天然气压缩系统的气体过滤器技术方案

本发明专利技术涉及一种天然气压缩系统的气体过滤器，包括气体过滤器的壳体，以及安装在壳体腔内的滤芯，滤芯与壳体内壁之间留有气体通过的空间，所述气体通过的空间与壳体上设置的进气口连通，所述滤芯的内腔与壳体上设置的出气口连通，所述气体通过的空间中设置热交换管，所述壳体上设有加热介质的输入接口和输出接口，所述热交换管的上游端与输入接口连接，热交换管的下游端与输出接口连接。本发明专利技术的结构简单、过滤效率高，能有效避免因温度过低而凝冰形成冰堵，保证天然气压缩系统正常运行。

【技术实现步骤摘要】
天然气压缩系统的气体过滤器
本专利技术涉及天然气压缩领域，特别涉及一种天然气压缩系统的气体过滤器。
技术介绍
天然气加气站以压缩天然气（CNG）形式向天然气汽车（NGV）和大型CNG子站车提供燃料。天然气管线中的天然气需先经过过滤器净化处理后，再由压缩机组将天然气压缩到最高25Mpa，最后通过售气机给车辆加气。然而，20-3Mpa的天然气在通过过滤器时，由于过滤器滤芯的过滤作用，滤芯的内外侧形成压差，天然气从相对高压流向相对低压是吸热过程（气体膨胀吸热），由于20-3Mpa的天然气内含有一定水份，若在外界环境温度较低时（如气候寒冷地区），这些水份将在滤芯表面凝结成冰，使过滤器形成冰堵，导致天然气不能正常通过过滤器，严重影响压缩机组设备的正常工作。为了防止过滤器因温度过低造成冰堵现象，目前常用的解决方案是在过滤器的周围设置多圈电加热丝，通过电加热丝对过滤器加热，以提高过滤器的温度。这种方案虽然能解决过滤器滤芯冰堵的问题，但是采用电加热方式却留下发生安全事故的隐患，并且电加热丝对过滤器的加热效率较低，电能消耗较大，不利于节能降耗。也有通过增大过滤器过滤面积，如在管路上并联多个过滤器或者增大过滤器体积来解决滤芯冰堵的问题，但是采用多个过滤器或扩大过滤器体积的方式无疑增加了天然气加气站的运营成本、管理成本，同时，多个过滤器或较大体积过滤器的占用空间大，安装在天然气压缩系统中容易还容易出现发生干涉的情况。因此，如何解决天然气压缩系统的气体过滤器形成冰堵的问题，并消除过滤器加热埋下的安全隐患，长期以来一直是本领域技术人员想解决而尚未解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种天然气压缩系统的气体过滤器，其结构简单、过滤效率高，能有效避免因温度过低而凝冰形成冰堵，保证天然气压缩系统正常运行。本专利技术的技术方案是：一种天然气压缩系统的气体过滤器，包括气体过滤器的壳体，以及安装在壳体腔内的滤芯，滤芯与壳体内壁之间留有气体通过的空间，所述气体通过的空间与壳体上设置的进气口连通，所述滤芯的内腔与壳体上设置的出气口连通，所述气体通过的空间中设置热交换管，所述壳体上设有加热介质的输入接口和输出接口，所述热交换管的上游端与输入接口连接，热交换管的下游端与输出接口连接。所述热交换管呈倒置的U形结构，倒置U形结构的热交换管的连接段呈弧形弯曲绕过滤芯，热交换管的上游端与设于壳体底部的输入接口连接，热交换管的下游端与设于壳体底部的输出接口连接。所述热交换管的数量为一个或两个。所述热交换管的数量设为两个，两个倒置的U形结构的热交换管对称设置在滤芯的两侧，两个热交换管的呈弧形弯曲的连接段相向环抱滤芯。所述热交换管呈螺旋状盘绕在滤芯周围，热交换管的上游端与设于壳体底部的输入接口连接，热交换管的下游端与设于壳体侧壁上的输出接口连接；或者，热交换管的上游端与设于壳体侧壁上的输入接口连接，热交换管的下游端与设于壳体底部的输出接口连接。所述热交换管与滤芯、壳体内壁之间均留有供气体通过的间隙。所述输入接口、输出接口的介质过孔均为阶梯孔，阶梯孔的小径段设有内螺纹，该内螺纹用于连接外接管路，阶梯孔的大径段的孔径大于热交换管的管径，形成容纳腔。所述滤芯由内管和滤网组成，内管的圆周侧壁上沿轴向间隔设有用于支撑滤网的支撑凸台，相邻支撑凸台之间的内管圆周侧壁上设有多个通孔，支撑凸台支撑滤网，使滤网与内管壁上的通孔之间形成缓冲空间。所述壳体的底部设有一集污槽，该集污槽与一向下外伸出壳体的排污管连通，所述排污管的下端用螺塞封闭，或使用针阀封闭。所述壳体由上壳体和下壳体通过螺纹配合连接构成整体，上壳体和下壳体之间设有第一密封圈，所述滤芯通过螺纹配合固定在上壳体上，滤芯与上壳体之间设有第二密封圈。采用上述技术方案具有以下有益效果：1、在气体通过的空间内设置热交换管，热交换管在气体通过的空间内进行热交换，直接对气体通过的空间进行升温，能有效避免天然气中含有的水份在滤芯表面凝冰形成冰堵，保证天然气压缩系统正常运行。热交换管直接进行热交换的加热过程，对气体过滤器的加热效率高、能耗损失率低。壳体上设有加热介质的输入接口和输出接口，热交换管的上游端与输入接口连接，热交换管的下游端与输出接口连接，其中，输入接口可与天然气压缩系统的压缩机组的排气管连接，利用经压缩后温度超过常温的压缩天然气作为热交换管的热介质，输出接口可连接压缩天然气输出总管，当温度超过常温的压缩天然气从热交换管中通过时，通过热交换对气体过滤器的内腔进行升温，可以有效防止气体过滤器的产生冰堵。并且，在热交换过程中，流过热交换管的压缩天然气得到冷却后，再流到天然气压缩系统中与冷却器出口端输出的冷却气体进行汇总。采用这种结构的气体过滤器，不需要利用电加热来防止冰堵，既安全，又节能；并且直接利用压缩天然气的热量来防止冰堵，可充分利用天然气压缩系统压缩天然气产生的热量，还可使天然气压缩系统的用于冷却装置的能量消耗得到一定降低，实现废热利用，达到节能降耗的目的，而且天然气也无消耗。2、输入接口、输出接口的介质过孔均为阶梯孔，阶梯孔的小径段设有内螺纹，该内螺纹用于连接外接管路，使热介质的输入管可通过螺纹配合与输入接口连接，热介质的输出管可通过螺纹配合与输出接口连接，连接方便、可靠，保证热交换管的密封性，防止热介质泄漏。输入接口、输出接口介质过孔的容纳腔的孔径大于热交换管的管径，在对应热交换管的上游端、下游端固定安装输入接口、输出接口时，不需精确对位即可固定输入接口、输出接口的位置，避免输入接口、输出接口的安装面对热交换管的上游端或下游端形成遮挡或部分遮挡，同时，当热交换管的数量为两个时，输入接口的容纳腔可完全容纳两个热交换管的上游端，输出接口的容纳腔可完全容纳两个热交换管的下游端。3、滤芯由内管和滤网组成，内管的圆周侧壁上沿轴向间隔设有用于支撑滤网的支撑凸台，相邻支撑凸台之间的内管圆周侧壁上设有多个通孔，支撑凸台支撑滤网，使滤网与内管壁上的通孔之间形成缓冲空间。通过支撑凸台将滤网与内管圆周侧壁隔开，增大天然气通过滤网的过滤面积，有效提高滤芯的过滤效率。4、所述壳体的底部设有一集污槽，该集污槽与一向下外伸出壳体的排污管连通，所述排污管的外伸端通过一螺塞封闭，被滤芯过滤后的水份等杂质汇集在壳体底部的集物槽内，打开螺塞即可由排污管排出。5、所述热交换管与滤芯、壳体内壁之间均留有供气体通过的间隙，进入气体通过的空间内的天然气可由热交换管的两侧通过，热交换管与这些天然气的接触面积大，热交换效率高。下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的B向视图；图4为本专利技术输入接口的结构示意图；图5为本专利技术滤芯的结构示意图；图6为本专利技术热交换管的结构示意图；图7为图6的C向视图；图8为图7的D向视图。附图中，1为壳体，1a为上壳体，1b为下壳体，2为滤芯，2a为内管，2b为滤网，2c为支撑凸台，2d为通孔，2e为缓冲空间，3为气体通过的空间，4为进气口，5为出气口，6为热交换管，6a为连接段，7为输入接口，8为输出接口，9为第一密封圈，10为第二密封圈，11为介质过孔，11a为内螺纹，11b为容纳腔，12为集污槽，13为排污管，14为螺塞，15为连接螺母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气压缩系统的气体过滤器，包括气体过滤器的壳体(1)，以及安装在壳体(1)腔内的滤芯(2)，滤芯(2)与壳体(1)内壁之间留有气体通过的空间(3)，所述气体通过的空间(3)与壳体(1)上设置的进气口(4)连通，所述滤芯(2)的内腔与壳体(1)上设置的出气口(5)连通，其特征在于，所述气体通过的空间(3)中设置热交换管(6)，所述壳体(1)上设有加热介质的输入接口(7)和输出接口(8)，所述热交换管(6)的上游端与输入接口(7)连接，热交换管(6)的下游端与输出接口(8)连接。

【技术特征摘要】
1.一种天然气压缩系统的气体过滤器，包括气体过滤器的壳体(1)，以及安装在壳体(1)腔内的滤芯(2)，滤芯(2)与壳体(1)内壁之间留有气体通过的空间(3)，所述气体通过的空间(3)与壳体(1)上设置的进气口(4)连通，所述滤芯(2)的内腔与壳体(1)上设置的出气口(5)连通，其特征在于，所述气体通过的空间(3)中设置热交换管(6)，所述壳体(1)上设有加热介质的输入接口(7)和输出接口(8)，所述热交换管(6)的上游端与输入接口(7)连接，热交换管(6)的下游端与输出接口(8)连接。2.根据权利要求1所述的天然气压缩系统的气体过滤器，其特征在于：所述热交换管(6)呈倒置的U形结构，倒置U形结构的热交换管(6)的连接段(6a)呈弧形弯曲绕过滤芯(2)，热交换管(6)的上游端与设于壳体(1)底部的输入接口(7)连接，热交换管(6)的下游端与设于壳体(1)底部的输出接口(8)连接。3.根据权利要求2所述的天然气压缩系统的气体过滤器，其特征在于：所述热交换管(6)的数量为一个或两个。4.根据权利要求2或3所述的天然气压缩系统的气体过滤器，其特征在于：所述热交换管(6)的数量设为两个，两个倒置的U形结构的热交换管(6)对称设置在滤芯(2)的两侧，两个热交换管(6)的呈弧形弯曲的连接段(6a)相向环抱滤芯(2)。5.根据权利要求1所述的天然气压缩系统的气体过滤器，其特征在于：所述热交换管(6)呈螺旋状盘绕在滤芯(2)周围，热交换管(6)的上游端与设于壳体(1)底部的输入接口(7)连接，热交换管(6)的下游端与设于壳体(1)侧壁上的输出接口(8)连接；或者，热交换管(6)的上游端与设...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭世云，蒋志飞，
申请(专利权)人：重庆耐德能源装备集成有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50