[发明专利]一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置

权利要求书

1.一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，包括：开放式活塞缸(11)、活塞(12)、液体腔室(13)、气体腔室(14)、平板(15)、动力设备(16)、活塞杆(1201)、第一气体注入管道(1401)和第一气体排出管道(1301)；其中活塞(12)安装于开放式活塞缸(11)内，活塞(12)在开放式活塞缸(11)内部的开放端上下竖直滑动；活塞(12)通过活塞杆(1201)与开放式活塞缸(11)外部的动力设备(16)相连，其中动力设备(16)为实现气体压缩或膨胀的能量转换设备；活塞(12)与开放式活塞缸(11)间完全密封；平板(15)上开有筛孔(1501)；在膨胀过程中，气体穿过筛孔(1501)向上方的液体腔室(13)运动，同时液体通过筛孔(1501)下落，进行气液混合并完成热质交换，从而实现液体对气体的控温即气体等温膨胀；待气体膨胀至与低压气体罐相同压强后，活塞停止运动；

当开放式活塞缸(11)的开口朝向下时，平板(15)与开放式活塞缸(11)的活塞壁水平固接且位于开放式活塞缸(11)的封闭端与活塞(12)之间，液体腔室(13)位于开放式活塞缸(11)的封闭端顶部，由平板(15)和开放式活塞缸(11)围成的空间为液体腔室(13)，该液体腔室(13)通过顶部的第一气体排出管道(1301)与外部气体排出管道相连；此时平板(15)、活塞(12)和开放式活塞缸(11)所围成的空间为气体腔室(14)，且该气体腔室(14)通过顶部的第一气体注入管道(1401)与外部气体注入管道相连；

当开放式活塞缸(11)的开口朝向上时，活塞(12)为下端开放的中空活塞，平板(15)水平固接于活塞(12)的下方，且平板(15)与活塞(12)围成的空间为一个液体腔室(13)，该液体腔室(13)通过顶部的第一气体排出管道(1301)与外部气体排出管道相连，且该液体腔室(13)随活塞(12)一同在开放式活塞缸(11)内竖直滑动；此时活塞(12)与开放式活塞缸(11)的封闭端围成的空间为气体腔室(14)，且该气体腔室(14)通过底部的第一气体注入管道(1401)与外部气体注入管道相连；

在液体腔室(13)中填充填料。

2.根据权利要求1所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，所述平板(15)的设置为一层或多层，当设置为至少两层的平板(15)时，在至少两层的平板(15)使气体以气泡形式进入所述液体腔室(13)的过程中，气体和液体之间的热交换更为充分。

3.根据权利要求1所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，当气体进入所述液体腔室(13)时与填料中的液体充分接触混合，实现气液的热质交换。

4.根据权利要求1所述的一种实现气体等温压缩膨胀的活塞装置，其特征在于，所述筛孔(1501)中部分筛孔(1501)的顶部装有起泡装置(1502)，起泡装置(1502)在气体以气泡形式进入所述液体腔室(13)时，使气体和液体之间的热交换更为充分，所述起泡装置(1502)为泡罩或浮阀。