[实用新型]具有转轮涡旋机构的流体机械

说明书

技术领域

本发明是一种用于流体机械与发动机的回转容积式转轮涡旋机构，涉及通风机、泵、液压动力机、气动机、压缩机、热膨胀动力机械等流体机械的技术领域，以及涉及发动机技术领域。 

背景技术

目前所使用的流体机械分为容积式流体机械与叶轮动力式流体机械，叶轮动力式流体机械工作方式是叶轮在一个开放式的工作腔体中高速运动对流体进行工作，结构简单但存在噪音大、效率低等很多缺陷，容积式流体机械效率相对较高，但结构复杂工作容积有限，不能满足大容量流体工作的需要；急需一种简单结构但运行稳定效率、高容量大的回转容积式机构，来改变现有的流体机械及发动机因结构缺陷制约而无法进一步提高的各项性能。 

发明内容

本发明的目的是提供一种回转容积式的转轮涡旋机构，作为流体机械与发动机的工作机构，用来提高流体机械技术领域的通风机、泵、液压动力机、水轮机、气动机、压缩机、汽轮机及燃气轮机的各项性能，以及用来提高发动机的各项性能。 

为达到上述目的，所采取的技术措施是：转轮涡旋机构由内转轮涡旋机构或由外转轮涡旋机构组成；内转轮涡旋机构由内转轮缸套、传动轴、凹轮转子、凸轮活塞、内轮曲轴、静齿轮与动齿轮组成；内转轮缸套的左右端面固定有轴承密封座，传动轴的一端或两端固定有轴承密封件，轴承密封件安装在轴承密封座中；传动轴与凹轮转子同心固定，凹轮转子同心安装在内转轮缸套的内部，该凹轮转子与内转轮缸套缸体壁面之间有一个缸套室，该凹轮转子的侧端面固定有一片或两片转轮盘，转轮盘与内转轮缸套的缸体壁面旋转动密封；缸套室的内部有一个或一个以上的分隔件，分隔件的外壁中顶端与转轮体的环形壁面之间啮合旋转动密封。内轮曲轴的轴杆上固定有凸轮活塞，内轮曲轴与凸轮活塞同心旋转；凹轮转子的转轮体环形壁面上开有一个以上的弧形凹槽，凸轮活塞同心安装在弧形凹槽的内部，凸轮活塞在弧形凹槽内动密封旋转；凹轮转子的转轮盘侧面固定有密封轴承座，内轮曲轴外部固定有密封轴承件，密封轴承件安装在密封轴承座内，内轮曲轴的轴端固定有动齿轮及活塞平衡件；静齿轮固定在内转轮缸套的缸体内壁面上，动齿轮与静齿轮相互啮合；内转轮缸套的缸体内壁面与转轮盘之间有一个齿轮室，动齿轮环绕静齿轮在齿轮室内旋转并自转，齿轮室中有润滑油，动齿轮通过内轮曲轴带动凸轮活塞在弧形凹槽中及在缸套室内旋转运动。凸轮活塞的活塞轮与缸套室的内壁面啮合旋转动密封，凸轮活塞的凸轮体与分隔件啮合旋转动密封；分隔件的密封壁面的弧长与缸套室内壁面弧长比等于活塞轮以凸轮活塞圆心的分布夹角度数与凸轮体分布夹角度数之比；凸轮活塞与凹轮转子同时旋转，凸轮活塞相同方向自转；缸套室内分隔件的个数和凹轮转子的旋转圈数成比例关系，缸套室内有N个分隔件，静齿轮的直径是动齿轮直径的N倍，凹轮转子旋转一圈，凸轮活塞旋转N圈；凸轮活塞与分隔件啮合动密封旋转，凸轮活塞旋转移动通过相对固定的分隔件；分隔件密封壁面的后分隔点附近开有流体吸入流道，分隔件密封壁面的前分隔点附近开有排出流道，分隔件将两个凸轮活塞之间的涡旋室分隔成互不相通的吸入室与排出室。外转轮涡旋机构由外转轮缸套、传动轴、凸轮转子、凹轮活塞、活塞套、外轮曲轴、主齿轮与副齿轮组成；外转轮缸套的左右端面上固定有轴承密封座，传动轴的一端或两端固定有轴承密封件，轴承密封件安装在轴承密封座中；传动轴与凸轮转子同心固定，该凸轮转子同心安装在外转轮缸套内部的缸套室中，该凸轮转子转轮体的转环外壁面上固定有一个以上的凸轮，凸轮圆弧壁面的中间啮合面与外转轮缸套的环形壁面啮合旋转动密封；外轮曲轴的轴杆上固定有凹轮活塞，该外轮曲轴与凹轮活塞同心旋转；外轮转缸套的外壁面上固定有一个或一个以上的活塞套，活塞套的内部与外转轮缸套的内部通过活塞槽口相连通，凹轮活塞同心安装在活塞套的内部，凹轮活塞在活塞套内动密封旋转，活塞套内的凹轮活塞通过活塞槽口进入外转轮缸套内部的缸套室内；活塞套的两端固定有的套盖密封轴承座，外轮曲轴的外部固定有密封轴承件，密封轴承件安装在套盖密封轴承座内，外轮曲轴的轴端固定有副齿轮及活塞平衡件，外转轮缸套的侧面内部有一个齿轮室，齿轮室内有润滑油，该齿轮室内的主齿轮固定在传动轴上，传动轴带动凸轮转子与主齿轮同时旋转，主齿轮带动副齿轮旋转，副齿轮通过外轮曲轴带动凹轮活塞在活塞套中及在缸套室内旋转运动。凹轮活塞的活塞轮与凸轮转子的转环外壁面之间旋转动密封，凹轮活塞凹轮体的密封壁面与凸轮转子凸轮的圆弧壁面之间旋转动密封；凸轮转子凸轮的前端与后端之间固定壁面的弧长与凸轮转子外壁面的弧长比，等于凹轮活塞上凹轮体的圆心分布夹角度数与活塞轮的圆心分布夹角度数之比；凸轮转子上凸轮的分布数量决定凸轮转子的转速与凹轮活塞的转速比，凸轮转子上有N个凸轮，主齿轮的直径是副齿轮的N倍，凸轮转子旋转一圈，凹轮活塞旋转N圈；外转轮缸套的外壁面与活塞套的前固定点附近开有与缸套室内部相通的吸入流道，外转轮缸套的外壁面与活塞套的后固定点附近开有与缸套室内部相通的排出流道；凹轮活塞在缸套室内部固定旋转，将两个凹轮活塞之间的涡旋室分为吸入室与排出室。内转轮涡旋机构的凹轮转子与传动轴之间有一个叶轮盘，该叶轮盘的内部有一片以上的叶片，该叶轮盘的盘套固定在传动轴的外侧，该叶轮盘的盘套附近开有环形进口，该叶轮盘的两个相邻叶片之间有一个涡旋腔体，该涡旋腔体的进口与环形进口相通，该涡旋腔体的涡旋口开在凹轮转子的后槽交汇点附近。外转轮涡旋机构的凸轮转子与传动轴之间有一个叶轮盘，该叶轮盘的内部有一片以上的叶片，该叶轮盘的盘套固定在传动轴的外侧，该叶轮盘的盘套附近开有环形进口，该叶轮盘的两个相邻叶片之间有一个涡旋腔体，该涡旋腔体的进口与环形进口相通，该涡旋腔体的涡旋口开在凸轮转子凸轮的后端附近。转轮涡旋机构中一个以上的内转轮涡旋机构通过传动轴相互连接组合工作形成一个组合内转轮涡旋机构，该组合内转轮涡旋机构中的多个凹轮转子相互固定，多个凸轮活塞由一根内轮曲轴串联固定，内轮曲轴通过动齿轮与一个静齿轮啮合传动带动多个凸轮活塞同时运动；转轮涡旋机构中一个以上的外转轮涡旋机构通过传动轴相互连接组合工作，形成一个组合外转轮涡旋机构，该组合外转轮涡旋机构中的相邻的活塞套之间相互固定，多个凹轮活塞由一根外轮曲轴串联固定，外轮曲轴通过副齿轮与一个主齿轮啮合传动带动多个凹轮活塞同时运动。转轮涡旋机构按流体机械与发动机内流体的工作特征，分为气体输送机构、液体输送机构、液压驱动机构、气压驱动机构、气体压缩机构、热膨胀做功机构与内燃动力机构。