[其他]滑片无磨损密封式动力机械

说明书

《滑片无磨损密封式动力机械》是一种能量转换动力机械。它适用于滑片式压缩机、冷冻机、风动马达机、真空泵、真空复合气泵、液压马达、液压泵等动力机械。有润滑油或无润滑油的情况下均可使用。

在没有此发明之前，所使用的一种是滑片式动力机械，它是由定子、转子、叶片和前后端盖等组成（请参阅《回转式压缩机》-西安交通大学编，1974年）。其滑片腔体密封性能好、效率高。但各个零部件（定子、转子和前后端盖与叶片）之间产生滑动磨擦，使用寿命短。另一种是滑片腾空式动力机械，它也是由定子、转子、前后端盖和叶片组成，不同的是叶片两端增添了小轴，并装有小轴承，工作腔中定子、转子和端盖与叶片之间有很小的间隙（请参阅《华中师范学院学报》1982年第2期《连续容积式动力装置原理的研究》潘景贤等）。其滑片腔体磨损小，无润滑剂，零部件之间的滑动磨擦由滚动磨擦取代，因而提高了使用寿命，但该动力机械的叶片顶部端点与定子内孔表面的间隙不均匀，因而造成介质泄漏，效率低。

为了解决此类机械的密封和磨损问题，本机械的设计构思与日本专利JP57-165692（回转式压缩泵）、英国专利GB2099922（叶片式旋转压缩机）和联邦德国专利DE3109835（有滑动叶片的回转泵）等所提出的技术方案是不相同的，在性能指标上前者优于后者。

本发明的目的是使滑片腔体有良好的密封性能，而磨损又小，从而延长使用寿命。为此，本发明采用了以下的技术方案：

第一，增加了转盘机构。它由园盘、轴套和轴承等零部件组成。其作用是消除滑片腔体中一些有害的作用力和磨损：叶片转动所产生的离心力、介质压力对定子内表面和叶片顶面的磨损;叶片左右窜动形成的轴向力对叶片的两端和端盖面的磨损。在叶片的两侧各增添一小轴，一个叶片同园盘连接并随之同步旋转，其它叶片通过轴套与园盘内表面又接触又滚动，亦随之转动。

第二，为了提高滑片腔体密封性、防止介质泄漏和减少定子、左右端盖与叶片的磨损，在叶片的顶部和两侧面镶有弹性柔软密封件。

第三，为了减少叶片表面和转子凹槽表面磨损，延长使用寿命，在转子的外表面开有凹槽，槽内装有滚针，使叶片表面与转子凹槽表面相互之间的滑动磨擦变为滚动磨擦。

第四，为了消除叶片顶部端点与定子的内表面之间间隙不均匀的缺点，防止介质泄漏。应按以下法则确定或选择有关部件的位置或尺寸：（1）使轴套的中心线与定子内孔表面相重合;或（2）叶片顶部的曲率半径数值等于轴套的半径的数值。

发明的具体结构及其实施例如附图1所示。它是本机械的全貌示意图，其中包括定子（1）、转子（2）、端盖（3）、叶片（4）、园盘（5）、轴套（6）、轴承（7）、弹性柔软密封件（8）、壳盖（9）和滚针（10）等零部件。在叶片（4）与壳盖（9）之间有一个转盘机构，它由园盘（5）、轴套（6）（或小轴承）和轴承（7）等组成。叶片（4）的两侧仍装有一个小轴，一个叶片同园盘（5）连接并随之同步旋转，其它的叶片通过轴承（6）与园盘（5）的内孔表面滚动接触，且一起同向转动。叶片（4）的顶部和两侧面镶有弹性柔软密封件（8），以形成密封腔体和减少零部件之间的磨损。转子（2）上开有若干纵向凹槽，其数量随应用领域的不同而有差别，如风动马达的转子上开有4个凹槽，滑片压缩机的转子上开有8个凹槽。在凹槽中装有滚针（10）和能径向自由移动的叶片（4）。

本动力机械按下列方法工作：

由于转子（2）对定子（1）是偏心配置，所以，定子（1）内壁与转子（2）表面和端盖（3）表面构成月牙形空间。当叶片（4）受离心作用时：其一，叶片（4）绕定子（1）中心转动，转子绕定子（1）偏心转动，叶片（4）与转子（2）通过滚针（10）产生相对滚动。其二，叶片（4）通过轴套（6）和园盘（5）形成滚动的刚性支承点。其三，叶片（4）顶部和两侧面镶的弹性柔软密封件（8）与定子（1）内壁和左右端盖（3）的端面紧贴形成弹性支承线，将月牙形空间分隔成若干密封的扇形基元容积腔，在转子（2）旋转一周的过程中，基元腔容积由最小变为最大（如气动机）或由最大变到最小（如压缩机）。

由于转盘机构的功能，叶片转动产生的离心力、介质压力和叶片左右窜动产生的轴向力是通过叶片、轴套和园盘传递给轴承的。使原型的滑动磨擦变为滚动磨擦，且消除了上述三种力对定子内孔表面、左右端盖的端面与叶片顶部和两侧面的磨损。另外，由于在转子凹槽中装有滚针，使叶片与转子凹槽之间的滑动磨擦变为滚动磨擦。鉴于上述因素，延长了定子、转子、叶片和端盖的使用寿命。