基于循环管道的低压气体转换高压气体的高压供气系统的制作方法

本发明涉及机械领域，具体涉及压缩机技术。

背景技术：

1、工业热处理中，经常要利用高压氮气来保护加热，防止钢件氧化、脱碳，而使用后的氮气还存在一定的压力，由于剩余压力低，气流缓和，难以驱动气体压缩机，当前的处理方法基本上是直接被排放到大气中，白白损耗了能量。

2、那么是否能利用热处理后高压氮气的剩余压力，重新形成再生高压氮气，是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于循环管道的低压气体转换高压气体的高压供气系统，以解决上述至少一个技术问题。

2、本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

3、基于循环管道的低压气体转换高压气体的高压供气系统，包括有一提供低压气体的气源，还包括有一高压供气系统，以及至少一个低压气体驱动系统；

4、低压气体驱动系统包括有一气密性的循环管道，称之为低压循环管道，低压循环管道设置有进气口和出气口，进气口连通低压气体，出气口连通一气体分流阀，其中一分路连通大气，低压循环管道在进气口和出气口相邻的行程段设置有阻止气体彼此流通的气闭装置；

5、低压循环管道内设置有一气流推动在管道内移动的磁体机构，称之为内磁体机构，低压循环管道外设置有另一磁体机构，称之为外磁体机构，外磁体机构设置在一旋转臂上，称之为低压旋转臂，内磁体机构磁力联动外磁体机构，进而带动低压旋转臂旋转；

6、高压供气系统包括有另一气密性的循环管道，称之为高压循环管道，高压循环管道设置有进气口和出气口，进气口连通气体分流阀的另一分路，出气口通过单向阀连通一储气罐，高压循环管道在进气口和出气口相邻的行程段设置有阻止气体彼此流通的气闭装置；

7、还包括有另一旋转臂，称之为高压旋转臂，高压旋转臂和低压旋转臂联动旋转；

8、高压旋转臂的末端设置有一磁体机构，称之为主动磁体机构，主动磁体机构旋转轨迹贴合高压循环管道的内侧；

9、高压循环管道内设置有一与主动磁体机构磁力联动进而在管道内移动的磁体机构，称之为从动磁体机构，从动磁体机构具有推动气流的结构；

10、从动磁体机构在主动磁体机构的磁力联动下向出气口压缩气体；

11、低压旋转臂的臂长是高压旋转臂的臂长的2～10倍；

12、低压循环管道的管径是高压循环管道的管径的1～2倍。

13、进一步地，气闭装置包括在相邻的进气口和出气口之间设置有一电控阀门，称之为控制阀门；

14、控制阀门的前后两端，分别设置有联动控制阀门开启的位置传感器，和联动控制阀门关闭的另一位置传感器；

15、磁体机构越过出气口之后，触发开启控制阀门的位置传感器，控制阀门适时开启，允许磁体机构通过；

16、磁体机构通过控制阀门后，触发关闭控制阀门的另一位置传感器，控制阀门适时关闭。

17、进一步地，磁体机构包括永磁体、电磁铁中的至少一种具有磁性的磁性构件；

18、内磁体机构上设置有至少一个磁体组；

19、从动磁体机构上设置有至少一个磁体组；

20、磁体组包括前后相邻排布的三个永磁体，分别为前永磁体、中永磁体、后永磁体；

21、前永磁体和后永磁体的磁极方向，均为一个磁极朝外，一个磁极朝内，且前永磁体和后永磁体的朝外的磁极不同；

22、中永磁体的磁极方向为前后方向，一个磁极朝向前永磁体，一个磁极朝向后永磁体，且中永磁体的磁极朝向为，与前永磁体和后永磁体的朝外的磁极均为相斥。

23、进一步地，低压循环管道和高压循环管道的外侧，分别焊接有换热翅片，换热翅片上设置有孔，换热翅片上的孔在翅片排列成阵列后，组合形成一通道，通道中分别设置有导热管；

24、还包括有一导热油存储罐以及油泵，导热油存储罐、油泵、高压循环管道外侧的导热管和低压循环管道外侧的导热管，管道连通；

25、导热油在油泵的作用下依次在导热油存储罐、高压循环管道外的导热管、低压循环管道外的导热管之间单向循环流动。

26、进一步地，低压循环管道的气闭装置所在的行程段，在管道外侧不焊接换热翅片，进而降低进气过程中的压强，使进气顺畅，避免气流向低压气体返流，提高能量转化效率。

27、进一步地，内磁体机构具有弯曲度贴合循环管道内壁的条状的结构；

28、内磁体机构上设置有至少一个具有向外膨胀的弹力的弹性环；

29、内磁体机构上设置有凹槽，弹性环嵌入在内磁体机构的凹槽内，且至少部分外边缘突出于凹槽；

30、弹性环至少部分外边缘抵住低压循环管道内壁，通过弹性环缩小内磁体机构与低压循环管道内壁之间的空隙；

31、从动磁体机构也具有弯曲度贴合循环管道内壁的条状的结构；

32、从动磁体机构上设置有至少一个具有向外膨胀的弹力的弹性环；

33、从动磁体机构上均设置有凹槽，弹性环嵌入在从动磁体机构的凹槽内，至少部分外边缘突出于凹槽；

34、弹性环至少部分外边缘抵住高压循环管道内壁，通过弹性环缩小从动磁体机构与高压循环管道内壁之间的空隙。

35、进一步地，内磁体机构上至少设置有三个滚动部件，从动磁体机构上至少设置有三个滚动部件；

36、三个滚动部件围绕磁体机构排布，通过三个滚动部件围绕磁体机构布置，现实对循环管道的内壁点式支撑；

37、滚动部件采用滚轮，滚轮采用具有外凸的弧面结构的外边缘，外边缘的弧面结构与所抵住的循环管道内壁的弧面贴合；

38、滚轮外边缘具有弹性的表面，通过滚轮外边缘的弹性的表面，在压合到循环管道内壁时，自动完成贴合，并且能够自适应循环管道内壁的瑕疵造成的不规整性。

39、进一步地，低压循环管道外的磁体机构包括至少两块磁体，至少两块磁体至少设置在低压循环管道的至少两个侧面；

40、高压循环管道外的磁体机构包括至少两块磁体，至少两块磁体至少设置在高压循环管道的至少两个侧面；

41、至少两块磁体，均对循环管道内的磁体机构产生相同的作用力，从而在保证循环管道内外的磁体机构完成有力的磁力联动关系的同时，避免循环管道内磁体机构因为一侧的吸力或者斥力过强，与循环管道的内壁产生过强的压力，进而避免产生过强的阻力，从而降低能量损耗，以及降低摩擦对设备的磨损；

42、循环管道外的磁体机构的两个磁性部件，通过导磁部件进行磁场联通；

43、两个磁性部件与导磁部件，采用一体化的永磁磁性结构，即两个磁性部件与导磁部件是一体化成型的磁性部件。

44、进一步地，低压循环管道内的磁体机构尾部设置有至少一处用于集风的凹陷；

45、凹陷的至少一处边缘，距离磁体机构的边缘，小于2mm；

46、凹陷是设置在磁体机构尾部边缘的环形结构。

47、进一步地，高压循环管道内的磁体机构在头部设置有至少一处用于集风的凹陷；

48、凹陷的至少一处边缘距离磁体机构的边缘小于2mm；

49、凹陷是设置在磁体机构头部边缘的环形结构。

50、本设计中，低压气体接入低压气体驱动系统的低压循环管道内，低压循环管道设置有可由低压气体推动在管道内前进的磁体机构，低压气体推动磁体机构后从出气口排出，气体压力更低，同时气体温度下降，出气口设置有气体分流阀，大部分氮气排入大气，小部分被接入高压供气系统的高压循环管道中。

51、低压循环管道外设置有一低压旋转臂，低压旋转壁的末端设置有磁体机构，低压循环管道内、外的磁体机构具有磁力联动关系，当内磁体机构被低压气体推动在递延循环管道内移动时，磁力联动带动低压旋转臂旋转。

52、高压供气系统包括有高压循环管道和高压旋转臂，高压旋转臂和低压旋转臂联动旋转，高压旋转臂末端设置有称之为主动磁体结构的磁铁机构，主动磁体结构的旋转轨迹贴合高压循环管道的内侧，高压循环管道内也设置有称之为从动磁铁机构的磁体机构，从动磁铁机构和主动磁铁机构磁力联动，低压旋转臂联动高压旋转臂旋转，进而主动磁体机构磁力联动从动磁体机构从进气口向出气口移动，低压旋转臂比高压旋转臂长，低压循环管道管径比高压循环管道的管径大，因此低压循环管道内的低压经过杠杆原理被放大到高压循环管道内，从动磁体机构的推动压缩力远大于低压循环管道内的压力，进而将压缩后的高压氮气压入储气罐，实现对低压氮气的再利用。

53、本发明利用杠杆原理，通过两组循环管道的管径比和两组旋转臂的长度比，将低压推动力放大成高压推动力，在高压供气系统中生成高压氮气，存储在储气罐中。

54、其有益效果在于：

55、1、低压循环管道内的磁体机构对气体压力的要求不高，允许运动速度更低，并且对循环管道内的气密性要求不高，所以对机械构造精度方面要求低，更加有利于生产制造，生产成本更低，低压气体驱动系统和高压供气系统的结构简单，便于维保。

56、2、低压气体驱动系统和高压供气系统中不存在活塞结构，因此不存在减速或反向移动造成的能量浪费，因此具有更高的能量转化率，同时还可以用比较低的成本制造出比活塞气缸气体容纳空间，大数千倍，甚至数万倍的气体驱动系统和气体压缩系统。

57、3、也因没有反向移动问题，因此运行也更加稳定可靠，而且运行时的噪音、磨损等问题都更小。