CN100464954C - 调节气动设备功率的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，其用于气动设备，该气动设备包括预压注入其中的燃气(12)并产生火焰的第一室(11)，和第二推进室(15)以及连通两个室的装置(16，17)，这些装置设计成允许火焰通过，通过调节两个室(11，15)之间的连通来调节设备功率。也可调节直接注入(42)推进室(15)的燃气量。或者，可调节第一室(11)设置的风扇(13)的转速。

Description

调节气动设备功率的方法
本发明涉及气动设备的功率调节，该气动设备包括：包含点燃燃气并产生火焰的装置的具有第一体积的第一室、具有第二体积的第二室及连通两个室的装置，这些装置设计成允许火焰通过。
本发明特别涉及内燃气动密封设备的功率调节，其中活塞在燃气和空气混合物的爆炸作用下被推动，以通过活塞杆撞击钉子；这时就是气动射钉枪，或为一些其他紧固装置。
有两个室的设备具有多个优点。两个室中，第一个是预压室，其提高了第二室中的爆炸压力，一定体积的爆炸压力与爆炸前混合物的压力成正比。所发生情况为：由于第一室中的爆炸，在第一室中产生的燃烧压力压缩被火焰前推的未燃混合物并且进入到第二室中，以在第二室中发生爆炸之前增加其中压力。如果该第二室由传动活塞部分地界定，则由于该预压，在该第二室中发生爆炸来推动活塞时，活塞只是非常轻微地向前移动，这使得活塞从气体燃烧的能量中获得合适的好处。
另外，当在火焰产生室中有风扇时，该室中的燃烧率和最大压力水平增加，从而可以减少该压力的上升时间并因此进一步在爆炸开始前限制活塞在其传动室内的移动，从而可以进一步提高设备的功率。
应当注意，风扇加速的效果非常显著，其使得压力上升时间减少到大约十分之一。
因此，虽然拥有大功率设备，但申请公司认识到：在一种相同设备中，利用给定最大功率，但是其能够在低于最大功率的各种功率水平下操作，会有助于操作者，这就是申请人在其发明中提出的问题。
本发明首先涉及调节气动设备功率的方法，该气动设备包括：
预压燃气并产生火焰的第一室，
第二推进室，和
连通两个室的装置，这些装置设计成允许火焰通过，
其特征在于：通过调节室之间的连通来调节设备功率。
通过操作连接两个室的至少一个阀可容易地实现调节。
因此，进入到推进室中的混合物越少，则压力下降越大从而设备功率下降越多。
在最普通的情况下，燃气仅被注入第一火焰产生室，因此这不能调节功率。
然而，当燃气被直接注入到两个室时，例如US-A-4365471中所教导，完全可以通过调节注入第二推进室中的燃气量来调节设备功率。
自然可以使用两种调节模式，调节连通和调节注入，来调节功率。
当第一室中装备有风扇时，也可通过改变风扇转速来调节功率。
本发明还涉及一种调节气动设备功率的方法，该气动设备包括：
预压已注入其中的燃气并产生火焰的第一室，
第二推进室，
压缩和加速火焰的中间第三室，连接第一和第二室，和
连通两个室的装置，这些装置设计成允许火焰通过，
其特征在于：通过调节室间的连通来调节设备功率。
优选压缩和加速火焰的中间第三室是管状室，其横截面积大体等于第一火焰产生室中所产生火焰的横截面积。
有利的是，在第一火焰产生室中设有加速风扇。
总之，本发明方法的设备是密封设备，第二推进室特别由活塞界定，用于驱动紧固件并在该第二推进室中混合物的爆炸作用下被推进。
与两室设备的情况一样，在三室设备中，通过
调节注入推进室的燃气量，
双重调节连通与注入，
当第一室配有风扇时调节风扇转速
完全可以单独或结合调节功率。
由于有效体积基本存在于中间室，所以第一火焰产生室的体积可以减小，并且这又具有非常有助于燃烧混合物脱离及设备冷却的额外优势。
甚至可以期望建立第一室和中间室的紧凑极限状况，因此申请公司还要要求一种调节气动设备功率的方法，该气动设备包括：
预压燃气并产生火焰的第一室，
第二推进室，和
连通两个室的装置，这些装置设计成允许火焰通过，
第一室设计为预压、产生火焰并压缩和加速火焰的室，其特征在于：通过
调节注入推进室的燃气量，或
调节两室之间的连通，或
调节第一火焰产生室所装配风扇的转速
来调节设备功率。
参考附图，通过下面对本发明方法的各实施例以及功率待调节设备的各实施例的描述，有助于更好地理解本发明，其中
图1是三室密封设备的示意图。
图2是二室设备的示意图。
图1中设备是用于将钉子1射入到材料2中的气动射钉枪。其包括主体3，主体3具有位于前部的顶端导引部4和位于底部的手柄和操作柄5。为了射出钉子1，活塞6通过其头部8滑动安装在气缸7中。活塞6具有用来推动钉子1的杆9。主体3包括用于容纳燃气箱的外壳，在燃气与空气的混合物被点燃来推进活塞6之前，燃气将被注入到一组燃烧室中。主体3还包括具有用于点燃混合物的火花塞10的气缸头部。
这里，在主体3中，具有带燃气入口孔12的第一室11，火花塞10伸入其中，该室用于预压燃气一空气混合物及产生火焰。电扇单元的风扇13安装在该第一室11中。室11与用于压缩和加速火焰的管状中间室14的入口连通。管状中间室14通过其出口和可由阀17关闭的多个孔16与最后室15连通，室15由活塞头部8部分地界定，其为推进室，还具有燃气入口孔42。
下面将解释设备的工作方式。
在最后的推进室15被关闭且燃气通过相应的孔12和42被注入到第一室11和推进室15中后，火花塞10将产生会点燃室11中的燃气和空气混合物的火花，且混合物的燃烧会使该室内的压力上升。由于压力增加，来自第一室11且特别是来自管状中间室14的未燃混合物通过孔16进入到最后的推进室15中并由此压缩其中的混合物。在第一室11中产生的燃烧火焰在到达管状室14时，由于下游压力增加，在推进室15中被加速(几乎成指数倍地)。通过相同孔16，火焰将在最后室15中点燃混合物，这里使用“多点”点燃方法。
该最后室中的压力将在较短时间内上升到高于两个上游室14和11的水平。连通最后两个室14、15的孔16产生音速流，就是说混合物和火焰的速度大于音速，因此最后的推进室15中的燃烧率非常高。因此，实际上已不再需要保持活塞6静止以阻止其在压力开始上升时向右移动。燃烧率使最大压力出现在活塞移动之前。在该具体实例中，这种移动损失被减小到仅几毫米。
应当注意，室之间(在该实例中为室14和15)的“多点”连通，在火焰到达之前促进了推进室15中混合物的混合。
阻断连通孔的阀可被用作限压器且只在预定压力下打开以促进音速流并提高推进室15中的燃烧率。
在将阀打开的限度内，为了进一步提高第一室11中的压力水平并由此也提高推进室15中的压力水平，还可想到在第一室中进行机械或电预压。火焰产生室11和推进室15可具有非常小的体积，以能够使用较少的燃气并由此提高设备效率。
第一火焰产生室可与压缩和加速火焰的室重合，以进一步减少推进室中的压力上升时间。
参看图2，其中，与图1中类似的元件被标以相同标记，该设备仅有两个室：由活塞6在下游界定的、与气缸7在相同侧的最后的推进室15，和具有预压、产生火焰、压缩和加速火焰的多种功能的第一室18，具有风扇13和火花塞10，该第一室18为管状且通过多个孔16和一或多个阀17与推进室15连通，这两个室各自具有燃气入口孔12和42。本发明设备图2实施例的其余部分，工作方式类似图1实施例的操作。
在两种情况下，预压和在最终的最后推进室15中的最终压缩的压力水平取决于管状室14、18的长度和体积。管自身可盘绕以减小所占空间。
本发明的方法还用于仅具有两室的传统设备，第一室用作预压和产生火焰，第二室用作推进。
因为除了没有压缩和加速火焰的中间室之外，其与图1的设备一样，所以无需图示该设备。
所有此类设备的功率皆可通过可单独或结合使用三个不同方法来调节。第一方法包括通过具体调节阀17打开处的设置，经由孔16来调节室间连通。
第二方法包括调节通过孔42直接注入到最后推进室15中的燃气计量。
第三方法包括调节风扇13的速度。
应当注意，最后推进室中的燃气量也通过阀17打开处的设置计量。

Claims (10)

1.一种调节气动设备功率的方法，该气动设备包括预压注入到其中的燃气(12)并产生火焰的第一室(11)，和第二推进室(15)以及连通两个室的至少一个阀(17)和可由阀关闭的孔(16)，所述阀(17)和孔(16)设计成允许火焰通过，其特征在于：所述阀(17)在预定压力下打开，通过所述阀(17)来调节第一室(11)和第二推进室(15)之间的连通，从而来调节设备功率。
2.根据权利要求1所述的调节气动设备功率的方法，其特征在于：在该方法中燃气通过入口孔(42)直接注入第二推进室(15)，通过调节直接注入第二推进室(15)的燃气量来调节设备功率。
3.一种调节气动设备功率的方法，该气动设备包括预压注入到其中的燃气并产生火焰的第一室(11)、第二推进室(15)、压缩和加速火焰的中间第三室(14)，该中间第三室(14)的入口与第一室连通，该中间第三室的出口通过一个阀(17)和可由阀(17)关闭的孔(16)与第二推进室(15)连通，所述阀(17)和孔(16)设计成允许火焰通过，其特征在于：所述阀(17)在预定压力下打开，通过所述阀(17)来调节中间第三室(14)和第二推进室(15)之间的连通从而来调节设备功率。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于：其中所述中间第三室(14)的体积和长度可决定第二推进室(15)中最终压缩的压力水平。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于：其中所述中间第三室(14)为管状。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其特征在于：在该方法中燃气通过入口孔(42)直接注入第二推进室(15)，通过调节直接注入第二推进室(15)的燃气量来调节设备功率。
7.一种调节气动设备功率的方法，该气动设备包括预压、产生火焰并压缩和加速火焰的第一室(18)、第二推进室(15)和连通两个室的至少一个阀(17)和可由阀关闭的孔(16)，所述阀(17)和孔(16)设计成允许火焰通过，其特征在于：所述阀(17)在预定压力下打开，通过所述阀(17)来调节第一室(18)和第二推进室(15)之间的连通，从而来调节设备功率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在该方法中燃气通过入口孔(42)直接注入第二推进室(15)，通过调节直接注入第二推进室(15)的燃气量来调节设备功率。
9.一种调节气动设备功率的方法，该气动设备包括预压、产生火焰并压缩和加速火焰的第一室(18)、第二推进室(15)和连通第一室(18)和第二推进室(15)的至少一个阀(17)和可由阀关闭的孔(16)，所述阀(17)和孔(16)设计成允许火焰通过，第一室(18)设有加速风扇(13)，通过调节风扇(13)的转速来调节设备功率，其特征在于：所述阀(17)在预定压力下打开，通过所述阀(17)来调节第一室(18)和第二推进室(15)之间的连通，从而来调节设备功率。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：燃气直接通过入口孔(42)注入第二推进室(15)，通过调节直接注入第二推进室(15)的燃气量来调节设备功率。
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