CN1004436B - 内燃机型膨胀机 - Google Patents
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Abstract
一种由内燃机改制而成的新型内燃机型膨胀机，其特征在于活塞头部削平，进气阀开启瞬间至进气阀关闭瞬间凸轮轴转过的角度根据进排气压力选取范围为３０°至１００°，采用带有平行活塞的减载式进气阀结构，平衡活塞与导向缸套的间隙为０．０１毫米至０．１５毫米，其直径与阀盘的直径之比为０．７至０．９９。具有效率高，比重量轻，转速高，单机功率大，易于系列化生产等优点。
Description
本发明是关于活塞式膨胀机，特别是内燃机型活塞式膨胀机。
膨胀机是一种利用气体压差作功的动力机械，其功能在于高压气体进入膨胀机，膨胀降压降温的同时释放出能量向外界输出机械能。活塞式膨胀机进、排气间断交替进行通流能力受到限制，但气体的膨胀比却可以很大。它适用于高、中及低压的中小型装置，使用范围集中于冷冻装置。在机械工业中也利用其作为风动工具的原动机。
自美国人哥里1850年制成世界上第一台活塞式膨胀机以来，随着制冷工业的发展，活塞式膨胀机作为制冷机械虽已得到很大发展，但由于转速低，结构笨重，制造成本高，系列化程度低，难以实现大功率，定型和批量生产。
本发明的目的是提供一种适应于各种功率、各种参数的膨胀机，该膨胀机与现有的活塞式膨胀机相比，生产周期短，机组可靠性高，应用范围广而又能保持现有透平式膨胀机的热效率和单机功率高的特点。
实现上述发明目的而提出的技术解决方案是，利用活塞式内燃机与活塞式膨胀机除两者配气机构外各部件功能上的类似性，取内燃机每个部件在设计与工艺上的完善性、运转可靠、转速高、机械效率高、比重量轻、系列化程度高和单机功率齐全等优点。根据本发明的内燃机型膨胀机是将现有内燃机改制成膨胀机，使改进后的内燃机型膨胀机既具有膨胀机的一切功能，又保留内燃机在机械结构等方面的一切优点。
本发明提供的内燃机型膨胀机为与膨胀机相匠配，取消内燃机燃烧室，活塞头部削平，气缸盖内配置有供平衡活塞移动导向的缸体，进气阀开启瞬间至进气阀关闭瞬间凸轮轴转过的角度根据进排气压力比选取范围为30°～100°，采用带有上述平衡活塞的减载式进气阀结构，平衡活塞与导向缸套的间隙为0.01～0.15毫米，所述的平衡活塞直径与进气阀盘直径之比为0.7～0.99。
为防止进气阀与活塞相碰可以在活塞顶部挖一空穴。
本发明提供的内燃机型膨胀机与现有活塞式膨胀机相比，由于承继了内燃机的优点，具有单机功率大，易于系列化，结构合理，机械性能可靠，从而应用范围广并具有下列性能和工作参数：
进气压力为4～200公斤/平方厘米，
进气温度为0°～600℃，
转速为100转/分～2500转/分，
功率为5瓩～20000瓩，
绝热效率为70%以上，
机械效率为85%以上。
下面结合附图详细说明本发明的一个实施例。
图1是活塞式膨胀机原理示意图。
1-排气阀，4-进气阀，7-活塞，8-气缸，16-负载，17-曲柄连杆机构，18-配气机构传动链，pH-进气压力，PK-排气压力。
图2是本发明典型活塞式内燃机型膨胀机结构图。
1-排气阀，2-摇臂，3-平衡活塞导向缸盖，4-平衡活塞式减载进气阀，4-平衡活塞，5-气缸盖，6-机体，7-活塞，8-气缸，9-连杆，10-凸轮轴，11-曲轴，12-正时齿轮，13-挺杆。
图3是本发明活塞式内燃机型膨胀机的减载式进气阀结构图。
3-平衡活塞导向缸套，4-平衡活塞式减载进气阀，4a-平衡活塞，5-气缸盖，2-摇臂，13-挺杆，14-阀杆长孔，15-平衡活塞斜孔，A-平衡活塞上表面，B-进气阀盘下表面，Pg-作用在表面A、B上的压力，△S-导向缸套（3）与平衡活塞（4a）之间的间隙，D1-平衡活塞（4a）的直径，D2-进气阀盘直径。
参照图1，曲轴通过配气机构传动链（18）使压力为pH的高压气体经过进气阀（4）进入气缸（8）中膨胀并推动活塞（7）运动，膨胀后压力为PK排气经配气机构排气阀（1）流出气缸，活塞通过曲柄连杆机构（17）将往复运动转变成曲轴旋转运动，带动负荷（16）完成能量转换过程，曲轴旋转一周膨胀机完成一个循环。
图2示出了构成本发明技术特征的总和，该内燃机型膨胀机的机型为南通柴油机厂生产的6135型柴油机，机体（6）上部为缸体，下部为曲轴箱，缸体中装有气缸（8）活塞（7）。鉴于膨胀机没有柴油机那样的燃烧过程，本发明的活塞头部削平。为了防止活塞头部与进气阀（4）相碰可以在活塞（7）头部挖开一个相应空穴。活塞（7）通过连杆（9）与曲轴（11）连结驱动。
气缸体上的气缸盖（5）配置有排气阀（1），摇臂（2）和与平衡活塞（4a）一体的减载式进气阀（4）如图3所示，气缸盖（5）的缸体中有导向套（3），进气阀（4）的阀杆钻有长孔（14）通过斜孔（15）与平衡活塞上表面（A）连通，使气阀上表面（A）与阀盘下端面（B）相通，这样平衡活塞气阀两端面空间中的气体压力相同（均相等于Pg）以减小气阀开启和关闭时的推拉力。导向套（3）与平衡活塞（4a）间隙△S为0.01毫米到0.15毫米，平衡活塞直径D1与进气阀盘直径D2之比D1/D2为0.7至0.99。
本发明的气缸盖，要能承受气体的高压，配置有进、排气道和相应的进、排气阀以及平衡活塞导向气缸，因此缸盖必须具有足够的承压能力，进、排气道应尽量光滑过渡以减小流阻。
机体中的凸轮轴（10）每旋转一周使挺杆（13）往复运动一次，通过摇臂（2）控制进、排气阀各开启，关闭一次，内燃机型膨胀机完成一个循环过程，进气阀开启瞬间至进气阀关闭瞬间凸轮轴转过的角度可根据进排气压力选取范围为30°至100°。
正时齿轮（12）是曲轴（11）旋转带动凸轮轴（10）转动的传动齿轮，其速比为1。
本发明的其它构件特征与现有的内燃机结构相类似。
Claims (1)
1、一种内燃机型的膨胀机，其特征在于内燃机活塞头部削平，气缸盖内配置有供平衡活塞移动的导向气缸，进气阀开启瞬间至进气阀关闭瞬间凸轮轴转过的角度根据进排气压力选取范围为30°至100°，采用带有上述平衡活塞的减载式进气阀结构，平衡活塞与导向缸套之间的间隙为0.01毫米至0.15毫米，所述的平衡活塞直径与进气阀盘直径直径之比为0.7至0.99。
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| CN86106284.1A CN1004436B (zh) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 内燃机型膨胀机 |
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| CN86106284.1A CN1004436B (zh) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 内燃机型膨胀机 |
Publications (2)
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| CN86106284A CN86106284A (zh) | 1988-03-30 |
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ID=4803136
Family Applications (1)
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| CN86106284.1A Expired CN1004436B (zh) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 内燃机型膨胀机 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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1986
- 1986-09-19 CN CN86106284.1A patent/CN1004436B/zh not_active Expired
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