[发明专利]一种带配重机构的自由活塞膨胀式液压动力输出系统

说明书

本发明公开了一种带配重机构的自由活塞膨胀式液压动力输出系统，包括进气管路、排气管路、能量转换单元和能量输出单元；能量转换单元包括第一油箱、第二油箱、自由活塞膨胀机、柱塞缸和配重机构，自由活塞膨胀机的膨胀腔室连接有相互并联的开关阀A和开关阀B，且分别连接进气管路和排气管路，柱塞缸的工作腔连接有第一支路和第二支路，第一支路设有第一单向阀和第一油箱，第二支路设有第二单向阀、第三单向阀、第二蓄能器、第二安全阀、手动泵和第二油箱，第二单向阀两端并联有二位二通电磁阀；能量输出单元包括单向定量液压马达、第三油箱和第一蓄能器和第一安全阀。本发明结构简单，造价低，适用于两相流和变工况的工作环境，能源回收效率高。

技术领域

本发明涉及一种利用工业排放低温废气的余热余压能源输出动能的动力输 出系统技术领域，尤其涉及一种带配重机构的自由活塞膨胀式液压动力输出系 统。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，人类的一切社会活动和生 存都依赖于能源的供给。我国经济发展步入新常态，能源消费增速趋缓，发展质 量和效率问题突出，能源系统整体效率较低。我国工业余热余压、废气废热等低 品位能源具有种类多、储量大的特点，由于低品位能源的焓值低、能量传输消耗 大、投资回报周期长等问题的存在，一直以来都被舍弃或者未被充分利用，不仅 造成了能源浪费，还会引起环境污染等问题。因此，研发一种能源回收系统回收 低品位能源，不仅提高了能源利用率，还减少了污染物的排放问题。传统的能源 回收系统通常选择透平式膨胀机作为原动机，不仅造价昂贵，而且其效率不高、 使用及维修复杂，难以大规模应用。

发明内容

本发明意在提供一种带配重机构的自由活塞膨胀式液压动力输出系统，以解 决现有的余热余压资源浪费现象、余热余压能源回收设备造价昂贵、回收设备的 使用及维修复杂的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带配重机构的自由活塞膨 胀式液压动力输出系统，包括进气管路、排气管路、能量转换单元和能量输出单 元；

所述能量转换单元包括自由活塞膨胀机和柱塞缸，所述自由活塞膨胀机的活 塞杆和柱塞缸的活塞杆之间连接有配重机构，所述自由活塞膨胀机的膨胀腔室通 过管路连接有相互并联的开关阀A和开关阀B，所述开关阀A与进气管路连接， 所述开关阀B与排气管路连接，所述柱塞缸的工作腔连接有第一支路和第二支 路，所述第一支路依次设有第一单向阀和第一油箱，所述第二支路依次设有第二 单向阀、第三单向阀、第二蓄能器、手动泵和第二油箱，所述第二单向阀的两端 并联有二位二通电磁阀，所述第二单向阀与第二油箱之间设有第二安全阀；

所述能量输出单元包括第三支路，所述第三支路与柱塞缸的工作腔连接，且 第三支路与柱塞缸的工作腔之间的管路上设有第四单向阀，所述第三支路依次设 有单向定量液压马达、第三油箱和第一蓄能器，所述第三油箱与第三支路之间还 设有第一安全阀。

优选地，所述柱塞缸为单作用液压式柱塞缸。

优选地，所述开关阀A和开关阀B均为高速开关阀。

优选地，所述配重机构包括配重块，所述配重块的底部安装有滚轮。

优选地，所述能量转换单元设置有多个且相互并联，多个能量转换单元连接 同一能量输出单元。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、与传统的自由活塞膨胀机相比较，本系统采用液压回路来实现活塞杆的 返程运动，液压回路起到一个液压弹簧的作用，不仅可以使活塞杆的运动更加平 稳、高效，而且还降低了摩擦力，减少了气泄损失，提高了能量转换效率；液压 回路中的液压元件体积小、重量轻，可使该系统更加紧凑；整个液压动力输出系 统传递功率大，传动更加平稳，方便实现缓冲、安全保护等功能；液压动力输出 系统可与自动化技术相结合，可使该系统更趋于智能化的操作。