[发明专利]一种气动动力装置

说明书

  

技术领域

本发明属于动力转换技术领域，具体涉及一种结构简单、成本低且效率高的气能转化为机械能的气动动力装置。 

背景技术

目前采用的传统功率动力装置，例如：内燃机（又叫热机），是将化学能转化为机械能的动力装置，靠消耗汽油、柴油等不可再生能源实现做功。在工作过程中，会排放有毒废气，发出工作噪声，严重影响空气质量，污染环境。而在石油资源日益紧张的当下，使用成本已越来越高。且系统结构复杂，体积笨重，与国家所倡导的绿色能源相悖。 

目前使用的气动动力装置，例如：气马达（又叫冷机），是气能—机械能直接转换，有叶片式、活塞式、摆动式等类型，利用压缩空气膨胀推动叶片转子、活塞连杆、各式螺杆等机械结构，实现压缩气体能量转化为机械能。现有的气马达结构精密，因此对于工作介质压缩气体的要求较为严格，需要做滤清杂质净化、除水干燥等预处理。且动态工作中，结构内部无法防止工作气体在工作气室间的内泄。由于气体本身不具润滑作用，国内制造技术无法有效降低气马达机械部件在转动时的磨损，工作寿命有限。因此现有气马达的应用还很局限，尤其在国内气动车辆的开发上更是近乎空白。 

目前使用的液压动力装置，例如：液压站，有开式回路和闭式回路，两种控制回路。两类传动回路中，液压油箱都必不可少，由于液压油箱中储存的油是实际工作油量的数倍，由此导致液压系统整体上，体积和重量无法缩减，动辄上百公斤甚至吨级，且不少须依靠电能工作，局限在大型工程机械中应用较多。同时因为液压传动装置中，由于负载变化，液压执行元件（如液压马达、液压缸）对所需液压油的流量和压力都会随负载变化，而电动油泵是持续泵油的，因此为确保液压执行部件不被损坏，超过需求的供油必须分流回油箱而不再进入液压执行部件。这样不但造成能源的浪费，而且必须配备溢流、过压等阀门，而这些阀门精密度高、专利多，随着工作压力的升高和流量的加大，市价昂贵，液压系统阀块上一套阀组价值数千甚至数万不等，使得目前液压动力装置（如液压站）难于低成本民用。 

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低且效率高的气能转化为机械能的气动动力装置。 

所述的一种气动动力装置，包括依次前后连接的执行装置、桥式整流阀、气液转换复用器、二位四通换向阀和气源，其特征在于所述的桥式整流阀包括构成整流回路的第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀及第四单向阀，所述的气液转换复用器包括第一气液转换器和第二气液转换器，所述的第一气液转换器一端与二位四通换向阀连接，另一端分别与第一单向阀及第二单向阀连接，所述的第二气液转换器一端与二位四通换向阀连接，另一端分别与第三单向阀及第四单向阀连接，所述的执行装置上设有进液口和出液口。 

所述的一种气动动力装置，其特征在于所述的第一气液转换器和第二气液转换器包括上下开口的高压容器及固定设置在高压容器内的气囊，所述的高压容器上开口为通气口，与气囊相连，所述的高压容器下开口为通液口，与桥式整流阀相通；所述的气囊内形成一储存压缩气体的空间，所述的气囊与高压容器壁之间形成一储存液体的空间。 

所述的一种气动动力装置，其特征在于所述的第一气液转换器和第二气液转换器包括上下开口的高压容器及活动设置在高压容器内的活塞，所述的高压容器上开口为通气口，与二位四通换向阀连接，所述的高压容器下开口为通液口，与桥式整流阀相通；所述的高压容器被活塞分成上下两部分，上部分形成一储存压缩气体的空间，下部分形成一储存液体的空间。 

所述的一种气动动力装置，其特征在于所述的第一单向阀与第二单向阀首尾相接，连接处抽头作为输入，与第一气液转换器连接；第三单向阀与第四单向阀首尾相接，连接处抽头作为输入，与第二气液转换器连接；第一单向阀与第三单向阀首首相连，连接处抽头作为输出并与执行装置上的出液口连接；第二单向阀与第四单向阀尾尾相连，连接处抽头作为输出并与执行装置上的进液口连接；整体构成两进两出的对称式整流回路。 

所述的一种气动动力装置，其特征在于所述的执行装置为控制旋转机械运动的执行马达或控制平移机械运动的油缸。 

所述的一种气动动力装置，其特征在于所述的执行装置与桥式整流阀之间可配合设置二位四通换向阀。 

所述的一种气动动力装置，其特征在于所述的执行装置与桥式整流阀之间还可配合设置一节流调速阀。 

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：