[发明专利]一种气体喷射膨胀作动系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种气体喷射膨胀作动系统及控制方法，系统包括增压器、增压控制阀、第一储罐、第二储罐、第三储罐、反应器和导向筒，增压控制阀与增压器连接，第一储罐、第二储罐和第三储罐的增压口分别与增压控制阀连接，第一储罐、第二储罐和第三储罐的出液口以及导向筒分别与反应器连接，第一储罐与反应器之间设有第一压力阀，第二储罐与反应器之间设有第二压力阀，第三储罐与反应器之间设有第三压力阀，导向筒与反应器之间设有作动压力阀，导向筒连接反应器的侧壁与配重之间形成作动压力腔；第一储罐中设有作动介质，第二储罐中设有燃料A，第三储罐中设有燃料B，具有结构简单、控制方便、安全可靠的优点；控制方法具有流程简单、精度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种作动装置，具体涉及一种基于气体喷射膨胀做功的作动系统，以及该作动系统的控制方法。

背景技术

利用气体喷射膨胀做功是一种常用的作动技术。以高压容器为储能装置，利用气体压力能释放直接作动的装置较为常见，如空气作动装置、氮气作动装置等。这种作动装置存在体积大、储存压力高的缺陷。随着液气相变概念的推广应用，近年来出现了一种新型的气体作动装置，通过选择合适的气体(如二氧化碳)作为作动介质，其在充装过程发生液化并以气液饱和态储存；工作时，作动介质吸收热量并发生相变，在其内能和压力能同步增大的过程中通过喷射膨胀即可做功。因作动介质做功需吸收能量，现有气体作动装置通常将加热器直接置于液态的作动介质中，作动时装置内部的压力急剧升高，需靠结构设计保证其强度。较高的强度要求不利于减重，增大了设计难度，且存在较大的高压风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体喷射膨胀作动系统及控制方法，作动系统具有结构简单、控制方便、安全可靠、实用性强的优点，与现有气体喷射作动装置相比，有效降低了高压风险和设计难度，提高了安全性；控制方法具有流程简单、精度高、安全性好的优点。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种气体喷射膨胀作动系统，包括增压器、增压控制阀、第一储罐、第二储罐、第三储罐、反应器和导向筒，所述增压控制阀与增压器连接，所述第一储罐、第二储罐和第三储罐的增压口分别通过管路与增压控制阀连接，第一储罐、第二储罐和第三储罐的出液口以及导向筒分别通过管路与反应器连接，第一储罐与反应器之间的管路上设有第一压力阀，第二储罐与反应器之间的管路上设有第二压力阀，第三储罐与反应器之间的管路上设有第三压力阀，导向筒与反应器之间的管路上设有作动压力阀，导向筒中设有配重，导向筒连接反应器的侧壁与配重之间形成作动压力腔；所述增压器和增压控制阀用于控制第一储罐、第二储罐和第三储罐的增压，第一储罐中设有作动介质，第二储罐中设有燃料A，第三储罐中设有燃料B。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述第二储罐与增压控制阀之间的管路上设有第一减压阀，所述第三储罐与增压控制阀之间的管路上设有第二减压阀。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述增压器和增压控制阀用于将增压介质通过各自对应的管路分别输送到第一储罐、第二储罐和第三储罐。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述第一储罐设有两个以上，所述作动介质为二氧化碳或氮。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述增压介质为压缩空气、压缩氮气或压缩氦气。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述燃料A为亚硝酸钠，所述燃料B为氯化铵。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述第一压力阀、第二压力阀和第三压力阀为调节阀、减压阀或稳压阀。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述作动压力阀为调节阀、减压阀或稳压阀。

进一步的，本发明一种气体喷射膨胀作动系统，其中，所述第一减压阀和第二减压阀为活塞式减压阀或先导式减压阀。

一种上述气体喷射膨胀作动系统的控制方法，包括以下步骤：