[发明专利]潜能利用式自由活塞有机郎肯循环天然气压缩装置

权利要求书

1.一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。

2.按权利要求1所述的潜能利用式自由活塞有机郎肯循环天然气压缩装置，其特征在于其压缩比由下列公式计算：

ε＝p₂/p₀                (1)

A₁/A₂＝α(p₂/p₁)          (2)

其中：ε为压缩比，α为大于1.5的常数，p₀为压缩缸I(8)或压缩缸II(22)压缩初期的压力，p₁为工作缸(14)内部压力，p₂为压缩缸I(8)或压缩缸II(22)压缩终了的压力，A₁为动力活塞(15)的面积，A₂为缩活塞I(9)或压缩活塞II(21)的面积。