[发明专利]涡轮式气气增压装置

说明书

技术领域

本发明属低压气体能量品质提升领域，具体涉及将低压气体升压至高压的气气增压装置。

背景技术

目前气动机械应用越来越广泛，常规的气动机械需求压力一般为600-700kPa的高压气源，为了产生此高压气源一般采用活塞式的气泵或气气增压泵。活塞式的气体增压装置工作过程为间歇式的，气流不连续且产气量很小。

涡轮式增压装置已经成为车用发动机领域成熟的产品，此类机械具有效率高、其流量大等优点。但作为车用增压器大部分情况下涡轮端气体流量、压力和压气机端流量、压力基本相当。作为一个完整系统而言，其入口压力(涡轮机入口端)和出口压力(压气机出口端)压力、流量相近，没有增压装置的特性。

基于涡轮式增压装置的优点及气气增压器的需求，开发一种基于涡轮式的气气增压装置，将广泛存在的低压气源(动力源排气、锅炉蒸汽等)转化为具有较强做功能力的高压气源，对于低品味能量的回收利用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用低压气体推动涡轮叶片转动，并带动压气机叶片转动，将空气或低压源气体增压至高压气体的气气增压装置。

本发明由控制器1、流量传感器I2、低压气源3、消音器4、涡轮机5、传动装置6、压气机7、气流选择阀8、流量控制阀I9、流量传感器II10、流量控制阀II11组成，其特征在于压气源3气体出口置有流量传感器I2，低压气源3气体出口与涡轮机5气体入口连接；低压气源3气体出口还经流量传感器I2、流量控制阀I9和气流选择阀8与压气机7气体入口连接；涡轮机5的转动轴经传动机构6与压气机7转动轴连接；涡轮机5气体出口与消音器4连接；压气机7气体出口置有流量传感器II10，压气机7气体出口经流量传感器II10与流量控制阀II11连接；控制器1与流量控制阀I9和流量控制阀II11连接。

压气机7气体入口经气流选择阀8和流量控制阀I9可与低压气源3气体出口连接，也可与环境大气连接。

压气机7气体出口的气体经流量控制阀II11调整压力和流量后输出。

流量控制阀I9和流量控制阀II11由控制器1根据流量传感器I2和流量传感器II10的信号控制。

本发明的工作过程是：流量传感器I2和流量传感器II10感知低压气源3气体出口流量和压气机7气体出口流量，并将流量信号传输至控制器1。根据特定的判断原则，控制器1经流量控制阀I9、流量控制阀II11控制由低压气源3气体出口进入气流选择阀8的低压气体流量，控制器1经流量控制阀II11控制由压气机7气体出口输出的高压气体流量。

低压气流通过涡轮机5推动其叶片开始旋转运动，该旋转运动通过传动机构6传递至压气机7的转动轴，并带动其叶片转动，将入口处的低压气体升压。

气流选择阀8根据压气机7入口气体需求，及通过流量控制阀I9的低压气源3气流量，确定进入压气机7气体入口气体为环境大气还是低压气源3。

流量控制阀II11根据控制器1的信号，调整压气机7出口气体状态和流量。

因为涡轮式增压装置具有连续运转、产气量高的特点，可以极大提升增压泵的工作效能。

本发明的有益效果在于：利用旋转式增压机构取代了传统的活塞式增压机构，将间歇式增压变成了连续式增压，可极大提升增压泵的效率；同时能连续地将低压气源和环境空气提升为可方便应用的高压气源，还可高效、大流量实现气气增压。

附图说明

图1为涡轮式气气增压装置结构示意图

其中：1.控制器  2.流量传感器I  3.低压气源  4.消音器  5.涡轮机  6.传动装置  7.压气机  8.气流选择阀  9.流量控制阀I  10.流量传感器II  11.流量控制阀II

具体实施方式

以下结合附图1对本发明的技术方案作进一步详细阐述：

流量传感器I2感知低压气源3气体出口的流量和状态，流量传感器II10感知压气机7气体出口处的流量和状态(通过流量控制阀I9人工设定值)，由控制器1判断是否需要将全部气流提供给涡轮机5，若有气量剩余，则通过流量控制阀I9供给至气流选择阀8。

气流选择阀8为两个单向阀构成，若低压气源3气体出口流量满足输出需求，则全部由低压气源3气体供给压气机7，从而提升升压效率。若低压气源3气体量不足，则通过另外一个单向阀吸入环境大气，保证压气机7的气体量需求。

涡轮机5在低压气源3的驱动下，带动叶片及转动轴转动，该转动通过传动机构6传递给压气机7的转动轴，带动叶片旋转对来流气体进行增压，并以设定的高压值输出气体。涡轮机5出口气体经消音器4排放至环境大气。