潜能利用式自由活塞有机郎肯循环天然气压缩装置

摘要

潜能利用式自由活塞有机郎肯循环天然气压缩装置属有机朗肯循环热能利用技术领域，本发明中动力活塞在工作缸内作线性往复运动，通过连杆带动压缩活塞压缩低压天然气，形成高压天然气；同时向完成做功循环的汽态工质中喷入低温液态工质，使做功后的工质放热成为液态，低温液态工质吸收做功后工质的热量，温度升高，成为不饱和工质；本发明通过改变动力活塞与压缩活塞的面积比，实现改变压缩天然气的压缩比；通过控制单元控制比例阀的开度，可以改变低温工质与高温工质在工质混合器中的混合比例；本发明可充分利用做功后工质的余热和工质的汽化潜热，提高有机朗肯循环的热效率，实现节约能源和保护环境的目的。

主权项

一种潜能利用式自由活塞有机郎肯循环天然气压缩装置，由低压天然气管路进气口(1)、低压天然气管路(2)、高压天然气管路出气口(3)、高压天然气管路(4)、出气恒压阀Ⅰ(5)、进气单向阀Ⅰ(6)、缸盖组件Ⅰ(7)、压缩缸Ⅰ(8)、压缩活塞Ⅰ(9)、活塞位置传感器Ⅰ(10)、环形连接体Ⅰ(11)、密封垫Ⅰ(12)、弹性限位器Ⅰ(13)、工作缸(14)、动力活塞(15)、连杆(16)、弹性限位器Ⅱ(17)、密封垫Ⅱ(18)、环形连接体Ⅱ(19)、活塞位置传感器Ⅱ(20)、压缩活塞Ⅱ(21)、压缩缸Ⅱ(22)、缸盖组件Ⅱ(23)、进气单向阀Ⅱ(24)、出气恒压阀Ⅱ(25)、溢流平衡罐(26)、回流阀(27)、工质储存罐(28)、工质泵Ⅰ(29)、电磁阀Ⅰ(30)、工质收集槽Ⅰ(31)、工质泵Ⅱ(32)、电磁阀Ⅱ(33)、电磁阀Ⅲ(34)、冷凝器(35)、限压阀(36)、电磁阀Ⅳ(37)、电磁阀Ⅴ(38)、电磁阀Ⅵ(39)、工质泵Ⅲ(40)、工质收集槽Ⅱ(41)、定压汽液分离器Ⅰ(42)、工质混合器Ⅰ(43)、比例阀Ⅰ(44)、电磁阀Ⅶ(45)、电磁阀Ⅷ(46)、比例阀Ⅱ(47)、工质混合器Ⅱ(48)、定压汽液分离器Ⅱ(49)、单向阀(50)、加热锅炉(51)、控制单元(52)组成，其特征在于低压天然气管路(2)上设有低压天然气管路进气口(1)，低压天然气管路(2)的两端分别与进气单向阀Ⅰ(6)和进气单向阀Ⅱ(24)连接；高压天然气管路(4)上设有高压天然气管路出气口(3)，高压天然气管路(4)的两端分别与出气恒压阀Ⅰ(5)和出气恒压阀Ⅱ(25)连接；进气单向阀Ⅰ(6)和出气恒压阀Ⅰ(5)都安装在缸盖组件Ⅰ(7)上；进气单向阀Ⅱ(24)和出气恒压阀Ⅱ(25)都安装在缸盖组件Ⅱ(23)上；缸盖组件Ⅰ(7)与压缩缸Ⅰ(8)连接；缸盖组件Ⅱ(23)与压缩缸Ⅱ(22)连接；压缩缸Ⅰ(8)通过环形连接体Ⅰ(11)和密封垫Ⅰ(12)与工作缸(14)内的工作腔连通；环形连接体Ⅰ(11)与工作缸(14)之间加装密封垫Ⅰ(12)；压缩缸Ⅱ(22)通过环形连接体Ⅱ(19)和密封垫Ⅱ(18)与工作缸(14)内的工作腔连通；环形连接体Ⅱ(19)与工作缸(14)之间加装密封垫Ⅱ(18)；压缩活塞Ⅰ(9)置于压缩缸Ⅰ(8)内部；压缩活塞Ⅱ(21)置于压缩缸Ⅱ(22)内部；压缩活塞Ⅰ(9)与连杆(16)通过球形铰链连接；压缩活塞Ⅱ(21)与连杆(16)通过球形铰链连接；动力活塞(15)与连杆(16)通过销钉连接；动力活塞(15)置于工作缸(14)内部；弹性限位器Ⅰ(13)置于工作缸(14)内部，弹性限位器Ⅰ(13)的外边缘与工作缸(14)的外边缘齐平；弹性限位器Ⅱ(17)置于工作缸(14)内部，弹性限位器Ⅱ(17)外边缘与工作缸(14)外边缘齐平；活塞位置传感器Ⅰ(10)通过环形连接体Ⅰ(11)和密封垫Ⅰ(12)与工作缸(14)内部空间连通；活塞位置传感器Ⅱ(20)通过环形连接体Ⅱ(19)和密封垫Ⅱ(18)与工作缸(14)内部空间连通；低压天然气管路(2)通过单向阀(50)与加热锅炉(51)连接；定压汽液分离器Ⅱ(49)安装在工作缸(14)的靠近环形连接体Ⅰ(11)的一侧；工作缸(14)内部靠近环形连接体Ⅰ(11)的工作腔通过定压汽液分离器Ⅱ(49)与加热锅炉(51)连接；定压汽液分离器Ⅰ(42)安装在工作缸(14)的靠近环形连接体Ⅱ(19)的一侧；工作缸(14)内部靠近环形连接体Ⅱ(19)的工作腔通过定压汽液分离器Ⅰ(42)与加热锅炉(51)连接；工质储存罐(28)与工质泵Ⅰ(29)连接；工质泵Ⅰ(29)分别与电磁阀Ⅰ(30)、电磁阀Ⅳ(37)连接；电磁阀Ⅰ(30)、工质收集槽Ⅰ(31)、工质泵Ⅱ(32)串联连接；工质泵Ⅱ(32)与比例阀Ⅱ(47)、工质混合器Ⅱ(48)串联连接；工质泵Ⅱ(32)还与电磁阀Ⅱ(33)、加热锅炉(51)串联连接；工质泵Ⅱ(32)还与电磁阀Ⅲ(34)、冷凝器(35)串联连接；冷凝器(35)和限压阀(36)连接；限压阀(36)与工质储存罐(28)连接；限压阀(36)还与溢流平衡罐(26)连接；溢流平衡罐(26)、回流阀(27)和工质储存罐(28)串联连接；电磁阀Ⅳ(37)、工质收集槽Ⅱ(41)、工质泵Ⅲ(40)串联连接；工质泵Ⅲ(40)与比例阀Ⅰ(44)、工质混合器Ⅰ(43)串联连接；工质泵Ⅲ(40)还与电磁阀Ⅵ(39)、加热锅炉(51)串联连接；工质泵Ⅲ(40)还与电磁阀Ⅴ(38)、冷凝器(35)串联连接；加热锅炉(51)与电磁阀Ⅶ(45)、工质混合器Ⅰ(43)串联连接；加热锅炉(51)还与电磁阀Ⅷ(46)、工质混合器Ⅱ(48)串联连接；活塞位置传感器Ⅰ(10)和活塞位置传感器Ⅱ(20)采集的信号向控制单元(52)传输,工质泵Ⅰ(29)、电磁阀Ⅰ(30)、工质泵Ⅱ(32)、电磁阀Ⅱ(33)、电磁阀Ⅲ(34)、电磁阀Ⅳ(37)、电磁阀Ⅴ(38)、电磁阀Ⅵ(39)、工质泵Ⅲ(40)、比例阀Ⅰ(44)、电磁阀Ⅶ(45)、电磁阀Ⅷ(46)和比例阀Ⅱ(47)均由控制单元(52)控制。