[发明专利]一种无排放的自动增压装置

说明书

一种增压装置或者增压泵，尤其是可以在输运管道上使用的无需外接动力只靠管道压力自动增压的无有害物质排放的增压装置。包括带浮动活塞的双级气缸、先导阀、换向阀和单向阀等，其原理是将管道中的高压流体(气体或者液体)引入一个装置，并作为动力源将与之相隔离的空气压缩到设定值储存于气罐中作为其他驱动器的气源，当管道流体需要排放时，会直接排入下游管道从而避免了管道流体对外的排放，而由压缩空气再去驱动阀门，也不会有排放问题。其优点是在保留原有的控制阀设备和技术上不变的基础上，做到了无排放的环保解决方案，而且实用，简单，自力，环保，安全，可靠和低成本。

技术领域

本发明涉及一种增压装置或者增压泵，尤其是可以在输运管道上使用的无需外接动力只靠管道压力自动增压的无有害物质排放的增压装置。

背景技术

气动控制阀是以压缩气体为传力介质，驱动膜片或者活塞运动从而带动截流原件运动以达到调节作用的控制阀。气动控制阀在工作时，需要一个一定压力的压缩气源，以便提供足够的压力来驱动截流原件。

在工业应用中，由于在一个工厂中会有许多控制阀存在，同时还会有其他需要压缩气体的设备或场景，所以通常会建立统一的气泵站，由其将空气压缩并通过专用管路输送给需要的设备及阀门。而这种方法对于位于野外的输气管道，或者距离太远的场合就不太适用，其原因是传输距离过长，成本过高。当然也可以使用具有一定压力的储气罐作为气源，但其需要提前储存一定的压缩空气，而且气体被使用后需要更换储气罐或者有气源对其进行补充，所以储气罐一般作为阀门的紧急关断气源或临时气源使用。

其他的解决方案是使用电源。对于野外的场合同样会面临长距离传输以及成本问题。对于易燃易爆的气体，使用强电还会有爆炸的风险或者需要达到隔爆/本安要求使得结果复杂成本升高。利用太阳能或者风能发电来提供动力源是一个选择，但是由于这两种发电方式的不稳定性以及其很难达到驱动阀门或者压缩机所需的电流和电压，使得其只能作为辅助电源或者信号电源，而不能作为真正的驱动电源。

对于输气管道尤其是长距离输气管道，还可以利用管道传输的气体本身作为驱动气源，通过阀门上下游的压力差与预设的弹簧力相平衡来达到控制流量或压力的作用，这就是所谓的自力式阀门。但其也存在一些诸如成本、环保、安全方面的问题。

现有自力式阀门的缺点和不足是1.输气管道内输送的气体直接与阀门驱动器的内部零件接触，有可能对其造成侵蚀，从而降低零件的使用寿命，造成经济损失；2.在阀门调节过程中，由于驱动器气室的体积变化，不可避免地会进行排气，从而会使气室中的气体排入大气。这不仅会造成管道中气体的浪费从而带来经济损失，还会有其他的影响。比如气体是有害的，就会污染环境；气体是可燃性的，会带来火灾隐患。由于环保的原因，越来越多的国家开始限制或者禁止一些气体的排放。

对于自力式阀门的排放问题，现在常用的方法是降低排放量使之不超过法律法规要求的限值。其具体做法是调整控制精度，在平衡点时实现不排气，但在打开或关闭的某个过程需要排气。就是说气动控制阀驱动器排气是很难做到或做不到零排放。即使低排放也是有代价的，其会大大降低控制阀的调节精度和灵敏度。也有一些方案是把排出的气体收集到一个容器中然后再燃烧或回收处理等，但其消耗气体成本会提高同时也会带来其它诸多问题，如燃烧物的排放等。

所以，在工业用或民用能源气体(例如天然气，煤气，一氧化碳，氢气等)的管线输送中的压力或流量调节或紧急关断中，同时满环保、安全、成本、可靠方面的需要是比较困难的。

发明内容

为了解决长距离输运管线上的气动阀门的驱动以及排放问题，本发明提供一种无排放的自动增压装置用作气动驱动器的气源。本发明所采用的技术方案是：将管道中的高压流体(气体或者液体)引入一个装置，并作为动力源将与之相隔离的空气压缩到设定值储存于气罐中作为其他驱动器的气源，当管道流体需要排放时，会直接排入下游管道从而避免了管道流体对外的排放。而压缩空气再驱动阀门也不会有排放问题。