專利名稱：作圓周運動的活塞傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳動裝置，尤其是涉及一種作圓周運動的活塞傳動裝置。
背景技術(shù)：
中，現(xiàn)有的往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)被廣泛地應(yīng)用于各類場合，其主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到很高水準(zhǔn)，但它卻存在一個明顯的缺陷，即活塞在進(jìn)行往復(fù)運動時產(chǎn)生慣性能量損失，并且慣性能量損失隨著轉(zhuǎn)速提高而急劇增加，所以其能耗很大。從目前日益提倡重視環(huán)保及降低能耗的角度來看，往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)和壓縮機(jī)發(fā)展?jié)摿Σ淮?。人們在實踐中為了解決這一問題進(jìn)行了不少創(chuàng)新，研制出了許多新的機(jī)型如羅茨式機(jī)、水環(huán)葉片式機(jī)、三角活塞轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)等，這些新的機(jī)型在降低能耗方面取得了一定效果，但從總體應(yīng)用效果來看還存在不少問題，如壓縮比小，效率低，制造困難，動力性、經(jīng)濟(jì)性較差。
本實用新型的目的在于克服了上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種作圓周運動的活塞傳動裝置，它能有效地消除活塞的慣性能量損失，降低能耗，提高效率。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)解決方案如下一種作圓周運動的活塞傳動裝置，包括氣缸和活塞，其特殊之處在于所述氣缸為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)有間隔，所述活塞為三角轉(zhuǎn)子活塞，間隔和活塞共同將氣缸腔分為前腔和后腔，三角轉(zhuǎn)子活塞在圓環(huán)形氣缸內(nèi)作圓周運動，使氣缸前腔和后腔的容積持續(xù)變化。
上述氣缸缸體兩側(cè)端蓋上可設(shè)有兩條圓形軌道，其外圓半徑與活塞下凹線和主軸作同心圓時的半徑相等，軌道在間隔方向上斷開。
上述三角轉(zhuǎn)子活塞截面的三條弧線可以是與軌道所成圓同直徑圓中的一段，其上頂角與缸體外圓相接，前后兩頂角與缸體內(nèi)壁相切。
上述間隔外側(cè)與缸體外壁同為一體，其內(nèi)側(cè)圓弧與活塞的內(nèi)凹圓弧同直徑，間隔下部與缸體內(nèi)壁相切。
上述氣缸缸體內(nèi)與活塞對應(yīng)處可設(shè)有自轉(zhuǎn)腔，自轉(zhuǎn)腔截面為曲面。
上述氣缸缸體兩側(cè)端蓋上可設(shè)有活塞中心軸軌道。
上述氣缸缸體截面可以是正方形，氣缸可由固定的缸外壁及轉(zhuǎn)動的缸側(cè)壁和缸內(nèi)壁構(gòu)成，缸側(cè)壁、缸內(nèi)壁與中心轉(zhuǎn)盤為一體結(jié)構(gòu)。
上述氣缸間隔上可設(shè)置進(jìn)、排流體通道。
上述三角轉(zhuǎn)子活塞頂端可采用條狀防脫密封，兩側(cè)弧形部分可采用弧狀密封條密封，其與頂端條狀密封結(jié)合處可采用銷狀密封，密封件下部均設(shè)有彈性裝置。



圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型活塞運動到間隔時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型中三角轉(zhuǎn)子活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型中氣缸缸體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的A-A向視圖；圖6為本實用新型中自轉(zhuǎn)腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型中控制軌道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7的A-A向視圖。
圖中標(biāo)號說明如下1-活塞，2-間隔，3-氣缸，4-主軸，5-自轉(zhuǎn)腔，6-軌道，7-氣缸外壁，8-氣缸側(cè)壁，9-氣缸內(nèi)壁，10-活塞中心軸軌道，11-A點位移曲線，12-活塞中心軌跡。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述參見
圖1、圖2，包括氣缸3，缸體為圓環(huán)形，內(nèi)設(shè)有間隔2，間隔2和三角轉(zhuǎn)子活塞1共同將氣缸腔分為前腔和后腔，缸體內(nèi)與活塞對應(yīng)處設(shè)有自轉(zhuǎn)腔5，三角轉(zhuǎn)子活塞1在軌道6的控制下與缸體內(nèi)的中心轉(zhuǎn)盤一起按順時針方向以固定的姿態(tài)在環(huán)狀缸體內(nèi)循環(huán)運動。活塞1前部與間隔2之間的體積不斷減小，活塞1后部與間隔之間的體積相應(yīng)不斷增大，當(dāng)活塞運動到如
圖1所示與間隔2相接觸時，活塞1脫離控制軌道6被間隔2推動，活塞1自身以逆時針方向在自轉(zhuǎn)腔5內(nèi)轉(zhuǎn)動120度，同時又和主軸4同步繼續(xù)以順時針方向運動，滑動越過間隔2到達(dá)圖2所示位置，完成一個工作循還。參見圖3，三角轉(zhuǎn)子活塞1截面的三條弧線是與軌道6所成圓同直徑圓的一段，這樣，活塞1的內(nèi)凹圓弧能與軌道面相吻合，可以起到定位作用?；钊?截面的三條弧線形成的三個頂端在運行中的位置如圖3所示，上頂角和和缸體外圓相接，前后兩頂角和缸體內(nèi)壁相切。參見圖4、圖5，缸體為正方形截面的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，由固定的缸外壁7和轉(zhuǎn)動的缸側(cè)壁8、內(nèi)壁9構(gòu)成，缸側(cè)壁8、內(nèi)壁9和中心轉(zhuǎn)盤為一體結(jié)構(gòu)，缸體內(nèi)設(shè)有間隔2，間隔2可與缸外壁7同鑄，也可單體制作，然后與缸外壁7聯(lián)接。間隔2和活塞1共同將缸腔分為前后兩腔，運轉(zhuǎn)中由于前后兩腔容積不斷變化，所以可進(jìn)行各個工作過程。間隔2設(shè)計需滿足兩個條件，一是活塞1容易通過，二是缸體前后兩工作腔相互密封，參見圖4，間隔2內(nèi)側(cè)圓弧部分和活塞1上的內(nèi)凹圓弧同直徑，能使活塞1在作行星轉(zhuǎn)動時與間隔2圓滑結(jié)合而順利通過，間隔2下部與缸內(nèi)壁9相切并設(shè)置條形密封，兩平面部分設(shè)置弧形條狀密封，間隔2上還設(shè)有進(jìn)、排流體通道。此外，缸體上還設(shè)有活塞中心軸軌道10。參見圖6，氣缸3缸體內(nèi)與活塞1對應(yīng)處設(shè)有自轉(zhuǎn)腔5，自轉(zhuǎn)腔5截面為一曲面，當(dāng)活塞1轉(zhuǎn)動至與間隔2相觸時，活塞1前部曲面與間隔2曲面相接觸，間隔2推動活塞1向逆時針方向自轉(zhuǎn)，活塞1脫離定位軌道6，在自轉(zhuǎn)腔5內(nèi)旋轉(zhuǎn)120度，同時繞主軸4圓心向前位移至間隔2右側(cè)位置，下部曲面進(jìn)入控制軌道6，活塞1越過間隔2，開始下一個工作循環(huán)。在活塞1越過間隔2的過程中，活塞1存在幾個同時完成的動作一是自轉(zhuǎn)120度；二是繞主軸4圓心公轉(zhuǎn)；三是前曲面繞間隔2圓心滑動，滑動后在下一工作過程中變?yōu)楹笄?。從活?上選取A點，可做出A點的位移曲線11，根據(jù)A點的位移曲線11可設(shè)計出自轉(zhuǎn)腔5截面的曲線。參見圖7、圖8，為使活塞1前后缸體的容積產(chǎn)生變化，要求三角轉(zhuǎn)子活塞1在作功狀態(tài)下有一角的中心線與缸體直徑保持重合位置，使活塞以固定姿態(tài)在缸體中運行。本實用新型采用控制軌道6來控制活塞1的運行姿態(tài)。參見圖7，以活塞1的某一下凹線和主軸4作同心圓時的半徑為基準(zhǔn)，在缸體兩側(cè)端蓋上設(shè)置兩條圓形軌道6，使該下凹線與軌道6重合接觸，以實現(xiàn)定位的目的。活塞1只在接觸缸體間隔2和在自轉(zhuǎn)腔5內(nèi)旋轉(zhuǎn)時才脫離軌道6，自轉(zhuǎn)結(jié)束后，立即又進(jìn)入軌道6運行，軌道6在間隔2方向上是斷開的，其外圓半徑與活塞1下凹圓曲線半徑相等，內(nèi)圓半徑可根據(jù)需要選擇。另外，可根據(jù)活塞中心軌跡12在缸體上設(shè)置活塞中心軸軌道10。此外，三角活塞1頂端采用條狀防脫密封，兩側(cè)弧狀部分采用弧狀密封條密封，其與頂端條狀密封條結(jié)合處采用銷狀密封，密封件下部均設(shè)置彈性裝置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的優(yōu)點和效果如下1、克服了往復(fù)式發(fā)動機(jī)活塞在進(jìn)行往復(fù)運動時產(chǎn)生的慣性能量損失，能量利用系數(shù)高，對降低能耗，減少環(huán)境污染具有重要意義，特別在高轉(zhuǎn)速的情況下，節(jié)能效果更加顯著。
2、本實用新型壓縮比大，可適合各種不同要求的工藝條件，特別是作為動力輸出機(jī)械，可大幅度地提高其動力性和經(jīng)濟(jì)性。
3、本實用新型摩擦損失小，本實用新型將圓環(huán)狀缸體分為前后兩個工作腔，因此，在相同摩擦力的條件下同時進(jìn)行著兩種不同的工作過程，摩擦損失小，并且采用直軸結(jié)構(gòu)，可使用滾動軸承，能更有效地減少摩擦。
4、本實用新型不需設(shè)置往復(fù)部件，無曲軸，制作簡便，節(jié)約了原材料，相應(yīng)降低了制作成本，并且可降低對材質(zhì)的要求。
5、本實用新型可廣泛地應(yīng)用于氣體輸送、液體輸送、發(fā)動機(jī)等各種場合，能逐漸部分取代乃至全部取代往復(fù)式運行機(jī)械。
權(quán)利要求1.一種作圓周運動的活塞傳動裝置，包括氣缸(3)和活塞(1)，其特征在于所述氣缸(3)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)有間隔(2)，所述活塞(1)為三角轉(zhuǎn)子活塞，間隔(2)和活塞(1)共同將氣缸腔分為前腔和后腔，三角轉(zhuǎn)子活塞(1)在圓環(huán)形氣缸(3)內(nèi)作圓周運動，使氣缸前腔和后腔的容積持續(xù)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述氣缸(3)缸體兩側(cè)端蓋上設(shè)有兩條圓形軌道(6)，其外圓半徑與活塞(1)下凹線和主軸(4)作同心圓時的半徑相等，所述軌道(6)在間隔(2)方向上斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述三角轉(zhuǎn)子活塞(1)截面的三條弧線為與軌道(6)所成圓同直徑圓中的一段，其上頂角與缸體外圓相接，前后兩頂角與缸體內(nèi)壁相切。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述間隔(2)外側(cè)與缸體外壁同為一體，其內(nèi)側(cè)圓弧與活塞(1)的內(nèi)凹圓弧同直徑，間隔(2)下部與缸體內(nèi)壁相切。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述氣缸(3)缸體內(nèi)與活塞對應(yīng)處設(shè)有自轉(zhuǎn)腔(5)，自轉(zhuǎn)腔(5)截面為曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述氣缸(3)缸體兩側(cè)端蓋上設(shè)有活塞中心軸軌道(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述氣缸(3)缸體截面為正方形，氣缸由固定的缸外壁(7)及轉(zhuǎn)動的缸側(cè)壁(8)和缸內(nèi)壁(9)構(gòu)成，缸側(cè)壁(8)、缸內(nèi)壁(9)與中心轉(zhuǎn)盤為一體結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述間隔(2)上設(shè)有進(jìn)、排流體通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的作圓周運動的活塞傳動裝置，其特征在于所述三角轉(zhuǎn)子活塞(1)頂端采用條狀防脫密封，兩側(cè)弧形部分采用弧狀密封條密封，其與頂端條狀密封條結(jié)合處采用銷狀密封，密封件下部均設(shè)有彈性裝置。
專利摘要一種作圓周運動的活塞傳動裝置,它能有效地消除活塞的慣性能量損失,降低能耗,提高效率。本實用新型包括氣缸和活塞,所述氣缸為圓環(huán)形結(jié)構(gòu),內(nèi)設(shè)有間隔,活塞為三角轉(zhuǎn)子活塞,間隔和活塞共同將氣缸腔分為前腔和后腔,三角轉(zhuǎn)子活塞在圓環(huán)形氣缸內(nèi)作圓周運動,使氣缸前腔和后腔的容積持續(xù)變化。缸體兩側(cè)端蓋上設(shè)有兩條圓形軌道,其外圓半徑與活塞下凹線和主軸作同心圓時的半徑相等。
文檔編號F04C2/00GK2414225SQ0022623
公開日2001年1月10日 申請日期2000年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月29日
發(fā)明者張毅鋼 申請人:張毅鋼