CN104696187A - 一种两级压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种两级压缩机，压缩机本体内设有第一腔室、第二腔室和出流通道；在第一腔室上设有进气口，第一腔室与第二腔室连通并在两者之间设有单向压力阀，出流通道与第二腔室中部连通；涡轮机构安装在第一腔室内，活塞机构安装在第二腔室内，活塞机构位于出流通道远离第一腔室一侧；在出流通道内安装压力传感器和密封阀，压力传感器位于密封阀靠近第二腔室一侧用于检测第二腔室内的气压；控制模块分别与涡轮机构、活塞机构、压力传感器和密封阀连接。本发明可保证气体被压缩过程中流动的平衡性，从而降低气流脉冲对压缩机内部机构的冲击，降低压缩机对抗战性能的要求，以降低压缩机成本，提高压缩机使用寿命，避免零部件的频繁更换。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种两级压缩机。
背景技术
压缩机是一种以内燃机或电动机为动力，将常压气体压缩成高压气体而具有气流能的一种动力装置。在天然气输配***中，压缩机用来压缩天然气，提高天然气的压力或输送能力，以及在清扫管线的时候也常常用压缩机输送压缩气体把管线中的杂质顶替出去，以免堵塞管线。因此常常将压缩机比喻成管道输送的心脏。目前使用最多的就是往复式压缩机，往复式压缩机利用活塞机构运动压缩气体，活塞机构运动量大，容易受损，导致压缩机维修工作量大，且活塞机构高速运动容易导致气体流动的不平衡性，在气流脉冲作用下，要求设备基础和管道安装抗振措施，提高了成本；另外还有吸排气阀易于磨损，零部件更换频繁等缺点。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明的目的在于提出了一种两级压缩机。
本发明提出的一种两级压缩机，包括：压缩机本体、涡轮机构、活塞机构和控制模块；
压缩机本体内设有第一腔室、第二腔室和出流通道；在第一腔室上设有进气口，第一腔室与第二腔室连通并在两者之间设有单向阀，出流通道与第二腔室中部连通；
涡轮机构安装在第一腔室内，活塞机构安装在第二腔室内，活塞机构位于出流通道远离第一腔室一侧；
在出流通道内安装压力传感器和密封阀，压力传感器位于密封阀靠近第二腔室一侧用于检测第二腔室内的气压；
控制模块分别与涡轮机构、活塞机构、压力传感器和密封阀连接；控制模块具体用于：压缩气体进入第一腔室中控制涡轮机构转动对第一腔体中的气体进行一级压缩，当第一腔室内的气压达到单向阀的临界值单向阀打开，第一腔室内的压缩气体进入第二腔室；控制模块根据压力传感器检测的第二腔室内的气压值控制活塞机构和密封阀的工作状态。
优选地，在控制模块内预设目标气压下限值和目标气压上限值，其中，目标气压下限值小于目标气压上限值，目标气压下限值大于单向阀的临界值；
当压力传感器检测的第二腔室内的气压值小于目标气压下限值时，控制模块控制活塞机构向出流通道运动对第二腔体中的气体进行二级压缩；在二级压缩过程中，当第二腔室内的气压值达到目标气压上限值，控制模块控制密封阀打开进行排压；在排压过程中，当第二腔室内的气压至降低到目标气压下限值，控制模块控制密封阀关闭。
优选地，出流通道内设置有降温装置。
优选地，出流通道内设置有温度传感器，温度传感器位于密封阀靠近第二腔室一侧。
优选地，控制模块分别连接温度传感器和降温装置，控制模块用于根据温度传感器检测的温度值控制降温装置的工作状态。
优选地，在控制模块内预设有第一温度阈值和第二温度阈值，其中，第一温度阈值小于第二温度阈值；当温度传感器检测温度大于第二温度阈值时，控制模块控制降温装置进行工作；当温度传感器检测温度小于第一温度阈值时，控制模块控制降温装置停止工作。
在本发明中，通过涡轮机构以离心的方式对气体进行一级压缩，然后将经过一级压缩的气体输送到第二腔室，通过活塞机构运动进行二级压缩，如此，通过提高第二腔室内的压强，可减少活塞机构的运动量，且活塞机构在高压气体中运动速度较低，可保证气体被压缩过程中流动的平衡性，从而降低气流脉冲对压缩机内部机构的冲击，降低压缩机对抗战性能的要求，以降低压缩机成本，还可降低压缩机内部受损速度，从而提高压缩机使用寿命，避免零部件的频繁更换。
附图说明
图1为本发明提出的一种两级压缩机结构示意图；
图2为本发明提出的一种两级压缩机控制结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种两级压缩机，包括：压缩机本体1、涡轮机构2、活塞机构3、压力传感器4、密封阀5和控制模块。
压缩机本体1内设有第一腔室11、第二腔室12和出流通道23。在第一腔室11上设有进气口，外部气体通过进气口进入第一腔室11中，第一腔室11与第二腔室12连通并在两者之间设有单向阀6，出流通道23与第二腔室12中部连通，经过压缩的气体通过出口通道23流出。
其中，单向阀6的流动方向为第一腔室11至第二腔室12方向，当第一腔室11内的气压达到单向阀6的临界值时，单向阀6张开，第一气体11中的压缩气体进入第二腔室12中，但是，第二腔室12的气压再高也无法冲开单向阀6向第一腔室11排气。
涡轮机构2安装在第一腔室11内，涡轮机构2可通过转动以离心力压缩气体。活塞机构3可运动地安装在第二腔室12内，并且，活塞机构3位于出流通道23远离单向阀6一侧，当活塞机构3向出流通道23方向运动时，可对第二腔室12内的气体进行压缩。
压力传感器4和密封阀5安装在出流通道23内，压力传感器4位于密封阀5靠近第二腔室12一侧用于检测第二腔室12内的气压。
控制模块分别与涡轮机构2、活塞机构3、压力传感器4、密封阀5连接，控制模块用于驱动涡轮机构2转动对第一腔室11内的气体进行一级压缩，控制模块用于驱动活塞机构3运动对第二腔室12内的气体进行二级压缩，控制模块根据压力传感器4检测的第二腔室12内的气压打开或关闭密封阀。
具体地，通过在控制模块内预设有目标气压下限值和目标气压上限值。
在工作状态下，外部气体进入第一腔室11中，控制模块通过通过涡轮机构2转动对第一腔室11内的气体进行一级压缩，当第一腔室11内的气压值达到单向阀6的临界值，单向阀6打开，第一腔室11内的压缩气体通过单向阀6进入第二腔室12中；压力传感器4实时检测第二腔室12内的气压值，当第二腔室12内的气压值低于目标气压下限值时，控制模块控制活塞机构3向出流通道23运动对第二腔室12内的气体进行二级压缩；在二级压缩过程，当第二腔室12内的气压值达到目标气压上限值，控制模块控制密封阀5打开进行排压，第二腔室12内的气体经出流通道23排出；在排压过程中，当第二腔室12内的气压降低到目标气压下限值，控制模块控制密封阀5关闭，以停止压缩气体输出。
在进一步实施例中，在出流通道23内设有温度传感器8和降温装置7，温度传感器8位于密封阀5靠近第二腔室12一侧以检测第二腔室12内气体的温度，降温装置7可安装在密封阀5的任意一侧。
控制模块与温度传感器8和降温装置7连接，在控制模块中预设第一温度阈值和第二温度阈值，其中，第一温度阈值小于第二温度阈值；当温度传感器8检测的温度大于第二温度阈值时，控制模块控制降温装置7工作以降低第二腔室内压缩气体的温度，避免高温高压的风险；当温度传感器8检测温度小于第一温度阈值，控制模块控制降温装置7停止工作以节能。
在本发明中，通过涡轮机构以离心的方式对气体进行一级压缩，然后将经过一级压缩的气体输送到第二腔室，通过活塞机构运动进行二级压缩，如此，通过提高第二腔室内的压强，可减少活塞机构的运动量，且活塞机构在高压气体中运动速度较低，可保证气体被压缩过程中流动的平衡性，从而降低气流脉冲对压缩机内部机构的冲击，降低压缩机对抗战性能的要求，以降低压缩机成本，还可降低压缩机内部受损速度，从而提高压缩机使用寿命，避免零部件的频繁更换。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种两级压缩机，其特征在于，包括：压缩机本体(1)、涡轮机构(2)、活塞机构(3)和控制模块；
压缩机本体(1)内设有第一腔室(11)、第二腔室(12)和出流通道(13)；在第一腔室(11)上设有进气口，第一腔室(11)与第二腔室(12)连通并在两者之间设有单向阀(6)，出流通道(13)与第二腔室(12)中部连通；
涡轮机构(2)安装在第一腔室(11)内，活塞机构(3)安装在第二腔室(12)内，活塞机构(3)位于出流通道(13)远离第一腔室(11)一侧；
在出流通道(13)内安装压力传感器(4)和密封阀(5)，压力传感器(4)位于密封阀(5)靠近第二腔室(12)一侧用于检测第二腔室(12)内的气压；
控制模块分别与涡轮机构(2)、活塞机构(3)、压力传感器(4)和密封阀(5)连接；控制模块具体用于：压缩气体进入第一腔室(11)中控制涡轮机构(2)转动对第一腔体(11)中的气体进行一级压缩，当第一腔室(11)内的气压达到单向阀(6)的临界值单向阀(6)打开，第一腔室(11)内的压缩气体进入第二腔室(12)；控制模块根据压力传感器(4)检测的第二腔室(12)内的气压值控制活塞机构(3)和密封阀(5)的工作状态。
2.如权利要求1所述的两级压缩机，其特征在于，在控制模块内预设目标气压下限值和目标气压上限值，其中，目标气压下限值小于目标气压上限值，目标气压下限值大于单向阀(6)的临界值；
当压力传感器(4)检测的第二腔室(12)内的气压值小于目标气压下限值时，控制模块控制活塞机构(3)向出流通道(13)运动对第二腔体(12)中的气体进行二级压缩；在二级压缩过程中，当第二腔室(12)内的气压值达到目标气压上限值，控制模块控制密封阀(5)打开进行排压；在排压过程中，当第二腔室(12)内的气压至降低到目标气压下限值，控制模块控制密封阀(5)关闭。
3.如权利要求2所述的两级压缩机，其特征在于，出流通道(13)内设置有降温装置(7)。
4.如权利要求3所述的两级压缩机，其特征在于，出流通道(13)内设置有温度传感器(8)，温度传感器(8)位于密封阀(5)靠近第二腔室(12)一侧。
5.如权利要求4所述的两级压缩机，其特征在于，控制模块分别连接温度传感器(8)和降温装置(7)，控制模块用于根据温度传感器检测的温度值控制降温装置(7)的工作状态。
6.如权利要求5所述的两级压缩机，其特征在于，在控制模块内预设有第一温度阈值和第二温度阈值，其中，第一温度阈值小于第二温度阈值；当温度传感器(8)检测温度大于第二温度阈值时，控制模块控制降温装置(7)进行工作；当温度传感器(8)检测温度小于第一温度阈值时，控制模块控制降温装置(7)停止工作。
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