储能氮气机制造技术

本发明专利技术＂储能氮气机＂，属于运动机构和气压液压技术领域．本机能解决通用动力机器大量消耗能源的问题．本机能依自身吸排之压缩空气．推动气缸中活塞作往复运动，来促使充有高压氮气之工作气缸和复位气缸，在往复杆、导轨、主轴、曲轨和摇杆联动下上下运动，同时改变其平横支点，从而变换其压强产生＂能矩差＂，因而转化成液压油驱动油马达旋转而对外作功．本机能大量制造，用于各种机器和各种车辆船舶上作原动机以节约能源．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术定名为，储能氮气机。本机属於储能原动机性质，系综合气压与液压原理和变能运动机构於一体之原动机器，故属於运动机构和气压液压
本专利技术的储能氮气机系充入以高压氮气为主和压缩空气为辅作为介质，以促使由往复气缸、往复杆、导轨、主轴、曲轨、和摇杆等组成的变能机构运动，从而改变工作气缸和复位气缸中的氮气压强，使之产生“能矩差”，而使油缸中之油液转化为液压油，然后输送到油马达中，使之运转而对外作功。但在当今世上之气压与液压油泵和油马达联动系统中，均系从动性质，即需由其它原动机如发电机或电动机，来驱动气泵或油泵，产生压缩气或液压油，再来带动气、油马达运转，而后才能对外作功。亦即先有原动机的机械能产生气压能或液压能而后才能由气压能和液压能再转化成机械能。而本机却系利用本身储藏之高压氮气之压力能，使其压强变换来产生液压油以驱动油马达作功。比起气压液压机器来说，本机不用原动机连续不断地运转以供给机械能来产生气压能或液压能，只要充入高压氮气以后，本机即相当於原动机和气泵或液压油泵之组合性能，能直接发生液压能后再经过油马达之运转，又能将液压能转化成机械能。故而本专利技术，已突破当今必须由原动机驱动气泵油泵来产生气压液压之规律，开辟了以变换高压氮气之压强来产生液压油的新途径。现有技术由原动机驱动气泵油泵来生产气压液压之规律见於各种专业书刊，如《液压传动与气压传动》 李慕洁 主编《机械零件设计手册-液压传动与气压传动》东北工学院编写组 编本机之作用原理和结构在充入高压氮气后一定长时期变换压强的循环过程中，不再需要外界供给能源。因之本机就达到了大量节约能源(煤、汽油、柴油、酒精、电力等)的目的。(参見附图1)本机由主机和辅机两部分组成。主机是液压油产生部份，而辅机是机械能输出部分。若实用於各种不同车辆船舶及机器上，则依其功率大小需要配备润滑、制动、发电。照明诸系统设备，和气压、液压管路，元件、及各种控制阀门。今分述之主机部分主机由底盘、前后支架、工作气缸、复位气缸、油缸、往复杆、往复气缸、曲轨、导轨、主轴、摇杆、油箱、气液传送器、储气罐、充气座、及气压液压用管路元件、控制阀门和压力表等组成。底盘系承担整体主、辅机固定之用。前后支架承担工作气缸、复位气缸、往复气缸、导轨、主轴、曲轨、摇杆、储气罐以及管路元件和阀门之用。工作气缸与复位气缸垂直安装在前后支架上，两气缸纵轴中心线与主机中心距相等，在其活塞上部气室内均通过充气座充入高压氮气。在活塞下部气室内则在运动中吸入大气经压缩后输入储气罐，两气缸活塞杆均与摇杆以活销相联，活销在摇杆内可往复串移。而工作气缸与下部油缸其活塞杆为一整体，故油缸活塞与工作气缸活塞作上下同步运动。主轴串过导轨、曲轨、摇杆之导槽时用向心止推轴承支承，使主轴运动保持灵活。自垂直於主轴轴中心线平面观，可见主轴能在导轨中上下运动在曲轨内曲面上作左右向上升下降运动，在摇杆上下摆动时主轴在其导槽内作左右向往复运动，同时摇杆之支点随主轴之移动而改变，因摇杆两端以活销与工作气缸和复位气缸之活塞杆相联，故两气缸之活塞亦作同步的一上一下运动。这样主轴、导轨、摇杆在曲轨内曲面上往复的变换支点运动造成的工作气缸与复位气缸两活塞杆及活塞的上下运动特名之为“变能运动”。这些机件总名为“变能机构”。这个变能运动的作用名之为“变能作用”。变能作用的循环过程如下述当储气罐内压缩空气经三联阀(分水滤气器、减压阀、油雾器)二位三通手动阀、定位阀进入往复气缸内，推动活塞作不停的往复运动时，与活塞杆两端固定相联的左、右往复杆和中心导轨亦作同步的往复运动，同时导轨推动主轴沿曲轨曲面斜向上升直升至行程终点为止。当往复气缸断气活塞停在中央位置时。导轨及主轴亦均处於中央位置，摇杆就呈水平状态，工作气缸与复位气缸处於平衡状态。当往复气缸活塞向一端运动时、往复杆和导轨推动主轴亦向一端运动，此时以主轴为支点的摇杆即失去平衡状态而作相应地上下摇摆运动;换言之，即是工作气缸与复位气缸两者内活塞上的总推动力失去平衡作用。於是能矩(＝总推力×力矩)大的一端的气缸活塞向下运动;亦即其气缸内活塞上部的高压氮气作膨胀运动、其压强递降。而能矩小的另一端的气缸活塞向上运动，亦即其气缸内活塞上部的高压氮气被压缩。其压强递增。此运动直至往复杆、导轨将主轴推向行程终点为止。但在此瞬间，导轨及往复杆上的碰头将往复气缸两端缸盖上的定位阀门顶撞成一开一关，於是原来开的气阀被关上，原来关的气阀被打开，造成往复气缸内之活塞逆向运动。同时往复杆。导轨亦推动主轴作逆向运动，直至超越平衡转折点时(即复位气缸与工作气缸两者间活塞上气室的总能矩由不平衡又达到平衡时，在摇杆上理想中的一瞬间的支点位置)。复位气缸与工作气缸两者内活塞上的总能矩又转化成新的不平衡;即原来能矩大的一端由大变小，能矩小的一端却由小转大。於是摇杆和工作气缸、复位气缸内的活塞及活塞杆的运动方向亦均转变成逆向运动方向。即原来作膨胀运动的一端高压氮气此时又转变成为被压缩，压强亦开始转变为递增。原来被压缩的一端高压氮气此时又开始作膨胀运动，压强亦开始转变为递降。此新的能矩不平衡直至往复气缸内活塞逆向运动越过中央位置达到另一端行程终点位置止。与此同时。往复杆、导轨与主轴亦运动到另一端的行程终点，而摇杆亦由原来的左上右下的终点位置运动成为左下右上的终点位置。以上即为本机的变能运动的整个循环过程。只要工作气缸和复位气缸下部气室内，吸入和排出的压缩空气源源不断的经储气罐输入往复气缸内，往复气缸内活塞即可作不停歇的往复运动。只要工作气缸与复位气缸内活塞上部气室内充入之高压氮气不被消耗至极限允许量，则本机即可继续运动下去。故本机一次充气运转时间与密封设计优良与否有密切关系。但本机在一次性充入高压氮气被消耗至极限允许量时，又可以再次、三次以至於无限多次充入高压氮气以保证本机长期运转直至主要机件被磨损至需要检修时为止。于是，在主机运动时，与工作气缸相联系的油缸，此时即是一台往复式运动的油泵，将吸自油箱的油液泵成液压油送至充有中压氮气的气液传送器。辅机部分辅机由油马达、离合器、减速机构(齿轮减速和皮带轮减速)及气压油压用管路元件，不同的液压阀门、仪表等件组成，集中布置于液压柜内上中下三层。如实用于各种车辆船舶及机床和专门机器时视各自实际空间配置。来自气液传送器的液压油经溢流阀(并联压力表)，单向调速阀，三位五通手动阀而入油马达使之旋转，视工作机器速度需要，采取直接联或间接经离合器、减速装置驱动工作机器运转，或油马达直联发电机、电动机或工作机器运转，这就达到了使液压能转化成机械能的目的。附图2系变能机构运动作用位置图。上图是往复气缸活塞处于中央位置时，导轨、主轴亦处于中央位置而摇杆则处于水平状态。此时不论往复气缸活塞向左抑或向右运动，左边复位气缸之总能矩应大于右边工作气缸之总能矩。即图中所示。(F复-F′气)(a+b+s)＞(F工-F气-F油)(a+b-s)F表示各自所有的总推力。按式中总能矩数值，往复气缸活塞必定由左向右运动。若欲往复气缸活塞自右向左运动，必须主轴(支点)向左串移-距离S即成。即(F复-F气)(a+b-s)＜(F工-F气-F油)(a+b+s)中图所示系往复气缸活塞运动到左边终点位置时，导轨、主轴亦运动到左边终本文档来自技高网...

【技术保护点】
将高压氮气通过充气座［１８］充入工作气缸［１４］和复位气缸［１５］的活塞［１４０３］顶部气室内。将中压氮气充入气液传送器［１９］的活塞［１９０４］顶部气室内，将低压压缩空气充入储气罐［１７］内。储气罐［１７］内压缩空气经分水滤气器［２４］、减压阀［２５］、油雾器［２６］、二位三通旋钮式手动阀［２７］之通道进入往复气缸［８］的两端端盖［８００４］旁侧有换向作用的定位阀进气孔［８０１４］而入往复气缸［８］内，推动活塞［８００１］左右往复运动，从而导致左、右活塞杆［８００６］作同样的往复运动，于是推动固定在左、右活塞杆［８００６］上的“变能机构”中的往复杆［７］亦作同步的左、右往复运动。往复杆［７］又推动处在导轨［２］槽中的主轴［１］沿着两个有双曲线曲面的曲轨［５］的曲面上作上升下降地往复运动；在此同时，以主轴［１］为支点的摇杆［６］的两端以活销［６００１］与工作气缸［１４］的长活塞杆［９］相联，与复位气缸［１５］的短活塞杆［１０］相联，故而摇杆［６］的两端受工作气缸［１４］与复位气缸［１５］的高压氮气的膨涨或被压缩产生的正负总推力作用，从而必定的使摇杆［６］产生上下摇摆运动。当主轴［１］在曲轨［５］的槽内作上升下降的往复运动时，导致以主轴［１］为支点的摇杆［６］两端与以长活塞杆［９］和短活塞杆［１０］为中心和支点间之距离必定时时在改变。支距的改变使工作气缸［１４］与复位气缸［１５］两者受高压氮气作用的正负总推力和支距之乘积的总能矩亦时时在改变。两者间的总能矩能在瞬时平衡，但在经常的不平衡中必定有“能矩差”产生，此能矩差中的一部分又可作用于与工作气缸［１４］共有一根长活塞杆［９］的油缸［１６］的活塞［１６０３］上，和工作气缸［１４］的活塞［１４０３］作上下往复的同步运动，遂使来自油箱［２１Ａ２１Ｂ］经滤油器［３７］［６０］进入油缸［１６］的油液，被压缩成液压油后，排入充有中压氮气以保持压力衡定的气液传送器［１９］，再经溢流阀［３１］、单向调速阀［３４］和三位五通手动阀［３５］而进入双向变量油马达［３６］内，使油马达［３６］运转而依速度需要直接或间接经离合器［４１］、齿轮副［３８］、［３９］及皮带轮组合［４５］［４６］［４７］减速后对外输出机械能。由往复气缸［８］驱动的“变能机构，”的运动开 始后，工作气缸［１４］或复位汽缸［１５］的下气室即开始吸进来自空气滤清器［６１］的清洁空气，在两缸作膨胀向下运动中，即将这些空...

【技术特征摘要】
1、将高压氮气通过充气座[18]充入工作气缸[14]和复位气缸[15]的活塞[1403]顶部气室内。将中压氮气充入气液传送器[19]的活塞[1904]顶部气室内，将低压压缩空气充入储气罐[17]内。储气罐[17]内压缩空气经分水滤气器[24]、减压阀[25]、油雾器[26]、二位三通旋钮式手动阀[27]之通道进入往复气缸[8]的两端端盖[8004]旁侧有换向作用的定位阀进气孔[8014]而入往复气缸[8]内，推动活塞[8001]左右往复运动，从而导致左、右活塞杆[8006]作同样的往复运动，于是推动固定在左、右活塞杆[8006]上的“变能机构”中的往复杆[7]亦作同步的左、右往复运动。往复杆[7]又推动处在导轨[2]槽中的主轴[1]沿着两个有双曲线曲面的曲轨[5]的曲面上作上升下降地往复运动；在此同时，以主轴[1]为支点的摇杆[6]的两端以活销[6001]与工作气缸[14]的长活塞杆[9]相联，与复位气缸[15]的短活塞杆[10]相联，故而摇杆[6]的两端受工作气缸[14]与复位气缸[15]的高压氮气的膨涨或被压缩产生的正负总推力作用，从而必定的使摇杆[6]产生上下摇摆运动。当主轴[1]在曲轨[5]的槽内作上升下降的往复运动时，导致以主轴[1]为支点的摇杆[6]两端与以长活塞杆[9]和短活塞杆[10]为中心和支点间之距离必定时时在改变。支距的改变使工作气缸[14]与复位气缸[15]两者受高压氮气作用的正负总推力和支距之乘积的总能矩亦时时在改变。两者间的总能矩能在瞬时平衡，但在经常的不平衡中必定有“能矩差”产生，此能矩差中的一部分又可作用于与工作气缸[14]共有一根长活塞杆[9]的油缸[16]的活塞[1603]上，和工作气缸[14]的活塞[1403]作上下往复的同步运动，遂使来自油箱[21A21B]经滤油器[37][60]进入油缸[16]的油液，被压缩成液压油后，排入充有中压氮气以保持压力衡定的气液传送器[19]，再经溢流阀[31]、单向调速阀[34]和三位五通手动阀[35]而进入双向变量油马达[36]内，使油马达[36]运转而依速度需要直接或间接经离合器[41]、齿轮副[38]、[39]及皮带轮组合[45][46][47]减速后对外输出机械能。由往复气缸[8]驱动的“变能机构，”的运动开始后，工作气缸[14]或复位气缸[15]的下气室即开始吸进来自空气滤清器[61]的清洁空气，在两缸作膨胀向下运动中，即将这些空气压缩成压缩空气输送至储气罐[17]，以作往复气缸[8]在不停歇的运动中的能源。整体主机全部用底盘[12]和前后支架[13]组成的框架结构支承，而辅机部分如油箱[21A]、阀门、开关、仪表、管件等均布置在液压柜[11]内上中下三层，便于控制。故而本发明属于运动机构和气压液压技术领域。本机既为原动机性质，它自然用于机车、汽车、拖拉机、一切机动车和船舶上。也能用于工作母机和任何专用机器上。本发明的特征是由主轴[1]、导轨[2]、转子[2001]向心止推轴承[3]、铜套[4]、曲轨[5]、摇杆[6]、活销[6001]、左、右往复杆[7]、碰头[7001]、活铰[7002]等机件构成的“变能机构”。2、按权利要求1规定的装置，其特征是主轴〔1〕中间装有铜套〔4〕，能在导轨〔2〕的直槽内上下滑动。3、按权利要求1规定的装置，其特征是主轴〔1〕中间铜套〔4〕两侧装有向心止推轴承〔8〕，能在曲轨〔5〕的双曲线曲面槽内上升下降往复运动。4、按权利要求1规定的装置，其特征是主轴〔1〕两端亦装有向心止推轴承〔3〕，同时并装于摇杆〔6〕的直槽内，使摇杆〔6〕可依主轴〔1〕为支点作上下摇摆运动。5、按权利要求1规定的装置，其特征是导轨〔2〕用活铰〔7002〕与左、右往复杆〔7〕联接，能随左、右往复杆〔7〕的往复运动，依靠转子〔2001〕支承，在水平板〔8013〕上作同步的往复运动。6、按权利要求1规定的装置，其特征是左、右往复杆〔7〕固定在往复气缸〔8〕的活塞杆〔8006〕上，能随往复气缸〔8〕的活塞杆〔8006〕作同步的往复运动。7、按权利要求1规定的装置，其特征是曲轨〔5〕左、右内有双曲线曲面槽，而曲轨〔5〕的两端则支承在前后支架〔13〕的两联接头〔1306和1307〕上，并固定在底盘〔12〕上。8、按权利要求1规定的装置，其特征是摇杆〔6〕的两端用活销〔6001〕与工作气缸〔14〕的长活塞杆〔9〕，和复位气缸〔15〕的短活塞杆〔10〕联接。故摇杆〔6〕依主轴〔1〕为支点作上下摇摆运动时，工作气缸〔14〕与复位气缸〔...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖子钰，
申请(专利权)人：廖子钰，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]