专利名称：具有预压室和推进室的气动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气动设备，包括包含点燃可燃气体及产生火焰的装置的具有第一体积的第一室、具有第二体积的第二室及连通这两个室的装置，这些装置被设计成允许火焰通过。
本发明特别涉及内燃气动密封设备，其中活塞在燃气和空气混合物的爆炸作用下被推动，以通过活塞杆撞击钉子；这时就是气动射钉枪，或为一些其他紧固装置。
背景技术：
有两个室的设备具有多个优点。两个室中，第一个是预压室，其提高了第二室中的爆炸压力，一定体积的爆炸压力与爆炸前混合物的压力成正比。所发生情况为由于第一室中的爆炸，在第一室中产生的燃烧压力压缩被火焰前推的未燃混合物并且进入到第二室中，以在第二室中发生爆炸之前增加其中压力。如果该第二室由传动活塞部分地界定，则由于该预压，在该第二室中发生爆炸来推动活塞时，活塞只是非常轻微地向前移动，这使得活塞从气体燃烧的能量中获得合适的好处。
另外，当在火焰产生室中有风扇时，该室中的燃烧率和最大压力水平增加，从而可以减少该压力的上升时间并因此进一步在爆炸开始前限制活塞在其传动室内的移动，从而可以进一步提高设备的功率。
应当注意，风扇加速的效果非常显著，其使得压力上升时间减少到大约十分之一。
然而，即使具有预压室或预燃室，申请公司也已经认识到气体燃烧能量的充分利用不令人满意，所以，需要进一步改善第二传动室中的压力水平和燃烧率并因此提高双室设备的功率。
所发生情况为在所有来自第一室的未燃混合物可进入到第二室来增加其中的压力之前，在第一预压室中产生的火焰进入到第二传动室中。此刻，只要火焰进入到第二室中，就会发生爆炸。
此外，给出了关系式 如果希望增大传动室中的压力，则需要增加第一预压室的体积，而这并非可取。
因此，在这些情况下，申请人提出了本发明。
发明内容
所以，本发明首先涉及气动设备，包括预压可燃气体并产生火焰的第一室，第二推进室，和连通这两个室的装置，这些装置设计成允许火焰通过，其特征在于，具有压缩和加速火焰的中间第三室，连接第一室和第二室。
由本发明可以确定，至少来自中间第三室的全部体积的混合物被驱入第二推进室以增加其中的压力，在第一室中产生的火焰穿过中间室的入口和出口。
优选压缩和加速火焰的中间第三室是管状室，优选其横截面积大体等于在第一火焰产生室中所产生火焰的横截面积。
有利的是，第一火焰产生室中设有加速风扇。
总之，本发明的设备是密封设备，第二推进室特别由活塞界定来驱动紧固件，并在该第二推进室中的混合物爆炸作用下被推进。
为了进行对比及提供很好的说明，应当强调在只有一个产生火焰及推进活塞的室的传统设备中，在最大压力下，活塞会移动整个约10cm冲程中的约2cm；在双室设备中，该损失冲程部分可减小一半，到约1cm，并且在本发明的设备中，可进一步减小到三分之一或四分之一，至约0.3cm。
根据本发明，由于有效体积基本存在于中间室，所以第一火焰产生室的体积可以减小，并且这又具有非常有助于燃烧混合物脱离及设备冷却的额外优势。
甚至可以期望建立第一室和中间室的紧凑极限状况，因此申请公司还要求一种气动设备，包括预压可燃气体并产生火焰的第一室，第二推进室，和连通两个室的装置，这些装置设计成允许火焰通过，其特征在于第一室被设计成预压、产生火焰及压缩和加速火焰的室。
一种情况下，具有两个室，或另一种情况下，只具有一个在推进室上游的室，优选在该推进室入口处设有阀装置。
有利的是，在具有推动紧固件的活塞的密封设备的情况下，包括可滑动地安装有活塞的主体、容纳紧固件装载器的外壳及手柄和操作柄，产生火焰及压缩和加速火焰的室形成于手柄中，使设备的模块化设计更简便并缩小了其尺寸。
通过参考附图而对本发明实施例作下面的描述可有助于更好地理解本发明。
图1是三室设备的示意图。
图2是二室设备的示意图。
图3是图1中设备的一种选择性模块形式的示意图。
具体实施例方式
图1中设备是用于将钉子1射入到材料2中的气动射钉枪。其包括主体3，主体3具有位于前部的顶端导引部4和位于底部的手柄和操作柄5。为了射出钉子1，活塞6通过其头部8滑动安装在气缸7中。活塞6具有用来推动钉子1的杆9。主体3包括用于容纳可燃气体箱的外壳，在燃气与空气的混合物被点燃来推进活塞6之前，可燃气体将被注入到一组燃烧室中。主体3还包括具有用于点燃混合物的火花塞10的气缸头部。
这里，在主体3中，具有带燃气入口孔12的第一室11，火花塞10伸入其中，该室用于预压燃气—空气混合物及产生火焰。电扇单元的风扇13安装在该第一室11中。室11与用于压缩和加速火焰的管状中间室14的入口连通。管状中间室14通过其出口和可由阀17关闭的多个孔16与最后室15连通，室15由活塞头部8部分地界定，这是推进室。
下面将解释设备的工作方式。
在最后的推进室15被关闭且燃气被注入到第一室11中后，火花塞10将产生会点燃室11中的燃气和空气混合物的火花，且混合物的燃烧会使该室内的压力上升。由于压力增加，来自第一室11且特别是来自管状中间室14的未燃混合物通过孔16进入到最后的推进室15中并由此压缩其中的混合物。在第一室11中产生的燃烧火焰在到达管状室14时，由于下游压力增加，在推进室15中被加速(几乎成指数倍地)。通过相同孔16，火焰将在最后室15中点燃混合物，这里使用“多点”点燃方法。
该最后室中的压力将在较短时间内上升到高于两个上游室14和11的水平。连通最后两个室14、15的孔16产生音速流，就是说混合物和火焰的速度大于音速，因此最后的推进室15中的燃烧率非常高。因此，实际上已不再需要保持活塞6静止以阻止其在压力开始上升时向右移动。燃烧率使最大压力出现在活塞移动之前。在该具体实例中，这种移动损失被减小到仅几毫米。
应当注意，室之间(在该实例中为室14和15)的“多点”连通，在火焰到达之前促进了推进室15中混合物的混合。
阻断连通孔的阀可被用作限压器且只在预定压力下打开以促进音速流并提高推进室15中的燃烧率。
在将阀打开的限度内，为了进一步提高第一室11中的压力水平并由此也提高推进室15中的压力水平，还可想到在第一室中进行机械或电预压。火焰产生室11和推进室15可具有非常小的体积，以能够使用较少的燃气并由此提高设备效率。
顺便指出，虽然现有技术的气动射钉枪的效率不超过6-8％，但使用本发明的设备可以获得实际上两倍的该效率，约为13-14％。同样地，现有技术设备的每燃气箱的射出次数约为750次，而本发明的设备可超过1500次或者甚至超过2000次。设备中所配备的用来操作电扇单元和火花塞的电池，每次充电的射出次数，在传统设备中为约900次，而在本发明的设备中可超过2000次或者甚至超过3000次。
第一火焰产生室可与压缩和加速火焰的室重合，以进一步减少推进室中的压力上升时间。
参看图2，其中，与图1中类似的元件被标以相同标记，该设备仅有两个室由活塞6在下游界定的、与气缸7在相同侧的最后的推进室15，和具有预压、产生火焰、压缩和加速火焰的多种功能的第一室18，具有风扇13和火花塞10，该第一室18为管状且通过多个孔16和一或多个阀17与推进室15连通。本发明设备图2实施例的其余部分，工作方式类似图1实施例的操作。
在两种情况下，预压和在最终的最后推进室15中的最终压缩的压力水平取决于管状室14、18的长度和体积。管自身可盘绕以减小所占空间。还可想到图3中所示设备的模块化设计。
图3的设备具有三个模块。第一主体模块20主要包括气缸21及其活塞22和位于气缸后部的最后的推进室23，主体前端延伸有缓冲导引部24。
主体模块20下面固定有第二手柄模块25，具有被大体布置成方形的四个分隔区分隔区26，沿主体20设置，包括具有电扇单元28的第一火焰产生室27，和用于压缩和加速火焰的管状室29，侧向连接最后的推进室23的弯曲下游部分(30)；第二分隔区36，设置在第一室27下面，大体垂直于主体20前部下面的分隔区26，其中可安装有燃气箱31，具有连接到第一室27来填充可燃气体的阀32；实际手柄33，连接于箱分隔区36的下端和管状室29的分隔区26的中部，具有扳机39，形成彼此大体垂直的第二和第三分隔区34、35。最后，装配有紧固件(钉子)装载器的第三模块37设置在顶端导引部24下面并沿着模块25的分隔区36。
这里，通过阀控制孔38，也可实现两个室29、23之间的连通。然而，这里应当注意，根据设备的所需操作和效率，可省去阀以简化设备。
图3中设备的工作方式明显与已描述的另两个实施例的操作完全类似。
设备的模块化设计使敏感元件例如电扇单元28免受在气缸21和最后的推进室23的主体模块20中所产生的撞击和振动的影响。由于第一火焰产生室27的尺寸减小，所以可仅使用成本低耗能少的小电扇单元28，并从电池功率供给能力角度来增加设备的好处。
图3中设备的模块化设计也自然地可以减小其体积并且特别是其长度。在这方面应当注意，最后的推进室23的后面没有气缸头部，否则该气缸头部元件会承载火花塞及其激励装置。这里，虽然没有描述，但是其安装在手柄模块25中。遵循同一思路，从操作观点来看，降低设备的重心是有利的。总之，图3的设备非常类似于气动设备。
在图1的实施例中，描述了按三室类型的原理设计的模块化设备。对于图2的具有两室的实施例的原理而言，这种模块化设计也是完全可以理解的。
权利要求
1.一种气动设备，包括第一室(11；27)，用于预压可燃气体并产生火焰；第二推进室(15；23)；及用于连通两个室以允许火焰通过的装置(16；38)；其特征在于具有压缩和加速火焰的中间第三室(14；29)，连接第一和第二室(11，15；27，23)。
2.一种气动设备，包括第一室(18)，用于预压可燃气体并产生火焰；第二推进室(15)；及用于连通两个室的装置(16)，设计成允许火焰通过；其特征在于第一室(18)设计成预压、产生火焰及压缩和加速火焰的室。
3.根据权利要求1或2的设备，其中压缩和加速火焰的室(14；18；29)是管状室，其横截面积大体等于火焰的横截面积。
4.根据权利要求1-3之一的设备，其中第一火焰产生室(1；18；27)中有加速风扇(13；28)。
5.根据权利要求1-4之一的设备，其为密封设备，其推进室(15；23)由驱动紧固件(1)的活塞(6；22)界定，并在该推进室中混合物的爆炸作用下被推进。
6.根据权利要求1-5之一的设备，其中所述连通装置(16；38)包括阀装置(17)。
7.根据权利要求1-6之一的设备，其中所述连通装置(16；38)包括多个孔。
8.根据权利要求5-7之一的设备，其中具有包括可滑动地安装有活塞(22)的气缸(21)的主体(20)、容纳紧固件装载器的外壳(37)和形成有压缩和加速火焰的室(29)的操作手柄(25)。
9.根据权利要求8的设备，其中火焰产生室(27)形成于手柄(25)中。
10.根据权利要求8或9的设备，其中推进室(23)形成于主体(20)后部，在气缸(21)后面。
11.根据权利要求8-10之一的设备，其包括主体模块(20)、装载器外壳模块(37)及手柄模块(25)。
全文摘要
一种设备，包括预压可燃气体并产生火焰的第一室(11)、第二推进室(15)、及连通该两个室的装置(16)，这些装置设计成允许火焰通过。还具有压缩和加速火焰的中间第三室(14)，连通第一和第二室(11、15)。本发明可巧妙地利用推进活塞来封闭设备。
文档编号B25C1/08GK1780719SQ200480011395
公开日2006年5月31日 申请日期2004年3月19日 优先权日2003年3月19日
发明者布鲁诺·图卢兹 申请人:技术发明和探索公司Spit