CN111878176A - 双向可逆流体动力发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向可逆流体动力发动机，其包括机架、曲轴、驱动缸单元和换向套，所述曲轴包括动力输出段、与动力输出段连接的曲柄臂和与曲柄臂连接的曲柄销，所述驱动缸单元至少为一套，每套驱动缸单元包括两个驱动缸和一个传动块，第一驱动缸和第二驱动缸的活塞杆与动力输出段的轴心线垂直，第一驱动缸的活塞杆伸出第一驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第一驱动缸的缸体后端上设置有第一通孔；第二驱动缸的活塞杆伸出第二驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第二驱动缸的缸体后端上设置有第二通孔。本发明双向可逆流体动力发动机既能作为发动机输出旋转动力，还能作为空气压缩机输出工作气流，其动力传递方式是可逆的，应用范围更广。

Description

双向可逆流体动力发动机
技术领域
本发明涉及一种动力设备，特别涉及一种双向可逆流体动力发动机。
背景技术
现有的发动机，一般只能采用燃气作为工作介质，不能采用高压空气、液态工作介质等，从而限制了其应用范围。
同时现有的发动机一般都是单向输出做功，动力输出段不能作为动力输入轴，进一步限制了发动机的应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种双向可逆流体动力发动机，以解决现有发动机不能以工作气流作为动力源，且发动机不能以动力输出段作为动力输入轴进行逆向做功的技术问题。
本发明双向可逆流体动力发动机，包括机架、曲轴、驱动缸单元、换向套，所述曲轴包括动力输出段、与动力输出段连接的曲柄臂和与曲柄臂连接的曲柄销，所述驱动缸单元至少为一套，每套驱动缸单元包括两个驱动缸和一个中部带腰形孔的传动块，两个驱动缸分别命名为第一驱动缸和第二驱动缸，所述第一驱动缸和第二驱动缸的活塞杆与动力输出段的轴心线垂直，第一驱动缸的活塞杆伸出第一驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第一驱动缸的缸体后端上设置有第一通孔；第二驱动缸的活塞杆伸出第二驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第二驱动缸的缸体后端上设置有第二通孔；所述曲轴的曲柄销穿在传动块的腰形孔中，且曲柄销能在腰形孔中滑动及转动；
所述换向套固定在机架上，且换向套套在曲轴的动力输出段上，换向套的轴心线与动力输出段的轴心线重合；
所述换向套上设置有第一流体通孔和第二流体通孔，所述动力输出段上设置有与第一流体通孔连通的第一环形凹槽和与第二流体通孔连通的第二环形凹槽，所述动力输出段上还设置有与第一环形凹槽相连的第一导流切口，所述动力输出段上还设置有与第二环形凹槽相连的第二导流切口，所述第一导流切口和第二导流切口位于动力输出段的径向两侧；所述换向套上设置有第一换向孔和第二换向孔，第一换向孔通过第一导流管与第一驱动缸的缸体后端上的第一通孔连接，第二换向孔通过第二导流管与第二驱动缸的缸体后端上的第二通孔连接；在动力输出段处于旋转状态下，当第一换向孔与第一导流切口连通时，第二换向孔与第二导流切口连通；当第一换向孔与第二导流切口连通时，第二换向孔与第一导流切口连通；
所述第一驱动缸和第二驱动缸的前端设置有排气孔。
进一步，所述驱动缸单元中的第一驱动缸和第二驱动缸布置在同一直线上。
进一步，所述动力输出段通过轴承设置在换向套的内孔中，动力输出段的端部设置有飞轮，动力输出段上还设置有与换向套的内孔壁旋转密封配合的密封圈。
本发明的有益效果：
本发明双向可逆流体动力发动机，其驱动缸单元能以压缩气体作为动力源，驱动缸单元通过驱动缸推动传动块，传动块将动力传递给曲轴，从而驱动曲轴旋转将动力输出；而且本发明双向可逆流体动力发动机的曲轴还能与电动机或其它形式的发动机连接，通过电动机或其它形式的发动机驱动曲轴旋转，曲轴通过传动块将动力传递给驱动缸单元，驱动缸单元做功输出工作气流。因此本发明双向可逆流体动力发动机既能作为发动机输出旋转动力，还能作为空气压缩机输出工作气流，其动力传递方式是可逆的，应用范围更广。
附图说明
图1为双向可逆流体动力发动机的立体示意图；
图2为曲轴的立体示意图；
图3为双向可逆流体动力发动机的剖视示意图；
图4为双向可逆流体动力发动机的另一方向剖视结构示意图；；
图5为图3中P部的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例双向可逆流体动力发动机，包括机架1、曲轴2、驱动缸单元和换向套3，所述曲轴包括动力输出段201、与动力输出段连接的曲柄臂202和与曲柄臂连接的曲柄销203，所述驱动缸单元至少为一套，每套驱动缸单元包括两个驱动缸和一个中部带腰形孔的传动块4，两个驱动缸分别命名为第一驱动缸5和第二驱动缸6，所述第一驱动缸和第二驱动缸的活塞杆与动力输出段的轴心线垂直，第一驱动缸的活塞杆伸出第一驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第一驱动缸的缸体后端上设置有第一通孔，第一通孔中设置有第一管接头7；第二驱动缸的活塞杆伸出第二驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第二驱动缸的缸体后端上设置有第二通孔，第二通孔中设置有第二管接头8；所述曲轴的曲柄销穿在传动块的腰形孔中，且曲柄销能在腰形孔中滑动及转动。
所述第一驱动缸和第二驱动缸的前端设置有排气孔，当第一驱动缸或第二驱动缸的活塞从缸体后端向缸体前端移动时，缸体内的气体从缸体前端的排气孔排出。
所述换向套固定在机架上，且换向套套在曲轴的动力输出段上，换向套的轴心线与动力输出段的轴心线重合。
所述换向套上设置有第一流体通孔9和第二流体通孔10，所述动力输出段上设置有与第一流体通孔连通的第一环形凹槽11和与第二流体通孔连通的第二环形凹槽12，所述动力输出段上还设置有与第一环形凹槽相连的第一导流切口13，所述动力输出段上还设置有与第二环形凹槽相连的第二导流切口14，所述第一导流切口和第二导流切口位于动力输出段的径向两侧；所述换向套上设置有第一换向孔15和第二换向孔16，第一换向孔上设置有第三管接头17，第二换向孔上设置有第四管接头18，第一换向孔上的第三管接头通过第一导流管19与第一驱动缸的缸体后端上的第一管接头连接，第二换向孔的第四管接头通过第二导流管20与第二驱动缸的缸体后端上的第二管接头连接；在动力输出段处于旋转状态下，当第一换向孔与第一导流切口连通时，第二换向孔与第二导流切口连通；当第一换向孔与第二导流切口连通时，第二换向孔与第一导流切口连通。
本实施例中，所述驱动缸单元中的第一驱动缸和第二驱动缸布置在同一直线上。所述动力输出段通过轴承21设置在换向套的内孔中，动力输出段的端部设置有飞轮22，动力输出段上还设置有与换向套的内孔壁旋转密封配合的密封圈23。设置密封圈23可使气路的密封性更好。
本实施例中双向可逆流体动力发动机，其驱动缸单元能以压缩气体或高压液体作为动力源，驱动缸单元通过驱动缸推动传动块，传动块将动力传递给曲轴，从而驱动曲轴旋转将动力输出。本实施例中以压缩空气为例，其具体传动过程如下：
当工作气流从换向套上的第一流体通孔9进入后，气体再依次经第一环形凹槽11、第一导流切口13和第二导流管20进入第二驱动缸6，从而驱动第二驱动缸的活塞从缸体后端向缸体前端移动，第二驱动缸的活塞前移从而推动传动块4移动，传动块移动从而推动曲轴旋转，并且传动块前移还推动第一驱动缸5的活塞向缸体后端移动，第一驱动缸的活塞向后移动从而将缸体内的气体压入第一导流管19，第一导流管中的气体再依次经第二导流切口14、第二环形凹槽12和第二流体通孔10排出。
当第二驱动缸的活塞从缸体后端移动到缸体的前端时，这时第一驱动缸的活塞刚好从缸体前端移动到缸体的后端，且曲轴刚好旋转180°，这时曲轴上的第一导流切口13旋转至与第一导流管19连通，第二导流切口14旋转至与第而导流管20连通。这时从第一流体通孔9进入后，气体再依次经第一环形凹槽11、第二导流切口14和第一导流管19进入第一驱动缸5，从而驱动第一驱动缸的活塞从缸体后端向缸体前端移动，第一驱动缸的活塞前移从而推动传动块4移动，传动块移动从而推动曲轴旋转，并且传动块前移还推动第二驱动缸5的活塞向缸体后端移动，第二驱动缸的活塞向后移动从而将缸体内的气体压入第二导流管20，第二导流管中的气体再依次经第二导流切口14、第二环形凹槽12和第二流体通孔10排出。
如此，随着曲轴，曲轴上的第一导流切口和第二导流切口的方向跟着改变，进而使气流方向改变，使工作气流交替进入第一驱动缸和第二驱动缸，实现连续推动曲轴旋转做功。
当然在具体实施中，工作气流还可从第二流体通孔10进入，从第一流体通孔9排出，这时曲轴便实现反向旋转。
本实施例双向可逆流体动力发动机的曲轴还能与其它形式的动力源如电动机或发动机等连接，通过电动机或发动机驱动曲轴旋转，曲轴通过传动块将动力传递给驱动缸单元，驱动缸单元做功输出工作气流，这时本实施例中双向可逆流体动力发动机可作为空气压缩机使用。
当然在不同的实施中，还可将将换向套上的第一流体通孔或第二流体通孔与液压源连接，即以高压液体代替工作气流做功输出动力，本实施例双向可逆流体动力发动机对流体形式适应性好。
而且，将本实施例中双向可逆流体动力发动机的曲轴与电动机或其它形式的发动机连接，将换向套上的第一流体通孔和第二流体通孔中的一个通过管道与液体连接、另一个与空气连接时，还可将液体泵出或将空气压入液体中，从而使本实施例中发动机还能作为抽水泵或向水中供氧的供氧泵使用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种双向可逆流体动力发动机，其特征在于：包括机架、曲轴、驱动缸单元、换向套，所述曲轴包括动力输出段、与动力输出段连接的曲柄臂和与曲柄臂连接的曲柄销，所述驱动缸单元至少为一套，每套驱动缸单元包括两个驱动缸和一个中部带腰形孔的传动块，两个驱动缸分别命名为第一驱动缸和第二驱动缸，所述第一驱动缸和第二驱动缸的活塞杆与动力输出段的轴心线垂直，第一驱动缸的活塞杆伸出第一驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第一驱动缸的缸体后端上设置有第一通孔；第二驱动缸的活塞杆伸出第二驱动缸的缸体前端后与传动块连接，第二驱动缸的缸体后端上设置有第二通孔；所述曲轴的曲柄销穿在传动块的腰形孔中，且曲柄销能在腰形孔中滑动及转动；
所述换向套固定在机架上，且换向套套在曲轴的动力输出段上，换向套的轴心线与动力输出段的轴心线重合；
所述换向套上设置有第一流体通孔和第二流体通孔，所述动力输出段上设置有与第一流体通孔连通的第一环形凹槽和与第二流体通孔连通的第二环形凹槽，所述动力输出段上还设置有与第一环形凹槽相连的第一导流切口，所述动力输出段上还设置有与第二环形凹槽相连的第二导流切口，所述第一导流切口和第二导流切口位于动力输出段的径向两侧；所述换向套上设置有第一换向孔和第二换向孔，第一换向孔通过第一导流管与第一驱动缸的缸体后端上的第一通孔连接，第二换向孔通过第二导流管与第二驱动缸的缸体后端上的第二通孔连接；在动力输出段处于旋转状态下，当第一换向孔与第一导流切口连通时，第二换向孔与第二导流切口连通；当第一换向孔与第二导流切口连通时，第二换向孔与第一导流切口连通；
所述第一驱动缸和第二驱动缸的前端设置有排气孔。
2.根据权利要求1所述的双向可逆流体动力发动机，其特征在于：所述驱动缸单元中的第一驱动缸和第二驱动缸布置在同一直线上。
3.根据权利要求1所述的双向可逆流体动力发动机，其特征在于：所述动力输出段通过轴承设置在换向套的内孔中，动力输出段的端部设置有飞轮，动力输出段上还设置有与换向套的内孔壁旋转密封配合的密封圈。
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