CN102209836B - 利用空气压的气缸驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在解决现今社会无法再拖延各种能源及经济的乱局以及环境污染问题，以解决全人类的生存问题及整个地球，同时，要解决与球温暖化具有紧密相关的对各种化石燃料等的依靠性。因此，本发明是增大能源效率的装置的利用空气压的气缸驱动装置，该装置的特征是节省化石能源以及使用环保能源。所述本发明中，连接于曲柄轴的多个伸缩管被高压空气填充后，通过膨胀能源交替膨胀的同时进行升降运动，从而使曲柄轴动作而获得旋转运动，在所述结构具备减少摩擦且可以抵消在升降运动时成为妨碍因素的因自重的重力的装置，从而显著提高压缩空气的膨胀能源转换为旋转运动的效率的利用空气压的气缸驱动装置。所述本发明积极地改良韩国专利授权第0041791号以及第0210368号，设置具有进步性的结构的辅助管而产生新能源。因此，以前通过各种天然燃料获得了动力源，但是，根据本发明将结束高油价而导致的能源问题，不但生活稳定可以发展经济，对全世界人类提供环保新能源资源，可以替换使用现有无法计数的所有动力源资源。根据本发明的利用空气压的气缸驱动装置，其包括：多个伸缩管，其设于箱体的内部，通过高压空气进行伸缩运动；连杆，其固定于所述各伸缩管，并贯穿箱体的上部而设置；曲柄轴，其依次连接于所述连杆，通过连杆的升降运动进行旋转；高压储槽，通过空气管向所述伸缩管供给高压空气，其特征在于，在所述伸缩管的内部设有阀，其将伸缩管的内部区划为上下空间，并开闭上下空间的空气的流动，所述阀，在伸缩管填充有高压空气的状态下被关闭成切断上下空间，当伸缩管上升到上死点时会打开的构造，在内部设置拉伸弹簧，受要保持被压缩的状态的弹力作用的辅助管连接于所述阀，当打开阀时伸缩管的压缩空气移动到辅助管。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用空气压的气缸驱动装置，尤其涉及一种连接于曲柄轴的多个伸缩管被高压空气填充后，通过膨胀能源交替膨胀进行升降运动，从而使曲柄轴动作获得旋转运动的利用空气压的气缸驱动装置，在所述结构具备减少摩擦且可以抵消在升降运动时成为妨碍因素的因自重的重力的装置，从而显著提高压缩空气的膨胀能源转换为旋转运动的效率。
背景技术
专利文献1：大韩民国专利授权第0041791号，1991.05.15
专利文献2：大韩民国专利授权第0210368号，1999.04.26
发明内容
现有发动机利用石油、煤炭、气体等化石能源，其是通过曲柄将通过爆发力的活塞的往复运动转换为旋转运动的结构。
但是，化石能源其埋藏量极其有限且逐渐趋向枯竭，并且，在使用时所发生的污染将会破坏环境。
因此，本发明的目的在于提供一种急剧减低化石能源的使用并增大能源转换效率的利用高压空气的气缸驱动装置。尤其，改良由本申请人在先申请的授权发明的所述专利文献1及2的结构，能够更加有效地利用空气的膨胀能源，具体目的在于提供一种减少因摩擦而产生的能源损失，增大向驱动能源的转换效率，从而具有作为能源资源的价值的结构。
本发明为达成所述目的，提供利用空气压的气缸驱动装置，该驱动装置具备通过压缩空气反复膨胀和收缩的伸缩管和连接于所述伸缩管补充压力并辅助升降的辅助管。如所述的本发明积极地改良韩国专利授权第0041791号以及第0210368号，设置具有进步性的结构的辅助管而产生新能源的资源的结构。
根据本发明具有固定于多个伸缩管的各连杆连接于曲柄轴而可进行圆滑的旋转动作的结构，被高压空气压缩的伸缩管通过由另外伸缩管的下降力和辅助管的压缩力注入空气压而反复膨胀的同时进行上升过程，从而在多个伸缩管发生的空气的膨胀能源通过相互作用发挥使曲柄轴旋转的力，并其转换效率增大。
如所述能源效率的增大可以显著减低逐渐枯竭的化石能源，不仅保护自然环境，通过积极地利用压缩空气能源而可以利用清洁能源，因此在能源领域可以创出变化非常大的效果。并且，还具有作为替代能源及代用能源的很大价值。
因此，现有通过各种天然燃料获得了动力源，但是通过本发明将结束高油价而导致的能源问题，不但生活稳定可以发展经济，对全世界人类提供绿色新能源资源，可以替换使用现有无法计数的所有动力源资源。
附图说明
图1是本发明的整体外观立体图。
图2是设于箱体内部的结构的立体图。
图3和图4是一个设于箱体内部的结构的纵截面图。
图5是伸缩管的解除装置以及高度固定装置的结构图。
图6是解除装置的详细图。
图7是阀的详细截面图。
图8是限制装置的结构图。
图中：
1：箱体，2：伸缩管，3：连杆，4：曲柄轴，5：空气管，6：高压储槽，7：辅助管，8：阀，9a、9b：拉伸弹簧，10a、10b：通孔，11：隔板，12：移动板，13：阀滑动块，14a、14b、14c：连杆机构，15：辅助管滑动块，16a、16b、16c：压缩弹簧，17：升降辅助装置，18：安装棒，19：小齿轮，20a、20b：齿条，21：解除装置，22：连接槽，23：固定棒，24：挂锁，25：固定管，26：解除突起，27：高度固定装置，28：操作棒，29：突部，30：连接棒，31a、31b：导管，32：导杆，33a、33b：通气孔
具体实施方式
根据本发明的利用空气压的气缸驱动装置是改良以下气缸驱动装置而成的。所述气缸驱动装置，包括：多个伸缩管2，其设于箱体1的内部，通过高压空气进行伸缩运动；连杆3，其固定于所述各伸缩管2，穿通箱体1的上部而设置；曲柄轴4，其依次连接于所述连杆3，通过连杆3的升降运动进行旋转；高压储槽6，其通过空气管5向所述伸缩管2供给高压空气。
即，本发明能够更加有效地使用压缩空气的膨胀能源，图2至图4所示的伸缩管2和辅助管7的结构是本发明的特点。
由此，如图3所示，伸缩管2在其内部设置阀8，所述阀8将伸缩管2的内部区划为上、下空间并开闭上、下空间的空气的流动；在伸缩管2填充有高压空气时所述阀8被关闭以切断上、下空间，当伸缩管2上升到上死点时所述阀8打开；辅助管7连接于所述阀8，在辅助管7内部设置拉伸弹簧9a，由此辅助管7受弹力作用而保持被压缩的状态，当打开阀8时伸缩管2的压缩空气移动到辅助管7。
并且，如图5及7所示，阀8包括：隔板11，其区划伸缩管2的上、下部空间，并穿设有多个通孔10a；移动板12，其紧贴于所述隔板11，穿设有多个对应于所述通孔10a的通孔10b，通过所述移动板12的移动通孔10a和通孔10b被穿通或堵塞，由此伸缩管2的上、下空间被打开或关闭。
而且，如图5所示，所述阀8的隔板11区划上、下空间，所形成的通孔10a和通孔10b可由两个管体形成。即是直径小的管被插入于直径大的管内部并进行移动的结构，小管发挥移动板12的作用。
并且，如图3所示，阀滑动块13插入于形成在所述箱体1内部的连杆3，随着伸缩管2的升降进行升降；并设有连杆机构14a，其通过销连接于所述阀滑动块13和阀8的移动板12，随着伸缩管2的升降打开或关闭阀8。
辅助管滑动块15插入于阀滑动块13的下部，所述阀滑动块13插入于设置在所述箱体1的内部的连杆3，所述辅助滑动块15随着伸缩管2的升降进行升降；并设有连杆机构14b，其通过销连接于所述辅助管滑动块15和辅助管7，随着伸缩管2的升降使辅助管7伸缩。
以上，在阀滑动块13和辅助管滑动块15之间设有压缩弹簧16a，在辅助管滑动块15和伸缩管2的上端之间设有压缩弹簧16b。所述压缩弹簧16a的弹簧常数优选小于压缩弹簧16b的弹簧常数。因此，连杆机构14a比连杆机构14b先动作。
如图2至图4所示，当伸缩管2上升时为了减少因其自重而承受的重力的影响具备升降辅助装置17。升降辅助装置17，包括：安装棒18，其垂直固定于箱体1；小齿轮19，其可旋转地固设于所述安装棒18；齿条20a，其啮合于所述小齿轮19固设于伸缩管2；齿条20b，以小齿轮19为中心与所述齿条20a对称设置；拉伸弹簧9b，其连接所述齿条20a的上端和齿条20b的上端。
由此，由伸缩管2的自重而传来的力发挥通过齿条20a和小齿轮19使齿条20b往上移动的作用，由此保持稳定的位置，即上下方向的力保持均衡的状态。
并保持上下预定高度使伸缩管2不成为完全膨胀的状态，并且瞬时间解除空气的膨胀能源使伸缩管2瞬时间弹起，为了反复此动作具备解除装置21。所述解除装置21示于图5及6，包括：固定棒23，其上端部固定于伸缩管2的上部向垂直方向较长地设置，并在下部形成有连接槽22；固定管25，固设于伸缩管2的下部，是插入所述固定棒23的管体，设置插入于连接槽22的挂锁24使固定棒23固定为无法向上部移动，只往下部移动时其连接被解除；解除突起26，其突设于所述箱体1的下部底板，当固定棒23连接在挂锁24而一同往下移动时，与挂锁24接触推动并使之转动，从而从连接槽22脱离。
具备高度固定装置27，其并非在伸缩管2完全被压缩的状态，而是在能够进一步进行压缩的状态下固定伸缩管2的高度，因此，在此后被压缩的状态下也能具有空气的膨胀能源。
所述高度固定装置27，如图5所示，包括：操作棒28，其通过销固定于伸缩管2的上部并进行转动；突部29，其设于伸缩管2的下部；连杆机构14c，其通过销可转动地轴支撑于所述操作棒28和突部29，并通过操作棒28转动并固定伸缩管2使之无法进一步扩张。在所述连杆机构14c和突部29之间设置压缩弹簧16c，当连杆机构14c连接于突部29时发挥缓和冲击的作用。
并且，为了防止伸缩管2膨胀成最大而具备限制装置，所述限制装置将其最大高度固定为预定状态。所述限制装置，如图8所示，连接棒30连接伸缩管2的上部和下部使之不会进一步伸长的结构即可。
并且，在伸缩管2的内部垂直设置连杆3，在压缩伸缩管2时具有不接触于底板面程度的长度。并且，在伸缩管2的底板设置导管31a，在所述导管31a插入连杆3的下部引导升降，在所述导管31a的下部侧面形成有通气孔33a，由此当连杆3在导管31a进行升降时防止因内部空气的压力阻抗而导致的能源损失。
而且，在伸缩管2的下部底面垂直地设置导杆32，在箱体1的内侧底面设置导管31b，在所述导管31b插入所述导杆32引导升降，在所述导管31b的下部侧面穿设通气孔33b，在导杆32进行升降时解除因空气压力而产生的阻抗。
具有如所述结构的本发明，如图1所示，多个连接于曲柄轴4产生驱动力。在每个箱体1设有伸缩管2等结构，并从高压储槽6依次接受高压空气，通过气缸的动作产生旋转力，此时能源损失得以减少且获得高效率的旋转力。
图2所示的状态是表示设于各箱体1的内部的结构的立体图，图3及图4是垂直截面图。图3所示的状态是从高压储槽6向伸缩管2填充高压空气的状态。当填充预定高压时被切断，此后不再流入外部的高压空气。当然，这是构成预定冲程的期间，以后发生空气压被降低的情况时，会再次填充高压空气。
填充有高压空气的伸缩管2通过曲柄轴4的旋转往上移动，曲柄轴4通过相邻的其他伸缩管2的连杆3的下降而旋转。伸缩管2的上升会使固定于该伸缩管2的辅助管7和齿条20a同时上升。所述齿条20a的上升使小齿轮19向顺时针方向旋转，由此，齿条20b进行下降运动。
当然，升降辅助装置7防止由伸缩管2的自重而下降并保持均衡状态，此作用还根据齿条和小齿轮的作用。因此，通缩此作用，可以更加顺利地进行伸缩管2的上升运动。
在伸缩管2上升的期间，插入于连杆3的阀滑动块13上升而碰撞于箱体1的上部下面。然后，伸缩管2通过压缩弹簧可以进一步上升。然后，辅助管滑动块15依次往上移动，在阀滑动块13的下部与被压缩的压缩弹簧16a接触，接着压缩弹簧16b也与伸缩管2的上端部接触，同时被压缩。
如上所述，伸缩管2的上升是固定伸缩管2的连杆3通过曲柄轴4上升而完成的。
阀滑动块13与伸缩管2的上升一同上升，因此与此连接的连杆机构14a动作，如图7所示，通过连杆机构14a的动作移动板12向左侧移动。当移动板12的通孔10b和隔板11的通孔10a重叠时，伸缩管2的空气如图3所示向辅助管7移动。
移动到辅助管7的空气会使辅助管7伸长，辅助管7通过伸缩管2的上升和连杆机构14b的动作进行伸长，辅助管7通过所述两个作用容易伸长。
以下，说明设于辅助管7的内部的拉伸弹簧9a的作用。
伸缩管2上升的期间，连杆3的下端部以插入于设在伸缩管2底面的导管31a的状态进行升降，为了连杆3的升降引导不受内部压力或负压的影响形成有通气孔33a。因此，导管31a的内部压力总是与伸缩管2的内部压力相同，不受连杆3的升降的影响。
当然，设于伸缩管2的下部的导杆32也插入于设置在箱体1内部下面的导管31b进行上升，但在导管31b也设有通气孔33b因此其动作并不受阻碍。
并且，在伸缩管2上升的状态下，如图8所示，通过连接棒30被固定为预定高度，如图6所示，保持通过解除装置21被锁定的状态。因此，伸缩管2的高压空气处于要膨胀的能源状态。
伸缩管2上升到上死点之后再次进行下降，伸缩管2的下降与齿条20a一同进行，齿条20a的下降使小齿轮19向逆时针方向旋转，由此，齿条20b上升。此时，拉伸弹簧9b被拉伸的同时会具有弹性能源，该弹性能源用于下个步骤的伸缩管2再次上升的能源。
并且，伸缩管2的下降使除阀滑动块13之外的辅助管滑动块15恢复为自由状态，连杆机构14b通过弹簧常数大的压缩弹簧16b比连杆机构14a先进行动作，所述连杆机构14a通过弹簧常数小的压缩弹簧16a进行动作，辅助管7通过与连杆机构14b一同设于其内部的拉伸弹簧9a的弹力被急剧压缩。
因此，辅助管7内部的压缩空气再次移动到伸缩管2，接着，通过连杆机构14a的动作阀8被关闭，伸缩管2的内部恢复为初期的高压状态，其中所述连杆机构14a通过压缩弹簧16a的作用而动作。
并且，如图6所示，即使伸缩管2下降，当挂锁24通过在箱体1的底板突出的解除突起26转动时，固定棒23成为自由的状态。如图5所示，固定棒23是压缩伸缩管2固定的单元，对此的解除发挥开放伸缩管2的膨胀能源，使伸缩管2如球一样弹起的作用。而且，如上所述，即使膨胀伸缩管2也可以通过图8的连接棒30保持预定高度。
如上所述，所述多个伸缩管2依次通过压缩空气的膨胀能源进行动作，有机构成上升及下降作用，使曲柄轴4旋转而获得驱动力。
Claims (5)
1.一种利用空气压的气缸驱动装置，其包括：多个伸缩管(2)，其设于箱体(1)的内部，通过高压空气进行伸缩运动；连杆(3)，其固定于所述各伸缩管(2)，并贯穿箱体(1)的上部而设置；曲柄轴(4)，其依次连接于所述连杆(3)，通过连杆(3)的升降运动进行旋转；高压储槽(6)，其通过空气管(5)向所述伸缩管(2)供给高压空气；所述利用空气压的气缸驱动装置还包括：阀(8)、辅助管(7)；
所述阀(8)设置在所述伸缩管(2)的内部，所述阀(8)将伸缩管(2)的内部区划为上、下空间，并开闭所述上、下空间的空气的流动；伸缩管(2)填充有高压空气时所述阀(8)被关闭以切断所述上、下空间，当伸缩管(2)上升到上死点时所述阀(8)打开；在所述辅助管(7)内部设置拉伸弹簧(9a)，由此所述辅助管(7)受弹力作用而保持被压缩的状态，所述辅助管(7)连接于所述阀(8)，当打开所述阀(8)时所述伸缩管(2)的压缩空气移动到所述辅助管(7)。
2.根据权利要求1所述的利用空气压的气缸驱动装置，其特征在于：
所述阀(8)包括：隔板(11)，其区划伸缩管(2)的上、下部空间，所述隔板(11)穿设有多个第一通孔(10a)；移动板(12)，其紧贴设于所述隔板(11)，所述移动板(12)对应于所述第一通孔(10a)穿设有多个第二通孔(10b)；通过所述移动板(12)的移动，所述第一通孔(10a)和第二通孔(10b)贯穿或堵塞，由此伸缩管(2)的上、下空间被打开或关闭。
3.根据权利要求1所述的利用空气压的气缸驱动装置，其特征在于：
在所述箱体(1)内部的连杆(3)上插入形成有阀滑动块(13)，所述阀滑动块(13)随着所述伸缩管(2)的升降进行升降；阀(8)的移动板(12)和所述阀滑动块(13)通过销连接有第一连杆机构(14a)，因此随着所述伸缩管(2)的升降所述阀(8)打开或关闭。
4.根据权利要求3所述的利用空气压的气缸驱动装置，其特征在于：
在所述阀滑动块(13)的下方插入设置有辅助管滑动块(15)，所述阀滑动块(13)插入于设置在所述箱体(1)的内部的连杆(3)，所述辅助管滑动块(15)随着伸缩管(2)的升降进行升降；所述辅助管滑动块(15)和辅助管(7)通过销连接有第二连杆机构(14b)，使所述辅助管(7)随着所述伸缩管(2)的升降而进行伸缩。
5.根据权利要求1所述的利用空气压的气缸驱动装置，其特征在于：
在所述伸缩管(2)设有解除装置(21)，所述解除装置(21)包括：固定棒(23)，其上端部固定于所述伸缩管(2)的上部，所述固定棒(23)是在垂直方向延伸地设置，并在所述固定棒(23)下部形成有连接槽(22)；
固定管(25)，其固定地设置于伸缩管(2)的下部，所述固定管(25)形成为管体以插入所述固定棒(23)；在所述连接槽(22)插入设置有挂锁(24)，所述挂锁(24)使固定棒(23)固定而不能向上移动，仅在所述固定棒(23)向下移动时所述固定棒(23)的固定被解除；解除突起(26)，其突设于所述箱体(1)的下部底板，当所述固定棒(23)固定于所述挂锁(24)而一同向下移动时，所述解除突起(26)与所述挂锁(24)接触，推动所述挂锁(24)使之转动，从而所述挂锁(24)从连接槽(22)脱离。
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