CN114458644A - 一种节能增压器的使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种节能增压器的使用方法，根据驱动压力值PL、入口压力值PA和双驱动压力比K确定转换压力值，即出口压力值PE，PE＝PL*K+PA，转换压力值为(1/2PL*K+PA)*X，其中，X大于0.5，小于等于1；通过驱动压力做功逐步增大出口压力，在出口压力值PE小于转换压力值之前，将第一控制阀和第二控制阀保持在第一种位态，在出口压力值PE大于转换压力值之后，将第一控制阀和第二控制阀保持在第二种位态。本发明方法既可实现节能又能实现高出口压力，同时综合了单驱动、双驱动增压泵两种泵的优势。

Description

一种节能增压器的使用方法
技术领域
本发明涉及增压器技术领域，更具体地说涉及一种节能增压器的使用方法。
背景技术
高压气体在工业中应用广泛。高压气体的产生需要气体增压器辅助实现。
按照气体压力增大的方式不同，气体增压器有机械式、液压式和气压式等等。
液压式增压器和气压式增压器类似，都是通过大面积活塞端的低压流体驱动而产生小面积活塞端的高压气体。根据所选用流体的状态分为液压式和气压式；其中气压式增压器根据驱动活塞数量的不同分为单驱动式增压器和双驱动式增压器，单驱动式增压器和双驱动式增压器彼此不可切换，在泵出口压力为0或者设定压力和出口压力压差过大时，但是，双驱动式增压器具有耗能(消耗驱动气体)较多的缺点，即这种情况下，只需要单驱动式增压器就可满足要求，无需使用双驱动式增压器。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，现有的气压式气体增压器分为单驱动式和双驱动式，单驱动式和双驱动式彼此不可切换，且在泵出口压力为0或者设定压力和出口压力压差过大时，双驱动式具有耗能较多的缺点，提供了一种节能增压器的使用方法，本发明方法既可实现节能又能实现高出口压力，同时综合了单驱动、双驱动增压泵两种泵的优势。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种节能增压器的使用方法，按照下述步骤进行：
步骤1，根据驱动压力值PL、入口压力值PA和双驱动压力比K确定转换压力值，即出口压力值PE，PE＝PL*K+PA，转换压力值为(1/2PL*K+PA)*X，其中，X大于0.5，小于等于1；
步骤2，通过驱动压力做功逐步增大出口压力，在出口压力值PE小于转换压力值之前，将第一控制阀和第二控制阀保持在第一种位态，在出口压力值PE大于转换压力值之后，将第一控制阀和第二控制阀保持在第二种位态；
其中，节能增压器包括增压腔体、增压活塞、连杆、第一驱动活塞、第二驱动活塞、换向阀、第一控制阀和第二控制阀，在所述增压腔体内设置有腔间隔壁，用于将增压腔体分为第一腔体和第二腔体，在所述连杆上由左至右依次设置所述增压活塞、所述第一驱动活塞和所述第二驱动活塞，所述增压活塞位于所述增压腔体的外侧，所述第一驱动活塞位于所述第一腔体内，所述第一驱动活塞将所述第一腔体分为第一左腔体和第一右腔体，第一左气管的一端与所述第一左腔体相连通，所述第一左气管的另一端与所述换向阀的三号口相连，第一右气管的一端与所述第一右腔体相连通，所述第一右气管的另一端与所述换向阀的四号口相连，所述换向阀的一号口与进气管的一端相连，所述换向阀的二号口与出气管的一端相连，所述第二驱动活塞位于所述第二腔体内，所述第二驱动活塞将所述第二腔体分为第二左腔体和第二右腔体，第二左气管的一端与所述第二左腔体相连通，所述第二左气管的另一端与所述第一控制阀的六号口相连，所述第一控制阀的五号口通过第一管路与所述第一左气管相连通，第二右气管的一端与所述第二右腔体相连通，所述第二右气管的另一端与所述第二控制阀的九号口相连，所述第二控制阀的八号口通过第二管路与所述第一右气管相连通，所述第一控制阀的七号口通过连接管与所述第二控制阀的十号口相连通。
所述换向阀采用二位四通阀。
所述换向阀具有两种位态分别为：第一种位态：换向阀的一号口与换向阀的三号口相连通，换向阀的二号口与换向阀的四号口相连通，第二种位态：换向阀的一号口与换向阀的四号口相连通，换向阀的二号口与换向阀的三号口相连通。
所述第一控制阀和所述第二控制阀均采用二位三通阀。
所述第一控制阀和所述第二控制阀均具有两种位态分别为：第一种位态：第一控制阀的六号口和第一控制阀的七号口相连通，第二控制阀的九号口和第二控制阀的十号口相连通；
第二种位态：第一控制阀的五号口与第一控制阀的六号口相通，第二控制阀的八号口和第二控制阀的九号口相连通。
触发第一控制阀和第二控制阀的两种位态转变方式能够采用电动式、气动式感应开关或者手动。
本发明的有益效果为：单驱动状态下，本发明方法的优点是耗气(驱动气体)量少，节能，缺点是因为单驱动的压力比只有双驱动的一半，最终能达到的PE也较小；双驱动状态下，本发明方法的优点是最终能达到的PE大，缺点是耗气(驱动气体)量大，所以，本发明前期为单驱动模式，后期转换为双驱动，综合两种状态下的优势，既节能又能实现高出口压力，1/2PL*K+PA是单驱动状态下能达到的最大输出压力，越临近该最大值活塞往复运动速度越慢，达到最大输出压力时活塞停止运动，若此时再切换为双驱动模式，一则速度慢效率不高，二则临近该最大值时节约气体量有限，意义不大，故在此之前就切换更为可取；本发明方法既可实现节能又能实现高出口压力，同时综合了单驱动、双驱动增压泵两种泵的优势。
附图说明
图1是本发明所使用的节能增压器的结构示意图；
图2是本发明所使用的节能增压器中换向阀的结构示意图；
图3是本发明所使用的节能增压器中第一控制阀的结构示意图；
图4是本发明所使用的节能增压器中第二控制阀的结构示意图；
图中：1为增压活塞，2为连杆，3为第一驱动活塞，31为第一左腔体，32为第一右腔体，33为第一左气管，34为第一右气管，4为第二驱动活塞，41为第二左腔体，42为第二右腔体，43为第二左气管，44为第二右气管，5为腔间隔壁，6为进气管，7为出气管，8为换向阀，81为一号口，82为二号口，83为三号口，84为四号口，9为第一控制阀，95为五号口，96为六号口，97为七号口，10为第二控制阀，1008为八号口，1009为九号口，1010为十号口。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种节能增压器的使用方法，按照下述步骤进行：
步骤1，根据驱动压力值PL、入口压力值PA和双驱动压力比K确定转换压力值，即出口压力值PE，PE＝PL*K+PA，转换压力值为(1/2PL*K+PA)*X，其中，X大于0.5，小于等于1；
步骤2，通过驱动压力做功逐步增大出口压力，在出口压力值PE小于转换压力值之前，将第一控制阀9和第二控制阀10保持在第一种位态，在出口压力值PE大于转换压力值之后，将第一控制阀9和第二控制阀10保持在第二种位态；
其中，节能增压器包括增压腔体、增压活塞1、连杆2、第一驱动活塞3、第二驱动活塞4、换向阀8、第一控制阀9和第二控制阀10，
在增压腔体内设置有腔间隔壁5，用于将增压腔体分为第一腔体和第二腔体，在连杆2上由左至右依次设置增压活塞1、第一驱动活塞3和第二驱动活塞4，增压活塞1位于增压腔体的外侧，第一驱动活塞3位于第一腔体内，第一驱动活塞3将第一腔体分为第一左腔体31和第一右腔体32，第一左气管33的一端与第一左腔体31相连通，第一左气管33的另一端与换向阀8的三号口83相连，第一右气管34的一端与第一右腔体32相连通，第一右气管34的另一端与换向阀8的四号口84相连，换向阀8的一号口81与进气管6的一端相连，换向阀8的二号口82与出气管7的一端相连，第二驱动活塞4位于第二腔体内，第二驱动活塞7将第二腔体分为第二左腔体41和第二右腔体42，第二左气管43的一端与第二左腔体41相连通，第二左气管43的另一端与第一控制阀9的六号口96相连，第一控制阀9的五号口95通过第一管路与第一左气管33相连通，第二右气管44的一端与第二右腔体42相连通，第二右气管44的另一端与第二控制阀10的九号口1009相连，第二控制阀10的八号口1008通过第二管路与第一右气管34相连通，第一控制阀9的七号口97通过连接管与第二控制阀10的十号口1010相连通。
实施例二
在实施例一的基础上，换向阀8采用二位四通阀。
换向阀8具有两种位态分别为：第一种位态：换向阀8的一号口81与换向阀8的三号口83相连通，换向阀8的二号口82与换向阀8的四号口84相连通，第二种位态：换向阀8的一号口81与换向阀8的四号口84相连通，换向阀8的二号口82与换向阀8的三号口83相连通。
实施例三
在实施例二的基础上，第一控制阀9和第二控制阀10均采用二位三通阀。
第一控制阀9和第二控制阀10均具有两种位态分别为：第一种位态：第一控制阀9的六号口96和第一控制阀9的七号口97相连通，第二控制阀10的九号口1009和第二控制阀10的十号口1010相连通；
第二种位态：第一控制阀9的五号口95与第一控制阀9的六号口96相通，第二控制阀10的八号口1008和第二控制阀10的九号口1009相连通。
触发第一控制阀9和第二控制阀10的两种位态转变方式能够采用电动式、气动式感应开关或者手动。
PE＝PL*K+PA，假设需要最终达到的出口压力值PE的大小为650bar，入口压力值PA为50bar，压力比K为150(此时为双级泵状态下，对应地，单级泵状态下减半)，则需要驱动压力值PL大小为4bar。PE的值由低到高逐步增大，当达到(1/2PL*K+PA)*1＝350bar，此时为转换压力值，此前第一控制阀9、第二控制阀10都为第一位态，节能增压泵为单级增压泵，此后第一控制阀9、第二控制阀10都为第二位态，节能增压泵为双级增压泵；如此，便能在PE达到转换压力前只有第一左腔体31/第二左腔体41、第一右腔体32/第二右腔体42中有驱动气体消耗，腔间隔壁5另一侧的两个腔体构成局部气体循环，不消耗驱动气体，从而实现节能；而在第一控制阀9、第二控制阀10都为第二位态的状态下，泵可以继续加压直至达到650bar。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种节能增压器的使用方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤1，根据驱动压力值PL、入口压力值PA和双驱动压力比K确定转换压力值，即出口压力值PE，PE＝PL*K+PA，转换压力值为(1/2PL*K+PA)*X，其中，X大于0.5，小于等于1；
步骤2，通过驱动压力做功逐步增大出口压力，在出口压力值PE小于转换压力值之前，将第一控制阀和第二控制阀保持在第一种位态，在出口压力值PE大于转换压力值之后，将第一控制阀和第二控制阀保持在第二种位态；
其中，节能增压器包括增压腔体、增压活塞、连杆、第一驱动活塞、第二驱动活塞、换向阀、第一控制阀和第二控制阀，在所述增压腔体内设置有腔间隔壁，用于将增压腔体分为第一腔体和第二腔体，在所述连杆上由左至右依次设置所述增压活塞、所述第一驱动活塞和所述第二驱动活塞，所述增压活塞位于所述增压腔体的外侧，所述第一驱动活塞位于所述第一腔体内，所述第一驱动活塞将所述第一腔体分为第一左腔体和第一右腔体，第一左气管的一端与所述第一左腔体相连通，所述第一左气管的另一端与所述换向阀的三号口相连，第一右气管的一端与所述第一右腔体相连通，所述第一右气管的另一端与所述换向阀的四号口相连，所述换向阀的一号口与进气管的一端相连，所述换向阀的二号口与出气管的一端相连，所述第二驱动活塞位于所述第二腔体内，所述第二驱动活塞将所述第二腔体分为第二左腔体和第二右腔体，第二左气管的一端与所述第二左腔体相连通，所述第二左气管的另一端与所述第一控制阀的六号口相连，所述第一控制阀的五号口通过第一管路与所述第一左气管相连通，第二右气管的一端与所述第二右腔体相连通，所述第二右气管的另一端与所述第二控制阀的九号口相连，所述第二控制阀的八号口通过第二管路与所述第一右气管相连通，所述第一控制阀的七号口通过连接管与所述第二控制阀的十号口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种节能增压器的使用方法，其特征在于：所述换向阀采用二位四通阀。
3.根据权利要求2所述的一种节能增压器的使用方法，其特征在于：所述换向阀具有两种位态分别为：第一种位态：换向阀的一号口与换向阀的三号口相连通，换向阀的二号口与换向阀的四号口相连通，第二种位态：换向阀的一号口与换向阀的四号口相连通，换向阀的二号口与换向阀的三号口相连通。
4.根据权利要求1所述的一种节能增压器的使用方法，其特征在于：所述第一控制阀和所述第二控制阀均采用二位三通阀。
5.根据权利要求4所述的一种节能增压器的使用方法，其特征在于：所述第一控制阀和所述第二控制阀均具有两种位态分别为：第一种位态：第一控制阀的六号口和第一控制阀的七号口相连通，第二控制阀的九号口和第二控制阀的十号口相连通；
第二种位态：第一控制阀的五号口与第一控制阀的六号口相通，第二控制阀的八号口和第二控制阀的九号口相连通。
6.根据权利要求5所述的一种节能增压器的使用方法，其特征在于：触发第一控制阀和第二控制阀的两种位态转变方式能够采用电动式、气动式感应开关或者手动。
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