[其他]具有正反转换排气角度机构的叶片式气动马达

说明书

具有正反转换排气角度机构的叶片式气动马达是属于机械技术领域中的气动机类。它利用气动马达进气压力控制排气孔所在角度位置，使气动马达正反向气腔的有效工作容积都达到应有的最大值和可以完全消除排气过程的压缩负功。与现有固定排气孔的正反向性能相同的叶片式气动马达相比，其功率可增大２０％以上。该机构适用于３～１５ＫＷ正反向性能相同的叶片式气动马达。

本发明属于机械技术领域中的气动机类，适用于3至15KW的正反向性能相同的叶片式气动马达。

现有技术中，正反向性能相同的叶片式气动马达的进排气孔都是对称布置，主排气孔的位置固定不动。例如我国黄石风动机械厂，焦作矿山机械厂以及美国英格索兰（Ingersoll-Rand）公司，瑞典阿特拉斯·考普科（Atlas Copco）公司等生产的产品都是这样的。从国内杂志《岩机械与风动工具》、《工程机械》和美刊《Hydraul-ics ＆ pneumatics》、日刊《油压与空气压》等刊物有关气动马达的文章以及专利目录中也未见提到过有新的结构。这种对称布置固定排气孔的正反向性能相同的叶片式气动马达，其主要缺点是没有充分利用气动马达气腔的有效容积和排气过程存在压缩负功，因此功率较小，效率较低。

本发明的目的是将原有叶片式气动马达的固定排气孔设计成正反向时能自动转换排气孔的角度，使正反向性能相同的叶片式气动马达的气腔有效工作容积增大，并可以完全消除排气过程的压缩负功，从而增大气动马达的功率和提高效率。

本发明的主要特征是利用进气压力自动控制转换排气孔的角度，①密封件（3）固定在外端盖（5）/壳件（6）上，它把内端盖（2）上的弧形气室（e）分隔为左右两个腔，从进气孔（a）或（b）来的压缩空气分别通到气室左腔或右腔，推动内端盖旋转某一角度，从而转换内端盖上的排气孔角度，使气腔有效工作容积达到应有的最大值（提前10°至15°开始排气），并消除排气过程中的压缩负功，密封件（3）对内端盖（2）的排气孔转换角度起限位作用。②为了使在工作内的叶片（8）压紧在定子（4）的内表面上，在内端盖（2）中设置梭阀（9），控制从进气孔（a）或（b）来的压缩空气通到叶片的底部。

本发明的优点是：与现有固定排气孔的正反向性能相同的叶片式气动马达相比，它能够充分利用气腔的有效容积和可以完全消除排气过程中的压缩负功。在膨胀比以及气功马达定子、转子直径和长度相同的条件下，采用具有正反向转换排气角度的叶片式气动马达的功率可以增大20%以上。

图1是现有固定排气孔的正反向性能相同的叶片式气动马达示意图。（a）为进气孔时，（c）为主排气孔，（b）为副排气孔;当马达反向旋转时，（b）为进气孔，（c）为主排气孔，（a）为副排气孔。

图2是采用本发明-具有正反转换排气角度机构的叶片式气动马达示意图。（a）为进气孔时，（c）为主排气孔，（b）为副排气孔;气动马达反向旋转时，（b）为进气孔，主排气孔转换到（d）位置，（a）为副排气孔（即通大气）。

图3是采用本发明的叶片式气动马达结构图。转子（1），内端盖（2），密封件（3），定子（4），外端盖（5），壳体（6），隔离套（7），叶片（8），梭阀（9），（a）为进气孔/副排气孔，（b）为副排气孔/进气孔，排气孔（c），排气孔（d）弧形气室（e），小孔（f），小孔（g）和弧形槽（h）。

图4（a）是现有固定排气孔的正反向性能相同的叶片式气动马达理论示功图。

图4（b）是采用本发明的正反向性能相同的叶片式气动马达理论示功图。

图5和图6是内端盖局部放大图。

以下将结合附图对本发明作进一步的说明。

采用图3结构的气动马达可以实施本发明。从图中可以看出，壳体（6）和外端盖（5）与定子（4）相连接且固定不动。密封件（3）固定在外端盖（5）/壳体（6）上，它把弧形气室（e）分隔为左右两个腔，左腔通过小孔（f）与气孔（a）相通，右腔通过小孔（g）与气孔（b）相通，密封件（3）对内端盖（2）的排气孔转换角度起限位作用。当（a）为进气孔，（b）通大气时，压缩空气作用在叶片（8）上的力使转子（1）如箭头所示（n）方向旋转，同时进气孔（a）的压缩空气经小孔（f）通到弧形气室（e）的左腔，由于内端盖（2）与外端盖（5）/隔离套（7）采用动配合，且内端盖（2）与定子（4）外端盖（5）/壳体（6）之间有0.02～0.05mm轴向间隙，压缩空气作用在弧形气室（e）左腔的力迫使内端盖（2）转过一定角度，使主排气孔处在（c）位置上;当（b）为进气孔（a）通大气时，气动马达换向，同时进气孔（b）的压缩空气经过另一个小孔（g）通到弧形气室（e）的右腔，迫使内端盖（2）与上述相反的方向转过一定角度，主排气孔转到双点划线所示的（d）位置。当气动马达换向时，靠内端盖（2）中的梭阀（9）控制，使从进气孔（a）或（b）来的压缩空气通到叶片（8）底部，把工作区内的叶片（8）压紧在定子（4）内表面上。梭阀（9）是这样工作的：当（a）为进气孔时，压缩空气经弧形气室（e）的左腔把梭阀（9）推在右边（图示位置），压缩空气便通过弧形槽（h）再通到工作区内的叶片底部;当气动马达换向时（b）为进气孔，压缩空气经弧形气室（e）的右腔把梭阀（9）推向左边，压缩空气也通过弧形槽（h）再通到工作区内的叶片底部。