专利名称:新式高效汽缸的制作方法
本发明是一种替换现有铁路蒸汽机汽缸的“新式高效汽缸”。它和现有蒸汽机汽缸的区别是。在于本缸的活塞利用自控充流等压汽体膨胀及绝流绝热汽体膨胀运行动功。能够充分发挥汽体膨胀的特性。排汽的动能损失低热效率高。本缸由部件缸体①;左、右进汽阀②;左、右逆止阀③;活塞④和排汽阀⑤组成。见附图1。
缸体①由缸底1、缸壁2和缸盖4等组成，具有进汽道3、导汽槽15和18、排汽孔16和17、排汽道19和导汽孔a、b、O。
进汽阀②由导汽管5、阀帽6、阀腔7、小活塞8、汽门咀9和汽门10组成，阀腔7分上下腔;上是活塞腔、下是汽门腔。
逆止阀③由弹簧11、阀塞12、阀腔13和阀咀14组成。
排汽阀⑤由两个细长杆带有圆锥面的阀塞组成。
这种汽缸需设A、B、O三种供汽管路和汽流分配阀⑥进行配汽。如图2所示。
这种汽缸在起动时，假如需要活塞杆伸出起动。由汽流分配阀⑥将汽流分配给A路。左边排汽阀③的阀塞12被汽体膨胀而退缩;排汽阀⑤在汽流的冲击下右行运动。在关闭排汽孔16、开放排汽孔17的同时形成活塞④的左腔汽体膨胀活塞杆伸出。右腔的废汽从排汽孔17排出。如果需要活塞杆收回起动。由汽流分配阀⑥将汽流分配给B路。右边排汽阀③的阀塞12被汽体膨胀而退缩;排汽阀⑤在汽流的冲击下左行运动，在关闭排汽孔17、开放排汽孔16的同时形成活塞④的右腔汽体膨胀活塞杆收回。左腔的废汽从排汽孔16排出。起动后由汽流分配阀⑥将汽流分配给O路开始工作运行。
而工作原理，按着上述起动后活塞杆收回运动的状态下说起，参见图1，当活塞④左行到封闭排汽孔16之后，残留在活塞④的左腔废汽在活塞④的压缩下对排汽阀⑤的右行贮存动能。当活塞④运行到左死点时，左边进汽阀②的汽门10在活塞④撞击下缩回腔内的同时汽体进入汽缸。排汽阀⑤被汽体膨胀右行运动。在关闭排汽孔16开放排汽孔17的同时形成活塞④的左腔充流等压汽体膨胀活塞杆开始伸出运动。当活塞④运行逾过导汽孔a时，左腔部分汽体从导汽孔a通过导汽管5进入左边排汽阀②的活塞腔，小活塞8被汽体膨胀使汽门10与汽门咀9吻合而绝流。而活塞④在绝流绝热汽体膨胀的状态下运行。当活塞④右行到封闭排汽孔17之后，残留在活塞④的右腔废汽在活塞④的压缩下对排汽阀⑤的左行贮存动能。当活塞④运行到右死点时，右边进汽阀②的汽门10在活塞④撞击下缩回腔内的同时汽体进入汽缸。排汽阀⑤被汽体膨胀左行运动，在关闭排汽孔17开放排汽孔16的同时形成活塞④的右腔充流等压汽体膨胀活塞杆开始收回运动。当活塞④运行逾过导汽孔b时，右腔部分汽体从导汽孔b通过导汽管5进入右边排汽阀②的活塞腔，小活塞8被汽体膨胀使汽门10与汽门咀9吻合而绝流。而活塞④在右腔绝流绝热汽体膨胀的状态下运行。进而，按照以上原理，一个工作循环接着一个工作循环往复运行。
综上所述，这种汽缸在运行的过程中，存在着充流等压汽体膨胀V1与绝流绝热汽体膨胀V2的膨胀比。V2比V1越大，对于汽体膨胀的特性发挥的作用越大，而蒸汽机的效率也就越高，可是蒸汽机功率就越低。因此，对于膨胀比的确定一是取决于供汽压力高低;二是在满足蒸汽机功率指标的前提下，尽可能缩小V1。也就是说，缩小缸壁导汽孔a至缸底及导汽孔b至缸盖的距离。
在已定的膨胀比的基础上，还可以根据蒸汽机在实际运行的过程中按着功率输出大小的需要来改变膨胀比。改变膨胀比的途径有二。一是在导汽管5-导汽孔a及导汽管5′-导汽孔b两条管路上安装一种双路同步汽量开关⑦(以下用⑦代替全称)，见图3所示。利用⑦控制导汽孔a和导汽孔b二孔输出汽流大小，⑦的开度大汽流则大，对于进汽阀②的关闭及时。则V1基本不变;而⑦的开度小汽流则小，对于进汽阀②的关闭迟缓，则V1变大。二是在缸壁的导汽孔O增设输出汽量开关⑧利用管路H-B分别与导汽管5及导汽管5′相接，见附图4所示。如果蒸汽机在重载的情况下加速或上坡时，关闭⑦打开汽量开关⑧。能够在V1与V21比1的基础上增大V1。
而现有铁路蒸汽机的活塞往复运行作功是靠充流等压汽体膨胀完成的，如图5所示。基本原理是，由锅炉来的高压蒸汽从进汽道1经汽路4进入汽缸推动活塞6右行。左腔的废汽经汽路7从排汽道2排出。当活塞6右行到止点时，滑动阀3遮住左腔汽路4，蒸汽经汽路7进入推动活塞6左行。左腔的废汽经汽路4从排汽道2排出。显而易见，汽缸内从膨胀过程开始到膨胀过程即将结束汽压一直是相等的。故叫做充流等压汽体膨胀。所以，排汽的动能损失严重、噪音大、效率低，只达6～15%。
权利要求
1.一种能替换现有铁路蒸汽机汽缸的新式高效汽缸，它由缸体[①]、进汽阀[②]、逆止阀[③]、活塞[④]和排汽阀[⑤]构成，其特征在于缸体[①]装有进汽阀[②]、逆止阀[③]和排汽阀[⑤]。
2.在权利要求
1所述的缸体〔①〕由缸底〔1〕、缸壁〔2〕和缸盖〔4〕组成，具有进汽道〔3〕、导汽槽〔15〕和〔18〕、排汽孔〔16〕和〔17〕和排汽道〔19〕，其特征在于缸壁〔2〕上设有导汽孔〔a〕、〔b〕、〔0〕。
3.在权利要求
1所述的进汽阀〔②〕由导汽管〔5〕、阀帽〔6〕、阀腔〔7〕、小活塞〔8〕、汽门咀〔9〕和汽门〔10〕等组成，其特征在于阀腔〔7〕分上下腔上是活塞腔、下是汽门腔。
4.在权利要求
1所述的逆止阀〔③〕由弹簧〔11〕、阀塞〔12〕、阀腔〔13〕和阀咀〔14〕组成，其特征在于阀腔〔13〕为“T”字形。
5.在权利要求
1所述的排汽阀〔⑤〕由两个细长杆带有圆锥面的阀塞组成。其特征在于阀形是两头粗短而中部细长。
专利摘要
一种能替换现有铁路蒸汽机汽缸的新式高效汽缸。其特点是，本缸的活塞是利用自控充流等压汽体膨胀及绝流绝热汽体膨胀运行作功，能够充分发挥汽体膨胀的特性，排气的功能损失低、热能利用效率高。
文档编号F01B1/01GK85104410SQ85104410
公开日1985年12月20日 申请日期1985年6月6日
发明者杨春山 申请人:杨春山导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan