CN113479223A - 一种气动发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动发电装置，包括发电机，发电机与安装连接装置连接，安装连接装置与气动马达连接，气动马达与双稳态电磁阀连接并连通。本发明的有益效果：结构简单，采用微型气动马达和发电机，整个外形接口尺寸比较小巧，安装空间小；主要零部件双稳态电磁阀体和安装座都采用铝合金进行制造，在一定程度上降低了气动发电装置的整体重量；采用梅花联轴器，对两轴相对偏移有相应的补偿能力，且能吸收振动，这更利于气动发电装置的正常运行；在不影响车辆正常运行的情况下，利用车辆既有管路里的高压空气进行发电，为铁路货车车辆车载电器供电源；启停由双稳态电磁阀控制，且控制其启停的电磁阀都是瞬间带电即可，节能、智能。

Description

一种气动发电装置

技术领域

本发明属于发电技术领域，具体为一种气动发电装置。

背景技术

铁路货车运行时，其上的车载电器需要电源供电，但既有运行的铁街货车只有机车有电源，车辆并无电源，导致很多车载电器无法在车辆上使用，限制了铁路货车的发展。但铁街货车上具有高压空气的动力源，如何利用高压空气实现一种节能、环保的发电设备是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种气动发电装置，解决了铁街货车车辆无电源的问题。该气动发电装置主要功能是利用制动系统的高压空气，驱动气动马达转动，带动发电机发电，为铁路货车车辆车载电器供电源，发电机启停由气路上双稳态电磁阀控制。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种气动发电装置，包括发电机，发电机与安装连接装置连接，安装连接装置与气动马达连接，气动马达与双稳态电磁阀连接并连通。

进一步的，所述的双稳态电磁阀包括主阀体，主阀体上设有依次连通的主阀输入口、主阀腔和主阀输出口，主阀腔内设有密封滑移的主阀芯，主阀芯与主阀输入口、主阀输出口中的至少一个遮挡配合，主阀芯的中部与主阀体之间形成主阀输入输出腔，主阀芯的一端与主阀体之间形成次阀输出腔甲，主阀芯的另一端与主阀体之间形成次阀输出腔乙，次阀输出腔甲与电磁阀甲连通，次阀输出腔乙与电磁阀乙连通，主阀输出口与气动马达连通。

进一步的，所述的主阀芯与主阀体之间设有主阀芯密封圈。

进一步的，所述的主阀体上设有一端开口主阀槽，主阀体上设有位于主阀槽开口处的阀盖，阀盖与主阀槽之间形成主阀腔，阀盖与主阀体之间设有阀盖挡圈。

进一步的，所述的主阀体上设有与电磁阀甲、电磁阀乙的排气口相对连通的次阀排气口。

进一步的，所述的主阀体上设有与电磁阀甲、电磁阀乙的输入口相对连通的次阀输入口，次阀输入口与主阀输入口连通。

进一步的，所述的主阀体上设有与电磁阀甲、电磁阀乙的输出口相对连通的次阀输出口，次阀输出口与次阀输出腔甲、次阀输出腔乙连通。

进一步的，所述的主阀输入口处设有单向阀。

进一步的，所述的单向阀包括单向阀座，单向阀座与夹芯阀密封配合，夹芯阀与主阀体之间设有单向阀挡圈，夹芯阀与主阀输入口的出气端之间设有单向阀簧。

进一步的，所述的主阀输入口的进气端设有接口密封圈。

进一步的，所述的主阀体上设有连接电磁阀甲、电磁阀乙的次阀安装孔。

进一步的，所述的主阀体上设有主阀安装孔。

进一步的，所述的主阀体上设有马达安装孔。

进一步的，所述的主阀体上设有与气动马达的排气口相对的马达排气通街。

进一步的，所述的主阀输出口处设有可调节流通面积的节流密封堵，节流密封堵上设有节流堵密封圈。

进一步的，所述的双稳态电磁阀与螺杆连接，螺杆与安装连接装置连接，气动马达夹设在双稳态电磁阀与安装连接装置之间。

进一步的，所述的安装连接装置包括U形的安装座，安装座的一端与气动马达连接，安装座的另一端与发电机连接，气动马达通过梅花联轴器与发电机连接。

本发明的有益效果：

1.结构简单，采用微型气动马达和发电机，整个外形接口尺寸比较小巧，安装空间小。

2.主要零部件双稳态电磁阀体和安装座都采用铝合金进行制造，在一定程度上降低了气动发电装置的整体重量。

3.采用梅花联轴器，对两轴相对偏移有相应的补偿能力，且能吸收振动，这更利于气动发电装置的正常运行。

4.在不影响车辆正常运行的情况下，利用车辆既有管路里的高压空气进行发电，为铁路货车车辆车载电器供电源。

5.启停由双稳态电磁阀控制，且控制其启停的电磁阀都是瞬间带电即可，节能、智能。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

附图说明

图1是本发明的结构主视图。

图2是本发明的结构侧视图。

图3是图2的局部放大图。

图4是本发明双稳态电磁阀的上端面示意图。

图5是本发明双稳态电磁阀的侧端面示意图。

图6是本发明双稳态电磁阀的下端面示意图。

图中：1-双稳态电磁阀，2-气动马达，3-安装连接装置，4-发电机，5-螺杆；11-主阀体，12-主阀芯，13-阀盖，14-电磁阀甲，15-电磁阀乙，16-单向阀，111-主阀输入口，112-主阀输出口，113-主阀输入输出腔，114-次阀输出腔甲，115-次阀输出腔乙，116-次阀安装孔，117-次阀排气口，118-次阀输入口，119-次阀输出口，1110-主阀安装孔，1111-马达安装孔，1112-马达排气通街，1121-节流定位堵，1122-节流堵密封圈，121-主阀芯密封圈，131-阀盖挡圈，161-单向阀座，162-单向阀簧，163-夹芯阀，165-接口密封圈，166-单向阀挡圈；31-安装座，32-梅花联轴器。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

参考图1～图6所示，一种气动发电装置，包括双稳态电磁阀1、气动马达2、安装连接装置3和发电机4。发电机4与安装连接装置3连接，安装连接装置3与气动马达2连接，气动马达2与双稳态电磁阀1连接并连通，从而将各个组件连接为一个整体，实现把动能转换成电能。

安装连接装置3包括U形的安装座31，双稳态电磁阀1通过气动马达安装孔与螺杆5的一端连接，螺杆5的另一端与安装座31的一端连接，气动马达2夹设固定在双稳态电磁阀1与安装座31之间，安装座31的另一端通过螺钉与发电机4连接，气动马达2的输出轴通过梅花联轴器32与发电机4的输入轴连接。

双稳态电磁阀1包括主阀体11，主阀体11上设有依次连通的主阀输入口111、主阀腔和主阀输出口112。主阀腔内设有密封滑移的主阀芯12，主阀芯12与主阀体11之间设有主阀芯密封圈121，主阀芯12与主阀输入口111、主阀输出口112中的至少一个遮挡配合，通过主阀芯左右滑移，能够实现主阀出入口、主阀输出口与主阀输入输出腔的连通或关断。

主阀芯12的中部与主阀体11之间形成主阀输入输出腔113，主阀芯12的一端与主阀体11之间形成次阀输出腔甲114，主阀芯12的另一端与主阀体11之间形成次阀输出腔乙115，主阀输入输出腔113、次阀输出腔甲114和次阀输出腔乙115能够跟随主阀芯的左右滑移发生变化。次阀输出腔甲114与电磁阀甲14连通，次阀输出腔乙115与电磁阀乙15连通，主阀输出口112与气动马达2连通。

主阀体11上设有一端开口主阀槽，主阀体11上设有位于主阀槽开口处的阀盖13，阀盖13与主阀槽之间形成主阀腔，阀盖13与主阀体11之间设有阀盖挡圈131，保证主阀腔的密封。

主阀输入口与车辆气路相连，且与主阀输入输出腔室相连通。主阀输入口111处设有单向阀16。单向阀的主要作用是限定气动发电装置的最小启动压力值。双稳态电磁阀主要通过单向阀、电磁阀甲和电磁阀乙来控制气动发电装置的启闭。

单向阀16包括单向阀座161，单向阀座161与夹芯阀163密封配合，夹芯阀163与主阀体11之间设有单向阀挡圈166，夹芯阀163与主阀输入口111的出气端之间设有单向阀簧162。正常情况下，单向阀簧顶紧夹芯阀，保证夹芯阀与单向阀座之间的密封配合。在制动系统的高压空气压力大于夹芯阀受到的压力时，高压空气将夹芯阀顶开，高压空气进入双稳态电磁阀。主阀输入口111的进气端设有接口密封圈165，保证接管的连接密封效果。

主阀输出口112处设有可调节流通面积的节流密封堵1121，节流密封堵1121上设有节流堵密封圈1122。该节流定位堵除起到双稳态电磁阀和气动马达之间的定位外，还可以通过调节节流定位堵的通径来实现气动发电装置输出不同的电压和功率。

主阀体11的上、右侧、下三个面分别为电磁阀安装面、气动马达安装面和双稳态电磁阀安装面。

电磁阀安装面上开设有主阀安装孔1110、次阀安装孔116、次阀排气口117、次阀输入口118和次阀输出口119。次阀安装孔116用于连接电磁阀甲13、电磁阀乙14，实现连接电磁阀甲13、电磁阀乙14在主阀体上的安装固定。

次阀排气口117与电磁阀甲13、电磁阀乙14的排气口相对连通，同时次阀排气口与大气连通，实现电磁阀甲13、电磁阀乙14的排气。次阀输入口118与电磁阀甲13、电磁阀乙14的输入口相对连通，次阀输入口118与主阀输入口111连通，实现制动系统向电磁阀甲13、电磁阀乙14的进气。

次阀输出口119与电磁阀甲13、电磁阀乙14的输出口相对连通，次阀输出口119与次阀输出腔甲114、次阀输出腔乙115连通，实现电磁阀甲13、电磁阀乙14向两端的次阀输出腔甲和次阀输出腔乙的排气。从而在主阀芯的两端形成压力差，实现主阀芯的滑移，控制主阀输入输出腔的通断。

气动马达安装面上开设有马达安装孔1111、马达排气通街1112和次阀排气口117。马达安装孔1111用于连接螺杆5，实现气动马达与主阀体的连接。马达排气通街1112与气动马达2的排气口相对，实现气动马达的排气。

双稳态电磁阀安装面上开设有主阀安装孔1110、主阀输入口111，主阀安装孔1110用于实现主阀体在列车上的固定安装。

该气动发电装置主要通过双稳态电磁阀上的输入口和车辆气路连通，通过单向阀、两个电磁阀控制双稳态电磁阀体上气路的通断来给气动马达供气，压力空气驱动气动马达转动，气动马达通过梅花联轴器带动发电机转动，从而实现了将动能转化为电能。

气动发电装置的作用原理为：通过双稳态电磁阀安装面和车辆装配在一起，通过主阀输入口和车辆气路连通，车辆气体(即制动储风缸的压力空气)通过主阀输入口处的单向阀进入主阀输入输出腔，同时进入到电磁阀甲和电磁阀乙的输入口。

当电磁阀甲气路打开时(此时电磁阀乙气路关闭)，压力空气流入次阀输出腔甲，主阀芯在次阀输出腔甲的压力空气作用下向左移动，直至抵住主阀盖，此时主阀输入输出腔的压力空气通过主阀输出口进入到气动马达上的节流定位堵通街，从而进入到气动马达的腔室，驱动气动马达转动。气动马达通过梅花联轴器将动能传给发电机，发电机随着气动马达转动，从而产生电能。电磁阀甲在将主阀芯推向左边抵住阀盖后，即可断电关闭气路，并排空次阀输出腔甲内的压缩空气，这样达到了节能的效果，电磁阀甲只需在推动主阀芯时瞬间带电。

当电磁阀乙气路打开时(此时电磁阀甲气路关闭)，压力空气流入次阀输出腔乙，主阀芯在次阀输出腔乙里的压力空气作用下向右移动，直至抵住右边的限位台，断电关闭电磁阀乙气路，排空次阀输出腔乙的压力空气，此时主阀输出口被主阀芯隔断与主阀输入输出腔室的通路，双稳态电磁阀不再给气动马达供气，气动马达在没有压力空气的作用下停止转动，从而发电机也停止了转动，停止了将动能转化成电能。电磁阀乙和电磁阀甲一样，只需在推动阀芯时瞬间带电，同样起到了节能的效果。

当制动储风的压力大于设定值(即单向阀开启值)，且车辆处于缓解状态时，给电磁阀甲瞬间带电，打开双稳态电磁阀和气动马达之间的通路，气动发电装置即可发电。当制动储风缸的压力低于设定值，或者车辆处于制动状态时，给电磁阀乙瞬间带电，阻断双稳态电磁阀和气动马达之间的通路，气动发电装置停止发电。

前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气动发电装置，包括发电机(4)，其特征在于：所述的发电机(4)与安装连接装置(3)连接，安装连接装置(3)与气动马达(2)连接，气动马达(2)与双稳态电磁阀(1)连接并连通。

2.根据权利要求1所述的气动发电装置，其特征在于：所述的双稳态电磁阀(1)包括主阀体(11)，主阀体(11)上设有依次连通的主阀输入口(111)、主阀腔和主阀输出口(112)，主阀腔内设有密封滑移的主阀芯(12)，主阀芯(12)与主阀输入口(111)、主阀输出口(112)中的至少一个遮挡配合，主阀芯(12)的中部与主阀体(11)之间形成主阀输入输出腔(113)，主阀芯(12)的一端与主阀体(11)之间形成次阀输出腔甲(114)，主阀芯(12)的另一端与主阀体(11)之间形成次阀输出腔乙(115)，次阀输出腔甲(114)与电磁阀甲(14)连通，次阀输出腔乙(115)与电磁阀乙(15)连通，主阀输出口(112)与气动马达(2)连通。

3.根据权利要求2所述的气动发电装置，其特征在于：所述的主阀体(11)上设有一端开口主阀槽，主阀体(11)上设有位于主阀槽开口处的阀盖(13)，阀盖(13)与主阀槽之间形成主阀腔。

4.根据权利要求2所述的气动发电装置，其特征在于：所述的主阀体(11)上设有与电磁阀甲(13)、电磁阀乙(14)的输入口相对连通的次阀输入口(118)，次阀输入口(118)与主阀输入口(111)连通。

5.根据权利要求2或4所述的气动发电装置，其特征在于：所述的主阀体(11)上设有与电磁阀甲(13)、电磁阀乙(14)的输出口相对连通的次阀输出口(119)，次阀输出口(119)与次阀输出腔甲(114)、次阀输出腔乙(115)连通。

6.根据权利要求2所述的气动发电装置，其特征在于：所述的主阀输入口(111)处设有单向阀(16)。

7.根据权利要求6所述的气动发电装置，其特征在于：所述的单向阀(16)包括单向阀座(161)，单向阀座(161)与夹芯阀(163)密封配合，夹芯阀(163)与主阀输入口(111)的出气端之间设有单向阀簧(162)。

8.根据权利要求2所述的气动发电装置，其特征在于：所述的主阀输出口(112)处设有可调节流通面积的节流密封堵(1121)。

9.根据权利要求1所述的气动发电装置，其特征在于：所述的双稳态电磁阀(1)与螺杆(5)连接，螺杆(5)与安装连接装置(3)连接，气动马达(2)夹设在双稳态电磁阀(1)与安装连接装置(3)之间。

10.根据权利要求1或9所述的气动发电装置，其特征在于：所述的安装连接装置(3)包括U形的安装座(31)，安装座(31)的一端与气动马达(2)连接，安装座(31)的另一端与发电机(4)连接，气动马达(2)通过梅花联轴器(32)与发电机(4)连接。

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