一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达制造技术

本发明专利技术属于气动系统节能领域，实现了一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达。发明专利技术主要涉及在同样压力，相同输出旋转功率的情况下，其压缩空气的耗气量大幅度减少。本发明专利技术结合磁动装置和活塞式马达，以压缩空气为动力，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。

【技术实现步骤摘要】
一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达
本专利技术属于气动系统节能领域，涉及一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达。技术背景压缩气体作为一种能源存在的形态或能量的载体，在工业应用中极为普遍，其中 气动马达因工作灵巧，结构简单，功率密度较高，易维修，稳定性好等优点而应用广泛。目 前，市面上的气动马达基本为不间断供气，故不论功率大小，均存在输出效率低，耗气量大 等缺陷，能源浪费十分突出。所以，在能源问题日益突出的今天，提高气动马达的工作效率， 并降低耗气量，对整个气动行业的节能将产生十分显著的作用。本专利技术主要利用磁动装置的储能作用，辅助压缩空气做功，改变以往气动马达持 续供气方式为间歇式供气方式，提高效率，使其在同样压力，相同输出旋转功率的情况下， 其压缩空气的耗气量大幅度减少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达。本专利技术的技术方案是将磁动装置(参见图2)与活塞式马达结合，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。嵌在定子(17)中的圆 柱磁体(I)和转轴(18)上的弯磁体(2)构成磁动装置。气缸(8)内的活塞(7)通过摇杆(6)与转子(5)相连；转子(5)与锥齿轮I (3) 以及弯磁体(2)同心且固定在转轴(18)上；锥齿轮I (3)与锥齿轮II (4)啮合转动时，通 过连杆(15)带动圆柱齿轮I (14)转动；而圆柱齿轮I (14)旋转通过与圆柱齿轮II (13) 啮合，带动与其齿轮数相同的圆柱齿轮III (12)与其同步旋转；由半圆盘构成的配气阀(10) 与圆柱齿轮III (12)同体，转动时控制进气口(11)和排气口(9)的开关，以配合转子做持续 旋转运动。为消除被压，在定子(17)上靠近气缸(8)上顶处开设了泄压孔(16)。磁动装置的蓄能过程对应配气阀(10)使进气口(7)处于开通状态，磁动装置做功 过程对应配气阀(10)使排气口(8)处于开通状态，使该马达只在转轴(18)的前180°旋转 运动供气。该气动马达的工作过程如下a)活塞(7)处于行程下限时，磁动装置的圆柱磁体(I)距弯磁体(2)的大头部最 近，其正处于引力势能的最低点，即死区位置，此时配气阀(10)使排气口(9)闭合，进气口(11)打开，压缩空气进入气缸(8)膨胀做功，推动活塞(7)向上运动，通过摇杆(6)带动转 子(5)及转轴(18)旋转，同时使圆柱磁体⑴远离弯磁体(2)的大头部，越过死区位置，使 磁动装置引力势能增加。b)当活塞(7)达到行程上限时，正好使圆柱磁体靠近弯磁体尖尾部，此时磁动装 置的引力势能达到最大，同时锥齿轮I (3)经锥齿轮II (4)，连杆(15)，圆柱齿轮I (14)， 圆柱齿轮II (13)，圆柱齿轮III (12)带动配气阀(10)旋转，使进气口(11)闭合，排气口(9)打开。此后磁动装置开始做功，带动转子(5)及转轴(18)继续同向旋转，带动活塞(7)向 下运动，气缸(8)内气体从排气口(9)排出，同时磁动装置的引力势能逐渐减少。本专利技术的优点是新型气、磁结合的节能高效活塞式马达可改变以往气动马达持 续供气方式为间歇式供气方式，提高效率，使其在同样压力，输出相同旋转功率的情况下， 所消耗压缩空气的流量更少。附图说明图1是本专利技术的结构简图。1-圆柱磁体；2_弯磁体；3_维齿轮I ; 4_维齿轮II ； 5_转子；6-摇杆；7-活塞；8-气缸；9-排气口； 10-配气阀；11-进气口； 12-圆柱齿轮III; 13-圆柱齿轮II; 14-圆柱齿轮I ;15-连杆；16-泄压孔；17-转子；18-转轴。图2是磁动装置构成简图(A-A截面图)。1-圆柱磁体；2-弯磁体。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。1.磁动装置(参见图2)转子是一个弯磁体，定子是一个圆柱磁体。圆柱磁体(I)的N极朝上，弯磁体(2) 端面充磁，其S极朝上，故二者受引力作用。圆柱磁体(I)受到的引力系可以汇总为指向左 侧的Fl,指向右侧的F2,指向圆心的Fn。Fn与转子运动方向相垂直,在这里对运动趋势不 作影响，又由于弯磁体(2)的形状特殊，F2>F1，故依靠引力差，弯磁体(2)相对圆柱磁体(I) 有顺时针运动趋势，可自发从引力势能最高处(弯磁体(2)的尖尾部靠圆柱磁体(I)最近 处)运动到引力势能最低处(弯磁体(2)的大头部靠圆柱磁体(I)最近处)。若给弯磁体(2)一个适当的冲量，则很容易使其越过小角度的死区位置。2.节能原理活塞(7)处于行程下限时，磁动装置正处于引力势能的最低点，即死区位置，此时 配气阀(10)使进气口(11)打开，压缩空气进入气缸(8)膨胀做功，推动活塞(7)向上运动， 通过摇杆(6)带动转子(5)及转轴(18)旋转，同时使圆柱磁体(I)远离弯磁体(2)的大头 部，越过死区位置，使磁动装置引力势能增加。当活塞(7)达到行程上限时，正好使圆柱磁体靠近弯磁体尖尾部，此时磁动装置 的引力势能达到最大，同时锥齿轮I (3)经锥齿轮II (4)，连杆(15)，圆柱齿轮I (14)，圆柱 齿轮II (13)，圆柱齿轮III (12)带动配气阀(10)旋转，使进气口(11)闭合，排气口(9)打 开。此后磁动装置开始做功，带动转子(5)及转轴(18)继续同向旋转，带动活塞(7)向下 运动，气缸(8)内气体从排气口(9)排出，同时磁动装置的引力势能逐渐减少。当活塞(7)再次达到行程下限时，圆柱磁体(I)距弯磁体(2)的大头部最近，磁动 装置达到引力势能最低处；此时配气阀(10)带动配气阀(10)旋转，使排气口(9)闭合，进 气口(11)打开，转轴(18)的一个回转周期完成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达，其特征在于：嵌在定子(17)中的圆柱磁体(1)和转轴(18)上的弯磁体(2)构成磁动装置；气缸(8)内的活塞(7)通过摇杆(6)与转子(5)相连；转子(5)与锥齿轮Ⅰ(3)以及弯磁体(2)同心且固定在转轴(18)上；锥齿轮Ⅰ(3)与锥齿轮Ⅱ(4)啮合转动时，通过连杆(15)带动圆柱齿轮Ⅰ(14)转动；而圆柱齿轮Ⅰ(14)旋转通过与圆柱齿轮Ⅱ(13)啮合，带动与其齿轮数相同的圆柱齿轮Ⅲ(12)与其同步旋转；由半圆盘构成的配气阀(10)与圆柱齿轮Ⅲ(12)同体，转动时控制进气口(11)和排气口(9)的开关，以配合转子做持续旋转运动；为消除背压，在定子(17)上靠近气缸(8)上顶处开设了泄压孔(16)。

【技术特征摘要】
1.一种新型气、磁结合的节能高效活塞式马达，其特征在于嵌在定子(17)中的圆柱磁体(I)和转轴(18)上的弯磁体(2)构成磁动装置；气缸(8)内的活塞(7)通过摇杆(6) 与转子(5)相连；转子(5)与锥齿轮I (3)以及弯磁体(2)同心且固定在转轴(18)上；锥齿轮I (3)与锥齿轮II (4)啮合转动时，通过连杆(15)带动圆柱齿轮I (14)转动；而圆柱齿轮I (14)旋转通过与圆柱齿轮II (13)啮合，带动与其齿轮数相同的圆柱齿轮III (12) 与其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，蔡茂林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：