CN104481847B - 流体转移装置用的缸体的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种流体转移装置用的缸体的设计方法。所述缸体设置有输入通道、输出通道以及收纳腔，其特征在于在所述缸体上设置阀腔，使阀腔贯穿缸体；将收纳腔沿阀腔的径向设置，将收纳腔设置成具有柱状部和喇叭状收口部，将柱状部与收口部同轴设置，使收口部的首端的直径小于收纳腔的内径，在收口部的首端与收纳腔的末端的结合处设置定位面，使定位面与缸套的端面配合，缸套包裹收纳腔，使收纳腔的末端、输入通道的末端及输出通道的末端与阀腔连通，使收口部的末端的宽度大于第一通道摆动范围的宽度，使输出通道的末端与输入通道的末端间的最小边距大于第二通道的宽度。本发明公开的设计方法实现了流体的单向流动，安装便利，受力合理，运行平稳。

Description

流体转移装置用的缸体的设计方法

技术领域

本发明涉及流体转移装置，尤其但不排它地涉及一种流体转移装置用的缸体的设计方法。

背景技术

内燃机的工作原理大致是：活塞向下运动，混合可燃气体进入汽缸；活塞向上运动压缩可燃气体；火花塞点燃可燃气体使其爆炸，爆炸后的高温高压气体对活塞作功，使活塞往下运动，活塞通过连杆，将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动；由于惯性的作用，曲轴继续转动，曲轴通过连杆将曲轴的旋转运动转换为活塞的直线运动，活塞向上推送废气，使其排出汽缸。简而言之，吸气→压缩→作功→排气。能否在现有内燃机的结构基础上进行改造，去除“压缩→作功”过程，保留“吸气→排气”过程，进而将改造后的装置用在抽气或者压缩空气或者抽水或者扬水的场合。

发明内容

技术问题

能否在现有内燃机的缸体的结构基础上进行改造，去除“压缩→作功”过程，保留“吸气→排气”过程，进而将改造后的缸体用在抽气或者压缩空气或者抽水或者扬水的场合。

技术方案

本发明的目的在于解决上述问题，并提供一种流体转移用的缸体的设计方法。

为此，本发明提供一种流体转移装置用的缸体的设计方法，所述缸体包括输入通道、输出通道以及收纳腔，其特征在于在所述缸体上设置圆柱状的阀腔，使阀腔贯穿缸体；将收纳腔被设置成柱状结构且沿阀腔的径向设置，将收纳腔设置成具有柱状部和喇叭状收口部，将柱状部与收口部同轴设置，使收口部的首端的直径小于收纳腔的内径，在收口部的首端与收纳腔的末端的结合处形成定位面，使定位面与缸套的端面配合，缸套包裹收纳腔，将收纳腔的末端、输入通道的末端及输出通道的末端设置成与阀腔连通，将输入通道的首端和输出通道的首端设置成延伸到缸体的外表面，使收纳腔的柱状部与外界连通，使收口部的末端的宽度大于阀腔内转动的阀芯的第一通道摆动范围的宽度，使输出通道的末端与输入通道的末端间的最小边距大于阀芯的第二通道的宽度。

具体地，阀腔沿其轴向同轴地设置有两条限位凹槽，两条限位凹槽的中间区域为收纳腔的末端、输入通道的末端及输出通道的末端所在的区域。

优选地，将阀腔设置于所述缸体的正中间，使四个收纳腔以阀腔的轴线为轴线环形均布阵列，在两个收纳腔的中间区域镜像设置一个输入通道和一个输出通道。

有利地，使输入通道的首端和输出通道的首端的直径大于其末端的直径，且首端均设置有供外界联接用的螺纹，使输入通道的末端和输出通道的末端之间的距离小于输入通道的首端和输出通道的首端之间的距离，在输入通道或者输出通道与收纳腔间设置有贯穿缸体的通风孔，缸体产生的热量可通过通风孔中的气流将热量转走。

具体地，缸体设置有前端面和后端面，前端面和后端面平行于四个收纳腔的轴线所在的平面，前端面和后端面各设置有盲孔，盲孔的底部同轴设置有螺纹孔，盲孔以阀腔的轴线为轴环形均布阵列，盲孔被设置成与支撑柱可拆卸配合。

有利地，缸体的前端面和后端面设置有容纳摆臂的凹台，凹台与阀腔同轴设置，凹台的底部通过斜面与阀腔过渡连接。

有益效果

1.由于收纳腔的收口部的末端的宽度大于阀腔内转动的阀芯的第一通道摆动范围的宽度，所以，阀芯摆动的过程中，收纳腔始终与阀芯的第一通道连通。

2.由于输出通道的末端与输入通道的末端间的最小边距大于阀芯的第二通道的宽度，所以，缸体的输入通道或者输出通道不会同时与阀芯的第二通道连通，保证了输出端的流体不会往输入端转移，即实现了流体的单向流动。

3.缸体的端面采用盲孔与螺纹孔设计具有如下优点：a.盲孔限制支撑柱的轴向自由度和径向自由度，使得活塞在工作过程中避免零件位移而造成装置震动。b.提高了零件装配时的便利性，通过缸体上的盲孔可快速方便地放置支撑柱。c.同时也最大限度的发挥支撑柱的支撑作用，通过支撑柱插入盲孔的那部分柱面支撑彼此，避免了紧固螺钉受径向剪切力的作用，使得螺钉仅仅受轴向的拉力作用，受力合理。

附图说明

在下面参照附图对作为非限制性实施例给出的实施方式的说明中，本发明及其优越性将得到更好的理解，附图如下：

图1是沿四个收纳腔的轴线所在平面剖切后的转移装置的正视图；

图2是本发明公开的缸体的单个收纳腔的全剖试图；

图3是本发明公开的缸体安装于流体转移装置的示意图；

图4本发阿明公开的缸体的立体图；

图5是沿四个收纳腔的轴线所在平面剖切后的缸体的正视图；

附图标记说明

1.收纳腔；2.活塞；3.阀芯；4.输入通道；5.输出通道；6.触发轮；7.第一通道；8.第二通道；9.摆臂；10.收口部；11.定位面；12.柱状部；13.通风孔；14.阀腔；15.限位凹槽；16.盲孔；17.螺纹孔；18.凹台。

具体实施方式

为了区分构件的首端和末端，本申请将靠近阀腔14的轴线的那端称之为该构件的末端，而远离阀腔14的轴线的那端称之为首端。

参照图1为本发明公开的流体转移装置，为了提高装置的转移效率，所述流体转移装置设置四个活塞2单元，四个活塞2单元以阀腔14的轴线为轴线环形均布阵列。将主体上的四个输入通道4和四个输出通道5中的三个输入通道4和三个输出通道5用塞块密封，塞块借助螺纹与缸体可拆卸联接，转移装置仅保留一个输入通道4和一个输出通道5。

在外界动力的作用下，带有活塞2环的活塞2在收纳腔1内的缸套内密闭式往复移动，同时，触发轮6也在转动，阀芯3摆臂9与触发轮6的间歇式联动，使得阀芯3在缸体的阀腔14内来回摆动，即阀芯3的第二通道8在输入通道4和输出通道5之间来回摆动，阀芯3的第一通道7在来回摆动，实现了收纳腔1与缸体的输入通道4或者输出通道5连通。

由于收纳腔1的收口部10的末端的宽度大于阀腔14内转动的阀芯3的第一通道7摆动范围的宽度，所以，阀芯3摆动的过程中，收纳腔1始终与阀芯3的第一通道7连通。

当活塞2做提拉移动时，阀芯3的第二通道8与缸体的输入通道4连通，流体在外界压力的作用下依次经过缸体的输入通道4，阀芯3的第二通道8和第一通道7，最终进入收纳腔1，实现了流体的输入。

当活塞2做下压移动时，阀芯3的第二通道8与缸体的输出通道5连通，收纳腔1内的流体在活塞2的作用力下依次经过阀芯3的第一通道7、第二通道8，最终从缸体的输出通道5被压出，实现了流体的输出。

由于输出通道5的末端与输入通道4的末端间的最小边距大于阀芯3的第二通道8的宽度，所以，缸体的输入通道4或者输出通道5不会同时与阀芯3的第二通道8连通，保证了输出端的流体不会往输入端转移。

参照图5，缸体的正中间设置有与阀芯3密闭转动配合的阀腔14，四个收纳腔1以阀腔14的轴线为轴线环形均布阵列，一个输入通道4和一个输出通道5镜像设置于两个收纳腔1的中间区域。由于均布设置，提高了整个装置的稳定性。收纳腔1被设置成柱状结构且沿阀腔14的径向设置。收纳腔1的末端、输入通道4的末端及输出通道5的末端被设置成与阀腔14连通，输入通道4的首端和输出通道5的首端被设置成延伸到缸体的外表面，收纳腔1的柱状部12与外界连通。

输入通道4的首端和输出通道5的首端的直径大于其末端的直径，且首端均设置有供外界联接用的螺纹，输入通道4的末端和输出通道5的末端之间的距离小于输入通道4的首端和输出通道5的首端之间的距离，这样的设计提高了外界联接件安装的便利性。输入通道4或者输出通道5与收纳腔1间设置有贯穿缸体的通风孔13，缸体产生的热量可通过通风孔13中的气流将热量转走。

参照图4，贯穿缸体的圆柱状阀腔14沿其轴向同轴地设置有两条限位凹槽15，两条限位凹槽15的中间区域为收纳腔1的末端、输入通道4的末端及输出通道5的末端所在的区域。缸体设置有前端面和后端面，前端面和后端面平行于四个收纳腔1的轴线所在的平面，前端面和后端面各设置有盲孔16，盲孔16的底部同轴设置有螺纹孔17，盲孔16以阀腔14的轴线为轴线环形均布阵列，盲孔16被设置成与支撑柱可拆卸配合。采用盲孔16与螺纹孔17设计具有如下优点：

1.支撑柱插入盲孔16后，盲孔16限制支撑柱的轴向自由度和径向自由度，使得活塞2在工作过程中避免零件位移而造成装置震动。2.提高了零件装配时的便利性，通过缸体上的盲孔16可快速方便地放置支撑柱。3.同时也最大限度的发挥支撑柱的支撑作用，通过支撑柱插入盲孔16的那部分柱面支撑彼此，避免了紧固螺钉受径向剪切力的作用，使得螺钉仅仅受轴向的拉力作用。

缸体的前端面和后端面设置有容纳摆臂9的凹台18，凹台18与阀腔14同轴设置，凹台18的底部通过斜面与阀腔14过渡连接。

参照图2，收纳腔1设置有柱状部12和喇叭状收口部10，柱状部12与收口部10同轴设置，收口部10的首端的直径小于收纳腔1的内径，收口部10的首端与收纳腔1的末端形成定位面11，定位面11被设置成与缸套的端面配合，缸套包裹收纳腔1，缸套与缸体过盈配合。

参照图3，阀芯3在缸体的阀腔14内密闭式转动，阀芯3被两个挡圈限位在阀腔14的两条限位凹槽15之间。与阀芯3可拆卸联接的摆臂9在缸体的凹台18内摆动。

以下介绍本发明公开的流体转移装置用的缸体的设计方法的具体应用。

1. 将流体转移装置的入口通过水管联接水井，出口通过水管联接蓄水塔。由于收纳腔1内的活塞2的提拉动作，可在收纳腔1内形成一个负压区，在大气压的作用下，可将与入口联接的水管内的空气通过输入通道4进入第二通道8，再经过汇流腔进入第一通道7，最终空气被压入收纳腔1。由于收纳腔1内的活塞2的下压动作，可将收纳腔1内的空气通过第一通道7压入汇流腔，再通过第二通道8进入输出通道5，进而沿着出口的水管进入蓄水塔。

与入口联接的水管中的空气被完全转移走后，由于收纳腔1内的活塞2的提拉动作，可在收纳腔1内形成一个负压区，在大气压的作用下，可将水井里的水通过第二通道8和第一通道7压入收纳腔1。由于收纳腔1内的活塞2的下压动作，可将收纳腔1内的水通过第一通道7和第二通道8压出输出通道5的端口，因液体的近似不可压缩性，输出通道5的端口可输出有等压力的水流，因此出口处的水流可借助压力通过水管爬升一定高度后进入蓄水塔。所以本装置可将一定深度的水井里的水转移到一定高度的蓄水塔内。即使与入口联接的水管内还留有空气的情况下，本装置也能实现水的抽取与压出。

2. 将流体转移装置的入口联接大气，出口通过管道联接储气罐。由于收纳腔1内的活塞2的提拉动作，可在收纳腔1内形成一个负压区，在大气压的作用下，可将入口附近的空气通过第二通道8和第一通道7压入收纳腔1。由于收纳腔1内的活塞2的下压动作，可将收纳腔1内的空气通过第一通道7和第二通道8压出输出通道5的端口，因气体的可压缩性，输出通道5的端口可输出小压力的气流，当这些小压力的气流通过储气罐汇集后，可形成一个有一定压力的气团，即本装置可当空气压缩机使用。

3. 将流体转移装置的入口联接一密闭容器，而出口联接大气。由于收纳腔1内的活塞2的提拉动作，可在收纳腔1内形成一个负压区，在密闭容器的当前气压的作用下，可将密闭容器内的气体通过第二通道8和第一通道7压入收纳腔1。由于收纳腔1内的活塞2的下压动作，可将收纳腔1内的气体通过第一通道7和第二通道8压出输出通道5的端口，进入大气，因此则本装置可将密闭容器内的气体抽出，使密闭容器内的气压降低。所以本装置可当抽气泵使用。

Claims (6)

1.一种流体转移装置用的缸体的设计方法，所述缸体设置有输入通道（4）、输出通道（5）以及收纳腔（1），其特征在于在所述缸体上设置圆柱状的阀腔（14），使阀腔（14）贯穿缸体；将收纳腔（1）设置成柱状结构且沿阀腔（14）的径向设置，将收纳腔（1）设置成具有柱状部（12）和喇叭状收口部（10），将柱状部（12）与收口部（10）同轴设置，使收口部（10）的首端的直径小于柱状部（12）的内径，在收口部（10）的首端与柱状部（12）的末端结合处设置定位面（11），使定位面（11）与缸套的端面配合，缸套包裹收纳腔（1），将收纳腔（1）的末端、输入通道（4）的末端及输出通道（5）的末端设置成与阀腔（14）连通，将输入通道（4）的首端和输出通道（5）的首端设置成延伸到缸体的外表面，将收纳腔（1）的柱状部（12）设置成与外界连通，使收口部（10）的末端的宽度大于阀腔（14）内转动的阀芯（3）的第一通道（7）摆动范围的宽度，使输出通道（5）的末端与输入通道（4）的末端间的最小边距大于阀芯（3）的第二通道（8）的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种流体转移装置用的缸体的设计方法，其特征在于所述的阀腔（14）沿其轴向同轴地设置有两条限位凹槽（15），两条限位凹槽（15）的中间区域为收纳腔（1）的末端、输入通道（4）的末端及输出通道（5）的末端所在的区域。

3.根据权利要求1或者2中任一项所述的一种流体转移装置用的缸体的设计方法，其特征在于将所述的阀腔（14）设置于所述缸体的正中间，将四个收纳腔（1）设置成以阀腔（14）的轴线为轴线环形均布阵列，在相邻两个收纳腔（1）的中间区域镜像设置一个输入通道（4）和一个输出通道（5）。

4.根据权利要求3所述的一种流体转移装置用的缸体的设计方法，其特征在于将所述的输入通道（4）的首端和输出通道（5）的首端的直径设置成大于其各自末端的直径，且首端均设置有供外界联接用的螺纹，将输入通道（4）的末端和输出通道（5）的末端之间的距离设置成小于输入通道（4）的首端和输出通道（5）的首端之间的距离，在输入通道（4）或者输出通道（5）与收纳腔（1）间设置贯穿缸体的通风孔（13），缸体产生的热量可通过通风孔（13）中的气流将热量转走。

5.根据权利要求4所述的一种流体转移装置用的缸体的设计方法，其特征在于所述的缸体设置有前端面和后端面，前端面和后端面平行于四个收纳腔（1）的轴线所在的平面，在前端面和后端面各设置有盲孔（16），盲孔（16）的底部同轴设置有螺纹孔（17），盲孔（16）以阀腔（14）的轴线为轴线环形均布阵列，将盲孔（16）设置成与支撑柱可拆卸配合。

6.根据权利要求5所述的一种流体转移装置用的缸体的设计方法，其特征在于在所述的缸体的前端面和后端面设置容纳摆臂（9）的凹台（18），将凹台（18）与阀腔（14）同轴设置，凹台（18）的底部通过斜面与阀腔（14）过渡连接。