本發(fā)明屬于波浪能輔助天然氣液化技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種通過浮子吸收波浪能推動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)氣體增壓的輔助天然氣液化裝置。

背景技術(shù)：

波浪能是一種清潔的海洋可再生能源，由于具有綠色環(huán)保和儲(chǔ)藏豐富的特點(diǎn)，日益受到科研工作者的關(guān)注。目前用于天然氣液化增壓裝置的主流技術(shù)是增壓泵，且一般需要多級增壓過程，其優(yōu)點(diǎn)是增壓過程快，能持續(xù)實(shí)現(xiàn)增壓工作，可靠性高。

對于海上開采天然氣作業(yè)來說，這種液化天然氣增壓方式雖然能實(shí)現(xiàn)天然氣液化的功能，但是由于海上環(huán)境的特殊性，該方案不但安裝實(shí)施困難，而且耗費(fèi)大量電力資源，因而無法廣泛使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用波浪能使天然氣被加壓實(shí)現(xiàn)天然氣液化的變推程增壓裝置，實(shí)現(xiàn)天然氣的液化運(yùn)輸。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種點(diǎn)吸收式波浪能氣體增壓裝置，其特點(diǎn)在于，包括一塊浮子、機(jī)架、連桿、偏心輪、齒輪組、活塞連桿、固定導(dǎo)軌、一對滾輪、活塞、活塞缸、兩個(gè)單向閥、兩條輸氣通道、一個(gè)儲(chǔ)氣罐；

所述的浮子與機(jī)架相連，該機(jī)架通過連桿與偏心輪相連，偏心輪通過齒輪組聯(lián)動(dòng)，齒輪組與活塞連桿相連，活塞連桿與活塞連接端同軸心對接，活塞缸上有一對滾輪該滾輪與固定導(dǎo)軌相連，所述的活塞缸具有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口通過輸氣通道與外部相連，出氣口通過輸氣通道與儲(chǔ)氣罐相連，兩個(gè)輸氣通道內(nèi)分別置有單向閥。

所述的偏心輪可做整周轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的齒輪組包括傳動(dòng)軸、及位于該傳動(dòng)軸兩端的大小齒輪組，所述大小齒輪組由小齒輪和大齒輪組成，大齒輪的旋轉(zhuǎn)軸與活塞的中心軸位于同一平面內(nèi)。

所述的大齒輪上有活塞連桿與之鉸接，鉸接位置不與大齒輪的旋轉(zhuǎn)軸重合。

所述的輸氣通道內(nèi)置單向閥，單向閥可控制開啟與關(guān)閉，可以實(shí)現(xiàn)天然氣的單向傳輸

所述的導(dǎo)軌和儲(chǔ)氣罐固定于浮式海洋平臺(tái)上。

所述連接齒輪與活塞的兩連桿，其桿長不同，可以實(shí)現(xiàn)變推程增壓。

裝置正常工作時(shí)浮子跟隨波浪上下運(yùn)動(dòng)，浮子通過連桿帶動(dòng)偏心輪旋轉(zhuǎn)，偏心輪通過軸傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)給小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合將轉(zhuǎn)動(dòng)傳給連接齒輪，連接齒輪通過連桿將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞至活塞桿，帶動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸氣和增壓功能。由于裝置中兩個(gè)與活塞桿相連的桿長不等，即其推程不等，可以實(shí)現(xiàn)加壓強(qiáng)度不同，即可以實(shí)現(xiàn)變增壓?；钊陆颠^程中進(jìn)氣口打開，出氣口關(guān)閉；上升過程進(jìn)氣口關(guān)閉，增壓后出氣口打開。整個(gè)活塞缸通過滾輪與固定導(dǎo)軌相連，可以實(shí)現(xiàn)與不同長度的活塞桿連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)適用于不同氣體增壓過程，通過改變與活塞桿相連的連桿桿長即可改變氣體增壓過程中的推程，可以實(shí)現(xiàn)加壓強(qiáng)度的改變，即可以實(shí)現(xiàn)對不同氣體增壓。

2)裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于海上安裝，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。適用于絕大多數(shù)近岸工作海況，可靠性高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)變推程增壓的點(diǎn)吸收式波浪能氣體增壓裝置的外形圖。

圖中，浮子1、連桿2、連桿3、偏心輪4、小齒輪5、軸6、大齒輪7、連桿8、活塞連桿9、固定導(dǎo)軌10、滾輪11、活塞12、活塞缸13、進(jìn)氣口14、出氣口15、單向閥16、通道17、儲(chǔ)氣罐18。

圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)變推程增壓的點(diǎn)吸收式波浪能氣體增壓裝置的三維圖。

具體實(shí)施方法

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明，本實(shí)施例在以發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

圖1是點(diǎn)吸收式波浪能氣體增壓的總體裝置的示意圖。如圖所示，點(diǎn)吸收式波浪能氣體增壓裝置主要的組成部分有：1.浮子、2.機(jī)架、3.連桿、4.偏心輪、5.小齒輪、6.軸、7.大齒輪、8.連桿、9.活塞連桿、10.固定導(dǎo)軌、11.滾輪、12.活塞、13.活塞缸、14.進(jìn)氣口、15.出氣口、16.單向閥、17.通道、18.儲(chǔ)氣罐。本裝置的主要功能是利用點(diǎn)吸收式波浪能進(jìn)行波浪能變推程氣體增壓。

首先對裝置功能進(jìn)行初步介紹。浮子1與機(jī)架2連接，跟隨波浪進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。機(jī)架2帶動(dòng)連桿3運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力進(jìn)而傳遞到偏心輪4，使偏心輪4旋轉(zhuǎn)。偏心輪4的動(dòng)力傳動(dòng)至軸，帶動(dòng)小齒輪5運(yùn)動(dòng)。與小齒輪5嚙合的大齒輪7在小齒輪主動(dòng)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行從動(dòng)運(yùn)動(dòng)。易知傳動(dòng)比為z2/z1,其中z2為大齒輪的齒數(shù)，z1為小齒輪的齒數(shù)。通過選取適當(dāng)?shù)凝X數(shù)比可以獲得較大和穩(wěn)定的傳動(dòng)比。大齒輪7在獲得動(dòng)力后，將動(dòng)力傳動(dòng)給連桿及活塞桿，帶動(dòng)活塞12進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。由于波浪呈現(xiàn)周期性變化，活塞運(yùn)動(dòng)也具有周期性，而過偏心輪3和齒輪組的傳動(dòng)后，活塞12能獲得較平穩(wěn)的動(dòng)力傳輸。因此，活塞的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為平穩(wěn)的上下周期運(yùn)動(dòng)。由圖可知，活塞下降運(yùn)動(dòng)時(shí)，單向閥控制氣體流入，進(jìn)氣口14打開，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣功能，此時(shí)出氣口15關(guān)閉，氣體積聚在活塞缸13內(nèi)。活塞上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣口14關(guān)閉，出氣口15打開，積聚在活塞缸13內(nèi)的氣體被壓縮后流經(jīng)出氣口15、單向閥16和通道17，最終來到儲(chǔ)氣罐18。其中，單向閥的作用是防止壓縮氣體的回流。

接下來對于裝置吸氣增壓過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。本裝置的吸氣增壓過程實(shí)現(xiàn)了變推程功能。與小齒輪連接的軸上平行裝置兩組齒輪，差異在于兩組齒輪連接的活塞桿桿長不同。活塞缸13前后以及左右對稱裝有四個(gè)滾輪。如圖2所示，活塞缸兩側(cè)的滾輪為對稱安裝，因此對單側(cè)滾輪運(yùn)動(dòng)進(jìn)行介紹。滾輪11可在固定導(dǎo)軌10上自由移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)活塞缸以小車形態(tài)在導(dǎo)軌方向上進(jìn)行前后移動(dòng)。活塞12和活塞桿被設(shè)計(jì)為可進(jìn)行拆裝的形態(tài)。長活塞桿和活塞缸斷開連接后，活塞缸在導(dǎo)軌上移動(dòng)，移至短活塞桿上方，實(shí)現(xiàn)對接。通過移動(dòng)活塞缸，兩組活塞桿可與活塞12進(jìn)行交替對接。由于活塞桿桿長不同，活塞12的推程不同。長活塞桿推程較長，可獲得較強(qiáng)的加壓強(qiáng)度；短活塞桿推程較短，加壓強(qiáng)度較低。通過改變活塞桿的連接，實(shí)現(xiàn)變壓增壓的功能。

最后應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種點(diǎn)吸收式波浪能氣體增壓裝置，其特征在于，包括一個(gè)活塞缸、一個(gè)活塞、一個(gè)固定導(dǎo)軌、一個(gè)儲(chǔ)氣罐、一塊浮子、一對滾輪、兩個(gè)單向閥、兩條輸氣通道、一個(gè)偏心輪、若干齒輪及連桿組成的輪系，該氣體增壓裝置在工作中，輪系將浮子隨波浪上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞的上下運(yùn)動(dòng)；由于與活塞相連的連桿長度不不等，則推程不等，實(shí)現(xiàn)的增壓強(qiáng)度也不等。該裝置具有成本低廉、工作高效、變增壓、適用于不同海況的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊立軍;張鈺祺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.08
技術(shù)公布日：2017.07.14