[發明專利]一種可有效降低傳熱損失的往復潛液式液氫泵

有效

• 申請號: 202010714775.0
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111997861B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 王永強;陳正文;劉海山;文宏剛;魯飛;韓彩紅;龐雷;蘇吉鑫;曲玉棟;韋志超
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司;合肥通用環境控制技術有限責任公司
• 主分類號: F04B15/08
• 分類號: F04B15/08;F04B9/103;F04B23/02;F04B53/10;F04B53/12;F04B53/14;F04B53/16;F04B13/00;F04B51/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明公開了一種可有效降低傳熱損失的往復潛液式液氫泵，該往復潛液式液氫泵包括如下組成部分：與液氫容器相連接的隔離部，泵主體安裝于隔離部之內；泵主體冷端部以及與冷端部相連接的動力部；冷端部包括冷端缸體，冷端缸體中設有冷端活塞，冷端缸體下側設置有隔離部的隔離閥，冷端活塞上設有用于連通冷端活塞上側的冷端缸體上腔與冷端缸體下腔的入口單向閥，冷端缸體的頂部設有用于連通所述冷端缸體上腔與液氫出口管的出口單向閥。本發明不僅取消了工作前預冷的步驟，通過高壓流體即可驅動常溫活塞，帶動冷端往復運動，完成液氫的輸送過程，而且還減小了支桿的傳熱速度，使液氫泵的傳熱損失降到更低，也為大尺寸液氫罐配置液氫泵提供了可能。

技術領域

本發明涉及液氫能源領域，具體是一種可有效降低傳熱損失的往復潛液式液氫泵。

背景技術

液氫(LH2)，是一種高能、超低溫液體清潔燃料，與氣氫和金屬氫化物相比，液氫在儲能密度和輸運成本方面，具有無可比擬的優勢，發展空間較為廣闊，中國亦發布了多個相關政策對氫能源產業進行支持。而用于液氫輸送的液氫泵，是液氫產業的重要設備之一。

目前液氫的卸貨和輸送，基本采用增壓擠出的方式，容器設計要求高，輸出壓力低，且高溫的增壓氣體可能產生熱聲震蕩的風險。

一般的往復式超低溫泵，常溫動力部分一般采取電機驅動的曲柄連桿機構，冷端則為真空保溫形式的柱塞泵結構，是液化天然氣(LNG)等低溫液體常用設備。其特點是開泵前需要進行深度預冷，準備工作繁瑣耗時長，且BOG(氣體在臨界溫度以下經加壓被液化后的低溫液體，因難以與環境絕對絕熱，吸收外界熱量而蒸發出的氣體)損失大，會污染空氣和增加成本。而LNG儲運中，亦有完全潛在液體中的電動離心泵，但因液氫溫度(-253℃)遠低于LNG(-169℃)，無法解決電動機潛液問題，因此亟待解決。

發明內容

為了避免和克服現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種可有效降低傳熱損失的往復潛液式液氫泵。本發明不僅取消了工作前預冷的步驟，通過高壓流體即可驅動常溫活塞，帶動冷端往復運動，完成液氫的輸送過程，而且還減小了支桿的傳熱速度，使液氫泵的傳熱損失降到更低，也為大尺寸液氫罐配置液氫泵提供了可能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種可有效降低傳熱損失的往復潛液式液氫泵，該往復潛液式液氫泵包括如下組成部分：

與液氫容器相連接的隔離部，所述隔離部將泵主體與液氫容器完全隔離，泵主體安裝于隔離部之內；

泵主體冷端部，所述冷端部用于接收來自液氫容器的液氫，并將液氫排送至液氫出口管；

與冷端部相連接的動力部，所述動力部采用動力源站中的高壓流體驅動冷端部往復動作，或者，所述動力部采用機械動力裝置遠距離輸送高壓流體驅動冷端部往復動作，實現液氫的排放；

所述冷端部包括冷端缸體，所述冷端缸體中設置有通過支桿與動力部相連接的冷端活塞，所述冷端活塞的周側套設有用以填充冷端活塞和缸體內壁縫隙的冷端活塞密封圈；所述冷端缸體的下側設置有將冷端活塞下側的冷端缸體下腔與液氫容器相連通或分隔的隔離閥，所述冷端活塞上設有用于連通冷端活塞上側的冷端缸體上腔與所述冷端缸體下腔的入口單向閥，所述冷端缸體的頂部設有用于連通所述冷端缸體上腔與液氫出口管的出口單向閥；所述支桿與所述冷端缸體頂部的接觸處設置有支桿冷端密封圈。

作為動力部的第一種優選方案，所述動力部包括常溫組件和高壓流體動力源；該常溫組件包括設置于常溫缸體中的常溫活塞，所述常溫活塞上套設有用以填充常溫活塞和缸體內壁縫隙的常溫活塞密封圈；所述高壓流體動力源通過兩條管路分別與常溫活塞的上下兩側的缸體空腔相連通；常溫活塞的上下兩側的缸體空腔于工作時的工作狀態相異，即常溫活塞一側的缸體空腔進入流體時，常溫活塞另一側的缸體空腔排出流體；所述支桿的上端穿過常溫缸體的底部與常溫活塞相連接，支桿的下端穿過冷端缸體的頂部與冷端活塞相連接。