压缩空气系统节能技术的研究进展

介绍了压缩空气系统的节能技术及其应用,探讨了压缩空气系统行业在节能技术方面的发展前景。压缩空气系统主要节能技术有空压机群系统优化、局部增压技术、管网设计、泄漏检测以及基于流量供给的气动节能理论等,从压缩空气的生产、输送到使用环节,提高系统的能源利用效率,为压缩空气系统节能技术提供有价值的发展方向。     

气动系统的节能

介绍了气动系统的能耗现状和国内外气动系统的节能技术,针对当前气动系统节能存在的问题,提出了亟待解决的瓶颈难题,并在此基础上给出了新的节能技术体系,展望了我国气动系统节能的前景。     

气动执行器系统节能研究概述

气动系统具有简单可靠、传递介质易获取等优势,应用范围不断扩展,但其能量利用率最低仅有20%,限制气动技术进一步发展。本文总结当前国内外气动系统节能技术进展,发现合理利用排气可显著提升节能效率,并将排气利用分类为直接利用排气、回收利用排气、转化能量形式三种节能方式,分析了不同节能方式的优势,为后续气动系统节能研究提供理论依据。     

气动系统节能方法研究进展综述

针对影响气动系统效率的主要因素,从提高压缩空气制气效率、余热利用、分压供气、减少泄漏和残余能量回收再利用等节能手段,介绍了当前国内外气动系统节能的主要技术进展和新的研究成果,并进一步分析了各种节能方法的特点,提出了未来气动系统节能技术的研究重心和发展方向。有助于为探索新的节能理论和方法提供启发,推动行业技术进步。     

气动控制系统的节能技术

随着气动技术的广泛应用和节能减排、环境保护的大力推行,气动节能意义重大。该文分别从空压机系统,压缩空气配送系统以及末端应用方面,阐述了压缩空气产生和应用中存在的不合理现象,并对末端应用中气缸的节能应用作了具体分析。     

桥式气动回路节能方法实验系统研究

桥式气动回路由多个开关阀独立控制系统进气与排气,可有效节约气动系统耗气量。为了发挥桥式气动回路结构优势,验证理论计算获得的进排气通断时间合理性,实现气动系统节能及活塞运行平稳性,利用LabVIEW开发平台,通过硬件组建、系统建模与软件开发,完成适用于4个开关阀组成的桥式气动回路节能方法实验系统。通过仿真与实验、数据处理与分析,所研发的实验系统功能完善,工作稳定,能够根据定时、定量进排气等多方面需求完成测控功能,检测数据准确有效,实现了对桥式气动回路节能方法理论计算结果的校准及节能效果的评估。     

压缩空气动力应用的发展现状及展望

提出压缩空气不仅可以作为工作介质，而且可以储存能量作为一种动力源。阐述了常规气动伺服控制系统研究的现状，认为以PWM和PCM调制方式为主的开关伺服控制技术仍然是研究的热点。说明了气动系统节能必须重视压缩空气生产、处理、储存、分配与控制等各个环节，并需根据具体情况采取合适的节能技术和方法。综述了高压气动系统和元件的研究概况，指出高压化是气动系统发展的一个方向。提出绿色气动动力系统，并展望其良好的发展前景。     

面向压缩机群控制的新型节能智能控制器的研究

基于生产企业对气动系统逐步加大节能措施的现状,首次提出了基于流量供给的气动节能理念,将传统的压缩机压力控制方式转变为流量供给控制方式,分析了当前压缩机控制的3种方式和发展情况,阐述了基于流量供给的气动节能理论原理,研究了面向压缩机群控制的新型节能智能控制器的流量控制、台数控制、预测控制和学习控制4个功能,并分析了各功能之间的关系,最后给出了智能控制器的软件结构以及硬件结构.     

气动系统的节能

气动系统的节能问题,是当前国内外都很重视的一个课题.本文对气动系统节能的各种主要途径进行综合评述,并对将双程耗气的常规气动系统变成单程耗气的节能气动系统作了简要介绍.     

节能气动系统特性研究

作者提出一种新的节能近50%的节能气动系统。简单介绍了系统的组成和工作原理,通过计算机仿真,系统地分析了各主要参数对其工作循环中各阶段特性的影响规律：特别深入地研究了蓄能气罐容积的选择问题。为提高生产效率、节约能源,设计和抗议应用节能气动系统提供了适用的数据和理论依据。     

基于能量转换的桥式气动节能回路研究

传统的气动驱动回路一般使用三位五通换向阀进行控制，压缩气体的利用率较低。针对这一问题，提出一种采用4个开关阀控制的桥式气动回路，以提高压缩空气的利用率。桥式气动回路节能的核心是充分利用压缩气体的膨胀能做功推动活塞运动。以活塞杆伸出行程为例，基于能量转换，根据活塞运行过程中进气腔和排气腔气体的做功来计算开关阀的开闭时序。对计算得到的开关阀开闭时序进行实验验证，并与传统的气动回路进行对比。实验结果表明，与传统气动回路相比，提出的桥式气动回路能够有效地提高气动驱动系统中压缩空气的利用率。     

基于优化炭黑密相气力输送系统的设计

通过对炭黑气力输送系统的分析,提出了双气管炭黑密相气力输送系统设计方案,从系统的适应性、节能降耗、输送工艺参数等方面阐述了优化设计方法,认为其是一种使用可靠、节能高效的炭黑气力输送系统。     

Estimation of Limit Energy Characteristics of Volumetric Pneumatic Motors Taking into Account the Process Dynamics in Working Chambers

A methodology for estimation of the limit energy characteristics of volumetric pneumatic motors based on the Parameter Space Investigation method and a generalized mathematical model in dimensionless (normalized) form taking into account the dynamics of working processes is proposed. A calculated example is presented. The methodology is applicable for determination of the limit energy characteristics of newly created design solutions, of prospects to improve the known designs of pneumatic motors, of evaluation of energy capacity of several pneumatic motors supplied from a single source of compressed air, and of the initial data preparation for parametric synthesis of rotational pneumatic drives for two or more robots taking into account their interaction.     

压缩空气系统气动效率研究

研究了驱动气动工具、气动元器件系统的压缩空气能量传递过程,结合PV图示方法进行了热力学分析,精确计算各种情况的压缩空气有效能量,给出一般动力压缩空气系统气动驱动效率。用PV图示直观展示系统气动能源效率状况,促进重视压缩空气系统节能工作,合理、高效地使用压缩空气。     

基于气体激励的压电俘能技术及其在气动系统中的应用与展望

气动技术正朝着智能化、无线化的方向发展,越来越多的智能传感器引入到气动系统来实现监测与反馈,因此实现传感器长期稳定的供能是当前气动系统亟待解决的关键问题之一。研究表明,利用压电材料可产生毫瓦级的电能输出,能量级数可以满足低功耗传感器的能耗需求,因此该技术有望作为一种新型的供电技术为电池续航,使低功耗传感器长时间稳定地工作。基于此,介绍了压电能量收集技术的起源,气体激励下的压电俘能器结构与研究现状,以及气动系统压力能转化为电能的相关工作。研究结果表明,压电材料可以将气体压力能直接转化为电能,其单片最大输出功率接近10 mW,通过对电能的整理与存储可使气动系统中磁性开关正常工作。该技术可增大电池的使用寿命,甚至将来或可成为气动系统低功耗传感器能量的主要来源。     

供气压力波动自适应缓冲高速气缸的研究

缓冲是研制高速气缸要解决的关键难题。针对内置缓冲式气缸的缓冲过程建立了数学模型,从吸收能量和冲击能量之间的关系研究供气压力波动对缓冲的影响,仿真结果和试验结果基本吻合。根据分析结果,研制了内置供气压力反馈缓冲结构的新型高速气缸。试验结果表明该新型气缸的缓冲在一定供气压力波动范围内具有良好自适应能力。     

气动系统的能量消耗评价体系及能量损失分析

在分析基于空气消耗量的现有能量消耗评价体系的基础上,阐述一种新的能量消耗评价量——气动功率。气动功率定义为单位时间内流过指定截面的压缩空气所含有的有效能,而有效能是以大气温度和压力状态为外界基准,流动压缩空气具有的对外做功能力。该有效能是一个相对于大气状态基准的相对量,建立在气动系统都工作在大气环境下这样一个事实基础上。基于气动功率概念,侧重分析导致气动功率损失的因素,讨论气动系统能量损失机理及各个构成环节的损失情况,为明确节能目标奠定理论基础。     

恒压式气动储气装置设计与仿真分析

为提高气动系统能效,提出了一种恒压式气动储气装置,取代传统定容式储气罐。首先,对恒压式气动储气装置的结构原理进行设计说明;然后,在AMESim中对一个典型气动回路进行建模仿真,对比在回路中使用传统定容式储气罐和恒压式储气装置的不同系统工作特性。结果表明:所设计的恒压式储气装置能够实现良好的稳压特性,同时表现出了显著的节能效果。     

气压传动系统实现节能降耗的主要途径的研究

气压传动系统由于其工作介质环保,使用越来越广泛。但由于气动系统效率低,阻碍了它在更广的领域的应用。本文通过对气压传动系统的整个工况的分析,指出了气动系统节能降耗的主要途径,通过这些途径可使气动系统的效率有较大提高。