專利名稱:氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。具體地涉及氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用的工作氣源一液氮的低溫絕熱儲(chǔ)存設(shè)備。
背景技術(shù):
目前,國(guó)內(nèi)外在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是采用內(nèi)燃式的發(fā)動(dòng)機(jī),其中所用的燃油在常溫常壓下,本身就是液態(tài)的,故一般不需要采用低溫方法儲(chǔ)存;而液化燃?xì)鈩t是采用壓力方法進(jìn)行儲(chǔ)存的,是靠燃?xì)獾臒嶂凋?qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行工作的。但是,這些天然燃料由于人們過(guò)度地開采,已經(jīng)是日漸減少,能源枯竭正在威脅著人類的未來(lái)。因此,人們盼望能開發(fā)出一種取之不盡、用之不竭的資源來(lái)替代這些天然燃料能源,以還給自己一個(gè)潔凈、溫馨的世界。而氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)作為一種非內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)正好可以滿足人們多年來(lái)夙愿。這種發(fā)動(dòng)機(jī)是非燃料型發(fā)動(dòng)機(jī),具有巨大的應(yīng)用前景,,它必定是今后動(dòng)力原動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。然而,因?yàn)樗墓ぷ鹘橘|(zhì)——氮?dú)庠诔爻合率菤鈶B(tài)的,而在驅(qū)動(dòng)氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作時(shí),又需要消耗大量的、帶一定壓力的氮?dú)?,這樣勢(shì)必要用很大容量的壓力容器來(lái)儲(chǔ)存這些帶壓的工作氣體,如此一來(lái),就要占用很大的空間,這樣既不方便,也很不安全。由于目前還沒(méi)有一種無(wú)論是在運(yùn)動(dòng)中或者在固定場(chǎng)合都能比較方便隨時(shí)連續(xù)供應(yīng)所需氮?dú)獾娜萜鳎瑏?lái)儲(chǔ)存供氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)工作所需要的大量氣體,因而制約了氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的推廣和應(yīng)用。為此,需要生產(chǎn)一種既能儲(chǔ)存較多質(zhì)量的氮?dú)?、又不必占用太大空間的容器來(lái)滿足氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)工作的需要, 且希望這種容器的質(zhì)量盡可能地輕便,以降低制造成本和使用者的運(yùn)行成本,從而使人們利用氮?dú)庾鲃?dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器運(yùn)行的愿望變成現(xiàn)實(shí),以解除人類未來(lái)的困境。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型專利的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)狀,提供一種新穎、方便、實(shí)用的新型容器,以解決氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)(非內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī))在工作時(shí)需要大量氣源的需求,同時(shí)又要求儲(chǔ)存容器不能占據(jù)太大空間的矛盾,以便于對(duì)氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行大規(guī)模的推廣和實(shí)際應(yīng)用,這樣才能給人們帶來(lái)真正的實(shí)惠。在本實(shí)用新型中是采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶,是由臥式圓柱形容器和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(1 所組成,所述的臥式圓柱形容器包括瓶外殼 (1)、瓶?jī)?nèi)膽(2)、增壓盤管(3)、刨花鋁(4)、汽化盤管(5)、附屬增壓器(6)、液相管(7)、真空絕熱層(8)、抽真空裝置(9)、增壓閥(10)、爆破片裝置(11)、組合調(diào)壓閥(12)、內(nèi)膽支撐 (22)、分子篩(23)、吸氣劑(M)、緊定帶及支座(25),所述的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(1 包括壓力表(14)、安全閥(15)、進(jìn)出液閥(16)、氣相管(17)、氣體使用閥(18)、排放管(19)、排放閥 (20)、電容式液位計(jì);所述的低溫絕熱氣瓶的瓶?jī)?nèi)膽(2)是通過(guò)內(nèi)膽支撐02)安裝在瓶外殼(1)里面的中心部位的,在瓶?jī)?nèi)膽O)的外表面上纏繞著多圈汽化盤管(5),在瓶?jī)?nèi)膽O)的下部纏有二圈增壓盤管(3),而在瓶?jī)?nèi)膽O)的內(nèi)部裝有電容式液位計(jì)的內(nèi)置部分、液相管(7)的內(nèi)置部分、組合調(diào)壓閥(1 的內(nèi)管道、氣相管(17)的內(nèi)置部份和刨花鋁G),附屬增壓器(6)、增壓閥(10)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(1 則是裝在氣瓶主體以外的位置。該臥式瓶體是屬于低壓容器,真空絕熱氣瓶的真空絕熱層(8)、分子篩03)、吸氣劑04)是裝在瓶外殼(1)與瓶?jī)?nèi)膽( 之間的夾層中的,其夾層采用的是具有反射功能的多層鋁箔/聚酯薄膜(也可以用鋁箔/紙的,效果稍差)纏繞式,再抽到高真空度,在制造工藝上對(duì)它的封結(jié)真空度和夾層漏放氣速率都有較高的要求,而抽真空裝置(9)是裝在瓶外殼(1)上的,真空絕熱層(8)是由30至50層鋁箔/聚酯薄膜或鋁箔/紙纏繞方式構(gòu)成,再抽到10_3 10_5Pa的高真空度,低溫絕熱氣瓶的封結(jié)真空度為彡10_4Pa,夾層漏放氣速率為彡· m3/S,以保證有足夠多的氣體供應(yīng)氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)使用,瓶體可以利用支架固定在任何所需要的位置上。電容式液位計(jì)可以通過(guò)管線延伸安裝到任何便于觀察的位置,保證操作人員能及時(shí)了解瓶?jī)?nèi)液氮的儲(chǔ)存量,以采取必要的應(yīng)對(duì)措施,避免出現(xiàn)無(wú)氮?dú)夤ぷ鞯膶擂尉置?。多功能閥門組件上安裝有各種特殊功能的閥門,可以根據(jù)工作需要對(duì)各個(gè)閥門的開啟程度或時(shí)段進(jìn)行控制或調(diào)整,以便達(dá)到最佳的操作效果。附屬增壓器(6)是用來(lái)增加瓶?jī)?nèi)膽(2)中液體的溫度和壓力的,以使從氣體使用閥(18)中出來(lái)的氮?dú)饽軌驖M足氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)對(duì)氮?dú)鈿饬髁康男枨?,并能達(dá)到最佳的工作效果。組合調(diào)壓閥(12)是安裝在氣瓶的側(cè)端的,遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(13)內(nèi)裝有進(jìn)出液閥(16)、氣相管(17)、氣體使用閥(18)、排放管(19)、排放閥(20)、電容式液位計(jì)(21),這些控制元件的起始端都是從瓶?jī)?nèi)膽⑵中引出的;壓力表(14)和安全閥(15)也是裝在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(13)內(nèi)的,安全閥(15)管道的另一端與組合調(diào)壓閥(12)連接,以便于遠(yuǎn)距離操作的方便,特別是能適用于在行進(jìn)中的交通工具和移動(dòng)式的設(shè)備上;爆破片裝置(11)是裝在安全閥(1 的管道上, 這是保證低溫絕熱液氮瓶不因真空度失效而被損壞的安全措施。由于在本方案中采取了以上這些技術(shù)措施,因而可以在減輕瓶體重量、縮小氣瓶體積的同時(shí),能夠裝載盡可能多的液氮,以滿足氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)氣在工作時(shí)對(duì)氣量和壓力的需求,用以提高氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和延長(zhǎng)它的使用時(shí)段。由上可知,這種氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈巧方便、實(shí)用性強(qiáng),便于充裝灌液,也很方便更換氣瓶。能配合氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論是在固定場(chǎng)合或者是在行駛運(yùn)動(dòng)中都能很可靠地進(jìn)行工作,便于氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的推廣和實(shí)際應(yīng)用。可見(jiàn),本實(shí)用新型氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶設(shè)計(jì)合理,是一種專業(yè)性較強(qiáng)的、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都很顯著的新型專用液氮儲(chǔ)存設(shè)備,從而使人們利用氮?dú)鈦?lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)行或車船行駛的愿望變成現(xiàn)實(shí)。
圖1為本氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的外部示意圖。圖2為本氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的內(nèi)部剖面示意圖。在圖2中1.瓶外殼
管6.·附屬增壓器10.增壓閥14.壓力表
4
2.瓶?jī)?nèi)膽3.增壓盤管4.刨花鋁 5.汽化盤
7.液相管8.真空絕熱層9.抽真空裝置
11.爆破片裝置12.組合調(diào)壓閥13.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
15.安全閥16.進(jìn)出液閥17.氣相管[0014]18.氣體使用閥19.排放管20.排放閥21.電容式液位計(jì)22.內(nèi)膽支撐 23.分子篩M吸氣劑25.緊定帶及支座
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的工作流程作進(jìn)一步闡述。參見(jiàn)圖2,本實(shí)用新型氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的結(jié)構(gòu)如下由圖2可知,本實(shí)用新型氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能作為一個(gè)獨(dú)立的安裝單元,可以根據(jù)不同的使用需要,用緊定帶及支座05)固定在交通工具和移動(dòng)設(shè)備上,或安裝到其它固定的工作位置,操作起來(lái)非常方便。其工作流程是低溫液體泵從低溫貯罐(或低溫槽車) 中將液氮抽出,通過(guò)低溫管道經(jīng)進(jìn)出液閥(16)和液相管(7)進(jìn)入氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的瓶?jī)?nèi)膽O)中儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)?shù)獨(dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)需要氮?dú)膺M(jìn)行工作時(shí),打開氣體使用閥(18) 和氣相管(17),此時(shí)在瓶?jī)?nèi)膽( 上部的低溫氮?dú)鈺?huì)自動(dòng)地流出,經(jīng)管道進(jìn)入氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)中,在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)的作用下,驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。低溫絕熱氣瓶在向外部供氣的過(guò)程中,由于其內(nèi)部氣相與液相的平衡發(fā)生了變化,促使部分液氮自動(dòng)汽化,以補(bǔ)充氣相空間中減少的氮?dú)饬?,并且要吸取熱量?lái)提高其內(nèi)能,以形成新的平衡。而當(dāng)新的平衡形成后,氣相和液相就會(huì)自動(dòng)暫時(shí)穩(wěn)定下來(lái)。由于在低溫絕熱氣瓶的真空絕熱層8中采用的是幾十層鋁箔/聚酯薄膜(或是采用鋁箔/紙)纏繞的結(jié)構(gòu),并且抽到高真空度而形成的絕熱狀態(tài),所以,由瓶外殼1傳來(lái)的輻射熱在經(jīng)過(guò)幾十層這樣具有反射和過(guò)濾效果的鋁箔/ 聚酯薄膜層的作用下,最后能夠傳給瓶?jī)?nèi)膽O)的熱量幾乎為零。而真正被傳入夾層中的熱量主要是來(lái)自內(nèi)膽支撐0 和與外界接觸的那些管道上。對(duì)于瓶?jī)?nèi)膽O)中液氮的汽化問(wèn)題,一般來(lái)講只要有汽化盤管(5)的汽化作用即可以滿足需要了 ;但是,有時(shí)為了要輸出較大的功率,就必需要增加氮?dú)獾牧髁亢蛪毫?,這時(shí)就要發(fā)揮增壓盤管(3)和附屬增壓器(6)的作用了。增壓盤管(3)是通過(guò)組合調(diào)壓閥(12)和增壓閥(10)把附屬增壓器(6) 從外界環(huán)境中吸收來(lái)的熱量迅速傳遞給瓶?jī)?nèi)膽O)的,再由瓶?jī)?nèi)膽( 傳遞給瓶膽內(nèi)的液氮以加速液氮的汽化,使瓶膽內(nèi)的壓力進(jìn)一步升高,通過(guò)內(nèi)膽( 上部的氣相管(17)和氣體使用閥(18)及瓶外部的控制管道輸送給氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作。一般來(lái)講,如果氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)是在固定的場(chǎng)合運(yùn)行的話,不需要把相關(guān)控制元件延伸到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(13)中去。但是本低溫絕熱氣瓶主要考慮到能夠適應(yīng)在行進(jìn)中的汽車、機(jī)動(dòng)船、農(nóng)業(yè)機(jī)械等交通工具和攜式發(fā)電機(jī)、小型修路機(jī)械、林區(qū)氣動(dòng)機(jī)械等移動(dòng)式的設(shè)備上進(jìn)行連續(xù)供氣的特殊工作環(huán)境的需要,此時(shí)就有必要通過(guò)管線把控制元件延伸到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(13)中去,以便于操作人員能夠在遠(yuǎn)處根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)地采取必要的應(yīng)對(duì)措施,來(lái)調(diào)節(jié)氣量、壓力的大小,輸出合適的功率,以保證設(shè)備能安全、正常地運(yùn)行。壓力表 (14)用以觀察瓶?jī)?nèi)及管道內(nèi)的壓力大小,安全閥(1 是保證氣瓶能在安全的壓力下進(jìn)行工作的,如若瓶?jī)?nèi)或管道內(nèi)超過(guò)設(shè)定的壓力,它能自動(dòng)起跳,泄放出一部份氣流,使壓力回復(fù)到安全范圍之內(nèi)。如果覺(jué)得泄放速度太慢時(shí),還可以開啟排放閥00)和排放管(19),以加快泄壓速度。爆破片裝置(11)是當(dāng)夾層的真空失效、且又未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、在負(fù)壓超過(guò)其設(shè)定值時(shí),裝置中的爆破片即能自行爆裂,可保證在瞬間能快速地轉(zhuǎn)變成正壓力,以保證真空絕熱液氮瓶不致被損壞的安全措施。電容式液位計(jì)可以通過(guò)管線延伸安裝到便于操作人員觀察的位置,使操作人員能及時(shí)了解瓶?jī)?nèi)液氮的儲(chǔ)存量,避免出現(xiàn)無(wú)氮?dú)夤ぷ鞯臓顩r。組合調(diào)壓閥(12)上設(shè)定有各種特殊功能的閥門接口,可以根據(jù)工作需要對(duì)各個(gè)閥門進(jìn)行控制或調(diào)整,以便達(dá)到最佳的操作效果。在低溫絕熱氣瓶?jī)?nèi)膽( 中放置刨花鋁(4)的目的,是為了通過(guò)鋁的良好導(dǎo)熱性能來(lái)防止液氮的熱分層作用,以使瓶?jī)?nèi)的液氮溫度均衡, 維持良好的穩(wěn)定性。抽真空裝置(9)是為了抽真空而設(shè)置的。分子篩03)和吸氣劑04) 是為了維持真空絕熱層的高真空度而設(shè)置的。內(nèi)膽支撐0幻是為了使瓶?jī)?nèi)膽OO)能始終居于瓶外殼(1)的相對(duì)中間的位置,以保證其在行進(jìn)(或移動(dòng))時(shí)的穩(wěn)定性。從以上的介紹可以知道,本實(shí)用新型專利——氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、絕熱效果好、實(shí)用性強(qiáng),很適合與移動(dòng)和行進(jìn)中的或在固定場(chǎng)合的氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)配套使用,確實(shí)能夠解決氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)氮?dú)獾男枨螅瑸榘l(fā)動(dòng)機(jī)向非燃料資源要?jiǎng)恿Φ睦硐胩峁┝艘环N方便實(shí)用、切實(shí)可行的新型氣源儲(chǔ)存設(shè)備。上面是對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)行的介紹,這是根據(jù)本實(shí)用新型——氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶的工作過(guò)程及實(shí)施方式進(jìn)行闡述的。以上闡述,是為了幫助理解本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想和工作方法。并非是對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)核心及使用范圍的限制。因此,凡是依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)的實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施所作的任何修改、類似變化及修飾,均仍屬于本實(shí)用新型專利技術(shù)方案的范圍之內(nèi)。綜上所述,本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶,是由臥式容器和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(1 所組成, 其特征在于所述的臥式容器包括瓶外殼(1)、瓶?jī)?nèi)膽O)、增壓盤管(3)、刨花鋁、汽化盤管(5)、附屬增壓器(6)、液相管(7)、真空絕熱層(8)、抽真空裝置(9)、增壓閥(10)、爆破片裝置(11)、組合調(diào)壓閥(12)、內(nèi)膽支撐(22)、分子篩(23)、吸氣劑(M)、緊定帶及支座(25),所述的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(13)包括壓力表(14)、安全閥(15)、進(jìn)出液閥(16)、氣相管 (17)、氣體使用閥(18)、排放管(19)、排放閥(20)、電容式液位計(jì)(21);所述的低溫絕熱氣瓶的瓶?jī)?nèi)膽( 是通過(guò)內(nèi)膽支撐0 安裝在瓶外殼(1)里面的中心部位的,在瓶?jī)?nèi)膽(2) 的外表面上纏繞著多圈汽化盤管(5),在瓶?jī)?nèi)膽O)的下部纏有二圈增壓盤管(3),而在瓶?jī)?nèi)膽O)的內(nèi)部裝有電容式液位計(jì)的內(nèi)置部分、液相管(7)的內(nèi)置部分、組合調(diào)壓閥 (12)的內(nèi)管道、氣相管(17)的內(nèi)置部份和刨花鋁(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶,其特征在于所述的真空絕熱氣瓶的真空絕熱層(8)、分子篩03)、吸氣劑04)是裝在瓶外殼(1)與瓶?jī)?nèi)膽( 之間的夾層中的,而抽真空裝置(9)是裝在瓶外殼(1)上的,附屬增壓器(6)、增壓閥(10)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(13)則是裝在氣瓶主體以外的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶其特征在于所述的低溫絕熱氣瓶的真空絕熱層(8)是由30至50層鋁箔/聚酯薄膜或鋁箔/紙纏繞方式構(gòu)成,再抽到10_3 10’a的高真空度,低溫絕熱氣瓶的封結(jié)真空度為< 10_4Pa,夾層漏放氣速率為 ^ KT7Pa · m3/So
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用低溫絕熱氣瓶,其特征在于所述的低溫絕熱氣瓶上用的組合調(diào)壓閥(1 是安裝在氣瓶的側(cè)端的;所述的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(1 內(nèi)裝有進(jìn)出液閥(16)、氣相管(17)、氣體使用閥(18)、排放管(19)、排放閥(20)、電容式液位計(jì) (21),這些控制元件的起始端都是從瓶?jī)?nèi)膽⑵中引出的;壓力表(14)和安全閥(15)也是裝在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(1 內(nèi)的,安全閥(1 管道的另一端與組合調(diào)壓閥(1 連接,爆破片裝置(11)裝在此管道上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種專為氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)提供氣源的低溫絕熱氣瓶,該氣瓶采用臥式結(jié)構(gòu),包括瓶體、電容式液位計(jì)、多功能閥門組件、附屬增壓器和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。其真空絕熱層是由具有反射功能的多層鋁箔/聚酯薄膜纏繞而成的,并抽至較高的真空度,絕熱效果理想、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用。能作為獨(dú)立的安裝單元,既可與在固定位置上的氮?dú)獍l(fā)動(dòng)機(jī)配套使用,又能與移動(dòng)或行進(jìn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)配套使用,可實(shí)現(xiàn)人類想用非燃料資源來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的夙愿,為節(jié)能、環(huán)保、安全、低溫效應(yīng)、改善人類的生存環(huán)境闖出一條新的路子,是一種設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都很顯著的新型儲(chǔ)氣蓄能設(shè)備。
文檔編號(hào)F17C1/14GK202001825SQ20102023397
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者林世鴻, 林芝 申請(qǐng)人:林世鴻