一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机及应用方法、系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机，包括膨胀压缩机缸体、形成于膨胀压缩机缸体内的腔体、设置于腔体内的永磁活塞以及设置在膨胀压缩机缸体内用于推动永磁活塞运动或实现永磁活塞动能向电能转变的电磁感应线圈层，腔体的两端一对一的配置有低压工质室和高压工质室，低压工质和高压工质在永磁活塞的往复移动中交替进入和排出腔体内并完成低压工质的压缩以及高压工质的膨胀工作；还提供了该活塞式膨胀压缩机的应用系统和方法，通过共用活塞实现了膨胀功能与压缩功能的耦合，提升了部件和系统的能源利用率，并采用电磁感应技术实现了工作腔内外能量的传递，解决了膨胀腔和压缩腔与外界的密封问题。了膨胀腔和压缩腔与外界的密封问题。了膨胀腔和压缩腔与外界的密封问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机及应用方法、系统


[0001]本专利技术涉及流体膨胀压缩
，具体涉及一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机及应用方法、系统。

技术介绍

[0002]近年来，世界各国对能源的需求越来越大，能源的高效利用符合人类社会的可持续发展要求。在热力发电、制冷、热泵等循环中，存在一个增压过程和一个降压过程。在热力发电循环系统中，通过膨胀部件(透平或膨胀机)实现工质压力的降低并对外输出功率，通过增压部件(泵或压缩机)实现工质压力的升高并消耗功率；在制冷、热泵循环系统中，通过膨胀部件(膨胀阀、节流阀、毛细管或膨胀机)实现工质压力的降低并对外输出功率，通过增压部件(压缩机)实现工质压力的升高并消耗功率。目前，无论是热力发电的正循环系统，还是制冷热泵的逆循环系统，膨胀部件和增压部件均独立设置，即正循环的膨胀部件向系统外输出功率(如电能)，而增压部件消耗系统外输入的功率(如电能)；逆循环的压缩部件消耗系统外输入的功率(如电能)，而膨胀部件向系统外输出功率(如电能)或通过绝热节流的方式消耗这部分膨胀功。若通过设备将膨胀过程与压缩过程耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机，其特征在于，包括膨胀压缩机缸体(16)、形成于所述膨胀压缩机缸体(16)内的腔体(M
‑
5)、设置于所述腔体(M
‑
5)内的永磁活塞(8)以及设置在膨胀压缩机缸体(16)内用于推动所述永磁活塞(8)运动或实现所述永磁活塞(8)动能向电能转变的电磁感应线圈层(M
‑
9)，所述腔体(M
‑
5)的两端一对一的配置有低压工质室和高压工质室，所述低压工质和所述高压工质在所述永磁活塞(8)的往复移动中交替进入和排出所述腔体(M
‑
5)内并完成所述低压工质的压缩以及所述高压工质的膨胀工作。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述腔体(M
‑
5)由靠近所述低压工质室一侧的压缩腔(17)以及靠近所述高压工质室一侧的膨胀腔(15)组成，所述压缩腔(17)和所述膨胀腔(15)的横截面积比等于所述永磁活塞(8)朝向所述压缩腔(17)一端的端面和所述永磁活塞(8)朝向所述膨胀腔(15)一端的端面的面积比。3.根据权利要求2所述的一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述低压工质室包括顺次盖合在所述压缩腔(17)端部的压缩缸端盖(4)以及膨胀压缩机左端盖(1)，在所述压缩缸端盖(4)与所述膨胀压缩机左端盖(1)以及压缩缸端盖(4)与膨胀压缩机缸体(16)之间设置有垫片(3)，所述膨胀压缩机左端盖(1)上分别开设有压缩进气道(21)和压缩排气道(20)；所述压缩进气道(21)向内延伸至所述压缩缸端盖(4)内并形成与所述压缩腔(17)相连通的压缩进气腔(19)，在所述压缩腔(17)的内壁通过定位销固定安装有用于在流体压差作用下驱动所述压缩进气道(21)启闭的进气板簧阀片(5)；所述压缩排气道(20)向内延伸至所述压缩缸端盖(4)内并形成与所述压缩腔(17)相连通的压缩排气腔(18)，在所述压缩排气腔(18)的内壁通过定位销安装有用于在流体压缩作用下驱动所述压缩排气道(20)启闭的排气板簧阀(2)。4.根据权利要求2所述的一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述高压工质室包括盖合在所述膨胀腔(15)端部的膨胀压缩机右端盖(10)，在所述膨胀压缩机右端盖(10)的内部开设有与所述膨胀腔(15)相连通的膨胀进气道(14)和膨胀排气道(13)，所述膨胀进气道(14)上安装有用于电磁驱动所述膨胀进气道(14)启闭的膨胀进气阀(11)，所述膨胀排气道(13)上安装有用于电磁驱动所述膨胀排气道(13)启闭的膨胀排气阀(12)。5.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述永磁活塞(8)包括贴壁安装在所述腔体(M
‑
5)内部的永磁芯体(M
‑
3)以及一对一的包裹在所述永磁芯体(M
‑
3)两侧的N极导磁帽(M
‑
2)和S极导磁帽(M
‑
4)，在所述N极导磁帽(M
‑
2)和所述S极导磁帽(M
‑
4)之间用非导磁物质隔开以使得所述N极导磁帽(M
‑
2)和所述S极导磁帽(M
‑
4)之间不形成回路，在所述永磁芯体(M
‑
3)靠近所述压缩腔(17)的一端外壁安装有多圈压缩腔活塞环(6)，在所述永磁芯体(M
‑
3)靠近所述膨胀腔(15)的一端外壁安装有多圈膨胀腔活塞环(9)。6.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的活塞式膨胀压缩机，其特征在于，所述膨胀压缩机缸体(16)包括顺次包裹在所述腔体(M
‑
5)外部的滑动层(M
‑
8)、磁场屏蔽层(M
‑
10)和承压层(M
‑
11)，所述电磁感应线圈层(M
‑
9)设置于所述滑动层(M
‑
8)与所述磁场屏蔽层(M
‑
10)之间；所述滑动层(M
‑
8)采用不导磁且不导电介质或不构成回路的不导磁导电介质并与所述永磁活塞(8)直接接触；
所述电磁感应线圈层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘利生，王战中，卢鑫海，魏小林，史维秀，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：