞的偏磨。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种高压液驱氢压机,包括油缸体和分别安装在油缸体两端的两个增压缸体,油缸体和增压缸体的内腔分别密封滑动有油缸活塞组件和增压缸活塞组件,油缸活塞组件的两端分别浮动连接有密封贯穿油缸体端部的活塞杆体,从而使得活塞杆体可产生相对油缸体的浮动配合,所述活塞杆体与增压缸活塞组件的抵接端呈凸球面,增压缸活塞组件与活塞杆体的抵接面为垂直于增压缸体的平面。

4、作为本发明进一步的方案:所述油缸体上的位于活塞杆体的贯穿处设置有套设于活塞杆体杆身上的导向环,所述导向环具有开口间隙,以形成所述浮动配合的浮动空间,所述油缸活塞组件的外周同样套设有具有开口间隙导向环,以使得油缸活塞组件也可产生相对油缸体的倾斜式的浮动配合。

5、作为本发明再进一步的方案:所述增压缸活塞组件的外周也套设有具有开口间隙导向环,以使得增压缸活塞组件可产生相对增压缸体的倾斜式的浮动配合。

6、作为本发明再进一步的方案:所述油缸活塞组件的外周套设有间隔分布的三个油缸活塞环,所述油缸活塞组件上的导向环包括分别分布在油缸活塞环的两个间隔处的两个油缸导向环;所述油缸活塞组件的两端具有内凹腔,活塞杆体插接至所述内凹腔内,且内凹腔的腔底设置有与活塞杆体抵接的油缸柱塞垫;所述活塞杆体的外周与内凹腔的腔壁之间具有间隙,活塞杆体的插入端外部固定有卡环,所述内凹腔的腔口处通过圆柱销固定有与活塞杆体同轴间隙分布的油缸螺母,由油缸螺母将卡环限制在所述内凹腔内,以实现活塞杆体与油缸活塞组件之间的所述浮动连接。

7、作为本发明再进一步的方案:所述油缸体上的活塞杆体的贯穿处设置有套设于活塞杆体杆身上的三个油气隔离密封圈,所述油缸体位于活塞杆体的贯穿处的导向环设置为分别临近三个油气隔离密封圈分布的三个活塞杆导向环。

8、作为本发明再进一步的方案:所述增压缸活塞组件上的导向环包括前增压缸导向环和间隔分布两个后增压缸导向环,两个后增压缸导向环临近增压缸活塞组件回程端布置,前增压缸导向环通过导向支撑环临近布置在增压缸活塞组件进程端,所述增压缸活塞组件上的位于后增压缸导向环和前增压缸导向环之间外周套设有活塞环组件。

9、作为本发明再进一步的方案:所述导向环的宽度为li的计算公式为:

10、

11、其中,

12、当i=1时,li为活塞杆体(20)杆身上的导向环宽度;di为油缸体(30)与被活塞杆体(20)贯穿处的内径;di为活塞杆体(20)直径;

13、当i=2时,li为油缸活塞组件(32)上的导向环宽度;di为油缸体(30)的内径;di为油缸活塞组件(32)的直径;

14、当i=3时,li为增压缸活塞组件(12)上导向环的宽度;di为增压缸体(10)的内径;di为增压缸活塞组件(12)的直径;

15、q为导向环许可载荷;

16、k为导向环开口间隙;

17、ε为设计压比;

18、cf为安全系数;

19、pd为排气压力。

20、作为本发明再进一步的方案:所述油缸体上的活塞杆体的贯穿处设置有间隔分布的两个液油隔离腔,两个液油隔离腔分别位于三个油气隔离密封圈的两个间隔处,所述油缸体位于两个液油隔离腔的间隔处设置有套设于活塞杆体上的防尘圈。

21、作为本发明再进一步的方案:所述增压缸体的内腔两端以及油缸体的内腔两端均设置有缓冲腔,所述油缸体的内腔两端设置有防撞垫;由增压缸体临近油缸体处的缓冲腔构成气油隔离腔,所述油缸体位于液油隔离腔和气油隔离腔的间隔处也设置有套设于活塞杆体上的防尘圈。

22、作为本发明再进一步的方案:所述增压缸体的外周设置有用于冷却盘管组件,所述增压缸体包括设置在其进程腔处的单向排气阀和单向进气阀以及设置在回程腔处的泄压孔;油缸体包括在其进程腔和回程腔均设置的通油孔。

23、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

24、1、活塞杆体与油缸活塞组件浮动连接,且活塞杆体与增压缸活塞组件非固定的点接触抵接,并且活塞杆体还可相对于油缸体产生浮动配合。在油缸活塞组件产生倾斜时,即使带动活塞杆体产生倾斜,也是以活塞杆体与油缸体的贯穿处为支点,产生与油缸活塞组件倾斜方向相反的倾斜动作,相对于随活塞杆体同轴转动倾斜,倾斜幅度更小,从而使得活塞杆体以及油缸活塞组件受到的径向作用力更小,有效的降低了活塞杆体与油缸活塞组件与油缸体之间的摩擦,进而降低了其密封运动过程中密封件的磨损。此外,增压缸活塞组件不阻碍活塞杆体的浮动,且在活塞杆体随油缸活塞组件滑动以推动增压缸活塞组件运动的过程中,活塞杆体对增压缸活塞组件的轴向作用力与径向作用力的比值更大,从而进一步降低了增压缸活塞组件外周密封件的磨损,且也便于增压缸活塞组件的自动调心。

25、2、油缸活塞组件和增压缸活塞组件均可分别相对油缸体和增压缸体产生浮动,利用油缸活塞组件和增压缸活塞组件的浮动配合的缓冲作用,有效降低了油缸活塞组件和增压缸活塞组件滑动过程中的径向刚性摩擦,进而降低了油缸活塞组件和增压缸活塞组件外周密封件的磨损,提升了油缸活塞组件和增压缸活塞组件的使用寿命。

26、3、根据氢压机相关参数对导向环的最小宽度进行相应的设计计算,在保障导向环稳定耐磨的前提下,使得结构的布局可更加紧凑。



技术特征:

1.一种高压液驱氢压机,其特征在于,包括油缸体(30)和分别安装在油缸体(30)两端的两个增压缸体(10),油缸体(30)和增压缸体(10)的内腔分别密封滑动有油缸活塞组件(32)和增压缸活塞组件(12),油缸活塞组件(32)的两端分别浮动连接有密封贯穿油缸体(30)端部的活塞杆体(20),从而使得活塞杆体(20)可产生相对油缸体(30)的浮动配合,所述活塞杆体(20)与增压缸活塞组件(12)的抵接端呈凸球面,增压缸活塞组件(12)与活塞杆体(20)的抵接面为垂直于增压缸体(10)的平面。

2.根据权利要求1所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述油缸体(30)上的位于活塞杆体(20)的贯穿处设置有套设于活塞杆体(20)杆身上的导向环,所述导向环具有开口间隙,以形成所述浮动配合的浮动空间,所述油缸活塞组件(32)的外周同样套设有具有开口间隙导向环,以使得油缸活塞组件(32)也可产生相对油缸体(30)的浮动配合。

3.根据权利要求2所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述增压缸活塞组件(12)的外周也套设有具有开口间隙导向环,以使得增压缸活塞组件(12)可产生相对增压缸体(10)的倾斜式的浮动配合。

4.根据权利要求2所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述油缸活塞组件(32)的外周套设有间隔分布的三个油缸活塞环(321),所述油缸活塞组件(32)上的导向环包括分别分布在油缸活塞环(321)的两个间隔处的两个油缸导向环(322);所述油缸活塞组件(32)的两端具有内凹腔,活塞杆体(20)插接至所述内凹腔内,且内凹腔的腔底设置有与活塞杆体(20)抵接的油缸柱塞垫(326);所述活塞杆体(20)的外周与内凹腔的腔壁之间具有间隙,活塞杆体(20)的插入端外部固定有卡环(323),所述内凹腔的腔口处通过圆柱销(325)固定有与活塞杆体(20)同轴间隙分布的油缸螺母(324),由油缸螺母(324)将卡环(323)限制在所述内凹腔内,以实现活塞杆体(20)与油缸活塞组件(32)之间的所述浮动连接。

5.根据权利要求2所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述油缸体(30)上的活塞杆体(20)的贯穿处设置有套设于活塞杆体(20)杆身上的三个油气隔离密封圈(23),所述油缸体(30)位于活塞杆体(20)的贯穿处的导向环设置为分别临近三个油气隔离密封圈(23)分布的三个活塞杆导向环(21)。

6.根据权利要求3所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述增压缸活塞组件(12)上的导向环包括前增压缸导向环(124)和间隔分布两个后增压缸导向环(121),两个后增压缸导向环(121)临近增压缸活塞组件(12)回程端布置,前增压缸导向环(124)通过导向支撑环(123)临近布置在增压缸活塞组件(12)进程端,所述增压缸活塞组件(12)上的位于后增压缸导向环(121)和前增压缸导向环(124)之间外周套设有活塞环组件(122)。

7.根据权利要求3-6任意一项所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述导向环的宽度为li的计算公式为:

8.根据权利要求6所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述油缸体(30)上的活塞杆体(20)的贯穿处设置有间隔分布的两个液油隔离腔(33),两个液油隔离腔(33)分别位于三个油气隔离密封圈(23)的两个间隔处,所述油缸体(30)位于两个液油隔离腔(33)的间隔处设置有套设于活塞杆体(20)上的防尘圈(22)。

9.根据权利要求8所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述增压缸体(10)的内腔两端以及油缸体(30)的内腔两端均设置有缓冲腔,所述油缸体(30)的内腔两端设置有防撞垫(31);由增压缸体(10)临近油缸体(30)处的缓冲腔构成气油隔离腔(15),所述油缸体(30)位于液油隔离腔(33)和气油隔离腔(15)的间隔处也设置有套设于活塞杆体(20)上的防尘圈(22)。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高压液驱氢压机,其特征在于,所述增压缸体(10)的外周设置有用于冷却盘管组件(11),所述增压缸体(10)包括设置在其进程腔处的单向排气阀(13)和单向进气阀(14)以及设置在回程腔处的泄压孔;油缸体(30)包括在其进程腔和回程腔均设置的通油孔。


技术总结
本发明涉及增压设备技术领域,具体是一种高压液驱氢压机。本发明包括油缸体和分别安装在油缸体两端的两个增压缸体,油缸体和增压缸体的内腔分别密封滑动有油缸活塞组件和增压缸活塞组件,油缸活塞组件的两端分别浮动连接有密封贯穿油缸体端部的活塞杆体,在支撑环和活塞力的综合作用下,活塞杆体可产生相对油缸体的浮动配合,所述活塞杆体与增压缸活塞组件的抵接端呈凸球面,增压缸活塞组件与活塞杆体的抵接面为垂直于增压缸体的平面。本发明结构运行稳定,且能有效减少密封件的偏磨。

技术研发人员:王胜利,陈恩,丁东旭,于洋,刘晓明
受保护的技术使用者:合肥通用机械研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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