[发明专利]具有转轮回转机构的流体动力机械

说明书

技术领域

本发明是一种用于流体机械与发动机的容积式转轮回转机构，涉及通风机、泵、水轮机、液压马达、气动马达、压缩机、膨胀动力机及发动机等流体动力机械制造技术领域。

背景技术

目前用于容积式流体机械的运动机构主要有活塞往复连杆运动机构、螺杆运动机构、滑片回转运动机构与滚动转子运动机构等种类，但都存在容积相对较小，摩擦功率损失大工作效率低等缺陷，无法进一步取代叶轮速度型运动机构；滑片回转运动机构具有尺寸小、重量轻及容积效率高等优点，广泛应用于通风机、泵、压缩机、液压马达等流体机械；滑片回转运动机构主要缺点是滑片与转子、气缸之间的机械摩擦比较严重，因而产生较大的磨损和能量损失，限制了转子的转速及工作容积；本人于2013年11月13日申请了一项专利，专利申请号：201310567307.5 ，发明创造名称：具有转轮双涡旋机构的流体机械，其中的环形涡旋机构是通过转向滑动器将滑片与缸体壁面的接触滑动变为啮合运动，但还存在一些不足之处，如滑片与滑动槽之间的摩擦，滑片受力不均匀等缺陷；急需一种滑片与气缸之间啮合运动，滑片与转子之间无滑动摩擦的运动机构来解决滑片回转运动机构的不足，提高现有流体动力机械的各项性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种回转容积式的转轮回转机构作为流体动力机械的运动工作机构，用来提高流体动力机械技术领域的通风机、泵、液压马达、水轮机、气动机、压缩机、膨胀动力机及发动机的各项性能。

为达到上述目的，所采取的技术措施是：具有转轮回转机构的流体动力机械的转轮回转机构，分为转轮同步回转机构、双涡旋转轮机构与转轮旋叶机构三种结构类型。转轮同步回转机构由转轮、传动轴、缸体、旋叶轮或旋叶控制装置构成；转轮同步回转机构利用传动轴传动，转轮转轮环一端装有转轮套，转轮环的另一端安装有转轮盘，转轮盘与传动轴一端同心固定，该传动轴的另一端安装在缸座的轴承座中，传动轴转动，转轮在缸盖与缸座之间旋转；缸盖内壁固定连接有转轮轴，轴承件安装在转轮套的轴承座中，转轮轴与转轮套之间通过轴承件与密封件支撑旋转动密封；转轮缸盖与缸座之间通过机体相互连接固定。转轮同步回转机构利用传动轮传动，转轮环的外壁固定有传动轮；转轮环的两端分别装有左转轮套与右转轮套，左转轮轴安装在左转轮套中，左转轮套的轴承座中安装有轴承件，左转轮轴与左转轮套之间通过轴承件与密封件支撑旋转动密封。缸座的内壁固定有右转轮轴，右转轮轴安装在右转轮套中，右转轮套的轴承座中安装有轴承件，右转轮轴与右转轮套之间通过轴承件与密封件支撑旋转动密封；传动轮转动，转轮在缸盖与缸座之间旋转。转轮的内部安装有旋叶轮，该旋叶轮由旋叶轴、一个以上的旋叶套与一片以上的旋片组成；旋叶轴一端与缸盖的转轮轴偏心固定，旋叶轴或偏心固定在左转轮轴与右转轮轴之间；旋叶套与旋叶轴之间安装有轴承件，若干个外径相等的旋叶套串在同一根旋叶轴的外部，若干个旋叶套的外壁面组合成一个旋转壁面；两个相邻的旋叶套之间安装有密封件。旋叶轮偏心安装在转轮的内部，将转轮内部分隔成一个月牙形的内涡旋腔；旋叶轮的旋转壁面与转轮环的内壁面啮合动密封，旋叶套的外壁面上固定有转轴套，旋片的下弧形壁面内部开有弧形槽，弧形槽中的转轴安装在旋叶套的转轴套中，转轴套在弧形槽中啮合转动，旋叶套与旋片之间通过转轴链接旋转；旋片的下弧形壁面与旋叶轮旋转壁面啮合转动；转轮环的内壁面上开有旋转套孔与旋叶槽，旋片的转轴安装在转轮环的旋转套孔中，旋片旋进旋叶槽中，该旋片的弧形外壁面与旋叶槽的内壁啮合；旋叶轮上一个旋叶套链接有一片旋片，转轮环旋转，旋片带动旋叶轮上的旋叶套环绕旋叶轴转动，若干片旋片将月牙形的内涡旋腔分隔成若干个涡旋室。缸盖的内部开有与内涡旋腔相通的内吸入流道与内排出流道，旋叶轮转动，两片相邻旋片之间的涡旋室与内吸入流道旋转相通，该涡旋室的体积由零逐步增大，流体进入涡旋室内；该涡旋室与内排出流道旋转相通，该涡旋室的体积逐步缩小，涡旋室内的流体排出。旋叶控制装置由固定柱体、旋叶连杆、旋叶、旋叶轴、平衡块与旋叶套组成，该旋叶控制装置的固定柱体的一端与转轮轴偏心固定，或该固定柱体两端分别和左转轮轴与右转轮轴偏心固定；固定柱体偏心安装在转轮内部，形成一个月牙形的内涡旋腔，固定柱体的外壁顶部与转轮环内壁面啮合。转轮环的内壁面上开有旋转套孔与旋叶槽，旋叶的转轴安装在转轮环的旋转套孔中，旋叶旋进旋叶槽中，该旋叶的弧形外壁面与旋叶槽的内壁啮合，该旋叶的弧形内壁面与固定柱体的外壁面啮合动密封。缸盖内部开有旋叶室，旋叶轴安装在旋叶室内，该旋叶轴的一端与转轮轴偏心固定，另一端与旋叶室的内壁固定；旋叶轴外部安装有一个以上的旋叶套，旋叶套与旋叶轴之间安装有轴承件，若干个旋叶套串在同一根旋叶轴的外部，旋叶套的外壁面上固定有转轴套，旋叶连杆上端开有转轴孔，旋叶室中旋叶的转轴固定安装在转轴孔中，该旋叶连杆的下转轴安装在转轴套中；转轮转动，旋叶的转轴带动旋叶连杆转动，旋叶套在旋叶连杆的带动下围绕旋叶轴转动，旋叶连杆带动旋叶的转轴旋转摆动，旋叶的弧形内壁面的顶部与固定柱体的外壁面动密封啮合旋转；平衡块固定安装在旋叶连杆上或固定安装在旋叶的转轴上，平衡块与旋叶对置安装；旋叶室内的润滑油在旋叶连杆的旋转作用下飞溅润滑工作。双涡旋转轮机构的缸盖与缸座之间固定有缸套，转轮同步回转机构的转轮偏心安装在缸套的内部，将缸套内部分隔形成一个月牙形的外涡旋腔，转轮环的外壁与缸套的内壁顶部相互啮合动密封；转轮转轮环的外壁上开有叶片槽，该叶片槽与旋转套孔相通，叶片的根部与旋转套孔内的转轴相互固定；叶片的外弧形壁面分为一段顶部圆弧壁面与一段根部圆弧壁面，顶部圆弧面上的啮合点与缸套内壁啮合，该啮合点与旋转连杆的下转轴的圆心及旋叶套的圆心在同一条直线上，顶部圆弧壁面是以啮合点到下转轴圆心距离为半径的圆弧壁面，根部圆弧壁面的圆弧半径与转轮环外壁的圆弧半径相等，叶片的根部弧形壁面与缸套内壁啮合；转轴转动，叶片旋进叶片槽中，叶片的内弧形壁面与叶片槽的内壁啮合，叶片的外弧形壁面与缸套的内壁相互啮合，同一根转轴上固定有一片叶片与一片旋片，叶片在外涡旋腔中摇摆旋转，旋片在内涡旋腔中摇摆旋转；带有旋叶控制装置的双涡旋转轮机构的旋叶与叶片固定在同一根转轴上；外涡旋腔有中一片以上的叶片，若干片叶片将月牙形的外涡旋腔分隔成若干个外涡旋室，缸座或缸盖内部，开有与外涡旋腔相通的外吸入流道与外排出流道；转轮转动，两片相邻叶片之间的外涡旋室与外吸入流道旋转相通，该外涡旋室的体积由零逐步增大，流体进入外涡旋室内；该外涡旋室与外排出流道旋转相通，该外涡旋室的体积逐步缩小，外涡旋室内的流体排出；双涡旋转轮机构的外涡旋腔独立工作，转轮旋叶机构由转轮、传动轴、旋叶控制装置与缸体组成，转轮环的一端装有转轮套，另一端装有转轮盘，或两端安装有左转轮盘与右转轮盘，左转轮盘与右转轮盘固定安装在传动轴的轴外壁上，传动轴一端安装在缸座中，该传动轴另一端穿过转轮轴的内部，安装在缸盖的轴承座中；转轮环的外壁开有旋转套孔与叶片槽，旋转套孔中的转轴与叶片的根部相互固定，缸盖内部开有旋叶室，旋叶轴安装在旋叶室内，该旋叶轴的一端与转轮轴偏心固定，另一端与旋叶室的内壁固定，旋叶轴外部安装有一个以上的旋叶套，旋叶套与旋叶轴之间安装有轴承件，若干个旋叶套串在同一根旋叶轴的外部，旋叶套的外壁面上固定有转轴套，旋叶连杆上端开有转轴孔，旋叶室中的转轴固定安装在转轴孔中，该旋叶连杆的下转轴安装在转轴套中；转轮转动，叶片的转轴带动旋叶连杆转动，旋叶套在旋叶连杆的带动下围绕旋叶轴转动，旋叶连杆带动叶片的转轴旋转摆动，叶片的顶部与缸套内壁啮合动密封，叶片旋进叶片槽中，叶片的内弧形壁面与叶片槽的内壁啮合，叶片的外弧形壁面与缸套的内壁啮合；外涡旋腔有中一片以上的叶片，若干片叶片将月牙形的外涡旋腔分隔成若干个外涡旋室，缸座或缸盖的内部，开有与外涡旋腔相通的外吸入流道与外排出流道；转轮转动，两片相邻叶片之间的外涡旋室与外吸入流道旋转相通，该外涡旋室的体积由零逐步增大，流体进入外涡旋室内；该外涡旋室与外排出流道旋转相通，该外涡旋室的体积逐步缩小，外涡旋室内的流体排出。