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CN116335911A - 一种双级高压低温液体柱塞泵 - Google Patents

一种双级高压低温液体柱塞泵 Download PDF

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CN116335911A
CN116335911A CN202111598293.4A CN202111598293A CN116335911A CN 116335911 A CN116335911 A CN 116335911A CN 202111598293 A CN202111598293 A CN 202111598293A CN 116335911 A CN116335911 A CN 116335911A
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CN
China
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pressure
piston
medium
liquid
low
Prior art date
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Application number
CN202111598293.4A
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English (en)
Inventor
朱绍伟
杨志刚
薛明喆
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Tongji University
Original Assignee
Tongji University
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种双级高压低温液体柱塞泵,包括驱动部、柱塞杆、中压活塞、高压活塞、气缸支撑、中压气缸及高压气缸,所述中压活塞和高压活塞在中压气缸内形成有中压腔和低压背腔,所述高压活塞在高压气缸内形成有高压腔,所述低压背腔和中压腔之间设有低压进液通道,所述中压腔和高压腔之间设有中压进液通道,所述高压腔还引出高压出液通道,所述低压背腔与外部低温液体相连通,所述驱动部与柱塞杆相连,用于带动柱塞杆上下往复运动,从而带动中压活塞和高压活塞上下往复运动,使中压腔和高压腔容积变化从而吸液和排液,所述中压腔设置有压力缓冲机构。与现有技术相比,本发明的中压腔有压力缓冲机构,可以抑制尖峰高压。

Description

一种双级高压低温液体柱塞泵
技术领域
本发明涉及低温液体泵,尤其是涉及一种双级高压低温液体柱塞泵。
背景技术
高压低温液体柱塞泵用于将低温低压的低温液体加压到高压。低温液体可以是液氢,液氮等。一般要将低温液体从0.1-0.3MPa加压到70-90MPa。比如将压力从0.3MPa加压到90MPa,由于活塞与气缸间有余隙容积的存在,当柱塞在回程时,首先余隙里的90MPa低温液体压力下降到0.3MPa,之后吸液阀打开。但在高压下,低温液体具有可压缩性,而且,压缩过程低温液体也要经历吸热与放热的不可逆过程,因此余隙里的高压低温液体在高压活塞后退吸液时要汽化,占据一部分高压腔容积,这样高压腔不能全部用来吸液,容积系数降低。在工况恶化的时候,余隙里的高压低温液体膨胀后甚至占据了整个高压腔,从而使流量衰减为零,打不出低温液体。一个解决办法是在柱塞杆上加中压压级活塞和中压气缸,把低压的低温液体加压到中压,从而使高压腔从中压吸入低温液体,从而减小余隙的影响,然而这个方法带来中压腔与高压腔容积不匹配的问题。中压腔容积相对于高压腔太小则流量不足,中压腔容积相对于高压腔太大则会产生尖峰高压,损坏泵体。
发明内容
基于现有技术中高压低温液体柱塞泵存在尖峰高压的问题,本发明提供一种双级高压低温液体柱塞泵。
本发明通过在中压腔设置压力缓冲机构,将扫气容积固定的中压缸变为扫气容积可变的,从而抑制尖峰高压。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明提供一种双级高压低温液体柱塞泵,包括驱动部、柱塞杆、中压活塞、高压活塞、气缸支撑、中压气缸及高压气缸,
所述气缸支撑、中压气缸、高压气缸顺序相连,
所述柱塞杆、中压活塞、高压活塞顺序相连,
进一步的,所述柱塞杆与高压活塞相连接,所述中压活塞连接在高压活塞外侧,
所述柱塞杆位于气缸支撑内,所述中压活塞位于中压气缸内,所述高压活塞位于高压气缸内,
所述中压活塞在中压气缸内形成中压腔和低压背腔,
所述高压活塞在高压气缸内形成高压腔,
所述低压背腔和中压腔之间设有低压进液通道,
所述中压腔和高压腔之间设有中压进液通道,
所述高压腔还引出高压出液通道,
所述低压背腔与外部低温液体相连通,
所述驱动部与柱塞杆相连,用于带动柱塞杆上下往复运动,从而带动中压活塞和高压活塞上下往复运动,使中压腔和高压腔容积变化从而吸液和排液;
所述中压腔设置有压力缓冲机构。
在本发明的一个实施方式中,所述压力缓冲机构为能够实现所述中压活塞与高压活塞之间相对运动的中压活塞支撑结构;所述中压活塞通过中压活塞支撑结构连接在高压活塞外侧。
在本发明的一个实施方式中,所述中压活塞支撑结构选择为弹簧。
在本发明的一个实施方式中,所述中压活塞支撑结构选择为波纹管,从而使中压活塞与高压活塞之间没有泄漏。
进一步地,波纹管与中压活塞可以退化为一具有弹性的膜片。在高压下,该膜片可以变形,从而使中压腔容积可变,从而抑制高压尖峰。
在本发明的一个实施方式中,所述压力缓冲机构为与所述中压腔连接的压力吸收装置。这时,中压活塞与高压活塞可以固定,不做相对运动。靠压力吸收装置改变中压腔的扫气容积进而抑制高压尖峰。
在本发明的一个实施方式中,所述压力吸收装置由吸压气缸、吸压活塞、吸压活塞弹簧组成,所述吸压活塞位于吸压气缸内,所述吸压活塞和吸压气缸构成吸压腔,所述吸压腔与中压腔相连,吸压活塞弹簧一端与吸压活塞相连,另一端与吸压气缸相连,从而使吸压活塞能够在吸压气缸里往复移动。当压力高时,吸压活塞向上移动,平抑压力。吸压活塞弹簧与吸压活塞重量可控制中压压力。
当吸压活塞长度很长时,吸压背腔退化为零,这时弹簧可采用固定装置固定在吸压气缸体上,这并不影响其功能。
在本发明的一个实施方式中,当吸压活塞长度没有设置很长时,所述吸压活塞和吸压气缸除了构成吸压腔以外,还构成吸压背腔,此时,所述吸压活塞弹簧位于吸压背腔,将所述吸压背腔与储液箱相通,由于吸压背腔与储液箱相通,其压力基本不变。在本发明的一个实施方式中,在吸压活塞上设置一个吸压重物。靠重量就可控制中压腔的高压基本恒定。结合弹簧则有更大的设计自由度。
在本发明的一个实施方式中,所述压力吸收装置为一端封闭的压力吸收容器,其内部容积为压力吸收腔。其工作原理是压力吸收容器壁受压后膨胀,压力吸收腔容积增大,从而平抑压力。比较简单的一种设计方式是压力吸收容器为一段管子,该管子可以盘起来从而减小占有空间。而且管壁比较薄,从而容易膨胀。
在本发明的一个实施方式中,所述压力吸收装置为一端封闭的由波纹管形成的压力吸收容器,其内部容积为压力吸收腔。其工作原理是压力吸收容器壁受压后膨胀,压力吸收腔容积增大,从而平抑压力。
在本发明的一个实施方式中,所述低压进液通道包括低压进液口和低压进液阀,所述低压进液口连通低压背腔和中压腔,所述低压进液阀设置在低压进液口上。
在本发明的一个实施方式中,所述低压进液口为开设在中压活塞上连通低压背腔和中压腔的一个通道,所述低压进液阀位于中压腔内。
在本发明的一个实施方式中,所述中压进液通道包括中压进液口和中压进液阀,所述中压进液口连通中压腔和高压腔,所述中压进液阀设置在中压进液口上。
在本发明的一个实施方式中,所述中压进液口为开设在高压活塞上连通中压腔和高压腔的一个通道,所述中压进液阀位于高压腔内。
在本发明的一个实施方式中,所述高压出液通道包括高压出液口、高压出液阀、高压出液管和高压活塞出液腔,
所述高压活塞出液腔开设在高压气缸的缸头或侧壁,所述高压出液口为开设在高压气缸上连通高压腔和高压活塞出液腔的一个通道,所述高压出液阀设置在高压出液口上,且位于高压活塞出液腔内,所述高压出液管连通高压活塞出液腔和外部。
在本发明的一个实施方式中,所述低压进液阀、中压进液阀、高压出液阀是自动阀,选择为由弹簧压紧的阀,或阀自身就是蛇簧阀,或其他形式的阀。
在本发明的一个实施方式中,所述柱塞杆与气缸支撑之间设置有柱塞密封环。在本发明的一个实施方式中,所述柱塞密封环设置在柱塞杆上。
在本发明的一个实施方式中,所述中压活塞与中压气缸之间设置有中压活塞环。在本发明的一个实施方式中,所述中压活塞环设置在中压活塞上。
在本发明的一个实施方式中,所述活塞环可以是单个的,也可以是多个的,以减小泄漏率。
在本发明的一个实施方式中,所述高压活塞与高压气缸之间设置有高压活塞环。在本发明的一个实施方式中,所述高压活塞环设置在高压活塞上。
在本发明的一个实施方式中,在所述低压背腔的外侧设置有储液箱,且所述储液箱与低压背腔相连通,储液箱储存低温液体。
在本发明的一个实施方式中,所述储液箱包括有储液箱出口和储液箱入口,所述储液箱出口设置在上方,所述储液箱入口,设置在下方,所述储液箱的液面要高于所述储液箱与低压背腔之间相连通的通道。
在本发明的一个实施方式中,储液箱预储存从低温液体储罐来的液体,所述储液箱外侧还设置有真空罩。
在本发明的一个实施方式中,所述低温液体选择为液氢。
本发明的工作原理是:驱动部带动柱塞杆上下往复运动,从而带动中压活塞和高压活塞上下往复运动,使中压腔和高压腔容积变化从而吸液和排液。
当柱塞杆向下运动时,低压进液阀打开,中压进液阀关闭,高压出液阀打开;高压液体经高压出液口、高压出液阀从高压出液管流出;低压液体从低压背腔经低压进液口、低压进液阀流入中压腔。
当柱塞杆向上运动时,低压进液阀关闭,中压进液阀打开,高压出液阀关闭;中压腔中的中压液体经中压进液口、中压进液阀进入高压腔;低压液体从储液罐进入低压背腔。
本发明的中压腔有压力缓冲机构,原理是将扫气容积固定的中压缸变为扫气容积可变的,压力缓冲机构可以由中压活塞与高压活塞之间可做相对运动实现,压力缓冲机构也可以是给中压腔添加缓冲腔(即本发明中的压力吸收装置),加缓冲腔的目的是让中压活塞不动,由于中压活塞是关键部件,让其运动实际上对于结构设置要求很高,所以,给中压腔添加缓冲腔更容易实现。
与现有技术相比,本发明具有以下优点及有益效果:
1、本发明的中压腔有压力缓冲机构,一种方式是中压活塞通过中压活塞支撑结构连接在高压活塞外侧,所述中压活塞与高压活塞之间能够相对运动,如果压力过高,则中压活塞与高压活塞间相对有一点运动,从而对瞬时高压力有一定的抑制,待到瞬时高压过后,中压活塞支撑结构又将中压活塞与高压活塞间的现对位置调回在原始的平衡位置,从而抑制尖峰高压。
2、在本发明的一些实施方式中,压力缓冲机构选择为给中压腔接入压力吸收装置,这时,中压活塞与高压活塞可以固定,不做相对运动。靠压力吸收装置改变中压腔的扫气容积进而抑制高压尖峰。
附图说明
图1为实施例1中双级高压低温液体柱塞泵的结构示意图;
图2为实施例2中双级高压低温液体柱塞泵的结构示意图;
图3为实施例3中双级高压低温液体柱塞泵的结构示意图;
图4为实施例4中双级高压低温液体柱塞泵的结构示意图;
图5为实施例5中双级高压低温液体柱塞泵的结构示意图;
图6为实施例6中吸压活塞和吸压重物的组合结构示意图。
图中标号所示:
1、驱动部,
21、柱塞杆,211、柱塞密封环,
22、中压活塞,221、中压活塞环,222、弹簧,222a、波纹管,223、低压进液阀,224、低压进液口,
23、高压活塞,231、高压活塞环,232、中压进液口,233、中压进液阀,
31、气缸支撑,
32、中压气缸,321、中压腔,322、低压背腔,
33、高压气缸,331、高压腔,332、高压出液口,333、高压出液阀,334、高压出液管,335、高压活塞出液腔,
41、储液箱,411、储液箱出口,412、液面,413、储液箱入口,
5、真空罩,
61、吸压腔,61a、压力吸收腔,61b、压力吸收腔,62、吸压气缸,62a、压力吸收容器,62b、压力吸收容器,63、吸压活塞,64、吸压活塞弹簧,65、吸压背腔,66、吸压重物。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种双级高压低温液体柱塞泵,结构如图1所示。
本实施例提供的双级高压低温液体柱塞泵,包括驱动部1、柱塞杆21、中压活塞22、高压活塞23、气缸支撑31、中压气缸32、高压气缸33及储液箱4,
所述气缸支撑31、中压气缸32、高压气缸33顺序相连,
所述柱塞杆21、中压活塞22、高压活塞23顺序相连,
具体地,所述柱塞杆21与高压活塞23相连接,所述中压活塞22连接在高压活塞23外侧,且所述中压活塞22与高压活塞23之间能够相对运动,
所述柱塞杆21位于气缸支撑31内,所述中压活塞22位于中压气缸32内,所述高压活塞23位于高压气缸33内,
所述中压活塞22在中压气缸32内形成中压腔321和低压背腔322,
所述高压活塞22在高压气缸33内形成高压腔331,
所述储液箱4位于低压背腔322的外侧,且所述储液箱4与低压背腔322相连通,储液箱41预储存低温液体,
所述低压背腔322和中压腔321之间设有低压进液通道,
所述中压腔321和高压腔331之间设有中压进液通道,
所述高压腔331还引出高压出液通道,
所述驱动部1与柱塞杆21相连,用于带动柱塞杆21上下往复运动,从而带动中压活塞22和高压活塞23上下往复运动,使中压腔321和高压腔331容积变化从而吸液和排液。
本实施例中,所述低压进液通道包括低压进液口224和低压进液阀223,所述低压进液口224连通低压背腔322和中压腔321,所述低压进液阀223设置在低压进液口224上。
本实施例中,所述低压进液口224为开设在中压活塞22上连通低压背腔322和中压腔321的一个通道,所述低压进液阀223位于中压腔321内。
本实施例中,所述中压进液通道包括中压进液口232和中压进液阀233,所述中压进液口232连通中压腔321和高压腔331,所述中压进液阀233设置在中压进液口232上。
本实施例中,所述中压进液口232为开设在高压活塞23上连通中压腔321和高压腔331的一个通道,所述中压进液阀233位于高压腔331内。
本实施例中,所述高压出液通道包括高压出液口332、高压出液阀333、高压出液管334和高压活塞出液腔335,所述高压活塞出液腔335开设在高压气缸33的缸头或侧壁,所述高压出液口332为开设在高压气缸33缸头上连通高压腔331和高压活塞出液腔335的一个通道,所述高压出液阀333设置在高压出液口332上,且位于高压活塞出液腔335内,所述高压出液管334连通高压活塞出液腔335和外部。
本实施例中,所述低压进液阀223、中压进液阀233、高压出液阀333是自动阀,选择为由弹簧压紧的阀,或阀自身就是蛇簧阀,或其他形式的阀。
本实施例中,所述柱塞杆21与气缸支撑31之间设置有柱塞密封环211。本实施例中,所述柱塞密封环211设置在柱塞杆21上。
本实施例中,所述中压活塞22与中压气缸32之间设置有中压活塞环221。本实施例中,所述中压活塞环221设置在中压活塞22上。
本实施例中,所述高压活塞23与高压气缸33之间设置有高压活塞环231。本实施例中,所述高压活塞环231设置在高压活塞23上。
本实施例中,所述中压活塞22通过中压活塞支撑结构连接在高压活塞23外侧。
本实施例中,所述中压活塞支撑结构选择为弹簧222。
本实施例中,所述活塞环可以是单个的,也可以是多个的,以减小泄漏率。
本实施例中,所述储液箱41包括有储液箱出口411和储液箱入口413,所述储液箱出口411设置在上方,所述储液箱入口413,设置在下方,所述储液箱41的液面412要高于所述储液箱4与低压背腔322之间相连通的通道。
本实施例中,储液箱41预储存从低温液体储罐来的液体,所述储液箱41外侧还设置有真空罩5。
本实施例中,储液箱41内可以全部为液体。
本实施例中,储液箱41可以省略,或缩减为通道,低温液体直接由外部提供,虽然缺少缓冲,但结构简化。
本实施例中,如果泵置于储液罐里,真空罩5也可以省略。
本实施例中,低温液体采用液氢。
本实施例中,工作时,驱动部1带动柱塞杆21上下往复运动,从而带动中压活塞22和高压活塞23上下往复运动,使中压腔321和高压腔331容积变化从而吸液和排液。
当柱塞杆21向下运动时,低压进液阀223打开,中压进液阀233关闭,高压出液阀333打开;高压液体经高压出液口332、高压出液阀333从高压出液管334流出;低压液体从低压背腔322经低压进液口224、低压进液阀223流入中压腔321。
当柱塞杆21向上运动时,低压进液阀223关闭,中压进液阀233打开,高压出液阀333关闭;中压腔321中的中压液体经中压进液口232、中压进液阀233进入高压腔331;低压液体从储液罐41进入低压背腔321。
在上述过程中阀的关闭和打开会与柱塞的上下运动可能有一定的滞后或提前。
由于低温液体在高压下具有可压缩性,当柱塞杆21向上运动时,中压活塞22和高压活塞23向上运动,高压腔331的余隙里的残余液体要膨胀,使中压进液阀233并不能马上打开,但中压腔321里的液体是低压状态的,基本不可压缩,因此压力会飞升从而与高压腔331的压力平衡,这样就可能产生瞬间的压力尖峰。而中压腔321的设计压力很低,目的是为高压腔331提供过冷液体的。因此压力尖峰不仅会增加驱动部的瞬时力,也会使中压腔有瞬时高压力。这可能会造成瞬时过载甚至损坏机器。
为了防止瞬时高压力,本实施例中,中压活塞22与高压活塞23之间可相对运动,并通过弹簧222连接,如果压力过高,则中压活塞22克服弹簧222的弹力与高压活塞23间相对有一点运动,从而对瞬时高压力有一定的抑制。待到瞬时高压过后,弹簧又将中压活塞与高压活塞间的现对位置调回在原始的平衡位置。
由于中压活塞22与高压活塞23之间相对运动量不大,二者之间的间隙可以很小,泄露量可以很小,可以不设置密封环,也可以设置密封环。
本实施例的原理是中压活塞22与高压活塞23之间的相对运动,使中压腔由原来的固定扫气容积变为扫气容积可变,从而抑制尖峰高压。
本实施例中,可与高压活塞相对运动的中压活塞可以看作是压力缓冲机构。
本实施例中,与中压活塞相套的高压活塞部分也可看作是柱塞杆的一部分,从加工的角度看,高压活塞与柱塞杆是一个整体更方便加工。这样高压活塞与柱塞杆没有明确的界限,上部可称柱塞杆,下部称高压活塞。
实施例2
参考图2,本实施例提供另外一种双级高压低温液体柱塞泵。
不同于实施例1之处在于,本实施例中,采用波纹管222a取代实施例1中的弹簧222,从而使中压活塞22与高压活塞23之间没有泄漏。
进一步地,波纹管与中压活塞可以退化为一具有弹性的膜片。在高压下,该膜片可以变形,从而使中压腔容积可变,从而抑制高压尖峰。
实施例3
参考图3,本实施例提供另外一种双级高压低温液体柱塞泵。
不同于实施例1、2之处在于,本实施例中,不设置中压活塞支撑结构,而是在中压腔321接入压力吸收装置。这时,中压活塞与高压活塞可以固定,不做相对运动。靠压力吸收装置改变中压腔的扫气容积进而抑制高压尖峰。
所述压力吸收装置由吸压气缸62、吸压活塞63、吸压活塞弹簧64组成,所述吸压活塞63位于吸压气缸62内,所述吸压活塞63和吸压气缸62构成吸压腔61和吸压背腔65,所述吸压腔61与中压腔321相连,所述吸压背腔65与储液箱41相通,所述吸压活塞弹簧64位于吸压背腔65,吸压活塞弹簧64一端与吸压活塞63相连,另一端与吸压气缸62相连,从而使吸压活塞63能够在吸压气缸62里往复移动。
当压力高时,吸压活塞63向上移动,平抑压力。由于吸压背腔65与储液箱41相通,其压力基本不变。吸压活塞弹簧64与吸压活塞重量可控制中压压力。
当吸压活塞长度很长时,吸压背腔退化为零,这时弹簧可采用固定装置固定在吸压气缸体上,这并不影响其功能。
在本实施例的一些更具体的实施方式中,吸压活塞63上可装活塞环控制泄漏量,如果其位移很小,吸压气缸62与吸压活塞63之间的间隙可以很小,泄漏量很小,可以不装活塞环。
与实施例1相比,压力吸收机构另外设置,中压活塞与高压活塞可以固定在一起或整体制作,不做相对运动,可靠性高,成本也低。更进一步,柱塞杆、中压活塞与高压活塞可整体制作,这样,上部称柱塞杆,中部称中压活塞,下部称高压活塞,或简称活塞。
实施例4
参考图4,本实施例提供另外一种双级高压低温液体柱塞泵。
不同于实施例3之处在于,本实施例中,压力吸收装置为一端封闭的压力吸收容器62a,其内部容积为压力吸收腔61a。
其工作原理是压力吸收容器62a壁受压后膨胀,压力吸收腔61a容积增大,从而平抑压力。
比较简单的一种设计方式是压力吸收容器62a为一段管子,该管子可以盘起来从而减小占有空间。而且管壁比较薄,从而容易膨胀。
实施例5
参考图5,本实施例提供另外一种双级高压低温液体柱塞泵。
不同于实施例3之处在于,本实施例中,
压力吸收装置为一端封闭的由波纹管形成的压力吸收容器62b,其内部容积为压力吸收腔61b。
其工作原理是压力吸收容器62b壁受压后膨胀,压力吸收腔61b容积增大,从而平抑压力。
与图4所示的实施例4相比,波纹管更容易膨胀,所占体积可以很小。
实施例6
参考图5,本实施例提供另外一种双级高压低温液体柱塞泵。
不同于实施例3之处在于,本实施例中,在吸压活塞63上设置一个吸压重物66。
图3所示的实施例3的压力吸收装置的压力受弹簧性能影响很难设定为固定值,比如0.6MPa,或0.8MPa等,而本实施例在吸压活塞63上设置一个吸压重物66,则可靠重量就可控制中压腔的高压基本恒定。结合弹簧则有更大的设计自由度。
需要说明,本发明实施例的进液,出液位置并不限于实施例位置,只要与气缸相同即可。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双级高压低温液体柱塞泵,包括驱动部(1)、柱塞杆(21)、中压活塞(22)、高压活塞(23)、气缸支撑(31)、中压气缸(32)及高压气缸(33),
所述气缸支撑(31)、中压气缸(32)、高压气缸(33)顺序相连,
所述柱塞杆(21)、中压活塞(22)、高压活塞(23)顺序相连,
所述柱塞杆(21)位于气缸支撑(31)内,所述中压活塞(22)位于中压气缸(32)内,所述高压活塞(23)位于高压气缸(33)内,
所述中压活塞(22)在中压气缸(32)内形成中压腔(321)和低压背腔(322),
所述高压活塞(22)在高压气缸(33)内形成高压腔(331),
所述低压背腔(322)和中压腔(321)之间设有低压进液通道,
所述中压腔(321)和高压腔(331)之间设有中压进液通道,
所述高压腔(331)还引出高压出液通道,
所述低压背腔(322)与外部低温液体相连通,
所述驱动部(1)与柱塞杆(21)相连,用于带动柱塞杆(21)上下往复运动,从而带动中压活塞(22)和高压活塞(23)上下往复运动,使中压腔(321)和高压腔(331)容积变化从而吸液和排液,
其特征在于,所述中压腔(321)设置有压力缓冲机构。
2.根据权利要求1所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,
所述压力缓冲机构为能够实现所述中压活塞(22)与高压活塞(23)之间相对运动的中压活塞支撑结构;
所述中压活塞(22)通过中压活塞支撑结构连接在高压活塞(23)外侧。
3.根据权利要求2所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,所述中压活塞支撑结构选择为弹簧(222)或为波纹管(222a)。
4.根据权利要求1所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,
所述压力缓冲机构为与所述中压腔(321)连接的压力吸收装置。
5.根据权利要求4所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,所述压力吸收装置由吸压气缸(62)、吸压活塞(63)、吸压活塞弹簧(64)组成,所述吸压活塞(63)位于吸压气缸(62)内,所述吸压活塞(63)和吸压气缸(62)构成吸压腔(61),所述吸压腔(61)与中压腔(321)相连,吸压活塞弹簧(64)一端与吸压活塞(63)相连,另一端与吸压气缸(62)相连,从而使吸压活塞(63)能够在吸压气缸(62)里往复移动。
6.根据权利要求5所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,在吸压活塞(63)上设置一个吸压重物(66)。
7.根据权利要求4所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,所述压力吸收装置为一端封闭的压力吸收容器(62a),其内部容积为压力吸收腔(61a)。
8.根据权利要求4所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,所述压力吸收装置为一端封闭的由波纹管形成的压力吸收容器(62b),其内部容积为压力吸收腔(61b)。
9.根据权利要求1所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,
在所述低压背腔(322)的外侧设置有储液箱(4),且所述储液箱(4)与低压背腔(322)相连通,储液箱(41)储存低温液体。
10.根据权利要求1所述的一种双级高压低温液体柱塞泵,其特征在于,所述低压进液通道包括低压进液口(224)和低压进液阀(223),所述低压进液口(224)连通低压背腔(322)和中压腔(321),所述低压进液阀(223)设置在低压进液口(224)上;
所述中压进液通道包括中压进液口(232)和中压进液阀(233),所述中压进液口(232)连通中压腔(321)和高压腔(331),所述中压进液阀(233)设置在中压进液口(232)上;
所述高压出液通道包括高压出液口(332)、高压出液阀(333)、高压出液管(334)和高压活塞出液腔(335),所述高压活塞出液腔(335)开设在高压气缸(33)的缸头或侧壁,所述高压出液口(332)为开设在高压气缸(33)上连通高压腔(331)和高压活塞出液腔(335)的一个通道,所述高压出液阀(333)设置在高压出液口(332)上,且位于高压活塞出液腔(335)内,所述高压出液管(334)连通高压活塞出液腔(335)和外部。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117662451A (zh) * 2023-11-27 2024-03-08 烟台东德氢能技术有限公司 一种高压液氢泵的潜液式保冷方法
CN119532154A (zh) * 2023-08-30 2025-02-28 国家能源投资集团有限责任公司 低温液体双级增压系统及低温液体双级增压总成
US20250237201A1 (en) * 2024-01-22 2025-07-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L’Exploitation Des Procedes Georges Claude Fluid compression apparatus and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5884488A (en) * 1997-11-07 1999-03-23 Westport Research Inc. High pressure fuel supply system for natural gas vehicles
CN103016934A (zh) * 2012-12-04 2013-04-03 大连华锐重工集团股份有限公司 一种带压力缓冲器的风电润滑系统
US20190145392A1 (en) * 2017-11-13 2019-05-16 Caterpillar Inc. Cryogenic pump
CN110374942A (zh) * 2019-08-29 2019-10-25 山东科技大学 一种大容量皮囊式恒压蓄能器及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5884488A (en) * 1997-11-07 1999-03-23 Westport Research Inc. High pressure fuel supply system for natural gas vehicles
CN103016934A (zh) * 2012-12-04 2013-04-03 大连华锐重工集团股份有限公司 一种带压力缓冲器的风电润滑系统
US20190145392A1 (en) * 2017-11-13 2019-05-16 Caterpillar Inc. Cryogenic pump
CN110374942A (zh) * 2019-08-29 2019-10-25 山东科技大学 一种大容量皮囊式恒压蓄能器及其应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119532154A (zh) * 2023-08-30 2025-02-28 国家能源投资集团有限责任公司 低温液体双级增压系统及低温液体双级增压总成
CN117662451A (zh) * 2023-11-27 2024-03-08 烟台东德氢能技术有限公司 一种高压液氢泵的潜液式保冷方法
US20250237201A1 (en) * 2024-01-22 2025-07-24 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L’Exploitation Des Procedes Georges Claude Fluid compression apparatus and method

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