專利名稱：一種新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域，涉及一種新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)。
背景技術(shù)：
壓縮氣體作為一種能源存在的形態(tài)或能量的載體，在工業(yè)應(yīng)用中極為普遍，其中氣動(dòng)馬達(dá)因工作靈巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率密度較高，易維修，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。目前，市面上的氣動(dòng)馬達(dá)基本為不間斷供氣，故不論功率大小，均存在輸出效率低，耗氣量大等缺陷，能源浪費(fèi)十分突出。所以，在能源問題日益突出的今天，提高氣動(dòng)馬達(dá)的工作效率，并降低耗氣量，對(duì)整個(gè)氣動(dòng)行業(yè)的節(jié)能將產(chǎn)生十分顯著的作用。本發(fā)明主要利用磁動(dòng)裝置的儲(chǔ) 能作用，輔助壓縮空氣做功，改變以往氣動(dòng)馬達(dá)持續(xù)供氣方式為間歇式供氣方式，提高效率，使其在同樣壓力，相同輸出旋轉(zhuǎn)功率的情況下，其壓縮空氣的耗氣量大幅度減少。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是:提供一種新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)。本發(fā)明的技術(shù)方案是:將磁動(dòng)裝置(參見圖2)與活塞式馬達(dá)結(jié)合，利用磁動(dòng)裝置的儲(chǔ)能作用，輔助壓縮空氣做功，使其以間歇式供氣推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。嵌在定子(17)中的圓柱磁體(I)和轉(zhuǎn)軸(18 )上的彎磁體(2 )構(gòu)成磁動(dòng)裝置。氣缸(8)內(nèi)的活塞(7)通過搖桿(6)與轉(zhuǎn)子(5)相連；轉(zhuǎn)子(5)與錐齒輪I (3)以及彎磁體(2)同心且固定在轉(zhuǎn)軸(18)上；錐齒輪I (3)與錐齒輪II (4)嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過連桿(15)帶動(dòng)圓柱齒輪I (14)轉(zhuǎn)動(dòng)；而圓柱齒輪I (14)旋轉(zhuǎn)通過與圓柱齒輪II (13)嚙合，帶動(dòng)與其齒輪數(shù)相同的圓柱齒輪111(12)與其同步旋轉(zhuǎn)；由半圓盤構(gòu)成的配氣閥(10)與圓柱齒輪111(12)同體，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)控制進(jìn)氣口(11)和排氣口(9)的開關(guān)，以配合轉(zhuǎn)子做持續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為消除被壓，在定子(17)上靠近氣缸(8)上頂處開設(shè)了泄壓孔(16)。磁動(dòng)裝置的蓄能過程對(duì)應(yīng)配氣閥(10)使進(jìn)氣口(7)處于開通狀態(tài)，磁動(dòng)裝置做功過程對(duì)應(yīng)配氣閥(10)使排氣口(8)處于開通狀態(tài)，使該馬達(dá)只在轉(zhuǎn)軸(18)的前180°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)供氣。該氣動(dòng)馬達(dá)的工作過程如下:a)活塞(7)處于行程下限時(shí)，磁動(dòng)裝置的圓柱磁體(I)距彎磁體(2)的大頭部最近，其正處于引力勢(shì)能的最低點(diǎn)，即死區(qū)位置，此時(shí)配氣閥(10)使排氣口(9)閉合，進(jìn)氣口
(11)打開，壓縮空氣進(jìn)入氣缸(8)膨脹做功，推動(dòng)活塞(7)向上運(yùn)動(dòng)，通過搖桿(6)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(5)及轉(zhuǎn)軸(18)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使圓柱磁體(I)遠(yuǎn)離彎磁體(2)的大頭部，越過死區(qū)位置，使磁動(dòng)裝置引力勢(shì)能增加。b)當(dāng)活塞(7)達(dá)到行程上限時(shí)，正好使圓柱磁體靠近彎磁體尖尾部，此時(shí)磁動(dòng)裝置的引力勢(shì)能達(dá)到最大，同時(shí)錐齒輪I (3)經(jīng)錐齒輪II (4)，連桿(15)，圓柱齒輪I (14)，圓柱齒輪II (13)，圓柱齒輪111(12)帶動(dòng)配氣閥(10)旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)氣口(11)閉合，排氣口(9)打開。此后磁動(dòng)裝置開始做功，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(5)及轉(zhuǎn)軸(18)繼續(xù)同向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)活塞(7)向下運(yùn)動(dòng)，氣缸(8 )內(nèi)氣體從排氣口( 9 )排出，同時(shí)磁動(dòng)裝置的弓I力勢(shì)能逐漸減少。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)可改變以往氣動(dòng)馬達(dá)持續(xù)供氣方式為間歇式供氣方式，提高效率，使其在同樣壓力，輸出相同旋轉(zhuǎn)功率的情況下，所消耗壓縮空氣的流量更少。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。I—圓柱磁體；2—彎磁體；3—維齒輪I ; 4一維齒輪II ； 5一轉(zhuǎn)子；6—搖桿；7—活塞；8—?dú)飧祝? 一排氣口； 10—配氣閥；11一進(jìn)氣口 ； 12—圓柱齒輪III ; 13一圓柱齒輪II ； 14一圓柱齒輪I ;15—連桿； 16—泄壓孔；17—轉(zhuǎn)子；18—轉(zhuǎn)軸。圖2是磁動(dòng)裝置構(gòu)成簡(jiǎn)圖(A-A截面圖)。I一圓柱磁體；2—彎磁體。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。I 磁動(dòng)裝置(參見圖2)轉(zhuǎn)子是一個(gè)彎磁體，定子是一個(gè)圓柱磁體。圓柱磁體(I)的N極朝上,彎磁體(2)端面充磁，其S極朝上，故二者受引力作用。圓柱磁體(I)受到的引力系可以匯總為指向左側(cè)的Fl,指向右側(cè)的F2,指向圓心的Fn。Fn與轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向相垂直,在這里對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)不作影響，又由于彎磁體(2)的形狀特殊，F(xiàn)2>F1，故依靠引力差，彎磁體(2)相對(duì)圓柱磁體(I)有順時(shí)針運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，可自發(fā)從引力勢(shì)能最高處(彎磁體(2)的尖尾部靠圓柱磁體(I)最近處)運(yùn)動(dòng)到引力勢(shì)能最低處(彎磁體(2)的大頭部靠圓柱磁體(I)最近處)。若給彎磁體(2) —個(gè)適當(dāng)?shù)臎_量，則很容易使其越過小角度的死區(qū)位置。2.節(jié)能原理活塞(7)處于行程下限時(shí)，磁動(dòng)裝置正處于引力勢(shì)能的最低點(diǎn)，即死區(qū)位置，此時(shí)配氣閥(10 )使進(jìn)氣口( 11)打開，壓縮空氣進(jìn)入氣缸(8 )膨脹做功，推動(dòng)活塞(7 )向上運(yùn)動(dòng)，通過搖桿(6)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(5)及轉(zhuǎn)軸(18)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使圓柱磁體(I)遠(yuǎn)離彎磁體(2)的大頭部，越過死區(qū)位置，使磁動(dòng)裝置引力勢(shì)能增加。當(dāng)活塞(7)達(dá)到行程上限時(shí)，正好使圓柱磁體靠近彎磁體尖尾部，此時(shí)磁動(dòng)裝置的引力勢(shì)能達(dá)到最大，同時(shí)錐齒輪I (3)經(jīng)錐齒輪II (4)，連桿(15)，圓柱齒輪I (14)，圓柱齒輪II (13)，圓柱齒輪IIK 12)帶動(dòng)配氣閥(10)旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)氣口(11)閉合，排氣口(9)打開。此后磁動(dòng)裝置開始做功，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(5)及轉(zhuǎn)軸(18)繼續(xù)同向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)活塞(7)向下運(yùn)動(dòng)，氣缸(8)內(nèi)氣體從排氣口(9)排出，同時(shí)磁動(dòng)裝置的引力勢(shì)能逐漸減少。當(dāng)活塞(7)再次達(dá)到行程下限時(shí)，圓柱磁體(I)距彎磁體(2)的大頭部最近，磁動(dòng)裝置達(dá)到引力勢(shì)能最低處；此時(shí)配氣閥(10 )帶動(dòng)配氣閥(10 )旋轉(zhuǎn)，使排氣口( 9 )閉合，進(jìn)氣口(11)打開，轉(zhuǎn)軸(18)的一個(gè)回轉(zhuǎn)周期完成。
權(quán)利要求1.一種新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)，其特征在于:嵌在定子(17)中的圓柱磁體(I)和轉(zhuǎn)軸(18 )上的彎磁體(2 )構(gòu)成磁動(dòng)裝置；氣缸(8 )內(nèi)的活塞(7 )通過搖桿(6 )與轉(zhuǎn)子(5)相連；轉(zhuǎn)子(5)與錐齒輪I (3)以及彎磁體(2)同心且固定在轉(zhuǎn)軸(18)上；錐齒輪I (3)與錐齒輪II (4)嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過連桿(15)帶動(dòng)圓柱齒輪I (14)轉(zhuǎn)動(dòng)；而圓柱齒輪I (14)旋轉(zhuǎn)通過與圓柱齒輪II (13)嚙合，帶動(dòng)與其齒輪數(shù)相同的圓柱齒輪IIK 12)與其同步旋轉(zhuǎn)；由半圓盤構(gòu)成的配氣閥(10 )與圓柱齒輪III (12 )同體，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)控制進(jìn)氣口( 11)和排氣口(9)的開關(guān)，以配合轉(zhuǎn)子做持續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；為消除背壓，在定子(17)上靠近氣缸(8)上頂處開設(shè)了泄壓孔(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)，其特征在于:磁動(dòng)裝置的蓄能過程對(duì)應(yīng)配氣閥(10)使進(jìn)氣口(7)處于開通狀態(tài)，磁動(dòng)裝置做功過程對(duì)應(yīng)配氣閥(10)使排氣口(8)處于·開通狀態(tài)，使該馬達(dá)只在轉(zhuǎn)軸(18)的前180°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)供氣。
專利摘要本實(shí)用新型屬于氣動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了一種新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)。本實(shí)用新型主要涉及在同樣壓力，相同輸出旋轉(zhuǎn)功率的情況下，其壓縮空氣的耗氣量大幅度減少。本實(shí)用新型結(jié)合磁動(dòng)裝置和活塞式馬達(dá)，以壓縮空氣為動(dòng)力，利用磁動(dòng)裝置的儲(chǔ)能作用，輔助壓縮空氣做功，使其以間歇式供氣推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，可明顯提高效率，顯著地降低耗氣量。
文檔編號(hào)F01B1/01GK203130162SQ20132001604
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者張健, 蔡茂林 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)