[发明专利]双叶片三作用式流体机械

说明书

本发明属于F04C中的液体变容机械的叶片泵类，涉及一种新型机体的结构。

叶片式的流体机械是机械工程领域中常见的能量型式转换的执行部件之一，它可以将液体的压力能和机械运动相互转换。常见的有单叶片的或多叶片的、有单作用的或多作用的。在已有的技术中整体式的叶片为固定长度，由于磨损或制造中的误差，不能保证叶片与壳体之间可靠的接触和密封，导致容积效率低，叶片寿命短，直接影响整体的性能;已有的三作用式单叶片流体机械的进出油口多安置在中心轴上，它不易实现两个或多个叶片的结构;另外一般的转子和定子之间多为线接触密封不可靠，同样导致容效率下降而影响性能。经中国专利局检索发现有相近的在先专利技术：（1）US3642390是一种单叶片的轴不转壳体转的泵，它的油是从轴的两端进出，其特点是结构简单，但轴和壳体之间为线接触，其壳体的曲线为正弦型（如图1）;（2）US4507068是一个多叶片的泵，各叶片在自己的槽中可以滑动，其壳体的内轮廓为长短幅外旋轮线，其曲线之间有三段可与转轴接触的圆弧，问题在于叶片在进入每一个曲线形成的液腔过程中要主动伸展与壳体内壁接触，而且要有一定的压力，否则叶片与壳体之间的密封难以保证，造成寿命低、容积效率下降（结构如图2）。（3）US4432711是单叶片壳体曲线为摆线加圆弧，进出油口一个在轴芯上， 一个在径向由端面接出，它结构复杂，不易实现双叶片或多叶片的结构（如图3）。总之，它们的特点是（1）和（3）为单叶片，其效率低，且脉动大，结构复杂;（2）虽为多叶片，但结构复杂，处理不好则容积效率下降影响整机性能。

本发明的目的在于要克服前述的叶片式流体机械的缺点，提供一种双叶片并具有特殊型线的壳体内廓曲线的三作用式流体机械，它结构简化并能获得平稳的工作，提高容积效率并改善整机性能。

按如上构思，本发明提供的双叶片三作用式流体机械也和常见型式一样包括有转轴、壳体和叶片，其具体的特征是：其壳体（1）的内轮廓线是由6段圆弧和6段余弦曲线所组成，使通过型线中心的任意角度上的内径都是等长的，其壳体的曲线共分成12段：

0≤θ≤π/18    ρ＝R

π/18＜θ＜π/3 ρ＝R+A[1-cos3.6（θ- (π)/18 ）]

π/3≤θ≤7π/18    ρ＝R+2A

7π/18＜θ＜2π/3 ρ＝R+A[1-cos3.6（θ- (π)/9 ）]

2π/3≤θ≤13π/18    ρ＝R

13π/18＜θ＜π ρ＝R+A[1-cos3.6（θ- (13π)/18 ）]

π≤θ≤19π/18    ρ＝R+2A

19π/18＜θ＜4π/3 ρ＝R+A[1-cos3.6（θ- (7π)/9 ）]

4π/3≤θ≤25π/18    ρ＝R

25π/18＜θ＜5π/3 ρ＝R+A[1-cos3.6（θ- (25π)/18 ）]

5π/3≤θ≤31π/18    ρ＝R+2A

31π/18＜θ＜2π ρ＝R+A[1-cos3.6（θ- (13π)/9 ）]

其中R为转子半径，A为余弦曲线振幅，则ρ为曲线上的点与中心之距离。它的转轴（2）是一个带有两个通过轴心垂直相交槽的圆柱体，其一端有输出或输入动力的轴颈，该轴颈与壳体之间用轴承联接，转轴的另一端以圆柱体的半径R和壳体的内三圆弧相配合。其叶片（3）是两片槽形的平面薄片，各叶片都带有补偿间隙的弹性物质结构，叶片的厚度与转轴的槽相配合，叶片的长度略大于2（R+A），叶片的宽度略大于转轴的圆柱部分的宽度。在壳体内后端盖（5）与叶片之间设有静压的轴向间隙补偿板（4），进出油路在后端盖（5）内汇集并接出。

本方案中的叶片可以是两端金属板中间设有压簧或弹性的耐油橡胶（6）构成（如图4A）;亦可采用整体式金属板和端头上的弹簧（7）加密封片（8）的结构（如图4B、图4C），这样可以保证密封的效果不受制造误差或运行中零件磨损的影响。

采用本方案能体现的优越性：（1）工作效率高，同时工作的叶片率为75%;叶片采用保证密封的措施，容积效率高，因此可靠性高，比功率大;（2）结构简单，容易制造且成本低;（3）进出油口开在各腔体的两端，不存在困油的现象;（4）多叶片工作油流平稳脉动小;（5）泵或马达工况容易互换。

附图说明：

图1为US3642390单叶片式轴流式泵的简图。

图2为US4507068多叶片泵的简图。

图3为US4432711单叶片摆线泵的简图。