一种容积膨胀式高压气体减压系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种容积膨胀式高压气体减压系统，其中，高压储气罐出口安装压力感应器，利用导气管将第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀连接组成主回路，再将第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统连接到主回路上；在各级减压系统中，电磁感应器安装在气缸外壁，利用导气管将电磁开关阀与气缸的有杆腔与无杆腔连接，同时在靠近有杆腔的导气管与无杆腔上各引出支管接到主回路上。利用本实用新型专利技术对高压气体进行减压可以有效减小气体在减压过程中的能量损失，在减压过程中气体有较长时间与外界进行热交换，增加气体内能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种低损耗的高压气体减压系统领域，特别是为气动汽车储存的高压气体进行减压的系统。
技术介绍
如今，随着世界上石油的日益枯竭，传统的汽车面临挑战，据估计，按照目前的开采速度，全球的石油资源将在本世纪中叶枯竭。所以，新能源动力汽车日益被人们所关注，其中气动汽车具有良好的发展前景。气动汽车以高压气体作为动力源，驱使气动发动机运动从而驱动汽车。气动汽车携带的储气罐容积有限，为了提高存储能量，延长行驶里程，存储的气体压力高达几十兆帕，而气动发动机的工作压力通常在IMPa左右。所以，压缩气体需减压后再使用，存在高压气体大跨度减压过程。高压气体通常的减压方式为节流减压，使高压气体通过小孔或狭缝，以增大气体摩擦的方式来减小气体压力，节流减压易于实现，但会给气体带来不可逆的能量损失。中国专利CN101201127A提出了一种二级气体减压装置，通过反馈调节来保证出口气压的稳定性，但其仍然采用节流的方式来减小气体压力，造成气体能量损耗，降低了系统能量的利用率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种容积膨胀式高压气体减压系统，能够实现高压气体大跨度减压，并使减压后的压力在相对较小范围内波动，同时大大减小高压气体减压过程中的能量损失。实现本技术目的的技术解决方案为:一种容积膨胀式高压气体减压系统，包括高压储气罐、压力感应器、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统和控制器。高压储气罐出口安装一个压力感应器，再通过导气管与第一电磁换向阀的单通端连接，第一电磁换向阀双通端的第一端口通过导气管与第二电磁换向阀的单通端连接，第一电磁换向阀双通端的第二端口通过导气管与第一级减压系统连接，第二电磁换向阀双通端的第一端口通过导气管与第三电磁换向阀的单通端连接，第二电磁换向阀双通端的第二端口通过导气管与第二减压系统连接，第三电磁换向阀双通端的第一端口连接一根导气管，作为减压气体的出气口，第三电磁换向阀双通端的第二端口通过导气管与第三减压系统连接。压力感应器、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀和第三电磁换向阀分别通过导线与控制器连接，用于将信号传输到控制器。本技术与现有技术相比，其显著优点:(I)本技术采用多级降压，在气罐压力改变的情况下，可通过传感器反馈控制，将不同减压比的气缸组合串联或单独使用，从而保证出口压力稳定在一定范围内；(2)减压时气体膨胀所做的功绝大部分用于将有杆腔中的气体压回至气罐或上级气缸，能量损失较小；(3)高压气体流动过程由开关阀进行控制，相比节流减压方式，能量损失较小；(4)在减压过程中，有可能采用热交换方式吸收外界能量，有利于提高系统能量利用率。附图说明图1是本技术所提出的一种膨胀式高压气体减压系统示意图。图2是本技术的单级减压系统示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细描述。结合图1，一种容积膨胀式高压气体减压系统，包括高压储气罐1、压力感应器2、第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀16、第三电磁换向阀17、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统和控制器18。高压储气罐I出口安装一个压力感应器2，再通过导气管与第一电磁换向阀15的单通端连接，第一电磁换向阀15双通端的第一端口 19通过导气管与第二电磁换向阀16的单通端连接，第一电磁换向阀15双通端的第二端口 20通过导气管与第一级减压系统连接，第二电磁换向阀16双通端的第一端口 21通过导气管与第三电磁换向阀17的单通端连接，第二电磁换向阀16双通端的第二端口 22通过导气管与第二级减压系统连接，第三电磁换向阀17双通端的第一端口 23连接一根导气管，作为减压气体的出气口，第三电磁换向阀17双通端的第二端口 24通过导气管与第三级减压系统连接。压力感应器2、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统、第一电磁换向阀15、第二电磁换向阀16和第三电磁换向阀17分别通过导线与控制器18连接，用于将信号传输到控制器。结合图2,第一级减压系统包括第一气缸3、第一电磁感应器6、第四电磁感应器9和第一电磁开关阀12，第四电磁感应器9用螺栓固定在第一气缸3外壁的无杆腔顶端，第一电磁感应器6用螺栓固定在第一气缸3外壁距离有杆腔顶端1/4位置处。第一电磁开关阀12通过导气管一端与第一气缸3的无杆腔连接，另一端与第一气缸3的有杆腔连接，与第一气缸3的有杆腔连接的导气管上分出支管与第一电磁换向阀15双通端的第二端口 20连接。第一气缸3的无杆腔通过导气管与连接第一电磁换向阀15和第二电磁换向阀16的导气管相连。第一电磁感应器6、第四电磁感应器9和第一电磁开关阀12通过导线分别与控制器18连接。第一气缸3的无杆腔和有杆腔的外壁顶端均靠近端盖。第二级减压系统包括第二气缸4、第二电磁感应器7、第五电磁感应器10和第二电磁开关阀13，第五电磁感应器10用螺栓固定在第二气缸4外壁的无杆腔顶端，第二电磁感应器7用螺栓固定在第二气缸4外壁距离有杆腔顶端1/4位置处。第二电磁开关阀13通过导气管一端与第二气缸4的无杆腔连接，另一端与第二气缸4的有杆腔连接，与第二气缸4的有杆腔连接的导气管上分出支管与第二电磁换向阀16双通端的第二端口 22连接。第二气缸4的无杆腔通过导气管与连接第二电磁换向阀16和第三电磁换向阀17的导气管相连。第二电磁感应器7、第五电磁感应器10和第二电磁开关阀13通过导线分别与控制器18连接。第二气缸4的无杆腔和有杆腔的外壁顶端均靠近端盖。第三级减压系统包括第三气缸5、第三电磁感应器8、第六电磁感应器11和第三电磁开关阀14，第六电磁感应器11用螺栓固定在第三气缸5外壁的无杆腔顶端，第三电磁感应器8用螺栓固定在第三气缸5外壁距离有杆腔顶端1/4位置处。第三电磁开关阀14通过导气管一端与第三气缸5的无杆腔连接，另一端与第三气缸5的有杆腔连接，与第三气缸5的有杆腔连接的导气管上分出支管与第三电磁换向阀17双通端的第二端口 24连接。第三气缸5的无杆腔通过导气管与第三电磁换向阀17双通端的第一端口 23连接。第三电磁感应器8、第六电磁感应器11和第三电磁开关阀14通过导线分别与控制器18连接。第三气缸5的无杆腔和有杆腔的外壁顶端均靠近端盖。本技术的工作过程如下:在工作过程中，第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统可以单级减压系统工作，可以两级减压系统同时工作，也可以三级减压系统同时工作。高压储气罐I内的气体通过第一电磁换向阀15后有两种结果:一是进入第一级减压系统进行减压，并将减压后的气体通入第二电磁换向阀16，二是直接通入第二电磁换向阀16 ;气体通过第二电磁换向阀16后有两种结果:一是进入第二级减压系统进行减压，并将减压后的气体通入第三电磁换向阀17，二是直接通入第三电磁换向阀17 ;气体通过第三电磁换向阀17后有两种结果:一是进入第三级减压系统进行减压，并将减压后的气体导出，作为最终减压后的气体使用，二是直接导出，作为最终减压后的气体使用。在第一级减压系统参与减压的过程中，第一气缸3的有杆腔始终与储气罐保持连通。在工作时，随着无杆腔内气体的排出，活塞向第四电磁感应器9移动，当气体快排净、活塞移至第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容积膨胀式高压气体减压系统，包括高压储气罐（1）、压力感应器（2）、第一电磁换向阀（15）、第二电磁换向阀（16）、第三电磁换向阀（17）、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统和控制器（18）；其特征在于：高压储气罐（1）出口安装一个压力感应器（2），再通过导气管与第一电磁换向阀（15）的单通端连接，第一电磁换向阀（15）双通端的第一端口（19）通过导气管与第二电磁换向阀（16）的单通端连接，第一电磁换向阀（15）双通端的第二端口（20）通过导气管与第一减压系统连接，第二电磁换向阀（16）双通端的第一端口（21）通过导气管与第三电磁换向阀（17）的单通端连接，第二电磁换向阀（16）双通端的第二端口（22）通过导气管与第二减压系统连接，第三电磁换向阀（17）双通端的第一端口（23）连接一根导气管，作为减压气体的出气口，第三电磁换向阀（17）双通端的第二端口（24）通过导气管与第三减压系统连接；压力感应器（2）、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统、第一电磁换向阀（15）、第二电磁换向阀（16）和第三电磁换向阀（17）分别通过导线与控制器（18）连接，用于将信号传输到控制器（18）。...

【技术特征摘要】
1.一种容积膨胀式高压气体减压系统，包括高压储气罐(I)、压力感应器(2)、第一电磁换向阀(15 )、第二电磁换向阀(16 )、第三电磁换向阀(17 )、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统和控制器(18);其特征在于:高压储气罐(I)出口安装一个压力感应器(2)，再通过导气管与第一电磁换向阀(15)的单通端连接，第一电磁换向阀(15)双通端的第一端口( 19)通过导气管与第二电磁换向阀(16)的单通端连接,第一电磁换向阀(15)双通端的第二端口(20)通过导气管与第一减压系统连接，第二电磁换向阀(16)双通端的第一端口(21)通过导气管与第三电磁换向阀(17)的单通端连接，第二电磁换向阀(16)双通端的第二端口(22)通过导气管与第二减压系统连接，第三电磁换向阀(17)双通端的第一端口( 23 )连接一根导气管，作为减压气体的出气口，第三电磁换向阀(17 )双通端的第二端口(24)通过导气管与第三减压系统连接；压力感应器(2)、第一级减压系统、第二级减压系统、第三级减压系统、第一电磁换向阀(15)、第二电磁换向阀(16)和第三电磁换向阀(17)分别通过导线与控制器(18)连接，用于将信号传输到控制器(18)。2.根据权利要求1所述的一种容积膨胀式高压气体减压系统，其特征在于:第一级减压系统包括第一气缸(3)、第一电磁感应器(6)、第四电磁感应器(9)和第一电磁开关阀(12)，第四电磁感应器(9)用螺栓固定在第一气缸(3)外壁的无杆腔顶端，第一电磁感应器(6)用螺栓固定在第一气缸(3)外壁距离有杆腔顶端1/4位置处；第一电磁开关阀(12)通过导气管一端与第一气缸(3)的无杆腔连接，另一端与第一气缸(3)的有杆腔连接，与第一气缸(3 )的有杆腔连接的导气管上分出支管与第一电磁换向阀(15 )双通端的第二端口( 20 )连接；第一气缸(3)的无杆腔通过导气管与连接第一电磁换向阀(15)和第二电磁换向阀(16)的导气管相连；第一电磁感应器(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘孝斌，谈乐斌，王文彪，李从祥，焦仁雷，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：实用新型
国别省市：