氣體系統的模件總成的製作方法

2023-06-21 04:57:36 3

專利名稱：氣體系統的模件總成的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於含有氣體(如含H氣體)的至少兩個模件形 成的總成，這些模件在非常高的壓力下、尤其在高於IOO bar的壓力 下有效。
背景技術：
根據本發明，含H氣體被理解成是碳氫化合物氣體如天然氣(CHO、 乙烷氣體(C2He)、丙烷氣體(C3Hs) 、 丁烷氣體(C4Hiq)、硫化氫(H2S) 和氫氣(H2)。含H的氣體常常非常危險，因為它爆炸的危險。但是， 該氣體系統和本發明的模件也適合於不含氫的氣體如氮氣(N2)、氧 氣(02)或者二氧化碳(C02)。在陸上和在離岸上，尤其在石化工業中，使用操作含H氣體的系 統。操作含H氣體的系統的例子是用來輸送天然氣的輸送系統。在非 常高的壓力下處理這些氣體，並且這些氣體也容易易燃即易於爆炸。 通過這些系統，因此採用非常可能的方法來防止含H氣體洩漏到環境 中是重要的。通過這些系統，在氣體流中也可以連續地執行測量如壓 力測量或者流量測量。在這種背景下，計量器通過各種閥如關閉閥、 排出閥、平衡閥等等連接到氣體流中是慣例。在這種背景中，單個管部分相互連接起來並且連接到各種閥和測量裝置上，傳統上是慣例。 這是浪費時間的，這種結構佔據了大量的空間，而且如果必須得進行 工作，那麼這種結構不容易接近，因為各種管子處於線路中。發明內容現在，本發明的目的是使管部分、附加件和它們之間的連接件的 這種複雜系統簡單化。根據本發明，藉助提供總成來實現這個目的，該總成包括至少兩 個用於利用氣體進行操作的系統的模件，其中每個模件在非常高的壓力下、尤其在大於100 bar如大於150 bar的壓力下是有效的，其中 每個模件包括*至少一個固體金屬塊，它設置有鑽設通道的系統；*附加件，它連接到所述通道並且固定到塊上；其中通道的系統包括主通道和連接到主通道中的至少一個分支通道；其中附加件包括至少一個閥和至少一個計量器； 其中該至少一個計量器包括連接到分支通道上的計量器，用於測量通過所述系統的主通道的流量值；其中該至少一個閥包括設置在分支通道上的關閉閥，用於關閉或 者打開分支通道；及其中兩個模件的塊被相對彼此橫向地定位，在每種情況下，在一 個塊內的孔的一個或者多個開口與另一個塊內的相應數目的孔的開口相對準，所述開口以密封的方式相互連接，從而使一個塊中的通道接 合另一個塊中的通道。藉助在固體金屬塊中鑽出所需要的通道，節省了傳統上相互連接 起來的、非常大量的單個管部分。這使得結構簡單化。每個固體金屬 塊包括主通道和至少一個分支通道。例如，主通道沿著塊的縱向延伸， 而分支通道從主通道橫向地延伸到塊的頂側。然後，把計量器布置在 所述頂側上。由於若干塊相互連接，因此這些塊中的鑽設通道也可以 在通過設置成相互鄰近的多個模件的方向上延伸。這些模件中的通道 的橫向開口相互對應。因此，根據本發明的總成的模件構成了通道和 附加件的兩維柵格。因此，根據本發明的總成只通過有限數量的模件 就可以實現非常通用的功能，同時相對彼此橫向地定位的兩個或者甚 至更多個模件的連接相對簡單並且緊湊。本發明的另一個優點是，實質上減少了氣體的洩漏危險。公知系 統具有大量的管部分，這些管部分通過各種連接器、閥和計量器來相 互連接起來。通過這種結構，每個連接構成了容易洩漏的位置。實際 上，在把公知系統的許多零件接合在一起之後， 一個或者多個連接常 常不完全沒有洩漏。即使公知系統是由有經驗的專家來建造，甚至也 是這樣的情況。根據本發明，充分地減少了連接和易於洩漏的位置的 數目，因為在固體塊中鑽出了這些通道。用來測量通過該系統的主通道的流量值的計量器例如是用來測量 通過系統主通道的流量和系統主通道的壓力的流量計和/或壓力計。根據本發明，各種附加件被連接到塊上。這些附加件可以包括一個或者多個計量器和一個或者多個閥。這些附加件還可以包括控制件。 這些控制件常常是可調整閥。本發明的模件包括至少一個計量器和至 少一個呈關閉閥形狀的閥。在塊中鑽出至少一個主通道和至少一個分 支通道。該主通道用來通過在其上不得不執行一些測量的氣體的主流。 該分支通道構成了到達計量器的連接部。設置關閉閥，從而在沒有中 斷氣體主流的情況下可以移除該計量器。在另一個方面中，這個關閉 閥還提供了安全特徵，因為如果在計量器中發生失效，例如發生洩漏， 關閉閥可以關閉以作為安全措施。注意，US6186177公開了一種氣體輸送系統，該系統具有安裝塊， 該安裝塊支承附加件並且在附加件之間限定出通道，因此氣體可以流 過通道和附加件。該塊具有細長的、較窄的形狀。該塊內的這些通道 基本上只沿著單一平面的兩個方向即沿著塊的縱向和高度方向延伸。 因此，沿著該塊上的寬度並排地布置兩個或者更多個附加件是不可能 的。這些附加件之間的連接部基本上是一維的。其結果是，相對地限 制了具有這些塊的系統的功能。根據本發明的另一個實施例，模件的至少一個閥還包括所謂的排 出閥，該排出閥在一側上連接到該至少一個分支通道上，並且在另一 側上通到流動開口。如果該模件用於含H的氣體，那麼流動開口例如 被連接到相對於含H氣體呈惰性的氣體的供給或者排出通道中。惰性 氣體可以考慮例如是氮氣(N2)。藉助把這些惰性氣體吹入到系統中， 使危險的含H氣體離開該系統是可能的。另一方面，危險的含H氣體 通過排出閥離幵該系統，直到可以探測到惰性氣體的流出為止，這表示該系統被淨化過。排出閥在這裡起著排出的作用。另一方面，這種 排出閥的目的是使惰性氣體被吹到分支通道中並且因此驅走危險的含 H氣體。以這種方式，在維護工作期間可以確保安全。根據本發明的一個實施例，該至少一個計量器包括絕對壓力計量 器，該計量器通過單一分支通道連接到主通道中，該單一分支通道設 置有所述關閉閥和所述排出閥。絕對壓力計量器是測量相對環境壓力 的壓力的計量器。申請人洞察到，這個模件是五個標準模件中的一個， 藉助該模件，可以構造出大量的不同的消費者專用的系統。根據本發明的另一個實施例，模件的鑽設通道的系統包括至少兩 個分支通道，其中每個分支通道安裝著用來關閉或者打開有關的分支 通道的關閉閥，其中至少一個分支通道連通到主通道中，並且該至少 一個計量器設置有壓差計量器，該壓差計量器連接在所述兩個分支通 道之間。通過這種布置，在每種情況下，壓差計量器藉助所述關閉閥 通過所述通道中的兩個可以連接到主通道中。在這種情況下，根據本發明，分支通道在位於關閉閥和連到所述 計量器的連接部之間的部分內藉助壓力平衡通道相互連接起來是可能 的，並且該至少一個閥還包括設置在所述壓力平衡通道中的、用來打 開和關閉該平衡通道的平衡閥。就通過兩個分支通道與主通道相連通的計量器而言，在通過這種如大於200 bar的高壓進行工作的系統的 情況下，在接通和關閉該系統時防止非常高的壓差到達計量器是重要 的。該計量器常常不能承受這種大的壓差，或者其適合測量很小的壓 差。為此，具有平衡閥的壓力平衡通道設置在分支通道之間。在接通和關閉系統時，壓力平衡閥將被打開，因此大壓差在計量器中不明顯。 該系統一處於工作中，平衡閥就可以被關閉並且計量器可以開始工作。 申請人:洞察到，這個模件也是所謂的標準模件，根據該標準模件可以 形成大量的消費者專用的系統。通過這個實施例，如果模件包括所述排出閥中的兩個是有利的， 每個排出閥連接到相應分支通道中的一個上。在這種方法中，可以確 保，平衡閥不會防止兩個分支通道被惰性氣體衝洗乾淨。通過這種布 置，根據本發明，如果排出閥連接到平衡闊每側上的平衡通道上也是 有利的。根據本發明，如果模件的鑽設通道的系統包括至少一個通量通道(throughput channel)是有利白勺，i亥通量通道連接在分支通道之間，這些附加件還包括節流裝置，該節流裝置設置在通量通道中。節流裝置可以是任何流量控制裝置或者壓力控制裝置，如調整閥。使用節流裝置可以設定通過該通量通道的流量。優選地，如在NL 1011661 C中所述那樣構造出節流裝置。例如藉助具有入口和出口端的主通道來形成該通量通道。該通量通道例如也可以是主通道的延伸部。該通量通道然後形成單獨的通道， 該通道的輸入端連接到主通道中。這個實施例、尤其與權利要求8、 7、 6或者5相結合形成了所謂的標準模件，藉助該標準模件，可以構造 出高度不同的消費者專用的系統。根據另一個實施例，模件的主通道經由連接通道連接到該至少一 個分支通道上，其中主關閉閥設置在連接通道中。主通道經由連接道連接到通量通道上。主通道因此被分成延伸通過模件的第一主通道 部分和形成該通量通道的且節流裝置安裝於其中的第二主通道部分。這個實施例、尤其與權利要求5或者6或者7或者8相結合的權利要 求9或者10的實施例相結合又形成了所謂的標準模件。根據本發明的另一個實施例，主通道用來把氣體分配到正被討論 模件和一個或者多個其它裝置如本發明的一個或者多個模件中。尤其 地，第一主通道部分適合於這個目的。主通道因此使本發明的各種模 件的連接明顯容易。在模件上不得不只設置一個連接部，依次連接到 鄰近模件主通道上的主通道確保氣體流可以分布在各個組件上。通過 這種布置，如果主關閉閥設置在連接通道中是有利的。根據本發明的另一個實施例，如果通量通道具有出口端，該出口 端設置有單向閥或者止回閥是有利的，該單向閥或者止回閥只允許沿 著離開模件的方向流動的氣體通過。如果藉助具有入口端和出口端的 主通道形成該通量通道，那麼模件在主通道的出口端上可以設置有這 種止回閥(單向閥)。止回閥只允許沿著從主通道的入口端到出口端 的方向、即沿著想要的流動方向進行流動的氣體通過。這個實施例具 有這樣的優點，即它可以確保在出口端中沒有氣體流回到模件中。這 種止回閥也可以選擇地安裝在入口端處，藉助該止回閥可以確保沒有 來自模件的氣體流可以流回到入口端處的供給裝置中。尤其在模件用 來測量緩衝氣體流和/或調整緩衝氣體流的情況下，這是有利的。這個 模件、尤其與權利要求12、 11、 10或者9和5、 6、 7或者8之一的模 件相結合依次形成了所謂的標準模件，藉助該標準模件可以形成高度不同的消費者專用的系統。總之，申請人洞察到，五個標準模件就足夠了。本發明因此提供 了由兩個或者更多個所述標準模件形成的模件系統，通過這些標準模 件可以實現大量的功能。根據本發明，藉助把止動器或者柱塞設置在所述開口中可以方便 地關閉模件的孔的開口。在這種方法中可以形成整體地設置在塊內的 關閉通道。如果模件的通道不得不連接到另一個模件上，那麼止動器 可以分配有一個或者更多個位置。為了使金屬塊內的通道相互連接，根據本發明，如果相互連接的、 模件的通道系統的一個或者多個鑽設通道相互隔開一些距離地交叉並 且如果用來把它們連接在一起的橫向孔被橫向地被設置於所述交叉通 道是有利的。然後在金屬塊外表面上的開口處藉助止動器或者以一些 其它方式可以關閉橫向孔。把一個閥設置在所述橫向孔中也是可能的， 該閥然後具有堵住橫向孔開口的功能。在塊的外側上，閥藉助法蘭和 密封環可以密封到塊上。用來調整閥的閥工作件可以從塊的外側伸出。根據本發明，如果橫向定位的模件的開口之間的連接包括安裝在 兩孔內的套是有利的，該套在安裝在相應開口內的每端上具有至少一 個密封環如兩個密封環，從而在套和相應開口之間形成密封。出於安全原因，在壓力非常高如200 bar的應用中常常需要雙密封。 根據另一個方面，本發明涉及一種如上所述的總成的模件。 根據另一個方面，本發明涉及一種氣體系統，尤其涉及一種含H氣體的氣體系統，它包括 氣體壓縮機，尤其是離心式壓縮機，它適合於至少100 bar、 尤其是150 bar或者更大的高壓側上的壓力；*氣體密封裝置，它包括根據權利要求1一14之一所述的一個或 者多個模件和/或根據權利要求15 — 16之一所述的總成；其中氣體壓縮機具有基本上被封閉的殼體，在該殼體中設置了安裝在驅動軸的軸承上的一個或者多個葉片，驅動軸被安裝在壓縮機高 壓側上的壓縮機殼體內的軸承上並且通過壓縮機低壓側上的密封件從 殼體伸出，其中氣體密封裝置的入口連接到壓縮機高壓側上，其中氣體密封裝置的出口連接到密封件上，從而在來自殼體外部 的壓力作用下迫使氣體從壓縮機高壓側通過密封件進入殼體。在這種氣體系統中，氣體密封裝置尤其具有氣體過濾器。在這種 氣體過濾器的情況下，尤其應該考慮描述在Indufil B. V.名義下的EP 1 230 503 Bl中的氣體過濾裝置，但不局限於此。這種氣體系統尤其還具有緩衝氣體裝置，該裝置適合用對含H氣 體呈惰性的氣體來淨化氣體系統。根據本發明的緩衝氣體裝置還可以 包括一個或者多個上述標準模件。根據另一個方面，本發明涉及一種處於至少100 bar如至少150 bar或者200 bar的氣體壓力下的本發明模件、總成或者氣體系統的 使用。


現參照附圖中所示出的實施例來更加詳細地描述本發明。圖1示出了本發明的含H氣體系統的示意橫剖視圖；圖2a示出了本發明的密封氣體系統的一部分的前視圖；圖2b示出了圖2a所示的密封氣體系統的一部分的側視圖；圖3示出了圖2a和2b中所示的密封氣體系統的示意性處理視圖;圖4a示出了本發明的第一標準模件的前視圖；圖4b示出了圖4a所示的標準模件的示意性處理視圖；圖5a示出了本發明的第二標準模件的前視圖；圖5 b示出了圖5 a所示的模件的示意性處理視圖；圖6a示出了本發明的第三標準模件的前視圖；圖6b示出了圖6a所示的模件的示意性處理視圖；圖7a示出了本發明的第四標準模件的前視圖；圖7b示出了圖7a所示的模件的示意性處理視圖；圖8 a示出了本發明的第五標準模件的前視圖；圖8b示出了圖8a所示的模件的示意性處理視圖；圖9示出了包括本發明的三個標準模件的總成的平面視圖；圖IO示出了圖9的細節X; 圖11示出了圖9的細節XI;圖12示出了安裝在本發明的標準模件中的關閉閥的橫剖視圖。
具體實施方式
在圖1中，根據本發明的氣體系統整體上用1來表示。在工作期間，氣體系統1部分地裝有例如天然氣或者其它含H的氣體。氣體系統1包括氣體壓縮機2，該氣體壓縮機在所示出的實施例中被構造成 離心式壓縮機。氣體壓縮機2在工作期間泵送含H氣體。氣體壓縮機2具有壓縮機殼體4，該壓縮機殼體4限定出基本上 封閉的內腔6。可以轉動的轉子8被安裝在壓縮機殼體4中。轉子8 與壓縮機殼體4的內腔6內的定子10相互作用。轉子8具有驅動軸， 多個葉片14被固定在該驅動軸上。驅動軸12延伸通過壓縮機殼體4 中的中心開口 16。在工作期間，在壓縮機殼體4的內腔6內有非常高的壓力。實際 上，靠近中央開口 16的內腔6內的壓力大約為200 bar。根據本發明 的氣體系統1具有氣體密封裝置或者密封氣體裝置18，該裝置可以防 止含H的氣體在壓力的影響下從位於驅動軸12和中心開口 16之間的 內腔6中洩漏出來。氣體密封裝置18藉助在高壓下供給密封氣體在驅 動軸12和壓縮機殼體的中央開口 16之間提供了密封。該密封氣體來 自壓縮機2的高壓側。為此，氣體密封裝置18具有返回系統20，該返回系統設置有主 線路21。主線路21具有入口22，該入口連通到壓縮機2的高壓側。 在這個示出的實施例中，氣體壓縮機2具有徑向出口 24，氣體密封裝 置18的入口 22連接到該出口 24上。在工作期間，氣體密封裝置18 在高壓作用下可以從徑向出口 24中流出氣體。主線路21連通到位於中央開口 16和驅動軸12之間的間隙中。這 種氣體密封降低了壓縮機殼體4的內腔6外部的壓力。如果內腔6內 的壓力接近200 bar,在內腔6外部的鄰近室27內仍然有大約120 bar的壓力。室27由保護殼體29限定。保護殼體29具有中央開口 16'，該 開口 16，相對於壓縮機殼體4中的中央開口 16被對準。驅動軸12還 延伸通過保護殼體29的中央開口 16'。位於保護殼體29的中央幵口 16'和驅動軸12之間的間隙同樣地由氣體密封裝置18來密封。為此， 主線路21也連通到所涉及的所述間隙中。其結果是，由保護殼體29 所限定出的室27外部的壓力低於其內部的壓力。如果室27內的壓力 接近120 bar，那麼在其外部仍然有大約60 bar的壓力。因此提供了限定室31的另外的保護殼體33。保護蓋33同樣地具 有中央開口 16'，，該中央開口相對於中央開口 16、 16'被對準。轉 子8的驅動軸12也延伸通過所述中央開口 16''從而從保護殼體33 中出來。主線路21還連接到位於驅動軸12和保護殼體33的中央開口 16''的之間的間隙上。以這種方式所形成的保護蓋33的氣體密封使 壓力降低到接近環境壓力。氣體密封裝置18的主線路21通過分配線路25分支到位於驅動軸 12和中央開口 16、 16， 、 16，'之間的各自間隙中的三個噴射位置上。 氣體密封裝置18在所述噴射位置上在高壓作用下噴射氣體，藉助於此 形成三個各自氣體密封。其結果是，壓力從壓縮機殼體4的內腔6逐 級降低到環境壓力。另外的保護殼體和/或噴射位置當然也是可以減少該壓力的。保護 殼體的數目例如依賴於氣體壓縮機中的壓力。供給到氣體密封中的密封氣體一定不能含有任何雜質。密封氣體過濾裝置35因此被安裝在氣體密封裝置18的主線路21中。密封氣體 過濾裝置35公開在以Indufil B.V.名義的EP 1 230 503 Bl中。因 此在這裡不更加詳細地解釋其工作模式。此外，根據本發明的各種模件40連接到主線路21中。模件40 被設計來測量絕對壓力、壓差和/或質量流。模件40還被設計來控制 這些參數。如果模件40所測得的值升高從而發出警報，及在維護工作 期間，含H的氣體一定得從該系統1中被驅趕出來。畢竟，含H的氣 體如天然氣構成了可以產生爆炸的危險氣體。緩衝氣體裝置38被設置 來從系統1中驅趕出含H的氣體。緩衝氣體裝置38具有惰性氣體如氮的壓力容器42。壓力容器42 通過主線路41連通到壓縮機殼體4的內腔6、保護殼體29內的室27 和保護殼體33內的室31中。主線路41還通到密封氣體過濾裝置35 中。用於清潔從壓力容器42中所供給的緩衝氣體的緩衝氣體過濾裝 置45被安裝在緩衝氣體裝置38的主線路41中。此外，根據本發明的 模件40連接到緩衝氣體裝置38的主線路41上。主線路41中的模件 40與氣體密封裝置18的主線路21中的模件40相對應地設計，從而測量和/或控制絕對壓力、壓差和/或質量流。圖2a和2b示出了框架或者架50。密封氣體過濾裝置35和緩衝 氣體過濾裝置45被安裝在架50中。連接到其上的模件40和根據本發 明的另外的模件40同樣地被安裝在架50中。圖3最清楚地示出了過濾裝置35、 45和模件40是如何被連接起來的。來自氣體密封裝置18的主線路21通到密封氣體過濾裝置35 的入口51內。密封氣體過濾裝置35還具有排出連接件52，這些連接 件驅趕出從壓縮機2中所流出的天然氣，該壓縮機2處於密封氣體過 濾裝置35內。排出連接件52例如連接到緩衝氣體過濾裝置45的出口 53上(未示出)。緩衝氣體過濾裝置45的出口 53設置有單向閥54。 單向閥54防止危險氣體能夠到達安全緩衝氣體裝置38。
模件40包括五個標準模件40a、 40b、 40c、 40d和40e。通過這 五個標準模件40a、 40b、 40c、 40d和40e來實現在圖3中示意性所示 的過程圖的整個功能。每個標準模件40a、 40b、 40c、 40d、 40e具有 至少一個固體金屬塊60，該金屬塊設置有鑽設通道系統。塊60優選 地由不鏽鋼形成。每個模件40a、 40b、 40c、 40d、 40e還具有許多附 加物，這些附加物被連接到所述鑽設通道中並且被固定到塊60上。附 加物可以包括一個或者多個計量器和一個或者多個閥。附加物還包括 控制件如可調整閥。
在實踐中，每個模件40a、 40b、 40c、 40d、 40e經常以大約200 bar 的壓力進行工作。但是，根據本發明的模件也適合於400 bar的壓力 或者更高的壓力。如果壓力大於400 bar，那麼具有這樣的可能，即 氣體開始表現為液體。這依賴於工作溫度。如果氣體是液體，那麼介 質具有更高的相對密度。其結果是，使密封被簡單化。
使用根據本發明的標準模件40a、 40b、 40c、 40d、 40e使測量和 控制系統的結構非常緊湊是可能的。每個模件例如只有29 cm的長度 尺寸。其結果是，在圖2a和2b中所示的架50同樣地具有緊湊的尺寸，例如寬度尺寸為1.95 m和高度尺寸為1.80 m。在這種高度處，可以
清楚地讀取所有計量器。
在下面連續地解釋五個標準模件40a、 40b、 40c、 40d、 40e。
圖4a和4b所示的第一個標準模件40a具有主通道65，該主通道 65例如連接到主線路21或者41中。主通道65具有入口端64。模件 40a還具有連通到主通道65上的分支通道67。模件40a的附加物包括 測量絕對壓力的計量器69。計量器69的測量範圍例如為100和400 bar 之間。計量器69被連接到分支通道67上。
模件40a具有其它附加物，該附加物由閥構成。該閥是切斷閥70， 該切斷閥70安裝在分支通道67中。切斷閥70在工作期間打開。在借 助切斷閥70來切斷分支通道67之後，拆下計量器69是可能的。例如 這是維護工作如更換計量器69所需要的。
此外，模件40a具有排出閥71，該排出閥71構成了另外的附加 物。排出閥71連接到位於切斷閥70和計量器69之間的分支通道67 中。排出閥71用來供給或者排出惰性氣體如氮氣，該惰性氣體來自緩 衝氣體裝置38。通過排出閥71所供給的惰性氣體可以從模件40a中 驅趕出危險的天然氣。作為替換，通過主通道65來供給惰性氣體是可 能的。排出閥61然後起著排出作用。
圖5a和5b示出了第二標準模件40b，在那裡，相同零件用相同 附圖標記來表示。與模件40a相對應，該模件40b具有主通道65，主 通道65例如連接到主線路21或者41中。主通道65具有入口端64。 順便指出，連接到主通道65中的分支通道67位於它的延伸部中。模件40b中的鑽設通道的系統還具有第二分支通道68。用來切斷或者打
開相關分支通道67、 68的切斷閥70設置在每個分支通道67、 68中。 切斷閥70藉助關閉可以拆下模件40b。用來測量壓差的計量器69'連 接在分支通道67、 68的端部之間。計量器69'測量主通道65內的壓 力和連接在第二分支通道68的自由端62處的壓力之間的壓差。
在位於切斷閥70和計量器69'之間的部分中，模件40b具有壓 力平衡通道73，該壓力平衡通道可以把分支通道67、 68相互連接。 用來打開和關閉平衡通道73的平衡閥75安裝在壓力平衡通道73中。 測量壓差的計量器69'只具有一個限制範圍。這種壓差計量器不能承 受含H系統中有的、非常高的壓力如大約200 bar。平衡閥75因此在 該系統的起動期間打開。壓力然後仍然大約與在計量器69'的每側上 的相同。平衡閥75然後可以被關閉，之後，計量器69'測量分支通 道67、 68之間的壓差。
模件40b還具有用來供給或者排出惰性緩衝氣體如氮氣的兩個排 出閥71。模件40b的排出閥71的工作的功能和模式與模件40a的相 類似。每個排出閥71連接到各自分支通道67、 68中的一個上。尤其 地，排出閥71被連接到平衡閥75每側上的平衡通道73上。藉助使用 兩個排出閥71可以保證，即使平衡閥75被關閉，模件40b也可以完 全地被淨化。
圖6a和6b示出了根據本發明的第三標準模件40c，在該模件中， 相同零件用相同的附圖標記來表示。在圖6a和6b所示的模件40c的 所示出實施例中，主通道65具有入口端64和出口端66。分支通道67、68都連通到主通道65中。節流裝置或者調整閥78被安裝在位於分支 通道67、 68之間的主通道65中。節流裝置78可以被操縱來設定主通 道65內的質量流量。主通道65因此構成了通量通道或者壓力調節通 道。使用測量壓差的計量器69'可以測量節流裝置78的每側上的壓 差。
第四標準模件40d被示出在圖7a和7b中，其中相同零件用相同 附圖標記來表示。標準模件40d具有主通道65，該主通道65具有入 口端64和出口端66。在端部64、 66之間，主通道65通過連接通道 81連接到分支通道67上。用來關閉或者打開連接通道81的主關閉閥 80被安裝在連接通道81中。主關閉閥81因此可以從主通道65中解 除標準模件40d的連接。
節流裝置78安裝於其中的主通道65的通量通道83或者分開部分 連接在分支通道67、 68之間。在主關閉閥80打開時，在分支67側部 上有與在主通道65內相同的壓力。在節流裝置78的相對側上，即在 分支通道68的側部上，通量通道83具有出口 85。出口85例如連接 到保護殼體內的噴射口中，從而密封壓縮機2。使用節流裝置78可以 設定有關的出口 85或者所述噴射口處的流量。計量器69'測量節流 裝置78上的壓差。
主通道65因此被設置成把氣體分配到所述模件40d及一個或者多 個其它裝置如一個或者多個其它標準模件40中。為此，入口端64禾口/ 或出口端66被連接到這樣的其它標準模件中。通量通道83形成了主 通道65的一部分。畢竟，主通道65通過連接通道81延伸到通量通道83內。壓力平衡通道73和安裝於該通道73中的壓力平衡閥75的工作的 功能和模式及排出閥71的工作的功能和模式與上面已描述過的標準 模件40b和40c相對應。在圖8a和8b中，示出了第五標準模件40e，在這裡，相同零件 用相同附圖標記來表示。標準模件40e與上述標準模件40d的不同之 處僅在於，單向閥87設置在通量通道83的出口 85處。標準模件40e 尤其適合於緩衝氣體裝置38。緩衝氣體裝置38構成了安全區域，該 安全區域必須不能接近來自壓縮機2的危險氣體。單向閥87可以防止 危險氣體通過保護殼體或者類似裝置到達所述安全區域。緩衝氣體裝 置38因此仍然保證了沒有危險氣體。圖9示出了相互連接起來的根據本發明的三個標準模件40的裝配 件。在這個視圖中，也可以清楚地看出標準模件40的實心金屬塊60 的鑽出通道。所示出的三個標準模件40藉助接合螺栓90相互被固定 起來。接合螺栓90延伸通過標準模件40中的、相互對準的固定開口。 這些固定開口設置有內部螺紋。兩個鄰近模件40的內部鑽出通道沿著 其面對的橫向表面96相互連接。兩個不同模件40中的兩個鑽出通道之間的密封連接被詳細地示 出在圖11中。藉助被插入到兩個模件40的擴寬安裝孔內的連接套92 來提供密封。藉助雙密封使每個模件40與周圍相密封。每個模件40 的該雙密封包括兩個密封環94，這些密封環被布置在連接套92和連 接套92的擴寬安裝孔之間。在每個模件的橫向表面96和最近的密封環94之間具有一些距離如l一5mm。在高壓下，接合螺栓90被延伸，其結果是，模件的橫向 表面96能夠運動分開到某種程度。在接合螺栓伸展之後，密封環94 仍然形成了極好的密封。如圖IO所示那樣，藉助塞子或者止動器98關閉標準模件中的內 部鑽出通道。所述止動器98藉助兩個密封環99來提供雙密封。圖12示出了主關閉閥80，該主關閉閥80藉助固定螺栓100 (只 看到它們中的一個)被固定到塊60中。模件40的另一個關閉閥可以 具有相應的結構。每種情況下的密封件110、 111形成了在關閉閥80 和塊60之間的雙密封。相互連接起來的通道系統的鑽出通道101、 102 位於塊60內。這些通道101、 102相互錯開一些距離。把所述交叉通 道101、 102相互連接起來的橫向孔103被橫向地設置於所述交叉通道 101、 102。主關閉閥80具有用來關閉橫向孔103的球體105。為此，球體105 的直徑大於橫向孔103的直徑。藉助把手107可以使球體105在關閉 位置和打開位置之間移動。圖12示出了球體105的關閉位置，在該位置中，球體105被驅動 到橫向孔103的關閉端上。橫向孔103的關閉端形成了球體105的閥座。球體105由硬度大 於塊60的材料的材料形成。在這個示出的實施例中，球體105由陶瓷 形成，同時該塊由鋼如不鏽鋼形成。藉助於橫向孔103的邊緣塑性變 形產生的力把球體105擠壓到橫向孔103上來形成球體的閥座。為此，在第一次使用之前，使用把手107，用預定的緊固力矩使軸108緊固。 以這種方式所形成的閥座和相關的球體105通過這種方法可以提供極好的密封。在形成閥座之後，把手通過施加較小的緊固力矩可以把球 體移動關閉位置中。陶瓷具有非常低的膨脹係數。陶瓷球體105因此提供了極好的密 封，而與橫向孔103中的溫度無關。在球體105的關閉位置上，橫向 孔在一 100到+ 900度的整個溫度範圍上保持關閉。當然，本發明不局限於附圖中所示出的實施例。在沒有超出本發 明保護範圍的情況下，本領域普通技術人員可以進行各種各樣的改變。
權利要求
1.一種總成，它包括至少兩個用於利用氣體進行操作的系統的模件(40)，其中每個模件(40)在工作期間適合承受非常高的壓力、具體大於100bar，例如大於150bar的壓力，其特徵在於，每個模件(40)包括●至少一個固體金屬塊(60)，它設置有鑽設通道的系統(61)；●附加件，它們連接到所述通道並且固定到塊上；通道的系統包括主通道(65)和連接到主通道(65)上的至少一個分支通道(67)；這些附加件包括至少一個閥和至少一個計量器(69)；該至少一個計量器(69)包括連接到分支通道(67)上的計量器，用於測量通過所述系統的主通道(65)的流量值；該至少一個閥包括設置在分支通道(67)上的關閉閥(70)，用於關閉或者打開分支通道(67)；和兩個模件(40)的塊(60)被相對彼此橫向地定位，在每種情況下，在一個塊(60)內的孔的一個或者多個開口與另一個塊(60)內的相應數目的孔的開口相對準，所述開口以密封的方式相互連接，從而使一個塊(60)中的通道(65)接合另一個塊(60)中的通道(65)。
2. 根據權利要求1所述的總成，其特徵在於，模件(40)的該至 少一個閥還包括排出閥(71)，該排出閥在一側上連接到該至少一個 分支通道上並且在另一側上通到流動開口內。
3. 根據權利要求2所述的總成，其特徵在於，該模件用來裝含H的氣體，並且流動開口被連接到相對於含H氣體呈惰性的氣體的供給 或者排出通道上。
4. 根據權利要求2或3所述的總成，其特徵在於，該至少一個計 量器包括絕對壓力計量器(69)，其通過設置有所述關閉閥(70)和 所述排出閥(71)的單獨的所述至少一個分支通道(67)連接到主通 道(65)上。
5. 根據權利要求l或者2所述的總成，其特徵在於，模件(40) 的鑽設通道的系統包括至少兩個分支通道(67、 68)，每個分支通道 安裝用來關閉或者打開有關的分支通道(67、 68)的關閉閥(70)， 至少一個分支通道(67)連接到主通道(65)上，該至少一個計量器 設置有壓差計(69')，該壓差計連接在所述兩個分支通道(67、 68) 之間。
6. 根據權利要求5所述的總成，其特徵在於，分支通道(67、 68) 在位於關閉閥(70)和通到所述計量器(69')的連接部之間的部分 中藉助壓力平衡通道(73)被相互連接起來，該至少一個閥還包括設 置在所述壓力平衡通道(73)中的、用來打幵和關閉該平衡通道(73) 的平衡閥(75)。
7. 根據與權利要求2或3相結合的權利要求5或6所述的總成， 其特徵在於，模件(40)包括所述排出閥(71)中的兩個，每個排出 閥連接到相應分支通道(67、 68)中的一個上。
8. 根據權利要求7所述的總成，其特徵在於，排出閥(71)在平 衡閥(75)的每側上連接到平衡通道(73)上。
9. 根據前述權利要求之一所述的總成，其特徵在於，模件(40)的鑽設通道的系統包括至少一個通量通道(83)，該通量通道連接在 分支通道(67、 68)之間，這些附加件還包括節流裝置(78)，該節 流裝置設置在通量通道(83)中。
10. 根據權利要求9所述的總成，其特徵在於，藉助主通道(65) 來構成通量通道(83)。
11. 根據前述權利要求之一所述的總成，其特徵在於，模件(40) 的主通道(65)通過連接通道(81)連接到該至少一個分支通道(67) 上，其中主關閉閥(80)設置在連接通道(81)中。
12. 根據權利要求ll所述的總成，其特徵在於，主通道(65)適 合用來把氣體分配到所述模件(40)並且到一個或者多個其它裝置， 如根據前述權利要求之一所述的一個或者多個模件(40)。
13. 根據前述權利要求之一所述的總成，其特徵在於，通量通道 (83)具有出口端(85)，該出口端設置有單向閥(止回閥)(87)，該單向閥只允許在離開模件(40)的方向上流動的氣體通過。
14. 根據前述權利要求之一所述的總成，其特徵在於，形成模件 (40)通道的孔的一個或者多個開口藉助止動器(98)來關閉。
15. 根據前述權利要求之一所述的總成，其特徵在於，要被相互連 接的模件(40)的通道系統的一個或者多個鑽設通道(101、 102)相 互錯開一些距離，把它們連接在一起的橫向孔(103)被橫向地設置於 所述交叉通道。
16. 根據權利要求15所述的總成，其特徵在於，所述至少一個閥設置在所述橫向孔(103)中。
17.根據權利要求16所述的總成，其特徵在於，該閥設置有關閉閥，該關閉閥具有球體(105)，該球體的直徑大於橫向孔(103)的 直徑，球體(105)可以被驅動到橫向孔(103)的關閉端上，以關閉 橫向孔(103)，球體(105)由硬度大於塊(60)材料的材料製成， 在該塊(60)中製成橫向孔(103)，橫向孔(103)具有用於球體(105) 的閥座，該閥座藉助用這樣的力把球體(105)擠壓到橫向孔(103) 上來形成，即該力使橫向孔(103)的邊緣進行塑性變形。
18. 根據權利要求17所述的總成，其特徵在於，球體(105)由陶 瓷製成。
19. 根據前述權利要求之一所述的總成，其特徵在於，橫向定位的 模件(40)的開口之間的連接包括安裝在兩孔內的套，該套在每端上 具有至少一個密封環以安裝在各自開口內，從而在套和各開口之間形 成密封。
20. —種用於根據前述權利要求之一所述的總成的模件。
21. —種氣體系統，它包括*氣體壓縮機(2)，尤其是離心式壓縮機，它適合於至少100 bar、 尤其是150 bar或者更大的高壓側上的壓力；爭氣體密封裝置，它包括根據權利要求1一14之一所述的一個或 者多個模件和/或根據權利要求15 — 16之一所述的總成；其中氣體壓縮機(2)具有實質上封閉的殼體(4),在該殼體中 設置了安裝在驅動軸的軸承上的一個或者多個葉片，驅動軸被安裝在壓縮機(2)高壓側上的壓縮機殼體(4)內的軸承上並且通過壓縮機(2)低壓側上的密封件從殼體(4)伸出，其特徵在於， 氣體密封裝置的入口連接到壓縮機(2)的高壓側上， 氣體密封裝置的出口連接到密封件上，從而在來自殼體外部的壓 力作用下迫使氣體從壓縮機(2)高壓側通過密封件進入到殼體內。
22. 根據權利要求21所述的氣體系統，其特徵在於，氣體密封裝置具有氣體過濾器。
23. 根據權利要求21或者22所述的氣體系統，其特徵在於，氣體 壓縮機(2)和氣體密封裝置可以填充有含H氣體，氣體系統(1)還 具有緩衝氣體裝置，該裝置適合用對含H氣體呈惰性的氣體來淨化氣 體系統。
24. —種處於至少100 bar如至少150 bar或者至少200 bar的氣 體壓力下的根據各前述權利要求之一所述的模件、總成或者氣體系統 的使用。
全文摘要
本發明涉及一種氣體系統的模件總成，該氣體系統在大於100bar的壓力下進行工作。該總成包括至少兩個製成固體金屬塊的模件。每個塊設置有鑽設通道的系統和附加件。該通道系統包括主通道和至少一個分支通道。這些附加件至少包括連接到分支通道的關閉閥和流量計量器或壓力計。該兩個模件塊被相互靠著橫向地定位。每個塊具有與另一塊中對應數量的開口對準的開口，用於將一個塊中的通道連接於另一塊中的通道。本發明還涉及一種設置有根據本發明的模件總成的氣體系統以及這種總成的使用。
文檔編號G01F15/18GK101263368SQ200680033879
公開日2008年9月10日 申請日期2006年7月14日 優先權日2005年7月15日
發明者F·N·J·J·格勒泰, P·A·J·帕斯 申請人:因都菲爾公司