[發明專利]用于氣動馬達的減壓能量回收系統

無效

• 申請號: 201210095822.3
• 申請日: 2012-04-04
• 公開（公告）號: CN102606563A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 孫培巖;丁云聰;滿長忠;唐運榜;趙柏東
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一種用于氣動馬達的減壓能量回收系統，它區別于目前使用的節流減壓式或者容積式減壓系統，是一種可以回收高壓氣體減壓至工作壓力時所釋放的能量系統。

背景技術

由于能量密度的問題，當前氣動馬達的儲氣壓力都比較大，通常在15.0-30.0左右，而實際工作氣體的壓力通常不超過1.0MPa甚至更低，因此我們就需要減壓系統來降低氣體的壓力以利于其工作。目前應用于氣動馬達上最廣泛的減壓系統為節流減壓系統，容積式減壓系統則是最近才提出的新的減壓系統。兩種系統都應用于氣動馬達，使氣罐內氣體輸出并降低其壓力，使之達到可以工作的較低的壓力。隨著氣動馬達的工作，氣體將持續輸出，同時又有新的高壓氣體減壓至低壓，沖入穩壓罐，形成一個動態循環。通過對穩壓罐內氣體壓力的監測，即可控制減壓系統的工作狀況，進而可以調整穩壓罐的壓力，使之始終維持在工作壓力。

節流式減壓和容積式減壓系統均可以達到降壓穩壓使之便于輸出易于控制的目的。

但是這兩種減壓系統卻都有一個非常大的共同的缺點——壓縮氣體由高壓降至可工作低壓時的能量全部損失。高壓氣體壓力下降會伴隨著體積的增大及大量能量的釋放，壓力差越大，則能量損失越多。以30.0MPa為例，若氣體由30.0MPa降至1.0MPa，因減壓損失的能量將占據總能量的60%左右，若考慮到實際工作情況下的輸出，則因減壓損失的能量將會是實際輸出的能量的3倍以上。因此大量的能量全部由于壓力的降低而白白浪費掉了，這也是壓縮空氣具有較高的能量密度卻只有很低的能量輸出的最根本原因。

綜上所述，當前的減壓系統，在穩定工作壓力，維持氣動馬達正常運轉輸出能量具有非常重要的作用，是氣動馬達必須的技術。但是當前減壓系統的缺點也是顯而易見，為此需要一種可以將能量回收并加以利用的新的減壓系統。

發明內容

本發明是為了解決現有技術存在的上述不足，提供一種新的壓縮空氣減壓方式，能夠幾乎在氣動馬達工作的全過程內對其減壓能量進行有效的回收利用，以達到節約能源增大輸出的目的。

本發明的技術解決方案是：一種用于氣動馬達的減壓能量回收系統，它主要包括一個培爾頓膨脹機、壓氣機和控制系統，所述培爾頓膨脹機通過變速器與壓氣機連接傳遞動力，儲氣罐通過多個第一電磁閥與多個噴管連接向培爾頓膨脹機輸送壓縮氣體，儲氣罐還通過一個第二電磁閥直接與換熱器連接，經培爾頓膨脹機減壓的壓縮氣體通過換熱器加熱后進入穩壓罐；所述壓氣機的進氣端通過空氣過濾器連接大氣環境，經壓縮的空氣由排氣端送入穩壓罐，連接穩壓罐的流量調節閥控制氣動馬達工作；所述控制系統采用控制器根據儲氣罐的第一溫度壓力傳感器和穩壓罐的第二溫度壓力傳感器控制第一電磁閥和第二電磁閥的開啟或關閉。

所述噴管根據喉部尺寸、外斜面長度及出口尺寸不同分為高壓噴管、中壓噴管和低壓噴管，在儲氣罐中的氣體壓力大于15.0MPa時，控制器控制高壓噴管的第一電磁閥開啟，在儲氣罐中的氣體壓力為15.0-5.0MPa時，控制器控制中壓噴管的第一電磁閥開啟，在儲氣罐中的氣體壓力為5.0-1.0MPa時，控制器控制低壓噴管的第一電磁閥開啟，在儲氣罐中的氣體壓力小于1.0MPa時，控制器控制第二電磁閥開啟。

本發明的有益效果是：這種結構形式的減壓能量回收系統，結構簡單，能夠隨著壓縮空氣持續輸出壓力逐漸降低的情況而做出適時調整，近乎全過程的回收減壓能量，提高了系統能量輸出和機械效率，同時也能保證氣動馬達進氣壓力的穩定，可使用現有技術的氣動馬達。因此解決了傳統氣動馬達存在的固有問題，十分有利于推廣使用，具有廣泛的市場前景。

附圖說明

圖1是一種用于氣動馬達的減壓能量回收系統的工作原理圖。

圖中：1、儲氣罐，２、噴管，３、培爾頓膨脹機，４、換熱器，５、穩壓罐，６、氣動馬達，7、過濾器,8、壓氣機，9、變速器，10、控制器，11、第一溫度壓力傳感器，11a、第二溫度壓力傳感器，12、第一電磁閥，12a、第二電磁閥，13、流量調節閥。

具體實施方式

下面實施例并結合附圖來更清楚完整地說明本發明。

圖1示出了一種用于氣動馬達的減壓能量回收系統。這種可回收氣動馬達高壓空氣減壓能量的系統，其工作方式為：高壓氣體從儲氣罐1流出經噴管2變為高速流動的低壓氣體進入膨脹機3對其做功，能量經由變速器9傳遞給壓氣機8。氣體做功后由出口進入換熱器4與外界環境換熱，溫度升高至環境溫度后進入穩壓罐5。