气浮系统技术方案

本发明专利技术涉及交变流动系统技术领域，公开了一种气浮系统，包括主气缸、高压气库、低压气库和独立气泵，主气缸活塞与主气缸缸筒的内壁之间留有第一气隙；主气缸缸筒的内壁沿主气缸缸筒的轴向构造有两个间隔的回气结构，第一气隙通过回气结构连通于低压气库；主气缸缸筒的内壁在两个回气结构之间构造有两个间隔的供气结构，第一气隙通过供气结构连通于高压气库；独立气泵的气泵活塞将气泵缸筒的内腔分为气泵前腔和气泵背腔，高压气库和低压气库均通过单向阀连通于气泵前腔或者气泵背腔，以使气体从独立气泵进入高压气库，或者使气体从低压气库进入独立气泵。该气浮系统通过设置独立气泵避免了主气缸启动过程中主气缸活塞和主气缸缸筒之间的磨损。

【技术实现步骤摘要】
气浮系统
本专利技术涉及交变流动系统
，尤其涉及一种气浮系统。
技术介绍
热声发电机和制冷机、斯特林发电机和制冷机、脉管制冷机等都属于交变流动系统，这些系统与外界之间的能量交换通常需要通过直线电机的活塞来实现：在发电机中，流体推动活塞运动后将机械能转化为电能；在制冷机中，电机将电能转化为机械能再通过活塞推动气体运动。在这些系统中，活塞有时也被用来作为系统内部声场的调节机构，使系统获得更好的热功转换效果。由于在这些系统中润滑油会严重恶化系统的性能，因此活塞通常采用气浮支撑的方式来消除活塞与气缸之间的机械磨损，同时达到间隙密封的效果。现有的小功率的电机中的气缸活塞上设计有高压腔，在气缸朝向前腔的端面与高压腔之间设置有单向阀，使得气流只能从前腔流向高压腔。高压腔与密封气隙之间设计有供气流道。系统运行后活塞开始往复运动，前腔和背腔将会出现压力波动，当前腔的压力升高到一定值时单向阀开启，气流从前腔进入高压腔；当前腔压力小于一定值时单向阀关闭，因此随着活塞的往复运动，高压腔的压力逐渐升高。高压腔的气流通过供气管路注入密封气隙内，在气隙内形成高压气膜从而起到对活塞的支撑作用，防止活塞与气缸之间的机械磨损。这样的气浮结构有几个不足的地方：第一、高压腔的气体来自前腔，经过气膜后一部分流回前腔，一部分流向背腔，这样容易造成前腔和背腔的平均压力不平衡，从而造成活塞的漂移；第二、在活塞刚启动时，高压气膜尚未形成，这时活塞与气缸之间的磨损无可避免，在小功率系统中这种磨损比较轻微，但当功率增大、活塞的质量较大时，活塞与气缸之间的磨损就会越来越严重，从而缩短系统的工作寿命，不适用于大功率系统。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种气浮系统，用以解决现有的气浮系统容易造成系统内腔体压力不平衡，不适用于大功率系统的问题，以提升气浮系统的性能。本专利技术实施例提供一种气浮系统，包括主气缸和设置于所述主气缸之外的高压气库、低压气库和独立气泵，所述主气缸包括主气缸缸筒和安装于所述主气缸缸筒内的主气缸活塞，所述主气缸活塞与所述主气缸缸筒的内壁之间留有第一气隙；所述主气缸缸筒的内壁沿所述主气缸缸筒的轴向构造有两个间隔的回气结构，所述第一气隙通过所述回气结构连通于所述低压气库；所述主气缸缸筒的内壁在两个所述回气结构之间构造有两个间隔的供气结构，所述第一气隙通过所述供气结构连通于所述高压气库；所述独立气泵包括气泵缸筒和安装于所述气泵缸筒内的气泵活塞，所述气泵活塞将所述气泵缸筒的内腔分为气泵前腔和气泵背腔，所述高压气库和所述低压气库均通过单向阀连通于所述气泵前腔或者所述气泵背腔，以使气体从所述独立气泵进入所述高压气库，或者使气体从所述低压气库进入所述独立气泵。其中，所述回气结构为沿所述主气缸缸筒的周向设置的环形的回气槽。其中，所述回气槽通过设置于所述主气缸缸筒内的回气流道连接于所述低压气库。其中，所述进气结构为沿所述主气缸缸筒的周向间隔设置的多个供气孔。其中，所述主气缸缸筒内设置有环形的供气主回路，所述供气主回路连通于所述高压气库，多个所述供气孔通过一一对应设置的供气支路连通于所述供气主回路。其中，所述主气缸活塞的两端面分别开设有第一对中孔，所述第一对中孔连通于所述第一气隙，且与所述回气槽相对应。其中，所述气泵活塞与所述气泵缸筒的内壁之间留有第二气隙，所述气泵活塞内设有连通所述第二气隙的活塞气腔，所述气泵前腔通过气泵单向阀连通于所述活塞气腔，以使气体从所述气泵前腔进入所述活塞气腔。其中，所述气泵缸筒的内壁在周向上设置有环形的对中槽，所述对中槽对应所述气泵活塞的平衡位置；所述第二气隙通过所述对中槽连通于所述气泵前腔，所述气泵活塞朝向所述气泵背腔的一端开设有第二对中孔，所述第二对中孔连通于所述第二气隙，且与所述对中槽相对应；或者所述第二气隙通过所述对中槽连通于所述气泵背腔，所述气泵活塞朝向所述气泵前腔的一端开设有第三对中孔，所述第三对中孔连通于所述第二气隙，且与所述对中槽相对应。其中，所述主气缸的数量为多个，每个所述主气缸的第一气隙分别通过各自的回气结构连通于所述低压气库，每个所述主气缸的第一气隙分别通过各自的供气结构连通于所述高压气库。本专利技术实施例提供的气浮系统，包括主气缸、高压气库、低压气库和独立气泵，独立气泵的气泵活塞运动时，会使气泵前腔和气泵背腔内的压力发生变化，当连通高压气库的一侧腔体的压力升高到第一预设值时，其与高压气库之间的单向阀打开，气体从独立气泵进入高压气库；当连通低压气库的一侧腔体的压力降低到第二预设值时，其与低压气库之间的单向阀打开，气体从低压气库进入独立气泵。高压气库内的高压气体从主气缸上的供气结构流入主气缸的第一气隙内，形成高压气膜，对主气缸活塞起到支撑作用；第一气隙内的气体再从主气缸上的回气结构流回至低压气库。该气浮系统在主气缸启动前，可以先启动独立气泵进行供气，使主气缸活塞达到悬浮状态再启动主气缸，避免了主气缸启动过程中主气缸活塞和主气缸缸筒之间的磨损。独立气泵采用了独立的高压气库和低压气库，可以使独立气泵稳定可靠运行，保证第一气隙的压力始终稳定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中的一种气浮系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的一种独立气泵的结构示意图；图3是本专利技术实施例中的另一种气浮系统的结构示意图；附图标记说明：1、主气缸；11、主气缸缸筒；12、主气缸活塞；121、第一对中孔；13、主气缸前腔；14、主气缸背腔；2、高压气库；3、低压气库；4、独立气泵；41、气泵缸筒；42、气泵活塞；421、活塞气腔；422、气泵供气气路；43、气泵前腔；44、气泵背腔；45、第二气隙；46、气泵单向阀；47、对中槽；471、气泵缸筒对中气路；48、第二对中孔；481、气泵活塞对中气路；5、第一气隙；6、回气槽；61、回气流道；7、供气孔；71、供气主回路；72、供气支路；81、高压单向阀；82、低压单向阀；1-1、第一主气缸；1-2、第二主气缸；5-1、第一主气缸的第一气隙；5-2、第二主气缸的第一气隙；6-1、第一回气槽；6-2、第二回气槽；7-1、第一供气孔；7-2、第二供气孔。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例的描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气浮系统，其特征在于，包括主气缸和设置于所述主气缸之外的高压气库、低压气库和独立气泵，所述主气缸包括主气缸缸筒和安装于所述主气缸缸筒内的主气缸活塞，所述主气缸活塞与所述主气缸缸筒的内壁之间留有第一气隙；所述主气缸缸筒的内壁沿所述主气缸缸筒的轴向构造有两个间隔的回气结构，所述第一气隙通过所述回气结构连通于所述低压气库；所述主气缸缸筒的内壁在两个所述回气结构之间构造有两个间隔的供气结构，所述第一气隙通过所述供气结构连通于所述高压气库；/n所述独立气泵包括气泵缸筒和安装于所述气泵缸筒内的气泵活塞，所述气泵活塞将所述气泵缸筒的内腔分为气泵前腔和气泵背腔，所述高压气库和所述低压气库均通过单向阀连通于所述气泵前腔或者所述气泵背腔，以使气体从所述独立气泵进入所述高压气库，或者使气体从所述低压气库进入所述独立气泵。/n

【技术特征摘要】
1.一种气浮系统，其特征在于，包括主气缸和设置于所述主气缸之外的高压气库、低压气库和独立气泵，所述主气缸包括主气缸缸筒和安装于所述主气缸缸筒内的主气缸活塞，所述主气缸活塞与所述主气缸缸筒的内壁之间留有第一气隙；所述主气缸缸筒的内壁沿所述主气缸缸筒的轴向构造有两个间隔的回气结构，所述第一气隙通过所述回气结构连通于所述低压气库；所述主气缸缸筒的内壁在两个所述回气结构之间构造有两个间隔的供气结构，所述第一气隙通过所述供气结构连通于所述高压气库；
所述独立气泵包括气泵缸筒和安装于所述气泵缸筒内的气泵活塞，所述气泵活塞将所述气泵缸筒的内腔分为气泵前腔和气泵背腔，所述高压气库和所述低压气库均通过单向阀连通于所述气泵前腔或者所述气泵背腔，以使气体从所述独立气泵进入所述高压气库，或者使气体从所述低压气库进入所述独立气泵。


2.根据权利要求1所述的气浮系统，其特征在于，所述回气结构为沿所述主气缸缸筒的周向设置的环形的回气槽。


3.根据权利要求2所述的气浮系统，其特征在于，所述回气槽通过设置于所述主气缸缸筒内的回气流道连接于所述低压气库。


4.根据权利要求2所述的气浮系统，其特征在于，所述供气结构为沿所述主气缸缸筒的周向间隔设置的多个供气孔。


5.根据权利要求4所述的气浮系统，其特征在于，所述主气缸缸筒内设置有环形的供气主回路，所述供气...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑英，陈燕燕，罗二仓，张丽敏，吴张华，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11