[發(fā)明專利]一種新型氣、磁結(jié)合的節(jié)能高效活塞式馬達(dá)

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• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103061814A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張健;蔡茂林
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F01B1/01
• 分類號: F01B1/01;F01L9/00;H02N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣動系統(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，其中氣動馬達(dá)因工作靈巧，結(jié)構(gòu)簡單，功率密度較高，易維修，穩(wěn)定性好等優(yōu)點而應(yīng)用廣泛。目前，市面上的氣動馬達(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，能源浪費十分突出。所以，在能源問題日益突出的今天，提高氣動馬達(dá)的工作效率，并降低耗氣量，對整個氣動行業(yè)的節(jié)能將產(chǎn)生十分顯著的作用。

本發(fā)明主要利用磁動裝置的儲能作用，輔助壓縮空氣做功，改變以往氣動馬達(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：將磁動裝置(參見圖2)與活塞式馬達(dá)結(jié)合，利用磁動裝置的儲能作用，輔助壓縮空氣做功，使其以間歇式供氣推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。嵌在定子(17)中的圓柱磁體(1)和轉(zhuǎn)軸(18)上的彎磁體(2)構(gòu)成磁動裝置。

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)動時，通過連桿(15)帶動圓柱齒輪Ⅰ(14)轉(zhuǎn)動；而圓柱齒輪Ⅰ(14)旋轉(zhuǎn)通過與圓柱齒輪Ⅱ(13)嚙合，帶動與其齒輪數(shù)相同的圓柱齒輪Ⅲ(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)動時控制進(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)運動。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)。

磁動裝置的蓄能過程對應(yīng)配氣閥(10)使進(jìn)氣口(7)處于開通狀態(tài)，磁動裝置做功過程對應(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)運動供氣。

該氣動馬達(dá)的工作過程如下：

a)活塞(7)處于行程下限時，磁動裝置的圓柱磁體(1)距彎磁體(2)的大頭部最近，其正處于引力勢能的最低點，即死區(qū)位置，此時配氣閥(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，推動活塞(7)向上運動，通過搖桿(6)帶動轉(zhuǎn)子(5)及轉(zhuǎn)軸(18)旋轉(zhuǎn)，同時使圓柱磁體(1)遠(yuǎn)離彎磁體(2)的大頭部，越過死區(qū)位置，使磁動裝置引力勢能增加。

b)當(dāng)活塞(7)達(dá)到行程上限時，正好使圓柱磁體靠近彎磁體尖尾部，此時磁動裝置的引力勢能達(dá)到最大，同時錐齒輪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Ⅲ(12)帶動配氣閥(10)旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)氣口(11)閉合，排氣口(9)打開。此后磁動裝置開始做功，帶動轉(zhuǎn)子(5)及轉(zhuǎn)軸(18)繼續(xù)同向旋轉(zhuǎn)，帶動活塞(7)向下運動，氣缸(8)內(nèi)氣體從排氣口(9)排出，同時磁動裝置的引力勢能逐漸減少。

本發(fā)明的優(yōu)點是：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。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。

1-圓柱磁體；??2-彎磁體；??3-錐齒輪Ⅰ；??4-錐齒輪Ⅱ；??5-轉(zhuǎn)子；

6-搖桿；??7-活塞；??8-氣缸；??9-排氣口；??10-配氣閥；

11-進(jìn)氣口；??12-圓柱齒輪Ⅲ；??13-圓柱齒輪Ⅱ；??14-圓柱齒輪Ⅰ；

15-連桿；??16-泄壓孔；17-轉(zhuǎn)子；??18-轉(zhuǎn)軸。

圖2是磁動裝置構(gòu)成簡圖(A-A截面圖)。

1-圓柱磁體；??2-彎磁體。

具體實施方式

下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

1.磁動裝置(參見圖2)