CN117028197A - 一种循环液恒压差循环方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及循环液封压缩机技术领域，尤其涉及一种循环液恒压差循环方法。包括循环腔和循环回路，在循环回路上设置恒压差活塞结构,恒压差活塞结构包括活塞套，活塞套内设有活塞，活塞一侧与循环回路内的循环液连通，另一侧设有弹簧并与压缩气体连通，循环液作用在活塞上的力为F1，压缩气体作用在活塞上的力为Fh，弹簧作用在活塞上的力为Fk，当活塞两侧受力平衡后，F1＝Fh+Fk，随着压缩气体压力的增大或者减小，循环腔的压力也会随着增大或者减小。实现了循环液压力和压缩气体压力之间保持恒定压差，可保持循环腔中的循环液压力始终大于压缩气体的压力，避免压缩气体穿过循环腔内的循环液向外泄漏，同时大大降低循环泵的功率，达到节能降耗的目的。
Description
技术领域：
本发明涉及循环液封压缩机技术领域，尤其涉及一种循环液恒压差循环方法。
背景技术：
循环液封压缩机主要通过驱动机构带动气缸缸体内的活塞往复运动实现对气体的增压。如公开号为CN114439728A的专利申请，公开了一种循环液封压缩机，其通过在活塞与气缸体之间设置环形腔，用来储存循环液，通过循环液来实现润滑、冷却和密封，在循环液回路中，通过设置循环泵来保持循环液不断进行循环。工作时，环形腔中的循环液压力要求大于压缩气体的压力，以避免气体穿过循环液向外泄漏，压缩气体压力一般在45-50MPa，因此，循环泵的压力只需大于压缩气体0.1-0.5MPa即可。但是，现在的循环***中，只依靠循环泵自身是无法实现恒定压差的，因为，工作时压缩气体的压力不稳定，会随时增大或减小，循环泵的压力只大于压缩气体0.1-0.5MPa并不现实，很容易出现压缩气体压力大于循环泵压力的情况，导致气体穿过循环液向外泄漏，特别对于氢气来说，容易发生易燃易爆的危险。因此，现有的循环泵压力只能设置的远大于压缩气体浮动压力峰值，以确保避免压缩气体泄漏，但目前只能依靠增大循环泵功率的手段来实现，从而造成能源的浪费。
综上，循环液封压缩机中循环液的恒压差循环问题，已成为行业内亟需解决的技术难题。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种循环液恒压差循环方法，解决了以往无法实现循环液压力和压缩气体压力之间恒定压差的问题，解决了以往采用大功率循环泵来增大循环液压力造成能源浪费的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种循环液恒压差循环方法，包括循环腔和循环回路，在循环回路上设置恒压差活塞结构,恒压差活塞结构包括活塞套，活塞套内设有活塞，活塞一侧与循环回路内的循环液连通，另一侧设有弹簧并与压缩气体连通，循环液作用在活塞上的力为F1，压缩气体作用在活塞上的力为Fh，弹簧作用在活塞上的力为Fk，当活塞两侧受力平衡后，F1＝Fh+Fk，随着压缩气体压力的增大或者减小，循环腔的压力也会随着增大或者减小，循环液压力和压缩气体压力之间保持恒定压差，循环腔中的循环液压力始终大于压缩气体的压力，避免压缩气体穿过循环腔内的循环液向外泄漏。
所述循环腔的进液口经进液管路与循环泵的出液口相连，循环泵的进液口经加液管路与循环液加注口相连，循环腔的出液口经出液管路与恒压差活塞结构相连，恒压差活塞结构经回液管路与进液管路相连。
所述活塞与活塞套之间设有导向带和格莱圈，活塞套的一端通过循环液接头与出液管路相连，活塞套的另一端通过气体接头与压缩气体相连，活塞与靠近气体接头一端的活塞套之间设有弹簧。
所述循环腔的进液口和出液口处分别设有单向阀。
所述加液管路上设有针阀。
所述出液管路上设有压力传感器、压力表以及溢流阀，所述溢流阀通过溢流管路与循环液加注口相连。
所述回液管路上设有换热器。
所述循环泵采用定量柱塞泵。
所述活塞和活塞套材质为4Cr13不锈钢，所述弹簧材质为17-7PH不锈钢，气体接头材质为316L不锈钢。
所述弹簧对活塞的压力为0.1-0.5MPa。
本发明采用上述方案，具有以下优点：
通过在循环液回路中设置恒压差活塞结构，活塞一侧与循环液连通，另一侧设有弹簧并与压缩气体连通，随着压缩气体压力的增大或者减小，活塞会不停的移动，并保持一个相对的平衡，循环腔的压力也会随着增大或者减小，并保持一个恒定的压差，从而实现了循环液压力和压缩气体压力之间保持恒定压差，可保持循环腔中的循环液压力始终大于压缩气体的压力，避免压缩气体穿过循环腔内的循环液向外泄漏，只需将弹簧作用在活塞上的力设计为0.1-0.5MPa，就可以大大降低循环泵的功率，达到节能降耗的目的。
附图说明：
图1为本发明的结构原理示意图。
图2为本发明恒压差活塞结构的剖视示意图。
图中，1、循环腔，2、进液管路，3、循环泵，4、加液管路，5、循环液加注口，6、出液管路，7、恒压差活塞结构，8、回液管路，9、活塞套，10、活塞，11、导向带，12、格莱圈，13、循环液接头，14、气体接头，15、弹簧，16、单向阀，17、针阀，18、压力传感器，19、压力表，20、溢流阀，21、换热器，22、溢流管路。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-2所示，一种循环液恒压差循环方法，包括循环腔1和循环回路，在循环回路上设置恒压差活塞结构7,恒压差活塞结构7包括活塞套9，活塞套9内设有活塞10，活塞10一侧与循环回路内的循环液连通，另一侧设有弹簧15并与压缩气体连通，循环液作用在活塞10上的力为F1，压缩气体作用在活塞10上的力为Fh，弹簧15作用在活塞10上的力为Fk，当活塞10两侧受力平衡后，F1＝Fh+Fk，随着压缩气体压力的增大或者减小，循环腔1的压力也会随着增大或者减小，循环液压力和压缩气体压力之间保持恒定压差，循环腔1中的循环液压力始终大于压缩气体的压力，避免压缩气体穿过循环腔1内的循环液向外泄漏。
所述循环腔1的进液口经进液管路2与循环泵3的出液口相连，循环泵3的进液口经加液管路4与循环液加注口5相连，循环腔1的出液口经出液管路6与恒压差活塞结构7相连，恒压差活塞结构7经回液管路8与进液管路2相连，形成循环回路。
所述活塞10与活塞套9之间设有导向带11和格莱圈12，导向带11和格莱圈12设在活塞10的外表面，格莱圈12可满足高压密封要求，活塞套9的一端通过循环液接头13与出液管路6相连，活塞套9的另一端通过气体接头14与压缩气体相连，活塞10与靠近气体接头14一端的活塞套9之间设有弹簧15。
所述循环腔1的进液口和出液口处分别设有单向阀16。
所述加液管路4上设有针阀17，用于排空管路中的气体。
所述出液管路6上设有压力传感器18、压力表19以及溢流阀20。压力传感器18可检测出液管路6内的循环液压力，并通过压力表19进行显示，当循环液压力过大时可通过溢流阀20进行溢流，实现过压保护，所述溢流阀20通过溢流管路22与循环液加注口5相连，可使溢流的循环液返回循环液加注口5进行再利用。
所述回液管路8上设有换热器21，用于保持循环液恒定的温度。
所述循环泵3采用定量柱塞泵。定量柱塞泵密封等级高，能够达到45-50MPa以上的压力参数，易于使循环液保持高压力状态循环。
所述活塞10和活塞套9材质为4Cr13不锈钢，具有高硬度及高耐磨性等优点。
所述弹簧15材质为17-7PH不锈钢，气体接头14材质为316L不锈钢，与压缩气体接触，提升防腐性能。
所述弹簧15对活塞10的压力为0.1-0.5MPa，可以大大降低循环泵3的功率。
循环腔1内的循环液包括润滑油、水或离子液等液体。优选的，本申请采用离子液，因为离子液具有无污染、易与产物分离、易回收、可反复循环使用的优点，即使泄漏也不会对气体造成污染。
工作原理：
工作前，先通过循环液加注口5在循环泵3的泵送下使循环液充满整个循环***，并通过针阀17排出***中的气体，当***中不再有气体时，关闭针阀17。当关闭针阀17后，整个循环***在循环泵3的作用下进行内循环，循环液经进液管路2进入循环腔1，然后经出液管路6进入恒压差活塞结构7，再经回液管路8回流至进液管路2进行内循环。活塞10一侧经循环液接头13与循环液连通，另一侧设有弹簧15并经气体接头14与压缩气体连通，循环液作用在活塞10上的力为F1，压缩气体作用在活塞10上的力为Fh，弹簧15作用在活塞10上的力为Fk，当活塞10两侧受力平衡后，F1＝Fh+Fk，此时活塞10就会停止移动，随着压缩气体压力的增大或者减小，活塞10会不停的移动，并保持一个相对的平衡，循环腔1的压力也会随着增大或者减小，并保持一个恒定的压差，这个压差就是弹簧15作用在活塞10上的力为Fk，从而实现了循环液压力和压缩气体压力之间保持恒定压差，可保持循环腔1中的循环液压力始终大于压缩气体的压力，避免压缩气体穿过循环腔1内的循环液向外泄漏，只需将弹簧15作用在活塞10上的力Fk设计为0.1-0.5MPa，就可以大大降低循环泵3的功率，达到节能降耗的目的。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：包括循环腔和循环回路，在循环回路上设置恒压差活塞结构,恒压差活塞结构包括活塞套，活塞套内设有活塞，活塞一侧与循环回路内的循环液连通，另一侧设有弹簧并与压缩气体连通，循环液作用在活塞上的力为F1，压缩气体作用在活塞上的力为Fh，弹簧作用在活塞上的力为Fk，当活塞两侧受力平衡后，F1＝Fh+Fk，随着压缩气体压力的增大或者减小，循环腔的压力也会随着增大或者减小，循环液压力和压缩气体压力之间保持恒定压差，循环腔中的循环液压力始终大于压缩气体的压力，避免压缩气体穿过循环腔内的循环液向外泄漏。
2.根据权利要求1所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述循环腔的进液口经进液管路与循环泵的出液口相连，循环泵的进液口经加液管路与循环液加注口相连，循环腔的出液口经出液管路与恒压差活塞结构相连，恒压差活塞结构经回液管路与进液管路相连。
3.根据权利要求2所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述活塞与活塞套之间设有导向带和格莱圈，活塞套的一端通过循环液接头与出液管路相连，活塞套的另一端通过气体接头与压缩气体相连，活塞与靠近气体接头一端的活塞套之间设有弹簧。
4.根据权利要求2所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述循环腔的进液口和出液口处分别设有单向阀。
5.根据权利要求2所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述加液管路上设有针阀。
6.根据权利要求2所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述出液管路上设有压力传感器、压力表以及溢流阀，所述溢流阀通过溢流管路与循环液加注口相连。
7.根据权利要求2所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述回液管路上设有换热器。
8.根据权利要求2所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述循环泵采用定量柱塞泵。
9.根据权利要求1所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述活塞和活塞套材质为4Cr13不锈钢，所述弹簧材质为17-7PH不锈钢，气体接头材质为316L不锈钢。
10.根据权利要求1所述的一种循环液恒压差循环方法，其特征在于：所述弹簧对活塞的压力Fk为0.1-0.5MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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