CN108443265A - 具有缓冲功能的气动引擎 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机领域，具体涉及一种具有缓冲功能的气动引擎，其活塞在气源输出压力变化时能够减小受力的波动，提高运行的稳定性；包括：压缩气源容器、气缸缸体、活塞组件、切换装置、传感器和控制器，活塞组件包括活塞头和套杆式的活塞杆，活塞杆包括外杆和内杆，内、外杆之间的空隙中设有缓冲器，缓冲器为一个柔性的、可充放气的气囊，气囊通过一个充放气阀与压缩气源容器连通，在输出气体的压力增大的瞬间，外杆的外端面在受力突增的情况下，气囊被充气，使外杆在空隙处得到更大的缓冲作用，从而使内杆的受力稳定性不受影响，保证活塞杆的输出的稳定。

Description

具有缓冲功能的气动引擎
技术领域
本发明属于发动机领域，特别涉及一种具有缓冲功能的气动引擎。
背景技术
单汽缸的发动机，也称气动机或气动引擎，是利用压缩气源的压力能进行运转的机械，例如：张勋的专利产品气动式引擎的结构，电子阀控制汽门放风频率，使压缩气桶内的压缩气体由排气口排出经入气口推动活塞，再由出气口排出而经进气口进入压缩气桶，其通过压缩气体推动汽缸活塞而产生动能(参考专利文献CN102477870A)。
耿会堂的专利产品以太阳能为动力的发电机组，热交换管内的介质被太阳能集热管加热，直至沸腾，当蒸汽压力超过磁铁的吸合力后，瞬间爆发，使活塞向上冲起，并通过曲柄连杆机构等将活塞的直线运动变为圆周运动，带动发电机运转发电，当活塞下落重新堵住气体喷嘴后，需待蒸气压力再次超过磁铁的吸合力后，再次将活塞向上冲起(参考专利文献CN101230787A)。
湖南长信建设集团有限公司的专利产品一种低能耗挖槽机，发动机***为气动引擎，包括空气压缩泵、压缩空气罐等，所述压缩空气罐内部分割为设置在上方的高压区和设置在下方的低压区，其可根据转速来选择不同压力的压缩空气(参考专利文献CN105804796A)。
北京航空航天大学的专利产品一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达，其压缩空气的耗气量大幅度减少，其利用磁动装置的储能作用，辅助压缩空气做功，使其以间歇式供气推动转子旋转，可明显提高效率，显著地降低耗气量(参考专利文献CN103061814A)。
发明内容
本发明提供一种根据运行工况调整气源输出压力的气动引擎，其活塞具有缓冲机构，用于在气源输出压力变化时，减小活塞的受力的波动，提高活塞和气动引擎整体的运行稳定性。
其包括压缩气源容器、气缸缸体、活塞组件，压缩气源容器包括低压罐和高压罐，活塞组件在压缩气源容器的输出气体的作用下在气缸缸体内往复运动；
其还包括，
切换装置，其为设于低压罐和高压罐的输出气路上的控制阀，用于选择或切换低压罐或高压罐之一作为向气缸缸体输出气体的气源；
传感器，用于监测气动引擎的转速和/或负载；
控制器，用于根据传感器监测到的数据控制切换装置的运行，当气动引擎的转速和/或负载未超过预定值时，控制器控制切换装置选择低压罐向气缸缸体输气，当气动引擎的转速和/或负载超过预定值时，控制器控制切换装置切换到高压罐向气缸缸体输气；
活塞组件包括活塞头和套杆式的活塞杆，活塞杆包括外杆和内杆，内杆套在外杆内，内杆的外端部和外杆的内端部之间存在一个空隙，空隙中设有缓冲器，缓冲器为一个柔性的、可充放气的气囊，气囊通过一个充放气阀与压缩气源容器连通，气囊的一端与内杆的外端部固定连接，充气膨胀后，气囊的另一端与外杆的内端部相抵接，
控制器被配置为：
在传感器监测到气动引擎的转速和/或负载超过预定值时，控制器先控制充放气阀对缓冲器充气，使缓冲器的缓冲性能变大，延迟预定时间后，控制器再控制切换装置切换到高压罐向气缸缸体输气，从而在输出气体的压力增大的瞬间，外杆在受力突增的情况下，使外杆在空隙处得到更大的缓冲作用，从而使内杆的受力稳定性不受影响，保证活塞杆的输出的稳定；在传感器监测到气动引擎的转速和/或负载降到预定值以下时，控制器控制充放气阀对缓冲器放气，并同时控制切换装置切换到低压罐向气缸缸体输气。
本发明的有益效果是：气动引擎可以根据运行工况调整气源输出压力，并在气压变化时减小活塞的受力的波动，提高活塞和气动引擎整体的运行稳定性。
附图说明
图1示出了气动引擎的结构示意图；
图2示出了活塞杆的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图1-2，详细描述本***的结构以及所实现的功能。
气动引擎，其包括压缩气源容器1、气缸缸体2、活塞组件3，压缩气源容器1包括低压罐1-1和高压罐1-2，活塞组件3在压缩气源容器1的输出气体的作用下在气缸缸体2内往复运动；
其还包括，
切换装置4，其为设于低压罐1-1和高压罐1-2的输出气路上的控制阀，用于选择或切换低压罐1-1或高压罐1-2之一作为向气缸缸体2输出气体的气源；
传感器5，用于监测气动引擎的转速和/或负载；
控制器6，用于根据传感器5监测到的数据控制切换装置4的运行，当气动引擎的转速和/或负载未超过预定值时，控制器6控制切换装置4选择低压罐1-1向气缸缸体输气，当气动引擎的转速和/或负载超过预定值时，控制器6控制切换装置4切换到高压罐1-2向气缸缸体输气；
活塞组件3包括活塞头7和套杆式的活塞杆8，活塞杆8包括外杆9和内杆10，内杆10套在外杆9内，内杆10的外端部和外杆9的内端部之间存在一个空隙，空隙中设有缓冲器11，缓冲器11为一个柔性的、可充放气的气囊，气囊通过一个充放气阀12与压缩气源容器1连通，气囊的一端与内杆10的外端部固定连接，充气膨胀后，气囊的另一端与外杆9的内端部相抵接，
控制器6被配置为：
在传感器5监测到气动引擎的转速和/或负载超过预定值时，控制器6先控制充放气阀12对缓冲器11充气，使缓冲器11的缓冲性能变大，延迟预定时间后，控制器6再控制切换装置4切换到高压罐1-2向气缸缸体输气，从而在输出气体的压力增大的瞬间，外杆9在受力突增的情况下，使外杆9在空隙处得到更大的缓冲作用，从而使内杆10的受力稳定性不受影响，保证活塞杆3的输出的稳定；在传感器5监测到气动引擎的转速和/或负载降到预定值以下时，控制器6控制充放气阀12对缓冲器11放气，并同时控制切换装置4切换到低压罐1-1向气缸缸体输气。
本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (2)

1.一种具有缓冲功能的气动引擎，其根据运行工况调整气源的输出压力，其特征在于，活塞具有缓冲机构，用于减小活塞受力的波动，提供运行稳定性。
2.一种具有缓冲功能的气动引擎，其包括压缩气源容器、气缸缸体、活塞组件，压缩气源容器包括低压罐和高压罐，活塞组件在压缩气源容器的输出气体的作用下在气缸缸体内往复运动；
其特征在于，
切换装置，其为设于低压罐和高压罐的输出气路上的控制阀，用于选择或切换低压罐或高压罐之一作为向气缸缸体输出气体的气源；
传感器，用于监测气动引擎的转速和/或负载；
控制器，用于根据传感器监测到的数据控制切换装置的运行，当气动引擎的转速和/或负载未超过预定值时，控制器控制切换装置选择低压罐向气缸缸体输气，当气动引擎的转速和/或负载超过预定值时，控制器控制切换装置切换到高压罐向气缸缸体输气；
活塞组件包括活塞头和套杆式的活塞杆，活塞杆包括外杆和内杆，内杆套在外杆内，内杆的外端部和外杆的内端部之间存在一个空隙，空隙中设有缓冲器，缓冲器为一个柔性的、可充放气的气囊，气囊通过一个充放气阀与压缩气源容器连通，气囊的一端与内杆的外端部固定连接，充气膨胀后，气囊的另一端与外杆的内端部相抵接，
控制器被配置为：
在传感器监测到气动引擎的转速和/或负载超过预定值时，控制器先控制充放气阀对缓冲器充气，使缓冲器的缓冲性能变大，延迟预定时间后，控制器再控制切换装置切换到高压罐向气缸缸体输气，从而在输出气体的压力增大的瞬间，外杆在受力突增的情况下，使外杆在空隙处得到更大的缓冲作用，从而使内杆的受力稳定性不受影响，保证活塞杆的输出的稳定；在传感器监测到气动引擎的转速和/或负载降到预定值以下时，控制器控制充放气阀对缓冲器放气，并同时控制切换装置切换到低压罐向气缸缸体输气。
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