一种具有多孔介质的液体活塞装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有多孔介质的液体活塞装置，涉及液体活塞技术领域，包括：高压气体管道、低压气体管道、多孔介质结构、液体活塞腔和液体管道；所述液体活塞腔内部上端设置多孔介质结构，液体活塞腔顶部分别设有高压气体管道和低压气体管道，液体活塞腔的底部设置液体管道；其中，液体管道中设有液体活塞。液体管道中设有液体活塞。液体管道中设有液体活塞。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多孔介质的液体活塞装置


[0001]本技术涉及液体活塞
，具体涉及一种具有多孔介质的液体活塞装置。

技术介绍

[0002]储能技术已被视为加氢站运行过程中的重要组成部分。但压缩气体储能存在一定的局限性，压缩气体储能的主要缺点通常是被压缩气体与燃气轮机配合，需要消耗燃气，产生环境污染，易泄露，能量密度低，且气体压缩、膨胀时，温度变化剧烈，对设备的伤害较大，造成检修成本高。
[0003]近年来，已有研究将液体活塞应用于压缩气体储能中，解决了压缩气体储能所带来的环境污染问题，但在现有技术中考虑的压缩机设计中，增压缸室的冷却只能从外部实施，压缩过程中产生的热量由压缩机或增压缸外壁释放给冷却介质(空气、水、冷却剂等)。鉴于这个事实，压缩过程通常不能等温进行，这导致消耗较高的压缩能量。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，针对现有技术中压缩气体储能的过程中存在液体活塞腔温度变化剧烈、储能利用效率低的问题，本技术提供了一种具有多孔介质的液体活塞装置，能够有效改善热传递效率，同时使粘性流动力最小化，从而使液体活塞腔在压缩过程中有内部冷却的能力，显著改善被压缩气体和液体活塞之间的热传递效率。
[0005]本技术的技术方案为：一种具有多孔介质的液体活塞装置，包括：高压气体管道、低压气体管道、多孔介质结构、液体活塞腔和液体管道；
[0006]所述液体活塞腔内部上端设置多孔介质结构，液体活塞腔顶部分别设有高压气体管道和低压气体管道，液体活塞腔的底部设置液体管道；其中，液体管道中设有液体活塞。
[0007]优选地，所述多孔介质结构为三个以上细长管均匀分布形成的蜂窝状柱形结构。
[0008]优选地，所有所述细长管的管径、长度和壁厚一致。
[0009]优选地，所述液体活塞腔为圆筒形结构。
[0010]优选地，所述多孔介质结构为蜂窝状圆柱形结构。
[0011]优选地，所述多孔介质结构采用导热材料。
[0012]有益效果：
[0013]1、本技术的液体活塞装置，对传统压缩气体控温技术进行改良，以液体为介质对气体进行压缩，减少了气体压缩时泄漏和机械滑动带来的摩擦，既集成液体活塞的优点，又兼顾温控功能，提高了压缩空气中能量的利用效率，具有很好的节能效果；通过多孔介质结构使液体活塞腔内气体所占用的表面积与液体活塞腔内容积之间的比率达到最大化，进而能够有效改善热传递效率，同时使粘性流动力最小化，从而使液体活塞装置在压缩过程中具有内部冷却的能力，显著改善被压缩气体和液体活塞之间的热传递效率。
[0014]2、本技术中多孔介质结构的具体设置，解决了气体体积变化所带来剧烈温度
变化对设备的潜在危害，保证工作气体在压缩过程中温度基本稳定。
[0015]3、本技术中可以实现就地安装，降低压缩气体储能硬件要求，不需要特定地理条件，降低建设安装难度，减少建设安装成本。
附图说明
[0016]图1为本技术液体活塞腔及液体活塞装置的结构示意图。
[0017]图2为本技术中多孔介质结构的示意图。
[0018]其中，1
‑
高压气体管道；2
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低压气体管道；3
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多孔介质结构；4
‑
液体活塞腔；5
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液体管道；6
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外部水力设备；31
‑
细长管。
具体实施方式
[0019]下面结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。
[0020]本实施例提供了一种具有多孔介质的液体活塞装置，能够有效改善热传递效率，同时使粘性流动力最小化，从而使液体活塞腔在压缩过程中有内部冷却的能力，显著改善被压缩气体和液体活塞之间的热传递效率。
[0021]如图1所示，该具有多孔介质的液体活塞装置包括：高压气体管道1、低压气体管道2、多孔介质结构3、液体活塞腔4和液体管道5；
[0022]该具有多孔介质的液体活塞装置的连接关系：液体活塞腔4内部上端设置多孔介质结构3(该多孔介质结构3是一种具有特定物理属性的多孔结构，且该特定物理属性为导热性好)，其能够显著增加液体活塞腔4内气体所占用的表面积与液体活塞腔内容积之间的比率，从而增强液体活塞与气体之间快速热交换的能力；液体活塞腔4顶部分别通过高压气体管道1和低压气体管道2与外部气体储藏装置连通；其中，低压气体管道2用于将外部气体储藏装置中的气体输入液体活塞腔4内部，高压气体管道1用于将压缩后的气体输出到外部气体储藏装置中；
[0023]液体活塞腔4的底部设置液体管道5，并与外部驱动设备(如水力设备6)连接，外部驱动设备通过液体管道5向液体活塞腔4内注入液体，形成液体活塞，从而压缩液体活塞腔4内的气体；其中，气体不溶或少量溶于作为液体活塞的液体中；
[0024]本实施例中，多孔介质结构3采用导热强度较高的材料，如金属等，工作时，液体活塞自由地通过多孔介质结构3中的各个孔隙，利用多孔介质结构3增大液体活塞与气体之间的接触面积，提高两者之间的热交换速度，在液体活塞腔4中实现近似等温压缩，将温度变化限制在一定范围内；
[0025]本实施例中，如图2所示，多孔介质结构3为若干个细长管31形成的蜂窝状柱形结构，所有细长管31的管径一致、长度一致、壁厚一致，且所有细长管31均匀分布，从而多孔介质结构3具有均匀地放大传热表面区域的效果；
[0026]其中，多孔介质结构3的上部参加压缩工作的整个过程，而下部仅在压缩开始和膨胀结束时压力和功率也较低时才参与，所以将多孔介质结构3设置在液体活塞腔4的中上部有助于在最需要的地方改善传热(热效应主要集中在气体压缩的地方，而气体压缩主要体现在液体活塞腔4的中上部)；
[0027]本实施例中，液体活塞腔4为圆筒形结构，与其对应的，多孔介质结构3可以为蜂窝
状圆柱形结构；
[0028]本实施例中，外部驱动设备为包括液压活塞机构、液压马达在内的设备，这些设备由液体势能差驱动，利用外部驱动设备实现液体势能与其他形式能量之间的转换。
[0029]该具有多孔介质的液体活塞装置的工作原理：首先气体通过低压气体管道2向液体活塞腔4内部上腔中输入低压气体，同时，液体活塞腔4的下腔有液体活塞，当低压气体充满液体活塞腔4中液体活塞以外的空间后，通过液体管道5向液体活塞腔4泵入液体，使液体活塞逐渐压缩气体，进而使该装置内部达到所需的压力，与此同时，在压缩过程中，外部驱动设备提供的液体活塞压缩液面上方的气体，气体被压缩而产生的热量从被压缩的气体传递到多孔介质结构3中，并从多孔介质结构3传递到液体活塞中；
[0030]当气体压力上升达到排气指定压力后，将压缩后的高压气体通过高压气体管道1排出，然后通过液体管道5将液体排出，液体活塞腔4内的压力随着液体不断排出而下降，当气体压力下降到进气指定压力后，该活塞装置重复上述操作，以达到多次气体压缩的目的。
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多孔介质的液体活塞装置，其特征在于，包括：高压气体管道(1)、低压气体管道(2)、多孔介质结构(3)、液体活塞腔(4)和液体管道(5)；所述液体活塞腔(4)内部上端设置多孔介质结构(3)，液体活塞腔(4)顶部分别设有高压气体管道(1)和低压气体管道(2)，液体活塞腔(4)的底部设置液体管道(5)；其中，液体管道(5)中设有液体活塞。2.如权利要求1所述的具有多孔介质的液体活塞装置，其特征在于，所述多孔介质结构(3)为三个以上细长管(31...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦俭，张明俊，张爱国，郑铭路，刘晓禹，
申请(专利权)人：北京派瑞华氢能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：