CN111577395A - 气动发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了气动发动机，其属于发动机技术领域。本发明所要解决的问题是设计一种比现有技术汽轮机结构更为简单，制造成本更低的气动发动机。技术方案是由定子气缸、转子活塞、气门总成、机械传动或液力传动组成的气动发动机，所述气门总成是由气门总成轴上固定有所有气门堵，通过来回机械转动气门总成轴，使所有特意设计互成角度的气门堵在所有设有磁铁吸附能力气门框中处于关闭或打开的不同状态。所述机械传动是由俩根轴上分别设有固定齿轮和单向齿轮，并且一端的固定齿轮和单向齿轮相互啮合，另一端的固定齿轮和单向齿与外齿圈啮合并输出动力。液压传动由定子油缸和转子活塞组成。本发明主要用途是蒸汽动力发电。

Description

气动发动机
技术领域
本发明涉及发动机领域，特别涉及一种气动发动机。
背景技术
发动机是我们生产、生活当中必不可少的一种获取动力的机械装置。发动机涉及的领域有发电、交通运输、工业生产、航天等很多地方，根据不同的需要和制造方式出现了许多种类的发动机，有活塞式内燃机，其结构主要是由活塞、气缸、曲轴、机体壳、润滑油等组成。燃气轮机其结构主要是由多级叶片式压气机和涡轮机、机壳组成。冲压发动机其结构主要由燃烧室和喷管组成。汽轮机结构原理和燃气轮机相似。下面详细介绍与本发明实现功能相同的技术方案“汽轮机”汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外作功。汽轮机组成结构有汽轮机本体：转子、叶轮、叶片，静止部分：隔板、喷嘴、气缸，其他：气封、轴瓦，为达到应有的功率，有若干级。制造汽轮机缺点有，各零部件复杂精密，制造工艺高、成本高，受材料限制不易制造超大型号的汽轮机。
发明内容
本发明目的是提出一种新的气动发动机制造方案，以解决背景技术中提出的缺点。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案；
一种气动发动机是由气动发动机本体、气门总成、传动部分组成。气动发动机本体由气缸、气缸隔板、转子轴、活塞板、活塞骨架、转子轴摇把组成。所述气缸是一个圆柱体气缸，由圆柱筒壁和俩端圆形端盖组成，俩端端盖中心都有转子轴以及轴承孔，一端端盖还留有俩个进出气口。所述气缸隔板是设在气缸筒壁到气缸中心半径的一块矩形隔板。所述转子轴是穿在俩端端盖中心并安装轴承和气封固定保持活动，转子轴与隔板间留有微小间隙不接触采用间隙密封，所述活塞板是固定在转子轴上一块矩形板子，活塞板一条边与转子轴固定，另外三条边与气缸端盖、气缸筒壁紧挨并留有微小间隙不接触采用间隙密封，所述活塞骨架是设在活塞板上几道支撑杆，另一端固定在转子轴加粗部分，其作用是支撑转子轴工作时产生的巨大作用力，所述转子轴摇把是设在气缸外与转子轴连接固定并且转子轴摇把上设有磁铁，与设有进出气孔端盖在同一侧，其作用是与气门总成连接控制气门。所述气门总成是由气门总成壳、气门总成隔板、气门总成轴、俩组进排气门框、俩组进排气门堵、气门总成摇臂组成，所述气门总成壳是由俩端相同面积形状的扇形为端盖组成的扇形柱体，一端的扇形端盖留有俩个进出气口，扇形柱体的气门总成壳俩个矩形面分别设有俩组进排气口，所述气门总成隔板是设在气门总成壳内中间，把扇形柱体的气门总成壳分为俩个腔室，所述气门总成轴是设在扇形柱体的气门总成壳圆心角处，气门总成轴与气门总成壳和气门总成隔板紧挨并留有间隙保持活动，间隙间采用间隙密封，气门总成轴俩端通过轴承与俩端扇形端盖固定并保持活动，所述俩组进排气门框分别设在气门总成壳俩个矩形面进排气口上，俩组进排气门框上设有磁铁带有磁性，所述俩组进排气门堵都固定在气门总成轴上并且分布在气门总成隔板俩侧，每组进气门堵和排气门堵互成角度固定在气门总成轴上，俩组进排气门堵与俩组进排气门框上设有的磁铁相互吸引，通过吸附在一起完成对气体的堵封，同时俩组进排气门堵在俩组进排气门框中在磁力和一定气压作用下完成打开或关闭状态。所述气门总成摇臂是设在气门总成壳外与气门总成轴连接固定。气门总成固定在气动发动机本体的一端，气门总成壳留有俩个进出气口分别与气动发动机本体留有俩个进出气口对接，气门总成摇臂与转子轴摇把对接实现气门总成的机械控制，气门总成摇臂上也设有磁铁与转子轴摇把设有磁铁相互排斥。所述传动部分有俩种传动形式，一种是机械传动，另一种是液力传动。所述机械传动是由转向转换齿轮组、机械传动外壳组成。所述转向转换齿轮组是由轴①和轴②上分别都设有一个固定齿轮和一个单向齿轮，所述轴①和轴②上的单向齿轮转向相同，并且单向齿轮由单向轴承和齿轮组成。俩根轴通过固定件和轴承固定并保持活动，轴①上的固定齿轮和轴②上的单向齿轮啮合，轴①上的单向齿轮不与轴②上的固定齿轮啮合，并且轴①上的单向齿轮和轴②上的固定齿轮与同一个外齿圈啮合，所述外齿圈为转向转换齿轮组组成部分，外齿圈另一端与动力输出轴设为固定一体，并且外齿圈通过使用轴承固定安装在机械传动外壳内，所述轴①和轴②以及固定齿轮和单向齿轮也安装固定在机械传动外壳内，并且以轴①或轴②穿出作为动力输入轴。所述机械传动实现的功能是，动力输入轴以正反不同转向输入动力，最终动力输出轴都以同一转向转动输出动力。所述另一种液力传动是由定子油缸、定子油缸挡板、转子活塞、俩组进油阀排油阀，动力输入轴组成的液压泵输出动力，所述定子油缸为圆柱体，所述定子油缸挡板为圆柱体中心到圆柱体筒壁的矩形挡板，所述俩组进油阀排油阀分别设在油缸挡板俩侧的定子油缸外壁上，所述动力输入轴使用轴承和油封安装固定在油缸中心并保持活动，所述转子活塞为矩形活动板，一端与动力输入轴固定，其他三端与油缸壁紧挨并保持活动，采用间隙密封。以上是俩种传动，根据不同的需要与气动发动机配套使用。为使气门总成工作状态更佳，特意设计一种缓冲器安装在气门总成上以减小进排气门堵对进排气门框的冲击，其结构由缓冲器转子轴、缓冲器活塞版、俩个气室组成。所术缓冲器转子轴是设在俩个气室整体的壳体上，缓冲器活塞版为矩形活塞版，缓冲器活塞版一端固定在缓冲器转子轴上，俩个气室上分别都设有进气阀和排气孔，进气阀为只可以进气不可以排气，缓冲器工作原理是，缓冲器转子轴活塞版在俩个气室吸气排气完成缓冲。缓冲器转子轴与气门总成轴连接，缓冲器固定在气门总成上。
本发明的有益效果是：
制造本发明气动发动机，由于零部件结构简单易造，种类不是那么繁多，可以实现不同种材料制造，容易制造大型大功率气动发动机。制造成本比传统汽轮机要少。
附图说明
图1为本发明气动发动机本体结构示意图；
图2为本发明气门总成结构示意图；
图3为本发明机械传动结构示意图；
图4为本明液力传动结构示意；图5为本发明缓冲器结构示意图。
图中：1、气门总成，2、转子轴摇把，3、转子轴轴承和气封①，4、定子气缸，5、转子活塞板，6、转子轴，7、转子活塞骨架②，8、转子轴轴承和气封②，9、定子气缸隔板，10、进排气口①，11、进排气口②，12、气门总成摇臂，13、定子气缸端盖①，14、转子活塞骨架①，15、定子气缸端盖②，16、气门总成轴，17、排气门堵①，18、排气门框①，19、进气门堵①，20、进气门框①，21、气门总成轴轴承①，22、进气门堵②，23、进气门框②，24、排气门框②，25、排气门堵②，26、气门总成隔板，27、气门总成轴轴承②，28、气门总成进出气口②，29、气门总成进出气口①，30、气门总成外壳，31、转向转换齿轮组轴①，32、机械传动外壳端盖，33、单向齿轮②，34、转向转换齿轮组轴②，35、转向转换齿轮组轴固定件，36、转向转换齿轮组外齿圈，37、固定齿轮②，38、机械传动外壳，39、机械传动动力输出轴，40、转向转换齿轮组外齿圈轴承，41、单向齿轮①，42、固定齿轮①，43、液力传动转子轴，44、液力传动转子活塞，45、液力传动定子外壳，46、排油阀①，47、进油阀①，48、排油阀②，49、进油阀②，50、液力传动定子隔板，51、液力传动转子轴轴承和油封①，52、液力传动转子轴轴承和油封②，53、左气室，54、左气室排气孔，55、左气室进气阀，56、缓冲器活塞板，57、缓冲器转子轴，58、右气室进气阀，59、右气室排气孔，60、右气室。
具体实施方式
下面结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种气动发动机，包括气门总成1，转子轴摇把2，转子轴轴承和气封①3，定子气缸4，转子活塞板5，转子轴6，转子活塞骨架②7，转子轴轴承和气封②8，定子气缸隔板9，进排气口①10，进排气口②11，气门总成摇臂12，定子气缸端盖①13，转子活塞骨架①14，定子气缸端盖②15，气门总成轴16，排气门堵①17，排气门框①18，进气门堵①19，进气门框①20，气门总成轴轴承①21，进气门堵②22，进气门框②23，排气门框②24，排气门堵②25，气门总成隔板26，气门总成轴轴承②27，气门总成进出气口②28，气门总成进出气口①29，气门总成外壳30，转向转换齿轮组轴①31，机械传动外壳端盖32，单向齿轮②33，转向转换齿轮组轴②34，转向转换齿轮组轴固定件35，转向转换齿轮组外齿圈36，固定齿轮②37，机械传动外壳38，机械传动动力输出轴39，转向转换齿轮组外齿圈轴承40，单向齿轮①41，固定齿轮①42，液力传动转子轴43，液力传动转子活塞44，液力传动定子外壳45，排油阀①46，进油阀①47，排油阀②48，进油阀②49，液力传动定子隔板50，液力传动转子轴轴承和油封①51，液力传动转子轴轴承和油封②52，左气室53，左气室排气孔54，左气室进气阀55，缓冲器活塞板56，缓冲器转子轴57，右气室进气阀58，右气室排气孔59，右气室60。如图1所示气动发动机本体结构是，所述定子气缸4是一个圆柱体形状气缸，气缸俩端分别设有圆形定子气缸端盖①13和圆形定子气缸端盖②15，所述定子气缸端盖①13和定子气缸端盖②15中心分别设有安装转子轴轴承和气封①3和转子轴轴承和气封②8的孔位。所述定子气缸端盖①13上还设有进排气口①10和进排气口②11。所述转子轴6是通过转子轴轴承和气封①3和转子轴轴承和气封②8安装固定在定子气缸端盖①13和定子气缸端盖②15的一根轴。所述转子活塞板5是一块矩形活塞板，其中一边与转子轴6固定，其他三边分别与定子气缸4、定子气缸端盖①13和定子气缸端盖②15紧挨并保持活动，它们之间采用间隙密封。所述转子活塞骨架①14和转子活塞骨架②7是分别固定在转子活塞板5上的俩道支撑件，转子活塞骨架①14和转子活塞骨架②7另一端固定在转子轴6的加粗部。所述转子轴摇把2是固定连接在转子轴6上与气门总成1上所设气门总成摇臂12结合使用完成对气门开闭，转子轴摇把2和气门总成摇臂12上都设有磁铁相互排斥。所述气门总成1与定子气缸端盖①13连接固定，并且气门总成进出气口②28和气门总成进出气口①29分别与进排气口②11和进排气口①10对接。
如图2所示，所述气门总成1是气门总成外壳30上分别设有排气门框①18、进气门框①20、进气门框②23、排气门框②24、气门总成进出气口②28和气门总成进出气口①29，所述气门总成隔板26设在气门总成外壳30内把气门总成外壳30内平均分成俩个腔室，排气门框①18、进气门框①20、气门总成进出气口①29在气门总成隔板26一侧腔室互通，进气门框②23、排气门框②24、气门总成进出气口②28在气门总成隔板26另一侧腔室互通。所述排气门框①18与排气门框②24的里端和进气门框①20与进气门框②23的外端上分别都设有磁铁框。所述气门总成轴16设在气门总成外壳30的圆心角处，气门总成轴16俩端分别安装有气门总成轴轴承①21和气门总成轴轴承②27并固定在气门总成外壳30上保持活动，气门总成轴16分别与气门总成外壳30和气门总成隔板26紧挨并留有活动间隙它们之间采用间隙密封。所述排气门堵①17与进气门堵①19互成一定角度固定在气门总成轴16上并置于气门总成隔板26一侧腔室内与排气门框①18和进气门框①20对应，排气门堵①17和进气门堵①19分别与排气门框①18和进气门框①20中设有的磁铁框吸引。所述进气门堵②22与排气门堵②25互成一定角度固定在气门总成轴16上并置于气门总成隔板26另一侧腔室内与进气门框②23和排气门框②24对应，进气门堵②22和排气门堵②25分别与进气门框②23和排气门框②24中设有的磁铁框吸引。
如图3所示，机械传动是由转向转换齿轮组轴①31和转向转换齿轮组轴②34分别通过转向转换齿轮组轴固定件35固定，转向转换齿轮组轴固定件35设有俩个轴承分别使转向转换齿轮组轴①31和转向转换齿轮组轴②34能够转动，转向转换齿轮组轴①31和转向转换齿轮组轴②34另一端与机械传动外壳端盖32固定并安装轴承能够转动，转向转换齿轮组轴①31伸出机械传动外壳端盖32作为动力输入轴。所述单向齿轮①41和固定齿轮①42分别固定在转向转换齿轮组轴①31上，所述单向齿轮②33和固定齿轮②37分别固定在转向转换齿轮组轴②34上，所述单向齿轮①41和单向齿轮②33是由单向轴承和齿轮组成并且转向相同。所述单向齿轮②33和固定齿轮①42相互啮合。所述固定齿轮②37和单向齿轮①41分别与转向转换齿轮组外齿圈36相互啮合。所述转向转换齿轮组外齿圈36通过转向转换齿轮组外齿圈轴承40安装固定在机械传动外壳38内。所述机械传动动力输出轴39与转向转换齿轮组外齿圈36设为一体并且伸出机械传动外壳38。机械传动外壳端盖32通过螺钉与机械传动外壳38固定把转向转换齿轮组封装固定。
如图4所示，液力传动是由所述液力传动转子轴43通过液力传动转子轴轴承和油封①51和液力传动转子轴轴承和油封②52安装固定在液力传动定子外壳45内。所述液力传动定子外壳45是由圆柱筒和一边端盖组成。所述液力传动转子活塞44一端固定在液力传动转子轴43上，其他三边与液力传动定子外壳45内壁紧挨并保持活动。所述液力传动定子隔板50固定在液力传动定子外壳45内并与液力传动转子轴43紧挨且保持活动。所述排油阀①46和进油阀①47设在液力传动定子隔板50一侧的液力传动定子外壳45上。所述排油阀②48和进油阀②49设在液力传动定子隔板50另一侧的液力传动定子外壳45上。如图5所示，左气室53上设有左气室排气孔54和左气室进气阀55，右气室60上设有右气室进气阀58，和右气室排气孔59，缓冲器活塞板56固定在缓冲器转子轴57上，缓冲器转子轴57固定安装在左气室53和右气室60组成的整体上并能转动。所述左气室进气阀55和右气室进气阀58只能进气不能排气。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种气动发动机，包括转子轴轴承和气封①(3)，转子轴轴承和气封②(8)，气门总成轴轴承①(21)，气门总成轴轴承②(27)，其特征是定子气缸(4)内设有定子气缸隔板(9)，转子轴(6)通过转子轴轴承和气封①(3)和转子轴轴承和气封②(8)固定安装在定子气缸(4)内，转子活塞板(5)固定在转子轴(6)上，转子活塞骨架②(7)和转子活塞骨架①(14)设在转子活塞板(5)上并与转子轴(6)加粗部固定，进排气口①(10)和进排气口②(11)设在定子气缸端盖①(13)上，定子气缸端盖①(13)和定子气缸端盖②(15)固定在定子气缸(4)俩端，转子轴摇把(2)与转子轴(6)固定连接，转子轴摇把(2)上设有磁铁，气门总成(1)固定连接在定子气缸端盖①(13)上，进排气口①(10)和进排气口②(11)分别对应气门总成进出气口①(29)和气门总成进出气口②(28)连接，气门总成摇臂(12)与气门总成轴(16)固定连接，气门总成摇臂(12)上设有磁铁并与转子轴摇把(2)上设有的磁铁相互排斥完成开闭气门，气门总成隔板(26)设在气门总成外壳(30)内把气门总成外壳(30)内分成俩个腔室，排气门框①(18)、进气门框①(20)、气门总成进出气口①(29)设在气门总成隔板(26)一侧的气门总成外壳(30)上并且相互连通，进气门框②(23)、排气门框②(24)、气门总成进出气口②(28)设在气门总成隔板(26)另一侧的气门总成外壳(30)上并且相互连通，排气门框①(18)、进气门框①(20)、进气门框②(23)、排气门框②(24)上都设有磁铁框并且分别与排气门堵①(17)进气门堵①(19)进气门堵②(22)排气门堵②(25)对应配套相互通过磁力吸引，排气门堵①(17)进气门堵①(19)进气门堵②(22)排气门堵②(25)都固定在气门总成轴(16)，气门总成轴(16)通过气门总成轴轴承①(21)和气门总成轴轴承②(27)固定安装在气门总成外壳(30)上并且与气门总成隔板(26)和气门总成外壳(30)紧挨保持活动。
2.如权利要求1所述气动发动机，其特征是安装有机械传动，所述机械传动是由转向转换齿轮组轴①(31)和转向转换齿轮组轴②(34)都固定在转向转换齿轮组轴固定件(35)上并设有轴承能转动，转向转换齿轮组轴①(31)固定有固定齿轮①(42)和单向齿轮①(41)，转向转换齿轮组轴②(34)固定有单向齿轮②(33)和固定齿轮②(37)，单向齿轮②(33)与固定齿轮①(42)相互啮合，固定齿轮②(37)和单向齿轮①(41)分别与转向转换齿轮组外齿圈(36)啮合，转向转换齿轮组外齿圈(36)使用转向转换齿轮组外齿圈轴承(40)固定安装在机械传动外壳(38)内，机械传动动力输出轴(39)与转向转换齿轮组外齿圈(36)设为一体并伸出机械传动外壳(38)，转向转换齿轮组轴①(31)和转向转换齿轮组轴②(34)另一端通过轴承固定在机械传动外壳端盖(32)上，并且转向转换齿轮组轴①(31)伸出机械传动外壳端盖(32)，机械传动外壳端盖(32)通过螺钉与机械传动外壳(38)固定，所述单向齿轮②(33)和单向齿轮①(41)转向相同，并且都是由单向轴承和齿轮组成，气动发动机的转子轴(6)一端与机械传动转向转换齿轮组轴①(31)连接传输动力。
3.如权利要求1所述气动发动机，其特征是安装有液压传动，所述液压传动是由液力传动转子轴(43)通过液力传动转子轴轴承和油封①(51)和液力传动转子轴轴承和油封②(52)固定安装在液力传动定子外壳(45)内，液力传动定子隔板(50)设在液力传动定子外壳(45)内，液力传动转子活塞(44)固定在液力传动转子轴(43)上，排油阀①(46)和进油阀①(47)设在液力传动定子隔板(50)一侧的液力传动定子外壳(45)上，排油阀②(48)和进油阀②(49)设在液力传动定子隔板(50)另一侧的液力传动定子外壳(45)上，气动发动机的转子轴(6)一端与液力传动转子轴(43)连接传输动力。
4.如权利要求1所述气动发动机，其特征是安装有缓冲器，所述缓冲器是左气室(53)上设有左气室排气孔(54)和左气室进气阀(55)，右气室(60)上设有右气室进气阀(58)，和右气室排气孔(59)，缓冲器活塞板(56)固定在缓冲器转子轴(57)上，缓冲器转子轴(57)固定安装在左气室(53)和右气室(60)组成的整体上并能转动，所述左气室进气阀(55)和右气室进气阀(58)只能进气不能排气，缓冲器转子轴(57)与气门总成轴(16)连接，缓冲器固定在气门总成(1)上。
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