[實用新型]一種高壓氣體壓力能雙作用兩缸活塞動力機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420609366.4
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN204163773U
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘功祥;薛剛;呂治忠;彭彩珍
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: F01B1/00
• 分類號: F01B1/00;F01B23/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種高壓氣體壓力能雙作用兩缸活塞動力機，利用井口高壓天然氣作為動力來源，采用雙作用兩缸活塞動力機，高壓天然氣經(jīng)過這種雙作用兩缸活塞動力機將壓力能轉(zhuǎn)化為機械能后用于發(fā)電，是屬于機電的技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

目前大多數(shù)天然氣井口壓力高(一般是十幾MPa到幾十MPa)，但是管網(wǎng)輸送天然氣壓力卻相對井口壓力小很多(一般是幾MPa)，這之間就存在著大量的壓差能。按照普通的天然氣開采流程，井口出來的高壓天然氣就直接通過減壓閥減壓，再通過換熱處理后輸送至運輸管道，這樣一來大量的壓差能就被浪費掉了，并且高壓天然氣經(jīng)過減壓閥時，對閥產(chǎn)生很大的沖擊，很容易造成減壓閥的損壞。如果能夠設(shè)計出一種裝置把這些壓差能利用并轉(zhuǎn)化成機械能用于做功，這樣既避免了能量的浪費，同時又產(chǎn)生了機械能，若將這些機械能用于發(fā)電，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為了充分利用壓力能，提供一種高壓氣體壓力能雙作用兩缸活塞動力機，使井口出來的高壓天然氣體經(jīng)過這種裝置后既有能量的轉(zhuǎn)化利用，又使得氣體達到管網(wǎng)輸送壓力要求。

本實用新型一種高壓氣體壓力能雙作用兩缸活塞動力機，主要由氣缸裝置、進排氣裝置、發(fā)電裝置、曲軸裝置及輔助機構(gòu)組成。所述氣缸裝置由活塞、活塞缸、活塞連桿和十字頭組成；所述進排氣裝置由進氣凸輪、排氣凸輪、凸輪軸和圓柱頂桿以及進氣閥、排氣閥組成；發(fā)電裝置由發(fā)電機、離合器組成；曲軸裝置由曲軸，飛輪組成，輔助機構(gòu)主要包括換熱器，聯(lián)軸器。

考慮到高壓天然氣在降壓的時候不可能一次性的直接降到管道可以輸送的壓力范圍，因此采用了兩級降壓，采用一號氣缸、二號氣缸，缸徑逐漸增大，并且氣缸采用雙作用方式，實現(xiàn)更高效的降壓工作。高壓天然氣在膨脹降壓的過程中會伴隨著溫度的下降，如果溫度下?降的過低，就極可能產(chǎn)生水合物，甚至?xí)诠艿览锝Y(jié)冰影響氣體的通行，所以為了防止溫度降得過低，將每一級氣缸膨脹后的排氣接通至換熱器，對膨脹過后的天然氣進行換熱，提高天然氣的溫度，為下一級天然氣的膨脹提供基礎(chǔ)。

在運行狀態(tài)時，高壓天然氣經(jīng)過一號氣缸左進氣閥進入一號氣缸左側(cè)中，同時在上一循環(huán)膨脹之后的氣體經(jīng)過換熱后通過二號氣缸左進氣閥進入二號氣缸左側(cè)中，在一號氣缸、二號氣缸中的高壓天然氣同時膨脹推動一號氣缸活塞、二號氣缸活塞向右運動，由于一號氣缸活塞和二號氣缸活塞由活塞連桿連接起來之后做相同的運動，一號氣缸左排出閥、二號氣缸左排出閥在一號氣缸活塞、二號氣缸活塞快到右止點時打開，在一號氣缸里膨脹之后的氣體排出至換熱器，經(jīng)過換熱之后，通過二號氣缸左進氣閥進入到二號氣缸中，在二號氣缸里膨脹之后的氣體排出至換熱器，經(jīng)過換熱之后，排出到輸送管網(wǎng)中。此時，一號氣缸活塞、二號氣缸活塞都在右止點位置，一號氣缸右進氣閥打開，二號氣缸右進氣閥也打開，高壓氣體進入到氣缸右側(cè)里膨脹推動一號氣缸活塞、二號氣缸活塞向左運動，直到快要到達左止點時，一號氣缸右排氣閥、二號氣缸右排氣閥打開，在一號氣缸里膨脹之后的氣體排出至換熱器，經(jīng)過換熱之后，通過二號氣缸右進氣閥進入到二號氣缸中，在二號氣缸里膨脹之后的氣體排出至換熱器，經(jīng)過換熱之后，排出到輸送管網(wǎng)中。一號氣缸、二號氣缸左右進排氣閥都由相應(yīng)的進氣凸輪、排氣凸輪、凸輪軸和圓柱頂桿控制，實現(xiàn)一號氣缸、二號氣缸左右同時進氣、排氣，從而實現(xiàn)了對曲軸做功的穩(wěn)定性。

本實用新型的優(yōu)點：充分利用壓力能，通過雙作用兩缸活塞動力機將壓差能轉(zhuǎn)化為可利用機械能。將曲軸與發(fā)電機連接，將得到的機械能經(jīng)過發(fā)電機得到電能；結(jié)構(gòu)合理，無廢氣排放污染環(huán)境。

附圖說明

圖1是本實用新型一種利用高壓氣體壓力能雙作用兩缸活塞動力機示意圖；

圖2是本實用新型一號氣缸進氣時對應(yīng)的進氣凸輪位置示意圖；

圖3是本實用新型一號氣缸進氣時對應(yīng)的排氣凸輪位置示意圖；

圖4是本實用新型一號氣缸進氣時對應(yīng)的活塞位置示意圖；

圖5是本實用新型曲軸與兩凸輪軸上鏈輪位置示意圖。

圖中：1.發(fā)電機，2.離合器，3.聯(lián)軸器，4.鏈條，5.鏈輪，6.鏈輪，7.鏈輪，8.進氣凸輪，9.圓柱頂桿，10.圓柱頂桿，11.凸輪軸，12.排氣凸輪，13.曲軸，14.飛輪，15.換熱器，?16.左進氣閥，17.一號氣缸，18.右進氣閥，19.左進氣閥，20.二號氣缸，21.右進氣閥，22.左排氣閥，23.活塞，24.右排氣閥，25.左排氣閥，26.活塞，27.右排氣閥，28.曲柄，29.十字頭，30.活塞連桿，31.活塞連桿。

具體實施方式