本发明专利技术涉及一种用于在至少一个压缩级中压缩低温流体的设备，该设备包括界定至少一个压缩室的至少一个套筒和至少一个活塞、能够沿纵向轴线平移移动的轴杆，轴杆连接至活塞或套筒，并且能够沿相反的两个方向交替移动，以通过使至少一个活塞和至少一个套筒以相对的方式移动来确保流体的压缩阶段和流体至至少一个压缩室中的进入阶段，该轴杆在纵向方向上包括横截面减小的部分，横截面减小的部分将轴杆的两个相邻的部分分开，该轴杆还包括至少一个连接元件，该至少一个连接元件由热导率比该轴杆的构成材料的热导率低的材料制成，至少一个连接元件的两端分别连接至轴杆的两个相邻的部分。本发明专利技术还涉及一种用于填充加压气体储罐的站。的站。的站。
【技术实现步骤摘要】
压缩设备和包括这样的设备的填充站
[0001]本专利技术涉及一种压缩设备，特别是用于低温流体的压缩设备，并且涉及一种包括这样的设备的填充站。
[0002]更具体地，本专利技术涉及一种用于在至少一个压缩级中压缩低温流体的设备，该设备包括界定至少一个压缩室的至少一个套筒和至少一个活塞、能够沿纵向轴线平移移动的轴杆，所述轴杆连接至所述至少一个活塞或所述至少一个套筒，并且能够沿相反的两个方向交替移动，以通过使所述至少一个活塞和所述至少一个套筒以相对的方式移动来确保流体的压缩阶段和流体至所述至少一个压缩室中的进入阶段。
[0003]低温流体的密度远高于气态流体。因此，低温泵(与气体压缩机形成对比)提供更高的质量流量、更小的占地面积、消耗更少的能源并需要更少的维护。因此，低温泵被用于许多领域如用于从空气中分离气体的单元、重整器、填充站、海事部门。
[0004]所讨论的流体通常包括氧气、氮气、天然气、氩气、氦气或氢气。这些压缩设备(或泵)具有将低温流体加压至目标流量的功能。本专利技术尤其涉及一种用于压缩或泵送低温气体和/或液体的设备。
[0005]在下文中，特别地，术语“压缩设备”和“泵”可互换使用，术语“泵送”和“压缩”也可互换使用。具体地，作为本专利技术主题的设备是用于泵送和/或压缩液态和/或气态和/或超临界低温流体的设备。
[0006]例如，可将低温活塞泵直接成行地放置在低温源储器的出口处，或者直接放置在位于主储罐旁边并由主储罐直接供料的专用低温浴(也称为“集液槽”)中。
[0007]由于各种原因，特别是为了维护和设计的方便，低温泵通常表现出交替的移动，并被插入储罐中，以便浸在待被泵送的低温流体中。
[0008]低温泵的入口压力通常为1巴至20巴，出口压力通常为20巴至1000巴，这具体取决于应用场合。所述泵可具有利用往返移动的一个或多个压缩级。
[0009]用于高压和中等流量的泵往往呈现两个阶段的交替移动：一个阶段用于进入(沿一个方向)，一个阶段用于输送(沿另一方向)。止回阀(每个压缩级通常两个：一个用于进口或进入，一个用于出口或输送)使得能够通过活塞与套筒之间的相对平移移动来减小固定量的流体的体积从而增大该固定量的流体的压力。
技术介绍
[0010]关于移动所需的机械功率和力，两个平移行程具有不同的设计要求。进入行程通常在1bar至20bar的压力下，而压缩行程可高达1000bar。因此，这两个行程承受非常不同的机械应力和压力应力。
[0011]因此，针对用于将低温泵的冷头与致动机构(马达等)相连接的轴杆所经历的最大应力，即针对最苛刻/要求最高的行程(在此处所示的情况下为高压压缩)来对轴杆的材料和横截面进行设计。
[0012]对于低温应用，应尽量减少通过轴杆传导的热量，以限制对主压缩室的热影响。限
制通过轴杆的传导还可在泵停止时或处于“待机”状态时限制环境温度与液化气体的低温之间热输入。轴杆的传导的这种减少使得无论泵是否在运转中都能减少至液体浴中的热输入，并因此减少液化气体的蒸发。
[0013]因此，低温泵的具有交替移动的轴杆的主要特征是：能够将大量的力和功率从致动机构传递到冷头以及最大程度地减少至冷头中的热输入的能力。
[0014]很难满足这两个条件。
[0015]当前，运动传动轴杆由长金属杆形成，这些金属杆增大了在轴向方向上的空间需求、磨损、和引导的复杂性。
技术实现思路
[0016]本专利技术的目的是弥补以上提出的现有技术的全部或一些缺点。
[0017]为此，根据本专利技术的并且还根据上方前序中给出的其一般定义的压缩设备的特征主要在于：该轴杆在纵向方向上包括横截面减小的部分，所述横截面减小的部分将所述轴杆的两个相邻的部分分开，该轴杆还包括至少一个连接元件，该至少一个连接元件由热导率比该轴杆的组成材料的热导率更低的材料制成，所述至少一个连接元件特别是由复合材料制成，所述至少一个连接元件的两端分别连接至所述轴杆的所述两个相邻的部分。
[0018]因此，本专利技术使得可限制通过低温泵的活动轴杆的热输入。
[0019]此外，本专利技术的实施例可包括以下一个或多个特征：
[0020]‑
与轴杆其余部分的横截面积相比，轴杆在所述横截面减小的部分中的横截面积减小了30％至85％并且优选减小了65％至80％，
[0021]‑
所述至少一个连接元件包括缆绳，
[0022]‑
该设备包括围绕所述局部横截面减小的部分布置的多根缆绳，
[0023]‑
横截面减小的部分的尺寸设定成使得当所述轴杆沿第一方向移动时在所述两个相邻的部分之间传递给定的压缩载荷，并且所述至少一个连接元件和可能还有的局部横截面减小的部分的尺寸设定成当所述轴杆沿与所述第一方向相反的第二方向移动时，在所述两个相邻的部分之间传递给定的拉伸载荷，所述压缩载荷小于所述拉伸载荷，
[0024]‑
所述压缩载荷为所述拉伸载荷的1％至50％，优选2％至25％，
[0025]‑
轴杆的所述两个相邻的部分彼此分离/分开，
[0026]‑
该设备具有插置于所述两个相邻的部分之间的绝热材料层，
[0027]‑
所述连接元件由以下至少一种材料制成：凯夫拉尔纤维(Kevlar)、玻璃纤维、具有碳纤维的环氧树脂，
[0028]‑
该设备为单个压缩级的类型并且包括：容纳单个压缩室的壳体；与所述压缩室连通并构造成允许待被压缩的流体进入所述压缩室中的进入系统；用于确保所述压缩室中的流体的压缩的可移动活塞，该设备还包括排放孔口，该排放孔口构造成允许被压缩的流体从所述压缩室中排出，
[0029]‑
该设备为两个压缩级的类型并且包括：第一压缩室；第二压缩室；与所述第一压缩室连通并构造成允许待被压缩的流体进入所述第一压缩室中的进入系统；与所述第一压缩室和所述第二压缩室连通的输送系统，该输送系统构造成允许流体从所述第一压缩室输送至所述第二压缩室；用于确保所述第一压缩室中的和所述第二压缩室中的流体的压缩的
可移动活塞，该设备还包括与所述第二压缩室连通的排放孔口，该排放孔口构造成允许排出被压缩的流体，该第二压缩室由活塞的主体的一部分和所述设备的固定壁界定，该进入系统位于所述设备的第一端部处，所述排放孔口位于所述设备的第二端部处，所述输送系统位于所述进入系统与所述排放孔口之间，
[0030]‑
该设备容纳在包含低温冷却流体浴的密封外壳中。
[0031]本专利技术还涉及一种用于填充加压气体储罐的站，该站包括液化气体源(该液化气体特别是液化氢)和提取回路，该提取回路包括连接至该液化气体源的第一端部和旨在连接至待被填充的储罐的至少一个第二端部，该提取回路包括根据上述或下述特征之一的用于压缩流体的设备或泵送设备。
[0032]本专利技术还可涉及落入权利要求的范围内的包括以上或以下特征的任何组合的任何替代设备/装置或方法。
附图说明
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于在至少一个压缩级中压缩低温流体的设备(1)，该设备包括界定至少一个压缩室(3、4)的至少一个套筒(13、14)和至少一个活塞(5、8)、能够沿纵向轴线(A)平移移动的轴杆(15)，所述轴杆(15)连接至所述至少一个活塞或所述至少一个套筒，并且能够沿相反的两个方向交替移动，以通过使所述至少一个活塞(5)和所述至少一个套筒(13、14)以相对的方式移动来确保流体的压缩阶段和流体至所述至少一个压缩室(3、4)中的进入阶段，该轴杆(15)沿纵向方向(A)包括横截面减小的部分(151)，所述横截面减小的部分(151)将所述轴杆(15)的两个相邻的部分(153、154)分开，该轴杆(15)还包括至少一个连接元件(155)，该至少一个连接元件由热导率比该轴杆(15)的构成材料的热导率低的材料制成，所述至少一个连接元件(155)的两端分别连接至所述轴杆(15)的所述两个相邻的部分(153、154)，其特征在于，与所述轴杆(15)的其余部分的横截面积相比，所述轴杆(15)在所述横截面减小的部分(151)中的横截面积减小了30％至85％并且优选减小了65％至80％。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个连接元件(155)包括缆绳。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备包括围绕所述横截面减小的部分(151)布置的多根缆绳。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述横截面减小的部分(151)的尺寸设定成当所述轴杆(15)沿第一方向移动时，在所述两个相邻的部分(153、154)之间传递给定的压缩载荷，所述至少一个连接元件(155)的尺寸或者所述至少一个连接元件(155)和所述横截面减小的部分(151)的尺寸设定成当所述轴杆(15)沿与所述第一方向相反的第二方向移动时，在所述两个相邻的部分(153、154)之间传递给定的拉伸载荷，所述压缩载荷小于所述拉伸载荷。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述压缩载荷为所述拉伸载荷的1％至50％，优选2％至25％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述轴杆(15)的所述两个相邻的部分(153、154)彼此分离。7.根据权利要求6所述的设备，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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