CN205823341U

CN205823341U - 双作用活塞式气动马达

Info

Publication number: CN205823341U
Application number: CN201620693790.0U
Authority: CN
Inventors: 王勤鹏; 王东辉; 朱天鹏; 黄远锋; 刘赵男; 苑珂珂
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2026-07-04

Abstract

本实用新型公开了双作用活塞式气动马达，包括用于控制其工作模式的控制阀门、循环配气机构、高压储气罐和高压气管，控制阀门通过高压气管分别与高压储气罐和循环配气机构连通，循环配气机构包括曲轴、连接杆和外壳，外壳包括进气口、出气口、气缸和设置在气缸内的活塞，气缸上设有气缸盖，进气口、出气口均通过配气管与气缸连通。本实用新型的优点在于：其结构简单、使用方便，既可以利用高压储气罐的高压空气和曲轴的惯性势能使活塞进行稳定地往复运动，又能利用气体单向流通装置和循环配气机构实现将机械能转换为高压压缩空气储存能量，能量利用率高。

Description

双作用活塞式气动马达

技术领域

本实用新型涉及动力机械领域，具体地指一种双作用活塞式气动马达。

背景技术

目前，活塞式气动马达主要利用曲轴转动的惯性旋转实现活塞的回程排气工作，这种回程排气方式要求要有较高的速度，由于外界的负载在时刻变化着，一旦负载过大导致速度降低，回程排气过程很可能无法完成，从而导致马达停止运转。目前市场上使用的气动马达只有一种工作模式：高压空气将内能转换为气动马达动能输出模式，而不能将机械能转换为高压压缩空气储存能量，工作模式单一，能量利用率低，适用范围具有局限性。

自行车在骑行过程中会使用刹车进行减速，减速过程中刹车系统的阻力由刹车片的摩擦来完成，从而将机械能转化为热能，导致部分能量的损失和浪费。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述问题，提供一种双作用活塞式气动马达，其结构简单、使用方便，采用三个互成一百二十度角的气缸，既可以利用高压储气罐的高压空气和曲轴的重力势能使活塞进行稳定地往复运动，又能利用气体单向流通装置和循环配气机构实现将机械能转换为高压压缩空气储存能量，能量利用率高。

为实现上述目的，本实用新型所设计的双作用活塞式气动马达，包括用于控制其工作模式的控制阀门、循环配气机构、高压储气罐和高压气管，所述控制阀门通过高压气管分别与高压储气罐和循环配气机构连通，其特征在于：所述循环配气机构包括曲轴、连接杆和外壳，所述外壳包括进气口、出气口、气缸和设置在气缸内的活塞，所述气缸上设有气缸盖，所述进气口、出气口均通过配气管与气缸连通；所述曲轴包括主轴、连接板和辅轴，所述主轴和辅轴分别安装在连接板两侧，所述主轴和辅轴的轴心线平行且不为同一直线，所述曲轴安装在外壳内与气缸轴向垂直，所述连接杆两端分别与活塞和辅轴相连。

进一步地，所述控制阀门包括阀芯和阀缸，所述阀芯套接在阀缸内可在阀缸内滑动；所述阀缸上设有控制口和导向口，所述控制口由两组依次排列的三个气孔组成，所述高压气管将高压储气罐与每组中不同位置的一个气孔连通，所述导向口包括导向进气口和导向出气口，所述导向进气口通过高压气管与进气口连通，所述导向出气口通过高压气管与出气口连通；所述阀芯将控制口上每组相同位置的气孔分别与导向进气口和导向出气口连通，从而控制马达的工作模式。

进一步地，外壳包括三个互成120°的气压缸，所述主轴上设有三个互呈120°的配气槽，所述各个汽缸的配气管均通过其对应的配气槽连通。

更进一步地，所述气缸盖内设有进气管、出气管和单向阀，所述配气管通过进气管和出气管与气缸连通，所述单向阀控制气流只能沿一个方向流动。

作为优选项，所述连接杆通过定位销与活塞连接。

本实用新型的优点在于：其结构简单、使用方便，采用三个互成一百二十度角的气缸，既可以利用高压储气罐的高压空气和曲轴的重力势能使活塞进行稳定地往复运动，又能利用气体单向流通装置和循环配气机构实现将机械能转换为高压压缩空气储存能量，能量利用率高。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态示意图。

图2为循环配气机构的正视图。

图3为循环配气机构的右视图。

图4为图2中A-A面剖视图。

图5为气缸盖的剖视图。

图6为曲轴的右视图。

图7为曲轴的正视图。

图8为曲轴的仰视图。

图9为控制阀门的主视图。

图10为控制阀门的左视图。

图11为控制阀门的仰视图。

图12为关闭状态下图9中B-B面剖视图。

图13为动力输出模式下图9中B-B面剖视图。

图14为运动储能模式下图9中B-B面剖视图。

图中：控制阀门1(其中：阀芯1.1、阀缸1.2、控制口1.3、导向口1.4导向进气口1.4.1、导向出气口1.4.2)、循环配气机构2(其中：曲轴2.1、主轴2.1.1、配气槽2.1.1a、连接板2.1.2、辅轴2.1.3、连接杆2.2、外壳2.3、进气口2.3.1、出气口2.3.2、气缸2.3.3、气缸盖2.3.3a、进气管2.3.3b、出气管2.3.3c、单向阀2.3.3d、活塞2.3.4、配气管2.3.5、定位销2.3.6)、高压储气罐3、高压气管4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1～11中所示的双作用活塞式气动马达，包括用于控制其工作模式的控制阀门1、循环配气机构2、高压储气罐3和高压气管4，所述控制阀门1通过高压气管4分别与高压储气罐3和循环配气机构连通，其特征在于：

所述控制阀门1包括阀芯1.1和阀缸1.2，所述阀芯1.1套接在阀缸1.2内可在阀缸1.2内滑动；所述阀缸1.2上设有控制口1.3和导向口1.4，所述控制口1.3由两组依次排列的三个气孔组成，所述高压气管4将高压储气罐3与每组中不同位置的一个气孔连通，所述导向口1.4包括导向进气口1.4.1和导向出气口1.4.2，所述导向进气口1.4.1通过高压气管4与进气口2.3.1连通，所述导向出气口1.4.2通过高压气管4与出气口2.3.2连通；所述阀芯1.1将控制口1.3上每组相同位置的气孔分别与导向进气口1.4.1和导向出气口1.4.2连通，从而控制马达的工作模式。

所述循环配气机构2包括曲轴2.1、连接杆2.2和外壳2.3，所述外壳2.3包括进气口2.3.1、出气口2.3.2、气缸2.3.3和设置在气缸2.3.3内的活塞2.3.4，所述气缸2.3.3上设有气缸盖2.3.3a，所述进气口2.3.1、出气口2.3.2均通过配气管2.3.5与气缸2.3.3连通；所述曲轴2.1包括主轴2.1.1、连接板2.1.2和辅轴2.1.3，所述主轴2.1.1和辅轴2.1.3分别安装在连接板2.1.2两侧，所述主轴2.1.1和辅轴2.1.3的轴心线平行且不为同一直线，所述曲轴2.1安装在外壳2.3内与气缸轴向垂直，所述连接杆2.2一端通过定位销2.3.6与活塞2.3.4连接，另一端与辅轴2.1.3连接。外壳2.3包括三个互成120°的气压缸2.3.3，所述主轴2.1.1上设有三个互呈120°的配气槽2.1.1a，所述各个汽缸2.3.3的配气管2.3.5均通过其对应的配气槽2.1.1a连通。所述气缸盖2.3.3a内设有进气管2.3.3b、出气管2.3.3c和单向阀2.3.3d，所述配气管2.3.5通过进气管2.3.3b和出气管2.3.3c与气缸2.3.3连通，所述单向阀2.3.3d控制气流只能沿一个方向流动。

本实用新型作采用压缩空气所储存的能量为动力，通过控制阀门1控制气缸2.3.3的进气口2.3.1、排气口2.3.2与高压储气罐3和大气的不同连通方式，从而控制气动马达的工作模式。循环配气机构2中至少有一个气缸2.3.3进气口2.3.1与高压储气罐3连通，从而保证气动马达的起动。三个气缸2.3.3互相成一百二十度，当其中一个或两个处于高压空气作用过程中时，剩余的活塞2.3.4则处于回程排气过程，且曲轴2.1由于惯性和其他气缸2.3.3的作用使回程过程能够顺利完成，从而保证了气动马达的安全运行。采用上述结构后，三个连杆绕曲轴的转动速率及转动方向互不影响。

如图12，在关闭状态下，阀芯1.1将进气口2.3.1、出气口2.3.2均与大气连通，此时气缸2.3.3处于自然进气、排气过程。

如图13，在动力输出模式中，阀芯1.1将进气口2.3.1与高压储气罐3连通、出气口2.3.2与大气连通，此时压缩空气推动活塞2.3.4工作，气缸2.3.3处于排气过程。

如图14，在运动储能模式中，阀芯1.1将进气口2.3.1与大气连通、出气口2.3.2与高压储气罐3连通，此时活塞2.3.4压缩空气并使高压储气罐3储能，气缸2.3.3处于无负载回程过程。

完成一次循环的过程中，最多会有两个活塞2.3.4处于工作状态。循环配气机构2中曲轴2.1上开有互呈120°的配气槽2.1.1a，配气槽2.1.1a与外壳2.3内的配气管2.3.5配合，曲轴2.1旋转时，循环配气机构2分别与不同的气缸2.3.3相通，实现每一个气缸2.3.3有序地进行进气和排气，从而保证每一个活塞2.3.4正确有效的工作。

在气缸盖2.3.3a上装有单向阀2.3.3d，使气流只能从进气口2.3.1进入气缸2.3.3，由出气口2.3.2排出气缸2.3.3，保证了气动马达的稳定工作，同时提高了压缩空气时的容积效率。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种双作用活塞式气动马达，包括用于控制其工作模式的控制阀门(1)、循环配气机构(2)、高压储气罐(3)和高压气管(4)，所述控制阀门(1)通过高压气管(4)分别与高压储气罐(3)和循环配气机构连通，其特征在于：

所述循环配气机构(2)包括曲轴(2.1)、连接杆(2.2)和外壳(2.3)，所述外壳(2.3)包括进气口(2.3.1)、出气口(2.3.2)、气缸(2.3.3)和设置在气缸(2.3.3)内的活塞(2.3.4)，所述气缸(2.3.3)上设有气缸盖(2.3.3a)，所述进气口(2.3.1)、出气口(2.3.2)均通过配气管(2.3.5)与气缸(2.3.3)连通；

所述曲轴(2.1)包括主轴(2.1.1)、连接板(2.1.2)和辅轴(2.1.3)，所述主轴(2.1.1)和辅轴(2.1.3)分别安装在连接板(2.1.2)两侧，所述主轴(2.1.1)和辅轴(2.1.3)的轴心线平行且不为同一直线，所述曲轴(2.1)安装在外壳(2.3)内与气缸轴向垂直，所述连接杆(2.2)两端分别与活塞(2.3.4)和辅轴(2.1.3)相连。

2.根据权利要求1所述的双作用活塞式气动马达，其特征在于：所述控制阀门(1)包括阀芯(1.1)和阀缸(1.2)，所述阀芯(1.1)套接在阀缸(1.2)内可在阀缸(1.2)内滑动；

所述阀缸(1.2)上设有控制口(1.3)和导向口(1.4)，所述控制口(1.3)由两组依次排列的三个气孔组成，所述高压气管(4)将高压储气罐(3)与每组中不同位置的一个气孔连通，所述导向口(1.4)包括导向进气口(1.4.1)和导向出气口(1.4.2)，所述导向进气口(1.4.1)通过高压气管(4)与进气口(2.3.1)连通，所述导向出气口(1.4.2)通过高压气管(4)与出气口(2.3.2)连通；

所述阀芯(1.1)将控制口(1.3)上每组相同位置的气孔分别与导向进气口(1.4.1)和导向出气口(1.4.2)连通，从而控制马达的工作模式。

3.根据权利要求2所述的双作用活塞式气动马达，其特征在于：外壳 (2.3)包括三个互成120°的气缸(2.3.3)，所述主轴(2.1.1)上设有三个互呈120°的配气槽(2.1.1a)，所述各个气缸(2.3.3)的配气管(2.3.5)均通过其对应的配气槽(2.1.1a)连通。

4.根据权利要求3所述的双作用活塞式气动马达，其特征在于：所述气缸盖(2.3.3a)内设有进气管(2.3.3b)、出气管(2.3.3c)和单向阀(2.3.3d)，所述配气管(2.3.5)通过进气管(2.3.3b)和出气管(2.3.3c)与气缸(2.3.3)连通，所述单向阀(2.3.3d)控制气流只能沿一个方向流动。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的双作用活塞式气动马达，其特征在于：所述连接杆(2.2)通过定位销(2.3.6)与活塞(2.3.4)连接。