專利名稱：雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機。
現(xiàn)有蒸汽機的傳動方式是以活塞通過連桿帶動曲柄，再由曲柄帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)傳輸動力作功。這種結(jié)構(gòu)的連桿和曲柄作用力由于角度不同而產(chǎn)生幾個不同方向的分力，滑塊與滑道間的摩擦，連桿與曲柄上下擺動產(chǎn)生的力以及飛輪旋轉(zhuǎn)造成活塞運動的死點等多種原因產(chǎn)生的損耗及弊端，都大大降低了機械效率，其熱能利用率僅為10％左右；同時上述蒸汽機的傳動裝置及配汽機構(gòu)均較復(fù)雜，加工制作困難，成本較高。
本實用新型的目的在于設(shè)計一種無連桿及曲柄，將活塞桿的直線往復(fù)力直接轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)動力作功，并消除上述技術(shù)存在的幾個分力的損耗、連桿與曲柄擺動損耗、滑塊的摩擦損耗以及活塞運動死點等缺點，能夠提高機械效率和熱能利用率，同時又裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低的雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機。
本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的它包括汽缸、活塞、活塞桿、連接器、汽缸兩進(jìn)排汽口以及雙面齒條板、上棘輪齒輪、上中心軸、下棘輪齒輪、下中心軸、可調(diào)螺栓、換向閥桿、彈性撥桿、可調(diào)螺栓、兩頂珠凹槽、彈簧頂珠、換向閥排汽口、換向閥進(jìn)汽口、換向閥、兩固定齒輪盤、傳動裝置，其中設(shè)置在汽缸內(nèi)的活塞與活塞桿的一端相連固定，活塞桿的另一端穿出于汽缸壁外通過連接器與同活塞桿呈同一中軸線的雙面齒條板相連固定為一體，雙面齒條板的上、下面均設(shè)置有齒條，其長度與活塞行程相匹配，在雙面齒條板的上、下分別設(shè)置有與對應(yīng)齒條相匹配嚙合的上、下棘輪齒輪，上、下棘輪齒輪分別通過各自的中心軸以支承軸承固定于支座處，上、下中心軸為同方向轉(zhuǎn)動，上、下棘輪齒輪在雙面齒條板處呈以與活塞行程周期同步的交替轉(zhuǎn)動，在上、下棘輪齒輪的同側(cè)的上、下中心軸處分別固定有上、下固定齒輪盤，兩固定齒輪盤通過傳動裝置相連，在汽缸兩端的缸體壁處分別設(shè)有汽缸進(jìn)排汽口，兩汽缸進(jìn)排汽口分別通過汽管道與換向閥相連通，換向閥設(shè)有換向閥進(jìn)汽口及換向閥排汽口，換向閥通過換向閥進(jìn)汽口與蒸汽源相連通，換向閥設(shè)有與活塞桿及雙面齒條板相平行的換向閥桿，在伸于換向閥殼體壁外的換向閥桿處設(shè)有與活塞換向位置相匹配的兩頂珠凹槽，在與其匹配位置處設(shè)置固定有彈簧頂珠，在活塞桿與雙面齒條板相連固定的連接器處固定有彈性撥桿，在與彈性撥桿另一端相匹配位置的換向閥桿上設(shè)置有可調(diào)螺拴，在換向閥桿伸于換向閥外的端頭處設(shè)置有可調(diào)螺栓。
本實用新型與上述現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點主要有1、本裝置設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，性能可靠，調(diào)整方便，加工制作容易，制作成本低；2、本裝置改變原蒸汽機由活塞、連桿、曲柄及曲軸的傳統(tǒng)傳輸動力方式為無連桿及曲柄、曲軸的傳輸動力方式，將活塞運動的往復(fù)力直接變成穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)動力；3、本裝置消除了原有蒸汽機由于連桿與曲柄的作用力角度不同產(chǎn)生的不同分力，滑塊與滑道間的摩擦、連桿及曲柄的上下擺動以及活塞運動死點等大量功效損耗及弊病，使機械效率和熱能利用率均有較大提高。
以下結(jié)合附圖給出的實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明


圖1為雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1的A-A向剖視圖；圖3為本機的上、下固定鏈輪盤與傳動鏈條的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照
圖1、圖2所示，如前所述，設(shè)置在氣缸1內(nèi)的活塞2與活塞桿3的一端相連固定，活塞桿3的另一端穿出于汽缸1壁外通過連接器4與同活塞桿3呈同一中軸線的雙面齒條板5相連固定為一體，雙面齒條板5的上、下面均設(shè)置有齒條，其長度與活塞行程相匹配，在雙面齒條板5的上、下分別設(shè)置有與對應(yīng)齒條相匹配嚙合的上、下棘輪齒輪6及6′，上、下棘輪齒輪6及6′分別通過各自的中心軸7及7′以支承軸承固定于支座處，上、下中心軸7及7′為同方向轉(zhuǎn)動，上、下棘輪齒輪6及6′在雙面齒條板5處呈以與活塞行程周期同步的交替轉(zhuǎn)動，在上、下棘輪齒輪6及6′同側(cè)的上、下中心軸及7及7′處通過固定鍵分別固定有上、下固定齒輪盤18及18′，兩固定齒輪盤18及18′通過傳動齒輪19′相連，在汽缸1兩端的缸體壁處分別設(shè)置有汽缸進(jìn)排汽口14及14′，兩汽缸進(jìn)排汽口14及14′分別通過汽管道與制式的換向閥17相連通，換向閥17設(shè)置有換向閥進(jìn)汽口16及換向閥排汽口15，換向閥17通過換向閥進(jìn)汽口16與蒸汽源相連通，換向閥17設(shè)有與活塞桿3及雙面齒條板5相平行的換向閥桿9，在伸于換向閥17殼體壁外的換向閥桿9處設(shè)置有與活塞2換向位置相匹配的頂珠凹槽12及12′，在與其匹配位置處設(shè)置固定有彈簧頂珠13，在活塞桿3與雙面齒條板5相連固定的連接器4處固定有彈性撥桿10，在與彈性撥桿10另一端相匹配位置的換向閥桿9上設(shè)置有可調(diào)螺栓11，在換向閥桿9伸于換向閥17外的端頭處設(shè)置有可調(diào)螺栓8。兩處可調(diào)螺旋均為用于調(diào)整活塞2的活塞行程。
參照
圖1及圖3，在上、下棘輪齒輪6及6′同側(cè)的上、下中心軸7及7′處通過固定鍵分別固定有上、下固定鏈輪盤18及18′，兩固定鏈輪盤18及18′通過傳動鏈條19″相連。
當(dāng)活塞2及活塞桿3推出時，帶動雙面齒條板5同方向運動，處于雙面齒條板5上面的上棘輪齒輪6帶動其上中心軸7轉(zhuǎn)動作動，處于雙面齒條板5下面的下棘輪齒輪6′空轉(zhuǎn)不作動，固定在上中心軸7上的上固定齒輪盤18通過傳動齒輪19′帶動固定在下中心軸7′上的下固定齒輪盤18′一同轉(zhuǎn)動，下中心軸7′被上中心軸7帶著一同轉(zhuǎn)動；當(dāng)活塞2完成一個活塞行程時迅速換向，活塞2及活塞桿3折返回行，帶動雙面齒條板5隨其同方向返回，此時，下棘輪齒輪6′帶動其下中心軸7′轉(zhuǎn)動作功，上棘輪齒輪6空轉(zhuǎn)不作功，下固定齒輪盤18′通過傳動齒輪19＇帶動上固定齒輪盤18一同轉(zhuǎn)動，上中心軸7被下中心軸7′帶動繼續(xù)按照原來轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動。如此循環(huán)，活塞2帶動活塞桿3及雙面齒條板5不斷作往復(fù)直線運動，而帶動上、下棘輪齒輪6及6′相互交替連續(xù)作功，通過傳動齒輪19′使上、下固定齒輪盤18及18′互為傳動實現(xiàn)上、下中心軸7及7′兩軸聯(lián)動，將各自半周作功統(tǒng)一為整周作功，且上、下中心軸7及7′均為同一方向轉(zhuǎn)動，從而獲得連續(xù)不斷而穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)動力輸出。因棘輪齒輪的棘輪所控制，上、下中心軸7及7′只能按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動，不能倒轉(zhuǎn)，如需倒轉(zhuǎn)，要另加空檔和倒輪裝置。
本裝置的汽缸供氣采用了標(biāo)準(zhǔn)件換向閥17，當(dāng)活塞桿3與雙面齒條板5間固定的彈性撥桿10隨活塞2運行到端點活塞2的換向位置時，彈性撥桿10通過頂推可調(diào)螺栓11推動換向閥桿9同向移動，通過換向閥17迅速換向。換向閥桿9桿體上的兩個頂珠凹槽12及12′以及與其匹配設(shè)置的彈簧頂珠13起到保障活塞2到達(dá)換向位置時，換向閥17迅速、及時動作，準(zhǔn)確完成換汽，調(diào)整螺栓8及11均用以調(diào)整活塞行程距離，使配汽與活塞2運動匹配，保障活塞2的正常工作。
本機的配汽機構(gòu)還可設(shè)置電磁換向閥17代替機械換向閥，并在彈性撥桿10及可調(diào)螺栓8及11處，分別設(shè)置觸點開關(guān)，在電磁換向閥17兩端的匹配位置處設(shè)有電磁吸閥線圈，兩觸點開關(guān)分別與對應(yīng)的電磁吸閥線圈相聯(lián)。
還可在彈性撥桿10及可調(diào)螺栓8及11處設(shè)置無觸點電子電路開關(guān)，在電磁換向閥17兩端的匹配位置處設(shè)有電磁吸閥線圈，兩無觸點電子電路開關(guān)分別與對應(yīng)的電磁吸閥線圈相聯(lián)。
當(dāng)彈性撥桿10每運行到可調(diào)螺栓8及11處時，對應(yīng)的觸點開關(guān)或無觸點電子電路開關(guān)接通通電，啟動電磁換向閥17，接通對應(yīng)的汽缸進(jìn)排汽口14或14′，推活塞2反向運動。
如前所述，本蒸汽機消除了連桿、曲柄由于角度差形成的分力及角度損耗，消除了滑塊與滑道間摩擦損耗，并消除了活塞的運動死點，將活塞運動的往復(fù)力直接變成旋轉(zhuǎn)力作功，提高了功效。
本蒸汽機的配汽機構(gòu)改用換汽閥較原蒸汽機更加簡化，減少了熱能損失，提高了功效。由于結(jié)構(gòu)簡化，各部件減少，節(jié)省了原材料及加工成本。本蒸氣機適用范圍廣，便于在不同場合選用，特別對缺電地區(qū)，用本機帶動發(fā)電機發(fā)電，也可用于直接帶動機械運轉(zhuǎn)，對發(fā)展生產(chǎn)和方便人民生活是經(jīng)濟(jì)可行的。與太陽能蒸汽鍋爐配合使用，既節(jié)約了能源又消除了環(huán)境污染，有著廣闊的發(fā)展前景。
權(quán)利要求1.一種包括汽缸(1)、活塞(2)、活塞桿(3)、連接器(4)、汽缸進(jìn)排汽口(14)及(14′)的雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機，其特征為還包括雙面齒條板(5)、上棘輪齒輪(6)、上中心軸(7)、下棘輪齒輪(6′)、下中心軸(7′)、可調(diào)螺栓(8)、換向閥桿(9)、彈性撥桿(10)、可調(diào)螺栓(11)、頂珠凹槽(12)及(12′)、彈簧頂珠(13)、換向閥排汽口(15)、換向閥進(jìn)汽口(16)、換向閥(17)、固定齒輪盤(18)及(18′)、傳動裝置，其中設(shè)置在汽缸(1)內(nèi)的活塞(2)與活塞桿(3)的一端相連固定，活塞桿(3)的另一端穿出于汽缸(1)壁外通過連接器(4)與同活塞桿(3)呈同一中軸線的雙面齒條板(5)相連固定為一體，雙面齒條板(5)的上、下面均設(shè)置有齒條，其長度與活塞行程相匹配，在雙面齒條板(5)的上、下分別設(shè)置有與對應(yīng)齒條相匹配嚙合的上、下棘輪齒輪(6)及(6′)，上、下棘輪齒輪(6)及(6′)分別通過各自的中心軸(7)及(7′)以支承軸承固定于支座處，上、下中心軸(7)及(7′)為同方向轉(zhuǎn)動，上、下棘輪齒輪(6)及(6′)在雙面齒條板(5)處呈以與活塞行程周期同步的交替轉(zhuǎn)動，在上、下棘輪齒輪(6)及(6′)同側(cè)的上、下中心軸(7)及(7′)處分別固定有上、下固定齒輪盤(18)及(18′)，兩固定齒輪盤(18)及(18′)通過傳動裝置相連，在汽缸(1)兩端的缸體壁處分別設(shè)置有汽缸進(jìn)排汽口(14)及(14′)，汽缸進(jìn)排汽口(14)及(14′)分別通過汽管道與換向閥(17)相連通，換向閥(17)設(shè)置有換向閥進(jìn)汽口(16)及換向閥排汽口(15)，換向閥(17)通過換向閥進(jìn)汽口(16)與蒸氣源相連通，換向閥(17)設(shè)有與活塞桿(3)及雙面齒條板(5)相平行的換向閥桿(9)，在伸于換向閥(17)殼體壁外的換向閥桿(9)處設(shè)置有與活塞(2)換向位置相匹配的頂珠凹槽(12)及(12′)，在與其匹配位置處設(shè)置固定有彈簧頂珠(13)，在活塞桿(3)與雙面齒條板(5)相連固定的連接器(4)處固定有彈性撥桿(10)，在與彈性撥桿(10)另一端相匹配位置的換向閥桿(9)上設(shè)置有可調(diào)螺栓(11)，在換向閥桿(9)伸于換向閥(17)外的端頂處設(shè)置有可調(diào)螺栓(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機，其特征為在上、下棘輪齒輪(6)及(6′)同側(cè)的上、下中心軸(7)及(7′)處分別固定有上、下固定齒輪盤(18)及(18′)，兩固定齒輪盤(18)及(18′)通過傳動齒輪(19′)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機，其特征為在上、下棘輪齒輪(6)及(6′)同側(cè)的上、下中心軸(7)及(7′)處分別固定有上、下固定鏈輪盤(18)及(18′)，兩固定鏈輪盤(18)及(18′)通過傳動鏈條(19″)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙面齒條板棘齒輪傳動蒸氣機，其特征為設(shè)置有電磁換向閥(17)，在與電磁換向閥(17)的閥體兩端匹配位置處設(shè)有電磁閥吸閥線圈，在與彈性撥桿(10)端頭及與其相匹配位置的換向閥桿(9)上以及換向閥桿(9)伸于換向閥(17)外的端頂處設(shè)有觸點開關(guān)分別與兩吸閥線圈相聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機，其特征為設(shè)置有電磁換向閥(17)，在與電磁換向閥(17)的閥體兩端匹配位置處設(shè)有電磁閥吸閥線圈，在與彈性撥桿(10)端頭及與其相匹配位置的換向閥桿(9)上以及換向閥桿(9)伸于換向閥(17)外的端頂處設(shè)有非觸點開關(guān)分別與兩吸閥線圈相聯(lián)。
專利摘要本實用新型公開了一種雙面齒條板棘齒輪傳動蒸汽機。本蒸汽機的特征是通過雙面齒條板上、下棘輪齒輪將活塞運動往復(fù)力直接變?yōu)樾D(zhuǎn)力。它主要包括活塞、活塞桿、雙面齒條板、上、下棘輪齒輪及其上、下中心軸、換向閥、換向閥桿、彈性撥桿、可調(diào)螺栓、頂珠凹槽及頂珠。本裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠,消除了連桿與曲柄產(chǎn)生的分力及上下擺動、滑塊與滑道間的摩擦以及活塞運動死點等能量損耗及弊端,機械效率及熱能利用率高。
文檔編號F01B9/00GK2339751SQ98214129
公開日1999年9月22日 申請日期1998年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者武新民, 武培真 申請人:武新民, 武培真