CN1459548A - 气动马达 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气动马达,其包括与吸入通道流体相通的吸入腔,吸入通道与相应的气缸流体相通,该气缸容纳有一个活塞。在吸入通道中设置有一构件,当吸入通道中压缩流体的压力高于气缸中的压力时,该构件从吸入通道封闭相应的气缸。每个活塞包括一个远离活塞延伸的致动器,在活塞的一部分向上循环过程中,致动器能将构件推回到吸入通道中,从而允许压缩流体进入到相应的气缸中。每个活塞还包括具有一节部,在活塞的向上循环过程中,该节部相对于气缸建立一流体密封。节部还包括在其上形成的排放凹槽,在活塞的向下循环过程中打破该流体密封,使气缸中的压缩流体绕过该活塞并经每个气缸之上的排气口排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种气动马达,尤其是涉及一种利用压缩流体或空气来驱动的马达。
背景技术
气动马达可以应用在各种场合中,诸如轮式车辆、螺旋桨推动的飞机、直升飞机和气动船中。此外,在各种其它领域中的应用,诸如在一些气动或电池供电的产品中的应用也正得以实现。
例如,Akiyama的美国专利No.4,329,806中公开一用在气动玩具中的流体发动机,专利’806中使用包括一进气阀杆的一复杂构造,该阀杆连接到一与平行的驱动轴相连的圆盘件上。一垂直于该驱动轴和阀杆的活塞与圆盘件相连接,该圆盘件通过该活塞的向上的和向下运动来旋转。该圆盘件还包括与该阀杆接触的一轮廓表面。当该圆盘件旋转时,该轮廓表面使该阀杆向内移动,此时该活塞向上移动;而且该阀杆向外移动时,该活塞向下移动。此外,当该阀杆向内移动时,流体或压缩空气进入内腔中。空气向上推动活塞并最后从一侧面排气孔排出。在驱动轴中由于活塞向上运动所引起的惯性将使活塞继续向下移动,因此该过程将延续,直至将空气排至外面。
Kowanacki的美国专利No.6,006,517中利用一压簧来关闭进气阀,通过该进气阀使空气进入到气缸或内腔中。压簧将一阀件向上推靠在一孔上来建立一气密封。向下移动的活塞向下推动阀件经过一进气阀,使压缩空气绕过该阀件通过该孔进入到内腔中。空气向上推动活塞使与之相连的驱动轴旋转。一旦活塞上升,该压簧就推回阀件并使其关闭该进气阀。而且,当活塞到达顶端位置时,随同活塞进入该内腔的空气就从侧排气孔排出(在该内腔上切割出的)。美国专利No.6,085,631除了采用一种受到压缩空气的作用而膨胀的低/高压力密封之外,利用与美国专利No.6,006,517同样的原理。
此外,众所周知,在产品的制造时,其尺寸决定于所有的部件。如果希望气动马达非常小,即尺寸长度为大约一英寸或更小,利用现有技术的气动马达来制造所有的非常小的部件并组装它们成这样的尺寸,事实上和/或实践中几乎是不可能的。
发明内容
通过本发明可以简单地解决现有技术中存在的一个问题。本发明提供一种有效的气动马达,其不需要复杂的吸入口和排气孔,弹簧致动活塞,阀杆,活塞连杆,独立的密封件,专门设计的密封裙,复杂的驱动轴装置等。所有这些使气动马达的制造变得复杂并且增加个别零件会使马达存在中断操作的可能性。因此就需要改进现有技术的气动马达。这种改进通过消除对复杂机构,额外的杆,密封和弹簧等的需要来简化制造,该改进可使气动马达比其他现有技术的马达更小,更轻和价格更低。
由于本发明的简易性,本发明的气动马达的一个优点在于可以实现制造出非常小尺寸的气动马达。
另一情况下,由于本发明具有简易性也非常便于制造较大的气动马达。因此,本发明适于诸如美国专利No.6,006,519所描述的用来驾驶汽车的压缩流体致动的发动机。美国专利No.6,006,519公开一用于内燃机的压缩空气致动的发动机,其使用“汪克尔型(Wankel-type)转子式发动机”。
本发明提供一气动马达。该气动马达包括至少一个活塞,每个活塞连接到一曲轴,这样,当活塞向上和向下运动时与该曲轴连接的轴就旋转。气动马达包括具有各活塞气缸的壳体。每个气缸与在壳体中的相应吸入通道流体相通,该吸入通道也与一吸入腔流体相通。每个气缸还具有一穿过壳体上部的相应的排气孔,各吸入通道容纳有一构件,当压缩流体刚刚进入吸入通道时或当吸入通道中的压力大于气缸中的压力时,该构件从吸入通道封闭相应的气缸。
优选地,各活塞是由单独的刚性件来形成的,刚性件具有向上延伸以连接曲轴的连杆,向下延伸以接触并推动构件的致动器,以及具有一直径的节部(section),由该节部相对于相应的气缸壁建立一临时或人造的流体密封。如上所述,从每个活塞向下延伸的是一致动器,该致动器具有一轮廓或曲面,该轮廓或曲面是以该致动器可以向该构件施加一足以使该构件被推入到该吸入通道的作用力的方式来形成,从而允许在吸入通道中的压缩流体进入到该相应的气缸中。
活塞还包括一具有一直径的节部,该节部相对于相应的气缸壁,设定该直径来建立一临时或人造的流体密封,这样,通过吸入通道进入到相应气缸中的压缩流体最初不能溢出。因此,该压缩流体对节部产生一作用力来向上推动气缸。该节部还包括在其上形成的排放凹槽,而且是以这样的方式来定位,即只在活塞的向上运动过程中建立流体密封而在活塞的向下运动过程中打破该流体密封。这是因为在活塞的向上和向下运动过程中,连杆作为与旋转曲轴相连的活塞的刚性延伸,而使该活塞也在该气缸内枢轴的旋转。当暂时打破该流体密封时,在气缸中节部以下的压缩流体向上经过该节部而溢出并经排气孔排出。这还使吸入通道中的压缩流体将构件推回到气缸中,从而确保该构件从吸入通道处再密封该气缸。
由活塞上冲程产生的曲轴的惯性将继续移动活塞通过下行程而进入上冲程中的一个位置,以使致动器接触并向内推动构件从而允许压缩流体再进入到气缸中。因此只要保持向吸入通道中供应压缩流体,就会产生连续的循环。
本发明可以设计成制造所能达到的那样小以及所希望的那样大的气动马达。因此,本发明可适用于车辆,飞机,船舶,直升飞机中的全尺寸的空气压缩机中,也可以用于操纵的玩具的小型发动机或其它的不需要电池的小型电动装置中。
从以下结合权利要求书以及附图对发明和实施例的详述中可容易地理解本发明的许多其它优点和特征。
附图说明
参照附图可以更详细了解前述内容,其中:
图1是本发明一个实施例中单活塞气动马达的透视剖视图;
图2是图1中气动马达的剖视图;
图3a-3i是图1中气动马达的剖面图,示出活塞通过一单循环的各阶段;
图4是图1中气动马达的剖视图,示出在向下冲程期间活塞随着与在截面和气缸壁之间的密封开放而允许压缩流体排出;
图5是图1中活塞和曲柄的一后视图;
图6是具有一压缩流体的外部罐的气动马达;
图7是本发明另一实施例中三活塞气动马达的分解图;以及
图8是本发明的一活塞的剖视图。
具体实施方式
虽然本发明易受各种形式实施例的影响,但是在这里结合附图,对本发明的优选实施例进行详细描述。然而,可以理解的是,本发明公开的是本发明原理的一实例,并不能限制本发明的精神或范围和/或本实施例的权利要求。
现在参看图1和2,本发明一个实施例中的气动马达10包括与曲轴14相连的活塞12。当曲轴14旋转时可驱动主轴16(如图5)。然后,通过许多现有技术的装置可将主轴16连接到任何由马达操作的装置(即电动装置)上。该电动装置可以包括轮和螺旋桨;然而,本发明没有必要限于普通已知的电动装置,也可以包括由主轴16的旋转而产生电能的能量,或可以连接到任何压缩流体或压缩空气致动的产品上。
参照图1和2,马达10由主壳体18,吸入壳体26和顶端马达壳体50来形成。主壳体18包括一整体模制或镗孔的气缸20。气动马达10是通过从外部管道24进入到吸入腔22中的压缩流体,最好是空气来驱动的。吸入腔22位于吸入壳体26之内,该吸入壳体固定在主壳体18上。
压缩流体从吸入腔22进入一个到向主壳体18中开槽的吸入通道28。将直径比吸入通道28小的构件30容纳在该通道中。吸入通道28还包括一通向气缸20的吸入孔32,以便允许吸入通道28与气缸20流体连通。为使构件30保持在吸入通道28中,吸入腔22入口的一部分通过形成在吸入壳体26外部的突出部27来覆盖。吸入孔32的直径也小于构件30的直径,因此构件30可以部分地伸入到气缸20之内,但是不会完全地进入气缸20中。
当气缸20是空的或当其含有的流体压力低于在吸入通道28内压缩流体的压力时,压缩流体作用于构件30从而推动其紧靠在吸入孔32上来建立流体密封。同样地,可避免压缩流体进入到气缸20内。正如下文将详述的,为了使压缩流体进入到气缸20中,借助在活塞12底部一体形成的致动器34朝突出部27方向强迫或向后推动构件30进入到吸入通道28中。一旦将构件30推进到吸入通道28中,压缩流体就会围绕构件30流动并通过吸入孔32流入气缸20中。
参照图2,现详细描述活塞12和活塞的运动。与其它的现有气动马达不同,本发明优选地包括与连杆13结合成一体的活塞12,节部36,致动器34(或使压缩流体进入到气缸20内的装置)和作为一单独的整体模制件的排放凹槽38。然而,本发明还可以包括一刚性的活塞,该活塞包括作为独立部件的连杆,节部和与其连接的致动器。
在其它现有技术的活塞马达中,活塞和连杆是分开的,通过各种装置彼此连接以便允许活塞垂直地移动并且允许连杆将曲轴的旋转运动传递到活塞。然而本发明将连杆13与活塞12结合成一体,这就使活塞既可垂直也可枢轴地移动。因而,允许本发明的活塞12能执行如同多数现有技术专利中所利用的摇臂或凸轮那样的功能。此外,还可能通过活塞12的运动形成本发明的其它功能和特征。
仍参看图2,连杆13包括一夹持在曲轴14上的顶端部分40。也可以使用其它的连接装置;例如,顶端部分40可以只包括一允许曲轴14穿过的孔。曲轴14还连接到曲柄15,曲柄15连接到主轴上(未示出)。
从如图2的位置可知,当活塞12向上移动时,即如图3a所示,致动器34开始推动构件30,以使构件30进入到吸入通道28之内。如图3a-3d,此时,压缩流体进入到气缸20中并推动节部36以使活塞向上运动。值得注意的是,在活塞12的向上冲程期间,节部36具有一可与气缸壁42建立暂时的流体密封的直径。如图3e,在上死点之前的一些位置上,活塞12上的致动器34脱离开构件30,但是由于流体密封,压缩流体将继续推动节部36。
另一需要注意的重要方面是,将致动器34的轮廓44设计成在一预先设定的部分冲程中,该致动器34与构件30连续接触。如图3a-3i所示,当活塞12通过单向旋转而移动时,该活塞12也绕枢轴。因此致动器34的轮廓44是活塞12的枢转和构件30的轮廓的函数,这样,致动器34在构件30上施加一连续和足够大小的压力来迫使或推动构件30进入到吸入通道28内。此外,致动器34的轮廓44还是所需进入气缸20中并迫使活塞12向上运动的压缩流体量的函数。如果气缸20较大,在气缸20中需要更多压缩流体来适当地迫使活塞12通过向上冲程,因此,需要延伸轮廓44来更长时间地保持构件30上的压力。
如上所述,在活塞12整个的向上运动中,在节部36和气缸壁42之间建立一流体密封并被保持住以避免压缩流体从气缸20排出。如图3f所示,曲轴14的惯性将使活塞12继续移动并通过上死点位置。如图3g-3h所示,一旦通过上死点,活塞12开始沿与图3a-3d所示的相反方向绕枢轴旋转。也如图4所示,由于在节部36中形成的排放凹槽38(其中一个最好如图5所示)可以在节部36和气缸壁42之间产生临时的通道46,所以在向下冲程过程中的枢转打破在节部36和气缸壁42之间的流体密封。现在,压缩流体能流出并将继续溢出到气缸20之外,直至重建节部36和气缸壁42之间的气体密封。可优选的是,如图3f,该流体密封可被在上死点之前的一位置打破,并在下死点之后一位置建立,如图3i。然而,改变排放凹槽38的深度可以改变这些位置。
与其它现有技术的活塞马达不同,由于在其它现有技术中所使用的马达的密封在活塞的向上和向下行程过程中都是处于工作状态的,所以本发明在活塞12和气缸壁42之间的临时流体密封是独特的。特别是,现有技术的马达从不打破密封。当活塞到达上死点时,通常通过开启一侧排放通道让压缩流体排出。当现有技术的活塞开始一向下行程时,密封就重建。为了回到可允许更多的压缩流体进入到气缸内的位置,由于在下行程过程中活塞利用惯性再压缩一些封闭在密封下面的流体并抵抗该再压缩的流体,这会引起效率损失。然而,因为本发明在下行程过程中保持开放通道46,实际上在下行程中没有任何流体的损耗或再压缩。
当打破流体密封时,压缩流体通过位于顶部马达壳体50中的排气孔48溢出马达10。此外,一旦打破流体密封,在进入气缸20的压缩流体和排出气缸20的压缩流体之间就有一压力差以确保构件30封闭吸入孔32。如上所述曲柄的惯性足以向下移动活塞12到致动器34开始向内推动构件30的一点上,从而使上述的循环重复。
一旦该循环开始,气动马达10将连续运转直到供应的压缩流体膨胀。为了开始该循环,最初可以转动主轴16,使曲柄15向下移动活塞12到通过下死点的一位置,此时致动器34向内移动构件30。可选择的是,可以使用其他机械或电动装置来开始该循环。
如图6所示,在一个实施例中,压缩流体是从与外部管道24相连的一外部罐60中供给的。外部罐60可以是一封闭系统,其可在抽干之后被替换或回收利用。在现有技术中有两种罐系统为大家所熟知。可选择的是管道24可以直接连接到一本领域所公知的连续供给压缩流体的泵系统。
除了在这里说明的单活塞气动马达之外,在另外的实施例中也提供有多活塞马达。如图7中显示的三活塞12气动马达10;然而,在这里也可使用两活塞气动马达。本文中针对单活塞12马达所讨论的原理也适用于多活塞马达。此外,尽管所述活塞为顺序排列,但是该活塞还可以设置在一偏置马达中,诸如典型的V-8发动机中。
现参照图8,可以更理解改变活塞12的各种尺寸能够改变气动马达的性能。例如,增加排放凹槽38将会使压缩流体排出时间更久。这可在外部的流体不同于压缩流体,或者外部压力可保证更长的排出时间的情况下被需要。还可以改变轮廓44来控制进入气缸20中的压缩流体的量。可以通过改变致动器34的长度la来改变压缩气缸的时间。通过改变由在曲柄14到节部34之间的距离确定的长度ltp(连杆13的长度)来改变行冲程长度。通过减小该长度能使马达结构紧凑。此外,通过改变由驱动轴16到曲柄14之间的距离所确定的行程长度ls来改变马达的速度。
本发明公开的气动马达可以设计成制造所能达到的那样小以及所希望的那样大。因此本发明可适用于全部车辆,飞机,船舶,直升飞机中的空气压缩机,也可以用于操纵的玩具的小型发动机或其它的不需要电池的小型电动装置中。
通过以上描述,明显可以看出在不脱离本发明新颖性概念的精神和范围内,可以对本发明作出很多变化和更改。可以理解本文所述的特定的方法及装置不是限制性或是推断性的。当然这些修改都应落入权利要求书所要求的范围。
Claims (42)
1.一种气动马达,其包括:
至少一个活塞,将每个活塞依尺寸容纳在相应气缸中,每个活塞还设有具有一直径的节部,在活塞的工作冲程期间,该节部相对于相应的气缸建立一流体密封,每个节部还包括排放通道,将该排放通道设定成在活塞的排气冲程期间可临时打破该流体密封的位置上,该活塞还包括一远离该节部延伸的连杆和一远离该节部延伸的致动器,该连杆与一曲轴相接合,该致动器具有一使压缩流体流入到气缸中的装置。
2.如权利要求1所述的马达,其特征在于,由该节部,连杆和致动器构成的该活塞是一独立的刚性件。
3.如权利要求1所述的马达,其特征在于,使压缩流体进入到每个气缸中的装置还如下形成:
每个气缸与一相应的吸入通道流体相通,每个吸入通道设有一构件,将该构件的尺寸设计成当气缸中的压力小于吸入通道中的压缩流体压力时,可在该气缸和该相应的吸入通道之间建立一流体密封,以及
每个致动器具有一轮廓,将该轮廓设计成在活塞的一部分工作冲程期间,该致动器可以将该构件推入该吸入通道中从而打破该流体密封,并允许在吸入通道中的压缩流体进入到该相应的气缸中。
4.如权利要求3所述的马达,其特征在于,将该排放通道设计成在活塞的排气冲程期间打破在活塞和气缸之间的流体密封,从而在该排气冲程期间使气缸中的压缩流体流出。
5.如权利要求4所述的马达,其特征在于,在该活塞的工作冲程期间,每个活塞在曲轴中所产生的惯性将继续移动每个活塞通过排气冲程而进入工作冲程中的一个位置,使在每个活塞上的致动器将相应的构件推入到吸入通道中,从而允许压缩流体流回到气缸中。
6.如权利要求5所述的马达,其特征在于,只要向吸入通道中供给压缩流体,每个活塞将在工作冲程和排气冲程之间不断运动。
7.一种气动马达,其包括:
至少一个活塞,将每个活塞依尺寸容纳在相应气缸中,每个活塞还设有具有一直径的节部,当活塞沿第一方向运动时,该节部相对于相应的气缸建立并保持一流体密封,而且每个节部还设有排放通道,将该排放通道设定在当活塞沿第二方向运动时可临时打破该流体密封的位置上,每个活塞还包括一远离该节部延伸的刚性连杆,该连杆与一曲轴相接合,以及一远离该节部延伸的刚性致动器,该致动器具有一使压缩流体在一预定时间量内流入到气缸中的装置。
8.如权利要求7所述的气动马达,其特征在于,该活塞的运动是一种周期性变化的工作和排气冲程,并且也是一种往复摆动运动。
9.如权利要求8所述的气动马达,其特征在于,在一部分工作冲程期间建立并保持流体密封。
10.如权利要求7所述的气动马达,其特征在于,在排气冲程期间,该排放通道可临时打破该流体密封。
11.如权利要求10所述的气动马达,其特征在于,在一部分工作冲程期间,即在该装置允许压缩流体进入该气缸之前,该排放通道也临时打破该流体密封。
12.如权利要求7所述的马达,其特征在于,允许压缩流体进入到每个气缸中的装置还可以是每个致动器,该致动器具有一用来接合的轮廓并将一个阀临时开启所述的预定时间量,设置在马达中的所述的阀可作为一用于避免压缩流体进入到该气缸中的装置。
13.如权利要求12所述的马达,其特征在于,在一部分工作冲程期间,活塞的往复摆动运动使该致动器接合该阀。
14.如权利要求13所述的马达,其特征在于,该连杆具有一长度,该长度是活塞用于摆动致动器以接合该阀的转动惯量的函数,这样,当连杆的长度增加时,用来摆动该致动器以接合该阀的转动惯量会降低。
15.一种用于气动马达的活塞,该活塞包括:
具有一直径的节部,当活塞沿第一方向运动时,该节部相对于组成该气动马达的气缸建立一流体密封,而且每个节部还包括排放通道,将该排放通道设定在当活塞沿第二方向运动时可临时打破该流体密封的位置上,
一远离该节部沿第一方向延伸的刚性连杆,该连杆与一组成该气动马达的曲轴相接合,以及
一刚性致动器,其远离该节部沿第二方向延伸,该致动器具有一用于接合的装置并能将一个阀临时开启一预定时间,将组成气动马达的该阀作为一用于避免压缩流体进入到该气缸中的装置。
16.如权利要求15所述的活塞,其特征在于,当马达动作时,该活塞呈现出周期性变化的工作冲程和排气冲程运动,以及一种往复摆动运动,这样,在工作冲程期间该活塞沿第一方向摆动,而在排气冲程期间该活塞沿第二方向摆动。
17.如权利要求16所述的活塞,其特征在于,该致动器包括一用于接合的轮廓,并能将所述的阀临时开启工作冲程中的一预定时间。
18.如权利要求16所述的活塞,其特征在于,在一部分工作冲程期间建立并保持该流体密封。
19.如权利要求16所述的活塞,其特征在于,在排气冲程期间,临时打破所述的流体密封。
20.如权利要求16所述的活塞,其特征在于,该往复摆动运动使该致动器和阀进行接合和脱离并使该节部建立和打破液体密封。
21.一种用于马达中的活塞,其中马达包括至少一个用于容纳所述活塞的气缸,一个曲轴和一个用于避免流体进入到该气缸中的阀,该活塞包括:
具有一直径的节部,在活塞的一部分工作冲程期间,该节部相对于气缸的内壁建立并保持一流体密封,而且该节部还包括排放通道,将该排放通道设定成在活塞的一部分排气冲程和一部分工作冲程期间,可临时打破该流体密封的位置上;
一远离该节部沿第一方向延伸的刚性连杆,该刚性连杆与该曲轴相接合,以及
一远离该节部沿第二方向延伸的致动器,该致动器具有一用于接合的装置,并且能将所述的阀开启一部分的工作冲程期间,该期间至少包括当建立和保持流体密封时的所述部分的工作冲程。
22.如权利要求21所述的活塞,其特征在于,该活塞为一个单独的刚性结构。
23.如权利要求21所述的活塞,其特征在于,用于接合和开启所述阀的装置为具有一轮廓的致动器,该致动器将所述的阀暂时开启所述部分的工作冲程期间,该期间至少包括当建立并保持流体密封时的所述部分工作冲程。
24.如权利要求21所述的活塞,其特征在于,该致动器具有一预定长度,该长度是阀开启时间的函数。
25.一种马达,其包括至少一个连接到一曲柄上的活塞,当马达动作时,该活塞呈现出周期性变化的工作冲程和排气冲程运动,以及一种往复摆动运动,每个活塞包括一节部,在活塞的一部分工作冲程期间并且当其沿第一方向摆动时,该节部相对于相应的气缸建立并保持一流体密封,而在活塞的一部分排气冲程期间并且当其沿第二方向摆动时,打破所述的流体密封,而且该活塞还包括一远离该节部延伸的刚性致动器,该致动器具有一装置,在活塞的一部分工作冲程期间并且当其沿所述的第一方向摆动时,该装置能使压缩流体进入到该气缸中。
26.如权利要求25所述的马达,其特征在于,通过一刚性连杆将该活塞连接到该曲柄上,该刚性连杆远离该节部延伸并与一曲轴接合。
27.如权利要求26所述的马达,其特征在于,该连杆具有一长度,该长度是活塞用来摆动致动器以使压缩流体流入到活塞中的转动惯量的函数,这样,当连杆的长度增加时,用来摆动该致动器以使压缩流体流入到活塞中的转动惯量会降低。
28.如权利要求26所述的马达,其特征在于,用于使压缩流体流入到活塞中的装置为具有一轮廓的致动器,该致动器接合并将所述的阀暂时开启所述的部分工作冲程期间,该期间至少包括当建立并保持流体密封时的所述部分工作冲程。
29.一种用于旋转一轴的气动马达,其包括:
一个壳体,该壳体形成有至少一个用于容纳压缩流体的吸入腔,一个与该吸入腔流体相通的吸入通道,和一个与该吸入通道流体相通的气缸,该壳体还具有一排气孔,其远离吸入通道并与气缸流体相通从而将该压缩流体排出气缸;
在该吸入通道中设置有一构件,当气缸中的压力小于吸入通道中压缩流体的压力时,该构件从吸入通道封闭该气缸;
一个与该轴相连的活塞,将其尺寸设计成可容纳在该气缸中,这样当该轴旋转时,该活塞呈现出往复的工作冲程和排气冲程;
一个致动器,其远离活塞以预定长度延伸,该致动器具有一轮廓,这样,在工作冲程的一预定部分中,该致动器可以向该构件施加一足以使该构件推入到该吸入通道中的作用力,从而允许在吸入通道中的压缩流体进入到该相应的气缸中,以及
一个由活塞形成并具有一直径的节部,在工作冲程的一预定部分中,该节部相对于气缸建立一临时的流体密封,这样,通过吸入通道进入到该气缸中的压缩流体对节部产生一推动气缸完成工作冲程的作用力,该节部还包括在其上形成的排放凹槽,而且确定该排放凹槽的位置使在排气冲程的一预定部分中打破该流体密封,当该密封被打破时,在该节部之下的气缸中的压缩流体经该节部溢出并经该排气口排出,这使得该气缸中的压力低于吸入通道中的压缩流体的压力,并确保该构件从吸入通道重新封闭该气缸。
30.一种用于旋转一轴的气动马达,其包括:
一个壳体,该壳体形成有至少两个气缸,将每个气缸的尺寸设计成可容纳一相应的活塞,每个气缸与一个该壳体内的相应吸入通道流体相通,该吸入通道与该壳体内的一吸入腔流体相通,和至少一个排气孔;
一个与该轴和活塞相连的曲柄,这样,当活塞运动时该轴就随之旋转,所述活塞的运动还呈现出一种往复式工作冲程和排气冲程;
在每个吸入通道中设置有一构件,当压缩流体刚刚进入到该吸入通道时,该构件从吸入通道封闭相应的气缸;
一个远离每个活塞延伸的致动器,该致动器具有一轮廓,这样,该致动器可以向该构件施加一足以使该构件推入到该吸入通道中的作用力,从而允许在吸入通道中的压缩流体进入到该相应的气缸中,以及
一个由每个活塞形成并且其直径比该致动器大的节部,该节部相对于相应的气缸建立一流体密封,这样,通过吸入通道进入到相应气缸中的压缩流体对节部产生一推动气缸完成工作冲程的作用力,该节部还包括在其上形成的排放凹槽,而且确定该排放凹槽的位置使在排气冲程期间打破该流体密封,当该密封被打破时,在该气缸中的压缩流体经相应的排气口排出,使该吸入通道中的压缩流体对该构件发挥作用,并确保该构件从吸入通道重新封闭该气缸。
31.一种气动马达,其包括:一个吸入腔,该吸入腔与至少一个吸入通道流体相通,每个吸入通道与一相应的气缸流体相通,每个气缸容纳一活塞,该活塞通过进行往复式工作冲程和排气冲程循环来旋转一马达轴,在每个吸入通道中设有一阀件,当该吸入通道中压缩流体的压力高于相应气缸中的压力时,该阀件从每个吸入通道封闭该相应的气缸,每个活塞还包括一个致动器,其从每个活塞向下延伸并具有一轮廓,这样,在一部分工作冲程期间,该致动器将该构件推回到每个吸入通道中,从而允许压缩流体进入到该相应的气缸中,每个活塞还包括一个具有一直径的节部,在一部分工作冲程期间,该节部相对于相应的气缸建立一流体密封,这样,在所述的部分工作冲程期间,压缩流体流入到相应的气缸中使该活塞完成工作冲程,该节部还包括至少一个在其上形成的排放通道,这样,在排气冲程期间打破该流体密封,从而使该气缸中的压缩流体绕过该活塞的节部并经马达上的一个排气口排出,使该吸入通道中的压缩流体推动该构件来从吸入通道重新封闭该气缸,在活塞的工作冲程期间,该活塞的运动还产生惯性,该惯性使每个活塞完成排气冲程并至工作冲程中的一位置,从而使每个活塞上的致动器接触并推动相应的构件进入到该吸入通道来完成整个循环,其中,只要向该吸入腔供给压缩流体则所述的整个循环就将继续。
32.如权利要求29所述的马达,其特征在于,通过一曲柄将该活塞与该轴相连,而且由活塞的工作冲程所引起的惯性作用在该曲柄上以完成该排气冲程并开始活塞的部分工作冲程至一位置,以便使该致动器接合该构件并将其推入到该吸入通道中,从而使压缩流体进入到该气缸中。
33.如权利要求32,31,30或29所述的马达,其特征在于,该致动器与该活塞一体制成。
34.如权利要求33,32,30或29所述的马达,其特征在于,该吸入腔包括一个位于吸入通道前面的突出部,以避免该构件进入到该吸入腔中。
35.如权利要求34,33,32,31,30或29所述的马达,其特征在于,每个致动器的轮廓是由活塞的冲程,该构件所确定的轮廓和允许足够量的压缩流体进入到每个气缸中的所需时间来决定的,这样,该致动器将能对该构件施以足够和持续的压力来使该构件进入到吸入通道,从而允许足够量的压缩流体进入到气缸中来向上推动活塞。
36.如权利要求35,34,33,32,31,30或29所述的马达,其特征在于,该吸入腔包括一个与一外部罐流体相通的外部管道,该外部罐中装有压缩流体。
37.如权利要求35,34,33,32,31,30或29所述的马达,其特征在于,该吸入腔包括一个与一泵系统流体相通的外部管道,该泵系统能够向该气动马达供给压缩流体。
38.如权利要求30所述的马达,其特征在于,在工作冲程期间,由活塞的工作冲程所引起的惯性作用在该曲柄上以便使活塞完成该排气冲程并至少使重新开始的活塞工作冲程至一位置,使该致动器接合该构件并将其推入到该吸入通道中,以便使压缩流体进入到该气缸中。
39.如权利要求30所述的马达,其特征在于,所述的活塞是彼此偏置的。
40.如权利要求29所述的马达,其特征在于,该致动器具有一预定长度,该长度是允许压缩流体进入到气缸中的时间量的函数,这样,当该致动器的预定长度增加时,流入到气缸中的压缩流体量也增加。
41.如权利要求29所述的马达,其特征在于,通过一个远离该节部延伸的连杆将该活塞连接到该轴上,该连杆具有一长度,该长度是活塞用来摆动致动器以接合该阀的转动惯量的函数,这样,当连杆的长度增加时,用来摆动该致动器以接合该阀的转动惯量会降低。
42.如权利要求29所述的马达,其特征在于,该曲柄以一预定的偏置长度偏离该轴,而且该偏置长度还决定该活塞在气缸中的摆动量,这样,当该偏置长度增加时,该摆动量也增加。
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