CN103993912B - 凸轮传动蒸汽机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：包括与供汽阀连通的配汽阀，配汽阀内设有往复滑阀，往复滑阀连杆的一端联动有凸轮旋转往复转换机构，与配汽阀连通有蒸汽机组的气缸，气缸内的活塞往复连杆联动有凸轮旋转往复转换机构；凸轮旋转往复转换机构的旋转主轴一端联接设备做功，一端联动配汽机构的凸轮旋转往复转换机构；动力系统凸轮旋转往复转换机构转轴连接有转速传感器，与转速传感器连接有控制系统，控制系统根据转速控制供汽阀的开启角度。与现有技术相比，具有转换效率高、结构简单的优点。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种蒸汽机组，尤其是一种新型凸轮传动蒸汽机组。
背景技术
现有机械往复旋转转换机构，使用曲轴连杆等摆臂滑块机构，往复旋转变换时摆臂消耗大量的功，运行噪音大。
发明内容
本发明创造的目的就是要提供一种新型凸轮传动蒸汽机组，本发明创造通过凸轮与往复连杆实现转换，与现有的曲轴连杆相比，具有转换效率高、结构简单、运行噪音小的优点，节能环保。
为达到上述目的，本发明创造采用以下技术方案：
一种新型凸轮传动蒸汽机组，包括与供汽阀连通的配汽阀，配汽阀内设有往复滑阀，往复滑阀连杆的一端联动有配气机构凸轮旋转往复转换装置，与配汽阀连通有蒸汽机组的气缸，气缸内的活塞往复连杆联动有动力系统凸轮旋转往复转换机构；动力系统凸轮旋转往复转换机构的旋转主轴一端联接做功设备、另一端联动配气机构凸轮旋转往复转换装置，动力系统凸轮旋转往复转换机构转轴连接有转速传感器，与转速传感器连接有控制系统，控制系统根据转速控制供汽阀的开启角度。
进一步的，所述的配气机构凸轮旋转往复转换装置或者动力系统凸轮旋转往复转换机构各包括两个平行的直线转轴：同步转动的主轴以及辅轴；主轴、辅轴上设有至少一组配合的凸轮单元，每组凸轮单元至少包括分别位于两个转轴上的一个凸轮；每组凸轮单元联动有上述往复连杆或者阀杆；每组凸轮单元的凸轮的曲线满足凸轮运动过程中，位于不同转轴的凸轮表面的最外端端面之间或者两最近端面之间的竖直距离保持不变。
进一步的，所述的动力系统凸轮旋转往复转换机构的主轴与配气机构凸轮旋转往复转换装置的主轴共轴连接。
进一步的，所述主轴、辅轴端部设有两个同规格啮合的齿轮。
进一步的，所述旋转往复转换机构的凸轮单元设有多组，对称分布于对应主轴、辅轴两侧。
进一步的，所述凸轮单元的位于不同转轴的凸轮内侧之间设有随动轴或者在凸轮外侧设有框型结构，随动轴或者框型结构与往复连杆或者阀杆连接。
进一步的，所述气缸的排气管连通有排气母管，排气母管与用户热管道相通。
进一步的，所述气缸中，首级气缸入口与配汽阀连通，然后首级气缸的两出口连通配汽阀后连接下一级气缸，下一级气缸经配汽阀后连接下下一级气缸，最后一级气缸的两个出口经配汽阀排出。
进一步的，还包括有负压冷凝器，气缸的出口与负压冷凝器连通，凝结水用水泵供入锅炉。
进一步的，上一级气缸的工作容积小于下一级气缸工作容积。
本发明创造的工作原理以及有益效果表现在：
本发明创造主要包括两套旋转往复转换机构，其中一套为机组自身的旋转往复转换机构，高压蒸汽进入气缸通过此旋转往复转换机构将往复运动转为旋转运动并作为输出动力；另一套用于调节配汽阀，将旋转运动转化为往复运动，往复运动用于开启或者关闭配汽阀的配汽通道。
且本发明创造的两套旋转往复转换机构联动，将动力系统凸轮旋转往复转换机构的主轴与配气机构凸轮旋转往复转换装置的主轴共轴连接，即：动力系统凸轮旋转往复转换机构的旋转输出运动为配气机构凸轮旋转往复转换装置的旋转输入运动，实现同步转动。
同时，在动力系统凸轮旋转往复转换机构的旋转输出还带动有转速传感器，转速传感器的连接控制系统，控制系统控制供汽阀的开启力度，形成反馈，达到控制转速的目的。
所述的旋转往复转换机构包括两个平行的直线转轴：同步转动的主轴以及辅轴，（本发明创造的主轴和辅轴仅是名称的区别，可以互为主辅轴）；主轴、辅轴上设有至少一对配合的凸轮单元，通过凸轮单元带动往复机构（连杆或者阀杆）运动，反之亦然，实现转换。
每对凸轮单元至少包括分别位于两个转轴上的一个凸轮；每对凸轮单元联动有往复连杆或者阀杆；每对凸轮单元的凸轮的曲线满足凸轮运动过程中，位于不同转轴的凸轮表面的最外端端面（外侧）之间或者两最近端面之间（内侧）的竖直距离保持不变，可在内、侧设置随动部件：随动杆或者框架式结构，其中随动杆位于凸轮内侧，框架结构位于凸轮的外侧。利用内、外侧的距离不变从而使得推动随动杆或者框架式结构往复运动，实现往复推动随动部件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为本发明创造实施例结构示意图；
图2为一组凸轮单元三个凸轮示意图；
图3为一组凸轮单元两个凸轮示意图；
图4为往复机构的另一端连接空压机示意图；
图5为多级串行连接示意图。
具体实施方式
下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种新型凸轮传动蒸汽机组，包括两组旋转往复转换结构：
一套用于将连杆1往复运动转换为旋转运动，为动力系统凸轮旋转往复转换机构，其旋转输出带动设备发电；
另一套为将旋转运动转换为往复运动，为配气机构凸轮旋转往复转换装置，阀杆2在导向槽下往复运动带动配汽阀3；然后配汽阀3给机组往复转换机构的气缸4进行供气。
动力系统凸轮旋转往复转换机构输出轴连接有转速传感器5，与转速传感器5连接有控制系统6，控制系统6根据转速控制供汽阀7的开启角度，从控制配汽阀3内的气体压力，从而达到反馈自调节的目的。
每套旋转往复转换机构（装置）包括两个平行的直线转轴8：同步转动的主轴以及辅轴；主轴、辅轴上设有至少一对配合的凸轮单元9，每对凸轮单元至少包括分别位于两个转轴上的一个凸轮91；每对凸轮单元联动有上述连杆或者阀杆。
本实施例中，原动力为高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽经供汽阀7进入到配汽阀3，然后经配汽阀3进入到气缸4；如图1所示。
所述凸轮单元9的带动有随动部件，随动部件与往复连杆或者阀杆连接。
对于凸轮单元9，可以为一对也可以为多对，凸轮单元的对数可以通过设有需要设定，本实施例中每组旋转往复转换单元设有四个凸轮单元。
每组凸轮单元9的凸轮91表面曲线满足：其中主轴上的凸轮与辅轴上的凸轮中，凸轮外侧距离A，凸轮内侧距离B在凸轮随着转轴转动时，A、B不变，图2所示。
一般情况下，每组凸轮单元包括位于两个转轴上的凸轮，每个转轴上设有可各设有一个凸轮，图3所示；当然也可以设置三个凸轮，一个凸轮与两个凸轮配合，比如本实施例，图1、2所示。如果再多凸轮，比如两侧各设置两个就成了两组凸轮单元，可以通过调节凸轮的角度，从而使得两组凸轮单元甚至更多组凸轮单元带动一个随动部件，与本实施例无明显的差异。
具体转换通过如下结构：
方式一：在两凸轮的内侧之间设有随动部件，本实施例采用随动轴的形式，随动轴与两凸轮为间隙配合，图1-2所示，当然随动轴也可以为等同的其他部件，比如是随动块，本实施例中，在随动轴外、与凸轮对应的位置处套设有轴承，以进一步减小摩擦。
此种方式下，在往复连杆上设置有槽体，转轴穿过槽体，槽体具有一定的宽度，满足往复连杆往复运动时，转轴与往复连杆相互不会干扰。
方式二：
在两凸轮的外侧之间设有随动部件，本实施例采用框架结构的形式，框架与两凸轮为间隙配合。
当然，框架结构可以由一对凸轮单元联动，也可以采用多对凸轮单元联动，本实施例未画出。
同理，为防止干扰，在框架结构上设置有槽体，转轴穿过槽体，槽体具有一定的宽度，满足往复连杆往复运动时，转轴与框架结构相互不会干扰。
主轴、辅助同步转动通过以下方式实现：所述阀杆或者动力系统凸轮旋转往复转换机构的主轴、辅轴端部设有两个同尺寸、结构相同的啮合齿轮10。
本实施例中两主轴同步转动通过如下方式实现：所述的动力系统凸轮旋转往复转换机构的主轴与配气机构凸轮旋转往复转换装置的主轴共轴连接。
如上所述机组或者配气机构凸轮旋转往复转换装置的凸轮单元设有多组，本实施例设有四组，当然也不能排除设置其他的形式，此四组凸轮单元对称分布于对应主轴、辅轴两侧。
当然，也可以有其他方式，比如图4所示，采用两组动力往复连杆与配套的气缸，另外两组气缸不与配汽阀连通而是通过单向阀与空压机连接。
对于经过气缸的气体有以下三种方式：
1、经过做功后的高温高压气体仍有余热，将所述气缸的排气管连通有排气母管，排气母管与用户热管道相通，这样，将高温的气体进行余热利用。
2、所述气缸中，首级气缸入口与配汽阀连通，然后首级气缸的两出口连通配汽阀后连接下一级气缸，下一级气缸经配汽阀后连接下下一级气缸，最后一级气缸的两个出口经配汽阀排出，下一级气缸大于上一级气缸，使蒸汽逐级膨胀做功，这样可以有效利水蒸汽能量，图5所示。
3、在设备中添加负压冷凝器，气缸的出口与负压冷凝器连通，凝结水经水泵供入锅炉，有效减少水的消耗。
Claims (9)
1.一种凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：包括与供汽阀连通的配汽阀，配汽阀内设有往复滑阀，往复滑阀连杆的一端联动有配气机构凸轮旋转往复转换装置，与配汽阀连通有蒸汽机组的气缸，气缸内的活塞往复连杆联动有动力系统凸轮旋转往复转换机构；动力系统凸轮旋转往复转换机构的旋转主轴一端联接做功设备、另一端联动配气机构凸轮旋转往复转换装置，动力系统凸轮旋转往复转换机构转轴连接有转速传感器，与转速传感器连接有控制系统，控制系统根据转速控制供汽阀的开启角度；所述的配气机构凸轮旋转往复转换装置与动力系统凸轮旋转往复转换机构均包括两个平行的直线转轴：同步转动的主轴以及辅轴；主轴、辅轴上设有至少一组配合的凸轮单元，每组凸轮单元至少包括分别位于两个转轴上的一个凸轮；每组凸轮单元联动有上述往复滑阀连杆或者活塞往复连杆；每组凸轮单元的凸轮的曲线满足凸轮运动过程中，位于不同转轴的凸轮表面的最外端端面之间以及两最近端面之间的竖直距离保持不变。
2.根据权利要求1所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：所述的动力系统凸轮旋转往复转换机构的主轴与配气机构凸轮旋转往复转换装置的主轴共轴连接。
3.根据权利要求1所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：所述主轴、辅轴端部设有两个同规格啮合的齿轮。
4.根据权利要求1所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：所述旋转往复转换机构的凸轮单元设有多组，对称分布于对应主轴、辅轴两侧。
5.根据权利要求1所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：所述凸轮单元的位于不同转轴的凸轮内侧之间设有随动轴或者在凸轮外侧设有框型结构，随动轴或者框型结构与往复滑阀连杆或者活塞往复连杆连接。
6.根据权利要求1所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：所述气缸的排气管连通有排气母管，排气母管与用户热管道相通。
7.根据权利要求1所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：所述气缸中，首级气缸入口与配汽阀连通，然后首级气缸的两出口连通配汽阀后连接下一级气缸，下一级气缸经配汽阀后连接下下一级气缸，最后一级气缸的两个出口经配汽阀排出。
8.根据权利要求1所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：还包括有负压冷凝器，气缸的出口与负压冷凝器连通，凝结水用水泵供入锅炉。
9.根据权利要求7所述的凸轮传动蒸汽机组，其特征在于：上一级气缸的工作容积小于下一级气缸工作容积。
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