CN104564161B - 一种滑片式膨胀做功机 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供一种滑片式膨胀做功机，包括外壳、转轴、卡槽、弹簧、滑片、进气管和排气管；所述外壳为椭圆形结构，其短轴长度与转轴直径长度相等；所述转轴外表面的同一圆周上设有若干卡槽，且均匀对称分布；所述弹簧的一端与卡槽底部固定连接，所述弹簧的另一端与滑片一端固定连接，所述滑片的另一端与外壳内表面相接触；所述转轴将外壳内部分为上工作腔和下工作腔；所述进气管和排气管分别与工作腔两侧连通。本发明创造具有的优点是：固定容积比的膨胀机，膨胀等熵效率高；转轴和外壳同心的设计具有振动小、侧压力小、摩擦小、体积小、可以高速运转等优势；整机结构可靠性高，造价低，能耐实现耐受高温气体、等熵膨胀效率高等工作效果。

Description

一种滑片式膨胀做功机
技术领域
本发明创造属于膨胀做功机领域，尤其是涉及一种滑片式膨胀做功机。
背景技术
膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得能量的机械。
膨胀做功机主要是通过涡轮进行膨胀做功，该结构主要具有结构简单、功率输出较大等优点，但是该结构也存在难以忍受高温、等熵膨胀效率低等弊端，需要技术人员进一步研究开发能够更加耐受高温并且适应实际生产需要的新型膨胀做功机。
发明内容
本发明创造要解决的问题是提供一种能够耐受高温气体、等熵膨胀效率高的滑片式膨胀做功机。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种滑片式膨胀做功机，包括外壳、转轴、卡槽、弹簧、滑片、进气管和排气管；
所述外壳为椭圆形结构，所述外壳的短轴长度与转轴直径长度相等；
所述转轴外表面的同一圆周上设有若干卡槽，所述卡槽均匀分布且在同一直径所在直线上设有一对相互对称的卡槽；所述弹簧的一端与卡槽底部固定连接，所述弹簧的另一端与滑片一端固定连接，所述滑片的另一端与外壳内表面相接触；在弹簧自由长度时，在转轴的同一直径所在直线上的弹簧和滑片构成的结构长度不小于所述外壳的长径长度；所述滑片高度与弹簧压缩时的高度的总和不大于卡槽深度；
所述进气管包括上进气管和下进气管；
所述排气管包括上排气管和下排气管；
所述转轴设置于外壳内部，所述转轴轴心与所述外壳的长轴与短轴交点相重合；
所述转轴将外壳内部分为上工作腔和下工作腔；所述外壳上工作腔外表面两侧分别与上进气管和上排气管连通，所述外壳下工作腔外表面两侧分别与下进气管和下排气管连通，所述上进气管与下排气管同侧设置，所述上排气管与下进气管同侧设置。
优选地，所述卡槽数量不小于四个。
优选地，所述转轴轴向同一直线上设有若干卡槽，且均匀分布。
本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明创造提供的滑片式膨胀做功机，为固定容积比的膨胀机，膨胀等熵效率高；转轴和外壳同心的设计具有振动小、侧压力小、摩擦小、体积小、可以高速运转等优势；采用滑片结构的设计成本低廉；外壳和转轴可以冷却，能够耐受高温气体；整机结构可靠性高，造价低，能耐实现耐受高温气体、等熵膨胀效率高等工作效果。
附图说明
图1是本发明创造结构示意图；
图中：1-外壳，11-上工作腔，12-下工作腔，2-转轴，3-卡槽，4-弹簧，5-滑片，6-进气管，61-上进气管，62-下进气管，7-排气管，71-上排气管，72-下排气管，8-环境，9-高温高压气体边界。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
一种滑片式膨胀做功机，包括外壳1、转轴2、卡槽3、弹簧4、滑片5、进气管6和排气管7；
所述外壳1为椭圆形结构，所述外壳1的短轴长度与转轴2直径长度相等；
所述转轴2外表面的同一圆周上设有若干卡槽3，所述卡槽3数量不小于四个，所述卡槽3均匀分布且在同一直径所在直线上设有一对相互对称的卡槽3；若干所述卡槽3也可同时在转轴2外表面的轴向同一直线上设置，且均匀分布；所述弹簧4的一端与卡槽3底部固定连接，所述弹簧4的另一端与滑片5一端固定连接，所述滑片5的另一端与外壳1内表面相接触；在弹簧4自由长度时，在转轴2的同一直径所在直线上的弹簧4和滑片5构成的结构长度不小于所述外壳1的长径长度；所述滑片5高度与弹簧4压缩时的高度的总和不大于卡槽3深度；
所述进气管6包括上进气管61和下进气管62；
所述排气管7包括上排气管71和下排气管72；
所述转轴2设置于外壳1内部，所述转轴2轴心与所述外壳1的长轴与短轴交点相重合；
所述转轴2将外壳1内部分为上工作腔11和下工作腔12；所述外壳1上工作腔外11表面两侧分别与上进气管61和上排气管71连通，所述外壳1下工作腔12外表面两侧分别与下进气管62和下排气管72连通，所述上进气管61与下排气管72同侧设置，所述上排气管71与下进气管62同侧设置。
在实际生产中不同气体膨胀比的要求可以通过将进气管6和排气管7设计在不同位置设计实现
实施例1：
逆时针旋转转轴2，容积增大，气体从高温高压气体边界9通过上进气管61进入上工作腔11，直至滑片5转动至与外壳1的长轴所在直线重合的位置时，第一进气冲程结束；转轴2继续逆时针旋转，容积减小，气体从上工作腔11通过上排气管71输出至环境8中，直至滑片5转动至与外壳1短轴所在直线重合的位置时，使滑片5完全压入至卡槽3内，第一排气冲程结束；转轴2继续逆时针旋转，容积增大，气体从高温高压气体边界9通过下进气管62进入下工作腔12，直至滑片5转动至与外壳1的长轴所在直线重合的位置时，第二进气冲程结束；转轴2继续逆时针旋转，容积减小，气体从下工作腔12通过下排气管72输出至环境8中，直至滑片5转动至与外壳1短轴所在直线重合的位置时，使滑片5完全压入至卡槽3内，第二排气冲程结束。根据以上工作过程转轴2旋转一周可以完成两次进气、排气冲程。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种滑片式膨胀做功机，包括外壳、转轴、卡槽、弹簧、滑片、进气管和排气管；所述外壳为椭圆形结构，所述外壳的短轴长度与转轴直径长度相等；所述转轴外表面的同一圆周上设有若干卡槽，所述卡槽均匀分布且在同一直径所在直线上设有一对相互对称的卡槽，其特征在于：所述弹簧的一端与卡槽底部固定连接，所述弹簧的另一端与滑片一端固定连接，所述滑片的另一端与外壳内表面相接触；在弹簧自由长度时，在转轴的同一直径所在直线上的弹簧和滑片构成的结构长度不小于所述外壳的长径长度；所述滑片高度与弹簧压缩时的高度的总和不大于卡槽深度；
所述进气管包括上进气管和下进气管；
所述排气管包括上排气管和下排气管；
所述转轴设置于外壳内部，所述转轴轴心与所述外壳的长轴与短轴交点相重合；
所述转轴将外壳内部分为上工作腔和下工作腔；所述外壳上工作腔外表面两侧分别与上进气管和上排气管连通，所述外壳下工作腔外表面两侧分别与下进气管和下排气管连通，所述上进气管与下排气管同侧设置，所述上排气管与下进气管同侧设置。
2.根据权利要求1所述的一种滑片式膨胀做功机，其特征在于：所述卡槽数量不小于四个。
3.根据权利要求1所述的一种滑片式膨胀做功机，其特征在于：所述转轴轴向同一直线上设有若干卡槽，且均匀分布。
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