一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達的製作方法

2023-08-11 00:17:51

專利名稱：一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達的製作方法
一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達技術領域
本發明屬於氣動系統節能領域，涉及一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達。
背景技術：
壓縮氣體作為一種能源存在的形態或能量的載體，在工業應用中極為普遍。而氣 動馬達具有結構簡單，功率密度較高，易維修，穩定性好等優點，其廣泛地應用於氣動行業。
目前，市面上的氣動馬達基本為不間斷供氣，很多壓縮空氣未經充分利用便被排 出馬達氣腔，故其存在輸出效率低，耗氣量大等缺陷，能源浪費十分突出。因此，在能源問題 日益突出的今天，提高氣動馬達的工作效率，並降低耗氣量，將對氣動馬達的應用性及整個 氣動行業的節能產生十分顯著的作用。
本發明主要利用磁動裝置的儲能作用，輔助壓縮空氣做功，改變以往氣動馬達持 續供氣方式為間歇式供氣方式，並擴大壓縮空氣的膨脹比，提高效率，使馬達在消耗同樣壓 力和壓縮空氣耗氣量情況下，輸出更多旋轉功率。發明內容
本發明的目的是提供一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達。
本發明的技術方案是在帶有兩個葉片的葉片式馬達轉子上緊靠葉片的左側開進 氣槽，將定子上的進氣口開在定子與轉子相切處；另外，將磁動裝置與其結合，利用磁動裝 置的儲能作用，輔助壓縮空氣做功，使其以間歇式供氣推動轉子旋轉。
轉子(2)上裝有兩個葉片出)，靠近每個葉片左側各開有一處進氣槽(5);在定子(3)上與轉子相切處設有進氣口(4)，為防止葉片上旋時收到背壓，還設有排氣槽(I)。
兩個彎磁體(7)與圓柱磁體(9)構成磁動裝置，彎磁體(7)由固定盤I (8)和固定 盤II(Il)固定在轉軸(10)上與轉子(2)相連，且彎磁體(7)死區的相位對應於轉子(2) 上的進氣槽(5)。
壓縮空氣進入進氣槽(5)後，緊靠的葉片(6)左右兩端氣壓不等，使葉片(6)受到 向右的推力，使轉子⑵按順時針方向轉動。隨著轉動角度的擴大，葉片(6)伸出量變大， 其左側氣壓會逐漸降低，而受到的推力則會先逐漸變大再逐漸變小。
當圓柱磁體(9)處在彎磁體死區以外的位置時，因受引力不平衡，彎磁體(7)能自 發地按順時針方向旋轉到死點位置，此時彎磁體(7)的大頭部靠圓柱磁體(9)，即處在引力 勢能的最低點。而此時葉片同步滑到對應相位，已經有所膨脹的壓縮空氣產生最大推力，能 使轉子(2)越過死區(約40° )，使下一個彎磁體的尖端部靠近圓柱磁體(9)，即處在引力 勢能的最高點，能讓轉子(2)繼續向前轉動。
壓縮空氣通過進氣口(4)給馬達間歇式供氣(對應於進氣槽(5)的40°角度)， 同時利用磁動裝置的蓄能作用，輔助壓縮空氣做功，使轉子(2)能夠持續旋轉；在葉片(6) 從進氣口(4)轉到排氣槽(5)的180°周期內，開始的70°由磁動裝置和壓縮空氣共同做 功，中間40°由壓縮空氣單獨做功，結尾的70°又由磁動裝置和壓縮空氣共同做功。此後，進入下一個180°周期。
本發明的優點是與傳統馬達相比，本發明的節能高效的氣磁混合驅動裝置可改 變以往的持續供氣方式為間歇式供氣方式，將未被利用的那部分壓縮空氣充分利用，並擴 大了其膨脹比，提高了馬達效率，使其在消耗同樣壓力和壓縮空氣耗氣量情況下，輸出更多 旋轉功率。


圖1是本發明的原理簡圖(圖2的截面剖圖A-A和B-B)。
1-排氣槽；2-轉子；3-定子；4-進氣口 ；5-進氣槽；
6-葉片；7-彎磁體；8-固定盤I ；9-圓柱磁體；
圖2是本發明的結構簡圖。
10-轉軸；11-固定盤 II。
具體實施方式
下面對本發明做進一步詳細說明。
壓縮空氣的膨脹比為出氣時氣體體積與進氣時氣體體積的比值，其值越大，則耗 氣量越少。傳統的葉片式馬達為4 6個葉片，封閉腔室的壓縮空氣體積變化較小，而本發 明中封閉腔室的壓縮空氣的體積變化率大大提高，即膨脹比擴大了，故效率得到提高，減少 了耗氣量。
圓柱磁體(9)與彎磁體(7)均為端面充磁，其中彎磁體(7)的N極朝前，圓柱磁體(9)的S極朝前。當圓柱磁體(9)處在彎磁體死區以外的位置時，因受引力不平衡，彎磁體(7)能自發地按順時針方向旋轉到死點位置，此時彎磁體(7)的大頭部靠圓柱磁體(9)，即 處在引力勢能的最低點。而此時葉片同步滑到對應相位，已經有所膨脹的壓縮空氣產生最 大推力，能使轉子(2)越過死區(約40° )，使下一個彎磁體的尖端部靠近圓柱磁體(9)，即 處在引力勢能的最高點，能讓轉子(2)繼續向前轉動。
傳統的葉片式馬達基本為不間斷供氣，很多壓縮空氣未經充分利用便被排出馬達 氣腔，而本發明中的馬達為間歇式供氣，減少了很大一部分能量損失。
權利要求
1.一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達，其特徵在於轉子(2)上裝有兩個葉片(6)， 靠近每個葉片左側各開有一處進氣槽(5);在定子(3)上與轉子相切處設有進氣口(4)，為防止葉片上旋時收到背壓，還設有排氣槽(I);兩個彎磁體(7)與圓柱磁體(9)構成磁動裝置，彎磁體(7)由固定盤1(8)和固定盤II(Il)固定在轉軸(10)上與轉子(2)相連，且彎磁體(7)死區的相位對應於轉子(2)上的進氣槽(5)。
2.根據權利要求1所述的一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達，其特徵在於壓縮空氣通過進氣口(4)給馬達間歇式供氣，對應於進氣槽(5)的40°角度，同時利用磁動裝置的蓄能作用，輔助壓縮空氣做功，使轉子(2)能夠持續旋轉。
全文摘要
本發明屬於氣動系統節能領域，實現了一種氣、磁結合的節能高效葉片式馬達。本發明結合磁動裝置和葉片式馬達，以壓縮空氣為動力，利用磁動裝置的儲能作用，輔助壓縮空氣做功，使其以間歇式供氣推動轉子旋轉，將未被利用的那部分壓縮空氣充分利用，並擴大其膨脹比。本發明可明顯提高馬達效率，顯著地降低耗氣量。
文檔編號H02N11/00GK103061821SQ20131001278
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者蔡茂林, 張健 申請人:北京航空航天大學