[发明专利]一种模拟离子液体氢气压缩机的性能试验装置

说明书

本发明提供了一种模拟离子液体氢气压缩机的性能试验装置，包括气缸、空压机，所述气缸的一端由透明材质制成的缸盖封闭，所述气缸内部设置有长活塞，所述长活塞受驱动的在气缸内部沿气缸内壁面往复运动，以压缩长活塞端面、气缸内壁面、缸盖内壁面之间的空间内介质，所述空压机为长活塞端面、气缸内壁面、缸盖内壁面之间的空间内提供加压气体；其可以直观的观测离子液体在压缩气体过程中自身状态随压力变化而发生的变化，且可以用于研究离子液体在不同压力下对氢气压缩机所起的润滑及密封性能，以及研究不同型号、不同材料的密封件的耐压性和耐磨损性。

技术领域

本发明涉及氢气压缩机技术领域，具体是一种模拟离子液体氢气压缩机的性能试验装置。

背景技术

氢气来源丰富，作为清洁能源具有清洁、高效、零污染、零排放的特点，收到世界各国的广泛关注。随着氢能的广泛推广与应用，有助于降低我国能源的对外依存度，有助于未来国家以及世界的绿色可持续发展。

氢能的推广必须先加快布局加氢站的建设，其中氢气压缩机为加氢站三大核心设备之一，费用投入最高，也是加氢站产生故障的主要因素，因此低成本、高稳定性的氢气压缩机是加氢站发展的主要研究对象。其中离子液体氢气压缩机具有维护周期长、综合效率高的优点，其核心优势在于离子液体良好的冷却和润滑性能。

但是目前离子液体氢气压缩机中离子液体在压缩机中运动特性的研究还是空白，既影响活塞、阀门等压缩机关键零部件的设计，也影响离子液体氢气压缩机的性能优化和产品开发升级，因此构建一套可靠的离子液体氢气压缩机的离子液体性能试验系统是非常有必要的。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种模拟离子液体氢气压缩机的性能试验装置，其可以直观的观测离子液体在压缩气体过程中自身状态随压力变化而发生的变化，且可以用于研究离子液体在不同压力下对氢气压缩机所起的润滑及密封性能，以及研究不同型号、不同材料的密封件的耐压性和耐磨损性。

本发明采用的技术方案如下：一种模拟离子液体氢气压缩机的性能试验装置，其特征在于，包括气缸、空压机，所述气缸的一端由透明材质制成的缸盖封闭，优选的，缸盖采用有机玻璃制成，其使用螺栓固定安装在气缸端部法兰上；所述气缸内部设置有长活塞，所述长活塞受驱动的在气缸内部沿气缸内壁面往复运动，以压缩长活塞端面、气缸内壁面、缸盖内壁面之间的空间内介质；

所述缸盖上设置有通孔，所述空压机经由气体管路连通至缸盖的通孔，所述空压机为长活塞端面、气缸内壁面、缸盖内壁面之间的空间内提供加压气体；所述空压机和缸盖之间的气体管路上还串接有储气罐，所述储气罐上设置有安全阀和第一压力表，所述缸盖的通孔处且位于气缸内部设置有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器用于在长活塞往复运动压缩过程中实时监测气缸内部气体状态变化，而通过第一压力表获知空压机向气缸内提供的进行试验时的气体压力值。

所述长活塞的外周面中间段朝向径向内侧凹陷，所述凹陷构成离子液体腔，所述离子液体腔内部充注加压的离子液体，且所述长活塞外周面与气缸内壁面之间还设置有第一密封环和第二密封环，所述第一密封环位于离子液体腔的上方，所述第二密封环位于离子液体腔的下方。所述装置还包括蓄能器、柱塞泵和离子液体储箱，所述离子液体腔经供液管路依次连通蓄能器、柱塞泵和离子液体储箱，所述柱塞泵用于将离子液体储箱内的补给用离子液体加压输送至蓄能器和离子液体腔内部，所述蓄能器上安装有第二压力表，所述第二压力表用于实时获知所述离子液体腔中的离子液体的压力值。

进一步的，所述缸盖的通孔处设置有控制气体管路通断的气阀，所述气阀控制空压机与气缸内部空间的气路通断。

所述第一密封环和第二密封环均安装在开设在长活塞外周面的环形凹槽内，所述长活塞外周面安装第一密封环的位置处设置有一至三个环形凹槽，所述长活塞外周面安装第二密封环的位置处也设置有一至三个环形凹槽，根据试验需要，在环形凹槽内安装不同数量的密封环以探究密封环个数及形状对密封性能和使用寿命的影响。