CN111594413B - 一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，该往复潜液式液氢泵包括如下组成部分：与液氢容器相连接的隔离部，所述隔离部将泵主体与液氢容器完全隔离，泵主体安装于隔离部之内；泵主体冷端部，所述冷端部用于接收来自液氢容器的液氢，并将液氢排送至液氢出口管；与冷端部相连接的动力部，所述动力部采用机械动力装置远距离输送高压流体驱动冷端部往复动作，实现液氢的排放。本发明取消了传统电机通过曲柄连杆机构直接驱动冷端活塞往复运动的往复泵结构，改为通过高压流体远距离传递动力的潜液液氢往复泵装置，有效解决了超低温环境的电机技术问题及易燃易爆环境的电机动力机构安全技术问题。

Description

一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵
技术领域
本发明涉及液氢能源领域，具体是一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵。
背景技术
液氢（LH2），是一种高能、超低温液体清洁燃料，与气氢和金属氢化物相比，液氢在储能密度和输运成本方面，具有无可比拟的优势，发展空间较为广阔，中国亦发布了多个相关政策对氢能源产业进行支持。而用于液氢输送的液氢泵，是液氢产业的重要设备之一。
目前液氢的卸货和输送，基本采用增压挤出的方式，容器设计要求高，输出压力低，且高温的增压气体可能产生热声震荡的风险。
一般的往复式超低温泵，常温动力部分一般采取电机驱动的曲柄连杆机构，冷端则为真空保温形式的柱塞泵结构，是液化天然气（LNG）等低温液体常用设备。其特点是开泵前需要进行深度预冷，准备工作繁琐耗时长，且BOG（气体在临界温度以下经加压被液化后的低温液体，因难以与环境绝对绝热，吸收外界热量而蒸发出的气体）损失大，会污染空气和增加成本。而LNG储运中，亦有完全潜在液体中的电动离心泵，但因液氢温度（-253℃）远低于LNG（-169℃），无法解决电动机潜液问题，因此亟待解决。
发明内容
本发明提供了一种往复式潜液液氢泵。本发明能通过远距离机械动力驱动常温活塞，带动冷端往复运动，完成液氢的输送过程，并且取消了工作前预冷的步骤，且有效降低了工作过程中的BOG损失，使工作过程更加安全。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，该往复式潜液液氢泵包括如下组成部分：
与液氢容器相连接的隔离部，所述隔离部将泵主体与液氢容器完全隔离，泵主体安装于隔离部之内；
泵主体冷端部，所述冷端部用于接收来自液氢容器的液氢，并将液氢排送至液氢出口管；
与冷端部相连接的动力部，所述动力部采用机械动力装置远距离输送高压流体驱动冷端部往复动作，实现液氢的排放。
作为本发明进一步的方案：所述动力部包括常温组件和动力组件；该常温组件包括设置于常温缸体中的常温活塞，所述常温活塞上套设有用以填充常温活塞和缸体内壁缝隙的常温活塞密封圈；所述动力组件包括动力装置，所述动力装置内设有储存高压流体的液腔，所述动力装置通过驱动管路与常温活塞上侧的缸体空腔相连通，并驱动液腔内高压流体沿着驱动管路进入常温活塞上侧的缸体空腔内，从而使常温活塞开始运动；该往复式潜液液氢泵还包括与常温活塞固定连接的支杆，所述支杆远离常温活塞的一端与所述冷端部相连接。
作为本发明再进一步的方案：所述动力装置为计量泵，所述计量泵内液腔储存有高压液压油，所述高压液压油即为高压流体，所述计量泵通过柱塞来控制液腔内的高压液压油进出常温活塞上侧的缸体空腔；所述驱动管路上还设有安全泄放阀。
作为本发明再进一步的方案：所述常温组件包括上下方均为开口状的常温缸体，所述常温缸体的上方开口处设置有密封的顶盖，下方开口处设置有密封的底盖；所述液氢泵仅有其顶盖伸出在所述隔离组件的外侧，用于排放液氢的液氢出口管穿过所述顶盖将液氢输送到外界。
作为本发明再进一步的方案：所述动力部还包括稳压组件，所述稳压组件包括稳压容器，所述稳压容器内储存有一定压强的惰性气体，所述稳压容器通过稳压管路与常温活塞下侧的缸体空腔相连通，所述稳压管路穿过所述顶盖进入所述隔离组件，再通过所述底盖与常温活塞下方的缸体空腔相连通，以维持常温活塞下方缸体空腔压力的相对稳定。
作为本发明再进一步的方案：所述冷端部为冷端组件；所述冷端组件包括下方为开口状的冷端缸体，所述冷端缸体的下方开口处固设有用于密封的冷端底盖，所述冷端缸体中设置有通过支杆与常温活塞相连接的冷端活塞，所述冷端活塞上套设有用以填充冷端活塞和缸体内壁缝隙的冷端活塞密封圈；所述冷端组件还包括用于连通冷端缸体内腔与液氢容器的入口单向阀，以及用于连通冷端缸体内腔与液氢出口管的出口单向阀。
作为本发明再进一步的方案：所述冷端组件和常温组件之间通过支筒固定连接，所述支杆穿设于所述支筒中；所述液氢出口管环绕支筒螺旋上升；所述入口单向阀安装于冷端底盖上，所述出口单向阀安装于冷端底盖上或者冷端缸体的缸壁底部。
作为本发明再进一步的方案：所述隔离部为隔离组件，所述液氢容器上开设有与隔离组件形状相适配的凹槽，所述隔离组件安装在凹槽内；所述隔离组件包括隔离筒，所述泵本体安装在隔离筒内；所述隔离组件还包括安装在隔离筒底部的隔离阀，所述隔离阀穿设于液氢容器内与液氢相连通，所述隔离阀为液氢容器内液氢与冷端部之间的连接媒介。
作为本发明再进一步的方案：所述隔离筒为上下开口状的双层套筒，所述双层套筒将隔离筒分隔成筒腔空间和套筒之间的夹腔空间；所述隔离筒顶部设置有顶部安装法兰，所述隔离筒底部设置有底部安装法兰,所述底部安装法兰与液氢容器固定密封连接，所述顶部安装法兰与泵本体上的顶盖固定密封连接；所述顶部安装法兰上开设有便于将隔离筒内筒腔空间抽为真空状态的通孔；所述隔离筒筒身上开设有便于将隔离筒内夹腔空间抽为真空状态的抽真空接口，所述底部安装法兰内部中空，且底部安装法兰上开设有连通隔离筒内夹腔空间的通孔；所述顶部安装法兰上还设有压力传感器。
作为本发明再进一步的方案：所述隔离阀包括阀芯、上方开口状的阀体和阀盖，所述阀盖固定在底部安装法兰上，所述阀盖上开设有供液氢流通的流通口，所述阀体固设于阀盖底部且位于流通口下方，所述阀体设于液氢容器内，且阀体上开设有至少一个供液氢流入阀体内的引流口；所述阀芯和阀盖相配合实现如下两种工作状态：或者所述阀芯抵接于阀盖时，所述流通口被封堵，液氢容器内液氢无法向外输送；或者所述阀芯不抵接于阀盖时，所述流通口开放，液氢容器内液氢可正常向外输送；所述阀芯为上粗下细的二段式阶梯柱状，所述阀芯下半段可活动的穿设于阀体底部，所述阀体内底部安装有压缩弹簧，所述压缩弹簧远离阀体的一端抵接到阀芯上半部，所述压缩弹簧处于自然状态时，压缩弹簧压迫阀芯上半部使其封堵住阀盖上的流通口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明使用时，取消了传统电机通过曲柄连杆机构直接驱动冷端（液力端）活塞（柱塞）往复运动的往复泵结构，改为通过高压流体远距离传递动力的潜液液氢往复泵装置，即以计量泵型式的动力装置产生动力，柱塞通过远距离管道将高压液压油输送到液氢泵常温活塞上方缸体空腔，从而驱动常温活塞往复运动，常温端活塞再经支杆驱动冷端活塞往复运动，相较于传统机动往复泵，本方案使电机驱动的动力装置与超低浊（-253℃）液氢介质及易燃易爆氢气介质环境完全隔离，有效解决了超低温环境的电机技术问题及易燃易爆环境的电机动力机构安全技术问题，系统安全可靠且易于工程实现；往复运动过程中通过压强差的作用，冷端组件从入口单向阀吸入液氢，再从出口单向阀排出，完成液氢的输送，入口单向阀和出口单向阀位于冷端缸体底部的设计，防止了工作过程中冷端缸体内底部有余液不能有效的排出，提高了液氢的排出效率；在计量泵停止工作后，液氢泵停止对液氢的输送，此时冷端活塞下方空间还保留有液氢，在下次重新启动液氢泵时，即可直接工作，无需预冷的步骤。
2、本发明使用时，计量泵内柱塞（活塞）的行程S0与面积A0的乘积（S0 •A0）与泵冷端活塞行程S2与面积A2的乘积（S2 •A2）相等，两个往复运动的频率（泵速n）也相等，也即液氢泵的理论流量Qt= n•S2 •A2= n•S0 •A0，控制（改变）计量泵型式的动力装置柱塞（活塞）的行程S0或泵速n，也就可以控制（改变）液氢泵的流量，因此，本发明同时具有液氢计量泵的功能。
3、本发明使用时，由于高压液压油抗氧化性好，且还能起到润滑防锈的作用，使得动力的传递更加稳定；将动力源远距离放置，解决了常规动力机构潜液后在低温环境工作易发生故障的问题；在驱动管路内压力过大时，可以开启安全泄放阀对驱动管路进行泄压，保证液氢泵的安全运行。
4、本发明使用时，常温活塞下侧的缸体空腔连通稳压容器，使得常温活塞上下往复运动时，活塞下部的压力在容积变化的情况下，依然能维持在合适的范围内，且在柱塞回程时，稳压容器为了平衡压强还能对常温活塞施加一个向上的助推力，使高压液压油顺利回流，避免液缸内出现脱流现象。
5、本发明使用时，液氢泵安装在隔离组件内，安装完成后，液氢泵的入口单向阀顶开阀盖，对阀盖施加一个向下的力，从而使压缩弹簧收缩，阀芯向下移动，暴露出阀盖上的流通口，使隔离阀变为开启状态，从而使入口单向阀和隔离阀的内部空间相连通，建立起冷端部与液氢容器之间的输送通道，使液氢能在隔离阀中直接接触入口单向阀，做好输送液氢的准备；当液氢泵需要拆出检修时，压缩弹簧不受向下的压力从而恢复为自然伸缩状态，推动阀芯封堵住阀盖的流通口，此时隔离阀变为关闭状态，使得液氢容器内液氢重新与外界隔绝。
6、本发明使用时，由于液氢泵安装在隔离组件3内，通过抽真空接口将底部安装法兰303和隔离筒302的夹腔空间均抽为真空，同时从顶部安装法兰301上开设的通孔将隔离筒302内筒腔空间也抽为真空，从而减小了隔离组件3内的传热，同时，液氢泵本体仅有顶盖位于隔离组件外侧，传热面积小，吸收外界热量极其有限，因此能有效降低工作过程中的BOG损失；顶部安装法兰上预留有位置可加装压力传感器，对隔离筒的内部泵本体以外的空间进行实时压力监控，如果液氢发生泄漏时，压力升高可及时发现，避免出现危险，同时根据压力的变化可了解到密封圈的使用情况，以便及时更换；同时顶部安装法兰上开设的孔还可以向外界安全释放隔离组件内拆装液氢泵时泄露的微量氢气，并可向内部进行氮气吹扫工作保证内部无氧气残留。
7、本发明使用时，由于液氢泵在常温生产时温度较高，而工作过程中温度较低，导致温差过大，因此将液氢出口管设置为通过出口单向阀后环绕支筒螺旋上升，避免过低温状态下液氢出口管发生收缩断裂情况，设为螺旋状有效进行了弹性补偿。
附图说明
图1为一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵在液氢容器内的安装示意图。
图2为一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵的结构示意图。
图3为一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵中隔离阀的结构示意图。
图中：1、冷端组件；2、常温组件；3、隔离组件；4、稳压组件；5、动力组件；101、冷端活塞；102、冷端活塞密封圈；103、冷端缸体；104、出口单向阀；105、冷端底盖；106、入口单向阀；201、支筒；202、支杆；203、底盖；204、常温缸体；205、常温活塞密封圈；206、常温活塞；207、顶盖；301、顶部安装法兰；302、隔离筒；303、底部安装法兰；304、隔离阀；3041、阀体；3042、压缩弹簧；3043、阀盖；3044、阀芯；401、稳压容器；402、稳压管路；501、计量泵；502、驱动管路；503、安全泄放阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，该往复式潜液液氢泵包括如下组成部分：与液氢容器相连接的隔离部，所述隔离部将泵主体与液氢容器完全隔离，泵主体安装于隔离部之内；
泵主体冷端部，所述冷端部用于接收来自液氢容器的液氢，并将液氢排送至液氢出口管；
与冷端部相连接的动力部，所述动力部采用机械动力装置远距离输送高压流体驱动冷端部往复动作，实现液氢的排放。
所述动力部包括常温组件2和动力组件5；该常温组件2包括设置于常温缸体204中的常温活塞206，所述常温活塞206上套设有用以填充常温活塞206和缸体内壁缝隙的常温活塞密封圈205；所述动力组件5包括动力装置，所述动力装置内设有储存高压流体的液腔，所述动力装置通过驱动管路502与常温活塞206上侧的缸体空腔相连通，并驱动液腔内高压流体沿着驱动管路502进入常温活塞206上侧的缸体空腔内，从而使常温活塞206开始运动；该往复式潜液液氢泵还包括与常温活塞206固定连接的支杆202，所述支杆202远离常温活塞206的一端与所述冷端部相连接。
所述动力装置为计量泵501，所述计量泵501内液腔储存有高压液压油，所述高压液压油即为高压流体，所述计量泵501通过柱塞来控制液腔内的高压液压油进出常温活塞206上侧的缸体空腔；所述驱动管路502上还设有安全泄放阀503。
所述安全泄放阀503可选用外排式泄压阀；
这里的计量泵选用柱塞式计量泵，计量泵501内柱塞向前运动时，所述液腔内的高压液压油通过与液腔相连通的驱动管路502注入到常温活塞206上侧的缸体空腔内，当计量泵501内柱塞向后运动时，所述常温活塞206上侧缸体空腔内的高压液压油通过驱动管路502重新返回液腔。
所述常温组件2包括上下方均为开口状的常温缸体204，所述常温缸体204的上方开口处设置有密封的顶盖207，下方开口处设置有密封的底盖203；所述液氢泵仅有其顶盖207伸出在所述隔离组件3的外侧，用于排放液氢的液氢出口管穿过所述顶盖207将液氢输送到外界。
泵本体安装时只有顶盖207盖合在顶部安装法兰301上，顶盖207通过螺栓与顶部安装法兰301固定连接；也可以将泵本体整个安装在隔离筒302中，同时密封底部安装法兰301，使泵本体与外界完全隔离。
所述动力部还包括稳压组件4，所述稳压组件4包括稳压容器401，所述稳压容器401内储存有一定压强的惰性气体，所述稳压容器401通过稳压管路402与常温活塞206下侧的缸体空腔相连通，所述稳压管路402穿过所述顶盖207进入所述隔离组件3，再通过所述底盖203与常温活塞206下方的缸体空腔相连通，以维持常温活塞206下方缸体空腔压力的相对稳定。
所述稳压容器401内惰性气体可选用氮气。
所述冷端部为冷端组件1；所述冷端组件1包括下方为开口状的冷端缸体103，所述冷端缸体103的下方开口处固设有用于密封的冷端底盖105，所述冷端缸体103中设置有通过支杆202与常温活塞206相连接的冷端活塞101，所述冷端活塞101上套设有用以填充冷端活塞101和缸体内壁缝隙的冷端活塞密封圈102；所述冷端组件1还包括用于连通冷端缸体103内腔与液氢容器的入口单向阀106，以及用于连通冷端缸体103内腔与液氢出口管的出口单向阀104。
所述冷端组件1和常温组件2之间通过支筒201固定连接，所述支杆202穿设于所述支筒201中；所述液氢出口管环绕支筒201螺旋上升；所述入口单向阀106安装于冷端底盖105上，所述出口单向阀104安装于冷端底盖105上或者冷端缸体103的缸壁底部。
所述隔离部为隔离组件3，所述液氢容器上开设有与隔离组件3形状相适配的凹槽，所述隔离组件3安装在凹槽内；所述隔离组件3包括隔离筒302，所述泵本体安装在隔离筒302内；所述隔离组件3还包括安装在隔离筒302底部的隔离阀304，所述隔离阀304穿设于液氢容器内与液氢相连通，所述隔离阀304为液氢容器内液氢与冷端部之间的连接媒介。
所述隔离筒302为上下开口状的双层套筒，所述双层套筒将隔离筒302分隔成筒腔空间和套筒之间的夹腔空间；所述隔离筒302顶部设置有顶部安装法兰301，所述隔离筒302底部设置有底部安装法兰303,所述底部安装法兰303与液氢容器固定密封连接，所述顶部安装法兰301与泵本体上的顶盖207固定密封连接；所述顶部安装法兰301上开设有便于将隔离筒302内筒腔空间抽为真空状态的通孔；所述隔离筒302筒身上开设有便于将隔离筒302内夹腔空间抽为真空状态的抽真空接口，所述底部安装法兰303内部中空，且底部安装法兰303上开设有连通隔离筒302内夹腔空间的通孔；所述顶部安装法兰301上还设有压力传感器。
顶部安装法兰301和底部安装法兰303可以选择焊接的方式与隔离筒302固定在一起。
安装时，顶部安装法兰301可以和液氢容器上自带的安装法兰通过螺栓固定，接触面用密封圈密封，再将底部安装法兰303和液氢容器之间通过密封垫压紧密封；也可以只将底部安装法兰303和液氢容器上自带的安装法兰通过螺栓固定，接触面用密封圈密封，再将顶部安装法兰301和液氢容器之间通过密封垫压紧密封；还可以同时将顶部安装法兰301和底边安装法兰303与液氢容器上自带的安装法兰通过螺栓固定连接，接触面用密封圈密封。
所述隔离阀304包括阀芯3044、上方开口状的阀体3041和阀盖3043，所述阀盖3043固定在底部安装法兰303上，所述阀盖3043上开设有供液氢流通的流通口，所述阀体3041固设于阀盖3043底部且位于流通口下方，所述阀体3041设于液氢容器内，且阀体3041上开设有至少一个供液氢流入阀体3041内的引流口；所述阀芯3044和阀盖3043相配合实现如下两种工作状态：或者所述阀芯3044抵接于阀盖3043时，所述流通口被封堵，液氢容器内液氢无法向外输送；或者所述阀芯3044不抵接于阀盖3043时，所述流通口开放，液氢容器内液氢可正常向外输送；所述阀芯3044为上粗下细的二段式阶梯柱状，所述阀芯3044下半段可活动的穿设于阀体3041底部，所述阀体3041内底部安装有压缩弹簧3042，所述压缩弹簧3042远离阀体3041的一端抵接到阀芯3044上半部，所述压缩弹簧3042处于自然状态时，压缩弹簧3042压迫阀芯3044上半部使其封堵住阀盖3043上的流通口。
阀盖3043与底部安装法兰303之间可以选择通过螺栓来固定，阀体3041与阀盖3043之间亦可以选择通过螺栓来固定，这里的压缩弹簧3042优选为套设在阀芯3044上。
本发明的工作原理是：本发明使用时，计量泵501内的柱塞向前运动，从而通过长距离的驱动管路502向常温活塞206上侧的缸体空腔内注入高压液压油，持续灌输过程中，常温活塞206上侧的缸体空腔由于被加入高压流体从而压强变大，为了平衡常温缸体204内的压强，常温活塞206向下运动；当常温活塞206向下运动到一定程度时，计量泵501内的柱塞改为往后运动，此时常温活塞206上侧缸体空腔内的高压液压油受到一个来自柱塞的吸力，为了平衡压强，常温活塞206向上运动，高压液压油顺着驱动管路502重新回到液腔，往复进行以上步骤，使得常温活塞206实现往复上下运动，常温活塞206往复上下运动的同时，也通过支杆202带动冷端活塞101同步的往复上下运动，当冷端活塞101向上运动时，冷端活塞101下方空间的压强小于上方空间的压强，为了平衡压强，入口单向阀106外的液氢通过入口单向阀106进入冷端缸体103内，冷端活塞101向下运动时，由于入口单向阀106是单向通道，冷端缸体103内的液氢只能通过液氢出口管从出口单向阀104排出，完成将液氢容器内的液氢向外输送的过程；切断高压流体动力源后，液氢泵停止对液氢的输送，此时冷端活塞101下方空间还保留有液氢，在下次重新启动液氢泵时，即可直接工作，无需预冷的步骤。
计量泵501内柱塞（活塞）的行程S0与面积A0的乘积（S0 •A0）与泵冷端活塞101行程S2与面积A2的乘积（S2 •A2）相等，两个往复运动的频率（泵速n）也相等，也即液氢泵的理论流量Qt= n•S2 •A2= n•S0 •A0，控制（改变）计量泵型式的动力装置柱塞（活塞）的行程S0或泵速n，也就可以控制（改变）液氢泵的流量，因此，本发明同时具有液氢计量泵的功能。
由于高压液压油抗氧化性好，且还能起到润滑防锈的作用，使得动力的传递更加稳定；将动力源远距离放置，解决了常规动力机构潜液后在低温环境工作易发生故障的问题；在驱动管路502内压力过大时，可以开启安全泄放阀503对驱动管路502进行泄压，保证液氢泵的安全运行。
常温活塞206下侧的缸体空腔连通稳压容器401，使得常温活塞206上下往复运动时，活塞下部的压力在容积变化的情况下，依然能维持在合适的范围内，且在柱塞回程时，稳压容器401为了平衡压强还能对常温活塞206施加一个向上的助推力，使高压液压油顺利回流，避免液缸内出现脱流现象。
液氢泵安装在隔离组件3内，安装完成后，液氢泵的入口单向阀106顶开阀盖3043，对阀盖3043施加一个向下的力，从而使压缩弹簧3042收缩，阀芯3044向下移动，暴露出阀盖3043上的流通口，使隔离阀304变为开启状态，从而使入口单向阀106和隔离阀304的内部空间相连通，建立起冷端部与液氢容器之间的输送通道，使液氢能在隔离阀304中直接接触入口单向阀106，做好输送液氢的准备；当液氢泵需要拆出检修时，压缩弹簧3042不受向下的压力从而恢复为自然伸缩状态，推动阀芯3044封堵住阀盖3043的流通口，此时隔离阀304变为关闭状态，使得液氢容器内液氢重新与外界隔绝。
由于液氢泵安装在隔离组件3内，通过抽真空接口将底部安装法兰303和隔离筒302的夹腔空间均抽为真空，同时从顶部安装法兰301上开设的通孔将隔离筒302内筒腔空间也抽为真空，从而减小了隔离组件3内的传热，同时，液氢泵本体仅有顶盖207位于隔离组件3外侧，传热面积小，吸收外界热量极其有限，因此能有效降低工作过程中的BOG损失；顶部安装法兰301上预留有位置可加装压力传感器，对隔离筒302的内部泵本体以外的空间进行实时压力监控，如果液氢发生泄漏时，压力升高可及时发现，避免出现危险，同时根据压力的变化可了解到密封圈的使用情况，以便及时更换；同时顶部安装法兰301上开设的孔还可以向外界安全释放隔离组件3内拆装液氢泵时泄露的微量氢气，并可向内部进行氮气吹扫工作保证内部无氧气残留。
由于液氢泵在常温生产时温度较高，而工作过程中温度较低，导致温差过大，因此将液氢出口管设置为通过出口单向阀104后环绕支筒201螺旋上升，避免过低温状态下液氢出口管发生收缩断裂情况，设为螺旋状有效进行了弹性补偿。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，该往复式潜液液氢泵包括如下组成部分：
与液氢容器相连接的隔离部，所述隔离部将泵主体与液氢容器完全隔离，泵主体安装于隔离部之内；
泵主体冷端部，所述冷端部用于接收来自液氢容器的液氢，并将液氢排送至液氢出口管；
与冷端部相连接的动力部，所述动力部采用机械动力装置远距离输送高压流体驱动冷端部往复动作，实现液氢的排放；
所述动力部包括常温组件（2）和动力组件（5）；该常温组件（2）包括设置于常温缸体（204）中的常温活塞（206），所述常温活塞（206）上套设有用以填充常温活塞（206）和缸体内壁缝隙的常温活塞密封圈（205）；所述动力组件（5）包括动力装置，所述动力装置内设有储存高压流体的液腔，所述动力装置通过驱动管路（502）与常温活塞（206）上侧的缸体空腔相连通，并驱动液腔内高压流体沿着驱动管路（502）进入常温活塞（206）上侧的缸体空腔内，从而使常温活塞（206）开始运动；该往复式潜液液氢泵还包括与常温活塞（206）固定连接的支杆（202），所述支杆（202）远离常温活塞（206）的一端与所述冷端部相连接。
2.根据权利要求1所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述动力装置为计量泵（501），所述计量泵（501）内液腔储存有高压液压油，所述高压液压油即为高压流体，所述计量泵（501）通过柱塞来控制液腔内的高压液压油进出常温活塞（206）上侧的缸体空腔；所述驱动管路（502）上还设有安全泄放阀（503）。
3.根据权利要求1所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述常温组件（2）包括上下方均为开口状的常温缸体（204），所述常温缸体（204）的上方开口处设置有密封的顶盖（207），下方开口处设置有密封的底盖（203）；所述液氢泵仅有其顶盖（207）伸出在隔离组件（3）的外侧，用于排放液氢的液氢出口管穿过所述顶盖（207）将液氢输送到外界。
4.根据权利要求3所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述动力部还包括稳压组件（4），所述稳压组件（4）包括稳压容器（401），所述稳压容器（401）内储存有一定压强的惰性气体，所述稳压容器（401）通过稳压管路（402）与常温活塞（206）下侧的缸体空腔相连通，所述稳压管路（402）穿过所述顶盖（207）进入所述隔离组件（3），再通过所述底盖（203）与常温活塞（206）下方的缸体空腔相连通，以维持常温活塞（206）下方缸体空腔压力的相对稳定。
5.根据权利要求1所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述冷端部为冷端组件（1）；所述冷端组件（1）包括下方为开口状的冷端缸体（103），所述冷端缸体（103）的下方开口处固设有用于密封的冷端底盖（105），所述冷端缸体（103）中设置有通过支杆（202）与常温活塞（206）相连接的冷端活塞（101），所述冷端活塞（101）上套设有用以填充冷端活塞（101）和缸体内壁缝隙的冷端活塞密封圈（102）；所述冷端组件（1）还包括用于连通冷端缸体（103）内腔与液氢容器的入口单向阀（106），以及用于连通冷端缸体（103）内腔与液氢出口管的出口单向阀（104）。
6.根据权利要求5所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述冷端组件（1）和常温组件（2）之间通过支筒（201）固定连接，所述支杆（202）穿设于所述支筒（201）中；所述液氢出口管环绕支筒（201）螺旋上升；所述入口单向阀（106）安装于冷端底盖（105）上，所述出口单向阀（104）安装于冷端底盖（105）上或者冷端缸体（103）的缸壁底部。
7.根据权利要求1所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述隔离部为隔离组件（3），所述液氢容器上开设有与隔离组件（3）形状相适配的凹槽，所述隔离组件（3）安装在凹槽内；所述隔离组件（3）包括隔离筒（302），泵本体安装在隔离筒（302）内；所述隔离组件（3）还包括安装在隔离筒（302）底部的隔离阀（304），所述隔离阀（304）穿设于液氢容器内与液氢相连通，所述隔离阀（304）为液氢容器内液氢与冷端部之间的连接媒介。
8.根据权利要求7所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述隔离筒（302）为上下开口状的双层套筒，所述双层套筒将隔离筒（302）分隔成筒腔空间和套筒之间的夹腔空间；所述隔离筒（302）顶部设置有顶部安装法兰（301），所述隔离筒（302）底部设置有底部安装法兰（303）,所述底部安装法兰（303）与液氢容器固定密封连接，所述顶部安装法兰（301）与泵本体上的顶盖（207）固定密封连接；所述顶部安装法兰（301）上开设有便于将隔离筒（302）内筒腔空间抽为真空状态的通孔；所述隔离筒（302）筒身上开设有便于将隔离筒（302）内夹腔空间抽为真空状态的抽真空接口，所述底部安装法兰（303）内部中空，且底部安装法兰（303）上开设有连通隔离筒（302）内夹腔空间的通孔；所述顶部安装法兰（301）上还设有压力传感器。
9.根据权利要求7所述的一种远距离机械动力驱动的往复式潜液液氢泵，其特征在于，所述隔离阀（304）包括阀芯（3044）、上方开口状的阀体（3041）和阀盖（3043），所述阀盖（3043）固定在底部安装法兰（303）上，所述阀盖（3043）上开设有供液氢流通的流通口，所述阀体（3041）固设于阀盖（3043）底部且位于流通口下方，所述阀体（3041）设于液氢容器内，且阀体（3041）上开设有至少一个供液氢流入阀体（3041）内的引流口；所述阀芯（3044）和阀盖（3043）相配合实现如下两种工作状态：或者所述阀芯（3044）抵接于阀盖（3043）时，所述流通口被封堵，液氢容器内液氢无法向外输送；或者所述阀芯（3044）不抵接于阀盖（3043）时，所述流通口开放，液氢容器内液氢可正常向外输送；所述阀芯（3044）为上粗下细的二段式阶梯柱状，所述阀芯（3044）下半段可活动的穿设于阀体（3041）底部，所述阀体（3041）内底部安装有压缩弹簧（3042），所述压缩弹簧（3042）远离阀体（3041）的一端抵接到阀芯（3044）上半部，所述压缩弹簧（3042）处于自然状态时，压缩弹簧（3042）压迫阀芯（3044）上半部使其封堵住阀盖（3043）上的流通口。
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