專利名稱：往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機在高純度氫氣中的壓縮輸送應(yīng)用方面的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機的新應(yīng)用，特別是往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機在高純度氫氣中的壓縮輸送應(yīng)用方面的新用途。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)行的國家標準GB50177-93《氫氧站設(shè)計規(guī)范第4.0.13條》規(guī)定“當凈化后氫氣灌瓶時，應(yīng)采用隔膜式壓縮機?！备裟嚎s機之所以在高純度氫氣的壓縮輸送中受到如此青睞，主要是它的膜片靠壓力油推動，工作腔完全封閉，密封性良好，無泄漏，也不存在可能造成污染介質(zhì)的因素。所以能夠保證氣體的純度。但該機型因結(jié)構(gòu)上的原因，只適于較小氣量的范圍。根據(jù)這一規(guī)定，歷史最悠久、應(yīng)用最廣泛的往復(fù)活塞式壓縮機，一直不能在純凈氫氣的輸送領(lǐng)域中占有一席之地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機在高純度氫氣中的壓縮輸送應(yīng)用方面的新用途。與隔膜壓縮機比較，往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機雖然存在著微量泄漏，但它在總的工作效率、能源消耗、制造成本方面，卻占有很大的優(yōu)勢，且基本不受氣量大小限制。在高純度氫氣應(yīng)用中不愧為相當理想的壓縮、輸送設(shè)備。
具體實施例方式
現(xiàn)對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
往復(fù)式壓縮機，活塞依靠活塞桿的帶動作往復(fù)運動，氣缸的密封，依賴于填函與活塞桿之間的密封。而填函與活塞桿，不可能做到完全無泄漏。有泄漏就有間隙，就說明氣缸與外界存在著一個微小的泄漏“通道”。既然客觀存在著這么一條“通道”，氣缸就不是完全封閉的。那么能否在高純度氫氣中使用？有三種這樣的疑慮1、當氣缸吸氣壓力為常壓時，由于氣道和氣閥的阻力影響，在壓縮機吸氣過程中，缸內(nèi)氣體壓力往往形成負壓。這樣，就不可避免地要從上述泄漏通道中吸進一部分大氣，而降低介質(zhì)純度。
2、當氣缸內(nèi)氣體壓力始終高于大氣壓，甚至高出很多時，也將因為氣缸內(nèi)氣體介質(zhì)純度很高，大氣的分壓很低，甚至為零。而外界大氣的壓力，相對缸內(nèi)的大氣分壓高得多。因此根據(jù)物理學對分子擴散現(xiàn)象的分析，外界大氣分子仍可能向氣缸內(nèi)進行擴散，而影響氣體介質(zhì)的純度。
3、由于活塞桿的往復(fù)運動，吸附在活塞桿上的大氣分子，將不斷地被帶進氣缸，同樣也會影響介質(zhì)純度。
在這些認識的指導(dǎo)下，往復(fù)活塞式壓縮機被“法定”的排除在高純度氫氣應(yīng)用領(lǐng)域之外。
實際上，上述三種認識，除第1種認識是客觀存在的問題之外，其余兩個認識的理論依據(jù)并不成立。理由如下
其一，物理學對分子擴散運動的研究結(jié)論，是在不存在氣體的宏觀流動情況下得出的，即是宏觀靜止下的研究結(jié)果。而當一種氣體在流動，另一種氣體與之接觸進行的擴散，是在氣體流動的過程中不斷進行。且混合后的氣體宏觀流動方向不會發(fā)生改變。
其二，往復(fù)活塞式壓縮機填函既有阻塞密封，也有節(jié)流密封，就是填函與活塞桿之間始終有氣體介質(zhì)的泄漏流動。盡管泄漏量很小，但相對分子運動來說，仍然是宏觀流動。不應(yīng)簡單地用分子的擴散現(xiàn)象去懷疑外界大氣分子會向缸內(nèi)擴散。
其三，當缸內(nèi)氣體壓力大于外界壓力時，氣體沿著填函與活塞桿之間的間隙由里向外泄漏，是一個自發(fā)過程。根據(jù)熱力學第二定律，如果不對大氣分子作功，它就不可能逆流而上進入氣缸。不論是外界大氣與介質(zhì)的直接接觸，還是吸附在活塞桿上的大氣分子，都會在與介質(zhì)接觸時很快進行擴散。而且這種擴散也就只能在泄漏介質(zhì)的出口處進行，并匯集在填函的漏氣回收腔，被排放出去。
有一個人所共知的實例，可以說明這一點江河是與大海相連的，并始終向大海流動。盡管海水是咸的，而江河水卻永遠保持著淡水不變。這就是熱力學第二定律在自然界中的生動體現(xiàn)。假如海水的分子可以逆流向上擴散的話，那么地球上早就不存在淡水河流了。
基于以上分析，可以肯定地說，往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機在填函密封壓力大于常壓的情況下，完全能夠適應(yīng)高純度氣體介質(zhì)的壓縮輸送工作，不會影響介質(zhì)的純度。即使是在常用進氣的情況下，也可以由高壓段向填函引入一定壓力(略大于常壓)的氫氣，將大氣阻隔在填函之外，同樣可以保證氣源純度不變。
實施中設(shè)計的ZW-0.19/5-150型高純度氫氣壓縮機填函密封壓力4.5MPa，介質(zhì)純度要求99.999％(V％)。經(jīng)實際測試，含氧量僅為1.6PPM，與氣源純度一致，達到了隔膜壓縮機的同樣效果。
權(quán)利要求
1.往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機在高純度氫氣中的壓縮輸送應(yīng)用方面的用途。
全文摘要
往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機在高純度氫氣中的壓縮輸送應(yīng)用方面的用途。本發(fā)明屬往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機的新應(yīng)用，特別是往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機在高純度氫氣中的壓縮輸送應(yīng)用方面的新用途。與隔膜壓縮機比較，往復(fù)活塞式無潤滑壓縮機雖然存在著微量泄漏，但它在總的工作效率、能源、制造成本方面，卻占有很大的優(yōu)勢，且基本不受氣量大小限制。在高純度氫氣應(yīng)用中不愧為相當理想的壓縮、輸送設(shè)備。
文檔編號F04B27/08GK1556325SQ20041002281
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月1日
發(fā)明者李抱龍, 李鐵蘭 申請人:李抱龍, 李鐵蘭