有压气体重复利用循环气动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气动力发动机技术领域，特别是涉及一种有压气体重复利用循环气动系统。
【背景技术】
[0002]中国发明专利申请号为201510265222.0中公开了一种空气能源动力系统，包括高压风机、第1-N个空气发动机工作组、增压风机、交流发电机、蓄电池、动力输出轴等，核心技术是对有压气流的重复利用，而在重复利用过程中，由于沿程阻力和局部阻力(弯管，气流经过叶片，逐缩管等)的作用下，势必会引起气压的下降，造成系统的效率降低。而气压降的值是可以通过工作机构的技术设计来降低的，气压降的值降低，系统效率就会提高。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供了一种有压气体重复利用循环气动系统，由高压风机与串联的若干个单机动力输出型工作机构连接，在串联的单机动力输出型工作机构之间连接有增压风机，所述串联的若干个单机动力输出型工作机构通过动力输出轴和逐缩管连接，所述单价动力输出型工作机构包括转子，转子四周焊接有叶片，叶片的尖端焊接有外圆环轮盘，转子的上下底面外圆周设置有轴承环的卡槽，轴承环卡在轴承环的卡槽中，连接好的转子、叶片、轴承环和外圆环轮盘固定在圆柱体外壳内，将圆柱体外壳盖板盖在圆柱体外壳上，在圆柱体外壳的底面开有有压气体进气口，在圆柱体外壳盖板上设置有逐缩管进气口，所述有压气体进气口和逐缩管进气口位置与叶片的位置相对。
[0004]优选地，转子占据的单机动力输出型工作机构内部空间大于等于整个内部空间的70%。
[0005]优选地，所述逐缩管是一台柱体。
[0006]优选地，有压气体重复利用循环气动系统由高压风机与串联的若干个联机动力输出型工作机构连接，在串联的联机动力输出型工作机构之间连接有增压风机。
[0007]优选地，所述联机动力输出型工作机构包括外圆柱体，在外圆柱体内部，动力输出轴与圆柱形转子连接，圆柱形转子上安装有多组叶片，叶片的尖端焊接有外圆环轮盘，每组叶片之间采用两个隔离环隔开，隔离环上设置有逐缩管气口，两个隔离环之间使用逐缩管连接，隔离环与圆柱形转子之间安装有轴承环。
[0008]优选地，所述逐缩管气口的位置与叶片的中尖部位置相对。
[0009]优选地，所述高压风机主要包括外壳(31)，外壳的两端分别是进气口管路和出气口管路，外壳内部出气口管路一侧设置有风扇支撑杆，风扇轴通过风扇轴上的轴承安装在风扇支撑杆上，还设有风扇轴支撑杆，经过风扇轴上的轴承将带有一定球面的叶片风扇固定安装，风扇轴上有风扇轴固定齿轮通过链条连接电机齿轮，电机齿轮外置在外壳的外部，包括在电机齿轮封闭外壳内，电机通过电机齿轮轴与电机齿轮外壳密封性能的轴承带动电机齿轮转动，在进气口管路方向外壁有气体储备空间外壳风扇是一至三个。
[0010]优选地，所述有压气体重复利用的方法是将有压气体通入系统，经过叶片后，使气流通过逐缩管进入到下一个工作机构，最终回到高压风机中，通过叶片转动带动动力输出轴输出机械能。
[0011]本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种有压气体重复利用循环气动系统的终端使用装置，将有压气体重复利用循环气动系统置于一个封闭的水箱中，水箱上连接有冷水自动调控阀门，水箱外部通过蒸气自动调控阀门连接有蒸汽压力利用系统，所述水箱包括水箱外壳，水箱外壳外面设置有保温层。
[0012]优选地，所述装置使用方法为将有若干联机动力输出型工作机构的有压气体重复利用循环气动系统置于一个封闭的水箱中，通过冷水自动调控阀门注入适当凉水，系统的热量被水吸收，水温不断升高达到沸点后产生蒸汽，水箱内部压力升高，达到适当压力，蒸气自动调控阀门打开，蒸汽推动蒸汽压力利用系统内的叶片做功，蒸汽压力利用系统与本发明中有压气体重复利用循环气动系统工作原理一致，被利用后的蒸汽排放到系统外，当位于水箱外壳内的水降到一定水位时，冷水自动调控阀门自动补水，补水到事先设置好的水位时，冷水自动调控阀门自动关闭。在水箱外壳的外面设置有保温层，保温层使水箱中的热量减少散发到外界。
[0013]本发明是对专利申请号为201510265222.0中气动系统的改进，主要做了以下几个方面的改进:
1.逐所管的开口大小，形状，安装位置，及将逐所管占用空间与工作空间相对分离技术。2.做功机构中的转子，叶片，轮盘做了适当的空间搭配。
3.叶片的外边缘加了一个增重轮盘。
[0014]采用本发明，做成6个单机动力输出型工作机构形成闭合回路，形成有压气体重复利用循环气动系统，启动高压风机，用皮托管测出气流的压力值，与专利申请号为201510265222.0中同样做成6个做功机构形成的闭合回路相比较，用皮托管测出气流的压力值，经过多次实验，计算，比较，本发明提高效率20%-30%，联机动力输出型工作机构在是单机动力输出型工作机构的基础上进行了改进，降低不必要的负荷，进一步提高了压气体的重复利用的效率。
【附图说明】
[0015]图1是单机动力输出型工作机构圆柱体外壳示意图；
图2是单机动力输出型工作机构圆柱体外壳盖板示意图；
图3本发明转子、叶片和外圆环轮盘连接结构示意图；
图4本发明转子、轴承环、叶片、外圆环轮盘和圆柱体外壳安装示意图；
图5本发明逐缩管示意图；
图6本发明圆柱体外壳和逐缩管连接结构示意图；
图7本发明高压风机结构示意图；
图8本发明隔尚环不意图；
图9本发明联机动力输出型工作机构示意图；
图10本发明终端利用系统示意图。
[0016]1.外圆柱体；2.内圆柱体；3.轴承环；4.与地面垂直安装的联机动力输出型；5.气路运行路线；10.圆柱体外壳盖板；11.轴承座；12.有压气体进气口 ；13.逐缩管；14.固定转子的底座；15.圆柱体外壳；16.轴孔；17.固定轴承环的圆柱底座；18.逐缩管进气口 ；20.转子；21.叶片；22.转子底面；23.动力输出轴；24.轴承环的卡槽；25.外圆环轮盘；30.高压风机；31.高压风机外壳；32.充气嘴；33.高压风机进气口管路；34.风扇支撑杆；35.链条；36.电机齿轮封闭外壳；37.电机齿轮；38.风扇轴固定齿轮；39.电机；40.气体储备空间外壳；41.电机齿轮外壳密封性能的轴承；42.风扇轴上的轴承；43.带有一定球面的叶片风扇；44.电机齿轮轴；45.风扇轴支撑杆；46.高压风机出气口；47.风扇轴上的轴承；48.风扇轴；50.隔离环；51.逐缩管气口 ；52.隔离环与隔离环之间的环形空间；53.支撑轴；54.增压风机；55.输气管道；60.保温层；61.水箱外壳；62.有压气体重复利用循环气动系统；63.蒸汽压力利用系统；64.蒸气自动调控阀门；65.冷水自动调控阀门；66.水箱。
【具体实施方式】
[0017]下面结合图示，对本发明作进一步说明。
[0018]实施例1
单机动力输出型工作机构，图1中所示的是圆柱体外壳15，在圆柱体外壳15的底面上设置有固定轴承环3内环的的底座14，在圆柱体外壳15的底面设置有有压气体进气口 12。图2所示的是圆柱体外壳盖板10的示意图，在圆柱体外壳盖板10上设置有用来固定轴承环3内环的圆柱底座17，在圆柱座子中间有轴孔16，在圆柱体外壳盖板10上，圆柱座子17的外侧有逐缩管进气口 18。
[0019]图3所示的是转子20，由动力输出轴23带动，转子20是一个具有上下底面22的圆环上的设备，安装有一组叶片21，叶片的数量根据转子的大小来决定，叶片的外边缘焊接有一个用来增重和聚气的外圆环轮盘25，转子20的上下底面22的圆周外周上有轴承环卡槽24，用来卡装轴承环3，转子20、轴承环3和圆柱体外壳15的安装方式如图6所示，将轴承环3安装在转子20的上下底面22圆周外周上，动力输出轴23穿过轴孔16与圆柱体外壳15和圆柱体外壳盖板10连接，在逐缩管进气口 18位置处安装有逐缩管13，组装成为一个如图8所示的单机体，逐缩管13的下口与有压气体进气口 12连接，逐缩管进气口 18和有压气体进气口 12的开口位置正对着叶片21中尖部分。
[0020]工作机构内空间合理搭配和内部结构是降低气压降的有效方法，解决办法是将转子20做大，占用整个内部空间的70%以上，仅留叶片运行通道略大一点空间，防止无用的空间过大，造成气压降的降低，气压经过叶片时尽量使其集中运动，避免分散，因此在叶片的外边缘加一个外圆轮盘25。逐缩管13是一个不规则的台柱体，逐缩管进气口 18的尺寸根据气流经过叶片后，分散的大小范围来决定，逐缩管13的安装位置要根据气流经过叶片后运动的轨迹位置来确定。若干个如图6所示的单体经过动力输出轴23穿过轴孔固定在轴座上并伸出适当长度，再逐个装上逐缩管13，形成若干工作机构串联的状态。
[0021]工作原理如下图7所示的高压风机30给有压气体重复利用循环气动系统
充入适当的压缩气体。高压风机30工作时，高压风机30的出气口 46产生高压气体，高压风机30的进气口 33产生低压，在密封的内循环空间中出现了压力差，在压力差的环境下，高气压气流向低气压方向运动，高压风机30工作时，有压气流不断的循环流动，在此过程中，密封的内循环设计充分利用气流的物理特性，从空气运动的动能中不断获取能量，从而实现小功率输入，大功率输出的目的。
[0022]为了避免系统的升温对电机的影响，本发明对高压风机进行了改进，由原来电机在内部循环系统中改为电机在系统外，如图7所示，高压风机30主要包括外壳31，外壳的两端分别是进气口管路33和出气口管路46，外壳31内部出气口管路一侧设置有风扇支撑杆34，风扇轴48通过风扇轴上的轴承47安装在风扇支撑杆34，还设有风扇轴支撑杆45，经过风扇轴上的轴承42将带有一定球面的叶片风扇43固定安装，风扇轴48上有风扇轴固定齿轮38通过链条35连接电机齿轮37，电机齿轮37外置在外壳31的外部，包括在电机