本系统为全周期隔膜压缩机油补充系统,包含多个柱塞泵,由单一柱塞驱动偏心轮联动。各柱塞泵在驱动下,按相位差通过独立补油路径向隔膜压缩机提供油液。
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以及压比大的特点,被广泛的应用于氢能源行业,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,膜头结构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,更直接作用于膜头结构影响其强度可靠性。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,传统的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的中国专利提出了“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增加溢流阀通路,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液压油的泄漏量,但是过量的柱塞泵会影响吸气容积造成单转吸气量不足,如何合理设置柱塞泵行程容积,即补油量控制是确保隔膜压缩机能够稳定运行的关键问题之一,也是当前隔膜压缩机设计阶段的难题。但是由于隔膜压缩机柱塞泵实际泄漏量难以精确测量,以往设计阶段的柱塞泵行程容积选取上往往采用相对于油腔容积比例的经验值,实际补油相位角小于180°。在一般的隔膜压缩机设计技术中,由于单柱塞泵只能在从柱塞下止点到上止点的过程中向膜头缸内补油,但是,实际上隔膜压缩机液压油泄漏和缸内气泡生成是全过程发生的,传统单柱塞泵结构不能实现全过程适配隔膜压缩机腔内油压和泄漏特点地补油。
实现思路