[發明專利]渦輪式氣氣增壓裝置

無效

• 申請號: 201010156066.1
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101832180A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 韓永強;劉忠長;黃凱;許允;胡遼平;楊迪;張愛明;王忠恕;隋菱歌;楊冬
• 申請（專利權）人: 吉林大學;湖南天雁機械有限責任公司
• 主分類號: F02C6/12
• 分類號: F02C6/12;F02B37/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

技術領域

本發明屬低壓氣體能量品質提升領域，具體涉及將低壓氣體升壓至高壓的氣氣增壓裝置。

背景技術

目前氣動機械應用越來越廣泛，常規的氣動機械需求壓力一般為600-700kPa的高壓氣源，為了產生此高壓氣源一般采用活塞式的氣泵或氣氣增壓泵。活塞式的氣體增壓裝置工作過程為間歇式的，氣流不連續且產氣量很小。

渦輪式增壓裝置已經成為車用發動機領域成熟的產品，此類機械具有效率高、其流量大等優點。但作為車用增壓器大部分情況下渦輪端氣體流量、壓力和壓氣機端流量、壓力基本相當。作為一個完整系統而言，其入口壓力(渦輪機入口端)和出口壓力(壓氣機出口端)壓力、流量相近，沒有增壓裝置的特性。

基于渦輪式增壓裝置的優點及氣氣增壓器的需求，開發一種基于渦輪式的氣氣增壓裝置，將廣泛存在的低壓氣源(動力源排氣、鍋爐蒸汽等)轉化為具有較強做功能力的高壓氣源，對于低品味能量的回收利用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用低壓氣體推動渦輪葉片轉動，并帶動壓氣機葉片轉動，將空氣或低壓源氣體增壓至高壓氣體的氣氣增壓裝置。

本發明由控制器1、流量傳感器I2、低壓氣源3、消音器4、渦輪機5、傳動裝置6、壓氣機7、氣流選擇閥8、流量控制閥I9、流量傳感器II10、流量控制閥II11組成，其特征在于壓氣源3氣體出口置有流量傳感器I2，低壓氣源3氣體出口與渦輪機5氣體入口連接；低壓氣源3氣體出口還經流量傳感器I2、流量控制閥I9和氣流選擇閥8與壓氣機7氣體入口連接；渦輪機5的轉動軸經傳動機構6與壓氣機7轉動軸連接；渦輪機5氣體出口與消音器4連接；壓氣機7氣體出口置有流量傳感器II10，壓氣機7氣體出口經流量傳感器II10與流量控制閥II11連接；控制器1與流量控制閥I9和流量控制閥II11連接。

壓氣機7氣體入口經氣流選擇閥8和流量控制閥I9可與低壓氣源3氣體出口連接，也可與環境大氣連接。

壓氣機7氣體出口的氣體經流量控制閥II11調整壓力和流量后輸出。

流量控制閥I9和流量控制閥II11由控制器1根據流量傳感器I2和流量傳感器II10的信號控制。

本發明的工作過程是：流量傳感器I2和流量傳感器II10感知低壓氣源3氣體出口流量和壓氣機7氣體出口流量，并將流量信號傳輸至控制器1。根據特定的判斷原則，控制器1經流量控制閥I9、流量控制閥II11控制由低壓氣源3氣體出口進入氣流選擇閥8的低壓氣體流量，控制器1經流量控制閥II11控制由壓氣機7氣體出口輸出的高壓氣體流量。

低壓氣流通過渦輪機5推動其葉片開始旋轉運動，該旋轉運動通過傳動機構6傳遞至壓氣機7的轉動軸，并帶動其葉片轉動，將入口處的低壓氣體升壓。

氣流選擇閥8根據壓氣機7入口氣體需求，及通過流量控制閥I9的低壓氣源3氣流量，確定進入壓氣機7氣體入口氣體為環境大氣還是低壓氣源3。

流量控制閥II11根據控制器1的信號，調整壓氣機7出口氣體狀態和流量。

因為渦輪式增壓裝置具有連續運轉、產氣量高的特點，可以極大提升增壓泵的工作效能。

本發明的有益效果在于：利用旋轉式增壓機構取代了傳統的活塞式增壓機構，將間歇式增壓變成了連續式增壓，可極大提升增壓泵的效率；同時能連續地將低壓氣源和環境空氣提升為可方便應用的高壓氣源，還可高效、大流量實現氣氣增壓。

附圖說明

圖1為渦輪式氣氣增壓裝置結構示意圖

其中：1.控制器??2.流量傳感器I??3.低壓氣源??4.消音器??5.渦輪機??6.傳動裝置??7.壓氣機??8.氣流選擇閥??9.流量控制閥I??10.流量傳感器II??11.流量控制閥II

具體實施方式

以下結合附圖1對本發明的技術方案作進一步詳細闡述：

流量傳感器I2感知低壓氣源3氣體出口的流量和狀態，流量傳感器II10感知壓氣機7氣體出口處的流量和狀態(通過流量控制閥I9人工設定值)，由控制器1判斷是否需要將全部氣流提供給渦輪機5，若有氣量剩余，則通過流量控制閥I9供給至氣流選擇閥8。

氣流選擇閥8為兩個單向閥構成，若低壓氣源3氣體出口流量滿足輸出需求，則全部由低壓氣源3氣體供給壓氣機7，從而提升升壓效率。若低壓氣源3氣體量不足，則通過另外一個單向閥吸入環境大氣，保證壓氣機7的氣體量需求。

渦輪機5在低壓氣源3的驅動下，帶動葉片及轉動軸轉動，該轉動通過傳動機構6傳遞給壓氣機7的轉動軸，帶動葉片旋轉對來流氣體進行增壓，并以設定的高壓值輸出氣體。渦輪機5出口氣體經消音器4排放至環境大氣。