CN1129287A - 柱齿机构 - Google Patents
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Abstract
柱齿机构是一种新型机构，其工作原理是：一个带凹齿的柱和一个带凸齿的柱，前者称为“柱”，后者称为“齿”，在2个联动齿轮的带动下，柱和齿相互啮合旋转；在壳的作用下，柱将齿和壳间的空间隔断，齿对隔断空间的气液体产生抽吸式挤压而作功。
利用柱和齿旋转产生的抽吸式挤压来作功，可取代活塞的往复运动作功，柱和齿的不同搭配形式可用于泵、压缩机、鼓风机、气液动马达、内燃发动机等，具有广阔的应用前景。
Description
柱齿机构是一种新型机构。其工作原理见图一：(1)为带两个半圆凸齿的圆柱，简称齿，(2)为外壳，(3)为带半圆凹齿的圆柱，简称柱，(4)为气液体进口，(5)为出口。齿(1)的柱圆是柱(3)的外圆的2倍并且两圆相切，齿(1)的齿顶与壳(2)的内圆相切，柱(3)的外圆与壳(2)为动配合，柱(3)的半圆凹齿与齿(1)的凸齿在齿入齿出进程中吻合，齿(1)与柱(3)分别与两个相互齿和的齿轮同轴相联，形成联动。这样在联动齿轮的带动下，齿(1)与柱(3)反向旋转，凸齿有规律的转入转出凹齿，形成连续旋转。
由于柱(3)与壳为动配合，与齿(1)的柱面相切，与凸齿吻合，因此柱(3)将齿(1)与壳(2)之间的空间隔断。又由于齿(1)的齿顶与壳(2)的内圆相切，故齿在旋转时凸齿对隔断空间的气体或液体就进行了抽吸和挤压，这就产生了新的做工原理，因为是利用柱的隔断作用，齿的运动而作功，故将此机构命名为柱齿机构。
柱齿机构的柱可以是一柱二柱至多柱，凸齿也可以是一齿二齿至多齿，齿形可以是半圆、小半圆，也可以不是半圆形，如何搭配使用要由实际需要决定。
柱齿机构运用面很广，对其提供旋转动力，见图一，由于柱(3)的隔断作用，齿(1)的凸顺时针旋转，故(4)受到抽吸，成为气液体的进口，(5)受到凸齿的挤压，成为出口，这样就产生了新的泵、压缩机、鼓风机的工作原理，图一结构为一个柱，二个齿，就称之为一柱二齿式柱齿泵。柱齿泵结构简单，体积小，压力大，流量大，明显优于现行齿轮泵、离心泵。同样，将图一结构做成柱齿式鼓风机、空压机，比现行离心风机、罗茨风机、活塞式空压机也具有体积小，压力大，流量大的优势。
对柱齿机构提供气液体动力，我们还可以做成气动马达，液动马达，见图二。气液动力从壳(2)的开口(1)进入马达，由于柱(4)的隔断作用，气液体压力只能对齿(3)作顺时针方向推动，同时凸齿前的气液体从排放口(5)排放。(1)与(5)之间压力差越大，齿(3)受到的推动力就越大。由于这个机构中没有阀门、弹片、隔板等磨损件，因此它比现进活塞式气动马达，偏心隔板式气液动马达，结构简单，效率高，功率大，寿命长，可靠性高，取代现行气液动马达将是必然的。
泵类可以作成不同柱齿数目的结构形式，气液动马达也可以做成不同的结构形式，图二为两柱三齿式气液动马达。
对柱齿机构提供可燃气体及原动力，还可以做成柱齿式内燃发动机，见图三。可燃混合气从(1)吸入，受到旋转凸齿(2)的挤压和柱(4)的阻挡，成为压缩气体从(3)排出并注入(5)，此时凸齿与柱之间刚好形成一个封闭空间，切断气源，点火爆燃，结果爆燃气体推动齿(2)旋转作功，废气从(7)排放。完成发动机一个作功过程。柱(4)到(5)的两柱间有一个小的压缩过程，可以注入到大的压缩过程后期，这就产生了新的内燃发动机工作原理。
柱齿发动机还可以做成其它各种形式，增加图三柱和齿的数量，可以做成双点火结构。将两组柱齿结构并列联动，一组负责吸入压缩，另一组负责点火，爆燃，可作成并列型。将两组柱齿结构前后同轴串连，前组负责吸入、压缩，后组点火爆燃，可作成串连型。图三为三柱三齿式内燃发动机。
由于柱齿发动机压缩比变化大，故可以使用各种可燃气，又由于它直接产生旋转力，故热效率高，功率大，再由于它结构简单，形式变化多，适应各种功率需要，是现行活塞式发动机无法达到的，故它将是继汪克尔式发动机之后，对现行内燃动机结构的又一次挑战。
总之，柱齿机构以它新特的工作原理，广泛的适用性能，灵活多变的结构形式，它将在各种设备中大显身手。应用前景广阔。
Claims (4)
1、柱齿机构：其特征之一是图一中，柱(3)与壳(2)为动配合，与齿(1)的柱面相切与凸齿吻合，因此柱将齿(1)与壳(2)之间的空间隔断，齿(1)的齿顶与壳(2)的内圆相切，齿在旋转时凸齿对隔断空间的气体或液体进行抽吸和挤压，这样就产生了新的做工原理；其特征之二是，柱可以一柱、二柱至多柱，齿也以一齿、二齿至多齿，齿型可以是半圆、小半圆，也可以不是半圆；其特征之三是，不同的搭配可以做成不同的泵、压缩机、鼓风机、气动马达、液动马达、柱齿式内燃发动机。
2、根据权利要求(1)生产的柱齿式泵、压缩机；鼓风机，其特征是给予旋转动力时图一中，柱(3)将齿(1)与壳之间的空间隔断，齿(1)对隔断空间的气液体进行抽吸和挤压，形成吸入口(4)，压力口(5)。
3、根据权利要求(1)生产的柱齿式气动马达，液动马达，其特征是图二中，给予气液体动力，由于柱(4)的隔断作用，气液体动力只能对齿(3)产生顺时针方向推力。
4、根据权利要求(1)生产的柱齿式内燃发动机。其特征是图三中，可燃气体被齿(2)吸入推动，受柱(4)阻挡压缩输送到(5)，(5)为封闭空间，切断气源点火爆燃，产生旋转动力。
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