1.本發(fā)明涉及壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，用于以離子液體為液體活塞壓縮氫氣用的容積式壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

2.目前國(guó)內(nèi)加氫站主要采用的工藝流程是基于高壓氣態(tài)氫的儲(chǔ)運(yùn)方式，主要以站外長(zhǎng)管拖車(chē)供氫為主。長(zhǎng)管拖車(chē)將20mpa的壓縮氫氣從氫氣生產(chǎn)單位運(yùn)送進(jìn)固定站，通過(guò)加氫站內(nèi)壓縮機(jī)將氫氣卸載至站內(nèi)高壓儲(chǔ)氫罐，車(chē)輛加氫時(shí)，長(zhǎng)管拖車(chē)或儲(chǔ)氫罐中輸出的氫氣，通過(guò)加氫機(jī)充裝到燃料電池汽車(chē)的車(chē)載儲(chǔ)氫瓶中。目前國(guó)際上應(yīng)用比較廣泛的車(chē)載儲(chǔ)氫瓶壓力等級(jí)主要有35mpa和70mpa兩種，35mpa氫燃料電池車(chē)的加氫站站內(nèi)最高固定儲(chǔ)氫壓力一般為45mpa，70mpa氫燃料電池車(chē)的加氫站站內(nèi)最高固定儲(chǔ)氫壓力一般為90mpa。

3.利用太陽(yáng)能發(fā)電電解水生產(chǎn)氫氣是目前主流的制氫工藝，產(chǎn)品壓力通常在1～1.5mpa，需要壓縮至20mpa以上才能充注到長(zhǎng)管拖車(chē)的儲(chǔ)氣罐內(nèi)運(yùn)輸出去。大規(guī)模制氫、儲(chǔ)氫、輸氫，原料氣出氣量很大，通常在數(shù)千標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時(shí)以上，需要采用大流量快速氫氣壓縮機(jī)將其即時(shí)壓縮至高壓儲(chǔ)存或運(yùn)輸。

4.目前，氫氣壓縮主要采用隔膜式壓縮機(jī)、活塞壓縮機(jī)或離子液體壓縮機(jī)，都屬于容積式的壓縮機(jī)。其中，離子液體壓縮機(jī)是林德公司(linde)技術(shù)人員與戴姆勒克萊斯勒公司(daimler chrysler ag)合作開(kāi)發(fā)的一種使用離子液體作為液體活塞的氣體壓縮設(shè)備。離子液體本身幾乎不可壓縮，并且?guī)缀鯖](méi)有蒸氣壓，替代金屬活塞可以在等溫條件下產(chǎn)生高壓，同時(shí)兼顧潤(rùn)滑和密封，能長(zhǎng)期服役無(wú)需維護(hù)，節(jié)省20％能耗，且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因而被認(rèn)為在加氫站用壓縮機(jī)市場(chǎng)上占統(tǒng)治性地位。國(guó)內(nèi)外也有一些改進(jìn)型的離子液體壓縮機(jī)，例如：發(fā)明專(zhuān)利cn202010156648.3提出一種相位差實(shí)時(shí)可調(diào)型三級(jí)增壓零余隙式離子液體壓縮機(jī)，發(fā)明專(zhuān)利cn202010156625.2提出一種擺動(dòng)換向兩級(jí)增壓零余隙式離子液體壓縮機(jī)。

5.但是，現(xiàn)有離子液體壓縮機(jī)在壓縮氫氣的時(shí)候，存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

6.(1)流量太小，達(dá)不到千立方米每小時(shí)的速率，不能滿足快速壓縮的需要；

7.(2)輸出氫氣會(huì)夾帶離子液體，實(shí)際應(yīng)用時(shí)經(jīng)常造成進(jìn)氣閥和排氣閥故障，并且需要在末級(jí)設(shè)置氣液分離器回收離子液體；

8.(3)壓縮通常分成很多級(jí)，各級(jí)之間配合工作容易偏離設(shè)計(jì)工況，影響效率。

9.隔膜式壓縮機(jī)也存在流量太小的問(wèn)題，活塞壓縮在大流量、高壓比的情況下，使用壽命大幅度下降，大約只有1000小時(shí)左右的工作壽命，也不能滿足上述場(chǎng)景的應(yīng)用需求。

10.氫氣分子量小、密度小，采用速度型的離心式壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮很難達(dá)到較大的壓比，利用大幅度的容積變化壓縮氫氣是相對(duì)較好的技術(shù)途徑，利用液體活塞的往復(fù)流動(dòng)造成大幅度的容積變化是相對(duì)較好的技術(shù)路線，利用離心泵驅(qū)動(dòng)離子液體實(shí)現(xiàn)液體活塞快速的往復(fù)流動(dòng)是相對(duì)可行的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

11.為此，本發(fā)明提出了一種采用離子液體壓縮氫氣的新方法，采用離心泵和活塞泵組合輸送離子液體，利用了離心泵流量大但壓比小、活塞泵壓比大但流量小的特點(diǎn)，與氣缸內(nèi)氣體容積、壓力變化規(guī)律相匹配，實(shí)現(xiàn)高壓比、大流量快速壓縮氫氣。

12.本發(fā)明的目的在于：為了解決容積式壓縮機(jī)無(wú)法大規(guī)模快速壓縮氫氣和現(xiàn)有離子液體壓縮機(jī)輸出氫氣夾帶離子液體的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)。

13.本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案：

14.一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，包括原料氫氣儲(chǔ)罐、長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐,所述原料氫氣儲(chǔ)罐和長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐之間具有第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸和第四氣缸，原料氫氣儲(chǔ)罐連接有原料輸送風(fēng)機(jī)，所述原料輸送風(fēng)機(jī)再連接所述第一氣缸至所述第四氣缸，原料輸送風(fēng)機(jī)通過(guò)單向進(jìn)氣閥連接到第一氣缸至第四氣缸，第一氣缸至第四氣缸通過(guò)單向排氣閥連接到長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐，第一氣缸與第二氣缸通過(guò)第一四通換向閥、第三四通換向閥和第二四通換向閥或通過(guò)第一四通換向閥、第四四通換向閥和第二四通換向閥連接第三氣缸與第四氣缸。

15.進(jìn)一步的，所述第一四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第二四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第三四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第四四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第一氣缸連接所述接口a1,接口c1連著接口a3，接口c3連著活塞泵的進(jìn)口，所述活塞泵的出口連著接口d3，接口b3連著接口d2，接口與所述第四氣缸連通。

16.進(jìn)一步的，所述第一四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第二四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第三四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第四四通換向閥具有四個(gè)接口，所述第二氣缸與接口b1連通，接口d1連著接口a4，接口c4連著離心泵9的進(jìn)口，所述離心泵9的出口連著接口d4，接口b4連著接口c2，接口a2與所述第三氣缸連通。

17.進(jìn)一步的，所述第一氣缸至所述第四氣缸的一端安裝有壓力變送器。

18.進(jìn)一步的，所述第一氣缸至所述第四氣缸的安裝有壓力變送器的一端連接有膜分離組件，所述膜分離組件連接所述單向進(jìn)氣閥和單向排氣閥。

19.進(jìn)一步的，所述第一氣缸至所述第四氣缸內(nèi)的上半部偏上位置設(shè)置有水冷器。

20.進(jìn)一步的，所述水冷器的上端連通有冷卻水進(jìn)口調(diào)節(jié)閥，水冷器的下端連通有冷卻水出口閘閥。

21.進(jìn)一步的，所述第一氣缸至所述第四氣缸內(nèi)的下半部具有液位計(jì)，所述液位計(jì)具有兩個(gè)電極插入到第一氣缸至第四氣缸內(nèi)，第一氣缸至第四氣內(nèi)具有報(bào)警液面，其中一個(gè)所述電極高于所述報(bào)警液面,另一個(gè)電極低于報(bào)警液面。

22.本發(fā)明的有益效果如下：

23.1.本發(fā)明將原料氫氣儲(chǔ)罐中的低壓氫氣(約1.5mpa)通過(guò)原料輸送風(fēng)機(jī)提供相對(duì)穩(wěn)定的壓力壓縮至高壓(約20mpa)，充注到長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐中運(yùn)輸出去；

24.2.本發(fā)明采用離心泵和活塞泵驅(qū)動(dòng)離子液體在第一氣缸至第四氣缸之間流動(dòng)，當(dāng)離子液體流入氣缸，氣缸內(nèi)原來(lái)被氫氣占據(jù)的空間被離子液體占據(jù)，氫氣就被壓縮，直至到高壓排氣，當(dāng)離子液體流出氣缸，就會(huì)給氫氣讓出更多的空間，氣體就會(huì)被拉伸導(dǎo)致膨脹，壓力降低從而吸入新的氫氣，直至氫氣幾乎充滿氣缸；

25.3.本發(fā)明所述子液體是在一組兩個(gè)氣缸之間往復(fù)流動(dòng)，通過(guò)四個(gè)四通換向閥配合離心泵和活塞泵實(shí)現(xiàn)流動(dòng)方向的切換，離心泵和活塞泵進(jìn)出口和輸送方向始終保持不變；

26.4.本發(fā)明所述液位計(jì)根據(jù)離子液體導(dǎo)電的原理探測(cè)離子液體液位，當(dāng)離子液體液位低于報(bào)警液面的時(shí)候，液位計(jì)的兩個(gè)電極一個(gè)在液面下，一個(gè)在液面上，因?yàn)闆](méi)有離子液體連通而斷路，電路上的報(bào)警器就會(huì)向控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，從而控制四通換向閥切換方向；

27.5.本發(fā)明所述液位計(jì)故障未及時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，壓力變送器探測(cè)到四個(gè)氣缸頂部氣體壓力絕對(duì)值及增幅都過(guò)大，也會(huì)發(fā)出保護(hù)性報(bào)警信號(hào)，強(qiáng)制四通換向閥切換方向，避免離子液體完全充滿氣缸。

28.6、本發(fā)明所述排氣單向閥預(yù)設(shè)了排氣壓力，只有氣缸內(nèi)的氣體壓力大于預(yù)設(shè)壓力，它才會(huì)被頂開(kāi)，從而使高壓氣體從氣缸排入長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐；進(jìn)氣單向閥只有當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力小于原料輸送風(fēng)機(jī)的出口壓力才會(huì)打開(kāi)，讓氣缸吸氣，此時(shí)對(duì)應(yīng)的是離子液體流出氣缸。

29.7、本發(fā)明所述離子液體通過(guò)水冷器時(shí)，冷卻水可以根據(jù)需要減小流量或停止流動(dòng)，水流量由冷卻水進(jìn)口調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，如果停止供水可關(guān)閉冷卻水出口閘閥。

30.8、本發(fā)明所述為了避免離子液體小液滴隨著氫氣流出氣缸，在排氣閥前設(shè)置有膜分離組件，這種膜只允許氫氣這樣的小分子通過(guò)，而不允許離子液體這樣的大分子通過(guò)，從而有效攔截離子液體液滴，在吸氣時(shí)，氫氣從膜外側(cè)對(duì)膜進(jìn)行反沖洗，基本能夠?qū)⒏街谀?nèi)側(cè)的離子液體沖下來(lái)回到氣缸。

附圖說(shuō)明

31.圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

32.附圖標(biāo)記：1、第一氣缸；2、第二氣缸；3、第三氣缸；4、第四氣缸；5、原料氫氣儲(chǔ)罐；6、原料輸送風(fēng)機(jī)；7、長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐；8、離子液體；9、離心泵；10、活塞泵；11、第一四通換向閥；12、第二四通換向閥；13、第三四通換向閥；14、第四四通換向閥；15、液位計(jì)；16、報(bào)警液面；17、壓力變送器；18、單向進(jìn)氣閥；19、單向排氣閥；20、水冷器；21、進(jìn)口調(diào)節(jié)閥；22、出口閘閥；23、膜分離組件；a1、a2……

d3、d4接口。

具體實(shí)施方式

33.實(shí)施例1

34.如圖1所示，一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，包括第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3、第四氣缸4、原料氫氣儲(chǔ)罐5、原料輸送風(fēng)機(jī)6、長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐7,所述原料氫氣儲(chǔ)罐5和長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐7之間具有第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3和第四氣缸4，原料氫氣儲(chǔ)罐5連接有原料輸送風(fēng)機(jī)6，所述原料輸送風(fēng)機(jī)6再連接所述第一氣缸1至所述第四氣缸4，原料輸送風(fēng)機(jī)6通過(guò)單向進(jìn)氣閥18連接到第一氣缸1至第四氣缸4，第一氣缸1至第四氣缸4通過(guò)單向排氣閥19連接到長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐7，第一氣缸1與第二氣缸2通過(guò)第一四通換向閥11、第三四通換向閥13和第二四通換向閥12或通過(guò)第一四通換向閥11、第四四通換向閥14和第二四通換向閥12連接第三氣缸3與第四氣缸4。

35.下面將具體說(shuō)明連接結(jié)構(gòu)，所述第一四通換向閥11具有四個(gè)接口a1、b1、c1、d1，所述第二四通換向閥12具有四個(gè)接口a2、b2、c2、d2，所述第三四通換向閥13具有四個(gè)接口a3、

b3、c3、d3，所述第四四通換向閥14具有四個(gè)接口a4、b4、c4、d4，一種連通方式為，所述第一氣缸1連接所述接口a1,接口c1連著接口a3，接口c3連著活塞泵10的進(jìn)口，所述活塞泵10的出口連著接口d3，接口b3連著接口d2，接口b2與所述第四氣缸4連通。

36.另一種連通方式為，所述第二氣缸2與接口b1連通，接口d1連著接口a4，接口c4連著離心泵9的進(jìn)口，所述離心泵9的出口連著接口d4，接口b4連著接口c2，接口a2與所述第三氣缸3連通。

37.所述第一氣缸1至所述第四氣缸4的一端安裝有壓力變送器17，所述第一氣缸1至所述第四氣缸4的安裝有壓力變送器17的一端連接有膜分離組件23，所述膜分離組件23連接所述單向進(jìn)氣閥18和單向排氣閥19。

38.所述第一氣缸1至所述第四氣缸4內(nèi)的上半部偏上位置設(shè)置有水冷器20，所述水冷器20的上端連通有冷卻水進(jìn)口調(diào)節(jié)閥21，水冷器20的下端連通有冷卻水出口閘閥22。

39.所述第一氣缸1至所述第四氣缸4內(nèi)的下半部具有液位計(jì)15，所述液位計(jì)15具有兩個(gè)電極插入到第一氣缸1至第四氣缸4內(nèi)，第一氣缸1至第四氣缸4內(nèi)具有報(bào)警液面16，其中一個(gè)所述電極高于所述報(bào)警液面16,另一個(gè)電極低于報(bào)警液面16。

40.實(shí)施例2

41.本發(fā)明所述壓縮機(jī)包括四個(gè)氣缸分別為第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3、第四氣缸4，工作時(shí)分成兩組，用來(lái)將原料氫氣儲(chǔ)罐5中的低壓氫氣(通過(guò)原料輸送風(fēng)機(jī)6提供相對(duì)穩(wěn)定的壓力，例如1.5mpa)，壓縮至高壓(例如20mpa)，充注到長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐7中運(yùn)輸出去。壓縮工作原理與往復(fù)式活塞壓縮機(jī)基本相同，只是用離子液體8作為液體活塞代替固體活塞，離子液體具有特殊物性、由陰陽(yáng)離子構(gòu)成、在常溫至數(shù)百攝氏度寬廣范圍內(nèi)呈現(xiàn)液態(tài)、對(duì)水和空氣穩(wěn)定、幾乎沒(méi)有蒸氣壓的有機(jī)物，因?yàn)樵诨钊㈦x心葉輪高速運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生氣蝕效應(yīng)，所以適合作為液體活塞。采用離心泵9和活塞泵10驅(qū)動(dòng)離子液體在第一氣缸1、第二氣缸2、第三氣缸3、第四氣缸4之間流動(dòng)，當(dāng)離子液體流入氣缸，氣缸內(nèi)原來(lái)被氫氣占據(jù)的空間被離子液體占據(jù)，氫氣就被壓縮，直至到高壓排氣；當(dāng)離子液體流出氣缸，就會(huì)給氫氣讓出更多的空間，氣體就會(huì)被拉伸導(dǎo)致膨脹，壓力降低從而吸入新的氫氣，直至氫氣幾乎充滿氣缸。離子液體8是在一組兩個(gè)氣缸之間往復(fù)流動(dòng)，通過(guò)四個(gè)四通換向閥即第一四通換向閥、第二四通換向閥12、第三四通換向閥13、第四四通換向閥14配合離心泵9和活塞泵10實(shí)現(xiàn)流動(dòng)方向的切換，離心泵9和活塞泵10的進(jìn)出口和輸送方向始終保持不變。液位計(jì)15根據(jù)離子液體導(dǎo)電的原理探測(cè)離子液體液位，當(dāng)離子液體液位低于報(bào)警液面16的時(shí)候，液位計(jì)的兩個(gè)電極一個(gè)在液面下，一個(gè)在液面上，因?yàn)闆](méi)有離子液體連通而斷路，電路上的報(bào)警器就會(huì)向控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，從而控制泵前的第三四通換向閥13或第四四通換向閥14切換方向，并控制第一四通換向閥11、第二四通換向閥12切換方向。如果液位計(jì)15故障未及時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，壓力變送器17探測(cè)到每個(gè)氣缸頂部氣體壓力絕對(duì)值及增幅都過(guò)大，也會(huì)發(fā)出保護(hù)性報(bào)警信號(hào)，強(qiáng)制泵前的第三四通換向閥13或第四四通換向閥14切換方向，并控制第一四通換向閥11、第二四通換向閥12切換方向，避免離子液體8完全充滿氣缸。進(jìn)氣單向閥18，只有當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力小于原料輸送風(fēng)機(jī)6的出口壓力才會(huì)打開(kāi)，讓氣缸吸氣，此時(shí)對(duì)應(yīng)的是離子液體8流出氣缸。排氣單向閥19預(yù)設(shè)了排氣壓力，只有氣缸內(nèi)的氣體壓力大于預(yù)設(shè)壓力，它才會(huì)被頂開(kāi)，從而使高壓氣體從氣缸排入長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐7中。進(jìn)氣單向閥18、排氣單向閥19都不允許氣體反向流動(dòng)。氣體壓縮有等熵壓縮和等溫壓縮兩種方式，等溫壓縮效

率比等熵壓縮要高，為此，本發(fā)明在四個(gè)氣缸的上半部偏上位置設(shè)置了水冷器20，可以是管殼式換熱器，高壓氫氣在管側(cè)流過(guò)，冷卻水在水冷器20的殼內(nèi)流動(dòng)。氣缸是豎直放置的，氫氣密度小，自然分布在氣缸的上部分，離子液體8密度大，自然分布在氣缸的底部。當(dāng)離子液體通過(guò)水冷器20時(shí)，冷卻水可以根據(jù)需要減小流量或停止流動(dòng)，水流量由冷卻水進(jìn)口調(diào)節(jié)閥21調(diào)節(jié)，如果停止供水可關(guān)閉冷卻水出口閘閥22。為了避免離子液體小液滴隨著氫氣流出氣缸，在排氣閥前設(shè)置有膜分離組件23，可以是耐高壓的中空纖維膜，這種膜只允許氫氣這樣的小分子通過(guò)，而不允許離子液體這樣的大分子通過(guò)，從而有效攔截離子液體8的液滴。在吸氣時(shí)，氫氣從膜分離組件23外側(cè)對(duì)膜進(jìn)行反沖洗，基本能夠?qū)⒏街谀?nèi)側(cè)的離子液體沖下來(lái)回到氣缸，從而保持膜分離組件23的使用壽命和免維護(hù)。

42.實(shí)施例3

43.本發(fā)明所述快速充裝氫氣的離子液體壓縮機(jī)的具體的工作流程是：

44.如圖1所示，第一氣缸1正處于吸氣階段，已有大部分離子液體8排出，還有少部分離子液體8需要進(jìn)一步排出，隨著離子液體8排出，氫氣不斷從原料氫氣儲(chǔ)罐5和原料輸送風(fēng)機(jī)6補(bǔ)充到第一氣缸1；第四氣缸4正處于壓縮階段，離子液體8占據(jù)了大部分空間，氣體的容積已經(jīng)比較小了，氣體的壓力也比壓縮剛開(kāi)始時(shí)翻了幾倍；第一氣缸1與第一四通換向閥11的a1接口連通，a1接口與c1接口連通，c1接口連著第三四通換向閥13的a3接口，a3接口與c3接口連通，c3接口連著活塞泵10的進(jìn)口，活塞泵10的出口連著第三四通換向閥13的d3接口，d3接口與b3接口連通，b3接口連著第二四通換向閥12的d2接口，d2接口與b2接口連通，b2接口與第四氣缸4連通?？梢钥闯觯藭r(shí)活塞泵10正在將第一氣缸1內(nèi)的離子液體8注入到第四氣缸4，注入離子液體的量只要達(dá)到第四氣缸4內(nèi)剩余氣體空間的一半，壓力就會(huì)翻一倍，越往后需要的離子液體流量越小，但是需要活塞泵10提供的壓比越大，這與活塞泵小流量、高壓比的工作特性恰恰相符。

45.第二氣缸2處于剛剛完成排氣，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向吸氣的狀態(tài)，氣缸內(nèi)幾乎被離子液體充滿了；第三氣缸3處于剛剛完成吸氣，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向壓縮的狀態(tài)，離子液體8液面已經(jīng)低于報(bào)警液面16，液位計(jì)15已向控制系統(tǒng)發(fā)出換向信號(hào)，此時(shí)第三氣缸3內(nèi)氣體壓力最低；第二氣缸2與第一四通換向閥11的b1接口連通，b1接口與d1接口連通，d1接口連著第四四通換向閥14的a4接口，a4接口與c4接口連通，c4接口連著離心泵9的進(jìn)口，離心泵9的出口連著第四四通換向閥14的d4接口，d4接口與b4接口連通，b4接口連著第二四通換向閥12的c2接口，c2接口與a2接口連通，a2接口與氣缸3連通?？梢钥闯觯藭r(shí)離心泵9正在將第二氣缸2內(nèi)的離子液體8注入到第三氣缸3，注入離子液體的量即使達(dá)到第三氣缸3整個(gè)空間的一半，壓力也只是提高一倍，最開(kāi)始需要的離子液體流量很大，但是需要離心泵9提供的壓比很小，但是隨著氣液比例的變化，壓比越來(lái)越大，流量越來(lái)越小，這與離心泵大流量、低壓比的工作特性也恰恰相符。

46.通過(guò)上述描述，可以看到，離心泵9適合用于由吸氣轉(zhuǎn)向壓縮的前半段，活塞泵10適合用于氣體壓縮轉(zhuǎn)向排氣的后半段。當(dāng)?shù)谝粴飧?內(nèi)的離子液體液位低于報(bào)警液面16時(shí)，第四氣缸4內(nèi)應(yīng)該幾乎充滿了離子液體8并已經(jīng)將高壓氫氣排出，第二氣缸2內(nèi)大部分離子液體已經(jīng)排出，第三氣缸3大部分空間被離子液體占據(jù)，氣體已經(jīng)被初步壓縮3～4倍。此時(shí)第四四通換向閥14的a4接口連通d4接口，b4接口連通c4接口，同時(shí)，第一四通換向閥11的a1接口連通d1接口，b1接口連通c1接口，第二四通換向閥12的a2接口連通d2接口，b2接口連通

c2接口。離子液體8通過(guò)第四氣缸4

→

b2

→

c2

→

b4

→

c4

→

離心泵9

→

d4

→

a4

→

d1

→

a1

→

第一氣缸1，由第四氣缸4向第一氣缸1流動(dòng)；離子液體8通過(guò)第二氣缸2

→

b1

→

c1

→

a3

→

c3

→

活塞泵10

→

d3

→

b3

→

d2

→

a2

→

第三氣缸3，繼續(xù)由第二氣缸2向第三氣缸3流動(dòng)?？梢钥闯?，第一四通換向閥11、第二四通換向閥12都是同時(shí)切換方向，并且只要有任何一個(gè)氣缸液位低于報(bào)警液面16就切換方向。第三四通換向閥13、第四四通換向閥14是交替切換方向的，一個(gè)切換方向時(shí)，另一個(gè)保持不變，具體哪個(gè)先切換，需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況設(shè)定。

47.離心泵、活塞泵始終運(yùn)行，切換時(shí)間需要同步，但可以避免頻繁啟停和工況劇烈變化，有利于提高效率和延長(zhǎng)設(shè)備壽命。因?yàn)橛须x心泵承擔(dān)至少一半以上的壓縮任務(wù)，離子液體的平均流量可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于容積式壓縮機(jī)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)大流量快速壓縮。同時(shí)，因?yàn)橛谢钊抿?qū)動(dòng)液體，可以一次完成接近20mpa的大壓比壓縮，避免使用多級(jí)離心泵，系統(tǒng)簡(jiǎn)化并提高了工作的穩(wěn)定性。技術(shù)特征：

1.一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，包括原料氫氣儲(chǔ)罐(5)、長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐(7),所述原料氫氣儲(chǔ)罐(5)和長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐(7)之間具有第一氣缸(1)、第二氣缸(2)、第三氣缸(3)和第四氣缸(4)，原料氫氣儲(chǔ)罐(5)連接有原料輸送風(fēng)機(jī)(6)，所述原料輸送風(fēng)機(jī)(6)再連接所述第一氣缸(1)至所述第四氣缸(4)，原料輸送風(fēng)機(jī)(6)通過(guò)單向進(jìn)氣閥(18)連接到第一氣缸(1)至第四氣缸(4)，第一氣缸(1)至第四氣缸(4)通過(guò)單向排氣閥(19)連接到長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐(7)，第一氣缸(1)與第二氣缸(2)通過(guò)第一四通換向閥(11)、第三四通換向閥(13)和第二四通換向閥(12)或通過(guò)第一四通換向閥(11)、第四四通換向閥(14)和第二四通換向閥(12)連接第三氣缸(3)與第四氣缸(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一四通換向閥(11)具有四個(gè)接口(a1，b1，c1，d1)，所述第二四通換向閥(12)具有四個(gè)接口(a2，b2，c2，d2)，所述第三四通換向閥(13)具有四個(gè)接口(a3，b3，c3，d3)，所述第四四通換向閥(14)具有四個(gè)接口(a4，b4，c4，d4)，所述第一氣缸(1)連接所述接口(a1),接口(c1)連著接口(a3)，接口(c3)連著活塞泵(10)的進(jìn)口，所述活塞泵(10)的出口連著接口(d3)，接口(b3)連著接口(d2)，接口(b2)與所述第四氣缸(4)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一四通換向閥(11)具有四個(gè)接口(a1，b1，c1，d1)，所述第二四通換向閥(12)具有四個(gè)接口(a2，b2，c2，d2)，所述第三四通換向閥(13)具有四個(gè)接口(a3，b3，c3，d3)，所述第四四通換向閥(14)具有四個(gè)接口(a4，b4，c4，d4)，所述第二氣缸(2)與接口(b1)連通，接口(d1)連著接口(a4)，接口(c4)連著離心泵(9)的進(jìn)口，所述離心泵(9)的出口連著接口(d4)，接口(b4)連著接口(c2)，接口(a2)與所述第三氣缸(3)連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一氣缸(1)至所述第四氣缸(4)的一端安裝有壓力變送器(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一氣缸(1)至所述第四氣缸(4)的安裝有壓力變送器(17)的一端連接有膜分離組件(23)，所述膜分離組件(23)連接所述單向進(jìn)氣閥(18)和單向排氣閥(19)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一氣缸(1)至所述第四氣缸(4)內(nèi)的上半部偏上位置設(shè)置有水冷器(20)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，所述水冷器(20)的上端連通有冷卻水進(jìn)口調(diào)節(jié)閥(21)，水冷器(20)的下端連通有冷卻水出口閘閥(22)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，其特征在于，所述第一氣缸(1)至所述第四氣缸(4)內(nèi)的下半部具有液位計(jì)(15)，所述液位計(jì)(15)具有兩個(gè)電極插入到第一氣缸(1)至第四氣缸(4)內(nèi)，第一氣缸(1)至第四氣缸(4)內(nèi)具有報(bào)警液面(16)，其中一個(gè)所述電極高于所述報(bào)警液面(16),另一個(gè)電極低于報(bào)警液面(16)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于大規(guī)模制氫儲(chǔ)氫的快速離子液體壓縮機(jī)，涉及壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，解決容積式壓縮機(jī)無(wú)法大規(guī)模快速壓縮氫氣和現(xiàn)有離子液體壓縮機(jī)輸出氫氣夾帶離子液體的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括原料氫氣儲(chǔ)罐、長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐,原料氫氣儲(chǔ)罐和長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐之間有第一氣缸至第四氣缸，原料氫氣儲(chǔ)罐連接原料輸送風(fēng)機(jī)，原料輸送風(fēng)機(jī)連接第一氣缸至第四氣缸，原料輸送風(fēng)機(jī)由單向進(jìn)氣閥連接第一氣缸至第四氣缸，第一氣缸至第四氣缸通過(guò)單向排氣閥連接長(zhǎng)管拖車(chē)氫氣儲(chǔ)罐，第一氣缸與第二氣缸通過(guò)第一四通換向閥、第三四通換向閥和第二四通換向閥或通過(guò)第一四通換向閥、第四四通換向閥和第二四通換向閥連接第三氣缸與第四氣缸；本發(fā)明具有高壓比、大流量快速壓縮氫氣，提高壓縮效率和輸出氫氣純凈的優(yōu)點(diǎn)?？s效率和輸出氫氣純凈的優(yōu)點(diǎn)?？s效率和輸出氫氣純凈的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：鞏寧峰 儲(chǔ)誠(chéng)仲 聶連升

受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京海德利森科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.11

技術(shù)公布日：2022/2/28