[发明专利]两角转子机构

说明书

本发明涉及一种可用于发动机、泵、气动马达等领域的两角转子机构、尤其涉及一种在理论上其压缩比可趋于无穷大的两角转子机构。

两角转子机构已广泛应用于发动机、泵、气动马达等领域。在美国专利US3,873,245揭示了一种两角转子机构，其缸体是圆柱形的，其转子是根据该圆往形结合偏心距考虑形成的。由于转子的圆弧曲率可以和缸体圆形的曲率一致，因此在理论上其压缩比可趋于无穷大，但是由于它们之间不是包络的关系，因而存在动态密封上的困难。在中国专利CN86104412.6中揭示了一种两角转子机构，其缸体是单弧外摆线的，转子是其内包络线形成的。由于转子型线是缸体型线的内包络线，因此不存在动态密封上的密封困难，但是由于转子弧线与缸体短径处的弧线曲率不很一致，压缩比虽然可以达到很大的地步，但通常不能趋于无穷大。

因此，本发明的目的即是提供一种两角转子机构，在理论上其压缩比可趋于无穷大，而且具有良好的原理上的动态密封性。

为此，本发明的一种两角转子机构，包括一缸体和一转子及前后缸盖，转子由键和滑块连接在一主轴上，在缸体或缸盖上设有送口和出口，缸体的型线由一短弧部分和一长弧部分组成，短弧部分是一段光滑连续曲线，其弦AB中点为O；长弧部分为一始终通过O点的线段其一端沿短弧部分移动时其另一端所形成的轨迹，其中该线段的长度等于弦AB的长度；转子的型线由两个都与缸体短弧部分相同的对称曲线和组成。

短弧部分可以是圆、椭圆、抛物线、双曲线、摆线、渐开线的一段。

由于这种两角转子机构的缸体的短弧部分的曲率和转子的曲率是相同的，理论上余隙可以消除，因此在理论上其压缩比可趋于无穷大；而且由于转子与缸体之间是包络关系，在任何位置时其两端总是与缸体接触，因此具有良好的原理上的动态密封性能。所以，其实用性能不仅比缸体单纯是圆形的两角转子机构优越，而且在某些应用领域上，比缸体型线是单弧外摆线的两角转子机构从理论上讲要优越一些，比如因其压缩比可以趋于无穷大，在余隙容积要尽量少的应用时，就有很好的优越性。而且，因其型线简单，在加工上容易多了。

为更好地了解本发明的特点及优点，下面结合附图对本发明的一个实施例进行详细描述。

图1为本发明一个实施例的两角转子机构缸体型线的创成方法原理图；

图2为本发明这个实施例的两角转子机构转子型线的构成原理图；

图3是本发明的两角转子机构的横断面图；

图4是沿图3中的A-A线的纵断面图。

图1显示了一个实施例的缸体2的型线原理图，在这个实施例中，短弧部分是一段圆弧。横轴X上的一点O₁距离原点O为e，以O₁为圆心、r为半径作圆弧交子纵轴y上两点A、B，圆弧即为缸体型线的短弧部分，而原点O即为弦AB的中点。过原点O的线段ab长度与弦AB长度相等，当其一端a沿着弧移动且线段ab绕原点O(也即弦AB中点)转动时，即创成了长弧部分。长弧部分和短弧部分构成的封闭曲线即为缸体2的型线。

图2显示了转子7的型线原理图。转子7的型线由对称的两个圆弧部分和封闭而成。每段圆弧或与图1中缸体型线的短弧部分在形状和大小上是相同的，半径也为r。

由分别具有图1、2中的型线缸体2和转子7组成的两角转子机构示于图3和图4中。转子7通过键3和滑块6与主轴4相连接，在缸体2(或缸盖8、9)上开有进口和出口。这种两角转子机构即可构底发动机、泵或气动马达。图1中的虚线即为图7中转子7的位置。

从图1和图2的型线原理图中即可看出，转子7的圆弧与缸体2的短弧部分的曲率是相等的，因此在理论上其余隙容积可减至0，从而在理论上使压缩比可趋于无穷大。由于缸体2的型线是由与弦AB等长的线段ab绕弦AB的中点O转动而创成的，因此其型线也即转子7的两角端部的运动轨迹，无论转子转到什么位置，其两角端部始终与缸体内壁接触，从而在理论上其动态密封性能是优异的。

在此实施例中，短弧部分是一段圆弧。但我们应当知道，其它的连续光滑曲线，如椭圆、抛物线、双曲线、摆线、渐开线等的一段也可以构成短弧部分

主轴每旋转360°，两角转子机构就完成了两次吸入和排出过程。图中所示的工作容积约为缸体容积的70％，则其容积效率就可达140％。如果主轴和滑块的强度、空间许可的话，工作容积还可以设计得更大一些。

这种转子机构比重量小，结构简单，零件量少，体积小，并能形成大批量生产，可大幅度降低制作成本。缸体型线较简单，给加工带来很大方便。