1.一种活塞式膨胀压缩机,其特征在于,包括膨胀压缩机缸体(5)、形成于所述膨胀压缩机缸体(5)内的腔体以及设置于所述腔体内的活塞(8),在所述膨胀压缩机缸体(5)的一侧设置有用于消耗电能推动所述活塞(8)运动或将所述活塞(8)动能向电能转变的动力件,在所述膨胀压缩机缸体(5)的另一侧配置有与所述腔体相连通的低压工质室和高压工质室,所述低压工质和所述高压工质在所述活塞(8)的往复移动中进入或排出所述腔体并完成所述低压工质的压缩以及所述高压工质的膨胀工作。
2.根据权利要求1所述的一种活塞式膨胀压缩机,其特征在于,所述腔体由形成于所述膨胀压缩缸体(5)的内部并互相独立的压缩腔(12)和膨胀腔(13)组成,所述活塞(8)包括设置于所述压缩腔(12)内的压缩部以及设置于所述膨胀腔(13)的膨胀部,所述压缩端与所述膨胀端延伸至所述膨胀压缩机缸体的一侧并共同与所述动力件相连以实现所述压缩端与所述膨胀端的同时移动,在所述膨胀压缩机缸体(5)的另一侧通过密封垫片(3)盖合有膨胀压缩机端盖(1)。
3.根据权利要求2所述的一种活塞式膨胀压缩机,其特征在于,所述动力件包括连杆滑块机构以及与所述连杆滑块机构的一端连接的驱动机构,所述驱动机构为通过电机驱动或驱动电机的凸轮、偏心轮或曲轴连杆机构中的一种,所述连杆滑块机构的另一端与所述活塞(8)连接用于实现所述活塞(8)水平运动与所述电机旋转运动的转换。
4.根据权利要求3所述的一种活塞式膨胀压缩机,其特征在于,在所述低压工质室包括开设在所述膨胀压缩机端盖(1)上的压缩进气道(19)和压缩排气道(20);
所述压缩进气道(19)向内延伸并形成于所述压缩腔(12)相连通的压缩进气腔(14),在所述压缩腔(12)的内壁通过定位销固定有用于在流体压差作用下驱动所述压缩进气道(19)启闭的进气板簧阀片(4);
所述压缩排气道(20)向内延伸并形成于所述压缩腔(12)相连通的压缩排气腔(16),在所述压缩排气腔(16)的内壁通过定位销固定有用于在流体压差作用下驱动所述压缩排气道(20)启闭的排气板簧阀片(2)。
5.根据权利要求3所述的一种活塞式膨胀压缩机,其特征在于,所述高压工质室包括开设在所述膨胀压缩机端盖(1)上的膨胀进气道(18)和膨胀排气道(21);
所述膨胀进气道(18)向内延伸形成于所述膨胀腔(13)相连通的膨胀进气腔(15),在所述膨胀进气道(18)上安装有用于控制所述膨胀进气道(18)启闭的膨胀进气阀(10);
所述膨胀排气道(21)向内延伸形成于所述膨胀腔(13)相连通的膨胀排气腔(17),在所述膨胀排气道(21)上安装有用于控制所述膨胀排气道(21)启闭的膨胀排气阀(9);
所述膨胀进气阀(10)和膨胀排气阀(9)由电磁驱动或由与驱动机构联系的连锁结构驱动。
6.一种基于权利要求1‑5中任一项所述活塞式膨胀压缩机的应用方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤100、推动活塞向靠近动力件方向移动,向压缩腔通入低压工质直至活塞运动至止停点,低压工质充满压缩腔,并向膨胀腔通入定量高压工质后停止通入,高压工质在膨胀腔内膨胀并对活塞做功;
步骤200、推动活塞向远离动力件方向移动,将膨胀腔内膨胀后的高压工质排出,低压工质在压缩腔内被压缩后排出,直至运动至止停点,低压工质和高压工质均被完全排出;
步骤300、重复步骤100和步骤200,活塞进行往复循环运动以实现活塞式膨胀压缩机的连续工作。
7.一种根据于权利要求6中所述的一种活塞式膨胀压缩机的应用方法,其特征在于,在步骤100中,膨胀腔内的高压工质膨胀对活塞做功以驱动或辅助驱动所述活塞向靠近动力件方向移动并通过动力件对外输出电能;
在步骤200中,动力件消耗电能以驱动活塞克服摩擦阻力向远离动力件方向移动。
8.一种包含权利要求1‑5中任一项所述活塞式膨胀压缩机的应用系统,其特征在于,包括与活塞式膨胀压缩机(C‑3)相连并形成循环回路的蒸发器(C‑1)和冷凝器(C‑2),所述活塞式膨胀压缩机(C‑3)的压缩腔(12)的出口端与所述蒸发器(C‑1)的进口端相连以使得高压工质在蒸发器(C‑1)内吸热达到高温高压状态,所述蒸发器(C‑1)的出口端与所述活塞式膨胀压缩机(C‑3)的膨胀腔(13)相连接以使得高温高压的流体进入所述膨胀腔(13)内,经所述膨胀腔(13)膨胀做功后的低温低压工质进入所述冷凝器(C‑2)内被冷却为液体,所述冷凝器(C‑2)的出口与所述压缩腔(12)相连以实现对液态工质增压。
9.一种包含权利要求1‑5中任一项所述活塞式膨胀压缩机的应用系统,其特征在于,包括与活塞式膨胀压缩机(C‑3)相连并形成循环回路的蒸发器(C‑1)和冷凝器(C‑2),所述活塞式膨胀压缩机(C‑3)的膨胀腔(13)的出口与所述蒸发器(C‑1)的进口相连以使得低温低压的工质在所述蒸发器(C‑1)内吸热蒸发为气态,经所述蒸发器(C‑1)出口的气态工质进入所述活塞式膨胀压缩机(C‑3)的压缩腔(12)被压缩为高温高压状态,所述压缩腔(12)的出口与所述冷凝器(C‑2)的进口相连以使得高温高压工质被冷却为液态,经所述冷凝器(C‑2)出口的液态工质进入所述膨胀腔(13)内膨胀做功。