具有預壓室和推進室的氣動設備的製作方法
2023-06-09 23:08:06 1
專利名稱：具有預壓室和推進室的氣動設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣動設備，包括包含點燃可燃氣體及產生火焰的裝置的具有第一體積的第一室、具有第二體積的第二室及連通這兩個室的裝置，這些裝置被設計成允許火焰通過。
本發明特別涉及內燃氣動密封設備，其中活塞在燃氣和空氣混合物的爆炸作用下被推動，以通過活塞杆撞擊釘子；這時就是氣動射釘槍，或為一些其他緊固裝置。
背景技術：
有兩個室的設備具有多個優點。兩個室中，第一個是預壓室，其提高了第二室中的爆炸壓力，一定體積的爆炸壓力與爆炸前混合物的壓力成正比。所發生情況為由於第一室中的爆炸，在第一室中產生的燃燒壓力壓縮被火焰前推的未燃混合物並且進入到第二室中，以在第二室中發生爆炸之前增加其中壓力。如果該第二室由傳動活塞部分地界定，則由於該預壓，在該第二室中發生爆炸來推動活塞時，活塞只是非常輕微地向前移動，這使得活塞從氣體燃燒的能量中獲得合適的好處。
另外，當在火焰產生室中有風扇時，該室中的燃燒率和最大壓力水平增加，從而可以減少該壓力的上升時間並因此進一步在爆炸開始前限制活塞在其傳動室內的移動，從而可以進一步提高設備的功率。
應當注意，風扇加速的效果非常顯著，其使得壓力上升時間減少到大約十分之一。
然而，即使具有預壓室或預燃室，申請公司也已經認識到氣體燃燒能量的充分利用不令人滿意，所以，需要進一步改善第二傳動室中的壓力水平和燃燒率並因此提高雙室設備的功率。
所發生情況為在所有來自第一室的未燃混合物可進入到第二室來增加其中的壓力之前，在第一預壓室中產生的火焰進入到第二傳動室中。此刻，只要火焰進入到第二室中，就會發生爆炸。
此外，給出了關係式 如果希望增大傳動室中的壓力，則需要增加第一預壓室的體積，而這並非可取。
因此，在這些情況下，申請人提出了本發明。
發明內容
所以，本發明首先涉及氣動設備，包括預壓可燃氣體並產生火焰的第一室，第二推進室，和連通這兩個室的裝置，這些裝置設計成允許火焰通過，其特徵在於，具有壓縮和加速火焰的中間第三室，連接第一室和第二室。
由本發明可以確定，至少來自中間第三室的全部體積的混合物被驅入第二推進室以增加其中的壓力，在第一室中產生的火焰穿過中間室的入口和出口。
優選壓縮和加速火焰的中間第三室是管狀室，優選其橫截面積大體等於在第一火焰產生室中所產生火焰的橫截面積。
有利的是，第一火焰產生室中設有加速風扇。
總之，本發明的設備是密封設備，第二推進室特別由活塞界定來驅動緊固件，並在該第二推進室中的混合物爆炸作用下被推進。
為了進行對比及提供很好的說明，應當強調在只有一個產生火焰及推進活塞的室的傳統設備中，在最大壓力下，活塞會移動整個約10cm衝程中的約2cm；在雙室設備中，該損失衝程部分可減小一半，到約1cm，並且在本發明的設備中，可進一步減小到三分之一或四分之一，至約0.3cm。
根據本發明，由於有效體積基本存在於中間室，所以第一火焰產生室的體積可以減小，並且這又具有非常有助於燃燒混合物脫離及設備冷卻的額外優勢。
甚至可以期望建立第一室和中間室的緊湊極限狀況，因此申請公司還要求一種氣動設備，包括預壓可燃氣體並產生火焰的第一室，第二推進室，和連通兩個室的裝置，這些裝置設計成允許火焰通過，其特徵在於第一室被設計成預壓、產生火焰及壓縮和加速火焰的室。
一種情況下，具有兩個室，或另一種情況下，只具有一個在推進室上遊的室，優選在該推進室入口處設有閥裝置。
有利的是，在具有推動緊固件的活塞的密封設備的情況下，包括可滑動地安裝有活塞的主體、容納緊固件裝載器的外殼及手柄和操作柄，產生火焰及壓縮和加速火焰的室形成於手柄中，使設備的模塊化設計更簡便並縮小了其尺寸。
通過參考附圖而對本發明實施例作下面的描述可有助於更好地理解本發明。
圖1是三室設備的示意圖。
圖2是二室設備的示意圖。
圖3是圖1中設備的一種選擇性模塊形式的示意圖。
具體實施例方式
圖1中設備是用於將釘子1射入到材料2中的氣動射釘槍。其包括主體3，主體3具有位於前部的頂端導引部4和位於底部的手柄和操作柄5。為了射出釘子1，活塞6通過其頭部8滑動安裝在氣缸7中。活塞6具有用來推動釘子1的杆9。主體3包括用於容納可燃氣體箱的外殼，在燃氣與空氣的混合物被點燃來推進活塞6之前，可燃氣體將被注入到一組燃燒室中。主體3還包括具有用於點燃混合物的火花塞10的氣缸頭部。
這裡，在主體3中，具有帶燃氣入口孔12的第一室11，火花塞10伸入其中，該室用於預壓燃氣—空氣混合物及產生火焰。電扇單元的風扇13安裝在該第一室11中。室11與用於壓縮和加速火焰的管狀中間室14的入口連通。管狀中間室14通過其出口和可由閥17關閉的多個孔16與最後室15連通，室15由活塞頭部8部分地界定，這是推進室。
下面將解釋設備的工作方式。
在最後的推進室15被關閉且燃氣被注入到第一室11中後，火花塞10將產生會點燃室11中的燃氣和空氣混合物的火花，且混合物的燃燒會使該室內的壓力上升。由於壓力增加，來自第一室11且特別是來自管狀中間室14的未燃混合物通過孔16進入到最後的推進室15中並由此壓縮其中的混合物。在第一室11中產生的燃燒火焰在到達管狀室14時，由於下遊壓力增加，在推進室15中被加速(幾乎成指數倍地)。通過相同孔16，火焰將在最後室15中點燃混合物，這裡使用「多點」點燃方法。
該最後室中的壓力將在較短時間內上升到高於兩個上遊室14和11的水平。連通最後兩個室14、15的孔16產生音速流，就是說混合物和火焰的速度大於音速，因此最後的推進室15中的燃燒率非常高。因此，實際上已不再需要保持活塞6靜止以阻止其在壓力開始上升時向右移動。燃燒率使最大壓力出現在活塞移動之前。在該具體實例中，這種移動損失被減小到僅幾毫米。
應當注意，室之間(在該實例中為室14和15)的「多點」連通，在火焰到達之前促進了推進室15中混合物的混合。
阻斷連通孔的閥可被用作限壓器且只在預定壓力下打開以促進音速流並提高推進室15中的燃燒率。
在將閥打開的限度內，為了進一步提高第一室11中的壓力水平並由此也提高推進室15中的壓力水平，還可想到在第一室中進行機械或電預壓。火焰產生室11和推進室15可具有非常小的體積，以能夠使用較少的燃氣並由此提高設備效率。
順便指出，雖然現有技術的氣動射釘槍的效率不超過6-8％，但使用本發明的設備可以獲得實際上兩倍的該效率，約為13-14％。同樣地，現有技術設備的每燃氣箱的射出次數約為750次，而本發明的設備可超過1500次或者甚至超過2000次。設備中所配備的用來操作電扇單元和火花塞的電池，每次充電的射出次數，在傳統設備中為約900次，而在本發明的設備中可超過2000次或者甚至超過3000次。
第一火焰產生室可與壓縮和加速火焰的室重合，以進一步減少推進室中的壓力上升時間。
參看圖2，其中，與圖1中類似的元件被標以相同標記，該設備僅有兩個室由活塞6在下遊界定的、與氣缸7在相同側的最後的推進室15，和具有預壓、產生火焰、壓縮和加速火焰的多種功能的第一室18，具有風扇13和火花塞10，該第一室18為管狀且通過多個孔16和一或多個閥17與推進室15連通。本發明設備圖2實施例的其餘部分，工作方式類似圖1實施例的操作。
在兩種情況下，預壓和在最終的最後推進室15中的最終壓縮的壓力水平取決於管狀室14、18的長度和體積。管自身可盤繞以減小所佔空間。還可想到圖3中所示設備的模塊化設計。
圖3的設備具有三個模塊。第一主體模塊20主要包括氣缸21及其活塞22和位於氣缸後部的最後的推進室23，主體前端延伸有緩衝導引部24。
主體模塊20下面固定有第二手柄模塊25，具有被大體布置成方形的四個分隔區分隔區26，沿主體20設置，包括具有電扇單元28的第一火焰產生室27，和用於壓縮和加速火焰的管狀室29，側向連接最後的推進室23的彎曲下遊部分(30)；第二分隔區36，設置在第一室27下面，大體垂直於主體20前部下面的分隔區26，其中可安裝有燃氣箱31，具有連接到第一室27來填充可燃氣體的閥32；實際手柄33，連接於箱分隔區36的下端和管狀室29的分隔區26的中部，具有扳機39，形成彼此大體垂直的第二和第三分隔區34、35。最後，裝配有緊固件(釘子)裝載器的第三模塊37設置在頂端導引部24下面並沿著模塊25的分隔區36。
這裡，通過閥控制孔38，也可實現兩個室29、23之間的連通。然而，這裡應當注意，根據設備的所需操作和效率，可省去閥以簡化設備。
圖3中設備的工作方式明顯與已描述的另兩個實施例的操作完全類似。
設備的模塊化設計使敏感元件例如電扇單元28免受在氣缸21和最後的推進室23的主體模塊20中所產生的撞擊和振動的影響。由於第一火焰產生室27的尺寸減小，所以可僅使用成本低耗能少的小電扇單元28，並從電池功率供給能力角度來增加設備的好處。
圖3中設備的模塊化設計也自然地可以減小其體積並且特別是其長度。在這方面應當注意，最後的推進室23的後面沒有氣缸頭部，否則該氣缸頭部元件會承載火花塞及其激勵裝置。這裡，雖然沒有描述，但是其安裝在手柄模塊25中。遵循同一思路，從操作觀點來看，降低設備的重心是有利的。總之，圖3的設備非常類似於氣動設備。
在圖1的實施例中，描述了按三室類型的原理設計的模塊化設備。對於圖2的具有兩室的實施例的原理而言，這種模塊化設計也是完全可以理解的。
權利要求
1.一種氣動設備，包括第一室(11；27)，用於預壓可燃氣體並產生火焰；第二推進室(15；23)；及用於連通兩個室以允許火焰通過的裝置(16；38)；其特徵在於具有壓縮和加速火焰的中間第三室(14；29)，連接第一和第二室(11，15；27，23)。
2.一種氣動設備，包括第一室(18)，用於預壓可燃氣體並產生火焰；第二推進室(15)；及用於連通兩個室的裝置(16)，設計成允許火焰通過；其特徵在於第一室(18)設計成預壓、產生火焰及壓縮和加速火焰的室。
3.根據權利要求1或2的設備，其中壓縮和加速火焰的室(14；18；29)是管狀室，其橫截面積大體等於火焰的橫截面積。
4.根據權利要求1-3之一的設備，其中第一火焰產生室(1；18；27)中有加速風扇(13；28)。
5.根據權利要求1-4之一的設備，其為密封設備，其推進室(15；23)由驅動緊固件(1)的活塞(6；22)界定，並在該推進室中混合物的爆炸作用下被推進。
6.根據權利要求1-5之一的設備，其中所述連通裝置(16；38)包括閥裝置(17)。
7.根據權利要求1-6之一的設備，其中所述連通裝置(16；38)包括多個孔。
8.根據權利要求5-7之一的設備，其中具有包括可滑動地安裝有活塞(22)的氣缸(21)的主體(20)、容納緊固件裝載器的外殼(37)和形成有壓縮和加速火焰的室(29)的操作手柄(25)。
9.根據權利要求8的設備，其中火焰產生室(27)形成於手柄(25)中。
10.根據權利要求8或9的設備，其中推進室(23)形成於主體(20)後部，在氣缸(21)後面。
11.根據權利要求8-10之一的設備，其包括主體模塊(20)、裝載器外殼模塊(37)及手柄模塊(25)。
全文摘要
一種設備，包括預壓可燃氣體並產生火焰的第一室(11)、第二推進室(15)、及連通該兩個室的裝置(16)，這些裝置設計成允許火焰通過。還具有壓縮和加速火焰的中間第三室(14)，連通第一和第二室(11、15)。本發明可巧妙地利用推進活塞來封閉設備。
文檔編號B25C1/08GK1780719SQ200480011395
公開日2006年5月31日 申請日期2004年3月19日 優先權日2003年3月19日
發明者布魯諾·土魯斯 申請人:技術發明和探索公司Spit