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具有设置收集器槽的气缸的往复式机器

阅读：779发布：2021-02-20

IPRDB可以提供具有设置收集器槽的气缸的往复式机器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种往复式机器，包括气缸、活塞和周向收集器槽，所述气缸包括内气缸壁；所述活塞在汽缸中可以在顶部位置和底部位置之间移动，所述活塞包括上部环形填密件和下部环形填密件，所述上部环形填密件和下部环形填密件围绕活塞的外周设置，并彼此间隔开第一距离；所述周向收集器槽位于气缸壁中的以下位置：当活塞处于顶部位置时，周向收集器槽位于下部环形填密件的上方；当活塞处于底部位置时，周向收集器槽位于上部环形填密件的下方，所述收集器槽包括至少一个孔，所述至少一个孔能够连接到用于连接至机油箱的导管。在气缸壁中还可以设置螺旋槽。，下面是具有设置收集器槽的气缸的往复式机器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种往复式机器，包括：

气缸，所述气缸包括内气缸壁；

机油箱，所述机油箱用于收集油；

泵，所述泵用于将油从所述机油箱泵送到所述气缸；

活塞，所述活塞能够在所述气缸中在顶部位置和底部位置之间移动，所述活塞包括上部环形填密件和下部环形填密件，所述上部环形填密件和所述下部环形填密件围绕所述活塞的外周设置，并且彼此间隔开第一距离；和周向收集器槽，所述周向收集器槽位于所述气缸壁中的以下位置：当所述活塞位于所述顶部位置时，所述周向收集器槽位于所述下部环形填密件的上方；当所述活塞位于所述底部位置时，所述周向收集器槽位于所述上部环形填密件的下方，所述收集器槽包括至少一个孔，所述至少一个孔与连接到所述机油箱的导管相连，所述导管被构造成使油从所述收集器槽返回到所述机油箱。

2.根据权利要求1所述的往复式机器，其中，所述收集器槽垂直于所述气缸的中心轴线。

3.根据权利要求1所述的往复式机器，其中，所述收集器槽限定为波形，所述波形具有至少一个波峰和波谷，所述波峰最接近所述气缸中的所述活塞的顶部位置，所述波谷最接近所述气缸中的所述活塞的底部位置。

4.根据权利要求1所述的往复式机器，包括漏气控制阀，所述漏气控制阀被安装至所述至少一个孔，所述控制阀包括具有开口的腔室和闭合构件，所述闭合构件被布置成：当所述气缸中的压力高于第一压力时，所述闭合构件打开所述孔，并且闭合所述开口；当所述气缸中的压力低于第二压力水平时，所述闭合构件闭合所述孔，并且打开所述开口。

5.根据权利要求4所述的往复式机器，其中，所述闭合构件包括球体。

6.根据权利要求4所述的往复式机器，其中，所述闭合构件包括柱塞。

7.根据权利要求4所述的往复式机器，其中，所述闭合构件被弹簧加载，以闭合所述孔。

8.根据权利要求1所述的往复式机器，其中，所述收集器槽的横截面基本上为半圆形。

9.根据权利要求1所述的往复式机器，其中，所述气缸包括多个珩磨槽，所述收集器槽大于所述珩磨槽。

10.根据权利要求1所述的往复式机器，其中，所述气缸被定向成使得所述顶部位置被设置在所述底部位置的竖直下方。

11.根据权利要求1所述的往复式机器，包括位于所述气缸壁中的螺旋槽，所述螺旋槽与所述收集器槽交叉并且位于所述收集器槽的下方。

12.根据权利要求11所述的往复式机器，其中，所述螺旋槽是双螺旋。

13.根据权利要求12所述的往复式机器，其中，所述双螺旋中的每个螺旋在所述双螺旋的顶端处与所述双螺旋的另一螺旋相交叉。

14.根据权利要求13所述的往复式机器，其中，所述顶端位于所述收集器槽处。

15.根据权利要求11所述的往复式机器，其中，所述螺旋槽在所述收集器槽处终止。

16.一种往复式机器，包括：

气缸，所述气缸包括内气缸壁；

机油箱，所述机油箱用于收集油；

泵，所述泵用于将油从所述机油箱泵送到所述气缸；

活塞，所述活塞能够在所述气缸中在顶部位置和底部位置之间移动，所述活塞包括上部环形填密件和下部环形填密件，所述上部环形填密件和所述下部环形填密件围绕所述活塞的外周设置，并且彼此间隔开第一距离；

位于所述气缸壁中的双螺旋槽，所述双螺旋中的每个螺旋在顶端处与所述双螺旋的另一个螺旋交叉，当所述活塞位于所述顶部位置时，所述顶端位于所述下部环形填密件的上方；当所述活塞位于所述底部位置时，所述顶端位于所述上部环形填密件的下方；和位于所述气缸壁中的周向收集器槽，所述周向收集器槽包括至少一个孔，所述至少一个孔与连接到所述机油箱的导管相连，所述导管被构造成使油从所述收集器槽返回到所述机油箱。

17.根据权利要求16所述的往复式机器，其中，所述气缸包括多个珩磨槽，所述螺旋槽大于所述珩磨槽。

18.根据权利要求16所述的往复式机器，其中，所述气缸被定向成使得所述顶部位置被设置在所述底部位置的竖直下方。

19.根据权利要求16所述的往复式机器，包括周向收集器槽，所述周向收集器槽位于所述气缸壁中的以下位置：当所述活塞位于所述顶部位置时，所述周向收集器槽位于所述下部环形填密件的上方；当所述活塞位于所述底部位置时，所述周向收集器槽位于所述上部环形填密件的下方。

说明书全文

具有设置收集器槽的气缸的往复式机器

技术领域

[0001] 总体而言，本发明涉及具有气缸的往复式机器，更具体而言，本发明涉及设置在气缸壁中的凹槽图案。

背景技术

[0002] 某些往复式机器由滑块-曲柄机构组成，其中，滑块是移动到闭合气缸内和从闭合气缸移出的活塞。活塞通常紧密配合到气缸，经常使用环或其它装置来密封气缸的一端中的工作流体。活塞(或环或密封装置)和气缸的接触部通常用油或其它润滑流体进行润滑。这种类型的常用机器包括往复式内燃机、空气和气体压缩机以及液压和气动气缸。在许多情况下，强烈希望使活塞进入工作流体的润滑剂量最少，并且已有多种此类应用技术。

[0003] 大多数往复式机器构造成使得曲柄机构位于气缸轴线处或位于气缸轴线下方，这就容易使得过量的润滑剂排入曲轴箱，特别是机器不运行时更是如此。然而，在某些应用中，期望将机器定向成使得气缸轴线相对于曲柄朝下。在这些情况下，任何过量油可以经过任何活塞密封部件或装置流下气缸壁，并进入气缸的封闭端。

[0004] 期望提供这样一种装置，以便当气缸倒转或者相对于曲轴箱朝下时，使得可能从活塞密封部件泄露并且在气缸的工作端搅动的液体润滑剂量最少。

发明内容

[0005] 根据本发明的一方面，往复式机器包括：气缸，气缸包括内气缸壁；活塞，活塞可在气缸中在顶部位置和底部位置之间移动，活塞包括上部环形填密件和下部环形填密件，所述上部环形填密件和所述下部环形填密件围绕活塞的外周设置，并彼此间隔开第一距离；和周向收集器槽，周向收集器槽位于气缸壁中的以下位置：当活塞位于顶部位置时，周向收集器槽位于下部环形填密件的上方；当活塞位于底部位置时，周向收集器槽位于上部环形填密件的下方，收集器槽包括至少一个孔，所述至少一个孔可连接到用于连接到机油箱的导管。

[0006] 根据本发明的另一方面，往复式机器包括：气缸，气缸包括内气缸壁；活塞，活塞可在气缸中在顶部位置和底部位置之间移动，活塞包括上部环形填密件和下部环形填密件，所述上部环形填密件和所述下部环形填密件围绕活塞的外周设置，并彼此间隔开第一距离；和在气缸壁中的双螺旋槽，双螺旋的每个螺旋在顶端处与双螺旋的另一个螺旋交叉，当活塞处于顶部位置时，所述顶端位于下部环形填密件的上方，当活塞在底部位置时，所述顶端位于上部环形填密件的下方。

[0007] 根据本发明的又一方面，往复式机器包括：气缸，气缸包括内气缸壁；活塞，活塞可在气缸中在顶部位置和底部位置之间移动，其中气缸定向成使得顶部位置设置在所述底部位置竖直下方；和所述气缸壁中的周向收集器槽，收集器槽包括至少一个孔，所述至少一个孔可连接到用于连接到机油箱的导管。

附图说明

[0008] 通过结合附图阅读以下详细描述，能够更好地理解本发明的特征和优点，在附图中相同的附图标记表示相似的元件，其中：

[0009] 图1A和1B分别是根据本发明一方面所述发动机的示意性截面图，其中，活塞位于上止点位置和下止点位置；

[0010] 图2A是根据本发明一方面的用于发动机的气缸的部分示意性截面图，图2B是图2A的气缸的部分放大图；

[0011] 图3是根据本发明另一方面的用于发动机的气缸的部分示意性截面图，并且示出了根据本发明一方面的漏气控制阀的实施例；并且

[0012] 图4是根据本发明另一方面的用于发动机的气缸的部分示意性截面图，并且示出了根据本发明另一方面的漏气控制阀的另一实施例。

具体实施方式

[0013] 图1A和1B中示出作为根据本发明一方面的发动机21的形式的往复式机器，该往复式机器包括气缸23，气缸23包括内气缸壁25。活塞27可在气缸23中在顶部位置(图1A)(“上止点”或“TDC”)和底部位置(图1B)(“下止点”或“BDC”)之间移动。活塞27包括上部环形填密件29和下部环形填密件31，所述上部环形填密件29和下部环形填密件31围绕活塞的外周设置，并且彼此间隔开第一距离D1。活塞27通过活塞杆35连接到曲柄33，并且随着活塞在TDC和BDC之间来回移动，从而驱动曲柄。

[0014] 周向收集器槽37设置在气缸壁25的以下位置：当活塞处于上止点(TDC)时，周向收集器槽37位于下部环形填密件31的上方；当活塞处于下止点(BDC)时，周向收集器槽37位于上部环形填密件29的下方。以这种方式，随着活塞27在上止点(TDC)和下止点(BDC)之间移动，上部环形填密件29和下部环形填密件31将不会与收集器槽形成不利接触。

[0015] 收集器槽37包括至少一个孔39(在图1A中以虚线示出)，所述至少一个孔39可连接到用于连接到机油箱43(在图1A中以虚线示出)的导管41(在图1A中以虚线示出)。润滑剂(通常为油)能够收集在收集器槽37中，并且被引导到机油箱43，而不是朝向气缸头45收集。能够设置泵P，用于将润滑剂返回到曲轴箱(未示出)。术语“上方”和“下方”被理解为接近上止点(TDC)和下止点(BDC)或相对于气缸头45的位置。本发明特别应用于具有如下气缸的往复式机器：具有上止点(TDC)、甚至具有下止点(BDC)或位于下止点(BDC)竖直下方的上止点(TDC)，即气缸23的头部45位于气缸的底部处。

[0016] 收集器槽37可以垂直于图1A-2B所示的气缸的中心轴线A，也可以相对于垂直方向成一定角度倾斜，或者可以具有某些其它形状，例如具有一个或多个周期的波形状(在图2A中以虚线示出)，即具有至少一个最接近上止点(TDC)的波峰37C和最接近下止点(BDC)的波谷37T。通常期望将至少一个孔39设置在收集器槽37的竖直最低部处，以便于从气缸23进行排放。

[0017] 如图1A中的虚线所示，可以将漏气控制阀47安装至所述至少一个孔39。如图3中所示，控制阀47可以包括：壁49，所述壁49限定腔室51，所述腔室51具有开口53；和闭合构件55，闭合构件55被布置成：当气缸中的压力高于第一压力时，打开所述孔39，并闭合所述开口；当气缸中的压力低于第二压力时，闭合所述孔，并打开所述开口。通常，腔室51的容积足以保持在压力循环期间预期可能进入腔室的任何润滑剂。闭合构件55能够采取各种合适的形式，例如图3中所示的球体57或图4中所示的柱塞59。闭合构件55可以被弹簧加载来闭合所述孔39(在图4中以虚线示出弹簧61的示意形式，并且也可以用于图3所示的实施例)。漏气控制阀47能够有助于避免过度释放来自气缸23的压力，同时还允许收集在收集器槽37中的润滑剂从气缸排出，而不是流向气缸的内部，即流向气缸的头部45。

[0018] 尽管可以被设置为诸如V形或矩形的其它形状，但是收集器槽37的截面通常基本为半圆。如图2B中所示，气缸23可以包括多个珩磨槽63。收集器槽37基本上大于珩磨槽63。在当前内燃机中，珩磨深度一般为几微米，通常小于10微米。目前考虑，收集器槽37将位于约100微米至约1mm(1000微米)之间，即比珩磨槽大1-2个数量级。

[0019] 螺旋槽65或凹槽也能够设置在气缸23的壁25中。螺旋槽65将通常不会朝向TDC延伸超过收集器槽37，并且通常与收集器槽交叉。收集器槽37通常大于螺旋槽65。如图2A中所示，螺旋槽65可以是具有多个螺旋的双螺旋形式，所述多个螺旋使其与收集器槽37相交的方向相反，即，双螺旋的每个螺旋与双螺旋的另一螺旋在双螺旋的顶端处交叉，从而在活塞经过所述螺旋时，活塞上不会产生净转向力。螺旋槽65能够将气缸的外部(即朝向曲轴箱或BDC的部分)中的过量润滑剂引导到收集器槽37，并且防止上部环形填密件29或下部环形填密件31的活塞环将润滑剂推入气缸的内部(即朝向头部45或TDC的部分)。

[0020] 虽然本发明已经结合其在内燃机中的应用进行了主要说明，但是应当理解，本发明可应用于诸如空气和气体压缩机以及液压和气动气缸的其他形式的往复式机器。

[0021] 在本申请中，诸如“包括”的术语的使用是开放式的，并且旨在具有与诸如“包括”的术语相同的含义，并且不排除存在其它结构、材料或动作。同样，虽然诸如“能够”或“可能”的术语的使用旨在是开放式的，并且反映该结构、材料或动作是不一定的，但是未能使用这些术语不旨在反映该结构，材料或动作是必要的。在目前结构，材料或动作被认为是必要的范围内，它们被确定为这样。

[0022] 虽然已经根据优选实施例示出和描述了本发明，但是应当认识到，在不脱离如在权利要求书中阐述的本发明的情况下，可以在其中做出变化和改变。

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