一種圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機械工程領(lǐng)域，特別涉及一種圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞，顧名思義是一個能在缸體內(nèi)活動的塞子，即一個端面表面積與缸體內(nèi)截面面積基本相等而且可以在缸體內(nèi)線性活動用于驅(qū)動流體或被流體驅(qū)動的塞子，當外力推動這個塞子時，可以強迫缸體內(nèi)的流體流動，反之亦然；當缸體內(nèi)的流體壓力較大時，也可以強迫這個塞子發(fā)生移動對外輸出力，當流體輸出孔被封堵時，流體壓力上升可阻止活塞在缸內(nèi)線性移動。最常見的活塞機構(gòu)有活塞式發(fā)動機和活塞式空氣壓縮機等，然而此類型的活塞機構(gòu)的活塞的行程是有限的并且只能是直線運動，因此不得不增加連桿、曲軸等諸多零件來將活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，再將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)直線運動才得以周而復(fù)始的循環(huán)工作。
[0003]然而，這種必須通過曲軸和連桿等配件來實現(xiàn)往復(fù)運動工作的活塞機正是典型的曲柄滑塊機構(gòu)。眾所周知，曲柄滑塊機構(gòu)存在著無法逾越的固有缺陷，例如:1.往復(fù)式的做功時慣性力使主軸轉(zhuǎn)速受到限制，以致于效率和功重比受到限制；2.曲軸和連桿工作時的非正常離心力導(dǎo)致震動大、安定性差、噪音巨大；3.連桿運動時的斜向推力致使活塞與氣缸側(cè)面進行側(cè)向擠壓摩擦，導(dǎo)致動能損耗大；4.由于曲軸源于扛桿原理，但此種扛桿的力臂長度不但很小而且在工作過程中不斷的變化，推動力并非完全垂直于力臂，因此動能浪費極大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)，在保留活塞基礎(chǔ)屬性的前提下免除傳統(tǒng)往復(fù)式活塞機構(gòu)的連桿和曲軸等諸多零件，由此免除相應(yīng)曲柄滑塊機構(gòu)的固有缺陷，并創(chuàng)造性的適用更多關(guān)于能量轉(zhuǎn)換或動能傳遞的新型節(jié)能減排機構(gòu)。
[0005]本實用新型提供一種圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)，包括缸體、左端蓋、右端蓋、至少一主動圓柱、至少一從動圓柱、主傳動軸和從動軸、傳動齒輪。
[0006]所述缸體呈圓形型腔設(shè)置，其內(nèi)設(shè)有從動圓柱小型腔。
[0007]所述左端蓋和右端蓋分別設(shè)于所述缸體的兩端，且所述左端蓋和右端蓋上設(shè)置有流體輸入孔、流體輸出孔、泄壓道及軸承孔。
[0008]主動圓柱設(shè)于所述缸體的圓形型腔內(nèi)，所述主動圓柱上設(shè)有至少一個活塞，且所述活塞可在缸體內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)移動。
[0009]從動圓柱安裝于從動圓柱小型腔內(nèi)，在齒輪的傳動下，所述從動圓柱可于所述主動圓柱的相切位置同步滾動；所述從動圓柱上設(shè)有擺線規(guī)避槽，在所述主動圓柱與所述從動圓柱的同步滾動下，所述擺線規(guī)避槽可與所述活塞相遇嚙合并規(guī)避，且所述從動圓柱和所述擺線規(guī)避槽被所述從動圓柱小型腔包絡(luò)密封并將流體輸入孔與流體輸出孔分隔，用以在環(huán)形缸內(nèi)僅限活塞通過而不許流體經(jīng)過，實現(xiàn)活塞可單方向無限行程的驅(qū)動流體對流體做功或被流體驅(qū)動對外輸出功，當流體輸入孔或流體輸出孔被封堵時，流體壓力可阻止活塞在缸內(nèi)線性移動。
[0010]主傳動軸穿設(shè)主動圓柱的中心孔，且其一端安裝有主傳動齒輪。
[0011]從動軸穿設(shè)從動圓柱的中心孔，且其一端安裝有從動齒輪。
[0012]所述主傳動軸和從動軸分別貫穿所述左端蓋、缸體、右端蓋、主傳動齒輪與從動齒輪后，安裝于缸體外。
[0013]優(yōu)選地，包括多個從動圓柱，且所述多個從動圓柱在齒輪傳動下共同在同一個主動圓柱的相切位置同步滾動密封分隔。
[0014]優(yōu)選地，包括多個主動圓柱，且所述多個主動圓柱共用同一從動圓柱在齒輪的傳動下共同工作。
[0015]可選擇地，所述主動圓柱與所述從動圓柱為復(fù)合互嚙式結(jié)構(gòu)，所述主動圓柱的柱面上設(shè)有擺線規(guī)避槽，所述從動圓柱的柱面上設(shè)有活塞，主動圓柱從動圓柱在齒輪的傳動下相互滾動相互嚙合相切密封，各自肩負起主動圓柱和從動圓柱的雙重作用。
[0016]可選擇地，所述主動圓柱與所述從動圓柱為內(nèi)切內(nèi)嚙式結(jié)構(gòu)，所述從動圓柱安裝于所述主動圓柱的內(nèi)部，由從動圓柱的柱面與主動圓柱的內(nèi)弧面相切，在齒輪的傳動下相互滾動來達到相切密封分隔的目的。
[0017]基于上述技術(shù)方案的公開，本實用新型提供的所述圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)將傳統(tǒng)的活塞在直筒形的缸體內(nèi)往復(fù)運動的做功方式，創(chuàng)造性的提出活塞在圓環(huán)形的缸體內(nèi)360°單一方向運動的做功方式，并配以同步齒輪傳動從動圓柱于主動圓柱相切位置作同步滾動分隔密封只許活塞通過不許流體經(jīng)過，使活塞可以沿著環(huán)形缸內(nèi)單一方向無限的前進下去而擁有無限的行程，以此方法來達到活塞可以無需往復(fù)式運動便能實現(xiàn)循環(huán)工作，而活塞的基礎(chǔ)屬性依然是:一個端面表面積與環(huán)形缸體內(nèi)截面面積基本相等而且可以在缸體內(nèi)線性活動用于驅(qū)動流體或被流體驅(qū)動的塞子，塞子與流體的關(guān)系是相互強迫與被強迫的關(guān)系，當外力推動這個塞子時，可以強迫環(huán)形缸體內(nèi)的流體流動或被壓縮，反之亦然；當流體輸入孔進入缸體內(nèi)的流體壓力較大時，也可以強迫這個塞子沿著環(huán)形缸體內(nèi)發(fā)生移動對外輸出力，當流體輸出孔被封堵時，流體壓力上升可阻止活塞在環(huán)形缸體內(nèi)線性移動。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0019]保留了傳統(tǒng)往復(fù)式活塞的相同基礎(chǔ)屬性，并免去了傳統(tǒng)往復(fù)式活塞機構(gòu)的連桿、曲軸等諸多零件，避免了曲柄滑塊機構(gòu)的固有缺陷，比如:慣性力對主軸轉(zhuǎn)速的限制、工作時的非正常離心力、活塞與氣缸側(cè)面進行側(cè)向擠壓摩擦和動能損耗、力臂長度小等等，使得主軸工作轉(zhuǎn)速可以成倍提高，因此效率、功重比、排量、功率等大大提高；震動和噪音大幅降低、安定性提高；活塞表面與軸心的距離即力臂長度長，且工作過程中的力臂長度是恒定的，工作壓力始終垂直于力臂，無活塞與氣缸側(cè)面?zhèn)认驍D壓摩擦，因此無傳統(tǒng)活塞式的動能浪費，大大提高能量轉(zhuǎn)換效率，免除了連桿和軸等構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)更加簡化、生產(chǎn)成本更低、故障概率更低、維護成本更低、自然資源浪費更低。
[0020]所述圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)可廣泛應(yīng)用于無限行程活塞式蒸汽機、無限行程活塞蒸汽彈射器、無限行程活塞多極借力打力壓縮機、無限行程活塞發(fā)動機廢氣驅(qū)動無限行程活塞增壓器、無限行程活塞發(fā)動機膨脹比及扭矩增大器、無限行程活塞燃氣機、無限行程活塞液體自動變速箱、無限行程活塞液體無摩擦剎車等機構(gòu)，達到在多個領(lǐng)域節(jié)能減排的目的。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型提供的一種圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1的A-A剖切視圖；
[0023]圖3為本實用新型具有多個從動圓柱的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖4為本實用新型具有多個主動圓柱的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖5為主動圓柱和從動圓柱復(fù)合互嚙式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為主動圓柱和從動圓柱內(nèi)切內(nèi)嚙式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7為本實用新型應(yīng)用于無限行程活塞式蒸汽機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖8為本實用新型應(yīng)用于無限行程活塞蒸汽彈射器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖9為本實用新型應(yīng)用于無限行程活塞多極借力打力壓縮機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖10為本實用新型應(yīng)用于發(fā)動機廢氣驅(qū)動無限行程活塞增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖11為本實用新型應(yīng)用于無限行程活塞發(fā)動機膨脹比及扭矩增大器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖12為本實用新型應(yīng)用于無限行程活塞燃氣機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖13為本實用新型應(yīng)用于無限行程活塞液體自動變速箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖14為圖13的A-A剖切視圖；
[0035]圖15為本實用新型應(yīng)用于無限行程活塞液體無摩擦剎車的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳述。
[0037]請參照圖1，本實用新型提供一種圓柱相切分隔同步滾動規(guī)避無限行程活塞機構(gòu)，由主動圓柱1、活塞2、主傳動軸3、缸體4、從動圓柱5、主傳動齒輪6、從動齒輪7、從動軸8、左端蓋9、右端蓋10、從動圓柱小型腔11、流體輸入孔12、流體輸出孔13、擺線規(guī)避槽14等部分組成。
[0038]所述缸體呈圓形型腔設(shè)置，其內(nèi)設(shè)有所述從動圓柱小型腔11。
[0039]所述左端蓋9和右端蓋10分別設(shè)于所述缸體4的兩端，且所述左端蓋9和右端蓋10上設(shè)置有流體輸入孔12、流體輸出孔13、泄壓道202及軸承孔。
[0040]所述主動圓柱I設(shè)于所述缸體4的圓形型腔內(nèi)，可單個亦可多個。
[0041]所述活塞2可在缸體4內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)移動，可根據(jù)實際情況可選擇地設(shè)于主動圓柱I或從動圓柱5上。
[0042]所述從動圓柱5安裝于從動圓柱小型腔11內(nèi)，在齒輪的傳動下，所述從動圓柱5可于所述主動圓柱I的相切位置同步滾動；所述從動圓柱5上設(shè)有擺線規(guī)避槽14，在所述主動圓柱I與所述從動圓柱5的同步滾動下，所述擺線規(guī)避槽14可與所述活塞2相遇嚙合并規(guī)避，且所述從動圓柱5和所述擺線規(guī)避槽14被所述從動圓柱小型腔11包絡(luò)密封并將流體輸入孔12與流體輸出孔13分隔，用以在環(huán)形缸內(nèi)僅限活塞2通過而不許流體經(jīng)過，實現(xiàn)活塞2可單方向無限行程的驅(qū)動流體對流體做功或被流體驅(qū)動對外輸出功，當流體輸入孔12或流體輸出孔13被封堵時，流體壓力可阻止活塞2在缸內(nèi)線性移動。
[0043]所述主傳動軸3穿設(shè)主動圓柱I的中心孔，且其一端安裝有主傳動齒輪6。
[0044]所述從動軸8穿設(shè)從動圓柱5的中心孔，且其一端安裝有從動齒輪7。
[0045]所述主傳動軸3和從動軸8分別貫穿所述左端蓋9、缸體4、右端蓋10、主傳動齒輪6與從動齒輪7后，安裝于缸體4外。
[0046]請參照圖2，為圖1的A-A剖切視圖，圖不靜壓腔201被一前一后兩個活塞2分隔，它既不與流體輸入孔12相連通，也不與流體輸出孔13相接通，而是一個封閉的型腔。當本實用新型用于被流體驅(qū)動的做功機構(gòu)時(比如被蒸汽壓力驅(qū)動)，在此靜壓腔201內(nèi)封有剛才用來推動活塞2的已經(jīng)做完功的壓力氣體，其內(nèi)部蒸汽的壓力與做功前的壓力基本相當，所以還可以拿來再次做功。因此本靜壓腔201內(nèi)可以設(shè)有一個泄壓道202，負責將廢汽壓力在此處導(dǎo)出到另一臺做功設(shè)備中，起到節(jié)能作用。此泄壓道202有多重益處:可以將已經(jīng)做過一次功的壓力汽體用來推動下一個無限行程