CN104653427B - 一种热驱动的液体增压装置 - Google Patents
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Abstract
一种热驱动的液体增压装置，包括气压缸、浮球、单向阀a、单向阀b、高压排液管、排气管、排气管开关、低压进液管。所述气压缸顶部连接排气管，排气管上设置排气管开关；气压缸底部连接高压排液管和低压进液管，高压排液管与气压缸底部的连接处设置单向阀a，低压进液管与气压缸底部的连接处设置单向阀b；浮球位于气压缸内部，气压缸下方设置热源；所述浮球通过绳子与排气管开关相连，通过液位的变化控制排气管开关的通断。本发明利用热源对放入气压缸内的液体进行增温、增压，通过高压排液管排入发生器，取代吸收式制冷中消耗电能的溶液泵，本发明具有低能耗、无噪音，系统运行稳定、制冷系数COP较高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种热驱动的液体增压输送泵，特别涉及一种在吸收式制冷技术中，利用液体加热过程从液体中析出的气体对液体进行加压，最后将液体增压排出的增压装置。
背景技术
吸收式制冷技术利用低品位热能作为动力制冷，现有的吸收式制冷技术有：常见双压吸收式制冷技术(氨水吸收式和溴化锂溶液吸收式）以及单压吸收式制冷技术。双压吸收式制冷技术成熟，运行稳定，但需要利用电驱动的溶液泵来维持双压，不可避免地消耗电能和产生噪音。而单压吸收式制冷虽然具有不消耗电能、运行无噪音的优点，但却面临着运行时稳定性差、系统制冷系数COP低的问题。
目前在单压吸收式制冷技术中，采用气泡泵作为溶液循环的驱动装置，在双压吸收式制冷技术中，采用电能带动的溶液泵作为浓溶液的增压装置。
发明内容
本发明公开了一种热驱动的液体增压装置，利用构造简单、成本低的热驱动的液体增压输送泵完成对双压吸收式制冷系统中浓溶液进行增压，不但使吸收式制冷系统保留了原双压吸收式制冷系统运行稳定、制冷系数COP较高的优点，还省去了溶液泵的投资成本，而且使双压吸收式制冷循环具有了单压吸收式制冷循环运行时不消耗电能、不产生噪音的优点，有效克服现有的双压吸收式制冷技术存在的消耗电能和产生噪音、单压吸收式制冷技术存在的运行稳定性差、系统COP低的问题。本发明对吸收式制冷技术的推广具有重要意义。
本发明技术方案是这样实现的：
一种热驱动的液体增压装置，包括气压缸、浮球、单向阀a、单向阀b、高压排液管、排气管、排气管开关、低压进液管，气压缸内有液体。所述的气压缸的顶部连接排气管，排气管上设置排气管开关；气压缸的底部连接高压排液管和低压进液管，高压排液管与气压缸底部的连接处设置单向阀a，低压进液管与气压缸底部的连接处设置单向阀b；浮球位于气压缸内部，气压缸下方设置热源；所述浮球通过绳子与排气管开关相连，通过液位的变化控制排气管开关的通断。
当所述的气压缸内液位下降至底部时，浮球控制排气管开关左移，排气管畅通，当气压缸内液位上升时，浮球控制排气管开关右移，排气管关闭。
所述单向阀a是将气压缸内高压液体流向高压排液管；当气压缸内压力低于高压排液管时，单向阀a阻止高压排液管内液体回流至气压缸，当气压缸内压强高于排液管内压力时，单向阀a打开，气压缸内液体流出至高压排液管。
所述单向阀b是将低压进液管内的液体流向气压缸；气压缸与外部设备吸收器连通时，当气压缸内压强等于发生器内压强，液体在重力作用下推开单向阀b，液体流入气压缸，当气压缸内液体压强升高，单向阀b阻止缸内液体回流至低压进液管。
当所述气压缸内液体上升至最高位时，排气管被排气管开关关闭，热源开始对气压缸加热，当排气管开关左移打开后，热源停止对气压缸加热。
本发明结构简单，使用方便，利用热源对放入气压缸内的液体进行增温，进而增压，最后通过高压排液管排入发生器，从而在吸收式制冷中取代需要消耗电能的溶液泵。本发明不仅使双压吸收式制冷循环具有单压吸收式制冷循环运行时不消耗电能、不产生噪音的优点，而且保留了原双压吸收式制冷系统运行稳定、制冷系数COP较高的优点。
附图说明
图1为热驱动的液体增压装置内部结构示意图；
图2为热驱动的液体增压装置在吸收式制冷系统内的连接示意图；
图3为热驱动的液体增压装置在运行时缸内气体的P-V变化示意图。
1、气压缸，2、浮球，3、单向阀a，4、单向阀b，5、高压排液管，6、排气管，7、排气管开关，8、低压进液管， 12、流量控制阀，13、吸收器，14、发生器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
热驱动的液体增压装置结构如图1所示：包括气压缸1、浮球2、单向阀a3、单向阀b4、高压排液管5、排气管6、排气管开关7、低压进液管8，气压缸1内有液体；其特征在于：所述的气压缸1的顶部连接排气管6，排气管6上设置排气管开关7；气压缸1的底部连接高压排液管5和低压进液管8，高压排液管5与气压缸1底部的连接处设置单向阀a3，低压进液管8与气压缸1底部的连接处设置单向阀b4；浮球位于气压缸1内部，气压缸1下方设置热源；所述浮球2通过绳子与排气管开关7相连，通过液位的变化控制排气管开关7的通断。
热驱动的液体增压装置在吸收式制冷系统内的结构如图2所示：气压缸1顶部的排气管6与吸收器13的侧壁连通，气压缸1底部的低压进液管8与吸收器13的底部连通；气压缸1底部的高压排液管5与发生器14的上部连通，发生器14的排液管经流量控制阀12与吸收器13的顶部连通，发生器下方设置热源。
增压输送过程中，输送的液体以浓氨水为例进行说明。
A)进液过程：
当气压缸1内无液体时，浮球2通过绳子控制排气管开关7左移，使上部排气管6处保持畅通，气压缸1内压强与吸收器13内压强保持平衡，吸收器13内液体在重力作用下推开右侧单向阀b（4），使浓氨水流入气压缸1内，整个过程气缸内氨气的P-V关系如图3中的1-2所示。上升过程中浮球2上侧与右侧的绳子保持松弛，排气管开关7保持畅通，气压缸1内氨气通过排气管6排至吸收器13，保持气缸内气压在进液过程中不变。
B)增压过程:
当缸内液体液位上升至一定高度后，浮球2通过右侧绳子控制排气管开关7右移，关闭排气管开关7，此后，低压进液管8内浓氨水流入后，不再有氨气从排气管流出。进液时将导致气压缸内气体压强升高，最后导致液体体积不再增加，氨气体积不再减小。此时，对底部气压缸1加热，加热过程中，浓氨水温度升高，压强同样升高，饱和浓氨水内有少量氨气析出。由于排气管开关7与右侧单向阀b4的作用，增压过程中，不会有氨气或浓氨水流至低压侧吸收器13。加压过程中氨气的P-V关系如图3中的2-3过程。
C)排液过程:
随着气压缸受热过程的进行，缸内浓氨水温度升高至一定值后，上部氨气的压强达到发生器内压强PH后，当继续加热时，随着压强的进一步升高，缸内压力推开排液管单向阀a（3），使缸内氨水从高压排液管5内流出至上部发生器14，完成浓氨水的增压输送过程，缸内氨气的P-V关系如图3中的3-4所示。
D)减压过程:
当缸内浓氨水下降至一定高度（即氨气体积增加至一定值）后，浮球2控制排气管开关7左移，气压缸1与吸收器13通过排气管6连通，缸内高压氨气沿排气管6排出至吸收器13，气压缸内压强减小。减压过程中，缸内氨气的P-V关系如图3中的4-1所示。减压过程开始后，停止对底部气压缸加热。当排气过程进行到一定时间后，气压缸内压强降至吸收器内值，气压缸完成对浓氨水的输送后又回到初始状态。
热驱动的液体增压装置，在低压下将发生器14内的浓氨水，经排液管的流量控制阀12进入吸收器13，然后再经低压进液管8流入气压缸内，在密闭空间内对浓氨水加热，使浓氨水温度升高的同时析出氨气，从而使系统压力升高，达到增压的效果，在高压条件下将气压缸1内的浓氨水通过高压排液管5输送至发生器14内，达到对浓氨水加压且输送的目的。
Claims (5)
1.一种热驱动的液体增压装置，包括气压缸（1）、浮球（2）、单向阀a（3）、单向阀b（4）、高压排液管（5）、排气管（6）、排气管开关（7）、低压进液管（8），气压缸（1）内有液体；其特征在于：所述的气压缸（1）的顶部连接排气管（6），排气管（6）上设置排气管开关（7）；气压缸（1）的底部连接高压排液管（5）和低压进液管（8），高压排液管（5）与气压缸（1）底部的连接处设置单向阀a（3），低压进液管（8）与气压缸（1）底部的连接处设置单向阀b（4）；浮球位于气压缸（1）内部，气压缸（1）下方设置热源；所述浮球（2）通过绳子与排气管开关（7）相连，通过液位的变化控制排气管开关（7）的通断。
2.根据权利要求1所述的一种热驱动的液体增压装置，其特征在于：当气压缸内液位下降至底部时，浮球（2）控制排气管开关（7）左移，排气管（6）畅通，当气压缸内液位上升时，浮球（2）控制排气管开关（7）右移，排气管（6）关闭。
3.根据权利要求1所述的一种热驱动的液体增压装置，其特征在于：所述单向阀a（3）单向将气压缸（1）内的高压液体流向高压排液管（5）；当气压缸内压力低于高压排液管时，单向阀a（3）阻止高压排液管（5）内液体回流至气压缸（1），当气压缸（1）内压强高于排液管（5）内压力时，单向阀a（3）打开，气压缸内液体流出至高压排液管。
4.根据权利要求1所述的一种热驱动的液体增压装置，其特征在于：所述单向阀b（4）单向将低压进液管（8）内液体流至气压缸（1）；气压缸（1）与外部设备吸收器（13）连通时，当气压缸（1）内压强等于发生器（14）内压强，液体在重力作用下推开单向阀b（4），液体流入气压缸（1），当气压缸内液体压强升高，单向阀b（4）阻止缸内液体回流至低压进液管（8）。
5.根据权利要求1所述的一种热驱动的液体增压装置，其特征在于：当气压缸（1）内液体上升至气压缸顶部时，浮球（2）控制排气管开关（7）右移，排气管（6）被排气管开关（7）关闭，热源开始对气压缸（1）加热，当排气管开关（7）左移打开后，热源停止对气压缸（1）加热。
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