专利名称:压能动力机的制作方法
本发明涉及一种利用有压流体压力能作功的活塞式动力装置。将有压流体的静压力作为一次能源形式提出的设想，旨在对新的动力源的探索开发。
以下对本发明的具体内容结合。
一、工作原理1.真空式压能动力机工作原理该方案拟大气空间的常压大气作工作介质，对应缸套真空室的低压真空。以其常压(Cy)和低压(Dy)间产生的压力差作用于缸套形成力矩作功。
图1是四缸真空式(Z-1式)示意图(俯视图)。
(1)构成布局图中主动部件缸套5固装在主轴6上，在力矩作用下作正时向园周运动。活塞4通过平衡体3和滑道1作动连接，在缸套推动下作正时向园周运动。平衡体为一椭园柱体(实体)部件，用以平衡可能作用到滑瓦真空室的压力，为滑瓦2和活塞的静连接体。连通管7将缸套真空室和滑瓦真空室串联匀压(该管为直线型，为醒目起见图中画成自由线型)。
(2)动力布局图中可见活塞位于二个真空室中间，二端为等值低压，所以处于平衡状态。活塞园面积经过平衡体。滑瓦在滑道上的正投影为椭园形面积(椭园的长轴和滑道中心线重合)，该椭园形真空室内端面受压情况相当于活塞园面积那一部分为低压，余下一小部分为常压(图中那组小号字力图)，真空室外端面可能的常压已被固定滑道隔离。缸套在压力差作用下形成力矩，设不计缸内低压数值，缸套力矩每周作功为6.97kgm。
起动和停机措施起动前各真空室均为常压，可通过外接真空泵(连接件图中未示)抽气，此时，只要缸套内外端面一产生压力差，即形成力矩作功，且在常压条件下力矩的大小取决于真空室的低压数值(成反比)，即真空度。在一些需要快速饱合出功的应用场合，可外接作为蓄能器的真空容器，该真空容内常备所需的真空度(其容器大小和真空度数值可根据需要情况算出)，需要时，只要一开启连接阀，缸套及滑瓦真空室内的常压大气即被吸进真空容器(这实际也是压力差作用下的平衡过程)，该真空容器的真空度可由外接真空泵自动维持。停机可通过对真空的“破坏”予以完成。
2、飞轮式压能动力机工作原理该方案拟密封高压空间的有压流体(压力油或压缩空气)作工作介质，对应缸套内的常压大气。以其高压(Gy)和常压(Cy)间产生的压力差作用于缸套形成力矩作功。
图2是四缸飞轮式(F-1式)示意图(俯视图)。
(1)构成布局图中主动部件缸套5固装在主轴6上，在力矩作用下作正时向园周运动。活塞4通过平衡体3固装在旋转高压壳体2外园的内侧壁上，在缸套推动下作正时向园周运动。旋转高压壳体内园的外侧壁和主轴作动连接，因为旋转高压壳体和主轴在运转时是同步的，所以二者在接触的园柱侧面积上是静止的。旋转高压壳体空间内容纳全部主要部件，包括与其作静连接的和与其作动连接的。旋转高压壳体背面靠近边缘处竖直装置载轮1，其载着旋转高压壳体在机座(图中未示)的园形平面上运转(图中给出载轮运动轨迹zj)，装置载轮主要意义在于作为缸套力矩作功的前支特点。旋转高压壳体相当于飞轮的作用。
(2)动力布局图中可见活塞二面为常压，处于平衡状态。缸套在压力差作用下形成力矩，在设密封高压空间为2kg大气压条件下，压力差为1kg大气压，缸套力矩每周作功为6.97kgm。
起动和停机措施在用压力油作工作介质时，起动和停机可通过对与蓄能器(外供至密封高压空间的力源)间连接的阀门的开启与关闭予以完成。在用压缩空气作工作介质时，起动和停机可通过对缸套气室常压的恢复和增压(至缸外压值)的方法完成。具体说起动前缸套气室为高压，起动时，只要开启与大气常压连通的阀门放气即可。停机时可通过外设的匀压容器和缸套气室常压匀压，使其达到缸外压值而平衡。在设匀压容器的容积和缸套气室容积相等时，其工作压强值等于密封高压气室压强值和压力差数值之和。如密封高压气室为2kg大气压，压力差为1kg大气压，匀压容器工作压强值为3kg大气压。此由压气机自动维持。另外，起动和停机也可通过对缸套和活塞间的机械“锁死”和解除“锁死”去完成，该装置不论用“电控”还是用“液(气)控”，都比较烦琐，一般不宜采用。
3、斜面式压能动力机工作原理该方案拟高压密封空间的有压流体(压力油或压缩空气)作工作介质，对应活塞外面的常压大气。以其高压(Gy)和常压(Cy)间产生的压力差通过滑轮(或滑瓦)作用至园周斜面形成前滑力F2作功。
图3是四缸斜面滑轮式(X-1式)示意图(俯视图)。
(1)X-1式构成布局图中旋转高压壳体5固装在主轴6上，其外园的内侧壁上固装着开口缸套4。可见，缸套是通过旋转高压壳体间接固装在主轴上。在此缸套是被动部件，主动部件是活塞3。活塞的外端固装着滑轮2在导轨1上运转。活塞和滑轮是接受和传递压力差的重要部件。
(2)X-1式动力布局图中可见分力F1是滑轮对园周斜面导轨的正压力，分力F2在园周斜面导轨上获得加速度，即形成前滑力，通过推动缸套连主轴转动输出动力。在设密封高压空间为2kg大气压条件下，压力差为1kg大气压，F2力矩每周作功为7kgm。
起动和停机措施在用压力油作工作介质时，方法同F-1式。在用压缩空气作工作介质时，只有通过对缸套和活塞间的机械“锁死”去完成。如果需采用时，现有技术并不难解决，在此不予述及。
图4是四缸斜面偏轨滑轮式(X-2式)示意图(俯视图)。
(3)X-2式构成布局该式结构和X-1式基本相同。不同之处是其导轨为偏心园周，偏心距为9mm，活塞和缸套间相对直线运动行程为20mm。
(4)X-2式动力布局和X-1式比较，该式中角θ的数值是变化的，因此影响F2的数值也是变化的。不过，角θ在一周内的平均数值和X-1式中角θ的数值是相等的，都是38°，因此，不会影响F2的每周作功数值(同X-1式)。
起动和停机措施同X-1式。
图5是四缸斜面滑瓦式(X-3式)示意图(俯视图)。
该式是在X-1式基础上，将滑轮改设为滑瓦，将导轨改设为滑道。
图6是四缸斜面偏道滑瓦式(X-4式)示意图(俯视图)。
该式是在X-2式基础上，将滑轮改设为滑瓦，将导轨改设为滑道。
二、综述流体静压力作为一次能源形式的成立流体静压力作为一次能源形式是可以成立的，此取决于对流体静压力特性的认识、利用和必须为其创立相适应的装置。现分题表述如下1、流体静压力可利用之特性和装置的适应性本发明构思意图的产生是以对流体静压力特性的分析作探索起点并推导展开的。对流体静压力特性的分析意在觅其可利用之点。通过实验分析得出可利用的流体静压力的特性有三点一是其力方向的无限性;二是其力作用的可隔离性;三是其力量值在密闭空间条件下不受空间高度影响(高度甚至可以等于零)。据此，可确立这样一个原理“绝对压强相等、受压面积相等。真空高度不等的真空室串联，活塞可维持平衡状态。”简称“异h平衡原理”。
认识和掌握了流体静压力可利用之特性，即可构思行之有效的应用方法，这些方法要满足流体静压力特性充分表现其长处的条件，才能最终实现利用大自然赋予现成的或通过人为一次提供(及必要的对泄漏的补充)的流体静压力施加能量(而不是释放能量)作功的目的。有效利用的实现是目的，装置的适用性是条件。所以，至关重要的是具体装置。纵观人类对动力源开发利用的历史，对每一种有可能利用其能量作功的物质的实现应用，无不付诸与其相适应的。行之有效的装置。此无非是在自然法则指导下应用物理的、化学的原理乃至对其必要的进一步的揭示和开拓所创立的方法，大自然中有可能利用其能量的物质按现今科学水平看确实是有限的，然而对其的应用方法却应该是无限的。
2、对流体静压力特性的应用(1)对力的多向性的应用。简单说，将这个多方向性的力置于园周运动的空间中去表现。因为园周上的运动也是多向性的，可以说该力恰到“用武之地”;又因为园周运动的行程是无限的(没有终点)，该力可以在此无休止地运动(即永动)下去(这和历史上屡遭鞭挞的“永动机”之意义绝然不同)。诚然，力的多方向性也有不利之弊。因此，在某些必须回避其多向性和需要保证压力值的场合，又恰当地借助固体传递力的单向性和恒压性予以有效传递。如X式中若不是通过滑轮或滑瓦传递力(F)，而是通过流体本身传递的话，那么力(F)将以作用于园周斜面的压力为合力，便不会出现可以产生加速度的前滑力F2。
(2)对力作用的可隔离性的应用。如Z-1式中可见，固定的滑道体将本来有可能作用到活塞外端面的大气常压隔离开来，以保证活塞的平衡状态。
(3)对“异h平衡原理”的应用。在Z-1式中可以清楚地理解对该原理的应用(此不予细述)。
(4)缸套侧按置原理和其对力的多向性的应用。缸套侧按置布局为本发明的通用布局。缸套中心线和主轴园分线平行，缸套则位于主轴一侧。其意义在于一是缸套所受力的力线和主轴间出现力臂，可以形成力矩(在Z式和F式中应用);二是缸套中心线在导轨或滑道上形成前滑角，此即园周斜面原理(在X式中应用)。对园周斜面原理应用的构思的产生是通过以下一个比照过程择物体在直线性质斜面上的下滑运动状态，以弹性力置于园周斜面上予以模拟，可以产生相同的加速度运动效果。二者同属于位能。不同点是前者的运动状态是有限的、可中止的，此有限性是因其有限的行程距离条件所决定的;后者的运动状态是无限的、持久的，此无限性是因其循环无尽的行程距离条件所决定的。前者-重力是绝对单向的，后者-弹性力是无限多向的。
应该看到缸套的侧按置布局，如果不以力的多向性作基础是不可能成立的。
3、流体静压力恒压施加能量作功原理的确立流体静压力作为力源，是将其能量施加在受力物体的平面上。这里“施加”的概念可以与“释放”的概念的比较中理解。通常所称的“释放”能量的表现是这样的如压缩空气对常压膨胀作功后和常压平衡，再次作功还需力源付功压缩;压力油在传递外力作功时，是“一段一段”地消耗力源的能量。所以，称作力源能量的“释放”(在此，对“释放”理解为广义的，不单指化学性质能量)。“施加”能量的表现是这样的受力物体平面在静压力(准确讲是压力差)作用下，要产生由缸套侧按置原理决定的移位运动。而这个移位运动的结果并没有余下空间(既使在偏心园周运动下可能余出的空间，也因为多缸同步互换空间位置而互相补充)，对力源没有消耗。所以，称作力源能量的“施加”。可见，该力源是持久的，甚至是永恒不灭的。
不言而喻，比较论证有助于建树论点的可信性。可例证地球引力场中的情况。地球引力是巨大的，然而不能作为一次能源形式提出成立。其根本原因是其力的绝对单向性，和流体静压力的多向性相比无法人为地为其按排一个施加能量作功的条件。诚然，在某些场合和条件下，地球引力也表现了施加能量作功的本领，但不是持久的。如自然界流水的势能确实和地球引力有联系，而流水的宗源却是太阳的辐射能。地球对斜面上的物体产生的引力是属于施加能量作功，但不是持久的。具体看该物体在斜面上获得了加速度(相当于缸套、活塞在园周斜面上获得了加速度)，动能越来越大，但因有限行程斜面的限制，势能终将为零，动能在能量转化后，亦消失。这里应该注意物体的重力，亦即地球对该物体的引力并没有消失，只是形成运动的条件消失(中止)了。因为，找不到一个无限行程的直线性质斜面。而物体既使能置于园周斜面上，其可能的行程也是有限的。
应该提到流体作为一种寻常物质和地球引力“场”这一特殊物质比较是有所异，而二者力的表现过程却有相同之处。
三、实施技术要点本发明的机械结构并不复杂，对它的试制可参照液(气)压机械制造技术。
密封技术问题本发明中活塞和缸套间没有相对直线运动(Z-1式、F-1式、X-1式、X-3式)或有相对直线运动，而其行程亦是很短的(X-2式、X-4式)，所以可以选用一种软组织材料制成环形密封件，使活塞和缸套保持静中有动的活连接。
附图标题及内容图1 四缸真空式(Z-1式)示意图(俯视图)。1.滑道;2.滑瓦;3.平衡体;4.活塞;5.缸套;6.主轴;7.连通管。Dy-低压;Cy-常压。
图2 四缸飞轮式(F-1式)示意图(俯视图)。1.载轮;2.旋转高压壳体;3.平衡体;4.活塞;5.缸套;6.主轴。Cy-常压;Gy-高压;zj-载轮运动轨迹。
图3 四缸斜面滑轮式(X-1式)示意图(俯视图)。1.导轨;2.滑轮;3.活塞;4.开口缸套;5.旋转高压壳体;6.主轴;7.密封装置。Cy-常压;Gy-高压。
图4 四缸斜面偏轨滑轮式(X-2式)示意图(俯视图)。1.导轨;2.滑轮;3.活塞;4.开口缸套;5.旋转高压壳体;6.主轴;7.飞轮。
图5 四缸斜面滑瓦式(X-3式)示意图(俯视图)。1.滑道;2.滑瓦;3.活塞;4.开口缸套;5.旋转高压壳体;6.主轴;7.密封装置。
图6 四缸斜面偏道滑瓦式(X-4式)示意图(俯视图)。1.滑道;2.滑瓦;3.活塞;4.开口缸套;5.旋转高压壳体;6.主轴;7.飞轮。
说明为直观明了，示意图的主要内容采用粗线型绘制。
权利要求
1.一种实现有压流体压力能作功的活塞式动力装置。其特征在于以主轴为运动中心，固装着缸套连活塞并通过滑瓦(或滑轮)和滑道(或导轨)作动连接，组成一个园周运动空间，其中，活塞、缸套在滑道(或导轨)约束下作园周运动。
2.根据权利要求
1所述装置，其特征是缸套中心线和主轴园分线平行。
3.根据权利要求
1所述装置，其特征是滑道(或导轨)园周切线和缸套中心线形成前倾角。
专利摘要
本发明是一种利用有压流体压力能作功的活塞式动力装置。以此解决了有压流体的静压力作为一次能源形式成立的原理确立和应用技术问题。其主要技术特征表现为通过缸套相对转轴的侧安置布局，在流体静压力作用下形成力矩作功或以其在滑道上产生的前滑力作功。本发明史无前例的出现，将以一种全新的，无其穷尽的能源形式造福人类。
文档编号F03B17/04GK86101987SQ86101987
公开日1987年1月31日 申请日期1986年3月27日
发明者姜中璋 申请人:姜中璋导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan