本发明涉及氢气充装压缩机组,具体涉及加氢站氢气充装压缩机组。
背景技术:
1、氢气压缩机是指依托压缩空气,将水电解槽中收集来的氢气排到舷外的压缩机,其在整个氢能产业链中应用广泛。氢气生产环节制氢厂需将氢气压缩至相应储氢瓶中,在管道运输中,需要在运输途中使用氢压机提供动力,氢气送至加氢站及下游应用端后,需要经过压缩机进行再次压缩储存。
2、氢气充装压缩机组是加氢站的核心关键单体设备之一,其主要由氢气压缩机组以及氢气充装机组两部分组成。氢气充装压缩机组的工作原理是通过氢气压缩机组将储氢罐中的氢气抽出并压缩,再通过与之相连的氢气充装机组将氢气注入车辆的燃料罐。其中,在进行氢气充装操作时,为了便于对不同型号的车辆进行加氢,通常采用软管配合加氢枪的方式,延长氢气充装机组的工作距离,并通过收卷机构对软管进行收卷,节省使用空间。
3、目前,加氢站氢气充装压缩机组大多是通过在收卷机构上加装平面扭转弹簧的方式,实现对软管的自动收卷,该方案的优点在于能够时刻保持拉力,保证软管处于绷紧状态,防止多余软管发生缠绕,其缺点在于随着软管延伸距离的增加,需要的拉力也逐渐增加,当车辆距离氢气充装机组距离较远时,使用不便。现有技术中还有一种方案,是通过电机带动收卷机构转动的方式实现收卷,该方案的优点在于无需较大的拉力,就能够将软管拉出较长的距离。
4、但是上述方案中同时存在以下问题,即不便于分段控制对软管进行收卷的速度。由于在对软管进行收卷时,需要考虑收卷效率的问题,因此收卷机构的转动速度大多较快。当软管收卷至末端时,此时较快的转速突然停止,在惯性的作用下会产生较大的冲击力,容易造成对软管的拉扯力过大,若工作人员操作不慎,还容易使加氢枪脱手发生撞击,进而导致氢气充装机组损坏,甚至产生氢气泄露的风险。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供加氢站氢气充装压缩机组,能够分段控制对软管进行收卷的速度,在兼顾收卷效率的同时,避免产生较大的冲击力,从而延长氢站氢气充装压缩机组的使用寿命。
2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:
3、提供加氢站氢气充装压缩机组,包括壳体和压缩机本体,压缩机本体底部与壳体底壁固定连接,压缩机本体用于将储氢罐中的氢气抽出并经过压缩后输出,还包括充装机组件,充装机组件包括加氢枪、输氢管、收卷机构、转速调节机构和拉力平衡机构,输氢管一端穿过壳体侧壁并与加氢枪一端连通,输氢管用于将压缩机本体输出的氢气通过加氢枪输送到车载燃料罐中,收卷机构包括收卷辊和一对转动座,收卷辊两端分别与两个转动座转动连接,转动座可竖直滑动的安装于壳体内,输氢管绕设于收卷辊外围,收卷辊为空心圆筒状结构,其中一个转动座一端开设有贯穿的圆孔,圆孔与收卷辊内部连通,转速调节机构包括轴承座、十字架、螺杆和一对滑块,轴承座底部与其中一个转动座固定连接,十字架外围与收卷辊内壁同轴连接,螺杆一端与轴承座顶部转动连接,螺杆另一端与十字架同轴连接,螺杆两端外围分别开设有第一螺纹槽和第二螺纹槽,滑块套设于螺杆外围,两个滑块分别与第一螺纹槽和第二螺纹槽螺纹连接,第一螺纹槽的螺距大于第二螺纹槽的螺距,收卷机构还包括推力弹簧,推力弹簧安装于收卷辊上,推力弹簧用于向滑块提供推力,拉力平衡机构安装于壳体内,拉力平衡机构用于减小推力弹簧的推力。
4、优选的,转速调节机构还包括导杆和拉簧,导杆安装于收卷辊内,导杆一端与十字架滑动连接,滑块底部与导杆外围滑动连接,推力弹簧和拉簧均套设与导杆外围,推力弹簧一端与远离十字架的滑块固定连接,拉簧两端分别与两个滑块固定连接。
5、优选的,转速调节机构还包括伸缩杆,伸缩杆一端与其中一个滑块固定连接,伸缩杆的伸缩端与另一个滑块固定连接,螺杆一端直径大于另一端直径。
6、优选的,拉力平衡机构包括支撑架、限位板和档杆,限位板顶部与导杆外围滑动连接,推力弹簧另一端与限位板固定连接,壳体内壁之间固定连接有隔板,隔板顶部与支撑架底部固定连接,档杆可水平移动的安装于支撑架上,档杆顶部为阶梯状斜面结构且与限位杆一侧相互抵触。
7、优选的,拉力平衡机构还包括液压杆,液压杆一端与支撑架一侧固定连接,液压杆的伸缩端穿过限位板底部并与其滑动连接。
8、优选的,拉力平衡机构还包括两对升降弹簧,两对升降弹簧分别对称安装于两个转动座上,升降弹簧一端与隔板固定连接,升降弹簧另一端与转动座固定连接,转动座底部穿过隔板并与其滑动连接。
9、优选的,拉力平衡机构还包括推块和弹簧阻尼器,弹簧阻尼器一端与支撑架固定连接,弹簧阻尼器的伸缩端与推块一端相互抵触,推块一侧穿过支撑架并与其滑动连接,推块穿过档杆并与其固定连接。
10、优选的,充装机组件还包括软管,软管一端与压缩机本体输出口连通,压缩机本体输入口通过管道与储氢罐连通,隔板顶部开设有贯穿的空槽,软管穿过空槽延伸至隔板顶部,输氢管另一端穿过收卷辊侧壁和一个转动座并与软管另一端转动连接。
11、优选的,充装机组件还包括收纳斗,收纳斗一侧与壳体固定连接,加氢枪另一端与收纳斗插接配合。
12、本发明的有益效果:
13、1、本发明在进行收卷输氢管时,首先通过其中一个滑块与第二螺纹槽的螺纹传动,使得螺杆反向转动,带动收卷辊反向转动,对输氢管进行收卷,由于第二螺纹槽螺距较小,此时收卷辊转动速度较快,可以实现对输氢管快速收卷,保证了加氢站的氢气充装效率,在输氢管收卷至末端后,切换至另一个滑块与第一螺纹槽螺纹连接并传动,并且由于第一螺纹槽螺距较大,此时收卷辊转速较小,从而降低了输氢管末端的收卷速度,避免较大的冲击对输氢管产生拉扯,延长了充装机组件的使用寿命。
14、2、本发明在放出输氢管时,转动座跟随滑块的移动带动导杆和限位板逐渐上升,使得限位板一侧与档杆脱离并沿档杆顶部的斜面移动,在此过程中推力弹簧回弹伸长,使得随着滑块的移动推力弹簧的部分回弹力被释放,从而将拉动加氢枪的阻力始终维持在移动范围内,降低加氢操作的工作强度。
1.加氢站氢气充装压缩机组,包括壳体(1)和压缩机本体(10),压缩机本体(10)底部与壳体(1)底壁固定连接,压缩机本体(10)用于将储氢罐中的氢气抽出并经过压缩后输出,其特征在于,还包括充装机组件(2),充装机组件(2)包括加氢枪(20)、输氢管(21)、收卷机构(3)、转速调节机构(4)和拉力平衡机构(5),输氢管(21)一端穿过壳体(1)侧壁并与加氢枪(20)一端连通,输氢管(21)用于将压缩机本体(10)输出的氢气通过加氢枪(20)输送到车载燃料罐中,收卷机构(3)包括收卷辊(30)和一对转动座(31),收卷辊(30)两端分别与两个转动座(31)转动连接,转动座(31)可竖直滑动的安装于壳体(1)内,输氢管(21)绕设于收卷辊(30)外围,收卷辊(30)为空心圆筒状结构,其中一个转动座(31)一端开设有贯穿的圆孔(310),圆孔(310)与收卷辊(30)内部连通,转速调节机构(4)包括轴承座(40)、十字架(41)、螺杆(42)和一对滑块(43),轴承座(40)底部与其中一个转动座(31)固定连接,十字架(41)外围与收卷辊(30)内壁同轴连接,螺杆(42)一端与轴承座(40)顶部转动连接,螺杆(42)另一端与十字架(41)同轴连接,螺杆(42)两端外围分别开设有第一螺纹槽(420)和第二螺纹槽(421),滑块(43)套设于螺杆(42)外围,两个滑块(43)分别与第一螺纹槽(420)和第二螺纹槽(421)螺纹连接,第一螺纹槽(420)的螺距大于第二螺纹槽(421)的螺距,收卷机构(3)还包括推力弹簧(32),推力弹簧(32)安装于收卷辊(30)上,推力弹簧(32)用于向滑块(43)提供推力,拉力平衡机构(5)安装于壳体(1)内,拉力平衡机构(5)用于减小推力弹簧(32)的推力。
2.根据权利要求1所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,转速调节机构(4)还包括导杆(44)和拉簧(45),导杆(44)安装于收卷辊(30)内,导杆(44)一端与十字架(41)滑动连接,滑块(43)底部与导杆(44)外围滑动连接,推力弹簧(32)和拉簧(45)均套设与导杆(44)外围,推力弹簧(32)一端与远离十字架(41)的滑块(43)固定连接,拉簧(45)两端分别与两个滑块(43)固定连接。
3.根据权利要求2所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,转速调节机构(4)还包括伸缩杆(46),伸缩杆(46)一端与其中一个滑块(43)固定连接,伸缩杆(46)的伸缩端与另一个滑块(43)固定连接,螺杆(42)一端直径大于另一端直径。
4.根据权利要求2所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,拉力平衡机构(5)包括支撑架(50)、限位板(51)和档杆(52),限位板(51)顶部与导杆(44)外围滑动连接,推力弹簧(32)另一端与限位板(51)固定连接,壳体(1)内壁之间固定连接有隔板(11),隔板(11)顶部与支撑架(50)底部固定连接,档杆(52)可水平移动的安装于支撑架(50)上,档杆(52)顶部为阶梯状斜面结构且与限位杆一侧相互抵触。
5.根据权利要求4所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,拉力平衡机构(5)还包括液压杆(53),液压杆(53)一端与支撑架(50)一侧固定连接,液压杆(53)的伸缩端穿过限位板(51)底部并与其滑动连接。
6.根据权利要求5所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,拉力平衡机构(5)还包括两对升降弹簧(54),两对升降弹簧(54)分别对称安装于两个转动座(31)上,升降弹簧(54)一端与隔板(11)固定连接,升降弹簧(54)另一端与转动座(31)固定连接,转动座(31)底部穿过隔板(11)并与其滑动连接。
7.根据权利要求6所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,拉力平衡机构(5)还包括推块(55)和弹簧阻尼器(56),弹簧阻尼器(56)一端与支撑架(50)固定连接,弹簧阻尼器(56)的伸缩端与推块(55)一端相互抵触,推块(55)一侧穿过支撑架(50)并与其滑动连接,推块(55)穿过档杆(52)并与其固定连接。
8.根据权利要求1所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,充装机组件(2)还包括软管(22),软管(22)一端与压缩机本体(10)输出口连通,压缩机本体(10)输入口通过管道与储氢罐连通,隔板(11)顶部开设有贯穿的空槽(110),软管(22)穿过空槽(110)延伸至隔板(11)顶部,输氢管(21)另一端穿过收卷辊(30)侧壁和一个转动座(31)并与软管(22)另一端转动连接。
9.根据权利要求1所述的加氢站氢气充装压缩机组,其特征在于,充装机组件(2)还包括收纳斗(23),收纳斗(23)一侧与壳体(1)固定连接,加氢枪(20)另一端与收纳斗(23)插接配合。