[實用新型]氣浮系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020145243.5
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN211777892U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 胡劍英;陳燕燕;羅二倉;張麗敏;吳張華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: F04B39/00
• 分類號: F04B39/00;F04B39/10;F04B41/02;F04B35/04
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本實用新型涉及交變流動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種氣浮系統(tǒng)，包括主氣缸、高壓氣庫、低壓氣庫和獨立氣泵，主氣缸活塞與主氣缸缸筒的內(nèi)壁之間留有第一氣隙；主氣缸缸筒的內(nèi)壁沿主氣缸缸筒的軸向構(gòu)造有兩個間隔的回氣結(jié)構(gòu)，第一氣隙通過回氣結(jié)構(gòu)連通于低壓氣庫；主氣缸缸筒的內(nèi)壁在兩個回氣結(jié)構(gòu)之間構(gòu)造有兩個間隔的供氣結(jié)構(gòu)，第一氣隙通過供氣結(jié)構(gòu)連通于高壓氣庫；獨立氣泵的氣泵活塞將氣泵缸筒的內(nèi)腔分為氣泵前腔和氣泵背腔，高壓氣庫和低壓氣庫均通過單向閥連通于氣泵前腔或者氣泵背腔，以使氣體從獨立氣泵進入高壓氣庫，或者使氣體從低壓氣庫進入獨立氣泵。該氣浮系統(tǒng)通過設置獨立氣泵避免了主氣缸啟動時主氣缸活塞和主氣缸缸筒之間的磨損。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及交變流動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣浮系統(tǒng)。

背景技術(shù)

熱聲發(fā)電機和制冷機、斯特林發(fā)電機和制冷機、脈管制冷機等都屬于交變流動系統(tǒng)，這些系統(tǒng)與外界之間的能量交換通常需要通過直線電機的活塞來實現(xiàn)：在發(fā)電機中，流體推動活塞運動后將機械能轉(zhuǎn)化為電能；在制冷機中，電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能再通過活塞推動氣體運動。在這些系統(tǒng)中，活塞有時也被用來作為系統(tǒng)內(nèi)部聲場的調(diào)節(jié)機構(gòu)，使系統(tǒng)獲得更好的熱功轉(zhuǎn)換效果。由于在這些系統(tǒng)中潤滑油會嚴重惡化系統(tǒng)的性能，因此活塞通常采用氣浮支撐的方式來消除活塞與氣缸之間的機械磨損，同時達到間隙密封的效果。

現(xiàn)有的小功率的電機中的氣缸活塞上設計有高壓腔，在氣缸朝向前腔的端面與高壓腔之間設置有單向閥，使得氣流只能從前腔流向高壓腔。高壓腔與密封氣隙之間設計有供氣流道。系統(tǒng)運行后活塞開始往復運動，前腔和背腔將會出現(xiàn)壓力波動，當前腔的壓力升高到一定值時單向閥開啟，氣流從前腔進入高壓腔；當前腔壓力小于一定值時單向閥關(guān)閉，因此隨著活塞的往復運動，高壓腔的壓力逐漸升高。高壓腔的氣流通過供氣管路注入密封氣隙內(nèi)，在氣隙內(nèi)形成高壓氣膜從而起到對活塞的支撐作用，防止活塞與氣缸之間的機械磨損。這樣的氣浮結(jié)構(gòu)有幾個不足的地方：第一、高壓腔的氣體來自前腔，經(jīng)過氣膜后一部分流回前腔，一部分流向背腔，這樣容易造成前腔和背腔的平均壓力不平衡，從而造成活塞的漂移；第二、在活塞剛啟動時，高壓氣膜尚未形成，這時活塞與氣缸之間的磨損無可避免，在小功率系統(tǒng)中這種磨損比較輕微，但當功率增大、活塞的質(zhì)量較大時，活塞與氣缸之間的磨損就會越來越嚴重，從而縮短系統(tǒng)的工作壽命，不適用于大功率系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型實施例提供一種氣浮系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的氣浮系統(tǒng)容易造成系統(tǒng)內(nèi)腔體壓力不平衡，不適用于大功率系統(tǒng)的問題，以提升氣浮系統(tǒng)的性能。

本實用新型實施例提供一種氣浮系統(tǒng)，包括主氣缸和設置于所述主氣缸之外的高壓氣庫、低壓氣庫和獨立氣泵，所述主氣缸包括主氣缸缸筒和安裝于所述主氣缸缸筒內(nèi)的主氣缸活塞，所述主氣缸活塞與所述主氣缸缸筒的內(nèi)壁之間留有第一氣隙；所述主氣缸缸筒的內(nèi)壁沿所述主氣缸缸筒的軸向構(gòu)造有兩個間隔的回氣結(jié)構(gòu)，所述第一氣隙通過所述回氣結(jié)構(gòu)連通于所述低壓氣庫；所述主氣缸缸筒的內(nèi)壁在兩個所述回氣結(jié)構(gòu)之間構(gòu)造有兩個間隔的供氣結(jié)構(gòu)，所述第一氣隙通過所述供氣結(jié)構(gòu)連通于所述高壓氣庫；

所述獨立氣泵包括氣泵缸筒和安裝于所述氣泵缸筒內(nèi)的氣泵活塞，所述氣泵活塞將所述氣泵缸筒的內(nèi)腔分為氣泵前腔和氣泵背腔，所述高壓氣庫和所述低壓氣庫均通過單向閥連通于所述氣泵前腔或者所述氣泵背腔，以使氣體從所述獨立氣泵進入所述高壓氣庫，或者使氣體從所述低壓氣庫進入所述獨立氣泵。

其中，所述回氣結(jié)構(gòu)為沿所述主氣缸缸筒的周向設置的環(huán)形的回氣槽。

其中，所述回氣槽通過設置于所述主氣缸缸筒內(nèi)的回氣流道連接于所述低壓氣庫。

其中，所述進氣結(jié)構(gòu)為沿所述主氣缸缸筒的周向間隔設置的多個供氣孔。

其中，所述主氣缸缸筒內(nèi)設置有環(huán)形的供氣主回路，所述供氣主回路連通于所述高壓氣庫，多個所述供氣孔通過一一對應設置的供氣支路連通于所述供氣主回路。