一种立式氢气压缩机及液压系统

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体涉及到一种立式氢气压缩机及液压系统。

背景技术

传统的立式油缸具有上下两个气缸，以实现双作用功能。在该技术方案中，两个气缸分布在油缸的上下两端，在长时间使用后，若油缸密封出现破损，则液压油会沿活塞杆流入下端气缸内，并渗透至压缩气体侧，由此导致氢气污染。

在上述技术方案的基础上，有的技术方案选择仅设置油缸上端的气缸，这样一来，会出现两个问题，第一、吸气过程中，油缸未做功，电机无负载运行，空载耗能；第二、不能把进气压力作为辅助推力节省能耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种立式氢气压缩机，旨在解决立式氢气压缩机能耗利用率低的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请第一方面提供一种立式氢气压缩机，包括至少一组成对布置的立式压缩机组件。任意一个压缩机组件包括油缸、气缸和活塞杆。活塞杆的一端伸入气缸内，该端设有第一活塞，活塞杆的另一端伸入油缸内，该端设有第二活塞。第二活塞将油缸分隔为第一腔室和第二腔室。第一腔室设有油口。在同一组立式压缩机组件中，两个第一腔室连通。

对于任意一个压缩机组件来说，在两个第一腔室连通的基础上，通过不同油口的进油、出油，使油液作为不可压缩的介质实现力传递，使两个活塞杆朝向相反的方向运动，从而实现立式压缩机的双作用功能，由此可依靠进气压力作辅助推力节省能耗，同时也没有空行程，不会出现空载耗能，极大的提高了电机利用率。

可选的，在任意一个压缩机组件中，油缸设置于气缸的底部。

当油缸位于气缸底部时，若有在长时间过后压缩机存在泄漏，油液将沿活塞杆的轴向，通过油液重力落入油缸内，因此油液不可能进入气缸而污染气缸内的气体。

可选的，第一活塞将气缸靠近油缸的一端分隔出第三腔室。第三腔室设有第一卸油口。

在活塞杆上粘附的油液沿活塞杆轴向流动后，油液可汇聚在第三腔室内，此时通过第一卸油口即可将汇聚的油液排出。

可选的，任意一个压缩机组件还包括液位开关。液位开关设置于第一卸油口。

通常情况下，第一卸油口为关闭状态，当第一卸油口处汇聚一定量的油液后，在通过液位开关打开，以排出油液。

可选的，任意一个压缩机组件还包括密封体。密封体的一端与气缸连接，密封体的另一端与油缸连接。活塞杆与密封体滑动连接。

密封体能够实现气缸和油缸的隔离，满足气液分离的实际要求。

可选的，任意一个压缩机组件还包括刮油环和杆密封。刮油环设置于密封体，刮油环和活塞杆滑动连接。杆密封设置于密封体，杆密封和活塞杆滑动连接。

在使用立式压缩机的过程中，由于活塞杆和密封体之间存在相对运动，因此，活塞杆和刮油环之间，以及活塞杆和杆密封之间同样具有相对运动，在此基础上，活塞杆上携附有油液，通过杆密封，能够实现承压，避免油液泄漏，而刮油环能够将活塞杆上的油液刮除。

可选的，刮油环靠近气缸设置，杆密封靠近油缸设置。刮油环和杆密封之间设有第二卸油口。

第二卸油口能够很好的排出刮油环针对活塞杆去除的油液，避免油液堆积。

可选的，两个第一腔室通过对应的油口经换向阀连通至储油设备。

换向阀能够实现油液流向换向，并避免油液在确定流动路径上回流。

本申请第二方面提供一种液压系统，包括如上所述的一种立式氢气压缩机。

可选的，液压系统还包括位移传感器和控制器。位移传感器设置于油缸或气缸的内部，用于检测活塞杆的运动位置。控制器与位移传感器通信连接，用于接收位移传感器反馈的位置信息，并根据位置信息控制换向阀换向。

活塞杆在油缸和气缸中具有一定长度的行程，当活塞杆到达确定位置后，通过换向阀改变油液流向，以满足不同气缸的排气或吸气，从而在油缸相互连通的基础上，实现压缩机双作用。

附图说明

图1为本发明实施例中立式氢气压缩机的示意图；

图2为图1的A处放大图。

图中：100-第一组件；200-第二组件；1-油缸；2-气缸；3-活塞杆；4-第一活塞；5-第二活塞；6-第一腔室；7-第二腔室；8-第三腔室；9-第一卸油口；10-第四腔室；11-密封体；12-刮油环；13-杆密封；14-第二卸油口；15-储油设备。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本申请提供一种立式氢气压缩机，包括至少一组成对布置的立式压缩机组件。任意一组压缩机组件包括油缸1、气缸2和活塞杆3。活塞杆3的一端伸入气缸内，该端设有第一活塞4，活塞杆3的另一端伸入油缸1内，该端设有第二活塞5。第二活塞5将油缸1分隔为第一腔室6和第二腔室7。第一腔室6设有油口。在同一组立式压缩机组件中，两个第二腔室7连通。

在本实施例中，立式氢气压缩机具有一组成对布置的立式压缩机组件，令两个立式压缩机组件分别为第一组件100和第二组件200，由此，第一组件100包括第一油缸、第一气缸和第一活塞杆，第二组件200包括第二油缸、第二气缸和第二活塞杆。

在使用本实施例时，向第一组件100的第一腔室6的油口注油时，第一活塞杆往下运动，第一组件100的第二腔室7的空间得到压缩，通过力传递，将第一组件100的第二腔室7内储存的油液挤压至第二组件200的第二腔室7内，以推动第二活塞杆往上运动，此时第二组件200的第一腔室6的空间得到压缩，使其内油液经其油口被挤出。在此过程中，第一气缸处于吸气状态，第二气缸处于压缩排气状态。

换向后，通过第二组件200的油口向第二组件200的第一腔室6注油，推动第二活塞杆往下运动，此时第二组件200的第二腔室7的空间得到压缩，通过力传递，将第二组件200的第二腔室7内的油液挤压到第一组件100的第二腔室7内，以推动第一活塞杆向上运动，此时第一组件100的第一腔室6的空间得到挤压，其内油液经其油口被挤出。在此过程中，第一气缸处于压缩排气状态，第二气缸处于吸气状态。

基于此，通过两支油缸1连通后的力传递功能，使得立式氢气压缩的具被双作用功能，由此可依靠进气压力作辅助推力节省能耗。在上述过程中，活塞杆3也没有空行程，不会出现空载耗能，同时提高了电机利用率。

实际上，第一油缸和第二油缸中除了油液外，还可以用无水乙二醇、离子液等不可压缩的液体进行替代。

在一些实施例中，在任意一个压缩机组件中，油缸1设置于气缸2的底部。

对于任意一个压缩机组件来说，其组成结构从上至下为气缸2、油缸1。由此，当该组件内发生油液泄漏，油液沿活塞杆3的轴向向下流动，从而不会进入气缸2内污染其内气体。

在一些实施例中，第一活塞4将气缸2靠近油缸1的一端分隔出第三腔室8。第三腔室8设有第一卸油口9。

第一活塞4实际上将气缸2分隔为第三腔室8和第四腔室10，第三腔室8位于第四腔室10的下方。可以理解的是，气缸2内的氢气通过第四腔室10进出气缸2，氢气并不会进入到第三腔室8内。

具体的，对于任意一个压缩机组件来说，其组成结构从上至下为第四腔室10、第三腔室8、第一腔室6、第二腔室7。

由此，当立式压缩机组件均出现磨损时，油液可能随附活塞杆3进入第三腔室8，此时在活塞杆3的不断运动过程中，油液可能会堆积在第三腔室8内，由此，在第三腔室8设置第一卸油口9，即可将油液排出。排出的油液可以循环至油箱中。

可以理解的是，在本实施例中，所有压缩机组件中的第一腔室6最终均连通至同一个油箱，当然，在另外的一些实施例中，每个压缩机组件对应一个油箱，也可以多个压缩机组件对应一个油箱。

在一些实施例中，任意一个压缩机组件还包括液位开关。液位开关设置于第一卸油口9。

通常，为了保证气缸2密封性，第一卸油口9为封堵状态，在需要卸油时，再打开该卸油口排出油液。当油液在堆积后，液位开关能够感测油液堆积量，在油液堆积量达到液位开关的预设阈值时，液位开关打开第一卸油口9，使油液排出。

在此基础上，本实施例的立式氢气压缩机还包括报警器。当液位开关打开次数频繁时，提示工作人员泄漏严重。

在本实施例中，即可通过液位开关任意相邻两次打开的时间间隔，判断油液泄漏情况。具体的，由于液位开关是否打开第一卸油口9，取决于液位开关检测的油液积累量，因此，根据液位开关于任意相邻两次打开第一卸油口9的时间间隔，可以推算出油液泄漏程度，由此通知工作人员维修处理。

如图2所示，在一些实施例中，任意一个压缩机组件还包括密封体11。密封体11的一端与气缸2连接，密封体11的另一端与油缸1连接。活塞杆3与密封体11滑动连接。

在本实施例中，密封体11的上方连接气缸2，密封体11的下方连接油缸1，在此基础上，任意一个压缩机组件还包括刮油环12和杆密封13。刮油环12设置于密封体11，刮油环12和活塞杆3滑动连接。杆密封13设置于密封体11，杆密封13和活塞杆3滑动连接。

由此，在本实施例中，立式压缩机漏油的原因，一般在于刮油环12和/或杆密封13磨损，立式压缩机经过长时间的运行后，杆密封13的磨损会逐步增大，因此油缸1内的高压油液会随着杆密封13磨损加剧而增大泄漏，液压油泄漏后，通过刮油环12刮油，然而仍然会残留一部分油液累积在活塞杆3上，当累积到一定程度后，重力影响下，便因油液自重沿活塞杆3滴落，此时，滴落的油液在第一卸油口9处聚集，聚集一定程度后，液位开关打开，排出油液。

在一些实施例中，刮油环12靠近气缸2设置，杆密封13靠近油缸1设置。刮油环12和杆密封13之间设有第二卸油口14。

在本实施例中，刮油环12刮掉的油液能够通过第二卸油口14排出，尽可量避免活塞杆3携附的油液累积而进入第三腔室8内，由此减少第一卸油口9的打开次数，以尽可能保证立式压缩机的动作连续性。

在一些实施例中，两个第一腔室6通过对应的油口经换向阀连通至储油设备15。

在本实施例中，上述储油设备15即为油箱。该油箱具有换向阀，因此，当同一组压缩机组件的两个第一腔室6分别通过软管连通至换向阀的两个接口时，通过换向阀的操作，即可在油箱泵油时确定油液的流向。

本申请第二方面提供一种液压系统，包括如上所述的一种立式氢气压缩机。

具体的，液压系统还包括位移传感器和控制器。位移传感器设置于油缸1或气缸2的内部，用于检测活塞杆3的运动位置。控制器与位移传感器通信连接，用于接收位移传感器反馈的位置信息，并根据位置信息控制换向阀换向。

在本实施例中，控制器可以是计算机的一部分，通过安装无需工作人员设计的软件以实现具体功能，控制器也可以是单片机，如STC89C51系列。

在本实施例中，位移传感器设置于气缸2、油缸1均可，其可以通过感测第一活塞4的位置和/或第二活塞5的位置以判断活塞杆3的位置。由此，可以理解的是，位移传感器具有两个反馈点，在本实施例中，位移传感器感测第一活塞4的位置，因此，两个反馈点之间的距离，即为第一活塞4的路径极限距离。

由此，针对第一组件100，当第一活塞4向下运动，到达低点路径极限点，此时位移传感器反馈信号至控制器，由控制器控制换向阀换向。此时第一活塞4将向上运动，或具有向上运动的趋势，直到第一活塞4运动至高点路径极限点时，再由位移传感器反馈信号至控制器，由控制器控制换向阀再此换向。以上述过程不断循环即实现立式压缩机的使用。

此外，在本实施例中，控制器还用于漏液监测，判断是否需要对杆密封13进行更换和/或维修，具体监测步骤如下：

S1、通过控制器获取液位开关第n次打开的时间t1。

S2、通过控制器获取液位开关第n+1次打开的时间t2。

S3、根据t1和t2，控制器获取液位开关相邻两次打开的时间差△t。

S4、通过控制器设置预设时间t0，利用预设时间t0与△t对比：

S401、若t0＜△t，则无需更换和/或维修杆密封13。

S402、若t0≥△t，则需更换和/或维修杆密封13。

S5、若判断需更换和/或维修杆密封13，通过报警器提示工作人员。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。