CN108138694B - 具有自适应支撑件的双作用膨胀气缸 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种双作用膨胀气缸(1)，所述双作用膨胀气缸包括气缸筒(71)，所述气缸筒与双作用膨胀活塞(2)协作，所述双作用膨胀活塞连接到容纳在传动装置罩壳(8)中的传动装置(3)，同时一端被铰接的中空支柱(13)在其中有杆隧道穿过并且抵靠在所述罩壳(8)上以便支撑所述筒(71)；类似地铰接的张紧螺栓(17)，所述张紧螺栓穿过所述隧道以将所述气缸筒(71)夹紧到所述中空支柱(13)，而下部气缸定心装置(20)和特别经由定心门架(22)紧固到所述传动装置罩壳(8)的上部气缸定心装置(21)使得所述气缸筒(71)能够平行于其纵向轴线但不在垂直于所述轴线的平面内自由地移动。

Description

具有自适应支撑件的双作用膨胀气缸

技术领域

本发明涉及一种具有自适应支撑件的双作用减压气缸，所述气缸能够在高温下工作并且经受来自紧固有所述气缸的传动装置罩壳的不同热膨胀。

背景技术

对于实现从布雷顿循环发动机中受到启发的具有涡轮压缩机、驱动涡轮、燃烧器和再生器的体积再生发动机应该有很大的兴趣。这些发动机构成了某些燃气发电站或诸如由劳斯莱斯WR-21发动机推动的某些船只的主要驱动源。

将注意到，本申请人持有两份有关传递/膨胀和再生热力发动机的法国专利申请。这些申请中的第一份申请于2015年1月30日注册为No.1550762，并且第二份申请注册日期是2015年2月25日并且注册号为No.1551593。

所述发动机与常规布雷顿循环再生发动机的区别在于：通常使用的驱动涡轮被减压气缸代替，所述减压气缸的能量性能通过如在本申请的“功能部分”中所描述的按特殊模式操作的进气和排气计量阀来最大化。

具体而言，进气计量阀的相位调整通过延长气体膨胀直至达到排气压力来使所述气体膨胀的效率最大化。此外，排气计量阀的相位调整被设计成再压缩位于活塞的上死点处的死体积中捕获的残余废气，使得在进气计量阀打开之前，所述气体的压力和温度再次变得等于离开燃烧器的气体的压力和温度。这后一个相位调整避免了任何不可逆性，这归因于高压气体到保持处于低压的死体积中的排放。

根据所述应用，用所述减压气缸代替所述驱动涡轮通过创新型活塞密封装置尤其变得可行，所述活塞密封装置可防止气体在压力下从所述气缸与同它协作的减压活塞之间逸出。由于这后两个元件会达到非常高的温度，因此它们不包括任何基于油的润滑的无论是区段还是环形式的使用，并且不包括一方面的热减压气缸与另一方面的密封区段或垫圈之间的任何接触。

这就是为什么在专利申请No.1550762和No.1551593中提出的创新密封装置有可能在对润滑和接触没有任何需求的情况下达到以上目的的原因，这要归功于位于连续穿孔环与减压气缸之间的空气膜，所述空气的流速另外还确保了对所述环的冷却。

同样地，所述申请提出了前所未有的布置和解决方案，它们解决了迄今尚未解决的技术问题，从而满足了已经认识到且未能解决的以下需求：变得可能产生再生发动机，所述再生发动机的效率远远好于涡轮式布雷顿循环再生发动机，并且远远优于任何类型的替代内燃Otto或Diesel热力发动机。

将注意到，在申请No.1550762和No.1551593中，密封装置出现在从属权利要求中，使得可能提供相同优点的其他密封装置的可能性不被排除在外。

这就是说，无论是涉及如申请No.1550762和No.1551593中所呈现的减压气缸还是涉及任何其他减压气缸，只要所述气缸在高温下操作，则所述气缸需要-像封闭端部的气缸盖和与之协作的活塞一样-由在高温下具有足够高的机械强度的材料，诸如铝、碳化硅或二氧化锆构成。也可以使用特定等级的不锈钢或超合金。然而，所述材料的机械强度相对于其价格并不一定能让其成为最佳选择。

问题在于：达到接近数千摄氏度或更大的温度的这些元件和材料会与操作温度保持略低，大约仅一百摄氏度的其他元件相互作用。在所述其他元件中例如有活塞所连接的动力传输机械装置，或封闭所述装置以及直接或间接地紧固有气缸-无论是否是减压类型-及其气缸盖的壳体。

因此，必须有可能在其间有连接或紧固的这些不同元件之间进行互连，所述不同元件在不同温度下操作，并且可能由热膨胀系数不同的材料构成。

具体而言，单作用或双作用活塞上的气体的压力产生的力必须由机械传动装置收集，使得所述机械传动装置可以提供呈有用的形式的功。对气缸盖施加相同的力的所述气体关闭气缸，并且这些相同的力需要通过定位于所述气缸盖与封闭机械传动装置的壳体之间的机械连杆机构来恢复。当每个元件执行其功能时，这些不同的元件需要能够自由地膨胀和变形，而不管是否以均一的方式膨胀和变形。

还应注意到，为了保持所述元件为其一部分的热力发动机的最大效率，热元件应将尽可能少的热量传递到冷元件。这在从属于本申请人的专利申请No.1550762和No.1551593的传递/膨胀和再生热力发动机的情况下起决定作用。事实上，由所述发动机的热元件传递到冷元件的任何热量都不可挽回地失去了，并且不再能够转变成驱动能量。

现在，达到高温并经受升高的力的热部件的固定优选地借助于具有高机械强度的冷钢部件来实现。这种配置应该不会导致从热部件到冷部件的过量热传递。

这就是为什么根据本发明的具有自适应支撑件的双作用减压气缸被特别设计用于具有在高温下操作的活塞和气缸的替代体积式热力发动机，并且被设计来满足以下三重需求的原因：恢复高的力；允许机械地互连并达到不同操作温度的不同元件在损害其功能的情况下膨胀和变形；以及限制从热部件到冷部件的热传递。

此外，根据本发明的具有自适应支撑件的双作用减压气缸被设计成有助于实现替代发动机，所述发动机的气缸和活塞例如达到大约九百到一千摄氏度的温度。所述温度是由以下事实造成的：气缸和活塞对温度可能为大约一千一百到一千三百摄氏度的气体进行压缩和/或使其膨胀，所述温度对于实现高热力学效率来说是必要的。

发明内容

在通常具有活塞以及尤其是热力发动机的替代热机器的应用领域中，本发明提供了一种具有自适应支撑件的双作用减压气缸：

·其各向同性或各向异性的膨胀可以不同于紧固有所述气缸的传动装置罩壳的膨胀，而不损害所述气缸的功能或在所述气缸中活动的活塞的功能，并且不会显著改变所述气缸为其一部分的任何热力发动机或热机器的体积比；

·所述气缸的中心始终保持位于与之协作的活塞上，甚至是在所述活塞也可能达到高温并且连接到在低温下操作的传动装置，诸如容纳它们并紧固有所述气缸的传动装置罩壳的情况下；

·所述气缸可以借助于具有高机械强度的钢连接整体地-连同其气缸盖-紧固到传动装置罩壳，而不管所述钢维持其强度需要的是低温，还是所述气缸以及气缸盖所经受的是高温；

·所述气缸将其很少的热量输出到与之协作的冷部件，从而保持所述气缸为其一部分的任何热力发动机或任何热机器的效率；

·制成所述气缸的材料经受适度的温度梯度，从而赋予这些材料高强度和极佳的耐用性。

应理解，根据本发明的具有自适应支撑件的双作用减压气缸适于具有至少一个气缸的任何机器或设备，而不管是否在高温下工作，所述气缸连接到保持处于低温的罩壳或壳体。在所述发明的示例应用当中有但不限于法国专利申请No.1550762和No.1551593中的传递/膨胀和再生热力发动机，所述申请从属于本申请人。

已在说明书中和直接或间接地从属于独立权利要求的从属权利要求中描述了本发明的其他特征。

具有自适应支撑件的双作用减压气缸包括气缸轴，所述气缸轴与双作用减压活塞协作，所述双作用减压活塞经由下部活塞杆连接到传动装置，所述传动装置安装在传动装置罩壳中，所述气缸轴紧固到所述传动装置罩壳，同时出现于所述装置一侧的所述轴的一端由下部气缸盖封闭以与双作用减压活塞一起限定下部热气体腔室，下部活塞杆经由下部杆开口穿过所述下部气缸盖，而所述轴的另一端由上部气缸盖封闭以与所述活塞一起限定上部热气体腔室，并且所述双作用减压气缸根据本发明包括：

·至少一个中空支柱，所述至少一个中空支柱在其长度方向上整体有杆隧道穿过，所述支柱的第一支柱端直接或间接地搁置在传动装置罩壳上，而所述支柱的第二支柱端直接或间接地支撑气缸轴、下部气缸盖和上部气缸盖，同时所述第一端可以围绕球形接头枢转和/或相对于所述罩壳弯曲，而所述第二端可以围绕球形接头枢转和/或相对于所述气缸轴弯曲；

·至少一个拉杆，所述至少一个拉杆安装在杆隧道中，所述拉杆的第一杆端直接或间接地紧固到传动装置罩壳，而所述拉杆的第二杆端紧固到气缸轴和/或下部气缸盖和/或上部气缸盖，所述第一端能够围绕球形接头枢转和/或相对于所述罩壳弯曲，而所述第二端可以围绕球形接头枢转和/或相对于所述气缸弯曲；

·下部气缸定心装置，所述下部气缸定心装置设置在下部气缸盖附近，所述装置一方面抵靠在气缸轴或下部气缸盖上，并且另一方面直接或间接地抵靠在传动装置罩壳上，并且所述装置使得气缸轴能够相对于传动装置罩壳与所述气缸轴的纵向轴线平行地自由地移动，但是也防止所述轴再次相对于所述罩壳在垂直于所述轴线的平面内移动；

·上部气缸定心装置，所述上部气缸定心装置设置在上部气缸盖附近，所述装置一方面抵靠在气缸轴或上部气缸盖上，并且另一方面抵靠在定心框架上，所述定心框架刚性地固定到传动装置罩壳并且通过至少一个刚性框架支柱维持在上部气缸盖的高度附近的高度处，所述装置使得气缸轴能够相对于传动装置罩壳与所述气缸轴的纵向轴线平行地自由地移动，但是也防止所述轴再次相对于所述罩壳在垂直于所述轴线的平面内移动。

根据本发明的双作用减压气缸包括至少一个杆冷却管，所述至少一个杆冷却管在所述拉杆的全部或部分长度上紧密地包围所述杆，来自冷却流体源的冷却流体能够在所述管的内壁与所述杆的外表面之间留空的空间中循环，而所述管的外表面的最大可能部分不接触杆隧道的内壁以便与所述内壁一起限定空的空间。

根据本发明的双作用减压气缸包括至少一个第一管进料口，所述至少一个第一管进料口在第一杆端附近与杆冷却管的内部连通；和/或至少一个第二管进料口，所述至少一个第二管进料口在第二杆端附近与杆冷却管的内部连通，冷却流体能够在两个所述开口之间循环。

根据本发明的双作用减压气缸包括杆冷却管，所述杆冷却管具有管套环，所述管套环被拉杆直接或间接地夹靠在气缸轴或上部气缸盖上的固定凸耳上，或夹靠在传动装置罩壳上。

根据本发明的双作用减压气缸包括管套环，所述管套环借助于班卓琴式配件而被拉杆夹靠在固定凸耳上，所述班卓琴式配件具有至少一个径向连接导管，所述至少一个径向连接导管一方面连接到冷却流体源，并且另一方面与杆冷却管的内部连通。

根据本发明的双作用减压气缸包括隔热间隔件，所述隔热间隔件插入在管套环与固定凸耳之间，所述间隔件在其长度方向上通过间隔件隧道从一端横越到另一端，所述间隔件隧道中安装有拉杆和以紧密方式包围所述拉杆的杆冷却管，同时所述管的外表面的最大可能部分不接触间隔件隧道的内壁以便与所述内壁一起限定空的空间。

根据本发明的双作用减压气缸包括杆冷却管，所述杆冷却管具有至少一个管凸起，所述至少一个管凸起由所述管的轴向部分构成，所述轴向部分的直径基本上等于或略大于其中安装有所述管的杆隧道的直径。

根据本发明的双作用减压气缸包括杆冷却管，所述杆冷却管具有至少一个管径缩窄部，所述至少一个管径缩窄部由所述管的轴向部分构成，所述轴向部分的直径基本上等于或略小于拉杆的主体的直径。

根据本发明的双作用减压气缸包括杆冷却管，所述杆冷却管具有至少一个径向连通孔，所述至少一个径向连通孔允许冷却流体进入所述管，或离开所述管。

根据本发明的双作用减压气缸包括拉杆，所述拉杆是中空的以形成安置在所述杆的长度上的内部杆冷却通道，所述通道轴向或径向地从所述杆出现，同时来自冷却流体源的冷却流体可以在所述通道中循环。

根据本发明的双作用减压气缸包括压力腔室，所述压力腔室连接到加压空气源并且紧固到定心框架或安置在所述定心框架之上或之中，同时使双作用减压活塞在上部热气体腔室的一侧上延长的上部活塞杆经由安置在所述气缸盖中的上部杆开口并经由所述腔室的出入口而穿过上部气缸盖，从而穿过定心框架以出现在压力腔室中，使得所述杆的最远离所述活塞的一端始终会保持冲入到所述腔室中，而不管所述活塞的位置如何。

根据本发明的双作用减压气缸包括传动装置罩壳，所述传动装置罩壳由定心密封板形成顶部，所述定心密封板被所述传动装置的出入口刺穿，下部活塞杆穿过传动装置的所述出入口以便连接到传动装置，所述板刚性地固定到所述罩壳。

根据本发明的双作用减压气缸包括腔室的出入口，所述腔室的出入口与杆密封装置协作或包括所述杆密封装置，所述杆密封装置在所述开口与上部活塞杆之间提供密封。

根据本发明的双作用减压气缸包括传动装置的出入口，所述传动装置的出入口与杆密封装置协作或包括所述杆密封装置，所述杆密封装置在所述开口与下部活塞杆之间提供密封。

根据本发明的双作用减压气缸包括杆密封装置，所述杆密封装置包括上部杆密封件和下部杆密封件，所述上部杆密封件和所述下部杆密封件彼此足够地远离以-在两个所述密封件之间-形成油循环腔室，冷却和润滑油的供应导管排空到所述油循环腔室中并且冷却和润滑油的出口导管从所述油循环腔室出现。

根据本发明的双作用减压气缸包括杆密封装置，所述杆密封装置与安装在油循环腔室内部或外部的杆引导衬套协作。

根据本发明的双作用减压气缸包括气缸的下部定心装置和/或气缸的上部定心装置，所述气缸的下部定心装置和/或气缸的上部定心装置包括弹性定心盘，所述弹性定心盘在其中心处可以被盘孔刺穿，下部活塞杆或上部活塞杆相应地穿过所述盘孔，同时所述弹性定心盘的周边包括盘固定套环，所述盘固定套环相应地以紧密的方式紧固到传动装置罩壳和/或定心框架。

根据本发明的双作用减压气缸包括定心密封板，所述定心密封板承载气缸的下部定心装置，所述气缸的下部定心装置包括弹性定心盘，所述弹性定心盘的周边形成盘固定套环，所述盘固定套环以紧密方式紧固到所述板，所述盘在其中心处被盘孔刺穿，下部活塞杆在不接触所述盘的情况下穿过所述盘孔，盘孔的边缘具有圆形接触垫，所述圆形接触垫与下部气缸盖上的定心密封锥体维持紧密接触，所述锥体是凸出或凹入的，并且所述垫与所述锥体之间的接触具有使弹性定心盘轴向地并从其中心变形的作用。

根据本发明的双作用减压气缸包括气缸的上部定心装置，所述气缸的上部定心装置包括弹性定心盘，所述弹性定心盘的周边形成盘固定套环，所述盘固定套环以紧密的方式紧固到定心框架，所述盘在其中心处被盘孔刺穿，所述盘孔的边缘具有圆形接触垫，所述圆形接触垫与上部气缸盖上的定心密封锥体维持紧密接触，所述锥体是凸出或凹入的，并且所述垫与所述锥体之间的接触具有使弹性定心盘轴向地并从其中心变形的作用。

附图说明

以下相对于附图作为非限制性实例给出的描述将使得更好地理解本发明、本发明呈现的特征和本发明能够提供的优点成为可能：

图1是根据本发明的双作用减压气缸以及其所附接的传动装置罩壳的三维和四分之三视图。

图2是根据本发明的双作用减压气缸的三维前侧剖视图，所述视图同样呈现了紧固有气缸轴的传动装置罩壳、以及双作用减压活塞和容纳在所述罩壳中的传动装置，所述装置根据这个示例实施方案由连杆和十字头构成，所述连杆铰接到曲柄，所述曲柄连接到曲轴。

图3是与图2相同的实施方案变型中的根据本发明的双作用减压气缸的示意性纵视图。

图4是根据本发明的且在与图2所示的实施方案相同的变型实施方案中的双作用减压气缸的三维分解图。

图5是根据本发明的双作用减压气缸的侧视图，所述侧视图借助于截面示出了中空支柱、拉杆和与这两个元件协作的各种球形接头的特定配置，为了便于理解，所述截面在该图的右侧部分中已被放大和分段。

图6是根据本发明的双作用减压气缸的定心密封板、弹性定心盘和杆密封装置的示意性截面图，所述杆密封装置与下部活塞杆协作。

图7是根据本发明的双作用减压气缸的定心框架的一部分、紧固到所述框架的弹性定心盘以及杆密封装置的示意性截面图，所述杆密封装置与上部活塞杆协作，所述上部活塞杆-根据这个特定示例实施方案-出现在压力腔室中。

具体实施方式

我们在图1至图7中已示出具有自适应支撑件的双作用减压气缸1、其部件的各种细节、其变型以及其附件。

如图2至图4清楚所示，双作用减压气缸1包括气缸轴71，所述气缸轴与双作用减压活塞2协作，所述双作用减压活塞经由下部活塞杆46连接到传动装置3，所述传动装置可以包括例如铰接在曲柄5上的连杆4，所述曲柄布置在曲轴6上，所述连杆4直接通过活塞轴或间接经由十字头7连接到双作用减压活塞2。

将注意到，作为替代方案，所述装置3也可以由凸轮、液压输出泵、发电机或技术人员已知的任何其他传动装置构成。

应注意到-如图1至图5所示-传动装置3容纳在维持处于低温的传动装置罩壳8中，所述传动装置罩壳上紧固有气缸轴71，所述气缸轴和双作用减压活塞2就它们的部分来说能够在高温下操作。

再次在图1至图5中应注意到，出现于所述装置3一侧上的气缸轴71的一端由下部气缸盖9封闭以与双作用减压活塞2一起限定下部热气体腔室11，下部活塞杆46经由下部杆开口51穿过所述下部气缸盖，而所述轴71的另一端由上部气缸盖10封闭以与所述活塞2一起限定上部热气体腔室12，下部气缸盖9和上部气缸盖10能够具有由阀致动器70控制的至少一个阀50。

图1至图5还示出了根据本发明的具有自适应支撑件的双作用减压气缸1包括至少一个中空支柱13，所述至少一个中空支柱在其长度方向上通过杆隧道14从一端横越到另一端，所述杆隧道可以是完全封闭的或穿孔的。

将注意到，中空支柱13的第一支柱端15直接或间接地搁置在传动装置罩壳8上，而所述支柱13的第二支柱端16直接或间接地支撑气缸轴71、下部气缸盖9和上部气缸盖10。

此外，根据本发明的具有自适应支撑件的双作用减压气缸1要求第一支柱端15能够围绕球形接头42枢转和/或相对于所述罩壳8弯曲，而第二支柱端16可以围绕球形接头42枢转和/或相对于所述气缸轴71弯曲，所述端部15、16的枢转能够借助于枢转或cardan型机械连杆或者球形接头42，或通过中空支柱13的一些或全部的弯曲，或通过这两种方式来进行。

按照根据本发明的双作用减压气缸1的一个特定实现方式，中空支柱13可以由二氧化锆或“锆石”制成，这种陶瓷材质提供了高温下的良好的机械强度、轻微的导热性和接近钢的膨胀系数。

应注意到，有利地，为了防止下部热气体腔室11和上部热气体腔室12的体积比在气缸轴71的加热期间变化过大，所述下部热气体腔室可以在双作用减压活塞2位于其行程中的一半时大致在所述双作用减压活塞的高度处停留在第二支柱端16上。因此，当气缸轴71在其温度升高的影响下膨胀时，下部气缸盖9和上部气缸盖10相对于双作用减压活塞2的中间位置大致移动离开相同的距离。

图1至图5同样示出，根据本发明的具有自适应支撑件的双作用减压气缸1包括至少一个拉杆17，所述至少一个拉杆安装在杆隧道14中，所述拉杆17的第一杆端18直接或间接地紧固到传动装置罩壳8，同时所述拉杆17的第二杆端19紧固到气缸轴71和/或下部气缸盖9和/或上部气缸盖10，所述第一端18能够围绕球形接头42枢转和/或相对于所述罩壳8弯曲，同时所述第二端19可以围绕球形接头42枢转和/或相对于所述气缸1弯曲。

应注意到，所述端部18、19的枢转可以借助于枢转或cardan型机械连杆或球形接头42，或通过拉杆17的全部或部分的弯曲，或通过两者来进行。

应注意到，为了紧固到气缸轴71和/或所述气缸盖9、10，第二杆端19可以穿过所述轴71和/或所述气缸盖9、10上的固定凸耳25的凸耳开口24，而杆头28或拧入到布置在拉杆17上的杆螺纹29上的杆螺母26抵靠在所述凸耳25上，以便于将所述凸耳夹在所述头部28或所述螺母26与中空支柱13之间。

将进一步注意到，第一杆端18也可以借助于杆头28或拧入到杆螺纹29上的杆螺母26紧固到传动装置罩壳8。可选地，所述杆螺纹29可以拧入到传动装置罩壳8中直接或间接形成的螺纹27中。

按照根据本发明的双作用减压气缸1的一个特定实现方式，压缩弹簧可以插入在杆头28或杆螺母26与固定凸耳25之间，或插入在所述头部28或杆螺纹29拧入其中的任何其他螺纹部件与任何其他支撑部件之间。所述压缩弹簧可以例如包括一个或多个贝氏弹簧垫圈(Belleville washer)。

这种压缩弹簧尤其可以限制拉杆17在由其夹持在一起的各种元件在它们温度升高的影响下膨胀时所经受的张力。在任何情况下，有利地，气缸轴71、下部气缸盖9和上部气缸盖10应优选地至少用隔热罩覆盖，所述隔热罩对来自这些元件71、9和10的热量在周围环境中发散进行限制，所述护罩例如由若干层略有厚度的金属箔构成，所述金属箔具有在每个这种箔片之间留下空气膜的销钉，或以适合于隔热罩且为技术人员已知的任何其他方式构成。

将注意到，作为根据本发明的双作用减压气缸1的技术等效物和变型，拉杆17可以与中空支柱13并置，在这种情况下，所述中空支柱在其长度方向上不需要通过杆隧道14从一端横越到另一端，因为所述杆17和所述支柱13的相同功能保持不变，并且所述杆17和所述支柱13与之协作的球形接头42产生相同的效果。

图2、图3、图4和图6以明显的方式示出根据本发明的双作用减压气缸1包括气缸的下部定心装置20，所述气缸的下部定心装置设置在下部气缸盖9附近，所述装置20一方面抵靠在气缸轴71或下部气缸盖9上，并且另一方面直接或间接地支承在传动装置罩壳8上，并且所述装置20使得气缸轴71能够相对于传动装置罩壳8与所述气缸轴的纵向轴线平行地自由地移动，但是也防止所述轴71再次相对于所述罩壳8在垂直于所述轴线的平面内移动。

图2、图3、图4和图7示出根据本发明的双作用减压气缸1还具有气缸的上部定心装置21，所述气缸的上部定心装置设置在上部气缸盖10附近，所述装置21一方面抵靠在气缸轴71或上部气缸盖10上，并且另一方面抵靠在定心框架22上，所述定心框架刚性地固定到传动装置罩壳8并且通过至少一个刚性框架柱23维持在上部气缸盖10的高度附近的高度处，所述装置21使得气缸轴71能够相对于传动装置罩壳8与所述气缸轴的纵向轴线平行地自由地移动，但是也防止所述轴71再次相对于所述罩壳8在垂直于所述轴线的平面内移动。

图4和图5示出了至少一个杆冷却管30，所述杆冷却管可以被包括在根据本发明的双作用减压气缸1中，所述管30在拉杆17的全部或一些长度上以紧密方式包围所述杆17，来自冷却流体源40的冷却流体31能够在所述管30的内壁与所述杆17的外表面之间留空的空间中循环，而所述管30的外表面的最大可能部分不接触杆隧道14的内壁以便于与所述内壁一起限定空的空间。

图4和图5示出根据本发明的双作用减压气缸1可以包括至少一个第一管供应开口32，所述至少一个第一管供应开口在第一杆端18附近与杆冷却管30的内部连通；和/或至少一个第二管供应开口33，所述至少一个第二管供应开口在第二杆端19附近与杆冷却管30的内部连通，冷却流体31能够在两个所述开口32、33之间循环，同时所述流体31在其进入杆冷却管30时比在其离开时更冷。

应注意到，流体泵(未示出)可以被提供用来迫使冷却流体31在杆冷却管30中循环，所述泵能够在其中应用了根据本发明的双作用减压气缸1的热机器停止之后继续运行一段时间。

此后一种布置使得有可能例如排空气缸轴71以及其气缸盖9、10在其冷却期间易于继续传递到拉杆17的热量。此外，应注意到，在离开杆冷却管30之后，冷却流体31可以在再一次被带到所述管30之前由换热器冷却，或进行补充。

再次在图4和图5中，应注意到，杆冷却管30可以包括管套环34，所述管套环被拉杆17直接或间接地夹靠在气缸轴71或上部气缸盖10上的固定凸耳25上，或夹靠在传动装置罩壳8上。

按照根据本发明的双作用减压气缸1的一个特定变型实施方案，管套环34可以借助于班卓琴式配件(Banjo fitting)38而由拉杆17夹靠在固定凸耳25上，所述班卓琴式配件具有至少一个径向连接导管39，所述至少一个径向连接导管一方面连接到冷却流体源40，并且另一方面与杆冷却管30的内部连通。

应注意到，径向连接导管39可以连接到冷却流体源40或借助于柔性或可变形的导管连接到其他杆冷却管30的班卓琴式配件38的其他径向连接导管39，所述柔性或可变形的导管可以适应由构成根据本发明的双作用减压气缸1的不同元件的热膨胀引起的距离的变化。

如在图1至图5中将注意到，隔热间隔件68可以插入在管套环34与固定凸耳25之间，所述间隔件68在其长度方向上通过间隔件隧道69从一端横越到另一端，所述间隔件隧道中容纳有拉杆17和以紧密方式包围所述拉杆的杆冷却管30，同时所述管30的外表面的最大可能部分不接触间隔件隧道69的内壁以便于与所述内壁一起限定空的空间。

应注意到，隔热间隔件68可以有利地由耐高温且呈现低导热性的材料，诸如二氧化锆实现。

图4和图5示出杆冷却管30可以包括至少一个管凸起35，所述至少一个管凸起由所述管30的轴向部分构成，所述轴向部分的直径基本上等于或略大于其中安装有所述管的杆隧道14的直径，从而保证所述管30的中心保持局部地位于所述隧道14中，并且在必要时在所述管30与所述隧道14之间实现密封。

杆冷却管30此外可以包括至少一个管径缩窄部36，所述管径缩窄部包括所述管30的轴向部分，所述轴向部分的直径基本上等于或略小于拉杆17的主体的直径，以便于在所述管30与所述杆17之间局部地实现密封。

如图4和图5所示，还将注意到，杆冷却管30还可以具有至少一个径向连通孔37，从而允许冷却流体31进入所述管30或离开所述管。

作为未示出的变型，应注意到，拉杆17可以是中空的以形成设置在所述杆17的长度上的内部杆冷却隧道通道，所述隧道通道轴向或径向地从所述杆17出现，同时来自冷却流体源40的冷却流体31可以在所述隧道中循环。

图2、图3和图7清楚地示出根据本发明的双作用减压气缸1可以包括压力腔室44，所述压力腔室连接到加压空气源45并且紧固到定心框架22或安置在所述定心框架之上或之中，同时使双作用减压活塞2在上部热气体腔室12的一侧上延长的上部活塞杆47经由安置在上部气缸盖10中的上部杆开口43并经由所述腔室的出入口52而穿过所述气缸盖10，从而穿过定心框架22以出现在压力腔室44中，使得所述杆47的最远离所述活塞2的一端始终会保持冲入到所述腔室44中，而不管所述活塞2的位置如何。

根据本发明的双作用减压气缸1的这种特殊配置使得有可能例如-尤其是经由压力腔室44和上部活塞杆47的内部隧道通道-将压缩空气供应给密封装置48，诸如具有气垫的连续穿孔环49，所述密封装置容纳在设置在双作用减压活塞2的周边中的环形槽中，所述装置48可能与法国专利申请No.1550762和No.1551593中指出的那些相似或相同，所述申请属于本申请人并且能够实现传递/膨胀和再生热力发动机。

图1至图4和图6示出传动装置罩壳8可以由定心密封板53形成顶部，所述定心密封板被传动装置的出入口54刺穿，下部活塞杆46穿过所述传动装置的出入口以便于连接到传动装置3，所述板53通过螺钉或通过技术人员已知的任何其他手段刚性地固定到所述罩壳8。可选地，所述板53可以是所述罩壳8的整体部分。

在图2、图3和图7中将注意到，腔室的出入口52可以与杆密封装置55协作或包括所述杆密封装置，所述杆密封装置在所述开口52与上部活塞杆47之间产生密封。

以类似的方式，图2、图3和图6示出传动装置的出入口54可以与杆密封装置55协作或包括所述杆密封装置，所述杆密封装置在所述开口54与下部活塞杆46之间产生密封。

图6和图7最清楚地示出，杆密封装置55可以包括上部杆密封件56和下部杆密封件57，所述上部杆密封件和下部杆密封件彼此足够地远离以-在两个所述密封件56、57之间-形成油循环腔室58，用于冷却和润滑油的供应线59排空到所述油循环腔室中并且其中出现了用于冷却和润滑油的出口线60。

在所述图中将注意到，油循环腔室58提供了对下部活塞杆46和/或上部活塞杆47的润滑和冷却的双重功能。应进一步注意到，上部杆密封件56和/或下部杆密封件57尤其可以包括环的一个区段或环的两个区段，所述区段进行叠加并偏移一定角度，使得下部活塞杆46和/或上部活塞杆47的外表面可以具备呈双螺旋模式的略深的半径，所述半径产生一系列储油器和水动力升力面。

在图6中应注意到，构成上部杆密封件56的环可以由环隔离弹簧61而与构成下部杆密封件57的那些环保持一定距离，所述环隔离弹簧-尤其因为其具有开口或通道-被类似地设计来允许在用于润滑和冷却油的供应线59与用于润滑和冷却油的出口线60之间形成的冷却和润滑油流从中通过。

在图7中可以看到，杆密封装置55可以与容纳在油循环腔室58内部或外部的杆引导衬套62协作，所述衬套62由青铜或通常用于制造减摩和/或水动力轴承或衬套的任何其他材料制成，同时所述衬套62确保下部活塞杆46在传动装置的出入口54中和/或上部活塞杆47在腔室的出入口52中的径向引导。

此外应注意到，如果传动装置3包括十字头7，则杆密封装置55在应用到上部活塞杆47时优选地设置有杆引导衬套62，而下部活塞杆46的径向引导由所述十字头7单独提供。

在图2至图4中以及在图6和图7中应注意到，在根据本发明的双作用减压气缸1的特定配置中，气缸的下部定心装置20和/或气缸的上部定心装置21可以包括弹性定心盘63，所述弹性定心盘在中心处可以被盘孔64刺穿，所述下部活塞杆46或上部活塞杆47相应地穿过所述盘孔，同时所述弹性定心盘的周边构成盘固定套环65，所述盘固定套环以紧密的方式紧固到传动装置罩壳8和/或定心框架22。

图2至图4和图6示出定心密封板53可以承载气缸的下部定心装置20，所述气缸的下部定心装置包括弹性定心盘63，所述弹性定心盘的周边形成盘固定套环65，所述盘固定套环以紧密的方式紧固到所述板53，所述盘63在其中心处被盘孔64刺穿，下部活塞杆46在不接触所述盘63的情况下穿过所述盘孔，盘孔64的边缘具有圆形接触垫67，所述圆形接触垫与下部气缸盖9上的定心密封锥体66维持紧密接触，所述锥体66是凸出或凹入的，并且所述垫67与所述锥体66之间的接触具有使弹性定心盘63轴向地并从其中心变形的作用。

应注意到，盘固定套环65可以借助于至少一个螺钉、夹子或技术人员已知的任何其他固定手段紧固到定心密封板53。应注意到，有利地，弹性定心盘63可以由耐高温且呈现低导热性的材料，诸如二氧化锆制成。

作为替代方案，弹性定心盘63可以固定到下部气缸盖9，同时定心密封锥体66设置在定心密封板53之上或之中。

以类似的方式，在图2至图4中以及在图7中应注意到，气缸的上部定心装置21可以包括弹性定心盘63，所述弹性定心盘的周边形成盘固定套环65，所述盘固定套环以紧密的方式紧固到定心框架22，所述盘63在其中心处被盘孔64刺穿，所述盘孔的边缘具有圆形接触垫67，所述圆形接触垫与上部气缸盖10上的定心密封锥体66维持紧密接触，所述锥体66是凸出或凹入的，并且所述垫67与所述锥体66之间的接触具有使弹性定心盘63轴向地并从其中心变形的作用。

将注意到，盘固定套环65可以借助于至少一个螺钉、夹子或技术人员已知的任何其他固定手段紧固到定心框架22。

还应注意到，如果双作用减压活塞2经由上部活塞杆47-在上部热气体腔室12的一侧上-延长，则所述上部活塞杆47在不接触弹性定心盘63的情况下穿过盘孔64。

另外将注意到，有利地，弹性定心盘63可以由耐高温且呈现低导热性的材料，诸如二氧化锆制成。

作为替代方案，弹性定心盘63可以固定到上部气缸盖10，同时定心密封锥体66设置在定心框架22之上或之中。

还可以注意到，作为刚刚所描述内容的替代方案，且不管是涉及气缸的下部定心装置20还是涉及气缸的上部定心装置21，类似于盘孔64的接触垫都可以被相应地设计在下部气缸盖9或上部气缸盖10上，同时类似于所述气缸盖9、10的定心密封锥体都被设计在弹性定心盘63之上和/或之中。

应注意到，作为变型，弹性定心盘63可以包括例如无论有没有狭缝的钢或超合金圆环；无论有没有多个折叠的可膨胀的垫圈，所述多个折叠径向地堆叠并且由同一件金属或陶瓷制成；由弹簧驱动的至少三个销，所述三个销各自间隔开一百二十度并且与密封环协作；以及一般而言在所需操作条件下能够提供定心和密封，同时限制从任何热部件到任何冷部件的热损失的任何技术解决方案。

发明功能

将通过参考图1至图7来容易地理解根据本发明的具有自适应支撑件的双作用减压气缸1的功能。

为了描述这种功能，在此让我们假设双作用减压气缸1被用于从属于本申请人的法国专利申请No.1550762和No.1551593的传递/膨胀和再生热力发动机中。这种应用仅仅是一个实例，并且决不排除根据本发明的双作用减压气缸1的任何其他使用。

当所述发动机启动时，根据本发明的双作用减压气缸1的气缸轴71与紧固有所述气缸的传动装置罩壳8相比较升温更快，所述罩壳8容纳传动装置3。这同样适用于与所述轴71协作的双作用减压活塞2；以及下部气缸盖9，所述下部气缸盖在传动装置3的一侧上封闭轴71的一端；上部气缸盖10，所述上部气缸盖封闭轴71的另一端。

在图2和图3中应注意到，在此处呈现的根据本发明的双作用减压气缸1的特定示例实施方案中，传动装置3被提供用来将双作用减压活塞2的气缸轴71的往复运动转变成曲轴6的连续旋转运动。为此目的，且再次根据这个非限制性实例，所述装置3包括连杆4，所述连杆借助于十字头7连接到双作用减压活塞2，所述连杆4围绕设置在曲轴6上的曲柄5铰接。

此处将假设气缸轴71、双作用减压活塞2、下部气缸盖9和上部气缸盖10的温度例如达到九百摄氏度，而传动装置罩壳8以及其所容纳的传动装置3的温度保持限于一百摄氏度。

需要所述轴71、所述活塞2和所述气缸盖9、10的升高的温度来向传递/膨胀和再生热力发动机提供最佳可能效率，同时需要维持传动装置罩壳8和传动装置3处于相对较低的温度来使它们维持高机械强度以及可能构成它们的各种元件的润滑，而不存在任何润滑油发生焦化的风险。

应注意到，气缸轴71、双作用减压活塞2、下部气缸盖9和上部气缸盖10例如主要由在高温下具有高机械强度的碳化硅制成，而传动装置罩壳8可以由铝制成并且传动装置3可以由铸铁或钢制成。

尽管碳化硅的热膨胀系数小于铝或钢的热膨胀系数，但是达到九百摄氏度的部件的膨胀多于达到仅一百摄氏度的部件的膨胀。因此，与由铝、铸铁或钢制成的部件相比较，有必要允许由碳化硅制成的部件自由地膨胀，而不会在碳化硅或其他材料中引发过大的机械应力。

应该有可能达到这个目的，同时仍然保证通过先后在下部热气体腔室11和上部热气体腔室12中交替地盛行的压力而施加到双作用减压活塞2上的力通过下部活塞杆46经由十字头7适当地传递到连杆4。

应注意到，当上部热气体腔室12中的气压较高时，所述力倾向于使气缸轴71移动离开传动装置罩壳8，双作用减压活塞2将相当强度的压缩力施加在连杆4上，而当下部热气体腔室11中的气压较高时，所述力倾向于带动所述轴71更靠近所述罩壳8，所述活塞2将相当强度的牵引力施加在连杆4上。

为了恢复施加到气缸轴71并且更精确地说是施加到与之协作的下部气缸盖9和上部气缸盖10的这些牵引力和压缩力，所述轴71经由中空支柱13连接到传动装置罩壳8，所述中空支柱如图1至图5所示并且数量为四个-作为非限制性实例-这在图4中可以容易地数出来。

如图5中特别明显地示出的那样，每个中空支柱13具有两个球形接头42，所述中空支柱铰接到所述球形接头。在所述图5的D区中应注意到，在所述支柱13的第一支柱端15与传动装置罩壳8之间安装有第一球形接头42，同时同一个图5的C区示出了在所述支柱13的第二支柱端16与下部气缸盖9之间安装有第二球形接头42。

图5同样示出每个中空支柱13在其长度方向上通过容纳有拉杆17的杆隧道14从一端横越到另一端。如所述图5的D区所示，拉杆17的第一杆端18借助于第一球形接头42紧固到传动装置罩壳8。图5的A区就其部分而言示出了第二杆端19借助于第二球形接头42间接地紧固到上部气缸盖10。

在如图1至图5所示的根据本发明的双作用减压气缸1的示例实施方案中，拉杆17的第二杆端19具有杆头28，所述杆头使得气缸轴71、下部气缸盖9和上部气缸盖10一起保持压缩在所述头部28与中空支柱13之间。这之所以可行尤其要归功于所述轴71和所述气缸盖9、10上的固定凸耳25，这些凸耳25具有被第二杆端19横越的凸耳开口24。图5的B区和C区以特别明显的方式示出了这种布置。

图4和图5示出了拉杆17的第一杆端部18-根据这个非限制性示例实施方案-由拧入到螺纹27中的杆螺纹29终止，所述螺纹设置在球形接头42中，所述球形接头抵靠在传动装置罩壳8上并且所述第一端18围绕所述球形接头铰接。

因此，四个中空支柱13铰接所围绕的各种球形接头42以及与之协作的拉杆17允许气缸轴71、下部气缸盖9和上部气缸盖10自由地膨胀。然而，发生这种情况会使得中空支柱13会在一方面的气缸轴71、下部气缸盖9与上部气缸盖10与另一方面的传动装置罩壳8之间传递牵引力和压缩力。

然而，将注意到，这种布置在不存在气缸的下部定心装置20和气缸的上部定心装置21的情况下无法操作，所述气缸的下部定心装置和所述气缸的上部定心装置中每一个允许气缸轴71相对于传动装置罩壳8与所述气缸轴的纵向轴线平行地自由地移动，但是也防止所述轴71再次相对于所述罩壳8在垂直于所述轴线的平面内移动。

根据在图3和图4中所示的根据本发明的双作用减压气缸1的非限制性示例实施方案，与传动装置罩壳8刚性地整合的定心密封板53和定心框架22各自相应地承载气缸的下部定心装置20和气缸的上部定心装置21，所述下部装置20和上部装置21各自均由弹性定心盘63构成。

构成气缸的下部定心装置20的弹性定心盘63尤其可见于图6，而构成气缸的上部定心装置21的弹性定心盘尤其可见于图7。

弹性定心盘63具有确保由气缸轴71、下部气缸盖9和上部气缸盖10构成的刚性组件相对于传动装置罩壳8的定心和定向的功能。

为了说明弹性定心盘63的功能，让我们考虑构成气缸的下部定心装置的20的弹性定心盘，所述弹性定心盘在图6中表示得特别清楚。

在这个图6中应注意到，所述盘63经由其盘固定套环65借助于在图4中编号的八个固定螺钉以紧密方式固定到定心密封板53。

人们发现所述盘63在其中心处被盘孔64刺穿，下部活塞杆46在不接触所述盘63的情况下穿过所述盘孔，盘孔64的边缘具有圆形的凸出接触垫67，所述接触垫与下部气缸盖9上的凹入定心密封锥体66维持紧密接触。为了确保所述垫67与所述锥体66之间的紧密接触，所述锥体在所述垫67上施加一个力，所述力使弹性定心盘63相较于其静止位置轴向地并从其中心变形。

如可以容易推断的那样，接触垫67的凸出圆锥形形状与定心密封锥体66的凹入圆锥形形状之间的接触往往会使下部气缸盖9的中心位于定心密封板53上。此外，所述接触会产生密封，所述密封可防止下部热气体腔室11中所含的加压气体离开所述腔室11。

当-主要受温差影响-由气缸轴71、下部气缸盖9和上部气缸盖10形成的组件的尺寸的增加大于由传动装置罩壳8、定心框架22和刚性框架支柱23形成的组件的尺寸的增加时，由下部气缸盖9的凹入定心密封椎体66施加在凸出接触垫67上的压力会增加，这会使弹性定心盘63略偏轴向地并从其中心变形。

由于所讨论的尺寸差异仅为零点几毫米，因此弹性定心盘63的轴向变形不会损害所述弹性定心盘的完整性，所述弹性定心盘在其弹性范围内变形。此外，无论所述膨胀的方向如何，定心密封锥体66和接触垫67的圆锥形形状都适应这两个部件66、67之间的差别膨胀。

在图7中将注意到，与定心框架22整合的弹性定心盘63被设计成以类似方式操作。

因此，气缸的下部定心装置20和气缸的上部定心装置21协作来保持气缸轴71的中心始终位于双作用减压活塞2周围，并且始终与所述双作用减压活塞平行。

在图6中应注意到，杆密封装置55确保下部热气体腔室11与下部活塞杆46之间的密封，同时确保构成所述装置55的上部杆密封件56和下部杆密封件57的润滑。

应注意到，所述装置55还借助于油循环腔室58确保对下部活塞杆46的冷却，冷却和润滑油的供应线59排空到所述油循环腔室中并且冷却和润滑油的出口线60从所述油循环腔室出现。很容易注意到，在所述线59、60之间循环的油流与下部活塞杆46永久接触，使得所述流有可能维持所述杆46处于例如略高于一百摄氏度但不再升高的温度。

再次在图6中应注意到，有利地，上部杆密封件56由两个叠加的切割环构成，所述切割环的切口存在角度偏移，而下部杆密封件57由单个切割环组成，两个所述密封件56、57经由环隔离弹簧61彼此保持一定距离，所述环隔离弹簧具有开口，所述开口允许冷却和润滑油的流经由油循环腔室58而在用于冷却和润滑油的供应线59与用于冷却和润滑油的出口线60之间穿行。

图7示出了相同的布置，主要区别在于环隔离弹簧61让位于杆引导衬套62，所述杆引导衬套确保上部活塞杆47的径向引导在此处示出来说明根据本发明的双作用减压气缸1的操作的非限制性实例中出现在设计在定心框架22中的压力腔室44中，并且我们已看到，所述杆引导衬套可以经由上部活塞杆47的内部隧道通道将压缩空气供应到密封装置48，诸如带有气垫的实心穿孔环49，所述实心穿孔环安装在设置在双作用减压活塞2周边中的环形槽中。

当此处作为示例应用提出的传递/膨胀和再生热力发动机停止时，应注意到，对油循环腔室58进行供应的油泵继续向所述油循环腔室供应油以冷却下部活塞杆46和上部活塞杆47，同时下部气缸盖9和上部气缸盖10继续向所述腔室58传递热量并且易于使所述腔室58中所含的油上升到焦化温度。

除了允许由气缸轴71、下部气缸盖9和上部气缸盖10形成的刚性组件的自由膨胀之外，根据本发明的双作用减压气缸1的特定配置大大地限制了从下部气缸盖9到传动装置罩壳8的热传递。请记住，这种传递对于传递/膨胀和再生热力发动机的效率来说是不利的。因此，中空支柱13如图1至图5所示不仅具有很大的长度，而且它们还优选由具有低导热性的材料，诸如氧化锆制成。

在图5中应注意到，为了允许使用需要保持处于低温的钢质拉杆17，每个支柱包括杆冷却管30，所述杆冷却管在所述拉杆17的大部分长度上以紧密方式包围与之协作的所述杆17。来自冷却流体源40的冷却流体31在所述管30的内壁与所述杆17的外表面之间留空的空间中循环，但是所述管30的外表面的最大可能部分不接触杆隧道14的内壁以便与所述内壁一起限定形成热绝缘的空的空间。

在图5的A区中应注意到，杆冷却管30具有管凸起35，所述管凸起保证所述管30的中心局部地保持位于杆隧道14中。在D区中以及在第一杆端18附近应进一步看到，另外两个管凸起35各自构成介于所述管30与所述隧道14之间的定心件和密封件两者。这另外两个凸起35与管径缩窄部36协作，所述管径缩窄部在杆冷却管30与拉杆17之间局部地产生密封。

在图4中应注意到，杆冷却管30具有第一管进料口32，所述第一管进料口定位于另外两个凸起35之间，所述第一开口32一方面在第一杆端18附近与杆冷却管30的内部连通，并且另一方面借助于布置在传动装置罩壳8中的通道连接到冷却流体源40的流线。

在图4中以及在图5的A区中，应注意到杆冷却管30-在第二杆端19的区域中-终止于管套环34，所述管套环经由杆头28紧密地保持在隔热间隔件68上，所述隔热间隔件插入在所述套环34与上部气缸盖10的固定凸耳25之间。此处还应注意到，班卓琴式配件38被插入在杆头28与所述套环34之间，所述配件38一方面具有连接到冷却流体源40的返回线的径向连接线39，并且另一方面经由接纳管套环34的杆冷却管30的端部与杆冷却管30的内部连通。

将理解，隔热间隔件68-优选由氧化锆制成-构成了从上部气缸盖10(达到大约九百摄氏度)热传递到杆头28(维持处于仅一百摄氏度)的额外的障碍。

在任何情况下，如果拉杆17由耐高温材料制成，诸如“锆石”、碳化硅、铝或出于这种用途而特别开发的任何超合金，则可能冷却所述拉杆的这种特定配置是无用的。

在图6和图7中，将注意到在弹性定心盘63上在其盘固定套环65与其接触垫67之间留下的相对较大的径向长度。虽然为了使所述盘63从其中心轴向地变形，这个长度是必需的，但是它还可用于尽可能地限制从定心密封锥体66到所述套环65的热传递。为此目的，弹性定心盘63的主体优选略有厚度并且由因其低导热性而为人所知的氧化锆制成。还将注意到，定心密封锥体66与接触垫67之间的微小宽度的线性接触本身也构成了有利的热屏障。

根据本发明的双作用减压气缸1的发展潜力并不限于刚刚描述的应用，并且另外应理解，前面的描述仅作为实例给出，并且绝不限制本发明的范围，本发明可以通过用任何其他等同物替换实施方案的所描述的细节来执行。

Claims (19)

1.一种具有自适应支撑件的双作用减压气缸(1)，所述双作用减压气缸包括气缸轴(71)，所述气缸轴与双作用减压活塞(2)协作，所述双作用减压活塞经由下部活塞杆(46)连接到传动装置(3)，所述传动装置安装在传动装置罩壳(8)中，所述气缸轴(71)紧固至所述传动装置罩壳，同时出现于所述传动装置(3)一侧的所述气缸轴(71)的一端由下部气缸盖(9)封闭以与所述双作用减压活塞(2)一起限定下部热气体腔室(11)，所述下部活塞杆(46)经由下部杆开口(51)穿过所述下部气缸盖，而所述气缸轴(71)的另一端由上部气缸盖(10)封闭以与所述活塞(2)一起限定上部热气体腔室(12)，其中所述双作用减压气缸包括：

·至少一个中空支柱(13)，所述至少一个中空支柱在其长度方向上整体有杆隧道(14)从中穿过，所述支柱(13)的第一支柱端(15)直接或间接地搁置在所述传动装置罩壳(8)上，而所述支柱(13)的第二支柱端(16)直接或间接地支撑所述气缸轴(71)、所述下部气缸盖(9)和所述上部气缸盖(10)，同时所述第一支柱端(15)围绕球形接头(42)枢转和/或相对于所述传动装置罩壳(8)弯曲，而所述第二支柱端(16)围绕球形接头(42)枢转和/或相对于所述气缸轴(71)弯曲；

·至少一个拉杆(17)，所述至少一个拉杆安装在所述杆隧道(14)中，所述拉杆(17)的第一杆端(18)直接或间接地紧固到所述传动装置罩壳(8)，而所述拉杆(17)的第二杆端(19)紧固到所述气缸轴(71)和/或所述下部气缸盖(9)和/或所述上部气缸盖(10)，所述第一杆端(18)能够围绕球形接头(42)枢转和/或相对于所述传动装置罩壳(8)弯曲，而所述第二杆端(19)围绕球形接头(42)枢转和/或相对于所述气缸(1)弯曲；

·下部气缸定心装置(20)，所述下部气缸定心装置设置在所述下部气缸盖(9)附近，所述下部气缸定心装置(20)一方面抵靠在所述气缸轴(71)或所述下部气缸盖(9)上，并且另一方面直接或间接地抵靠在所述传动装置罩壳(8)上，并且所述下部气缸定心装置(20)使得所述气缸轴(71)能够相对于所述传动装置罩壳(8)与所述气缸轴的纵向轴线平行地自由地移动，但是也防止所述气缸轴(71)再次相对于所述传动装置罩壳(8)在垂直于所述纵向轴线的平面内移动；

·上部气缸定心装置(21)，所述上部气缸定心装置设置在所述上部气缸盖(10)附近，所述上部气缸定心装置(21)一方面抵靠在所述气缸轴(71)或所述上部气缸盖(10)上，并且另一方面抵靠在定心框架(22)上，所述定心框架刚性地固定到所述传动装置罩壳(8)并且通过至少一个刚性框架支柱(23)维持在所述上部气缸盖(10)的高度附近的高度处，所述上部气缸定心装置(21)使得所述气缸轴(71)能够相对于所述传动装置罩壳(8)与所述气缸轴的纵向轴线平行地自由地移动，但是也防止所述气缸轴(71)再次相对于所述传动装置罩壳(8)在垂直于所述纵向轴线的平面内移动。

2.根据权利要求1所述的双作用减压气缸，其中所述双作用减压气缸包括至少一个杆冷却管(30)，所述至少一个杆冷却管在所述拉杆(17)的全部或部分长度上紧密地包围所述拉杆(17)，来自冷却流体源(40)的冷却流体(31)能够在所述杆冷却管(30)的内壁与所述拉杆(17)的外表面之间留空的空间中循环，而所述杆冷却管(30)的外表面的最大可能部分不接触所述杆隧道(14)的内壁以便与所述杆隧道(14)的内壁一起限定空的空间。

3.根据权利要求2所述的双作用减压气缸，其中所述双作用减压气缸包括：至少一个第一管进料口(32)，所述至少一个第一管进料口在所述第一杆端(18)附近与所述杆冷却管(30)的内部连通；和/或至少一个第二管进料口(33)，所述至少一个第二管进料口在所述第二杆端(19)附近与所述杆冷却管(30)的所述内部连通，所述冷却流体(31)能够在所述第一管进料口(32)和所述第二管进料口(33)之间循环。

4.根据权利要求2所述的双作用减压气缸，其中所述杆冷却管(30)具有管套环(34)，所述管套环被所述拉杆(17)直接或间接地夹靠在所述气缸轴(71)或所述上部气缸盖(10)上的固定凸耳(25)上，或夹靠在所述传动装置罩壳(8)上。

5.根据权利要求4所述的双作用减压气缸，其中所述管套环(34)借助于配件(38)而被所述拉杆(17)夹靠在所述固定凸耳(25)上，所述配件具有至少一个径向连接导管(39)，所述至少一个径向连接导管一方面连接到所述冷却流体源(40)，并且另一方面与所述杆冷却管(30)的内部连通。

6.根据权利要求4所述的双作用减压气缸，其中隔热间隔件(68)插入在所述管套环(34)与所述固定凸耳(25)之间，所述间隔件(68)在其长度方向上通过间隔件隧道(69)从一端横越到另一端，所述间隔件隧道中安装有所述拉杆(17)和以紧密方式包围所述拉杆的所述杆冷却管(30)，同时所述杆冷却管(30)的所述外表面的所述最大可能部分不接触所述间隔件隧道(69)的内壁以便与所述间隔件隧道(69)的内壁一起限定空的空间。

7.根据权利要求2所述的双作用减压气缸，其中所述杆冷却管(30)具有至少一个管凸起(35)，所述至少一个管凸起由所述杆冷却管(30)的轴向部分构成，所述轴向部分的直径等于或略大于其中安装有所述杆冷却管(30)的所述杆隧道(14)的直径。

8.根据权利要求2所述的双作用减压气缸，其中所述杆冷却管(30)具有至少一个管径缩窄部(36)，所述至少一个管径缩窄部由所述杆冷却管(30)的轴向部分构成，所述轴向部分的直径等于或略小于所述拉杆(17)的主体的直径。

9.根据权利要求2所述的双作用减压气缸，其中所述杆冷却管(30)具有至少一个径向连通孔(37)，所述至少一个径向连通孔允许所述冷却流体(31)进入所述杆冷却管(30)，或离开所述杆冷却管(30)。

10.根据权利要求1所述的双作用减压气缸，其中所述拉杆(17)是中空的以形成安置在所述拉杆(17)的长度上的内部杆冷却通道，所述通道轴向或径向地从所述拉杆(17)出现，同时来自冷却流体源(40)的冷却流体(31)在所述通道中循环。

11.根据权利要求1所述的双作用减压气缸，其中连接到加压空气源(45)的压力腔室(44)紧固到所述定心框架(22)或安置在所述定心框架之上或之中，同时使所述双作用减压活塞(2)在所述上部热气体腔室(12)的一侧上延长的上部活塞杆(47)经由安置在所述上部气缸盖(10)中的上部杆开口(43)并经由所述上部热气体腔室的出入口(52)而穿过所述气缸盖(10)，从而穿过所述定心框架(22)以出现在所述压力腔室(44)中，使得所述上部活塞杆(47)的最远离所述活塞(2)的一端始终会保持冲入到所述压力腔室(44)内，而不管所述活塞(2)的位置如何。

12.根据权利要求1所述的双作用减压气缸，其中所述传动装置罩壳(8)由定心密封板(53)形成顶部，所述定心密封板被所述传动装置的出入口(54)刺穿，所述下部活塞杆(46)穿过所述传动装置的所述出入口以便连接到所述传动装置(3)，所述定心密封板(53)刚性地固定到所述传动装置罩壳(8)。

13.根据权利要求11所述的双作用减压气缸，其中所述上部热气体腔室的所述出入口(52)与杆密封装置(55)协作或包括所述杆密封装置(55)，所述杆密封装置在所述出入口(52)与所述上部活塞杆(47)之间提供密封。

14.根据权利要求12所述的双作用减压气缸，其中所述传动装置的所述出入口(54)与杆密封装置(55)协作或包括所述杆密封装置(55)，所述杆密封装置在所述出入口(54)与所述下部活塞杆(46)之间提供密封。

15.根据权利要求13或14所述的双作用减压气缸，其中所述杆密封装置(55)包括上部杆密封件(56)和下部杆密封件(57)，所述上部杆密封件和所述下部杆密封件彼此足够地远离以-在所述上部杆密封件(56)与所述下部杆密封件(57)之间-形成油循环腔室(58)，冷却和润滑油的供应导管(59)排空到所述油循环腔室中并且冷却和润滑油的出口导管(60)从所述油循环腔室出现。

16.根据权利要求15所述的双作用减压气缸，其中所述杆密封装置(55)与安装在所述油循环腔室(58)内部或外部的杆引导衬套(62)协作。

17.根据权利要求1所述的双作用减压气缸，其中所述下部气缸定心装置(20)和/或所述上部气缸定心装置(21)包括弹性定心盘(63)，所述弹性定心盘在其中心处被盘孔(64)刺穿，所述下部活塞杆(46)或上部活塞杆(47)相应地穿过所述盘孔，同时所述弹性定心盘的周边包括盘固定套环(65)，所述盘固定套环相应地以紧密的方式紧固到所述传动装置罩壳(8)和/或所述定心框架(22)。

18.根据权利要求12所述的双作用减压气缸，其中所述定心密封板(53)承载所述下部气缸定心装置(20)，所述下部气缸定心装置包括弹性定心盘(63)，所述弹性定心盘的周边形成盘固定套环(65)，所述盘固定套环以紧密方式紧固到所述定心密封板(53)，所述弹性定心盘(63)在其中心处被盘孔(64)刺穿，所述下部活塞杆(46)在不接触所述弹性定心盘(63)的情况下穿过所述盘孔，所述盘孔(64)的边缘具有圆形接触垫(67)，所述圆形接触垫与所述下部气缸盖(9)上的定心密封锥体(66)维持紧密接触，所述锥体(66)是凸出或凹入的，并且所述圆形接触垫(67)与所述锥体(66)之间的所述接触具有使所述弹性定心盘(63)轴向地并从其中心变形的作用。

19.根据权利要求1所述的双作用减压气缸，其中所述上部气缸定心装置(21)包括弹性定心盘(63)，所述弹性定心盘的周边形成盘固定套环(65)，所述盘固定套环以紧密的方式紧固到所述定心框架(22)，所述弹性定心盘(63)在其中心处被盘孔(64)刺穿，所述盘孔的边缘具有圆形接触垫(67)，所述圆形接触垫与所述上部气缸盖(10)上的定心密封锥体(66)维持紧密接触，所述锥体(66)是凸出或凹入的，并且所述圆形接触垫(67)与所述锥体(66)之间的所述接触具有使所述弹性定心盘(63)轴向地并从其中心变形的作用。

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