用于气动马达的减压能量回收系统技术方案

一种用于气动马达的减压能量回收系统，它区别于目前使用的节流减压式或者容积式减压系统，是一种可以回收高压气体减压至工作压力时所释放的能量系统。这种结构形式的减压能量回收系统，结构简单，电控系统可根据气动马达的需要，开启或关闭电磁阀以控制压缩气体的流量和稳压罐内工作气体的压力。能够随着压缩空气持续输出压力逐渐降低的情况而做出适时调整，近乎全过程的回收减压能量，提高了系统能量输出和机械效率，同时也能保证气动马达进气压力的稳定。因此该减压能量回收系统解决了高压空气减压时的能量浪费问题，十分有利于推广使用，具有广泛的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于气动马达的减压能量回收系统，它区别于目前使用的节流减压式或者容积式减压系统，是一种可以回收高压气体减压至工作压力时所释放的能量系统。
技术介绍
由于能量密度的问题，当前气动马达的储气压力都比较大，通常在15. 0-30. O左右，而实际工作气体的压力通常不超过I. OMPa甚至更低，因此我们就需要减压系统来降低气体的压力以利于其工作。目前应用于气动马达上最广泛的减压系统为节流减压系统，容积式减压系统则是最近才提出的新的减压系统。两种系统都应用于气动马达，使气罐内气体输出并降低其压力，使之达到可以工作的较低的压力。随着气动马达的工作，气体将持续输出，同时又有新的高压气体减压至低压，冲入稳压罐，形成一个动态循环。通过对稳压罐内气体压力的监测，即可控制减压系统的工作状况，进而可以调整稳压罐的压力，使之始终维持在工作压力。节流式减压和容积式减压系统均可以达到降压稳压使之便于输出易于控制的目的。但是这两种减压系统却都有一个非常大的共同的缺点一压缩气体由高压降至可工作低压时的能量全部损失。高压气体压力下降会伴随着体积的增大及大量能量的释放，压力差越大，则能量损失越多。以30. OMPa为例，若气体由30. OMPa降至I. OMPa,因减压损失的能量将占据总能量的60%左右，若考虑到实际工作情况下的输出，则因减压损失的能量将会是实际输出的能量的3倍以上。因此大量的能量全部由于压力的降低而白白浪费掉了，这也是压缩空气具有较高的能量密度却只有很低的能量输出的最根本原因。综上所述，当前的减压系统，在稳定工作压力，维持气动马达正常运转输出能量具有非常重要的作用，是气动马达必须的技术。但是当前减压系统的缺点也是显而易见，为此需要一种可以将能量回收并加以利用的新的减压系统。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术存在的上述不足，提供一种新的压缩空气减压方式， 能够几乎在气动马达工作的全过程内对其减压能量进行有效的回收利用，以达到节约能源增大输出的目的。本专利技术的技术解决方案是一种用于气动马达的减压能量回收系统，它主要包括一个培尔顿膨胀机、压气机和控制系统，所述培尔顿膨胀机通过变速器与压气机连接传递动力，储气罐通过多个第一电磁阀与多个喷管连接向培尔顿膨胀机输送压缩气体，储气罐还通过一个第二电磁阀直接与换热器连接，经培尔顿膨胀机减压的压缩气体通过换热器加热后进入稳压罐；所述压气机的进气端通过空气过滤器连接大气环境，经压缩的空气由排气端送入稳压罐，连接稳压罐的流量调节阀控制气动马达工作；所述控制系统采用控制器根据储气罐的第一温度压カ传感器和稳压罐的第二温度压カ传感器控制第一电磁阀和第 ニ电磁阀的开启或关闭。所述喷管根据喉部尺寸、外斜面长度及出口尺寸不同分为高压喷管、中压喷管和低压喷管，在储气罐中的气体压カ大于15. OMPa时，控制器控制高压喷管的第一电磁阀开启，在储气罐中的气体压カ为15. 0-5. OMPa时,控制器控制中压喷管的第一电磁阀开启，在储气罐中的气体压カ为5. 0-1. OMPa时,控制器控制低压喷管的第一电磁阀开启，在储气罐中的气体压カ小于I. OMPa时,控制器控制第二电磁阀开启。本专利技术的有益效果是这种结构形式的减压能量回收系统，结构简单，能够随着压缩空气持续输出压カ逐渐降低的情况而做出适时调整，近乎全过程的回收减压能量，提高了系统能量输出和机械效率，同时也能保证气动马达进气压カ的稳定，可使用现有技术的气动马达。因此解决了传统气动马达存在的固有问题，十分有利于推广使用，具有广泛的市场前景。附图说明图I是ー种用于气动马达的减压能量回收系统的工作原理图。图中1、储气罐，2、喷管，3、培尔顿膨胀机，4、换热器，5、稳压罐，6、气动马达，7、过滤器，8、压气机，9、变速器，10、控制器，11、第一温度压カ传感器，11a、第二温度压 カ传感器，12、第一电磁阀，12a、第二电磁阀，13、流量调节阀。具体实施例方式下面实施例并结合附图来更清楚完整地说明本专利技术。图I示出了ー种用于气动马达的减压能量回收系统。这种可回收气动马达高压空气减压能量的系统，其工作方式为高压气体从储气罐I流出经喷管2变为高速流动的低压气体进入膨胀机3对其做功，能量经由变速器9传递给压气机8。气体做功后由出ロ进入换热器4与外界环境换热，温度升高至环境温度后进入稳压罐5。新鲜空气经过滤器7过滤后进入压气机8压缩，提高空气压カ，同时也提高空气温度，而后直接进入稳压罐5与做功并吸热后的气体混合。在稳压罐5内，混合后的气体压力被控制在工作压力，通过流量调节阀13进入气动马达6内做功后排出至外界环境。控制系统采用控制器10根据储气罐I的第一温度压カ传感器11和稳压罐5的第 ニ温度压カ传感器Ila控制第一电磁阀12和第二电磁阀12a的开启或关闭。喷管2根据喉部尺寸、外斜面长度及出口尺寸不同分为高压喷管、中压喷管和低压喷管，高压喷管的喉部尺寸较小，低压喷管的喉部尺寸较大。在储气罐I中的气体压カ大于15. OMPa时，控制器10控制对应于高压喷管的第一电磁阀12开启，在储气罐I中的气体压カ为15. 0-5. OMPa时，控制器10控制对应于中压喷管的第一电磁阀12开启，在储气罐I 中的气体压カ为5. 0-1. OMPa时，控制器10控制对应于低压喷管的第一电磁阀12开启，在储气罐I中的气体压カ小于I. OMPa时，控制器10控制第二电磁阀12a开启，由储气罐I直接与换热器4连接。当开始工作后，若储气罐I内压カ很高，而稳压罐5内的压カ小于工作压力，则开启第一电磁阀12控制高压喷管工作；随着压缩空气的补充，稳压罐5内压力大于工作压力， 则关闭第一电磁阀12,以维持其压力在一定范围内稳定。随着气体的逐渐消耗，储气罐I内气体的压力逐渐减小，流量也逐渐减小，当不能满足使用时，控制系统10可以控制多个第一电磁阀12开启或关闭，以保证供气量同时维持稳压罐5内压力稳定。当储气罐I内气体压力低至接近工作压力时，则控制关闭连接培尔顿膨胀机3的第一电磁阀12，打开连接换热器4的第二电磁阀12a，使气体直接进入换热器4。权利要求1.一种用于气动马达的减压能量回收系统，它主要包括一个培尔顿膨胀机(3)、压气机(8)和控制系统，其特征在于所述培尔顿膨胀机(3)通过变速器(9)与压气机(8)连接传递动力，储气罐(I)通过多个第一电磁阀(12)与多个喷管(2)连接向培尔顿膨胀机(3) 输送压缩气体，储气罐(I)还通过ー个第二电磁阀(12a)直接与换热器(4)连接，经培尔顿膨胀机(3 )减压的压缩气体通过换热器(4 )加热后进入稳压罐(5 );所述压气机(8 )的进气端通过空气过滤器(7)连接大气环境，经压缩的空气由排气端送入稳压罐(5)，连接稳压罐(5)的流量调节阀(13)控制气动马达(6)工作；所述控制系统采用控制器(10)根据储气罐(I)的第一温度压カ传感器(11)和稳压罐(5)的第二温度压カ传感器(Ila)控制第一电磁阀(12)和第二电磁阀(12a)的开启或关闭。全文摘要一种用于气动马达的减压能量回收系统，它区别于目前使用的节流减压式或者容积式减压系统，是一种可以回收高压气体减压至工作压力时所释放的能量系统。这种结构形式的减压能量回收系统，结构简单，电控系统可根据气动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙培岩，丁云聪，满长忠，唐运榜，赵柏东，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：