[发明专利]一种模块化能量转换装置及其工作方法与应用

权利要求书

1.一种模块化能量转换装置，其特征在于，包括执行器模块、插装阀模块、高压蓄能器模块、发电模块和浮子模块，所述浮子模块用于漂浮在海面上，并且与波浪直接接触，所述执行器模块包括一级空心活塞杆、二级空心活塞杆和低压蓄能器，所述低压蓄能器的形状为空心圆环柱，其外圆壁为执行器模块的壳体，内圆壁用于设置一级空心活塞杆，低压蓄能器与一级空心活塞杆之间形成执行器第一腔，所述一级空心活塞杆的空心结构内滑动设置所述二级空心活塞杆，二级空心活塞杆的空心结构底部设置有通孔，即二级空心活塞杆的空心结构与一级空心活塞杆的空心结构相通，形成执行器第三腔，二级空心活塞杆与低压蓄能器之间形成执行器第二腔，执行器第二腔与低压蓄能器连接，所述一级空心活塞杆与浮子模块连接，能够随浮子模块的运动而运动；

所述低压蓄能器内设置有低压蓄能器可动活塞，低压蓄能器可动活塞上部设置有一充气口A，充气口A充入一定压力的氮气，低压蓄能器可动活塞下部充入液压油；

所述高压蓄能器模块包括高压蓄能器，所述高压蓄能器内部设置有高压蓄能器可动活塞，在高压蓄能器可动活塞上部设置有充气口B，充气口B充入一定压力的氮气，高压蓄能器可动活塞下部充入液压油；

所述插装阀模块包括插装阀壳体、单向阀A、单向阀B、单向阀C和单向阀D，单向阀A用于连接执行器第一腔和高压蓄能器有液压油的部分，通过单向阀A能够将执行器第一腔的高压油输入到高压蓄能器中存储；所述单向阀B用于连接执行器第一腔和低压蓄能器有液压油的部分，通过单向阀B能够将低压蓄能器的液压油输入执行器第一腔内；所述单向阀C用于连接执行器第三腔和高压蓄能器，通过单向阀C能够将执行器第三腔的液压油输入至高压蓄能器有液压油的部分；所述单向阀D用于连接执行器第三腔和低压蓄能器，通过单向阀D能够将低压蓄能器的液压油输入执行器第三腔；

所述发电模块包括发电模块壳体、液压马达和发电机，液压马达和发电机固定于发电模块壳体内，所述液压马达的输出端连接低压蓄能器，输入端连接高压蓄能器，液压马达与发电机连接，液压马达旋转带动发电机工作；

所述发电模块壳体、高压蓄能器的壳体、插装阀壳体和执行器模块的壳体相连接处通过卯榫结构进行连接；

所述插装阀壳体内设置有插装孔，单向阀A、单向阀B、单向阀C插装固定在插装孔内；

所述高压蓄能器输入端和高压蓄能器连接的管路上设置有调速阀，所述调速阀为由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀，所述定差减压阀的进口与高压蓄能器连接，定差减压阀的出口与节流阀的进口连接，节流阀的出口与液压马达连接；

所述插装阀模块还包括单向阀E，单向阀E连接高压蓄能器和低压蓄能器，所述单向阀E处于常闭状态，在高压蓄能器的充油口或充气口B损坏且高压蓄能器缺油时，或者在排除插装阀模块故障时打开；

所述执行器模块还包括单向阀F、单向阀G和单向阀H，单向阀F为低压蓄能器的补油口，单向阀G为低压蓄能器的测压口，单向阀H设置在低压蓄能器的充气口A上；

所述高压蓄能器模块还包括单向阀J和单向阀K，单向阀J设置在高压蓄能器充气口B上，所述单向阀K为高压蓄能器的测压口，低压蓄能器和高压蓄能器的测压口均可使用压力传感器进行测压。

2.根据权利要求1所述的模块化能量转换装置，其特征在于，所述高压蓄能器可动活塞上部的充气口B充入氮气的压力为10Mpa以上，所述低压蓄能器可动活塞上部充气口A充入氮气的压力为0.8Mpa以下。

3.根据权利要求1所述的模块化能量转换装置，其特征在于，所述发电模块壳体、高压蓄能器的壳体、插装阀壳体和执行器模块的壳体均由耐腐蚀的合金材料制成，且其外表面均涂有防腐涂料；

所述耐腐蚀的合金材料为铸钛ZT或NH55，防腐涂料为ZS-711无机防腐涂料。

4.根据权利要求1所述的模块化能量转换装置，其特征在于，所述液压马达的数量为两个，分别为液压马达A和液压马达B，并分别为并联在低压蓄能器和高压蓄能器之间，两个液压马达与高压蓄能器连接的管路一上设置有压力传感器A，两个液压马达与低压蓄能器连接的管路二上设置有压力传感器B，液压马达A与管路一连接的液压支路上设置有二位二通阀，液压马达B与发电机连接，当波浪较小时，二位二通阀处于右位，仅液压马达B启动，当波浪较大时，二位二通阀处于左位，两液压马达同时启动；

发电模块位于高压蓄能器模块的上部或侧部。