專利名稱：環(huán)形腔活塞式變?nèi)莘e裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種替代公知的泵或發(fā)動機(jī)之類機(jī)構(gòu)中作直線往復(fù)運(yùn)動的活塞連桿機(jī)構(gòu)的裝置。該裝置利用活塞3在芯子2插入外殼1形成的環(huán)形腔7中作連續(xù)圓周運(yùn)動，并配以隔離閥5來實(shí)現(xiàn)變?nèi)莘e的方式，借以完成虹吸、壓縮或輸出動力等功能。稱該裝置為環(huán)形腔活塞式變?nèi)莘e裝置。
環(huán)形腔活塞式變?nèi)莘e裝置如圖所示。芯子2插入外殼1形成環(huán)形腔7。隔離閥5與活塞3應(yīng)這樣設(shè)置使得環(huán)形腔7被分割為兩個互不相通的部分。為敘述方便且不失一般性，規(guī)定隔離閥5不能相對于外殼1作圓周方向的運(yùn)動，活塞3不能相對于芯子2作圓周方向的運(yùn)動。再不失一般性地規(guī)定，隔離閥5能沿半徑方向運(yùn)動，活塞3則不能。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)外殼1與芯子2相對旋轉(zhuǎn)時(shí)(圖示為一特例，即外殼不動，芯子沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn))，環(huán)型腔7中活塞3與隔離閥5之間有一個區(qū)域會不斷縮小，稱之為收縮區(qū);而另一部分則稱為擴(kuò)張區(qū)。當(dāng)活塞3與隔離閥5相遇時(shí)，靠凸輪裝置或通過修改活塞3直接作為凸輪將隔離閥5頂起，活塞3通過后隔離閥5在彈性作用下復(fù)原壓在芯子2的外緣上。在隔離閥5的兩側(cè)應(yīng)各開一個小孔(A孔6、B孔4)，使得擴(kuò)張區(qū)與壓縮區(qū)分別通過對應(yīng)的孔與外界相通。
本發(fā)明用作泵或增壓器時(shí)，活塞3被芯子2帶動沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在擴(kuò)張區(qū)形成負(fù)壓，流體(氣體或液體)從A孔6被吸入。活塞旋轉(zhuǎn)一周通過隔離閥5后，吸入的流體轉(zhuǎn)入收縮區(qū)并在活塞3推動下從B孔4排出。與此同時(shí)，流體從A孔6繼續(xù)不斷地被吸入擴(kuò)張區(qū)。如此不斷循環(huán)，本發(fā)明裝置并行地同時(shí)完成虹吸和壓縮排出兩種功能。稱本發(fā)明裝置在這時(shí)是處于A類工作狀態(tài)。
本發(fā)明用作輸出動力時(shí)，從A孔6進(jìn)入擴(kuò)張區(qū)的流體產(chǎn)生擴(kuò)張壓力作功，推動活塞3旋轉(zhuǎn)，活塞3旋轉(zhuǎn)一周通過隔離閥5后，完成作功的流體轉(zhuǎn)入收縮區(qū)，然后從B孔4被動排出。如此循環(huán)，作功與排出兩過程也是并行存在和連續(xù)的。這時(shí)，稱本發(fā)明裝置處于B類工作狀態(tài)。流體的擴(kuò)張壓力可以來自于流體在擴(kuò)張區(qū)內(nèi)的加熱膨脹或流體的直接高壓注入。
將分別處于A類和B類的兩個裝置按圓心同軸連接，并將A類裝置的排氣孔與B類裝置的進(jìn)氣孔連通，在連通路徑的區(qū)域內(nèi)或B類裝置進(jìn)氣孔附近加裝噴油點(diǎn)火系統(tǒng)，就組合成為內(nèi)燃式發(fā)動機(jī)。A類裝置的進(jìn)氣孔就是發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣孔，B類裝置的排氣孔就是發(fā)動機(jī)的排氣孔。本發(fā)明所述這種發(fā)動機(jī)稱為A-B類組合工作狀態(tài)的裝置。
本發(fā)明處于A-B類組合工作狀態(tài)時(shí)，很明顯有四種過程并存如下1、進(jìn)氣氣體在負(fù)壓下從進(jìn)氣孔被吸入A裝置的擴(kuò)張區(qū)。
2、壓縮在上一旋轉(zhuǎn)周期進(jìn)入A裝置擴(kuò)張區(qū)的氣體已轉(zhuǎn)入收縮壓，并被加壓從A裝置的排氣孔進(jìn)入與B類裝置進(jìn)氣孔連接的連通區(qū)。
3、作功在連通區(qū)或B類裝置進(jìn)氣孔附近噴油、混合并點(diǎn)火。被點(diǎn)燃的混合氣進(jìn)入B類裝置的擴(kuò)張區(qū)并膨脹作功。
4、排氣在上一旋轉(zhuǎn)周期作功的混合氣體轉(zhuǎn)入收縮區(qū)，并在活塞的推動下從排氣孔被排出。
為了提高增壓比和增壓效率，或者膨脹作功效率，可以采用同類組合的方法。比如在上述A-B類組合中，連通區(qū)無噴油點(diǎn)火裝置，則轉(zhuǎn)變?yōu)锳-A類組合;若在上述A-B類組合中的A裝置進(jìn)氣孔前也加裝噴油點(diǎn)火裝置，或采用其它方法形成高壓流體注入，則轉(zhuǎn)變?yōu)锽-B類組合。根據(jù)實(shí)際需要還可以采取多級組合或多級A-B類混合組合。
權(quán)利要求
1.在公知的泵及內(nèi)燃式發(fā)動機(jī)中，有一類是利用活塞在柱型腔體內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)變?nèi)莘e效果，借以完成虹吸、壓縮及輸出動力等功能，本發(fā)明的特征在于，采用活塞3在芯子2插入外殼1中形成的環(huán)形腔7內(nèi)作連續(xù)圓周運(yùn)動，并配以隔離閥5而實(shí)現(xiàn)變?nèi)莘e的裝置來完成上述功能，這種裝置叫做環(huán)形腔活塞式變?nèi)莘e裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形腔活塞式變?nèi)莘e裝置，其活塞3及隔離閥5這樣設(shè)置使得活塞3及隔離閥5將環(huán)形腔7分為兩個互不相通的部分，且活塞3及隔離閥5中有一個不能相對于外殼1作圓周方向的運(yùn)動，另一個則不能相對于芯子2作圓周方向的運(yùn)動。于是外殼1與芯子2相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動活塞3與隔離閥5間作相對運(yùn)動，環(huán)形腔7被分割成的兩個部分中一個成為擴(kuò)張區(qū)，另一個成為收縮區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)了變?nèi)莘e的效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1及權(quán)利要求2所述的活塞3及隔離閥5，其中之一或兩者均可沿半徑方向運(yùn)動，使得活塞3與隔離閥5相遇時(shí)能相互通過，且在相互通過時(shí)仍能隔離環(huán)形腔7在它們所在位置的通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1及權(quán)利要求2所述的隔離閥5，應(yīng)在其所在半徑射線兩側(cè)各開一個小孔，即A孔6和B孔4，使得環(huán)形腔中的擴(kuò)張區(qū)及收縮區(qū)能分別通過各自對應(yīng)的孔與外界連通。
5.本發(fā)明裝置可以這樣組合使用以氣流路徑為參照，將兩個或兩個以上的發(fā)明裝置的芯子及外殼分別機(jī)械連接固定，且前一裝置的排氣孔與后一裝置的進(jìn)氣孔相連通，在連通區(qū)域或下一裝置入口附近可加裝噴油點(diǎn)火機(jī)構(gòu)，組成內(nèi)燃式發(fā)動機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種替代公知的泵或發(fā)動機(jī)之類機(jī)構(gòu)中作直線往復(fù)運(yùn)動的活塞連桿機(jī)構(gòu)的裝置，叫做環(huán)形腔活塞式變?nèi)莘e裝置。該裝置由活塞3在芯子2插入外殼1形成的環(huán)型腔7中作連續(xù)圓周運(yùn)動，并配以隔離閥5構(gòu)成。活塞3與隔離閥5將環(huán)形腔7分割為兩個互不相通部分。當(dāng)外殼1或芯子2帶動活塞3旋轉(zhuǎn)時(shí)，其中一個部分?jǐn)U張，另一個收縮，實(shí)現(xiàn)了變?nèi)莘e的效果，借以完成虹吸、壓縮及膨脹作功等功能。隔離閥5兩側(cè)各開一個孔，分別作進(jìn)、排氣(或液體)用。本發(fā)明裝置可作泵、動力輸出裝置，還可組合為內(nèi)燃式發(fā)動機(jī)。
文檔編號F01C1/356GK1086288SQ9311818
公開日1994年5月4日 申請日期1993年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月14日
發(fā)明者陳志 申請人:陳志