[实用新型]旋阀机构及应用该旋阀机构的星旋式转动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械行业中发动机、流体马达、压缩机及泵等技术领域，尤其涉及一种旋阀机构及应用该旋阀机构的星旋式转动装置。

背景技术

对于发动机领域来讲，主要有往复活塞式四冲程发动机、三角转子发动机、燃气轮机等等。在液压或者气动马达的构造中主要有柱塞式、叶片式及涡轮式等，比较单调。在压缩机和泵的传统领域里，主要有柱塞式、叶片式、齿轮式、螺杆式、曲柄式和涡旋式等众多机械结构。人们在应用这些机械结构的同时，不断地进行改良和创新。

在本申请的申请人于2010年6月10日所提交的专利申请(专利申请号：201010196950.8)中，公开了一种星旋式流体马达或发动机和压缩机及泵。上述专利申请文件的全部内容纳入本申请作为参考。

现以上述专利申请的流体马达为例，对星旋式转动装置的基本结构和工作原理作为本实用新型的现有技术进行描述。图1a为现有技术流体马达结构侧面断面的示意图。图1b为现有技术流体马达各主要转动元件的转动原理示意图。如图1a和图1b所示，星旋式流体马达包括：一个含圆筒空腔的缸体1和由缸体两侧端盖2支撑的主轴3，缸体和两侧端盖之间通过密封圈4密封防流体泄漏，围绕主轴设有带动主轴转动的行星轮转动装置，缸体圆筒表面是围绕主轴的圆形表面，在缸体圆筒表面沿圆筒轴向设有旋阀片凹槽5，旋阀片凹槽5中安装有旋阀片6，旋阀片尾部端通过旋阀片支撑芯轴7固定在两侧端盖2上，旋阀片支撑芯轴7与缸体圆筒轴向中心线平行设置，旋阀片头部端面是圆弧面6-1，旋阀片以旋阀片支撑芯轴7为中心沿旋阀片凹槽的一个纵向侧面5-1做扇面形摆动，在摆动过程中，旋阀片圆弧面与旋阀片凹槽的侧面接触，旋阀片凹槽底面至缸体外表面设有通孔作为动力源输入口1-1，在旋阀片支撑芯轴一侧的缸体上设置有从缸体内壁圆筒表面至缸体外表面的通孔作为动力源排出口1-2；行星轮转动装置包括：行星活塞轮8、行星活塞轮固定法兰9和中心太阳轮滚筒10；行星活塞轮是圆柱滚轮(以下简称滚柱行星活塞轮)，滚柱行星活塞轮转动固定于滚柱行星活塞轮固定法兰上，滚柱行星活塞轮通过轴承11滚动套在一个支承轴12上，支承轴12两端与滚柱行星活塞轮固定法兰连接固定，滚柱行星活塞轮固定法兰与缸体之间通过密封圈13密封，滚柱行星活塞轮固定法兰通过键18与主轴连接固定，由于滚柱行星活塞轮转动带动行星活塞轮固定法兰转动，滚柱行星活塞轮固定法兰转动带动主轴转动；中心太阳轮滚筒套住主轴设置在滚柱行星活塞轮和主轴之间，这样在中心太阳轮外圆筒面到缸体内圆筒面之间形成滚柱行星活塞轮转动的环形活塞空间19。主轴轴承14安装在缸体两侧的端盖2上，轴承前盖15和轴承后盖16封住两侧的端盖，主轴3贯穿的轴承前盖15内孔上镶嵌有一个防流体泄漏的运动用密封胶圈17，缸体两侧的端盖2被用螺钉紧固在缸体1上。

对于图1a及图1b所示的流体马达，其工作流程如下：一个有压力的气体或液体从所述缸体的动力源输入口注入缸体旋阀片凹槽，气体或液体推动旋阀片以旋阀片支撑芯轴为中心沿旋阀片凹槽的一个侧面向下做扇面形摆动，旋阀片的头部推动行星活塞轮向前转动，随之有压力的气体或液体冲入环形活塞空间继续推动行星活塞轮向前沿环形活塞空间转动，向前转动行星活塞轮挤压气体或液体从动力源排出口排出，并且在由旋阀片向下摆动到中心太阳轮滚筒后隔开的相邻活塞空间形成气体或液体压差，行星活塞轮在向前转动的过程中压迫旋阀片向上摆动复位进入下一个往复周期。

上述技术方案中，由于采用了圆环型液压(气压)缸，最大限度利用了机器外圆周空间，不仅半径大出力转矩大，流量大，出力恒定。此外，由于主要元器件活塞采用了滚动方式，从本质上减少了活塞与缸体的磨擦磨损，提高了密封可靠性，降低了能耗。

上述技术方案中的旋阀片虽然结构简单，能够实现星旋式转动装置中环形活塞空间的打开/闭合的基本需要，但是，申请人意识到，现有旋阀片技术尚存在如下局限性技术缺陷：由于它本身的结构还不是对称形式，旋阀片在工作流程中受到流体背压的影响，打开/闭合时会受到一定的阻力和需要一个相当长的切换时间，虽其在低转速领域尚能有良好表现，但为了适应更高转速切换频率的要求，旋阀片结构必须进化。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述局限性技术缺陷，本实用新型提供了一种旋阀机构及应用该旋阀机构的星旋式转动装置，以避免旋阀机构在工作流程中受到流体背压的不利影响，满足其高切换频率的要求。

(二)技术方案