[发明专利]气动马达

说明书

技术领域

本发明涉及一种气动马达。

背景技术

气动马达是一种将压缩空气的压力势能转化为旋转的机械能的装置。根据工作转速的不同，一般可将气动马达分为高速气动马达和低速气动马达。

在现有的低速气动马达中，通常采用的结构是活动式叶片转子结构，如在专利号为CN201320311007.6，名称为“气动马达结构”的文献中(以下简称文献1)所公开的一种气动马达；此类气动马达由于叶片在转动过程中需要与相应的壳体内壁面接触摩擦，而且叶片需要不断的往复运动，因此类结构仅适用于低速马达中，而无法适用于高速气动马达中。

在专利号为CN201420443055.5，名称为“一种气动马达”的文献中(以下简称文献2)，公开了一种可提高输出功率的气动马达；但是由于其配气孔的出气方向与风轮的轴线方向同向，因此压缩空气形成的气流作用到风轮上的力将有部分分量作用在风轮的轴线方向上，一方面会增加风轮轴向方向的受力，进而增加摩擦阻力，另一方面也会造成部分能耗的损失，导致压缩气体的转化率较低。

而在专利号为CN201520675625.8，名称为“棘轮式气动马达”的文献中(以下简称文献3)，公开了一种可以有效解决上述文献2中所存在的“气流作用到风轮上的力将有部分分量作用在风轮的轴线方向上”的问题，进而可提高对压缩气体的转化率。但是，在该文献3中所示公开的气动马达结构中，由于气流对转轮做功后不能及时排出，因此做功后的乏气将对转轮产生“背压阻力”的现象，进而导致转轮的转速无法进一步提高，对转轮的转速造成制约；而且“背压阻力”一旦达到一定程度后，还将极大的阻碍转轮的转动，进而影响到压缩气体的转化效率。

另外，在上述各文献中，对于转轴的安装方式均采用轴承进行安装，而当气动马达的转速较高时，采用轴承支撑方式将严重制约气动马达转速的进一步提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可以有效降低“背压阻力”现象的气动马达，进而可有效提高压缩气体的转化效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：气动马达，包括外壳体、定子和转子，在外壳体上设置有动力气源入口和乏气出口；所述转子可转动地套在定子内，所述外壳体套在定子外；所述转子包括转轴部和叶轮部；在叶轮部的外周壁面与定子上对应的内壁面之间为环形的做功区；沿所述做功区的周向间隔地分布有多组做功单元；每组做功单元包括设置在定子上的动力通孔和排气孔，所述动力通孔的一端与所述动力气源入口连通，动力通孔的另一端从定子上与做功区对应的内壁面穿出后与叶轮部的外周壁面对应；所述动力通孔的轴线相对于其从定子的内壁面上穿出处的法线为倾斜设置，相应的倾斜夹角为θ，并且有0＜θ≤90°；所述排气孔的一端与乏气出口连通，排气孔的另一端从定子上与做功区对应的内壁面穿出后与做功区连通。

进一步的是：在叶轮部的外周壁上设置有多个沿其周向间隔分布的棘轮式斜槽，所述棘轮式斜槽与动力通孔对应。

进一步的是：所述棘轮式斜槽具有一挡风面和一斜切底面；当棘轮式斜槽转动至与其中一个动力通孔对应时，该棘轮式斜槽的斜切底面与该动力通孔的轴线大致平行，且该棘轮式斜槽的挡风面与该动力通孔的轴线大致垂直；其中所述挡风面为平面或者为内凹的半圆柱面；在每个棘轮式斜槽位于转子轴线方向的两侧分别设置有挡边，以使所述棘轮式斜槽为从叶轮部的外周壁面内凹的结构。

进一步的是：每组做功单元内的排气孔位于该组做功单元内的动力通孔的下游，且位于下一组做功单元内的动力通孔的上游。

进一步的是：倾斜夹角θ的取值为60°≤θ≤90°。

进一步的是：每个动力通孔的轴线与转子的轴线垂直。

进一步的是：每组做功单元内设置有多个动力通孔和一个排气孔；在每组做功单元内的动力通孔至少设置有两层，两层动力通孔沿定子的轴线方向间隔分布。

进一步的是：在外壳体上设置有气浮气源入口，在定子上与转轴部的外周面对应配合的壁面上设置有第一气浮通孔，所述第一气浮通孔与气浮气源入口连通。

进一步的是：与转子的叶轮部上位于转子轴线方向两侧的端部面对应配合的壁面上设置有第二气浮通孔，所述第二气浮通孔与气浮气源入口连通。