专利名称：涡轮式气气增压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
发明内容本实用新型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。本实用新型由控制器、流量传感器I、低压气源、消音器、涡轮机、传动装置、压气 机、气流选择阀、流量控制阀I、流量传感器II、流量控制阀II组成，其中低压气源气体出口 置有流量传感器I，低压气源气体出口与涡轮机气体入口连接；低压气源气体出口还经流 量传感器I、流量控制阀I和气流选择阀与压气机气体入口连接；涡轮机的转动轴经传动机 构与压气机转动轴连接；涡轮机气体出口与消音器连接；压气机气体出口置有流量传感器 II，压气机气体出口经流量传感器II与流量控制阀II连接；控制器与流量控制阀I和流量 控制阀II连接。压气机气体入口经气流选择阀和流量控制阀I可与低压气源气体出口连接，也可 与环境大气连接。压气机气体出口的气体经流量控制阀II调整压力和流量后输出。流量控制阀I和流量控制阀II由控制器根据流量传感器I和流量传感器II的信 号控制。本实用新型的工作过程是流量传感器I和流量传感器II感知低压气源气体出口 流量和压气机气体出口流量，并将流量信号传输至控制器。根据特定的判断原则，控制器经 流量控制阀I、流量控制阀II控制由低压气源气体出口进入气流选择阀的低压气体流量， 控制器经流量控制阀II控制由压气机气体出口输出的高压气体流量。低压气流通过涡轮机推动其叶片开始旋转运动，该旋转运动通过传动机构传递至压气机的转动轴，并带动其叶片转动，将入口处的低压气体升压。气流选择阀根据压气机入口气体需求，及通过流量控制阀I的低压气源气流量， 确定进入压气机气体入口气体为环境大气还是低压气源。流量控制阀II根据控制器的信号，调整压气机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。本实用新型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。
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对本实用新型的技术方案作进一步详细阐述流量传感器I 2感知低压气源3气体出口的流量和状态，流量传感器II 10感知 压气机7气体出口处的流量和状态(通过流量控制阀I 9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I 9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。以上仅就单级气气增压装置做了说明，若将本实用新型压气机7出口气流作为低 压源，按此方案完全可以利用到多级气气增压装置中。本实用新型所涉及的涡轮机5和压气机7可为径流式涡轮机及其它可用结构形 式；传动装置6可为直接轴连接，也可为任何结构的传动形式；流量传感器I 2和流量传感 器II 10可为温度一压力式，也可为任何可用形式；系统中气体传递管路可为任何可用结 构；流量控制阀I 9和流量控制阀II 11可为柱塞式、蝶阀式和任何可用结构。
权利要求一种涡轮式气气增压装置，由控制器(1)、流量传感器I(2)、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I(9)、流量传感器II(10)、流量控制阀II(11)组成，其特征在于低压气源(3)气体出口置有流量传感器I(2)，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I(2)、流量控制阀I(9)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II(10)，压气机(7)气体出口经流量传感器II(10)与流量控制阀II(11)连接；控制器(1)与流量控制阀I(9)和流量控制阀II(11)连接。
2.按权利要求1所述的涡轮式气气增压装置，其特征在于所述的压气机(7)气体入口 经气流选择阀(8)和流量控制阀I (9)可与低压气源(3)气体出口连接，也可与环境大气连 接。
3.按权利要求1所述的涡轮式气气增压装置，其特征在于所述的流量控制阀I(9)和流 量控制阀II(Il)由控制器(1)根据流量传感器I (2)和流量传感器II (10)的信号控制。
专利摘要涡轮式气气增压装置属低压气体能量品质提升领域，本实用新型中低压气源气体出口置有流量传感器I，低压气源气体出口与涡轮机气体入口连接；低压气源气体出口还经流量传感器I、流量控制阀I和气流选择阀与压气机气体入口连接；涡轮机的转动轴经传动机构与压气机转动轴连接；涡轮机气体出口与消音器连接；压气机气体出口置有流量传感器II，压气机气体出口经流量传感器II与流量控制阀II连接；控制器与流量控制阀I和流量控制阀II连接；本实用新型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。
文档编号F02C6/12GK201687578SQ20102017067
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者刘忠长, 张爱明, 杨冬, 杨迪, 王忠恕, 胡辽平, 许允, 隋菱歌, 韩永强, 黄凯 申请人:吉林大学;湖南天雁机械有限责任公司