[发明专利]一种气缸机构、气缸装置及其工作方法

说明书

本发明提供一种气缸机构、气缸装置及其工作方法，涉及气缸技术领域。气缸机构包括气缸单元，气缸单元包括传动组件和两个相互连通的气缸组件，气缸组件包括具有环形通道的缸体、设于缸体内的转动盘、与转动盘连接的活塞及用于控制环形通道打开/关闭的密封滚筒，两个转动盘通过传动组件中的主轴连接，两个密封滚筒通过传动组件中的从动轴连接，两个活塞的起始位置反向设置。气缸装置包括多组上述气缸单元，多组气缸单元通过管道相互连通，相邻两组气缸单元之间的转动盘通过连接轴连接，且相邻两组气缸单元之间尺寸逐渐增大。高温高压蒸气经多级气缸单元做功后，因密封性好且做圆周运动，具有转矩大、运动效率高、能量转换率高、节能减排的优点。

技术领域

本发明涉及气缸技术领域，具体而言，涉及一种气缸机构、气缸装置及其工作方法。

背景技术

传统的蒸汽机的气缸活塞做往复运动，带动连杆、曲轴、飞轮机构等机构运动，将热能转化为机械能，从而输出动力。由于传统往复活塞式气缸存在运动效率低，热转化效率低，能量损失较大(即排出的二次蒸汽还含有较多的热能却无法被二次利用)等缺点，使得传统的蒸汽机，其热能转化效率约16％左右。即使当今世界正在广泛使用的蒸汽轮机，其热能转化效率也仅在30％-48％之间。然而蒸汽轮机不仅也存在上述缺点，而且气密性差，转矩小。鉴于此，发明人经过潜心研究后提出一种气缸机构、气缸装置及其工作方法，以解决上述存在的问题。

发明内容

第一方面，本发明的目的在于提供一种气缸机构，提高了高温高压蒸气中所含的热能转化为机械能的运动效率。

第二方面，本发明的另一目的在于提供一种利用上述气缸机构的工作方法，由于该气缸机构做连贯的圆周运动，在如此循环往复的过程中大大地提高了其运动效率；而且在活塞弧的作用下，密封性更好，产生更大的转矩。

第三方面，本发明的另一目的在于提供一种气缸装置，其利用上述气缸机构及工作方法将高温高压蒸气经多级气缸单元做功后，具有转矩大、能量转换率高、节能减排的优点。

本发明的实施例是这样实现的：

本实施例提供一种气缸机构，其包括气缸单元，上述气缸单元包括传动组件和两个相互连通的气缸组件，上述气缸组件包括具有环形通道的缸体、设于上述缸体内的转动盘、与上述转动盘连接的活塞及用于控制上述环形通道打开/关闭的密封滚筒，两个上述转动盘通过上述传动组件连接，两个上述密封滚筒通过上述传动组件连接，两个上述活塞的起始位置反向设置。

在本发明的一些实施例中，上述传动组件包括主轴和从动轴，两个上述密封滚筒通过上述从动轴连接，两个上述转动盘通过上述主轴连接，上述主轴与上述从动轴传动连接。

在本发明的一些实施例中，上述密封滚筒上设有可供上述活塞通过的缺口。

在本发明的一些实施例中，还包括活塞弧，上述活塞弧嵌设于上述活塞的自由端，上述活塞弧与上述环形通道的内壁相接触。

在本发明的一些实施例中，还包括配重块，上述配重块安装于上述从动轴上。

在本发明的一些实施例中，上述缸体通过铸造一体成型。

本实施例提供一种气缸机构的工作方法，上述方法包括以下步骤：

将缸体的进气口作为第一预设位置，将缸体的排气口作为第二预设位置；当其中一个气缸组件中的活塞处于第一预设位置时，密封滚筒将环形通道关闭；另一个气缸组件中的活塞处于第二预设位置，密封滚筒将环形通道关闭；

当其中一个气缸组件中的活塞由第一预设位置运动至第二预设位置时，密封滚筒将环形通道关闭；则另一个气缸组件中的活塞通过密封滚筒的缺口由第二预设位置运动至第一预设位置；

当其中一个气缸组件中的活塞通过密封滚筒的缺口由第二预设位置运动至第一预设位置时；则另一个气缸组件中的活塞由第一预设位置运动至第二预设位置时，密封滚筒将环形通道关闭。