专利名称：一种对惰性气体进行压缩和输送的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对来自惰性气体源的惰性气体压缩和输送的方法 及其装置。
背景技术：
JP2005-155486A公开了一种压缩惰性气体的输送装置，其中在增 压压缩机中压缩来自惰性气体源的例如N2、 He或压缩空气的惰性气 体，并且将气体输送到高压气体箱或其它部件中。普通的往复式活塞 压缩机用作增压压缩机。
JP8-319982A和JP2000-283053A 乂>开了 一种用往复式活塞压缩 机压缩惰性气体并将该气体输送到高压气体箱中的装置。在高压气体 箱内的压力还没有达到上限时，往复式活塞压缩机继续运转执行将惰 性气体压缩、输送到高压气体箱中的普通加载操作。当高压气体箱内 的压力达到预定上限时，虽然往复式活塞压缩机仍然运转，但是惰性 气体没有被输送到高压气体箱中。这被称作卸载操作。
然而在压缩惰性气体的输送装置中，在卸载操作期间，惰性气体
源和往复式活塞压缩机之间的进气管上的进气阀是关闭的，因此会因 为没有惰性气体源提供的压力而使往复式压缩机和进气管的压缩室的 压力低于大气压力或为负压。空气很有可能会从往复式活塞压缩机的 曲轴箱中流入压缩室，且/或从曲轴箱中吸入油以降低惰性气体的浓 度。因此在由卸载操作转变为加载操作时，很有可能会形成低浓度的 惰性气体。
发明内容
考虑到现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种压缩和输送 惰性气体的方法及其装置，以防止在卸载操作期间形成低浓度的惰性 气体。
根据对附图所示的实施例的描述，能够更明显地看出本发明的特
征和优点，其中
图1是根据本发明的压缩惰性气体的输送装置的实施例的结构
图2是压缩惰性气体的输送装置的控制步骤的流程图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的压缩惰性气体的输送装置的一个实施例的结 构图，该输送装置包括惰性气体源1、往复式活塞压缩机2、高压气体 箱3和控制器4。惰性气体源1包括产生例如N2、 He或压缩空气的 惰性气体的惰性气体发生器(未示出)，或充有处于压力下的惰性气体 的惰性气体罐(未示出)。
往复式活塞压缩机2包括汽缸5和可在汽缸5中形成压缩室的活 塞6。活塞6设置在由马达7驱动的曲轴8的端部，并且随着曲轴8 上、下往复运动以实现吸气、压缩和排气。
往复式活塞压缩机2的入口 9通过进气管ll与惰性气体源l的出 口 10连接。进气管11包括进气选择阀12，进气选择阀12包括通过 螺线管12a来选择图1中让惰性气体源1的出口 10与往复式活塞压缩 机2的入口 9连通的打开位置(i)或图1中关闭通道的关闭位置(ii) 的二通电f兹阀。
高压气体箱3储存被往复式活塞压缩机2压缩和排出的惰性气体。 往复式活塞压缩机2的出口 13通过包括止回阀15的排气管16与高压 气体箱3的入口连接。在高压气体箱3的出口 17处设置有排气阀18。
通过循环管21使在进气选择阀12和往复式活塞压缩机2的入口
9之间的进气管11与在往复式活塞压缩机的出口 13和止回阀15之间 的排气管16连接，在循环管21上串联安置有后冷却器19和模式选择 阀20。
后冷却器19所起的作用是冷却由往复式活塞压缩机2的出口 13 排出的惰性气体，以允许气体通过循环管21。
模式选择阀20包括二通电磁岡，二通电磁阀由螺线管20a驱动以 选择图1中的加载位置U)或图1中的卸载位置(b)，其中在加载位 置上关闭循环管21以从出口 13排出惰性气体而流入高压气体箱3， 在卸载位置上让从出口 13排出的惰性气体流经循环管21、经过入口 9 返回到汽缸5中的压缩室，从而惰性气体没有流入高压气体箱3。
控制器4主要包括控制在压缩惰性气体的输送装置中的输送系统 的微型计算机。通过压力信号线23实现控制器4与检测高压气体箱3 内的压力的高压检测器22之间的电连接，并且分别通过信号线24、 25、 26实现控制器4与螺线管20a、马达7和螺线管12a之间的电连 接。
控制器4根据马达7的启动信号和具有事先编程的程序的压力检 测器22发出的信号来控制螺线管12a、 20a。
图2是一个示例的流程图，其中控制器4通过螺线管12a、 20a 控制进气选择阀12和模式选择阀20。
流程图示出了在压缩惰性气体的输送装置中的控制。在启动马达 7时，在步骤ST1中控制器4让螺线管电流流过螺线管12a和20a， 使进气选择阀12从图1中的"关闭"位置转变为"打开"位置(i), 以将惰性气体源1所供应的惰性气体输送到往复式活塞压缩机2中， 并且使模式选择阀20转变为图1中的关闭或加载位置(a)。
当活塞6借助于马达7开始往复运动时，在活塞6向下运动的吸 气步骤中，惰性气体源1所供应的惰性气体被吸入汽缸5的压缩室， 然后在压缩室内的惰性气体在压缩和排气步骤中被压缩以及通过出口 13被排出。
在步骤ST2中，控制器4根据压力检测器22的信号检测高压气
体箱3中的压力Pl。在高压气体箱3内的压力Pl低于上限气压PH (PH〉P1)时，进入步骤ST3，并且马达7继续运转。特别地，包括 吸气、压缩和排气的活塞6的一系列操作继续进行。通过止回阀15 将往复式活塞压缩机2排出的惰性气体输送到高压气体箱3中，从而 继续用于储存的加载。加载操作一直持续到高压气体箱3内的高压Pl 变得高于预定的上限气压PH。
当压力检测器22检测到高压气体箱3内的压力Pl高于预定压力 PH时，进入步骤ST4。在步骤ST4中，马达7继续运转。在活塞6 上下运动进行包括吸气、压缩和排气的一系列操作时，螺线管电流流 过螺线管20a使模式选择阀20处于图1中的卸载位置(b)或打开位 置，并且螺线管电流流过螺线管12a使进气阀12处于图1中的关闭位 置(ii)上。
因此，在来自往复式活塞压缩机2的惰性气体经过模式选择阀20 和往复式活塞压缩机2的入口 9、流经循环管21进入汽缸5的同时， 来自惰性气体源1的惰性气体停止，由此实现了不向高压气体箱3供 应惰性气体的卸载操作。
在卸载操作中，没有从惰性气体源1输送惰性气体，而是通过活 塞6的往复运动让惰性气体进行循环以保持汽缸5的压缩室内的高压。 因此，例如空气的外界物质没有从往复式活塞压缩机2的曲轴箱中吸 入压缩室。在卸载操作中，当在汽缸5的压缩室中被压缩且被加热到 高温的惰性气体在流经循环管21的同时，被后冷却器19冷却，然后 冷却的惰性气体返回到汽缸5的压缩室中。
从步骤ST4转回到步骤ST2。通过消耗储存在高压气体箱3中的 惰性气体让高压气体箱3中的气压Pl变得低于上限气压PH，从而再 次进入步骤ST3。在步骤ST3中的加载操作中，在马达7保持运转的 同时，将模式选择阀20切换到图1中的关闭位置(a)或加载位置， 并且将进气阀12切换到图1中的打开位置(i)。
如前所述，在卸载操作期间，让往复式活塞压缩机2排出的惰性 气体进行循环使之回到往复式活塞压缩机2的入口侧，以防止往复式
活塞压缩机2的压缩室变成负压。因此，阻止了往复式活塞压缩机2 的曲轴箱内的空气或油流入压缩室中，从而在压缩室中不会出现低浓 度的惰性气体。即使将卸载操作切换到加载操作，也不会将低浓度的 惰性气体输送到高压气体箱3中。
权利要求
1.一种用往复式活塞压缩机压缩来自惰性气体源的惰性气体且将气体输送到高压气体箱中的方法，其特征在于，其包括停止将气体从所述惰性气体源输送到所述往复式活塞压缩机；以及允许在所述往复式活塞压缩机中的被压缩的、且从所述往复式活塞压缩机的出口排出的气体循环到压缩机的入口，而不是被输送到高压气体箱中。
2. —种用往复式活塞压缩机压缩来自惰性气体源的惰性气体且 将气体输送到高压气体箱中的装置，其特征在于，其包括在所述惰性气体源和所述往复式活塞压缩机的入口之间的进气管；在进气管上的进气选择阀，使得该进气选择阀选择可让气体通过 进入往复式活塞压缩机的打开位置或使气体停止的关闭位置；在所述往复式活塞压缩机的出口和所述高压气体箱之间的排气 管，所述排气管具有止回阀；连接进气管和排气管的循环管；以及在循环管上的模式选择阀，使得该模式选择岡选择可让气体从往 复式活塞压缩机的出口流经循环管到进气管的打开位置或不允许气体 流经循环管的关闭位置，所述进气选择阀和所述模式选择阀分别从打 开位置转换到关闭位置和从关闭位置转换到打开位置，以允许在往复 式活塞压缩机运转的同时让气体从出口通过所述循环管循环到所述入 n 。
3. 如权利要求2所述的装置，还包括检测高压气体箱内的压力 的压力监测器；和控制器，在所述高压检测器检测到所述高压气体箱 内的压力变得高于预定压力时，控制器在往复式活塞压缩机运转的同 时将进气选择阀从打开位置转变到关闭位置、以及将模式选择阀从关 闭位置转变到打开位置，同时当所述压力检测器检测到所述高压气体 箱内的压力变得低于预定压力时，控制器可以将进气选择阀从关闭位 置转变到打开位置、以及将所述模式选择阀从打开位置转变到关闭位 置。
4.如权利要求2或3所述的装置，还包括冷却通过循环管返回到 进气管的气体的冷却器。
全文摘要
将惰性气体从惰性气体源输送到可通过汽缸内的活塞对气体进行压缩的往复式活塞压缩机内。气体被输送到高压气体箱中。在压缩机保持运转的同时，停止从气体源中输入气体，并且让气体从压缩机循环到压缩机的入口而不将气体输送到气体箱中，因此防止在往复式活塞压缩机中产生低浓度的惰性气体。
文档编号F04B49/00GK101165349SQ20071014711
公开日2008年4月23日 申请日期2007年8月30日 优先权日2006年8月30日
发明者井上弘, 小川阳介 申请人:阿耐思特岩田株式会社