CN102812246A - 具有带关节端的落管的空气马达 - Google Patents

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Abstract

一种用于泵组件的空气马达，包括连通在上腔室端口和顶板端口之间并且包括纵向轴线的落管，纵向轴线相对于上腔室纵向轴线和顶板端口纵向轴线中的每一个所成角度在约0度到10度之间。落管具有基本不变的内径，基本为球茎状的第一端，基本为球茎状的第二端，以及界定在相应的球茎状的第一和第二端内的第一和第二槽。第一和第二密封件位于相应的第一和第二槽内，并且第一和第二密封件在上腔室端口和顶板端口内不透气地密封落管的外表面。

Description

具有带关节端的落管的空气马达
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年1月29日提交的申请号为61/299,828的美国临时专利申请的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。
背景技术
本发明涉及一种在活塞泵的空气马达内使用的管。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供了一种空气马达，具有适合用于接收原动流体流的原动流体入口(335)；气缸(615)；气缸(615)内的活塞(620)，活塞(620)将气缸(615)分为活塞(620)上方的上腔室(635)和活塞(620)下方的下腔室(640)；包括先导室部分(515)的阀室(355)；可以在第一和第二位置之间移动的滑阀(360)，滑阀(360)包括直径缩小部分(480)和直径扩大部分(485)，直径扩大部分(485)暴露给先导室部分(515)；D形阀板(375)，包括与上腔室(635)连通的第一D形阀口(455)、与下腔室(640)连通的第二D形阀口(460)以及与大气连通的D形阀排气口(465)；D形阀(370)，具有围绕凹面(520)的平面，平面与D形阀板(375)滑动接触并且凹面(520)面向D形阀板(375)，D形阀(370)通过空动互连(525)耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，D形阀(370)可以跟随滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第一位置时露出第一D形阀口(455)以将原动流体引入上腔室(635)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第一位置时将第二D形阀口(460)设置为与D形阀排气口(465)连通以将下腔室(640)设置为与大气连通，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第二位置时露出第二D形阀口(460)以将原动流体引入下腔室(640)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第二位置时将第一D形阀口(455)设置为与D形阀排气口(465)连通以将上腔室(635)设置为与大气连通；先导阀板(385)，包括与先导室部分(515)连通的第一先导口(470)以及与大气连通的第二先导口(475)；先导阀(380)，具有围绕凹面(530)的平面，平面与先导阀板(385)滑动接触并且凹面(530)面向先导阀板(385)，先导阀(380)被耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，先导阀(380)可以跟随滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中先导阀(380)在先导阀(380)处于第一位置时露出第一先导口(470)以将原动流体引入先导室(515)内，并且其中先导阀(380)的凹面(530)在先导阀(380)处于第二位置时将第一和第二先导口(470,475)设置为彼此连通以将先导室(515)设置为与大气连通，其中将原动流体引入先导室(515)内就将滑阀(360)移动到第一位置，其中将先导室(515)暴露给大气有助于将滑阀(360)移动到第二位置；致动杆(625)，具有第一端(650)以及与第一端(650)相对的第二端(660)，第一端(650)通过空动连接(490,655)与滑阀(360)互连，第二端(660)通过空动连接(725,665)与活塞(620)互连，以使得活塞(620)的向上移动帮助滑阀(360)从第二位置向第一位置移动，并且使得活塞(620)的向下移动帮助滑阀(360)从第一位置向第二位置移动；与活塞(620)互连用于随之往复移动并且适合用于做功的输出杆(710)；邻接与D形阀平面滑动靠向的表面相对的D形阀板(375)表面的歧管盖(315)，歧管盖(315)包括具有第一纵向轴线(1160)的上腔室端口(410)，上腔室端口(410)与第一D形阀口(455)连通；安装在气缸(615)上并且界定出上腔室(635)顶端的顶板(610)，顶板(610)包括具有第二纵向轴线(1170)的顶板端口(648)，第二纵向轴线(1170)与第一纵向轴线(1160)不共线；在上腔室端口(410)和顶板端口(648)之间连通并且包括纵向轴线(1010)的落管(425)，纵向轴线(1010)相对于第一纵向轴线(1160)和第二纵向轴线(1170)中的每一个所成角度在0度到10度之间，落管(425)具有基本不变的内径(1090)，基本为球茎状的第一端(1020)，基本为球茎状的第二端(1030)，还有界定在相应的第一和第二球茎状末端(1020,1030)内的第一和第二槽(1110)；以及位于相应的第一和第二槽(1110)内的第一和第二密封件(1125)，第一和第二密封件(1125)在上腔室端口(410)和顶板端口(648)内不透气地密封落管(425)的外表面。
在某些实施例中，基本为球茎状的第一端(1020)界定出第一外径(1070)，其中第一槽(1110)界定出小于第一外径(1070)的第二外径(1080)；其中基本为球茎状的第二端(1030)界定出等于第一外径(1070)的第三外径(1070)；其中第二槽(1110)界定出等于第二外径(1080)的第四外径(1080)；其中落管(425)进一步包括位于基本为球茎状的第一端(1020)和基本为球茎状的第二端(1030)之间的中间部分(1040)，中间部分(1040)具有基本等于第一和第三直径(1070)的外径(1070)。落管(425)是单独的整体部件。
在某些实施例中，落管(425)进一步界定出位于基本为球茎状的第一端(1020)和中间部分(1040)之间的第一直径缩小部分(1050)以及位于基本为球茎状的第二端(1030)和中间部分(1040)之间的第二直径缩小部分(1050)，并且其中第一和第二直径缩小部分(1050)界定出基本等于第二外径(1080)的外径。
在某些实施例中，第一和第二密封件(1125)均为单件式O形环密封件。第一密封件(1125)可以大致位于基本为球茎状的第一端(1020)的中部。基本为球茎状的第一端(1020)可以包括第一弧形斜面(1120)和第二弧形斜面(1120)，其中第一和第二弧形斜面(1120)基本上沿着由基本为球茎状的第一端(1020)界定的弧线延伸，其中第一槽(1110)位于第一弧形斜面(1120)和第二弧形斜面(1120)之间，以使得通过第一和第二弧形斜面(1120)将第一密封件(1125)保持在第一槽(1110)内。多于一半长度的落管(425)具有基本等于第一外径(1070)的外径。权利要求1中的空气马达，其中第一密封件(1125)界定出大于第一外径(1070)的外径。
在某些实施例中，本发明提供了一种泵组件，具有适合用于接收原动流体流的原动流体入口(335)；气缸(615)；气缸(615)内的活塞(620)，活塞(620)将气缸(615)分为活塞(620)上方的上腔室(635)和活塞(620)下方的下腔室(640)；包括先导室部分(515)的阀室(355)；可以在第一和第二位置之间移动的滑阀(360)，滑阀(360)包括直径缩小部分(480)和直径扩大部分(485)，直径扩大部分(485)暴露给先导室部分(515)；D形阀板(375)，包括与上腔室(635)连通的第一D形阀口(455)、与下腔室(640)连通的第二D形阀口(460)以及与大气连通的D形阀排气口(465)；D形阀(370)，具有围绕凹面(520)的平面，平面与D形阀板(375)滑动接触并且凹面(520)面向D形阀板(375)，D形阀(370)通过空动互连(525)耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，D形阀(370)可以跟随滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第一位置时露出第一D形阀口(455)以将原动流体引入上腔室(635)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第一位置时将第二D形阀口(460)设置为与D形阀排气口(465)连通以将下腔室(640)设置为与大气连通，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第二位置时露出第二D形阀口(460)以将原动流体引入下腔室(640)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第二位置时将第一D形阀口(455)设置为与D形阀排气口(465)连通以将上腔室(635)设置为与大气连通；先导阀板(385)，包括与先导室部分(515)连通的第一先导口(470)以及与大气连通的第二先导口(475)；先导阀(380)，具有围绕凹面(530)的平面，平面与先导阀板(385)滑动接触并且凹面(530)面向先导阀板(385)，先导阀(380)被耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，先导阀(380)可以跟随滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中先导阀(380)在先导阀(380)处于第一位置时露出第一先导口(470)以将原动流体引入先导室(515)内，并且其中先导阀(380)的凹面(530)在先导阀(380)处于第二位置时将第一和第二先导口(470,475)设置为彼此连通以将先导室(515)设置为与大气连通，其中将原动流体引入先导室(515)内就将滑阀(360)移动到第一位置，其中将先导室(515)暴露给大气有助于将滑阀(360)移动到第二位置；致动杆(625)，具有第一端(650)以及与第一端(650)相对的第二端(660)，第一端(650)通过空动连接(490,655)与滑阀(360)互连，第二端(660)通过空动连接(725,665)与活塞(620)互连，以使得活塞(620)的向上移动帮助滑阀(360)从第二位置向第一位置移动，并且使得活塞(620)的向下移动帮助滑阀(360)从第一位置向第二位置移动；与活塞(620)互连用于随之往复移动的输出杆(710)；以及活塞泵(120)，包括泵缸(170)、出口(175)和单向阀，单向阀被支撑用于在泵缸(170)内往复移动并且可操作用于从单向阀下方向出口(175)移动流体，单向阀与输出杆(710)互连以促使单向阀往复移动，从而将要被泵送的流体从泵缸(170)内经出口(175)送出转移至所需目的地；邻近与D形阀平面滑动靠向的表面相对的D形阀板(375)表面的歧管盖(315)，歧管盖(315)包括具有第一纵向轴线(1160)的上腔室端口(410)，上腔室端口(410)与第一D形阀口(455)连通；安装在气缸(615)上并且界定出上腔室(635)顶端的顶板(610)，顶板(610)包括具有第二纵向轴线(1170)的顶板端口(648)，第二纵向轴线(1170)与第一纵向轴线(1160)不共线；在上腔室端口(410)和顶板端口(648)之间连通并且包括纵向轴线(1010)的落管(425)，纵向轴线(1010)相对于第一纵向轴线(1160)和第二纵向轴线(1170)中的每一个所成角度在0度到10度之间，落管(425)具有基本不变的内径(1090)，基本为球茎状的第一端(1020)，基本为球茎状的第二端(1030)，还有界定在相应的第一和第二球茎状末端(1020,1030)内的第一和第二槽(1110)；以及位于相应的第一和第二槽(1110)内的第一和第二密封件(1125)，第一和第二密封件(1125)在上腔室端口(410)和顶板端口(648)内不透气地密封落管(425)的外表面。
本发明的其他方面将通过研读具体实施方式和附图而变得易于理解。
附图说明
图1是根据本发明某些实施例的活塞泵的透视图。
图2是图1的活塞泵中的空气马达的透视图。
图3是图2中空气马达的反向透视图。
图4是空气马达的分解图。
图5是空气马达的反向分解图。
图6是空气马达顶端的截面图，其中滑阀处于第一位置。
图7是空气马达顶端的截面图，其中滑阀处于第二位置。
图8是空气马达顶端的截面图，其中滑阀处于第三位置。
图9是空气马达顶端的截面图，其中滑阀处于第四位置。
图10是处于工作循环中第一位置的空气马达的截面图。
图11是处于工作循环中第二位置的空气马达的截面图。
图12是处于工作循环中第三位置的空气马达的截面图。
图13是处于工作循环中第四位置的空气马达的截面图。
图14是处于工作循环中第五位置的空气马达的截面图。
图15是处于工作循环中第六位置的空气马达的截面图。
图16是组装有O形环密封件的短落管的透视图。
图17是短落管和O形环密封件的分解图。
图18是短落管的侧视图。
图19是短落管的端视图。
图20是空气马达的一部分的截面图，示出了偏轴姿态的短落管。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应该理解的是本发明并不将其应用局限于在以下说明内容中阐述或者在附图中示出的结构细节和部件的设置方式。本发明可以有其他的实施例，并且能够以不同的方式实现或完成。
图1根据本发明的一个实施例示出了活塞泵组件110。活塞泵组件110包括支架115、活塞泵120和空气马达125。支架115包括第一和第二液压缸130以及底板135。空气马达125和活塞泵120在每一个液压缸130的顶部被安装至支撑块140。空气马达125高于支撑块140并且活塞泵120低于支撑块140，位于空气马达125正下方。
原动流体源145通过液压缸软管150与第一和第二液压缸130中每一个的顶端和底端连通。在本公开中，术语“原动流体”是指用于做功的任何流体。原动流体包括但不限于压缩空气。原动流体源145上的控制手柄155被用于将原动流体引导至液压缸130的底端或液压缸130的顶端以分别相对于底板135升高和降低空气马达125和活塞泵120。原动流体从原动流体源145通过发动机软管160提供给空气马达125。空气马达125在原动流体的作用下运行以操作活塞泵120。
活塞泵120包括刮板组件165、泵缸170和出口175。在操作中，液压缸130升高以使刮板组件165提升离开底板135足够的距离用于容纳待泵送流体的容器。刮板组件165被成形合适地配装于流体容器(例如5加仑的筒、桶或其他容器)内。在要从容器中泵送出流体时，液压缸130即被允许在重力的作用下降低或者通过送往液压缸130顶部的原动流体而主动降低。随着液压缸130的下降，刮板组件165被向下推入容器内，使刮板165下压在待泵送的流体上。这样就将待泵送流体送入泵缸170内。
与此同时，随着液压缸130的下降，原动流体被提供给空气马达125，并且空气马达125驱动活塞泵120进行操作(也就是往复移动)。在泵缸170内，单向阀在空气马达125的作用下往复移动以迫使流体上升至出口175。待泵送流体由软管或其他管路从出口175引导至所需目的地。一旦刮板165在容器内降至最低点，或者由于其他原因需要升高刮板165离开容器，原动流体源145就通过软管180向刮板165下方的容器内提供原动流体。这样向容器供应原动流体就允许从容器中抽出刮板165而不会在容器内形成可能会提起容器的真空。
图2和图3示出了空气马达125，其包括压力调节器组件210、阀体组件215、气缸组件220和下端组件225。压力调节器组件210提供了用于向空气马达125提供原动流体的发动机软管160的连接点227。压力调节器组件210包括具有打开位置、关闭位置和排放位置的手柄230。在打开位置就向空气马达125提供原动流体，而在关闭位置则不向空气马达125提供原动流体。在排放位置，关闭空气马达125的运行且允许原动流体通过排放阀235从空气马达125流出。压力调节器210还包括压力调节手柄240，它能够正转或者反转以增大或者减小提供给空气马达125的原动流体压力。
参照图4和图5，阀体组件215包括阀壳310、歧管盖315、歧管垫片320、先导盖325和先导垫片330。阀壳310包括原动流体入口335、歧管侧340和先导侧345。原动流体入口335与压力调节器210连通以接收用于操作空气马达125的原动流体。歧管盖315和歧管垫片320被安装至阀壳310的歧管侧340，而先导盖325和先导垫片330则被安装至阀壳310的先导侧345。
阀室355被界定在阀壳310内介于歧管盖315和先导盖325之间。在阀室355内有一种阀组件，其包括滑阀360、D形阀370、D形阀板375、先导阀380和先导阀板385。滑阀360实际上是组装起来的多个部件，下文中将更加详细地介绍其中的一部分。滑阀360通常在阀室355内居中。D形阀370和D形阀板375位于阀壳310的歧管侧340，而先导阀380和先导阀板385则位于阀壳310的先导侧345。
现转至图6-9，歧管盖315界定出上腔室端口410、下腔室端口415和歧管排气口420。短落管425被容纳在上腔室端口410内，长落管430被容纳在下腔室端口415内，并且消音器435(图4和图5)被容纳在歧管排气口420内。短落管425、长落管430和消音器435中的每一个都可以包括O形环密封件用于在端口和端口内容纳的管或消音器之间建立不透气的密封。先导盖325界定出双向先导管440和先导排气管445。通风塞450(图4和图5)被容纳在先导排气管445内。先导盖325进一步包括与先导排气管445连通的专用排气管452。
D形阀板375包括第一D形阀端口455、第二D形阀端口460以及介于第一和第二端口455,460之间的D形阀排气口465。D形阀板375中的第一D形阀端口455、第二D形阀端口460和D形阀排气口465分别对准歧管盖315内的上腔室端口410、下腔室端口415和歧管排气口420。先导阀板385包括第一先导阀端口470和第二先导阀端口475。双向先导管440和先导排气管445分别对准第一先导阀端口470和第二先导阀端口475。
滑阀360包括具有直径缩小部分480的上部、具有直径扩大部分485的下部以及直径扩大部分485在其中往复移动的杯状件487。直径扩大部分485包括盲孔490。盖495固定在盲孔490的开口上并且用卡环固定就位。直径扩大部分485外侧上的杯密封件510在滑阀360和阀壳310之间建立密封。阀室355在杯密封件510下方和杯状件487外侧的部分界定出先导室515。杯密封件510下方紧挨着的是在杯状件487内侧和专用排气管452之间连通的通风轴衬517。因此，杯状件487内侧通过通风轴衬、专用排气管452和先导排气管445始终与大气连通。这就允许在滑阀360往复移动期间在直径扩大部分485的头部上方排放和吸入空气。双向先导管440在通风轴衬517下方与先导室515连通。
D形阀370和先导阀380被捕获在滑阀360的直径缩小部分480内。因此，D形阀370和先导阀380被耦合以用于随滑阀360一起往复移动。D形阀370包括抵靠D形阀板375并且相对于D形阀板375滑动的平面。D形阀370包括开向D形阀板375的弧形凹面520。D形阀的平面围绕凹面520。D形阀在顶部和底部包括切口525以造成D形阀和滑阀360之间的空动。先导阀380紧密配装在滑阀360的直径缩小部分480内以使此处没有空动。先导阀380包括面向先导阀板385的凹面530，并且先导阀380包括围绕凹面530且靠着先导阀板385滑动的平面。
再次参照图4和图5，气缸组件220包括顶板610、气缸615、活塞620、致动杆625和底板630。如图10-13所示，气缸615内介于顶板610和活塞620之间的空间界定了上腔室635，并且气缸615内介于底板630和活塞620之间的空间界定了下腔室640。顶板610包括顶板端口648，通过该端口容纳短落管425的下端。顶板端口648将上腔室端口410和短落管425设置为与上腔室635流体连通。致动杆625包括销接有盖帽655(图6)的第一端650以及相对的连接有低摩擦套管665的第二端660。
继续参照图4和图5，下端组件225包括输出轴710和其上安放有气缸组件220的底座715。输出轴710被螺接到活塞620的中心孔内。输出轴710还包括伸入底座715的通孔内的下端。下端提供用于活塞泵组件120的连接点。下端组件225还包括底座715内的轴衬720以有助于输出轴710的纵向往复移动。如图10-13所示，输出轴710包括盲孔725。低摩擦轴衬730配装在输出轴710的上端内。
如图6-9所示，致动杆625的第一端650延伸穿过滑阀360的直径扩大部分485内的盖495，并且由于盖帽655被销接至第一端650而被保持在直径扩大部分485内。如图10-13所示，第二端660和套管665被容纳在输出轴710的孔725内，并且通过低摩擦轴衬730锁定在孔725内。
底座715包括底座端口810，其中容纳有长落管430的下端。底座端口810将下腔室端口415和长落管430设置为与下腔室640流体连通。
现参照图6-9介绍阀组件的工作循环。在图6中，滑阀360处于完全下落位置。致动杆625的第一端650在滑阀360内介于盲孔490的顶端和盖495之间。先导阀380将先导室515设置为与先导排气管445流体连通，以使先导室515处于大气压力下或者接近于大气压力。滑阀360上方的阀室355处于原动流体的高压下。
D形阀被滑阀360向下拉。上腔室635通过顶板端口648、短落管425、上腔室端口410、第一D形阀端口455、D形阀370的凹面520、D形阀排气口465、歧管排气口420和消音器435通往大气。与此同时，D形阀露出第二D形阀端口460，以使原动流体流出阀室355，经过第二D形阀端口460，经过下腔室端口415，经过长落管430，经过底座端口810并流入下腔室640。由于这样的阀门定位，活塞620升高从而促使致动杆625升起。
图7示出了致动杆625已经升高到足以克服与致动杆625顶部在滑阀360的直径扩大部分485的盲孔490内达到最高点相关联的空动。致动杆625也已升高到足以将滑阀360向上推送至使先导阀380开始露出第一先导口470的位置。而且，由于滑阀360已经抵接切口表面525并且开始向上移动D形阀370，因此滑阀360的向上移动已经覆盖了与D形阀370相关联的空动。D形阀370的平面在该位置覆盖了第一D形阀端口455和第二D形阀端口460，以使得阀室355与上腔室635和下腔室640的连通被切断。因为第一先导口470被先导阀380部分露出，所以原动流体就通过第一先导口470和双向先导管440涌入先导室515。除了杯状件487的内部通过通风轴衬517与大气连通以外，整个阀室355(先导室515内高于滑阀360和低于滑阀360的部分)都处于原动流体的压力之下。
在图8中，滑阀360在阀室355内达到最高点。滑阀360的顶部与滑阀360底部相比具有更小的表面积。因为顶部和顶部都被暴露给相同的压力，所以在滑阀360底部得到的作用力就大于在滑阀360顶部得到的作用力。因此，滑阀360在力差的作用下无需致动杆625的帮助就向上移动。致动杆625的第一端650在滑阀360内介于盲孔490的顶端和盖495之间。
先导阀覆盖了第二先导口475和先导排气管445。下腔室640通过底座端口810、长落管430、下腔室端口415、第二D形阀端口460、D形阀370的凹面520、D形阀排气口465、歧管排气口420和消音器435通往大气。与此同时，D形阀露出第一D形阀端口455，以使原动流体流出阀室355，经过第一D形阀端口455，经过上腔室端口410，经过短落管425，经过顶板端口648并流入上腔室635。由于这样的阀门定位，活塞620降低从而促使致动杆625下降。
图9示出了其中致动杆625已经克服滑阀360的空动部分(也就是说盖帽655已经在盖495上达到最低点)并且滑阀360已经克服D形阀370的空动部分(也就是说滑阀360顶部已经抵接D形阀370的顶部切口525)的阀门定位。滑阀360已经向下移动到足以通过先导阀380将第一先导口470设置为与第二先导口475连通。因此，原动流体通过双向先导管440、第一先导口470、先导阀380、第二先导口475、先导排气管445和通风塞450流出先导室515。先导室515因此处于大气压力下。D形阀370的平面在该位置覆盖了第一D形阀端口455和第二D形阀端口460，以使得阀室355与上腔室635和下腔室640的连通被切断。
阀室355中高于滑阀360的部分处于原动流体压力下，而阀室355中低于滑阀360的部分(也就是先导室515)则处于大气压力下。因此，滑阀360被从图9中所示位置下推到图6中所示位置。D形阀370通过滑阀360向下移动，这就如上所述将下腔室640设置为与原动流体连通并且将上腔室635设置为与大气连通。在该位置完成一个工作循环。
图10-15示出了空气马达125中的气缸组件220和下端组件225的一个完整工作循环。在图10中，活塞620处于完全下落位置，其中滑阀360刚好移动到其完全下落位置(也就是以上参照图6示出并介绍过的位置)。致动杆625的第二端660上的套管665在输出轴710的孔725内达到最高点，压向轴衬730。原动流体由于以上参照图6介绍过的阀门定位而涌入下腔室640内并且活塞开始升高。
在图11中，活塞已经充分升高以使致动杆625的第二端660在输出轴710的孔725内达到最低点，并且活塞620继续向上移动以推动致动杆625向上。因此在图10和11之间活塞的向上移动部分期间，一方面在活塞620和输出轴710之间存在空动，并且另一方面在活塞620和致动杆625之间也存在空动。
在图12中，活塞已经充分升高以将致动杆625的第一端650相对于滑阀360内的孔490移动到最高点位置，正如以上参照图7介绍的那样。因此在图11和12之间活塞的向上移动部分期间，一方面在活塞620和致动杆625之间进一步存在空动，并且另一方面在活塞620和滑阀360之间也存在空动。
在图13中，滑阀360如图8所示和介绍的那样处于完全升起的位置。致动杆625的顶端650在滑阀360内介于孔490的顶部和底部之间。
在图14中，阀370,380处于图8中所示位置以使活塞620已经开始向下移动。在图14中所示位置，致动杆625的第二端660刚好在输出轴710的孔725内达到最高点，靠着轴衬730。活塞620从该位置进一步向下移动将拉动致动杆625与活塞和输出轴710一起向下。因此在图13和14之间，一方面在活塞620和输出轴701之间存在进一步空动，并且另一方面在活塞620和致动杆625之间也存在空动。
在图15中，致动杆625的第一端650刚好在滑阀360的孔490内达到最低点，其中盖帽655与盖495形成接触。活塞620从该位置进一步向下移动将拉动滑阀360向下。因此在图14和15之间，一方面在活塞620和致动杆625之间存在进一步空动，并且另一方面在活塞620和滑阀360之间也存在空动。随着活塞从图15中所示位置向下移动，滑阀到达图9中所示位置并随后到达图6中所示位置，这就导致原动流体被引导至下腔室640，同时上腔室635通过消音器435通风排气。一旦出现这种情况，活塞620、致动杆625和滑阀360就处于图10中所示位置，并且完成所述循环。
参照图16-19，短落管425包括纵向轴线1010、相对的第一端和第二端1020,1030、中间部分1040、端1020,1030中每一个和中间部分1040之间的直径缩小部分1050以及在纵向轴线1010上居中的中心孔1060。在图示的实施例中，短落管425是单独的整体部件。如果由金属构成，那么短落管425可以被铸造、机加工或者铸造且机加工为图示和以下介绍的形状。如果由可模制的材料例如塑料构成，那么短落管425可以被模制为图示和以下介绍的形状。
短落管425关于纵向轴线1010对称。第一端1020和第二端1030彼此相同，其中每一端都界定出将在下文中更详细介绍的关节布置。中间部分1040具有与第一端1020和第二端1030中最大的外径相等的外径1070。因此，短落管425中超过一半的长度具有直径等于外径1070的外表面。直径缩小部分1050具有小于外径1070的缩小直径1080。中心孔1060具有恒定孔径1090，延伸穿过短落管425整个长度，并且在两端1020,1030都敞开。
第一端1020和第二端1030通常为球茎状并且界定出如上所述的关节布置。关节布置包括直径缩小的槽1110，具有等于缩小直径1080的直径。关节布置在槽1110上方和下方包括沿周向延伸的弧形斜面1120。弧形斜面1120为第一端1020和第二端1030赋予了球茎状的外观。关节布置是对称的，其中弧形斜面1120彼此为镜像，并且槽1110在关节布置内居中。O形环密封件1125被容纳在每一个槽1110内。
第一端1020和第二端1030中每一个的端面界定出环形表面1130，其具有等于缩小直径1080的外径和等于孔径1090的内径。环形表面1130的厚度因此是两直径1080,1090之差的一半。环形表面在每一端1020,1030处占据了远端弧形斜面1120的端部和孔1060之间的空间。
因为O形环密封件1125位于槽1110内，并且槽1110在球茎状的第一端1020和第二端1030内居中，所以O形环密封件1125基本上轴向定位在第一端1020和第二端1030的中部。密封件1125在每一端都介于弧形斜面1120之间并且因此可以说是通过弧形斜面1120保持在槽1110内。O形环密封件1125界定出大于短落管425外径1070的外径。
现参照图20，短落管425的第一端1020和第二端1030分别被容纳在歧管盖315的上腔室端口410以及顶板610的顶板端口648中的埋头孔1150内。埋头孔1150具有仅略大于短落管425外径1070的直径，这就确保了末端1020,1030在埋头孔1150内的适贴配合。
短落管425的第一端1020和第二端1030通过O形环密封件1125在外侧上被密封在埋头孔1150内。因为O形环密封件1125的外径大于短落管425的外径1070，所以O形环密封件1125在埋头孔1150内弯曲以围绕末端1020,1030建立不透气的密封。
末端1020,1030的球茎形状允许短落管425在埋头孔1150内转动同时保持O形环密封件1125和埋头孔1150之间的密封接触。即使端口410,648并未轴向对齐，短落管425因此也能够在上腔室端口410和顶板端口648之间建立连通。在图20中，上腔室端口410的中心轴线1160和顶板端口648的中心轴线1170通常平行但不共线。在另一些实施例中，轴线1160和1170不平行；本发明并不局限于或者依赖于轴线1160和1170的平行。当短落管425的纵向轴线1010与中心轴线1160或中心轴线1170中的任何一个不共线而是相对于轴线1160,1170之一或两者成一定角度α时，短落管425即可被称为“偏轴”或处于“偏轴姿态”。
末端1020,1030的球茎形状与O形环密封件1125相结合就允许短落管425在一定范围的角度α上完成其功能(在上腔室端口410和顶板端口648之间建立不泄露的连通)。角度α根据接头的几何形状和原动流体具有的压力可以小至0度且大至5到10度。尽管在图示实施例中落管轴线1010和上腔室端口410的轴线1160之间的角度α等于落管1010和顶板端口648的轴线1170之间的角度α，但是在其他的实施例中角度α可以不相等。这就使空气马达125的制造和组装更加简单并且更加高效，原因是与必须对齐轴线1160和1170所要求的相比，可以根据比较宽松的公差要求来完成制造和组装。在每一端1020,1030使用单个O形环密封件1125而不是在每一端使用多个密封件就减少了装置中的部件数量。
因此，本发明除了其他内容外还提供了一种包括落管的空气马达，落管具有关节组件以允许落管用偏轴姿态操作。所附权利要求中阐述了本发明的各种特征和优点。

Claims (20)

1.一种空气马达，其包括：
适合用于接收原动流体流的原动流体入口(335)；
气缸(615)；
气缸(615)内的活塞(620)，活塞(620)将气缸(615)分为活塞(620)上方的上腔室(635)和活塞(620)下方的下腔室(640)；
包括先导室部分(515)的阀室(355)；
可以在第一和第二位置之间移动的滑阀(360)，滑阀(360)包括直径缩小部分(480)和直径扩大部分(485)，直径扩大部分(485)暴露给先导室部分(515)；
D形阀板(375)，包括与上腔室(635)连通的第一D形阀口(455)、与下腔室(640)连通的第二D形阀口(460)以及与大气连通的D形阀排气口(465)；
D形阀(370)，具有围绕凹面(520)的平面，平面与D形阀板(375)滑动接触并且凹面(520)面向D形阀板(375)，D形阀(370)通过空动互连(525)耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，D形阀(370)可以随着滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第一位置时露出第一D形阀口(455)以将原动流体引入上腔室(635)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第一位置时将第二D形阀口(460)设置为与D形阀排气口(465)连通以将下腔室(640)设置为与大气连通，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第二位置时露出第二D形阀口(460)以将原动流体引入下腔室(640)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第二位置时将第一D形阀口(455)设置为与D形阀排气口(465)连通以将上腔室(635)设置为与大气连通；
先导阀板(385)，包括与先导室部分(515)连通的第一先导口(470)以及与大气连通的第二先导口(475)；
先导阀(380)，具有围绕凹面(530)的平面，平面与先导阀板(385)滑动接触并且凹面(530)面向先导阀板(385)，先导阀(380)被耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，先导阀(380)可以随着滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中先导阀(380)在先导阀(380)处于第一位置时露出第一先导口(470)以将原动流体引入先导室(515)内，并且其中先导阀(380)的凹面(530)在先导阀(380)处于第二位置时将第一和第二先导口(470,475)设置为彼此连通以将先导室(515)设置为与大气连通，其中将原动流体引入先导室(515)内就将滑阀(360)移动到第一位置，其中将先导室(515)暴露给大气有助于将滑阀(360)移动到第二位置；
致动杆(625)，具有第一端(650)以及与第一端(650)相对的第二端(660)，第一端(650)通过空动连接(490,655)与滑阀(360)互连，第二端(660)通过空动连接(725,665)与活塞(620)互连，以使得活塞(620)的向上移动帮助滑阀(360)从第二位置向第一位置移动，并且使得活塞(620)的向下移动帮助滑阀(360)从第一位置向第二位置移动；
与活塞(620)互连用于随之往复移动并且适合用于做功的输出杆(710)；
邻近与D形阀平面靠着滑动的表面相对的D形阀板(375)表面的歧管盖(315)，歧管盖(315)包括具有第一纵向轴线(1160)的上腔室端口(410)，上腔室端口(410)与第一D形阀口(455)连通；
安装在气缸(615)上并且界定出上腔室(635)顶端的顶板(610)，顶板(610)包括具有第二纵向轴线(1170)的顶板端口(648)，第二纵向轴线(1170)与第一纵向轴线(1160)不共线；
在上腔室端口(410)和顶板端口(648)之间连通并且包括纵向轴线(1010)的落管(425)，纵向轴线(1010)相对于第一纵向轴线(1160)和第二纵向轴线(1170)中的每一个所成角度在约0度到约10度之间，落管(425)具有基本不变的内径(1090)，基本为球茎状的第一端(1020)，基本为球茎状的第二端(1030)，还有界定在相应的球茎状的第一和第二端(1020,1030)内的第一和第二槽(1110)；以及
位于相应的第一和第二槽(1110)内的第一和第二密封件(1125)，第一和第二密封件(1125)在上腔室端口(410)和顶板端口(648)内不透气地密封落管(425)的外表面。
2.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，基本为球茎状的第一端(1020)界定出第一外径(1070)，其中第一槽(1110)界定出小于第一外径(1070)的第二外径(1080)；其中基本为球茎状的第二端(1030)界定出等于第一外径(1070)的第三外径(1070)；其中第二槽(1110)界定出等于第二外径(1080)的第四外径(1080)；其中落管(425)进一步包括位于基本为球茎状的第一端(1020)和基本为球茎状的第二端(1030)之间的中间部分(1040)，中间部分(1040)具有基本等于第一和第三直径(1070)的外径(1070)。
3.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，落管(425)是单独的整体部件。
4.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，落管(425)进一步界定出位于基本为球茎状的第一端(1020)和中间部分(1040)之间的第一直径缩小部分(1050)以及位于基本为球茎状的第二端(1030)和中间部分(1040)之间的第二直径缩小部分(1050)，并且其中第一和第二直径缩小部分(1050)界定出基本等于第二外径(1080)的外径。
5.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，第一和第二密封件(1125)均为单件式O形环密封件。
6.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，第一密封件(1125)大致位于基本为球茎状的第一端(1020)的中部。
7.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，基本为球茎状的第一端(1020)包括第一弧形斜面(1120)和第二弧形斜面(1120)，其中第一和第二弧形斜面(1120)基本上沿着由基本为球茎状的第一端(1020)界定的弧线延伸，其中第一槽(1110)位于第一弧形斜面(1120)和第二弧形斜面(1120)之间，以使得通过第一和第二弧形斜面(1120)将第一密封件(1125)保持在第一槽(1110)内。
8.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，多于一半长度的落管(425)具有基本等于第一外径(1070)的外径。
9.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，第一密封件(1125)界定出大于第一外径(1070)的外径。
10.如权利要求1所述的空气马达，其特征在于，所述角度至少为5度。
11.一种泵装置，其包括：
适合用于接收原动流体流的原动流体入口(335)；
气缸(615)；
气缸(615)内的活塞(620)，活塞(620)将气缸(615)分为活塞(620)上方的上腔室(635)和活塞(620)下方的下腔室(640)；
包括先导室部分(515)的阀室(355)；
可以在第一和第二位置之间移动的滑阀(360)，滑阀(360)包括直径缩小部分(480)和直径扩大部分(485)，直径扩大部分(485)暴露给先导室部分(515)；
D形阀板(375)，包括与上腔室(635)连通的第一D形阀口(455)、与下腔室(640)连通的第二D形阀口(460)以及与大气连通的D形阀排气口(465)；
D形阀(370)，具有围绕凹面(520)的平面，平面与D形阀板(375)滑动接触并且凹面(520)面向D形阀板(375)，D形阀(370)通过空动互连(525)耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，D形阀(370)可以随着滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第一位置时露出第一D形阀口(455)以将原动流体引入上腔室(635)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第一位置时将第二D形阀口(460)设置为与D形阀排气口(465)连通以将下腔室(640)设置为与大气连通，其中D形阀(370)在D形阀(370)处于第二位置时露出第二D形阀口(460)以将原动流体引入下腔室(640)内，D形阀(370)的凹面(520)在D形阀(370)处于第二位置时将第一D形阀口(455)设置为与D形阀排气口(465)连通以将上腔室(635)设置为与大气连通；
先导阀板(385)，包括与先导室部分(515)连通的第一先导口(470)以及与大气连通的第二先导口(475)；
先导阀(380)，具有围绕凹面(530)的平面，平面与先导阀板(385)滑动接触并且凹面(530)面向先导阀板(385)，先导阀(380)被耦合至滑阀(360)的直径缩小部分(480)，先导阀(380)可以随着滑阀(360)在与滑阀(360)相应的第一和第二位置相对应的第一和第二位置之间移动，其中先导阀(380)在先导阀(380)处于第一位置时露出第一先导口(470)以将原动流体引入先导室(515)内，并且其中先导阀(380)的凹面(530)在先导阀(380)处于第二位置时将第一和第二先导口(470,475)设置为彼此连通以将先导室(515)设置为与大气连通，其中将原动流体引入先导室(515)内就将滑阀(360)移动到第一位置，其中将先导室(515)暴露给大气有助于将滑阀(360)移动到第二位置；
致动杆(625)，具有第一端(650)以及与第一端(650)相对的第二端(660)，第一端(650)通过空动连接(490,655)与滑阀(360)互连，第二端(660)通过空动连接(725,665)与活塞(620)互连，以使得活塞(620)的向上移动帮助滑阀(360)从第二位置向第一位置移动，并且使得活塞(620)的向下移动帮助滑阀(360)从第一位置向第二位置移动；
与活塞(620)互连用于随之往复移动的输出杆(710)；
活塞泵(120)，包括泵缸(170)、出口(175)和单向阀，单向阀被支撑用于在泵缸(170)内往复移动并且可操作用于从单向阀下方向出口(175)移动流体，单向阀与输出杆(710)互连以促使单向阀往复移动，从而将要被泵送的流体从泵缸(170)内经出口(175)送出转移至所需目的地；
邻近与D形阀平面靠着滑动的表面相对的D形阀板(375)表面的歧管盖(315)，歧管盖(315)包括具有第一纵向轴线(1160)的上腔室端口(410)，上腔室端口(410)与第一D形阀口(455)连通；
安装在气缸(615)上并且界定出上腔室(635)顶端的顶板(610)，顶板(610)包括具有第二纵向轴线(1170)的顶板端口(648)，第二纵向轴线(1170)与第一纵向轴线(1160)不共线；
在上腔室端口(410)和顶板端口(648)之间连通并且包括纵向轴线(1010)的落管(425)，纵向轴线(1010)相对于第一纵向轴线(1160)和第二纵向轴线(1170)中的每一个所成角度在约0度到约10度之间，落管(425)具有基本不变的内径(1090)，基本为球茎状的第一端(1020)，基本为球茎状的第二端(1030)，还有界定在相应的球茎状的第一和第二端(1020,1030)内的第一和第二槽(1110)；以及
位于相应的第一和第二槽(1110)内的第一和第二密封件(1125)，第一和第二密封件(1125)在上腔室端口(410)和顶板端口(648)内不透气地密封落管(425)的外表面。
12.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，基本为球茎状的第一端(1020)界定出第一外径(1070)，其中第一槽(1110)界定出小于第一外径(1070)的第二外径(1080)；其中基本为球茎状的第二端(1030)界定出等于第一外径(1070)的第三外径(1070)；其中第二槽(1110)界定出等于第二外径(1080)的第四外径(1080)；其中落管(425)进一步包括位于基本为球茎状的第一端(1020)和基本为球茎状的第二端(1030)之间的中间部分(1040)，中间部分(1040)具有基本等于第一和第三直径(1070)的外径(1070)。
13.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，落管(425)是单独的整体部件。
14.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，落管(425)进一步界定出位于基本为球茎状的第一端(1020)和中间部分(1040)之间的第一直径缩小部分(1050)以及位于基本为球茎状的第二端(1030)和中间部分(1040)之间的第二直径缩小部分(1050)，并且其中第一和第二直径缩小部分(1050)界定出基本等于第二外径(1080)的外径。
15.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，第一和第二密封件(1125)均为单件式O形环密封件。
16.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，第一密封件(1125)大致位于基本为球茎状的第一端(1020)的中部。
17.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，基本为球茎状的第一端(1020)包括第一弧形斜面(1120)和第二弧形斜面(1120)，其中第一和第二弧形斜面(1120)基本上沿着由基本为球茎状的第一端(1020)界定的弧线延伸，其中第一槽(1110)位于第一弧形斜面(1120)和第二弧形斜面(1120)之间，以使得通过第一和第二弧形斜面(1120)将第一密封件(1125)保持在第一槽(1110)内。
18.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，多于一半长度的落管(425)具有基本等于第一外径(1070)的外径。
19.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，第一密封件(1125)界定出大于第一外径(1070)的外径。
20.如权利要求11所述的泵装置，其特征在于，所述角度至少为5度。
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