[發明專利]一種帶配重機構的自由活塞膨脹式液壓動力輸出系統

在審

• 申請號: 202110038858.7
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN113153867A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 周雄;徐良;吳瀛坤;季炫宇;吳偉民;冷再寒;紀成香;劉志強
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14;F15B21/02;F15B1/02;F15B11/08;F15B13/04;F15B15/28
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明公開了一種帶配重機構的自由活塞膨脹式液壓動力輸出系統，包括進氣管路、排氣管路、能量轉換單元和能量輸出單元；能量轉換單元包括第一油箱、第二油箱、自由活塞膨脹機、柱塞缸和配重機構，自由活塞膨脹機的膨脹腔室連接有相互并聯的開關閥A和開關閥B，且分別連接進氣管路和排氣管路，柱塞缸的工作腔連接有第一支路和第二支路，第一支路設有第一單向閥和第一油箱，第二支路設有第二單向閥、第三單向閥、第二蓄能器、第二安全閥、手動泵和第二油箱，第二單向閥兩端并聯有二位二通電磁閥；能量輸出單元包括單向定量液壓馬達、第三油箱和第一蓄能器和第一安全閥。本發明結構簡單，造價低，適用于兩相流和變工況的工作環境，能源回收效率高。

技術領域

本發明涉及一種利用工業排放低溫廢氣的余熱余壓能源輸出動能的動力輸 出系統技術領域，尤其涉及一種帶配重機構的自由活塞膨脹式液壓動力輸出系 統。

背景技術

能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎，人類的一切社會活動和生 存都依賴于能源的供給。我國經濟發展步入新常態，能源消費增速趨緩，發展質 量和效率問題突出，能源系統整體效率較低。我國工業余熱余壓、廢氣廢熱等低 品位能源具有種類多、儲量大的特點，由于低品位能源的焓值低、能量傳輸消耗 大、投資回報周期長等問題的存在，一直以來都被舍棄或者未被充分利用，不僅 造成了能源浪費，還會引起環境污染等問題。因此，研發一種能源回收系統回收 低品位能源，不僅提高了能源利用率，還減少了污染物的排放問題。傳統的能源 回收系統通常選擇透平式膨脹機作為原動機，不僅造價昂貴，而且其效率不高、 使用及維修復雜，難以大規模應用。

發明內容

本發明意在提供一種帶配重機構的自由活塞膨脹式液壓動力輸出系統，以解 決現有的余熱余壓資源浪費現象、余熱余壓能源回收設備造價昂貴、回收設備的 使用及維修復雜的問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種帶配重機構的自由活塞膨 脹式液壓動力輸出系統，包括進氣管路、排氣管路、能量轉換單元和能量輸出單 元；

所述能量轉換單元包括自由活塞膨脹機和柱塞缸，所述自由活塞膨脹機的活 塞桿和柱塞缸的活塞桿之間連接有配重機構，所述自由活塞膨脹機的膨脹腔室通 過管路連接有相互并聯的開關閥A和開關閥B，所述開關閥A與進氣管路連接， 所述開關閥B與排氣管路連接，所述柱塞缸的工作腔連接有第一支路和第二支 路，所述第一支路依次設有第一單向閥和第一油箱，所述第二支路依次設有第二 單向閥、第三單向閥、第二蓄能器、手動泵和第二油箱，所述第二單向閥的兩端 并聯有二位二通電磁閥，所述第二單向閥與第二油箱之間設有第二安全閥；

所述能量輸出單元包括第三支路，所述第三支路與柱塞缸的工作腔連接，且 第三支路與柱塞缸的工作腔之間的管路上設有第四單向閥，所述第三支路依次設 有單向定量液壓馬達、第三油箱和第一蓄能器，所述第三油箱與第三支路之間還 設有第一安全閥。

優選地，所述柱塞缸為單作用液壓式柱塞缸。

優選地，所述開關閥A和開關閥B均為高速開關閥。

優選地，所述配重機構包括配重塊，所述配重塊的底部安裝有滾輪。

優選地，所述能量轉換單元設置有多個且相互并聯，多個能量轉換單元連接 同一能量輸出單元。

采用上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

1、與傳統的自由活塞膨脹機相比較，本系統采用液壓回路來實現活塞桿的 返程運動，液壓回路起到一個液壓彈簧的作用，不僅可以使活塞桿的運動更加平 穩、高效，而且還降低了摩擦力，減少了氣泄損失，提高了能量轉換效率；液壓 回路中的液壓元件體積小、重量輕，可使該系統更加緊湊；整個液壓動力輸出系 統傳遞功率大，傳動更加平穩，方便實現緩沖、安全保護等功能；液壓動力輸出 系統可與自動化技術相結合，可使該系統更趨于智能化的操作。