[发明专利]一种变容积泵体及其应用

说明书

一种变容积泵体，包括定子外壳和转子，转子与定子外壳配合形成一个环形密封腔，转子包括转子圆盘和与转子圆盘固定连接的活塞，活塞位于环形密封腔内，活塞的截面形状与环形密封腔的截面形状相匹配并在环形密封腔内滑动；定子外壳上还装有阀门，阀门在闭合时将环形密封腔隔断，在打开时将环形密封腔连通。还涉及一种变容积泵体的应用，用作流体泵使用，电机驱动转子转动并将低压流体压缩为高压流体输出。还涉及一种变容积泵体的应用，用作马达使用，高压流体推动活塞作圆周运动并带动转子转动。本发明能耗小，输出平稳，通用性强，属于流体机械设备领域。

技术领域

本发明涉及流体机械设备，具体涉及一种变容积泵体及其应用。

背景技术

现时市面上应用于流体传动方面的流体容积泵和马达种类繁多，无论在结构和工作原理、能效、不同速度的稳定性、加工难易度和成本上都各不相同，同时容积泵和马达相互间的互换并不灵活，不是适用于任何种类。根据不同的应用场景，必须选用不同种类的泵或马达，造成选型困难。因此，为满足市场生产规律的需求，同时必须存在大量不同种类的库存产品，浪费大量材料资源的同时也造成成本的上升。

现时市面上的流体容积泵和马达按其挤压容积变化的运动方式大致分为两类：间接直线往复式和直接旋转式。间接直线往复式是指将源动机的旋转的机械能通过转换机构，转换成缸体内活塞的直线往复式运动，从而挤压流体，产生流体的压力能，或将产生流体的压力能通过积压活塞作直线往复运动或将流体的压力通过挤压活塞作直线往返运动，通过转换机构转换成机械的旋转能，具有代表性的有如柱塞泵、马达，间接直线往复式能耗比较大，在将旋转机械能转换成直线往复运动的过程中，会产生能耗，同时活塞的往复运动在惯性的作用下会产生二次能耗，转换机构的增加使结构复杂，同时增加加工难度，另外，加工精度要求也高，增加成本。直接旋转式是指将源动机的旋转的机械能直接挤压缸体，从而产生流体的压力能，或将流体的压力能通过改变泵体的容积，从而产生旋转的机械能，具有代表性的有如螺杆泵、隔膜泵，齿轮泵、叶片泵、齿轮马达、叶片马达等，螺杆泵在转换成马达方面效果不大理想，因而很少有这方面应用，螺杆加工精度要求高，增加成本、隔膜泵在转换成马达方面可能性为零，输出脉动大、齿轮泵低速时脉动大，排量小，作为马达时低速输出不平稳有脉动，扭矩小，齿轮加工精度要求也高、叶片泵低速时输出脉动大，高速时在离心力的作用下叶片的伸缩会产生能耗，作为马达时低速输出不平稳有脉动，叶片和叶片伸缩腔的加工精度要求高。

综合以上，市场上没有一种泵和马达间可自由互换并适合大部分应用场景、结构相对简单、易于加工、加工精密度要求相对低、输出平稳、能效比较高、价格适中的容积泵，这不利于减小应用产品的种类、减小库存、便于量产、提高生产力、降低成本、节省材料资源。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种能效较高且输出平稳的变容积泵体及其应用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变容积泵体，包括定子外壳和转子，转子与定子外壳配合形成一个环形密封腔，转子包括转子圆盘和与转子圆盘固定连接的活塞，活塞位于环形密封腔内，活塞的截面形状与环形密封腔的截面形状相匹配并在环形密封腔内滑动。

定子外壳上还装有阀门，阀门在闭合时将环形密封腔隔断，在打开时将环形密封腔连通。

沿活塞运动的方向，活塞与后方一侧最接近的阀门之间的环形密封区域形成第一变容腔，活塞与前方一侧最接近的阀门之间的环形密封区域形成第二变容腔。

活塞的数量为n个，阀门的数量至少为n+1个，活塞沿环形均布在转子圆盘上，阀门沿环形均布在定子外壳上对应环形密封腔的位置，形成n个第一变容腔和n个第二变容腔，n为不小于1的整数。

转子上还设有连接第一变容腔和外部输入流体的第一流体入口、连接第二变容腔和外部输出流体的第一流体出口。