[发明专利]转动式流体机械变容机构

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种转动式流体机械变容机构，属于流体机械领域。可用于流体工作机械(包括泵、风机和压缩机)和流体原动机械。

背景技术

容积式流体机械主要有往复式和回转式两种变容方式。

往复式流体机械变容方式结构复杂，往复运动惯性大，难平衡。活塞与气缸的相对运动速度大，磨损严重，效率低。

回转式流体机械的变容机构存在高速扫堂运动或啮合运动，加工工艺复杂，加工精度要求很高。

以上几种变容机构有一个共同的问题，就是磨损严重，效率低，工艺复杂，精度要求高等。

近来出现一种同步回转式的变容机构，但由于其滑板为悬臂结构，且工作腔为月牙形，工作脉冲大，可靠性及效率仍未最大化。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种转动式流体机械变容机构，该机构的工作腔为一圆筒型空间，工作脉冲小，结构简单可靠，零件数量少，效率高。既可用于流体工作机械，也可用于流体原动机械。作原动机使用时没有死点。

技术方案：本发明的转动式流体机械变容机构包括外滚筒、随动转子、内滚、同步滑板；随动转子位于外滚筒内，内滚筒位于随动转子内，外滚筒与内滚筒同轴心为滚筒轴心，内滚筒的外圆与随动转子的内圆保持相切，随动转子的外圆与外滚筒的内圆保持相切；同步滑板与内滚筒垂直连接，同步滑板的中部与设在随动转子的圆周上的开口槽保持滑动接触，同步滑板的前端与外滚筒的内圆周连接。设在随动转子圆周上的开口处呈圆筒状，在该开口处设有右封槽、左封槽，在右封槽内设有右旋封，在左封槽内设有左旋封，同步滑板位于左旋封、右旋封之间。

随动转子外径为外滚筒内表面的半径与内滚筒外表面的半径之和加其自身的壁厚，内径为外滚筒内表面的半径与内滚筒外表面的半径之和减其自身的壁厚；随动转子开口两边分别设有圆弧形的左封槽和右封槽，左旋封安装在随动转子的左封槽内，右旋封安装在随动转子的右封槽内；随动转子位于外滚筒内、内滚筒外，其转动轴称为转子轴心，与滚筒轴心的不重合，两者相距为随动转子内表面半径与内滚筒外表面半径之差；随动转子外表面与外滚筒内表面相切于外切点，随动转子内表面与内滚筒外表面相切于内切点；同步滑板沿内滚筒和外滚筒的径向插装在左旋封和右旋封之间，左旋封和右旋封可随随动转子在同步滑板两侧限幅滑动，同时可随同步滑板在随动转子的左封槽和右封槽组成的圆柱形孔内限幅摆动，同步滑板的一边与外滚筒固定相接于外接点，另一边与内滚筒固定相接于内接点。

由于外滚筒和内滚筒位于同一轴心，外滚筒与内滚筒间用同步滑板刚性相接，外滚筒和内滚筒会同绕滚筒轴心一起转动；随动转子插装在外滚筒与内滚筒组成的圆筒状空间内，其开口跨于同步滑板两侧，通过安装在左封槽和右封槽内的左旋封和右旋封与同步滑板滑动密封配合，工作时可沿同步滑板限幅滑动和摆动；随动转子绕转子轴心转动，其外表面与外滚筒内表面始终相切于外切点，内表面与内滚筒外表面始终相切于内切点。外滚筒内表面、随动转子外表面及外切点形成的密封线所组成的工作腔被同步滑板分隔成一工作腔和二工作腔，同样内滚筒外表面、随动转子内表面及内切点形成的密封线所组成的工作腔被同步滑板分隔成三工作腔和四工作腔等四个工作腔。四个工作腔的面积合起来为圆筒状，而不是月牙状，故工作脉冲小，效率更高。当外滚筒或内滚筒顺时针或逆时针方向转动时，同步滑板会带动随动转子一起转动，且方向相同，转动一周所用的时间相等，外切点和内切点处的相对运动距离仅为相切两表面的周长之差，故本机构相对运动小，零件磨损小，效率高。由于转子轴心与滚筒轴心不重合，故转动时随动转子会在同步滑板两侧来回滑动，四个工作腔的容积会随转动角度的增加而作规律性的变化。

以下仅以作工作机械逆时针方向转动时的情况叙述工作过程：

假设工作腔的最小值为0，最大值为1。则：

当α＝0时，一工作腔＝0，二工作腔＝1，三工作腔＝0.5，四工作腔＝0.5；

当α＝180时，一工作腔＝0.5，二工作腔＝0.5，三工作腔＝1，四工作腔＝0；

当α＝360时，一工作腔＝1，二工作腔＝0，三工作腔＝0.5，四工作腔＝0.5；

当α＝540时，一工作腔＝0.5，二工作腔＝0.5，三工作腔＝0，四工作腔＝1；

当α＝720时，一工作腔＝0，二工作腔＝1，三工作腔＝0.5，四工作腔＝0.5；