[发明专利]异型腔压气泵

摘要

本发明公开的异型腔压气泵包括定子、转子。定子为带有异型柱面内腔、进口和出口的柱体，异型柱面内腔由两个圆弧面和两个非圆弧面组合而成。转子由转子本体和两对组合滑板组成，转子本体为加工有传动轴、定心轴和十字交叉导向槽的圆柱体，两对组合滑板垂直安装在导向槽内。盖板为加工有轴承孔的平板。定子的两个端面与盖板配合，构成密封腔，转子通过传动轴和定心轴与盖板上的轴承孔配合。外部驱动力偶通过传动轴使转子转动。转子转动时，异型柱面内腔的组合弧面与转子配合，控制两对组合滑板交叉滑动，将气体从进口吸入，由出口压出，在出口区域形成正压力。

主权项

异型腔压气泵，其特征是包括由带有异型柱面内腔、进口（2）、出口（3）、卸荷槽（4）和压力平衡槽（31）的定子（1）与安装在定子（1）两端面上的上盖板（12）和下盖板（22）构成密封腔，在密封腔内安装有转子；定子（1）的异型柱面内腔由四分之一圆弧面AB、过渡弧面BC、四分之一圆弧面CD、转折平面DE和限位曲面EA依次衔接构成；四分之一圆弧面AB和四分之一圆弧面CD共轴；过渡弧面BC上B端和C端的曲率中心位于四分之一圆弧面AB与四分之一圆弧面CD的公共轴线O上；过渡弧面BC的极径ρ和曲率半径R′由B端到C端连续减小，在B端处的极径ρ和曲率半径R′最大且相等，即ρmax=R′max=a，在C端处的极径ρ和曲率半径R′最小且相等，即ρmin=R′min=b；四分之一圆弧面AB的半径R与过渡弧面BC的最大曲率半径a长度相等，即R=a；四分之一圆弧面CD的半径r与过渡弧面BC的最小曲率半径b长度相等，即r=b；过渡弧面BC与四分之一圆弧面AB在B端相切，形成光滑过渡；过渡弧面BC与四分之一圆弧面CD在C端相切，形成光滑过渡；限位曲面EA与四分之一圆弧面AB在A端相切，形成光滑过渡；转折平面DE与四分之一圆弧面CD在D端相交，与限位曲面EA在E端相交，形成由四分之一圆弧面CD到限位曲面EA的阶梯过渡；限位曲面EA满足以下条件：过四分之一圆弧面AB和四分之一圆弧面CD的公共轴线O且垂直于O的任意直线被限位曲面EA和过渡弧面BC所截线段ce的长度Lce，大于或等于四分之一圆弧面AB和四分之一圆弧面CD的半径之和，即Lce≧R+r=a+b；定子（1）上的进口（2）开设在限位曲面EA的区域内，出口（3）开设在过渡弧面BC的区域内；卸荷槽（4）开设在过渡弧面BC的区域内，一端起于过渡弧面BC的C端，另一端与出口（3）联通；压力平衡槽（31）开设在限位曲面EA的区域内，一端起于限位曲面EA的E端，另一端与进口（2）联通；定子（1）的上端面（27）和下端面（28）均为光滑平面，二者相互平行，并且垂直于异型柱面内腔各弧面的母线；上盖板（12）和下盖板（22）均为平板，利用螺钉分别与定子（1）的上端 面（27）和下端面（28）固定，形成密封腔；上盖板（12）的中心加工有第一轴承孔（13），下盖板（22）的中心加工有第二轴承孔（14），第一轴承孔（13）为通孔，第二轴承孔（14）为盲孔；转子由转子本体（5）、第一组合滑板（6）和第二组合滑板（7）构成；转子本体（5）为中部加工有十字交叉导向槽的圆柱体，圆柱体的上端同轴加工有传动轴（9），圆柱体的下端同轴加工有定心轴（10）；转子本体（5）的半径R1与四分之一圆弧面CD的半径r相等，即R1=r；转子本体（5）的高度h与定子（1）的高度H相等，即h=H；转子本体（5）上的十字交叉导向槽由第一导向槽（19）和第二导向槽（20）组成，这两个导向槽的导向面都平行于转子本体（5）的轴线O；第一导向槽（19）和第二导向槽（20）均为中心对称，每个导向槽的两翼均沿转子本体（5）的径向切入转子本体（5）一定深度，切入段同时沿转子本体（5）的轴线方向贯通；第一导向槽（19）的中部加工有一个矩形或圆形通孔，该通孔使第一导向槽（19）沿转子本体（5）的径向贯通；第二导向槽（20）在转子本体（5）的上端面（23）和下端面（24）处各加工有一个矩形或圆形通孔，分别沿转子本体（5）的径向贯通；转子本体（5）的圆柱体中部加工有一垂直于转子本体（5）的轴线O且与第二导向槽（20）平行的中间导流孔（17），将第二导向槽（20）位于轴线O两侧的部分相互连通；转子本体（5）的圆柱体在传动轴（9）根部附近和定心轴（10）根部附近各加工有一垂直于转子本体（5）的轴线O且与第一导向槽（19）平行的侧翼导流孔（18），将第一导向槽（19）位于轴线O两侧的部分相互连通；第一组合滑板（6）由两块形状和尺寸完全相同的T形滑板（32）和一个第一弹性元件（8）组合而成；T形滑板（32）的顶部（25）为圆弧面，弧面半径小于或等于转子本体（5）的半径R1；在T形滑板（32）的底部靠近边缘处加工有一第一导流孔（15），在底部端面加工有第一弹性元件（8）的定位容孔（21）；两块T形滑板（32）的底部相互正对，第一弹性元件（8）位于两块T形滑板（32）之间，使两块T形滑板（32）产生相互推力；第二组合滑板（7）由两块形状和尺寸完全相同的槽形滑板（33）和两个第二弹性元件（11）组合而成；槽形滑板（33）顶部（29）的形状与T形滑板（32）顶部的形状相同，在槽形滑板（33）两只槽腿的底部靠近边缘处各加工有一第二导流孔（16），在两只槽腿的底部端 面各加工有第二弹性元件（11）的定位容孔（26）；两块槽形滑板的槽腿相互正对，两个第二弹性元件（11）分别位于两对槽腿之间，使两块槽形滑板（33）产生相互推力；T形滑板（32）的厚度与第一导向槽（19）的宽度相等，槽形滑板（33）的厚度与第二导向槽（20）的宽度相等；T形滑板（32）的高度h1和槽形滑板（33）的高度h2均等于转子本体（5）的高度h，即h1=h2=h；第一组合滑板（6）以滑动配合方式安装在转子本体（5）的第一导向槽（19）内，第二组合滑板（7）以滑动配合方式安装在转子本体（5）的第二导向槽（20）内；T形滑板（32）的长度L1、槽形滑板（33）的长度L2与四分之一圆弧面AB的半径R和四分之一圆弧面CD的半径r满足关系：2L1≦R+r，2L2≦R+r；转子通过转子本体（5）上的传动轴（9）和定心轴（10）分别与上盖板（12）的第一轴承孔（13）和下盖板（22）的第二轴承孔（14）旋转配合；同时，转子通过转子本体（5）的圆柱面（30）与异型柱面内腔的四分之一圆弧面CD的滑动配合、转子本体（5）的上端面（23）与上盖板（12）的滑动配合、转子本体（5）的下端面（24）与下盖板（22）的滑动配合、第一组合滑板（6）和第二组合滑板（7）与异型柱面内腔的四分之一圆弧面AB的滑动配合，以及第一组合滑板（6）与第一导向槽（19）的滑动配合和第二组合滑板（7）与第二导向槽（20）的滑动配合，构成防内泄动密封系统；当第一组合滑板（6）的两端分别处在四分之一圆弧面AB区域内和四分之一圆弧面CD区域内时，处在四分之一圆弧面CD区域内的T形滑板（32）的第一导流孔（15）与转子本体（5）的中间导流孔（17）处于同轴位置，将第二导向槽（19）的两侧连通，此时，第二组合滑板（7）处于限位曲面EA区域内的槽形滑板（33）在第二弹性元件（11）的推力和槽形滑板（33）自身离心力的作用下，其顶端（29）与限位曲面EA保持接触；当第二组合滑板（7）的两端分别处在四分之一圆弧面AB区域内和四分之一圆弧面CD区域内时，处在四分之一圆弧面CD区域内的槽形滑板（33）的第二导流孔（16）与转子本体（5）的侧翼导流孔（18）处于同轴位置，将第一导向槽（19）的两侧连通，此时，第一组合滑板（6）处于限位曲面EA区域内的T形滑板（32）在第一弹性元件（8）的推力和T形滑板（32）自身离心力的作用下，其顶端（25）与限位曲面EA保持接触。