[发明专利]全低副叶片式变容积机构

说明书

本发明涉及叶片式变容积机构，属于机械技术领域。

现有的叶片式变容积机构，（例如叶片泵，叶片马达），一般由外壳（或称定子）、转轴以及转轴上刚性连接的转子，转子叶片槽内安装叶片、外壳两端安装密封用的盖板、密封圈和转轴上设置的轴套、轴承等构成。叶片与外壳的内壁为高副，磨损严重，密封性差，性能指标保持期短，效率低，寿命短。例如旋转式真空泵，一般使用五年后的抽气量将减少50%左右。

本发明的目的是针对现有叶片式变容积机构存在的不足，提供一种相对运动零件之间为面接触的全低副叶片式变容积机构。

本发明的目的是这样实现的：全低副叶片式变容积机构包括外壳1、转轴2、转子3、叶片4、轴承5、轴套6、左盖板7、右盖板8、密封圈9，其特征在于机构中设有转缸10、转柱11、转销12;转缸10设在外壳1的内孔中，轴心线相同，间隙配合;转子3与转轴2刚性连接，轴心线相同;转子3设在转缸10中，转子3相对于转缸10设有偏心距;转子3上设有转柱孔和一个径向叶片滑槽;转缸10上设有转销孔，转销12设在转销孔内，为间隙配合，叶片4的一端与转销12刚性连接;转柱11设在转柱孔内，为间隙配合，转柱上设有径向叶片滑槽，叶片的另一端设在叶片滑槽内，叶片与叶片滑槽间隙配合。进出口设在端盖板上，为轴向孔。所说的转缸10与外壳1间隙配合，其结构形式包括滑动摩擦接触和在转缸10与外壳1之间设置滚动轴承。变滑动摩擦为滚动摩擦，减少摩擦阻力，提高效率。与转销12刚性连接的叶片4的片数等于1或大于1。转子的转动通过叶片带动转缸在外壳1内旋转，转子、转缸在旋转运动的过程中，叶片在叶片滑槽中往复滑动，转柱、转销分别在转柱孔和转销孔内往复摆转，机构中相邻两叶片间的密封容积由小到大再由大到小，周而复始。

本发明的构思新颖独特，机械原理正确，相对运动零件间是面接触的全低副机构，密封性好，效率高，使用寿命长。旋转运动的零件，均可设计为轴对称件，做到动静平衡，所有零件均为普通加工，制造工艺性很好，有很好的推广应用价值。

本发明提供的全低副叶片式变容积机构，可以设计成单叶片机构或多叶片机构，因为加设一个叶片，即增加一个转柱和一个转销，也就是在机构中增设一个二级杆组，其自由度为零，不影响整个机构的自由度。如：

单叶片机构（如图3），其活动件n＝3、高副P_H＝0、低副P_L＝4，整个机构的自由度F＝3n-2P_L-P_H＝3×3-2×4＝1。

双叶片机构（如图4），其活动件n＝5、高副P_H＝0、低副P_L＝7，整个机构的自由度F＝3n-2P_L-P_H＝3×5-2×7＝1。

四叶片机构（如图5），其活动件n＝9、高副P_H＝0、低副P_L＝13，整个机构的自由度F＝3n-2P_L-P_H＝3×9-2×13＝1。

全低副叶片式变容积机构可用于气马达、蒸汽马达、液马达、真空泵、压缩机和内燃机等的设计。

（1）气马达

当容积由小变大时，进压缩空气，使转轴旋转，输出功率。容积由大变小时，排出空气可作为采矿动力机。同时又可对矿井进行换气，比用电机安全，工作温度低，对密封性、材料选择要求低。

（2）蒸汽马达

与气马达一样，机构中通高压蒸汽，使转轴旋转，输出功率，用来发电等。一般锅炉出来的高温高压蒸汽，通过压减装置，将蒸汽降到可使用的低温低压。能质率这种毫无代价的降低，标志着用能的不合理和巨大的浪费。用此机构来设计的蒸汽马达，能有效地捞回一部分机械功，达到节能的目的，值得指出的，用此机构设计的蒸汽马达，工作时有膨胀过程。在密封性方面，相对柴油机来讲，要求不严，材料要求低，蒸汽马达的技术问题容易解决。

（3）液马达

润滑问题易设计，用于液压传动。

（4）真空泵

此机构用来设计真空泵，用动力机带动转轴，当密封容积由小变大时吸气，产生真空度，密封容积由大到小时排气，因为是全低副，所以耐磨，密封性好，寿命长，产生的真空度高，与传统叶片式真空度来比，是突出的优点。可望为是换代产品。

（5）压缩机

本机构可研制为制冷压缩机。

（6）内燃机