CN116221220A - 一种利用气压差推动活塞提供动力的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及动力机械技术领域，且公开了一种利用气压差推动活塞提供动力的装置，包括腔体，所述腔体内侧滑动连接有活塞，所述腔体底部设置为开口状。该利用气压差推动活塞提供动力的装置，这些组件组成动力单元，每个动力单元在一个完整运行周期中，第二次做功的期间，仅需消耗少量能量驱动冷媒流动，从气缸内导出热量，即可获得缸内缸外巨大的空气压强差，动力单元中的活塞是利用外部空气压力来推动其运行的，活塞对外做功输出的能量远超驱动冷媒运行需要消耗的能量，且冷媒导出的热量可用于对外供热，提高装置整体热效率，每个动力单元的一个完整的运行周期实现了单位能源消耗量的最大能量输出，减少了能源的消耗，具有良好的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及动力机械技术领域，具体为一种利用气压差推动活塞提供动力的装置。
背景技术
18世纪末蒸汽机的问世，开拓了化学能的利用，大大地提高了劳动生产率，导致了工业革命。19世纪末，内燃机的发明和应用为汽车、机车、船舶提供了动力，并导致飞机的发明，使人类交通运输业的面貌发生了巨大的变革，更促进了机械制造业的巨大发展；动力机械是将自然界中的能量转换为机械能而作功的机械装置。动力机械深刻地影响着人类生产力的发展，但是，动力机械的噪声、特别是热力发动机的排放物又给人类造成了日益严重的危害；
现有的蒸汽动力机械在形成动力时需要大量的蒸汽能，通过强大的蒸汽能转换为动能，此种方式能源消耗大，产生的动能有限，并且在通过蒸汽能转化为动能的过程中，蒸汽动力机械在使用时产生的热能未能被很好的利用，造成能量的浪费，为此，我们提出一种利用气压差推动活塞提供动力的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用气压差推动活塞提供动力的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用气压差推动活塞提供动力的装置，包括腔体，所述腔体内侧滑动连接有活塞，所述腔体底部设置为开口状，所述腔体顶部固定连接有蒸汽分管，所述蒸汽分管顶端固定连接有蒸汽主管，所述腔体内侧设置有蒸发器，所述蒸发器左侧靠上固定连接有进冷媒分管，所述蒸发器左侧靠下固定连接有出冷媒分管，所述腔体设置有若干，若干个腔体呈直线等间距分布。
优选的，所述进冷媒分管右端贯穿于蒸发器左侧，所述进冷媒分管右端固定连接有弯管一，所述出冷媒分管右端贯穿于蒸发器左侧，所述弯管一固定连接在出冷媒分管右端。
优选的，所述活塞外表面固定连接有密封环，所述密封管外表面与腔体内侧紧密贴合，所述腔体密闭端与活塞共同形成一个密闭的气缸，活塞可以在腔体内从密闭端到开口端线性往复运动。
优选的，所述蒸汽分管底端贯穿于腔体顶部，所述蒸汽分管中间设置有蒸汽阀门，所述腔体内侧固定连接有限位器，所述限位器设置有两个，两个限位器分别位于腔体内左右两侧。
优选的，所述进冷媒分管左端固定连接有进冷媒主管，所述进冷媒分管左侧设置有冷媒阀门一，所述进冷媒分管中间设置有膨胀阀。
优选的，所述出冷媒分管左端固定连接有出冷媒主管，所述出冷媒分管中间设置有冷媒阀门二。
优选的，所述出冷媒主管左端固定连接有压缩机，所述压缩机左侧固定连接有里连接管，所述连接管左端固定连接有冷凝器，所述冷凝器左侧靠上固定连接有热出水管一，所述热出水管一底端固定连接有热水罐，所述热水罐左侧固定连接有热出水管二，所述冷凝器左侧靠下固定连接有冷水进管二。
优选的，所述冷水进管二顶端固定连接有冷水罐，所述冷水罐顶端固定连接有冷水进管一，所述压缩机顶部固定连接有温度调节器。
优选的，所述进冷媒主管固定连接在冷凝器右侧靠下，所述进冷媒主管自左向右依次设置有储液罐和过滤器。
优选的，所述连接管左端贯穿于冷凝器右侧，所述连接管左端固定连接有弯管二，所述出冷媒主管左端贯穿于冷凝器右侧，所述弯管二固定连接在出冷媒主管顶部。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该利用气压差推动活塞提供动力的装置，通过设置蒸汽分管、蒸汽阀门、腔体、限位器、活塞、密封环、进冷媒分管、出冷媒分管、冷媒阀门一、冷媒阀门二和膨胀阀，在使用过程中，这些组件组成动力单元，每个动力单元在一个完整运行周期中，第二次做功的期间，仅需消耗少量能量驱动冷媒流动，从气缸内导出热量，即可获得缸内缸外巨大的空气压强差，动力单元中的活塞是利用外部空气压力来推动其运行的，活塞对外做功输出的能量远超驱动冷媒运行需要消耗的能量，且冷媒导出的热量可用于对外供热，提高装置整体热效率，每个动力单元的一个完整的运行周期实现了单位能源消耗量的最大能量输出。
附图说明
图1为本发明冷凝器与压缩机连接示意图；
图2为本发明冷凝器与压缩机部分剖面示意图；
图3为本发明腔体处部分剖面示意图；
图4为本发明整体结构示意图。
图中：1、冷水进管一；2、冷水罐；3、热出水管二；4、热水罐；5、热出水管一；6、出冷媒主管；7、温度调节器；8、压缩机；9、弯管一；10、蒸发器；11、进冷媒主管；12、膨胀阀；13、过滤器；14、储液罐；15、冷凝器；16、冷水进管二；17、弯管二；18、蒸汽分管；19、蒸汽阀门；20、气缸；21、密封环；22、活塞；23、腔体；24、限位器；25、出冷媒分管；26、冷媒阀门二；27、冷媒阀门一；28、进冷媒分管；29、蒸汽主管。
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。
本发明提供以下技术方案：
请参阅图1-4，一种利用气压差推动活塞22提供动力的装置，包括腔体23，腔体23内侧滑动连接有活塞22，腔体23底部设置为开口状，腔体23顶部固定连接有蒸汽分管18，蒸汽分管18顶端固定连接有蒸汽主管29，腔体23内侧设置有蒸发器10，蒸发器10左侧靠上固定连接有进冷媒分管28，蒸发器10左侧靠下固定连接有出冷媒分管25，腔体23设置有若干，若干个腔体23呈直线等间距分布，通过设置蒸汽分管18、蒸汽阀门19、腔体23、限位器24、活塞22、密封环21、进冷媒分管28、出冷媒分管25、冷媒阀门一27、冷媒阀门二26和膨胀阀12，在使用过程中，这些组件组成动力单元，每个动力单元在一个完整运行周期中，第二次做功的期间，仅需消耗少量能量驱动冷媒流动，从气缸20内导出热量，即可获得缸内缸外巨大的空气压强差。
进一步地，进冷媒分管28右端贯穿于蒸发器10左侧，进冷媒分管28右端固定连接有弯管一9，出冷媒分管25右端贯穿于蒸发器10左侧，弯管一9固定连接在出冷媒分管25右端，液态冷媒经冷媒管进入蒸发器10，在蒸发器10内吸热汽化，汽化后的气态冷媒经冷媒管流出蒸发器10。
进一步地，活塞22外表面固定连接有密封环21，密封管外表面与腔体23内侧紧密贴合，腔体23密闭端与活塞22共同形成一个密闭的气缸20，活塞22可以在腔体23内从密闭端到开口端线性往复运动，活塞22与腔体23密闭端形成的气缸20由活塞22上的若干个密封环21确保严格气密性。
进一步地，蒸汽分管18底端贯穿于腔体23顶部，蒸汽分管18中间设置有蒸汽阀门19，腔体23内侧固定连接有限位器24，限位器24设置有两个，两个限位器24分别位于腔体23内左右两侧，在蒸汽阀门19的作用下可以对各个蒸汽分管18进行控制，可以控制对应的腔体23运动。
进一步地，进冷媒分管28左端固定连接有进冷媒主管11，进冷媒分管28左侧设置有冷媒阀门一27，进冷媒分管28中间设置有膨胀阀12，蒸汽分管18连通蒸汽主管29与气缸20内部空间，冷媒水由膨胀阀12控制流量；冷媒管一端进入气缸20连接蒸发器10，另一端连接压缩泵和冷凝器15，形成一个完整的热泵系统。
进一步地，出冷媒分管25左端固定连接有出冷媒主管6，出冷媒分管25中间设置有冷媒阀门二26，腔体23的密闭端有若干开孔，分别穿过蒸汽分管18、进冷媒分管28、出冷媒分管25，以上穿过开孔的管的管壁与气缸20壁之间须确保气密性，通过蒸汽阀门19切换连通或关闭的状态。进冷媒分管28、出冷媒分管25的管内空间与气缸20内部空间相互隔绝,通过冷媒阀门一27和冷媒阀门二26切换连通或关闭的状态，并通过膨胀阀12控制冷媒的流量。
进一步地，出冷媒主管6左端固定连接有压缩机8，压缩机8左侧固定连接有里连接管，连接管左端固定连接有冷凝器15，冷凝器15左侧靠上固定连接有热出水管一5，热出水管一5底端固定连接有热水罐4，热水罐4左侧固定连接有热出水管二3，冷凝器15左侧靠下固定连接有冷水进管二16。
进一步地，冷水进管二16顶端固定连接有冷水罐2，冷水罐2顶端固定连接有冷水进管一1，压缩机8顶部固定连接有温度调节器7，在冷水罐2的作用下可以对冷水进行储存，在冷水进管一1的作用下可以方便冷水的进入，在温度调节器7的作用下对压缩机8内的温度进行调节。
进一步地，进冷媒主管11固定连接在冷凝器15右侧靠下，进冷媒主管11自左向右依次设置有储液罐14和过滤器13，在过滤器13的作用下对冷媒进行过滤，防止冷媒在长时间使用后产生的杂质造成管道的堵塞，增加了该装置的使用寿命。
进一步地，连接管左端贯穿于冷凝器15右侧，连接管左端固定连接有弯管二17，出冷媒主管6左端贯穿于冷凝器15右侧，弯管二17固定连接在出冷媒主管6顶部，在弯管二17的作用下可以提高了气态冷媒在冷凝器15内液化放热的效果，对外供热，增加了该装置的实用性。
在实际操作过程中，当此装置使用时，第一次做功：活塞22起始位置位于气缸20密闭端，关闭冷媒冷媒阀门一27、冷媒冷媒阀门二26、，打开蒸汽阀门19，通过蒸汽管向气缸20内通入高温高压的液体蒸汽，气缸20内气体压强高于外界空气压强，活塞22向腔体23开口端运动，并对外第一次做功，待活塞22运行到设定位置时，限位器24固定住活塞22的位置，关闭蒸汽管蒸汽阀门19，完成第一次做功；
第二次做功：待第一次做功完成后，打开冷媒冷媒阀门一27、冷媒冷媒阀门二26，通过冷媒将气缸20内的温度导出，此时气缸20内温度下降，气缸20内的蒸汽液化，气缸20内气压大幅降低，待气缸20内气压降低到设定气压，限位器24释放活塞22，活塞22受外部空气压力作用向腔体23密闭端运动，第二次对外做功，待活塞22运行到设定位置时，关闭冷媒冷媒阀门一27、冷媒冷媒阀门二26，完成第二次做功；
蒸汽管与气缸20之间是联通的，第一次做工是高压蒸汽直接进入气缸20推动活塞22；冷媒管只是进入气缸20连接蒸发器10，其管内流动的是冷媒，其管内空间与气缸20是隔绝的；液态冷媒经冷媒管进入蒸发器10，在蒸发器10内吸热汽化，汽化后的气态冷媒经冷媒管流出蒸发器10。冷媒由膨胀阀12控制流量；冷媒管一端进入气缸20连接蒸发器10，另一端连接压缩泵和冷凝器15，形成一个完整的热泵系统。气态冷媒在冷凝器15内液化放热，对外供热。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，包括腔体(23)，其特征在于：所述腔体(23)内侧滑动连接有活塞(22)，所述腔体(23)底部设置为开口状，所述腔体(23)顶部固定连接有蒸汽分管(18)，所述蒸汽分管(18)顶端固定连接有蒸汽主管(29)，所述腔体(23)内侧设置有蒸发器(10)，所述蒸发器(10)左侧靠上固定连接有进冷媒分管(28)，所述蒸发器(10)左侧靠下固定连接有出冷媒分管(25)，所述腔体(23)设置有若干，若干个腔体(23)呈直线等间距分布。
2.根据权利要求1所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述进冷媒分管(28)右端贯穿于蒸发器(10)左侧，所述进冷媒分管(28)右端固定连接有弯管一(9)，所述出冷媒分管(25)右端贯穿于蒸发器(10)左侧，所述弯管一(9)固定连接在出冷媒分管(25)右端。
3.根据权利要求1所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述活塞(22)外表面固定连接有密封环(21)，所述密封管外表面与腔体(23)内侧紧密贴合，所述腔体(23)密闭端与活塞(22)共同形成一个密闭的气缸(20)，活塞(22)可以在腔体(23)内从密闭端到开口端线性往复运动。
4.根据权利要求1所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述蒸汽分管(18)底端贯穿于腔体(23)顶部，所述蒸汽分管(18)中间设置有蒸汽阀门(19)，所述腔体(23)内侧固定连接有限位器(24)，所述限位器(24)设置有两个，两个限位器(24)分别位于腔体(23)内左右两侧。
5.根据权利要求1所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述进冷媒分管(28)左端固定连接有进冷媒主管(11)，所述进冷媒分管(28)左侧设置有冷媒阀门一(27)，所述进冷媒分管(28)中间设置有膨胀阀(12)。
6.根据权利要求1所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述出冷媒分管(25)左端固定连接有出冷媒主管(6)，所述出冷媒分管(25)中间设置有冷媒阀门二(26)。
7.根据权利要求6所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述出冷媒主管(6)左端固定连接有压缩机(8)，所述压缩机(8)左侧固定连接有里连接管，所述连接管左端固定连接有冷凝器(15)，所述冷凝器(15)左侧靠上固定连接有热出水管一(5)，所述热出水管一(5)底端固定连接有热水罐(4)，所述热水罐(4)左侧固定连接有热出水管二(3)，所述冷凝器(15)左侧靠下固定连接有冷水进管二(16)。
8.根据权利要求7所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述冷水进管二(16)顶端固定连接有冷水罐(2)，所述冷水罐(2)顶端固定连接有冷水进管一(1)，所述压缩机(8)顶部固定连接有温度调节器(7)。
9.根据权利要求6所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述进冷媒主管(11)固定连接在冷凝器(15)右侧靠下，所述进冷媒主管(11)自左向右依次设置有储液罐(14)和过滤器(13)。
10.根据权利要求6所述的一种利用气压差推动活塞(22)提供动力的装置，其特征在于：所述连接管左端贯穿于冷凝器(15)右侧，所述连接管左端固定连接有弯管二(17)，所述出冷媒主管(6)左端贯穿于冷凝器(15)右侧，所述弯管二(17)固定连接在出冷媒主管(6)顶部。
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|---|---|
| CN (1) | CN116221220A (zh) |
-
2023
- 2023-02-20 CN CN202310138176.2A patent/CN116221220A/zh not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20230606 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |