[發明專利]壓縮設備和包括這樣的設備的填充站

在審

• 申請號: 202110435400.5
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113550882A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: G·佩蒂帕斯;C·貝尼斯塔德-赫克托
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F04B37/12
• 分類號: F04B37/12;F04B25/02;F04B39/00;F04B39/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 黃麗娜;吳鵬

本發明涉及一種用于在至少一個壓縮級中壓縮低溫流體的設備，該設備包括界定至少一個壓縮室的至少一個套筒和至少一個活塞、能夠沿縱向軸線平移移動的軸桿，軸桿連接至活塞或套筒，并且能夠沿相反的兩個方向交替移動，以通過使至少一個活塞和至少一個套筒以相對的方式移動來確保流體的壓縮階段和流體至至少一個壓縮室中的進入階段，該軸桿在縱向方向上包括橫截面減小的部分，橫截面減小的部分將軸桿的兩個相鄰的部分分開，該軸桿還包括至少一個連接元件，該至少一個連接元件由熱導率比該軸桿的構成材料的熱導率低的材料制成，至少一個連接元件的兩端分別連接至軸桿的兩個相鄰的部分。本發明還涉及一種用于填充加壓氣體儲罐的站。

技術領域

本發明涉及一種壓縮設備，特別是用于低溫流體的壓縮設備，并且涉及一種包括這樣的設備的填充站。

更具體地，本發明涉及一種用于在至少一個壓縮級中壓縮低溫流體的設備，該設備包括界定至少一個壓縮室的至少一個套筒和至少一個活塞、能夠沿縱向軸線平移移動的軸桿，所述軸桿連接至所述至少一個活塞或所述至少一個套筒，并且能夠沿相反的兩個方向交替移動，以通過使所述至少一個活塞和所述至少一個套筒以相對的方式移動來確保流體的壓縮階段和流體至所述至少一個壓縮室中的進入階段。

低溫流體的密度遠高于氣態流體。因此，低溫泵(與氣體壓縮機形成對比)提供更高的質量流量、更小的占地面積、消耗更少的能源并需要更少的維護。因此，低溫泵被用于許多領域如用于從空氣中分離氣體的單元、重整器、填充站、海事部門。

所討論的流體通常包括氧氣、氮氣、天然氣、氬氣、氦氣或氫氣。這些壓縮設備(或泵)具有將低溫流體加壓至目標流量的功能。本發明尤其涉及一種用于壓縮或泵送低溫氣體和/或液體的設備。

在下文中，特別地，術語“壓縮設備”和“泵”可互換使用，術語“泵送”和“壓縮”也可互換使用。具體地，作為本發明主題的設備是用于泵送和/或壓縮液態和/或氣態和/或超臨界低溫流體的設備。

例如，可將低溫活塞泵直接成行地放置在低溫源儲器的出口處，或者直接放置在位于主儲罐旁邊并由主儲罐直接供料的專用低溫浴(也稱為“集液槽”)中。

由于各種原因，特別是為了維護和設計的方便，低溫泵通常表現出交替的移動，并被插入儲罐中，以便浸在待被泵送的低溫流體中。

低溫泵的入口壓力通常為1巴至20巴，出口壓力通常為20巴至1000巴，這具體取決于應用場合。所述泵可具有利用往返移動的一個或多個壓縮級。

用于高壓和中等流量的泵往往呈現兩個階段的交替移動：一個階段用于進入(沿一個方向)，一個階段用于輸送(沿另一方向)。止回閥(每個壓縮級通常兩個：一個用于進口或進入，一個用于出口或輸送)使得能夠通過活塞與套筒之間的相對平移移動來減小固定量的流體的體積從而增大該固定量的流體的壓力。

背景技術

關于移動所需的機械功率和力，兩個平移行程具有不同的設計要求。進入行程通常在1bar至20bar的壓力下，而壓縮行程可高達1000bar。因此，這兩個行程承受非常不同的機械應力和壓力應力。

因此，針對用于將低溫泵的冷頭與致動機構(馬達等)相連接的軸桿所經歷的最大應力，即針對最苛刻/要求最高的行程(在此處所示的情況下為高壓壓縮)來對軸桿的材料和橫截面進行設計。

對于低溫應用，應盡量減少通過軸桿傳導的熱量，以限制對主壓縮室的熱影響。限制通過軸桿的傳導還可在泵停止時或處于“待機”狀態時限制環境溫度與液化氣體的低溫之間熱輸入。軸桿的傳導的這種減少使得無論泵是否在運轉中都能減少至液體浴中的熱輸入，并因此減少液化氣體的蒸發。

因此，低溫泵的具有交替移動的軸桿的主要特征是：能夠將大量的力和功率從致動機構傳遞到冷頭以及最大程度地減少至冷頭中的熱輸入的能力。

很難滿足這兩個條件。