CN112780617A - 一种二氧化碳液气相转换致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二氧化碳液气相转换致动器，包括缸体，缸体上导向移动装配有用于对受压件施力的压头，缸体上还设设置有加液口，致动器包括与加液口相通的用于存储二氧化碳液体的液气转化室，缸体上还设置有用于对液气转化室内的二氧化碳液体进行加热的加热装置，压头与液气转化室相连或者压头通过传力结构与液气转化室相连以在二氧化碳由液体转变为气态时被气体带动而向外做功。本发明提供了一种通过二氧化碳液气相转换而实现动能输出的致动器。

Description

一种二氧化碳液气相转换致动器
技术领域
本发明涉及一种对外做功输出领域中的二氧化碳液气相转换致动器。
背景技术
致动器是一种用于对外输出做功的设备，常见的致动器有压力机、气缸、电动推杆等，制动器自身具有动作输出端，可以用于直接对外作用，比如所压接、冲击等。
上述各种致动器中，液压式压力机可以获得较大的致动能力，但是其存在以下问题，压力机需要配套设置油箱、油路和油泵，结构复杂，且较为笨重，移动不方便且不适合高空作业。为了较大功率的输出，需要油泵具有较大功率，这会导致设备的成本较高，高压油路对整个油路的抗压抗爆能力提出很高要求，也会导致设备成本体积和成本的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过二氧化碳液气相转换而实现动能输出的致动器。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种二氧化碳液气相转换致动器，包括缸体，缸体上导向移动装配有用于对受压件施力的压头，缸体上还设设置有加液口，致动器包括与加液口相通的用于存储二氧化碳液体的液气转化室，缸体上还设置有用于对液气转化室内的二氧化碳液体进行加热的加热装置，压头与液气转化室相连或者压头通过传力结构与液气转化室相连以在二氧化碳由液体转变为气态时被气体带动而向外做功。
液气转化室与压头之间设有隔离膜。
隔离膜与压头之间形成用于填充流态物体的预压腔，致动器包括与所述预压腔相连的预压泵。
隔离膜与缸体的内壁一起围成所述液气转化室，或者，液气转化室由气囊的内腔形成，隔离膜由气囊的气囊底壁构成。
缸体上设置有与液气转化室相连的压力传感器和限压阀。
缸体上于所述活塞压头的外侧设置有缸体支腿，缸体支腿之间形成用于所述受压件放置的放置空间。
致动器还包括通过充液管路与加液口相连的二氧化碳储罐，充液管路上设置有充液泵和充气开关阀。
致动器还包括与液气转化室相连的排气管路，排气管路上设置有排气开关阀和排气泵，排气管路的出气口与二氧化碳储罐相连。
排气管路上串设有二氧化碳净化器。
本发明的有益效果为：本发明利用二氧化碳的液气相转换，作为动力基础，在使用时，首先向液气转化室内冲入液态的二氧化碳，在低于一定温度时，液态二氧化碳保持液体状态，在需要对外做功时，将受压件放置于压头下侧，通过加热装置对液气转化室内的二氧化碳加热，二氧化碳瞬间转化成气体状态，带动压头对受压件做功。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的实施例2的结构示意图；
图3是本发明的实施例3的结构示意图。
具体实施方式
本发明中二氧化碳气相转换致动器的实施例如图1所示：包括具有缸体内腔的缸体3，缸体内腔的底部导向移动装配有用于对受压件施力的压头18，缸体内腔的上端设置有气囊15，气囊的内腔构成用于存储二氧化碳液体的液气转化室25，缸体上设置有与液气转化室相连的加液口22，气囊15的气囊口密封固定于加液口外围。
缸体上设置有与液气转化室相连的限压阀13和压力传感器4，压力传感器用于检测液气转化室的内部压力。致动器还包括通过充液管路1与加液口22相连的二氧化碳储罐2，充液管路上顺次设置有充液泵9、充液开关阀10和节流阀11，缸体上还设左右用于对液气转化室内的二氧化碳液体进行加热的加热装置12，本实施例中的加热装置为电加热装置，加热装置包括深入到液气转化室内的电加热棒14。
气囊的气囊底壁构成位于液气转化室与压头之间的隔离膜16，隔离膜与压头之间形成用于填充流态物体的预压腔17，致动器包括与预压腔相连的预压泵8。缸体上于所述活塞压头的外侧设置有缸体支腿20，缸体支腿20之间形成用于所述受压件放置的放置空间，缸体支腿底部固定连接有支撑台21，放置空间位于支撑台上侧。致动器还包括与液气转化室相连的排气管路5，排气管路上设置有排气开关阀、排气泵6和二氧化碳净化器7，排气管路5的出气口与二氧化碳储罐相连。
使用时，在液气转化室内灌入一定压力的二氧化碳液体，关闭充气开关阀，常温下的二氧化碳液体比较稳定，将受压件置于压头下侧，比如说受压件为压接套时，将压接套及压接套内的电缆置于压头下侧，首先通过预压泵向预压腔内冲入预压流体，预压流体可以是水或液压油等，该预压流体作用于压头上，使压头与受压件19之间有个初始的压力，一方面实现了对受压件的初始固定，防止液相转换时，瞬间爆发力过大，而导致压头撞击受压件，受压件受瞬间撞击而弹开，同时初始预压，还可以使得压接套与电缆之间的空气排出，提高相应的压接效果；随后加热装置对液态二氧化碳加热，当超过二氧化碳的临界温度31.1℃时，二氧化碳就会气化，瞬间气化的二氧化碳体积增加，气囊胀开而通过预压腔内的预压流体向压头传力，压头砰的一下可以完成对外做功，液气转化室内的气压未卸载时，压头一直保持对外施压。做功完成后的气体可以经排气管路回收，并经排气泵压缩后重新变成液态二氧化碳而储存于二氧化碳储罐中。本发明具有以下效果：1、利用二氧化碳的液气相转化而完成对外做功，用于将液态二氧化碳输送至液气转化室的充液管路的抗压能力不需太大，基本上满足超过二氧化碳液化的临界压力7.53Mpa即可，这样可以降低密封和防爆要求；2、二氧化碳作为一种清洁能源，无污染，可回收；3、可提供较高的瞬间输出力，非常适用于瞬间作用的致动器输出；4、隔离膜的设置，使得预压流体的设置成为可能，这样在二氧化碳未进行液气相转化时，压头先对受压件进行预固定施压，一方面完成的预定位，另外，由于液气相转化在瞬间完成，其向外输出的作用效果至关重要，如果压接套与电缆之间没有事先接触配合，比如说有空气，这会严重影响压头的瞬间施压效果。
在本发明的其它实施例中：当不需要预压时，隔离膜也可以不设，此时压头可以密封导向移动装配于缸体上。
二氧化碳液气相转换致动器的实施例2如图2所示：实施例2与实施例1不同的是，使用时，缸体支腿20的底部放置于一个支撑台22上，受压件19通过工作台放置于支撑台上。
二氧化碳液气相转换致动器的实施例3如图3所示：实施例3与实施例2不同的是，在实施例中，没有气囊，在缸体内腔中设置有膜片23，膜片的四周与缸体内腔的四周侧壁密封固定配合，膜片与缸体内腔之间围成液气转化室25，膜片构成位于液气转化室与压头之间的隔离膜。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种二氧化碳液气相转换致动器， 其特征在于：包括缸体，缸体上导向移动装配有用于对受压件施力的压头，缸体上还设设置有加液口，致动器包括与加液口相通的用于存储二氧化碳液体的液气转化室，缸体上还设置有用于对液气转化室内的二氧化碳液体进行加热的加热装置，压头与液气转化室相连或者压头通过传力结构与液气转化室相连以在二氧化碳由液体转变为气态时被气体带动而向外做功。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳液气相转换致动器，其特征在于：液气转化室与压头之间设有隔离膜。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳液气相转换致动器，其特征在于：隔离膜与压头之间形成用于填充流态物体的预压腔，致动器包括与所述预压腔相连的预压泵。
4.根据权利要求2所述的二氧化碳气相转换致动器，其特征在于：隔离膜与缸体的内壁一起围成所述液气转化室，或者，液气转化室由气囊的内腔形成，隔离膜由气囊的气囊底壁构成。
5.根据权利要求1所述的二氧化碳气相转换致动器，其特征在于：缸体上于所述活塞压头的外侧设置有缸体支腿，缸体支腿之间形成用于所述受压件放置的放置空间。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的二氧化碳液气相转换致动器，其特征在于：致动器还包括通过充液管路与加液口相连的二氧化碳储罐，充液管路上设置有充液泵和充气开关阀。
7.根据权利要求6所述的二氧化碳液气相转换致动器，其特征在于：致动器还包括与液气转化室相连的排气管路，排气管路上设置有排气开关阀和排气泵，排气管路的出气口与二氧化碳储罐相连。
8.根据权利要求7所述的二氧化碳液气相转换致动器，其特征在于：排气管路上串设有二氧化碳净化器。
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