专利名称：一种流体动力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体动力机，尤其涉及一种以气体或液体为动力的一种流体动力 机。
背景技术：
传统的往复泵，往复压缩机，流体动力机，往复设备等利用电动机旋转运动转化为 曲柄连杆机构的往复运动，此运动过程中的不间断变速运动对运动件的损害极大，缸体受 往复侧推力作用大且工作粗暴，尤其曲轴的制造要求高，成本高，尺寸受限曲柄连杆机构， 设备体积大，其他往复换向控制使用类似于行程开关的触发机构，多重环节的设置容易造 成可靠性问题且结构复杂，流体换向控制阀通常使用圆柱形沿轴线运动切换的控制的阀其 阀结构特征若要增加控制流体流量而采用双阀芯或更多阀芯在同一阀体布置是难以实现 的，同时使用圆柱形沿轴线运动切换的控制的阀，其高低压区密封仅依靠单纯的阀门密封 圈密封，对高压流体承受能力差，另外整个阀使用密封圈量多，任何一高低压区至少有二道 密封圈，以此排序，单个阀芯就要有一系列的密封组成，若其中一道密封圈损坏则影响整体 密封，其次上述的气体或液体控制阀对所控气体或液体介质清洁度都有相当高要求，甚至 要为此而添加许多系列辅助设备，其成本高，密封性能差，且直接影响产品使用寿命及性 能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体动力机，能够解决上述现有技术问题，克服对流 体大流量、超大流量耐高压及超高压流体的控制。为了实现这一目的，本发明的技术方案如下一种流体动力机，包括筒形缸体，活 塞，换向流体阀，其特征在于换向流体阀至少一端设有筒形缸体，每一筒形缸体内设有一 活塞，所述活塞与活塞杆连接，所述流体动力机的筒形缸体内设有第一活塞驱动腔和第二 活塞驱动腔，该换向流体阀设有动力流体入口和出口，该换向流体阀设有与所述第一活塞 驱动腔和第二活塞驱动腔连通的第一控制口和第二控制口，活塞杆设有一触动滑块，该触 动滑块与设在换向流体阀阀体内腔的换向阀芯相配合，使得该换向流体阀的第一控制口及 第二控制口分别交替地与动力流体入口和出口连通。根据本发明的一个实施例，该换向流 体阀包括阀体，该阀体内腔与动力流体入口连通，该阀体侧壁轴对称设有至少两个动力流 体出口，每个动力流体出口的两侧分别设有第一连通口和第二连通口，该阀体内设有换向 阀芯，该换向阀芯包括至少两个顶端封闭，底部开口的空心体，该空心体底部开口朝向动力 流体出口设置且与位于该阀体内壁的密封平面滑动接触，该空心体内部空间连通动力流体 泄放口，该空心体在阀体内腔的外部空间连通动力流体入口，换向阀芯内外高低压差作用 换向阀芯具有自我补偿密封。本发明提出了一种流体动力机，不仅解决上述现有技术问题，同时突破现有技术 方案的实际应用，延伸扩展适用于现有使用设备以及待研发技术突破项目设备等，如一款具有实际可行的往复液压空压机、大型LPG压缩机或应用于类似于往复泵或隔膜泵设备 等。本发明与现有技术相比的优点其一，结构简单体积小，在往复换向控制的场合直接对 换向阀芯进行换向控制，实现对换向流体简单可靠控制，同时为增加控制流体流量而有效 简单可靠的采用了双阀芯或更多阀芯在同一阀体布置，更好地克服了对流体大流量、超大 流量耐高压及超高压流体的控制。其二，采用不同的活塞通过一活塞杆的两端连接成一个 整体成为一个活塞组，不同的活塞面积，流体压力作用于不同活塞面而产生的压差现象实 现了更强的压力转变，输出流体压力成倍于驱动流体压力.其三，换向阀芯具有自我补偿 密封，对流体清洁要求低且具有防爆等技术特征等，实现相同的功能结构简单、可靠、低成 本、功能强、工作可靠寿命长、适用范围广。
图1为一种流体动力机工作原理示意图。图2为换向流体阀的工作原理示意图。图3为弹簧缩节示意图。
具体实施例方式下面通过具体的实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。一种流体动力机，包括筒形缸体20、23，活塞21、22，换向流体阀46，其特征在于 换向流体阀46的两端分别设有一筒形缸体20、23，每一筒形缸体20、23内均设有一活塞 21、22，活塞21、22的内侧为活塞驱动腔，两个活塞之间通过活塞杆4连接，该换向流体阀46 设有动力流体入口 5和出口 6、9，换向流体阀46 —端设有与该侧活塞驱动腔连通的第一控 制口 7、10，换向流体阀46另一端设有与另一侧活塞驱动腔连通的第二控制口 8、11，活塞杆 的中部设有一触动滑块3，该触动滑块3与设在换向流体阀阀体内腔的换向阀芯1、12相配 合，使得该换向流体阀的第一控制口 7、10及第二控制口 8、11分别交替地与动力流体入口 5和出口 6、9连通。根据本发明的一个实施例，该换向流体阀46包括阀体52，该阀体内腔 与动力流体入口 5连通，该阀体侧壁轴对称设有至少两个动力流体出口 6、9，每个动力流体 出口的两侧分别设有第一连通口 50和第二连通口 51，该阀体内设有换向阀芯1、12，该换向 阀芯包括至少两个顶端封闭，底部开口的空心体，该空心体底部开口朝向动力流体出口 6、9 设置且与位于该阀体内壁的密封平面滑动接触，形成了与动力流体出口连通的换向阀芯内 部空间以及与动力流体入口连通的换向阀芯外部空间。换向阀芯的外部空间连通高压动力 流体入口，换向阀芯的内部空间连通低压动力流体出口，换向阀芯内外高低压差作用，换向 阀芯具有自我补偿密封。换向阀芯1、12的空心体与阀座内壁之间的密封面为平面。阀体 内腔设有与该换向阀芯1、12相配合设置的触动滑块3，该触动滑块3的两端设有凸块，该凸 块的内侧与该换向阀芯两端外侧相配合。触动滑块侧面设有弹簧缩节2、13，所述的弹簧缩 节至少设有两个，每个弹簧缩节具有结构作用相同并在阀体内以触动滑块3为中心同轴布 置。该弹簧缩节包括伸缩管14、17和拨动片15、19，该伸缩管14、17设置在阀体侧面，伸缩 管14、17内设有弹簧16、17，拨动片15、19 一端与触动滑块侧面连接，另一端与伸缩管14、 17连接。触动滑块轴心位置设有一穿孔，活塞杆中部较细，穿过该触动滑块轴心穿孔，活塞 杆露在触动滑块两端外部位置设有外凸的台阶，该台阶与触动滑块两端面相配合。根据本发明的一个实施例，所述二个筒形缸体具有结构相同并在换向流体阀的两端布置。所述换 向阀芯的至少两个空心体具有相同结构并在阀体内同轴布置。所述一种流体动力机所表述 的流体包括液体和气体。本发明流体动力机，其工作原理如图1所示第一连通口和第二连通口对称地分布流体泄放口两侧，在换向阀芯的每一空心体 的底部开口的宽度应大于第一连通口 一侧边缘至流体泄放口另一侧边缘之间的距离，即当 设置在阀体内部的换向阀芯1、12位于阀体左侧位置，换向阀芯的每一空心体的底部开口 刚好将阀体左侧的第一连通口和流体泄放口密闭地盖住，使之相互连通，而阀体右侧的第 二连通口露在换向阀芯1、12的外部，与动力流体入口 5连通，而该阀体一侧的第一控制信 号口 7、10通过换向阀芯1、12该侧底部的第一连通口和流体泄放口 6、9相通进行流体泄放 实现流体控制“0”的输出，同时，阀体设有的动力流体入口 5的动力流体通过换向阀芯1、12 底部另一侧的第二连通口与阀体另一侧的第二控制信号口 8、11相通进行流体的输入实现 流体控制的“1”的输出。当流体动力机内设的换向阀芯1、12位于换向流体阀左侧位置，左侧筒形缸体20 内活塞21右侧驱动腔与换向阀芯1、12底部一侧设有的第一控制信号口 7、10分别和流体 泄放口 6、9相通进行流体泄放实现流体控制“0”的输出，同时，换向流体阀设有的动力流体 入口 5通过换向阀芯1、12底部一侧设有的第二控制信号口 8、11与换向流体阀右侧筒形缸 体23内活塞22左侧驱动腔相通进行流体的输入实现流体控制的“1”的输出，如此换向流 体阀两端驱动腔在“0”和“ 1，，动力流体作用，流体动力机缸体20、23内的活塞杆两端连接 成一个整体的活塞组，在动力流体压差作用由左向右动作。当流体动力机内设的换向阀芯由左侧位置向右侧位置切换动作时，流体动力机缸 体20、23内的活塞杆两端连接成一个整体的活塞组，在动力流体压差作用由左向右动作带 动活塞杆4由左向右滑动，当活塞杆4上设有的台阶与触动滑块3接触时，活塞杆4带动触 动滑块3 —起由左向右滑动，触动滑块3由左向右滑动带动换向阀芯1、12由左侧位置向右 侧位置切换，此时，在换向阀芯1、12底部一侧设有的第一控制信号口 7、10分别和阀体设有 的动力流体入口 5的相通进行流体的输入实现流体控制的“1”的输出，同时，换向阀芯1、12 底部一侧设有的第二控制信号口 8、11分别和流体泄放口 6、9相通进行流体泄放实现流体 控制“0”的输出，流体动力机缸体20、23内的活塞杆4两端连接成一个整体的活塞组，在动 力流体“0”和“ 1，，压差作用往复动作，如此通过“0”和“ 1，，的编排设计控制完成简单的往 复动作或更复杂的智能控制，实现不同应用场合的功能目的。如图2所示通过设定活塞杆4的台阶与触动滑块3之间的滑动距离长度来设定 控制整个往复行程而取消了类似于行程开关的触发机构，所述活塞杆4的台阶与触动滑块 3之间的滑动距离长度不小于第一连通口或第二连通口的最大直径，弹簧缩节2、13在换向 阀芯切换动作时，通过触动滑块3带动拨动片15、19对伸缩管14、17内设的弹簧16、18压 缩储能，当触动滑块3带动拨动片15、19越过阀体中心点时弹簧16、18的压缩能释放推动 触动滑块3完成换向到位。在本发明中所述的工作流体可以是液体或气体。如图1所示在该实施例中采用 的是活塞杆4带动设置在换向流体阀内部的触动滑块3直接对两个换向阀芯1、12进行换 向控制，实现对换向流体简单可靠控制。在本实施例中，该阀体的横截面为四边形，阀体的两个相对侧面设有流体泄放口，另两个相对侧面设有弹簧缩节，若为扩大控制流量，此发明 技术特征也可以采用更多的换向阀芯的工作的情况。即该阀体的横截面可为η边形，其中 η为不小于4的偶数，在该阀体的各个侧面上依次间隔设置流体泄放口和弹簧缩节，即各个 侧面依次设置流体泄放口、弹簧缩节、流体泄放口、弹簧缩节…流体泄放口、弹簧缩节，如果 采用奇数结构，那么弹簧缩节不对称的布置就会造成触动滑块作用力不平衡从而使触动滑 块产生附加磨损，影响阀的整体可靠性及其工作寿命。由于采用了上述结构，不仅解决现有 技术问题，更好地克服了对流体大流量、超大流量耐高压及超高压流体的控制，采用不同的 活塞通过一活塞杆的两端连接成一个整体成为一个活塞组，该活塞组将筒形缸体内部空间 分割成至少二个驱动腔，即第一驱动腔和第二驱动腔。不同的活塞面积，流体压力作用于不 同活塞面而产生的压差现象实现了更强的压力转变，输出流体压力成倍于驱动流体压力， 另外所述流体动力机的换向阀芯具有自我补偿密封，采用此流体控制对流体清洁要求低且 具有防爆等技术特征，使得该技术方案的实际应用和延伸扩展，适用于现有使用设备以及 待研发技术突破项目设备等，如一款具有实际可行的往复液压空压机、大型LPG压缩机或 应用于类似于往复泵或隔膜泵设备等，实现相同的功能结构简单、可靠、低成本、功能强、工 作可靠使用寿命长、适用范围广。在本发明的实施例中，换向流体阀的两端均设有筒形缸体，在换向流体阀的一端 筒形缸体内仅在活塞一侧设置一个第一驱动腔，同时在换向流体阀的另一端筒形缸体内也 仅在活塞一侧设置一个第二驱动腔，如此应用类似于往复泵或隔膜泵等设备。在实际应用中可以在换向流体阀的一端筒形缸体内的活塞两侧均设置一个驱动 腔，分别为第一驱动腔和第二驱动腔，同时在换向流体阀的另一端筒形缸体内的活塞两侧 均设置一个工作腔；在实际应用中为提高流体输出压力，在换向流体阀的一端筒形缸体内 的活塞两侧均设置一个驱动腔，分别为第一驱动腔和第二驱动腔，同时在换向流体阀的另 一端筒形缸体内的活塞仅在一侧设置一个驱动腔另一侧设置为工作腔，该驱动腔为与第一 驱动腔相配合的第二驱动腔或与第二驱动腔相配合的第一驱动腔，即所谓三个驱动腔带动 一个工作腔工作的情况，如此应用类似于往复液压空压机、大型LPG压缩机等设备。在实际应用中也可以在换向流体阀的一端筒形缸体内的活塞两侧均设置一个驱 动腔，同时在换向流体阀的另一端相同设置或完全没有缸体及活塞仅外露活塞杆且在活塞 杆上设置类似锤头等应用部件，如此应用类似于风锤等类似功能设备。
权利要求
1.一种流体动力机，包括筒形缸体，活塞，换向流体阀，其特征在于换向流体阀至少 一端设有筒形缸体，每一筒形缸体内设有一活塞，所述活塞与活塞杆连接，所述流体动力机 的筒形缸体内设有第一活塞驱动腔和第二活塞驱动腔，该换向流体阀设有动力流体入口和 出口，该换向流体阀设有与所述第一活塞驱动腔和第二活塞驱动腔连通的第一控制口和第 二控制口，活塞杆设有一触动滑块，该触动滑块与设在换向流体阀阀体内腔的换向阀芯相 配合，使得该换向流体阀的第一控制口及第二控制口分别交替地与动力流体入口和出口连通。
2.根据权利要求1所述的一种流体动力机，其特征在于该换向流体阀包括阀体，该阀 体内腔与动力流体入口连通，该阀体侧壁轴对称设有至少两个动力流体出口，每个动力流 体出口的两侧分别设有第一连通口和第二连通口，该阀体内设有换向阀芯，该换向阀芯包 括至少两个顶端封闭，底部开口的空心体，该空心体底部开口朝向动力流体出口设置且与 位于该阀体内壁的密封平面滑动接触，该空心体内部空间连通动力流体泄放口，该空心体 的外部空间连通动力流体入口。
3.根据权力要求1所述的一种流体动力机，其特征在于换向流体阀内腔设有与该换 向阀芯相配合设置的触动滑块，该触动滑块的两端设有凸块，该凸块的内侧与该换向阀芯 两端外侧相配合。
4.根据权利要求1所述的一种流体动力机，其特征在于触动滑块侧面设有弹簧缩节， 所述的弹簧缩节至少设有两个，每个弹簧缩节具有结构作用相同并在阀体内以触动滑块为 中心同轴布置，该弹簧缩节包括伸缩管和拨动片，该伸缩管设置在阀体侧面，伸缩管内设有 弹簧，拨动片一端与触动滑块侧面连接，另一端与伸缩管连接。
5.根据权利要求1所述的一种流体动力机，其特征在于触动滑块与活塞杆连接，活塞 杆设有与该与触动滑块两端面相配合的外凸的台阶。
全文摘要
本发明公开了一种流体动力机，其特征在于换向流体阀至少一端设有筒形缸体，每一筒形缸体内设有一活塞，所述活塞与活塞杆连接，所述流体动力机的筒形缸体内设有第一活塞驱动腔和第二活塞驱动腔，该换向流体阀设有动力流体入口和出口，该换向流体阀设有与所述第一活塞驱动腔和第二活塞驱动腔连通的第一控制口和第二控制口，活塞杆设有一触动滑块，该触动滑块与设在换向流体阀阀体内腔的换向阀芯相配合。本发明的优点结构简单、可靠、低成本、功能强、工作可靠寿命长、适用范围广。
文档编号F04B5/00GK102121467SQ20111003298
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者俞卫权 申请人:俞卫权