本技术涉及一种新型双级对动柱塞泵式隔膜压缩机及其设计方法。该压缩机由一级柱塞泵和二级柱塞泵组成,两者对称安装于压缩机端盖两侧,实现高效能压缩。一级柱塞泵与二级柱塞泵的协同工作,提升了压缩机的性能和稳定性。
背景技术
隔膜压缩机是一种利用膜片将油侧和气侧分离开的容积式压缩机,其工作原理是:通过电机驱动曲轴连杆,带动活塞进行往复运动实现高压油液的增压和泄压,进而通过高压油液推动膜片来实现气体的压缩和排出。隔膜压缩机由于其具有密封性好、压比大的特点,因此被广泛应用于氢能源行业,尤其加氢站是其重要的使用场景之一,而膜片寿命、容积效率和膜头强度问题,则是隔膜压缩机研发过程中非常关键和困难的问题。
隔膜压缩机补油、液压和润滑系统直接影响着整机的运行可靠性,膜头组件中的液压油由曲柄连杆机构带动活塞驱动,不仅直接影响着气侧压力和排气量,还直接作用于膜片使其挠曲变形,更直接作用于膜头组件影响其强度可靠性。当隔膜压缩机运行时,高压液压油不可避免地会通过活塞环泄漏,这将直接导致隔膜压缩机的余隙增加和气量减小,甚至失去压气能力。因此,隔膜压缩机需要设置补油柱塞泵来补充膜头内液压油量,补液柱塞泵一般是由曲轴轴头偏心轮驱动,与曲轴箱内的活塞运行形成一定的相位差来进行补油,传统隔膜压缩机一般设置相位差为0°或180°,即柱塞泵在隔膜压缩机吸气或排气行程过程中进行柱塞泵补油操作。公开号为CN109469603B的专利提出了一种高压隔膜压缩机及其补油系统和补油方法,通过在补油柱塞泵和补油单向阀之间外接溢流阀通路,实现隔膜压缩机吸气行程或排气行程的补油油压控制,从而实现柱塞泵补油量的调控。
在补油系统中,一般设计柱塞泵行程容积大于油缸内的液压油泄漏量,但是过量的柱塞泵补油会影响吸气容积造成单转吸气量不足,补油量是确保隔膜压缩机能够稳定运行的关键问题之一,如何合理设置柱塞泵行程容积,是当前隔膜压缩机设计阶段的难题。
实现思路