專利名稱：具有預(yù)壓室和推進(jìn)室的氣動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)設(shè)備，包括包含點(diǎn)燃可燃?xì)怏w及產(chǎn)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(gè)室的裝置，這些裝置被設(shè)計(jì)成允許火焰通過。
本發(fā)明特別涉及內(nèi)燃?xì)鈩?dòng)密封設(shè)備，其中活塞在燃?xì)夂涂諝饣旌衔锏谋ㄗ饔孟卤煌苿?dòng)，以通過活塞桿撞擊釘子；這時(shí)就是氣動(dòng)射釘槍，或?yàn)橐恍┢渌o固裝置。
背景技術(shù)：
有兩個(gè)室的設(shè)備具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。兩個(gè)室中，第一個(gè)是預(yù)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(fā)生情況為由于第一室中的爆炸，在第一室中產(chǎn)生的燃燒壓力壓縮被火焰前推的未燃混合物并且進(jìn)入到第二室中，以在第二室中發(fā)生爆炸之前增加其中壓力。如果該第二室由傳動(dòng)活塞部分地界定，則由于該預(yù)壓，在該第二室中發(fā)生爆炸來推動(dòng)活塞時(shí)，活塞只是非常輕微地向前移動(dòng)，這使得活塞從氣體燃燒的能量中獲得合適的好處。
另外，當(dāng)在火焰產(chǎn)生室中有風(fēng)扇時(shí)，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(shí)間并因此進(jìn)一步在爆炸開始前限制活塞在其傳動(dòng)室內(nèi)的移動(dòng)，從而可以進(jìn)一步提高設(shè)備的功率。
應(yīng)當(dāng)注意，風(fēng)扇加速的效果非常顯著，其使得壓力上升時(shí)間減少到大約十分之一。
然而，即使具有預(yù)壓室或預(yù)燃室，申請(qǐng)公司也已經(jīng)認(rèn)識(shí)到氣體燃燒能量的充分利用不令人滿意，所以，需要進(jìn)一步改善第二傳動(dòng)室中的壓力水平和燃燒率并因此提高雙室設(shè)備的功率。
所發(fā)生情況為在所有來自第一室的未燃混合物可進(jìn)入到第二室來增加其中的壓力之前，在第一預(yù)壓室中產(chǎn)生的火焰進(jìn)入到第二傳動(dòng)室中。此刻，只要火焰進(jìn)入到第二室中，就會(huì)發(fā)生爆炸。
此外，給出了關(guān)系式 如果希望增大傳動(dòng)室中的壓力，則需要增加第一預(yù)壓室的體積，而這并非可取。
因此，在這些情況下，申請(qǐng)人提出了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明首先涉及氣動(dòng)設(shè)備，包括預(yù)壓可燃?xì)怏w并產(chǎn)生火焰的第一室，第二推進(jìn)室，和連通這兩個(gè)室的裝置，這些裝置設(shè)計(jì)成允許火焰通過，其特征在于，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(fā)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(qū)入第二推進(jìn)室以增加其中的壓力，在第一室中產(chǎn)生的火焰穿過中間室的入口和出口。
優(yōu)選壓縮和加速火焰的中間第三室是管狀室，優(yōu)選其橫截面積大體等于在第一火焰產(chǎn)生室中所產(chǎn)生火焰的橫截面積。
有利的是，第一火焰產(chǎn)生室中設(shè)有加速風(fēng)扇。
總之，本發(fā)明的設(shè)備是密封設(shè)備，第二推進(jìn)室特別由活塞界定來驅(qū)動(dòng)緊固件，并在該第二推進(jìn)室中的混合物爆炸作用下被推進(jìn)。
為了進(jìn)行對(duì)比及提供很好的說明，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)在只有一個(gè)產(chǎn)生火焰及推進(jìn)活塞的室的傳統(tǒng)設(shè)備中，在最大壓力下，活塞會(huì)移動(dòng)整個(gè)約10cm沖程中的約2cm；在雙室設(shè)備中，該損失沖程部分可減小一半，到約1cm，并且在本發(fā)明的設(shè)備中，可進(jìn)一步減小到三分之一或四分之一，至約0.3cm。
根據(jù)本發(fā)明，由于有效體積基本存在于中間室，所以第一火焰產(chǎn)生室的體積可以減小，并且這又具有非常有助于燃燒混合物脫離及設(shè)備冷卻的額外優(yōu)勢(shì)。
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(qǐng)公司還要求一種氣動(dòng)設(shè)備，包括預(yù)壓可燃?xì)怏w并產(chǎn)生火焰的第一室，第二推進(jìn)室，和連通兩個(gè)室的裝置，這些裝置設(shè)計(jì)成允許火焰通過，其特征在于第一室被設(shè)計(jì)成預(yù)壓、產(chǎn)生火焰及壓縮和加速火焰的室。
一種情況下，具有兩個(gè)室，或另一種情況下，只具有一個(gè)在推進(jìn)室上游的室，優(yōu)選在該推進(jìn)室入口處設(shè)有閥裝置。
有利的是，在具有推動(dòng)緊固件的活塞的密封設(shè)備的情況下，包括可滑動(dòng)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(chǎn)生火焰及壓縮和加速火焰的室形成于手柄中，使設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)便并縮小了其尺寸。


通過參考附圖而對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作下面的描述可有助于更好地理解本發(fā)明。
圖1是三室設(shè)備的示意圖。
圖2是二室設(shè)備的示意圖。
圖3是圖1中設(shè)備的一種選擇性模塊形式的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中設(shè)備是用于將釘子1射入到材料2中的氣動(dòng)射釘槍。其包括主體3，主體3具有位于前部的頂端導(dǎo)引部4和位于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(dòng)安裝在氣缸7中?；钊?具有用來推動(dòng)釘子1的桿9。主體3包括用于容納可燃?xì)怏w箱的外殼，在燃?xì)馀c空氣的混合物被點(diǎn)燃來推進(jìn)活塞6之前，可燃?xì)怏w將被注入到一組燃燒室中。主體3還包括具有用于點(diǎn)燃混合物的火花塞10的氣缸頭部。
這里，在主體3中，具有帶燃?xì)馊肟诳?2的第一室11，火花塞10伸入其中，該室用于預(yù)壓燃?xì)狻諝饣旌衔锛爱a(chǎn)生火焰。電扇單元的風(fēng)扇13安裝在該第一室11中。室11與用于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(guān)閉的多個(gè)孔16與最后室15連通，室15由活塞頭部8部分地界定，這是推進(jìn)室。
下面將解釋設(shè)備的工作方式。
在最后的推進(jìn)室15被關(guān)閉且燃?xì)獗蛔⑷氲降谝皇?1中后，火花塞10將產(chǎn)生會(huì)點(diǎn)燃室11中的燃?xì)夂涂諝饣旌衔锏幕鸹?，且混合物的燃燒?huì)使該室內(nèi)的壓力上升。由于壓力增加，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(jìn)入到最后的推進(jìn)室15中并由此壓縮其中的混合物。在第一室11中產(chǎn)生的燃燒火焰在到達(dá)管狀室14時(shí)，由于下游壓力增加，在推進(jìn)室15中被加速(幾乎成指數(shù)倍地)。通過相同孔16，火焰將在最后室15中點(diǎn)燃混合物，這里使用“多點(diǎn)”點(diǎn)燃方法。
該最后室中的壓力將在較短時(shí)間內(nèi)上升到高于兩個(gè)上游室14和11的水平。連通最后兩個(gè)室14、15的孔16產(chǎn)生音速流，就是說混合物和火焰的速度大于音速，因此最后的推進(jìn)室15中的燃燒率非常高。因此，實(shí)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(shí)向右移動(dòng)。燃燒率使最大壓力出現(xiàn)在活塞移動(dòng)之前。在該具體實(shí)例中，這種移動(dòng)損失被減小到僅幾毫米。
應(yīng)當(dāng)注意，室之間(在該實(shí)例中為室14和15)的“多點(diǎn)”連通，在火焰到達(dá)之前促進(jìn)了推進(jìn)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(yù)定壓力下打開以促進(jìn)音速流并提高推進(jìn)室15中的燃燒率。
在將閥打開的限度內(nèi)，為了進(jìn)一步提高第一室11中的壓力水平并由此也提高推進(jìn)室15中的壓力水平，還可想到在第一室中進(jìn)行機(jī)械或電預(yù)壓?；鹧娈a(chǎn)生室11和推進(jìn)室15可具有非常小的體積，以能夠使用較少的燃?xì)獠⒂纱颂岣咴O(shè)備效率。
順便指出，雖然現(xiàn)有技術(shù)的氣動(dòng)射釘槍的效率不超過6-8％，但使用本發(fā)明的設(shè)備可以獲得實(shí)際上兩倍的該效率，約為13-14％。同樣地，現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的每燃?xì)庀涞纳涑龃螖?shù)約為750次，而本發(fā)明的設(shè)備可超過1500次或者甚至超過2000次。設(shè)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(shù)，在傳統(tǒng)設(shè)備中為約900次，而在本發(fā)明的設(shè)備中可超過2000次或者甚至超過3000次。
第一火焰產(chǎn)生室可與壓縮和加速火焰的室重合，以進(jìn)一步減少推進(jìn)室中的壓力上升時(shí)間。
參看圖2，其中，與圖1中類似的元件被標(biāo)以相同標(biāo)記，該設(shè)備僅有兩個(gè)室由活塞6在下游界定的、與氣缸7在相同側(cè)的最后的推進(jìn)室15，和具有預(yù)壓、產(chǎn)生火焰、壓縮和加速火焰的多種功能的第一室18，具有風(fēng)扇13和火花塞10，該第一室18為管狀且通過多個(gè)孔16和一或多個(gè)閥17與推進(jìn)室15連通。本發(fā)明設(shè)備圖2實(shí)施例的其余部分，工作方式類似圖1實(shí)施例的操作。
在兩種情況下，預(yù)壓和在最終的最后推進(jìn)室15中的最終壓縮的壓力水平取決于管狀室14、18的長(zhǎng)度和體積。管自身可盤繞以減小所占空間。還可想到圖3中所示設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)。
圖3的設(shè)備具有三個(gè)模塊。第一主體模塊20主要包括氣缸21及其活塞22和位于氣缸后部的最后的推進(jìn)室23，主體前端延伸有緩沖導(dǎo)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(gè)分隔區(qū)分隔區(qū)26，沿主體20設(shè)置，包括具有電扇單元28的第一火焰產(chǎn)生室27，和用于壓縮和加速火焰的管狀室29，側(cè)向連接最后的推進(jìn)室23的彎曲下游部分(30)；第二分隔區(qū)36，設(shè)置在第一室27下面，大體垂直于主體20前部下面的分隔區(qū)26，其中可安裝有燃?xì)庀?1，具有連接到第一室27來填充可燃?xì)怏w的閥32；實(shí)際手柄33，連接于箱分隔區(qū)36的下端和管狀室29的分隔區(qū)26的中部，具有扳機(jī)39，形成彼此大體垂直的第二和第三分隔區(qū)34、35。最后，裝配有緊固件(釘子)裝載器的第三模塊37設(shè)置在頂端導(dǎo)引部24下面并沿著模塊25的分隔區(qū)36。
這里，通過閥控制孔38，也可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)室29、23之間的連通。然而，這里應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)設(shè)備的所需操作和效率，可省去閥以簡(jiǎn)化設(shè)備。
圖3中設(shè)備的工作方式明顯與已描述的另兩個(gè)實(shí)施例的操作完全類似。
設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)使敏感元件例如電扇單元28免受在氣缸21和最后的推進(jìn)室23的主體模塊20中所產(chǎn)生的撞擊和振動(dòng)的影響。由于第一火焰產(chǎn)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，并從電池功率供給能力角度來增加設(shè)備的好處。
圖3中設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)也自然地可以減小其體積并且特別是其長(zhǎng)度。在這方面應(yīng)當(dāng)注意，最后的推進(jìn)室23的后面沒有氣缸頭部，否則該氣缸頭部元件會(huì)承載火花塞及其激勵(lì)裝置。這里，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(diǎn)來看，降低設(shè)備的重心是有利的。總之，圖3的設(shè)備非常類似于氣動(dòng)設(shè)備。
在圖1的實(shí)施例中，描述了按三室類型的原理設(shè)計(jì)的模塊化設(shè)備。對(duì)于圖2的具有兩室的實(shí)施例的原理而言，這種模塊化設(shè)計(jì)也是完全可以理解的。
權(quán)利要求
1.一種氣動(dòng)設(shè)備，包括第一室(11；27)，用于預(yù)壓可燃?xì)怏w并產(chǎn)生火焰；第二推進(jìn)室(15；23)；及用于連通兩個(gè)室以允許火焰通過的裝置(16；38)；其特征在于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(dòng)設(shè)備，包括第一室(18)，用于預(yù)壓可燃?xì)怏w并產(chǎn)生火焰；第二推進(jìn)室(15)；及用于連通兩個(gè)室的裝置(16)，設(shè)計(jì)成允許火焰通過；其特征在于第一室(18)設(shè)計(jì)成預(yù)壓、產(chǎn)生火焰及壓縮和加速火焰的室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其中壓縮和加速火焰的室(14；18；29)是管狀室，其橫截面積大體等于火焰的橫截面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的設(shè)備，其中第一火焰產(chǎn)生室(1；18；27)中有加速風(fēng)扇(13；28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的設(shè)備，其為密封設(shè)備，其推進(jìn)室(15；23)由驅(qū)動(dòng)緊固件(1)的活塞(6；22)界定，并在該推進(jìn)室中混合物的爆炸作用下被推進(jìn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的設(shè)備，其中所述連通裝置(16；38)包括閥裝置(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一的設(shè)備，其中所述連通裝置(16；38)包括多個(gè)孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7之一的設(shè)備，其中具有包括可滑動(dòng)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(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中火焰產(chǎn)生室(27)形成于手柄(25)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的設(shè)備，其中推進(jìn)室(23)形成于主體(20)后部，在氣缸(21)后面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10之一的設(shè)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(shè)備，包括預(yù)壓可燃?xì)怏w并產(chǎn)生火焰的第一室(11)、第二推進(jìn)室(15)、及連通該兩個(gè)室的裝置(16)，這些裝置設(shè)計(jì)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(fā)明可巧妙地利用推進(jìn)活塞來封閉設(shè)備。
文檔編號(hào)B25C1/08GK1780719SQ200480011395
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者布魯諾·圖盧茲 申請(qǐng)人:技術(shù)發(fā)明和探索公司Spit