一种多级增压的超临界二氧化碳系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多级增压的超临界二氧化碳系统，包括至少两个增压装置，二氧化碳气源的排气出口通过单向阀与第一个增压装置的进气口连接，第一个增压装置的出气口通过单向阀与第二个增压装置的进气口连接，第二个增压装置的出气口通过单向阀连接压力容器，压力容器还包括加热装置，采用了串联的低增压比的增压装置，由于低增压比的增压装置对二氧化碳气体的初始压力要求很低，因此可以使用低压的二氧化碳气源，提高气体的利用率，减少浪费，降低使用门槛及成，此实用新型专利技术用于绿色切削领域。

A Multistage Supercritical Carbon Dioxide System

【技术实现步骤摘要】
一种多级增压的超临界二氧化碳系统
本技术涉及绿色切削领域，特别是涉及一种多级增压的超临界二氧化碳系统。
技术介绍
目前的超临界二氧化碳系统均采用的是一个高增压比(如25：1或28：1)的增压装置，而高增压比的增压装置对输入的二氧化碳气体的初始压力要求较高，一般要求二氧化碳气体的初始压力在2.5MPA以上。因此目前的超临界二氧化碳系统只能使用初始压力较高的钢瓶装的二氧化碳(初始压力在5.2MPA左右)。而使用过程中，随着二氧化碳气源不断输出二氧化碳，其中的二氧化碳气体压力会逐渐下降，一旦压力降至2.5MPA以下，则增压装置增压较困难。而在增压困难时，增压装置需持续工作才能满足增压需求，甚至会出现增压的气体供应不足情况，此时就需要更换新的钢瓶气体。二氧化碳气源的压力降至2.5MPA以下就无法正常使用，造成剩余气体的浪费，也增加了二氧化碳气体的使用成本，还需要频繁的更换气源。另外在二氧化碳气体压力较低的情况下，增压装置需要持续工作，这样会加速增压装置内部零件的磨损，进而降低增压装置的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适应性强、使用寿命长的多级增压的超临界二氧化碳系统。本技术所采取的技术方案是：一种多级增压的超临界二氧化碳系统，包括至少两个增压装置，各所述增压装置依次串联，即前一个增压装置的出气口连接后一个增压装置的进气口，二氧化碳气源的排气出口通过单向阀与第一个增压装置的进气口连接，最后一个增压装置的出气口通过单向阀连接压力容器，压力容器还包括加热装置。进一步作为本技术技术方案的改进，包括至少两个压力容器，两压力容器串联。进一步作为本技术技术方案的改进，压力容器包括容器主体，加热装置设在容器主体外部。进一步作为本技术技术方案的改进，各压力容器的入口端均设有压力检测装置。进一步作为本技术技术方案的改进，压力容器还包括温度检测装置。进一步作为本技术技术方案的改进，增压装置为气动增压泵。进一步作为本技术技术方案的改进，还包括与增压装置相连的压缩空气气源，压缩空气气源与增压装置之间设有空气过滤装置。进一步作为本技术技术方案的改进，压力容器的出气口连接喷嘴。进一步作为本技术技术方案的改进，二氧化碳气源的排气出口与增压装置之间设有过滤装置。进一步作为本技术技术方案的改进，增压装置的增压比至多为8:1。本技术的有益效果：此多级增压的超临界二氧化碳系统，采用了串联的低增压比的增压装置，由于低增压比的增压装置对二氧化碳气体的初始压力要求很低，因此可以使用低压的二氧化碳气源，提高气体的利用率，减少浪费，降低使用门槛及成本，而低压的二氧化碳气源在多级增压后也能满足超临界二氧化碳的需求，因此整个系统的增压效率更高，获得高压二氧化碳气体的速度更快，同时还能避免增压装置持续工作，提高其使用寿命。附图说明下面结合附图对本技术作进一步说明：图1是本技术实施例的整体结构示意图。具体实施方式参照图1，本技术为一种多级增压的超临界二氧化碳系统，包括至少两个增压装置2，二氧化碳气源1的排气出口通过单向阀10与第一个增压装置2的进气口连接，二氧化碳气源1和第一个增压装置2之间还设有控制阀和电磁阀，第一个增压装置2的出气口通过单向阀10与第二个增压装置2的进气口连接，第二个增压装置2的出气口通过单向阀10连接压力容器3，压力容器3还包括加热装置31。具体的，本技术采用两个增压装置2串联，两个增压装置2均为气体增压泵，两个增压装置2的增压比均为8:1，增压装置2的增压气源的气体压力为0.7MPA。增压装置2增压后的压力计算公式为Pout＝P驱动空气压力×增压比+P二氧化碳初始压力。经过第一个增压装置2增压后，二氧化碳压力Pout为0.7×8+P二氧化碳初始压力，再经过第二个增压装置2增压后，二氧化碳的压力Pout即为0.7×8+(0.7×8+P二氧化碳初始压力)＝11.2+P二氧化碳初始压力，单位为MPA。而超临界二氧化碳所需要的压力最低为7.4MPA，因此使用此多级增压系统，理论上二氧化碳的初始压力不需要很高。原来的钢瓶装的二氧化碳气体就可以全部使用完，不会出现未使完，就更换新的气瓶。甚至此系统可以直接使用杜瓦罐装的二氧化碳气体，此二氧化碳的压力为1.4MPA左右，且二氧化碳容量较大，可以避免频繁更换二氧化碳气源1。另外，如果增压气源压力较低，只有0.5MPA左右，通过计算可知，也能满足超临界二氧化碳的要求。在二氧化碳气体达到压力要求后，还需要在压力容器3中进行保存并加热，通过加热装置31将二氧化碳气体加热到31.7℃及以上时，二氧化碳即转化为超临界状态。作为本技术优选的实施方式，包括至少两个压力容器3，两压力容器3串联，使用两个压力容器3使得超临界二氧化碳的状态更稳定，且可储备更多的气体，便于持续供气。作为本技术优选的实施方式，压力容器3包括容器主体32，加热装置31设在容器主体32外部。作为本技术优选的实施方式，各压力容器3的入口端均设有压力检测装置4，用于检测二氧化碳气体的压力。作为本技术优选的实施方式，压力容器3还包括温度检测装置5，用于检测二氧化碳气体的温度。作为本技术优选的实施方式，增压装置2为气体增压泵，气体增压泵的增压效率高，增压速度快。作为本技术优选的实施方式，还包括与增压装置2相连的压缩空气气源6，压缩空气气源6和增压装置2之间还设有电磁阀，压缩空气气源6与增压装置2之间设有空气过滤装置7，防止压缩气体泄露而污染二氧化碳气体。作为本技术优选的实施方式，压力容器3的出气口连接喷嘴8，压力容器3与喷嘴8之间还设有电磁阀，当二氧化碳转化为超临界二氧化碳时，可从喷嘴8出喷出至相应的区域，从而使相应区域瞬间降温至-79℃。作为本技术优选的实施方式，二氧化碳气源1的排气出口与增压装置2之间设有过滤装置9，滤除二氧化碳气源1的部分杂质。作为本技术优选的实施方式，增压装置2的增压比至多为8:1。增压装置的增压比与增压装置的数量相互影响，具体根据实际情况进行调整。当然，本专利技术创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级增压的超临界二氧化碳系统，其特征在于：包括至少两个增压装置(2)，各所述增压装置(2)依次串联，二氧化碳气源(1)的排气出口通过单向阀(10)与第一个所述增压装置(2)的进气口连接，最后一个所述增压装置(2)的出气口通过单向阀(10)连接压力容器(3)，所述压力容器(3)还包括加热装置(31)。

【技术特征摘要】
1.一种多级增压的超临界二氧化碳系统，其特征在于：包括至少两个增压装置(2)，各所述增压装置(2)依次串联，二氧化碳气源(1)的排气出口通过单向阀(10)与第一个所述增压装置(2)的进气口连接，最后一个所述增压装置(2)的出气口通过单向阀(10)连接压力容器(3)，所述压力容器(3)还包括加热装置(31)。2.根据权利要求1所述的多级增压的超临界二氧化碳系统，其特征在于：包括至少两个所述压力容器(3)，两所述压力容器(3)串联。3.根据权利要求2所述的多级增压的超临界二氧化碳系统，其特征在于：所述压力容器(3)包括容器主体(32)，所述加热装置(31)设在所述容器主体(32)外部。4.根据权利要求2所述的多级增压的超临界二氧化碳系统，其特征在于：各所述压力容器(3)的入口端均设有压力检测装置(4)。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜炳姜，李伟秋，莫大卓，王勇，
申请(专利权)人：汇专绿色工具有限公司，汇专科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44