阅读说明：本技术 气体存储装置及空气压缩系统 (Gas storage device and air compression system ) 是由 侯神保 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种气体存储装置及空气压缩系统,应用于空气压缩系统,该装置包括由缸顶和侧壁组成的缸体,所述缸体为内部中空的结构,所述缸体的底部悬空,所述缸体由侧壁和缸顶形成一个半包围的容置空间,用于置于所述空气压缩系统中的液体压缩区域,以存储气体；所述缸顶开设有可控式的通气口,所述通气口用于释放所述缸体内存储的气体。通过上述装置,利用气体在液体中会上浮的原理,将气体存储在由缸体形成的容置空间中,并通过可控式通气口释放缸体内存储的气体,进而利用气体上浮的作用力带动空气压缩系统运行,可以降低空气压缩系统的能耗。(The application discloses a gas storage device and an air compression system, which are applied to the air compression system, wherein the device comprises a cylinder body consisting of a cylinder top and a side wall, the cylinder body is of a hollow structure, the bottom of the cylinder body is suspended, and the cylinder body forms a semi-enclosed accommodating space by the side wall and the cylinder top and is used for being arranged in a liquid compression area in the air compression system to store gas; the cylinder top is provided with a controllable vent which is used for releasing gas stored in the cylinder body. Through above-mentioned device, utilize the principle that gaseous meeting come-up in liquid, with gaseous storage in the accommodation space by the cylinder body formation to release the gaseous of storage in the cylinder body through controllable formula blow vent, and then utilize the effort of gaseous come-up to drive the operation of air compression system, can reduce air compression system's energy consumption.)

气体存储装置及空气压缩系统

技术领域

本发明涉及动力设备技术领域，尤其涉及一种气体存储装置及空气压缩系统。

背景技术

随着人们生活水平的提升，能源利用的问题越来越受人们的关注，有关自然资源的利用成为研究热点。其中，空气动力是一种重要的自然资源，其主要表现为压缩空气，压缩形成的高压空气可以广泛应用于众多领域。

传统的空气压缩系统通常是采用电能压缩的方式，其通常是由空压机将电能转换成机械能，再将机械能转换成高压风能，供生产工艺使用。传统的空气压缩系统能耗太高，其压缩空气的耗能主要体现为空压机需要消耗大量电能，传统的空气压缩系统缺乏良好的气与水转换的结构，而气与水转换结构中如何利用空气与水的作用力带动空气压缩系统的运行尤为关键。

基于此，如何如何利用空气与水的作用力带动空气压缩系统的运行，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种气体存储装置及空气压缩系统，可以在空气压缩系统中起到存储气体的作用，进而利用气体与液体的作用力带动空气压缩系统运行。

一方面，提供一种气体存储装置，应用于空气压缩系统，所述装置包括由缸顶和侧壁组成的缸体，所述缸体为内部中空的结构，所述缸体的底部悬空，所述缸体由侧壁和缸顶形成一个半包围的容置空间，用于置于所述空气压缩系统中的液体压缩区域，以存储气体；

所述缸顶开设有可控式的通气口，所述通气口用于释放所述缸体内存储的气体。

可选的，在其中一个实施例中，所述通气口处设置有电磁阀，基于所述电磁阀控制所述通气口的开启或关闭。

可选的，在其中一个实施例中，所述电磁阀与所述空气压缩系统中的升降组件进行磁感应，用于将所述缸体内存储的气体转移至所述升降组件内；

当所述升降组件靠近所述电磁阀时，所述电磁阀开启，所述缸体内的气体经过所述通气口转移至所述升降组件；当所述升降组件上升后，所述电磁阀关闭。

可选的，在其中一个实施例中，贯穿所述缸体开设有连动杆通道，所述连动杆通道用于给所述空气压缩系统中的活塞组件提供可移动的通道。

可选的，在其中一个实施例中，所述连动杆通道与所述通气口相邻设置。

可选的，在其中一个实施例中，所述缸体的侧壁外侧设置有紧固组件，所述紧固组件用于将所述缸体紧固于所述空气压缩系统中位于液体压缩区域的内架上。

可选的，在其中一个实施例中，还包括贯穿设置于所述缸体中部的气压感应器，所述气压感应器用于检测所述缸体内的气压大小。

另一方面，提供一种空气压缩系统，包括总体气缸，所述总体气缸由缸体和底座组成密闭结构，所述总体气缸内分布有气体压缩区域和液体压缩区域，在所述液体压缩区域内设置有内架，所述内架固定安装于所述底座上；

所述内架上设置有用于收集空气的气体存储装置，所述气体存储装置开设有可控式的通气口与贯穿的连动通道。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

上述气体存储装置及空气压缩系统，通过由缸顶和侧壁组成的缸体形成一个半包围的容置空间，用于置于空气压缩系统中的液体压缩区域，以存储气体，在缸顶开设有可控式的通气口，用于释放缸体内存储的气体。通过上述装置，利用气体在液体中会上浮的原理，将气体存储在由缸体形成的容置空间中，并通过可控式通气口释放缸体内存储的气体，进而利用气体上浮的作用力带动空气压缩系统运行，可以降低空气压缩系统的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中气体存储装置的结构示意图；

图2为一个实施例中空气压缩系统的结构示意图；

图3为另一个实施例中气体存储装置的结构示意图；

图4为另一个实施例中空气压缩系统的结构示意图；

图5为一个实施例中浮缸的结构示意图；

图6为另一个实施例中气体存储装置的结构示意图。

图中：100-缸体，110-缸顶，120-侧壁，130-通气口，140-连动杆通道，150-紧固组件，160-气压感应器，200-总体气缸，202-缸体，204-底座，210-气体出入口，220-进出水口，230-回气口，240-压缩气缸，242-空气气道，250-内架，260-气体存储装置，262-通气口，264-连动杆通道，270-连动组件，272-滑轮组，274-同步连接带，280-升降组件，282-第一浮缸，284-第二浮缸，286-支撑架，290-活塞组件，292-连动杆，294-气缸活塞，2942-压缩释放气道，2944-止回阀。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件称为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元器件，但其不是同一元器件。

图1为一个实施例中气体存储装置的结构示意图，该气体存储装置应用于空气压缩系统中，空气压缩系统用于提供空气动力，通过本实施例提供的气体存储装置，可以在空气压缩系统中起到存储气体的作用，进而利用气体与液体的作用力带动空气压缩系统运行。其中，本实施中的气体为空气，可以理解的是，在其他实施例中该气体还可以为其他性质的气体。如图1所示，该气体存储装置包括由缸顶110和侧壁120组成的缸体100，缸体100为内部中空的结构，缸体100的底部悬空，缸体100由侧壁120和缸顶110形成一个半包围的容置空间，用于置于空气压缩系统中的液体压缩区域，以存储气体，其中本实施中液体压缩区域中注入的液体为水，可以理解的是，在其他实施例中该液体还可以为其他性质的液体。

具体的，本实施例的空气压缩系统为利用空气与水的特性而组建的空气压缩结构，该空气压缩系统中设置有气体压缩区域和液体压缩区域，气体存储装置分布在液体压缩区域中，也即是本实施例中的缸体100是被水覆盖的，而空气压缩系统中收集的空气皆由缸体100的底部上浮，空气由缸体100的底部开口处进入缸体100内，当空气上浮至缸顶110的位置时被拦截，因此空气会收集在缸体100内部，收集的空气可以借由空气在液体压缩区域内上升的浮力，给空气压缩系统中的升降组件提供动力。

进一步的，缸顶110开设有可控式的通气口130，通气口130用于释放缸体100内存储的气体。通气口130开设在缸顶110上，通气口130处设置有感应开关，通过该感应开关控制通气口130的开启或闭合，当通气口130开启时，缸体100内存储的空气会通过通气口130迅速上浮，跑到空气压缩系统的升降组件中，以带动升降组件的运行；当通气口130闭合时，缸体100内可以继续存储空气。

本实施例提供的气体存储装置，通过由缸顶和侧壁组成的缸体形成一个半包围的容置空间，用于置于空气压缩系统中的液体压缩区域，以存储气体，在缸顶开设有可控式的通气口，用于释放缸体内存储的气体。通过上述装置，利用气体在液体中会上浮的原理，将气体存储在由缸体形成的容置空间中，并通过可控式通气口释放缸体内存储的气体，进而利用气体上浮的作用力带动空气压缩系统运行，可以降低空气压缩系统的能耗。

在一个实施例中，参阅图2所示，空气压缩系统包括总体气缸200，总体气缸200由缸体202和底座204组成密闭结构，总体气缸200内分布有气体压缩区域和液体压缩区域(图2中虚线表示气体压缩区域和液体压缩区域的分界线)其中本实施中液体压缩区域中注入的液体为水，可以理解的是，在其他实施例中该液体还可以为其他性质的液体。总体气缸200上开设有用于接通气体压缩区域与外界关联的气体出入口210、用于接通液体压缩区域与外界关联的进出水口220和用于收集气体的回气口230。具体的，通过进出水口220向总体气缸200内注入液体，注入的液体达到预设水位线后，通过气压装置从气体出入口210向总体气缸200内输送高压气体，该气压装置可以是气泵，气泵通过电力不停压缩空气，产生气压，以使得总体气缸200内形成具有预设压力值的气体压缩区域和液体压缩区域，有利于空气压缩系统的运行。

底座204上朝总体气缸200的外部方向设置有压缩气缸240，压缩气缸240上开设有空气气道242，空气气道242开设在压缩气缸240的底部，压缩气缸240与外部空气接触，压缩气缸240用于引入外部的空气进入总体气缸200内。

进一步的，总体气缸200的液体压缩区域内设置有内架250，也即内架250被液体所覆盖，液体的水位线高于内架250上方一定位置，内架250固定安装于底座204上。

内架250上设置有用于收集空气的气体存储装置260，具体的，在高度方向上，气体存储装置260架设在内架250的中间区域，气体存储装置260形成一个半包围的容置空间，用于暂存空气。气体存储装置260存储的空气来源包括由回气口230注入的空气、由压缩气缸240引入的外部空气。由于空气与水的特性，当空气进入液体压缩区域时，空气会快速在液体区域内上浮，由于回气口230和压缩气缸240均设置在气体存储装置260的下方，则空气上浮时会暂时存储在气体存储装置260形成的容置空间内。

本实施例提供的气体存储装置，利用气体在液体中会上浮的原理，将气体存储在由缸体形成的容置空间中，并通过可控式通气口释放缸体内存储的气体，进而利用气体上浮的作用力带动空气压缩系统运行，可以降低空气压缩系统的能耗。

在一个实施例中，参阅图3所示，通气口130处设置有电磁阀，基于所述电磁阀控制通气口130的开启或关闭。进一步的，该电磁阀与空气压缩系统中的升降组件进行磁感应，用于将缸体100内存储的气体转移至该升降组件内，当升降组件靠近电磁阀时，电磁阀开启，缸体100内的气体经过通气口130转移至升降组件；当升降组件上升后，电磁阀关闭。需要说明的是，通气口130的数量可以根据需要设置为一个或多个，本实施例对此不进行限定。

举例说明，电磁阀通过磁感应控制开启和关闭，请继续参阅图2，空气压缩系统中的升降组件280具体为浮缸，浮缸为缸体结构，浮缸的底部悬空以使得空气可以进入浮缸，空气进入浮缸后由空气的浮力带动浮缸上浮。需要说明的是，升降组件还可以是其他材质的半包围结构，其在液体中装载空气后易于上浮，本实施例不限于此。进一步的，当浮缸下降至接近电磁阀的位置时，电磁阀开启，气体存储装置260内的空气进入浮缸内，当进入浮缸内的空气达到一定量时，浮缸上升，此时电磁阀关闭。

在一个实施例中，请继续参阅图3，贯穿缸体100开设有连动杆通道140，连动杆通道140用于给空气压缩系统中的活塞组件提供可移动的通道。连动杆通道140与通气口130相邻设置，以使得缸体100内的空气可以顺利进入空气压缩系统中的升降组件内。需要说明的是，连动杆通道140的数量可以根据需要设置为一个或多个，本实施例对此不进行限定。

举例说明，请参阅图4所示，空气压缩系统中的活塞组件290包括连动杆292和气缸活塞294，连动杆292的一端固定连接在浮缸上，连动杆292的另一端贯穿连动通道264与气缸活塞294连接，气缸活塞294与压缩气缸240配合进行活塞运动。进一步的，请参阅图5所示，浮缸底部设置有支撑架286，支撑架286的中间部位连接连动杆292，浮缸在进行升降运动时通过连动杆292带动气缸活塞同步运动。

在一个实施例中，请继续参阅图3，缸体100的侧壁外侧设置有紧固组件150，紧固组件150用于将缸体100紧固于空气压缩系统中位于液体压缩区域的内架上。具体的，紧固组件150的数量可以为多个，紧固组件150的数量可以根据空气压缩系统中的内架的架杆数量确定，通过多个紧固组件150与空气压缩系统中的内架的架杆进行配合固定，以将气体存储装置安装在空气压缩系统中的内架上，例如通过卡扣卡紧，或通过螺栓固定等，本实施例对此不进行限定。

在一个实施例中，请参阅图6所示，还包括贯穿设置于缸体100中部的气压感应器160，气压感应器160用于检测缸体100内的气压大小。具体的，气压感应器160包括感应线圈以及包围在感应线圈外部的磁铁浮圈，磁铁浮圈在液体压缩区域内会上浮，当缸体100内存储有空气时，磁铁浮圈在缸体100内部处于空气与液体分隔的位置，并跟随缸体100内的空气多少而改变位置，当缸体100内的空气增加时，磁铁浮圈的位置下降，当缸体100内的空气减少时，磁铁浮圈的位置上升，因此通过气压感应器160可以监测缸体100内部空气的含量，也即检测缸体100内的气压大小。通过本实施例提供的气压感应器，可以准确的监控气体存储装置中存储的气压大小，以便于在气体存储装置中的气压不足时向气体存储装置中注入高压空气，提升空气压缩系统的运行效率。

上述气体存储装置，利用气体在液体中会上浮的原理，将气体存储在由缸体形成的容置空间中，并通过可控式通气口释放缸体内存储的气体，进而利用气体上浮的作用力带动空气压缩系统运行，可以降低空气压缩系统的能耗。

基于相同的发明构思，以下提供一种空气压缩系统，请继续参阅图4所示，该空气压缩系统包括总体气缸200，总体气缸200由缸体202和底座204组成密闭结构，总体气缸200内分布有气体压缩区域和液体压缩区域，在液体压缩区域内设置有内架250，内架250固定安装于底座204上，内架204上设置有用于收集空气的气体存储装置260，气体存储装置260开设有可控式的通气口262与贯穿的连动通道264。

具体的，通气口262开设在气体存储装置260的顶部，通过可控式开关控制通气口262的通断，可以释放气体存储装置260内存储的空气，例如可以通过电磁阀控制通气口262的开启或关闭。贯穿气体存储装置260开设有连动通道264，连动通道264用于提供可运行的通道。

进一步的，内架250上安装有连动组件270，连动组件270连接有升降组件280，升降组件280连接有活塞组件290，活塞组件290贯穿连动通道264与压缩气缸240配合进行活塞运动，以使得外界的空气经由空气气道242进入压缩气缸240内，再由压缩气缸240进入中缸260内，升降组件280通过升降运动将中缸260内的空气转移至气体压缩区域。具体的，连动组件270安装在内架270顶部，为升降组件280提供进行升降运动的支持，活塞组件290与气缸活塞240配套设置。例如，连动组件270可以包括滑轮与连接带，升降组件280可以包括浮缸，活塞组件290可以包括连动杆和活塞，需要说明的是，连动组件270、升降组件280、活塞组件290还可以采用具有相同或相似功能的其他结构代替，本实施例对此不进行限定。

进一步的，回气口230用于与外部气压装置连接，将外部气压装置提供的空气引入气体存储装置260，以推动升降组件280的运行。具体的，回气口230用于向总体气缸200内注入空气，在空气压缩系统开始运行时，通过回气口230注入的空气输送至气体存储装置260，再由气体存储装置260上的通气口262转移至升降组件280，以使得升降组件280开始运行，为升降组件280做升降运动提供了初始动力。可选的，外部气压装置可以是气泵，通过气泵向回气口230注入空气，可以理解的是，外部气压装置还可以是其他具有输送空气功能的装置，本实施例不限于此。

本实施例提供的空气压缩系统，利用空气与水的作用力，带动升降组件进行升降运动，进而带动活塞组件持续进行活塞运动将外界的空气带入气体压缩区域，降低了压缩空气所需的能耗，并且能量损耗小，提高了压缩空气的转换效率。

在一个实施例中，请继续参阅图4，连动组件270包括滑轮组272与同步连接带274，滑轮组272设置于内架250顶部，同步连接带274搭接在滑轮组272上，同步连接带274的两端分别与升降组件280连接，基于滑轮组272与同步连接带274配合提供的作用力，以使得升降组件280进行往复升降运动。可选的，滑轮组272包括至少两个滑轮，例如一个滑轮组272为两个滑轮，同步连接带274吊装在滑轮组272上，为升降组件280提供牵引力。

在一个实施例中，请继续参阅图4，升降组件280包括至少两个浮缸，两个浮缸分别连接在同步连接带274的两端，通过同步连接带274吊接于滑轮组272上，以使得两个浮缸在内架250上进行升降运动，浮缸用于承载空气后上浮，并用于转移空气。具体的，浮缸为缸体结构，浮缸的底部悬空以使得空气可以进入浮缸，空气进入浮缸后由空气的浮力带动浮缸上浮。在连动组件270的作用下，同步连接带274连接的两个浮缸相对运动，其中一个浮缸上升时，另一个浮缸下降，加速了升降组件280的运动速率，因此提升了空气压缩装置的工作效率。需要说明的是，升降组件还可以是其他材质的半包围结构，其在液体中装载空气后易于上浮，本实施例不限于此。

举例说明，升降组件280包括第一浮缸282和第二浮缸284，第一浮缸282和第二浮缸284相对运动，当第一浮缸282上升时，第二浮缸284下降；当第一浮缸282下降时，第二浮缸284上升。

在一个实施例中，请继续参阅图4，活塞组件290包括连动杆292和气缸活塞294，连动杆292的一端固定连接在浮缸上，连动杆292的另一端贯穿连动通道264与气缸活塞294连接，气缸活塞294与压缩气缸240配合进行活塞运动。

在一个实施例中，浮缸顶部设置有电磁阀，当浮缸上升至最高处时所述电磁阀开启，以使得浮缸内的空气转移至气体压缩区域，此时最高处所指为浮缸在进行升降运动时所能达到的最高位置。可选的，浮缸顶部的电磁阀与中缸的通气口处设置的电磁阀为一对电磁阀同组控制，当中缸的通气口处设置的电磁阀开启时，同一同步连接带连接的远离该中缸的一个浮缸上的电磁阀开启，当中缸的通气口处设置的电磁阀关闭时，同一同步连接带连接的远离该中缸的一个浮缸上的电磁阀关闭。举例来说，同步连接带连接有第一浮缸和第二浮缸，第一浮缸顶部设有第一电磁阀，第二浮缸顶部设有第二电磁阀，与第一浮缸对应的中缸上的通气口处设有第三电磁阀，与第二浮缸对应的中缸上的通气口处设有第四电磁阀，则第一电磁阀与第四电磁阀同组控制，第二电磁阀与第三电磁阀同组控制，当中缸的上的第三电磁阀开启时，第二电磁阀开启，当中缸的上的第三电磁阀关闭时，第二电磁阀关闭；当中缸上的第四电磁阀开启时，第一电磁阀开启，当中缸上的第四电磁阀关闭时，第一电磁阀关闭。

上述空气压缩系统，利用空气与水的作用力，带动升降组件进行升降运动，进而带动活塞组件持续进行活塞运动将外界的空气带入气体压缩区域，降低了压缩空气所需的能耗，并且能量损耗小，提高了压缩空气的转换效率。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。