專利名稱：旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種可應(yīng)用于發(fā)動機(jī)和流體泵的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械，應(yīng)將涉及國際專利分類F01C1/344和F04C2/344等相關(guān)部組。
背景技術(shù)：
發(fā)動機(jī)和泵是工作原理與基本結(jié)構(gòu)可極其相似、而功用又明顯區(qū)別的兩類不同產(chǎn)品。如變?nèi)菔降陌l(fā)動機(jī)或泵，相應(yīng)都有往復(fù)活塞式、旋轉(zhuǎn)或擺動活塞式和其它形式。按國際專利分類表中的相關(guān)附注旋轉(zhuǎn)活塞式的發(fā)動機(jī)、泵或機(jī)械是指流體接觸傳動元件在其中繞固定軸旋轉(zhuǎn)或繞沿圓形或近似于圓形軌跡運(yùn)動的軸旋轉(zhuǎn)的變?nèi)菔桨l(fā)動機(jī)、泵或機(jī)械。它們各自也都有相應(yīng)的現(xiàn)有技術(shù)。由于旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)過程吸氣-變?nèi)菔綁嚎s-變?nèi)菔脚蛎?排氣較相應(yīng)形式泵的變?nèi)菔降奈胚^程相對要復(fù)雜，必須還具有燃?xì)馊紵蛎涀鞴Φ倪^程。因而一般說來，俗稱轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)的相應(yīng)簡化，就可以作相應(yīng)形式的流體泵使用；但反過來則不一定具有可逆性。因此就背景技術(shù)而言，只要相對現(xiàn)有轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)具有專利性的發(fā)明，由其基本結(jié)構(gòu)相應(yīng)簡化而成的流體泵也必然具有專利性。本發(fā)明人擁有的、2003年5月14日授權(quán)公告的、專利號為ZL00126651.9專利，就是一種與本發(fā)明密切相關(guān)的背景技術(shù)。它是缸體內(nèi)壁面為大小兩相交圓弧構(gòu)成的雙圓弧曲線型面的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。經(jīng)過相應(yīng)的樣機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)和進(jìn)一步的分析研究表明該機(jī)工作過程中，在滿足發(fā)動機(jī)氣密性要求，以保證建立所要求的工作壓力上，其基本結(jié)構(gòu)還存在兩個相對的不足。一、雙圓弧構(gòu)成的氣缸內(nèi)壁型面，其工作過程中，轉(zhuǎn)子與葉片分別以此兩相交圓弧中心為旋轉(zhuǎn)中心，作不同心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。轉(zhuǎn)動中，葉片轉(zhuǎn)子間作適應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的相對運(yùn)動，葉片頂面自始至終在大圓弧所構(gòu)成的圓周面上運(yùn)動。當(dāng)葉片處于大圓弧區(qū)段，葉片的頂面始終與缸壁的大圓弧柱面接觸，從而可保證相鄰兩葉片和缸壁所圍成的工作室相應(yīng)的氣密性要求。當(dāng)有葉片處于小圓弧區(qū)段，其頂面相對小圓弧柱缸壁面是內(nèi)縮而不接觸的。工作室的氣密性只有借助轉(zhuǎn)子與缸體內(nèi)壁面的貼合而實現(xiàn)，效果不佳。因而雙圓弧型線氣缸壁面難以保證整個工作循環(huán)中相應(yīng)的氣密性要求。二、為滿足轉(zhuǎn)子帶動裝設(shè)其中的葉片作同轉(zhuǎn)數(shù)但不同心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動要求，采用葉片以其葉身嵌裝到轉(zhuǎn)子上相應(yīng)的梯形槽道中，再自葉身端側(cè)伸出安裝座孔安裝到缸體或缸蓋上相應(yīng)的與轉(zhuǎn)子中心偏置的安裝軸座上。這種結(jié)構(gòu)雖然在轉(zhuǎn)子葉片作不同心旋轉(zhuǎn)時，能適應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)中葉片轉(zhuǎn)子間所需的相對運(yùn)動，但結(jié)構(gòu)本身相對復(fù)雜、更需設(shè)置彈性封氣件9來保證相應(yīng)的密封。其密封結(jié)構(gòu)由于密封面和施加的密封力較小，密封效果也不佳，因而轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的氣密性又大受影響。
發(fā)明目的提供一種既能滿足本發(fā)明人原00126651.9號發(fā)明專利任務(wù)，但結(jié)構(gòu)上相應(yīng)簡化卻仍能滿足葉片轉(zhuǎn)子分別繞固定中心作不同心旋轉(zhuǎn)時的相對運(yùn)動要求、又消除了上述缺陷、并可供轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)或流體泵使用的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械。
發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械含有缸體1，轉(zhuǎn)子2，葉片3，缸體側(cè)蓋4，缸體上適當(dāng)位置處分別設(shè)有供工作流體進(jìn)入、排出缸體內(nèi)腔的裝置5、6，和主軸7；轉(zhuǎn)子2裝于主軸7上，由圓弧型線構(gòu)成其內(nèi)壁面的缸體1和側(cè)蓋4合成的定子，將轉(zhuǎn)子及均布裝設(shè)于轉(zhuǎn)子槽道中、具有相應(yīng)直徑圓弧頂面的N個葉片包圍其中；轉(zhuǎn)子、葉片分別固定的旋轉(zhuǎn)中心偏置；轉(zhuǎn)子帶動葉片作同轉(zhuǎn)數(shù)但不同心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，葉片轉(zhuǎn)子定子間具有能滿足它們間所要求的相對運(yùn)動和保證所需密封的相應(yīng)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)；其特征是缸體內(nèi)壁型面是與葉片旋轉(zhuǎn)中心同心、直徑與葉片弧頂面直徑相等的圓柱面。
有益效果本發(fā)明應(yīng)用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，其葉片的頂面仍然保持貼合在缸體內(nèi)壁圓周面上作圓周運(yùn)動，葉片運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、不會對缸壁發(fā)生啃咬。既保留了原00126651.9號專利的有益效果，又克服了它的弊端。由于缸內(nèi)壁型面由兩相交圓弧柱面改進(jìn)為單一圓柱面，結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好是本發(fā)明的最大優(yōu)特點。用作發(fā)動機(jī)，其壓縮比高；用作泵則排量大。此外本發(fā)明的單圓型線與兩半徑不等的相交雙圓弧型線或三角活塞轉(zhuǎn)子機(jī)的雙弧圓外旋輪型線相比較，不僅結(jié)構(gòu)大為簡化，且不象它們相應(yīng)只宜安排兩個葉片或三個刮片，只要在進(jìn)排氣門設(shè)計上能相應(yīng)精心合理布局，不僅可設(shè)置2個葉片，也不難設(shè)置3個乃至4個葉片都能較好滿足發(fā)動機(jī)工作循環(huán)中吸氣-壓縮-膨脹-排氣過程、對氣缸容積應(yīng)漸次遞升或遞降的變化要求。將其使用于流體泵時則對葉片個數(shù)的限制會更小。


圖1、本發(fā)明應(yīng)用于三葉片轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)實施例的取去缸體右蓋4及其右部部件后的軸向視圖。圖2轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)A-A剖視圖。圖3、圖4、圖5、本發(fā)明相應(yīng)實施例轉(zhuǎn)子、葉片、定子間聯(lián)接結(jié)構(gòu)及運(yùn)轉(zhuǎn)過程示意圖。圖中1缸體，2轉(zhuǎn)子，3葉片，4缸體側(cè)蓋，5、6工作流體進(jìn)入、排出裝置，7主軸，8轉(zhuǎn)接安裝套，9鉸聯(lián)用銷軸。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1、2所示是本發(fā)明應(yīng)用于三葉片轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的一實施例。現(xiàn)就其工作循環(huán)簡要說明如下A葉片的初始位置位于轉(zhuǎn)子中心和缸內(nèi)壁圓心的連心線上近轉(zhuǎn)子中心的一側(cè)，均布裝設(shè)于轉(zhuǎn)子相應(yīng)槽道中的A、B、C三葉片，分別處于初始的相應(yīng)位置。按旋轉(zhuǎn)方向相鄰兩葉片形成的工作室對應(yīng)稱之為AB、BC、CA工作室。以序號0表示A葉片處于初始位置的時序，在A葉片旋轉(zhuǎn)兩周完成一工作循環(huán)又回到0位的過程中，分別以1至11表示A葉片每旋轉(zhuǎn)60°相應(yīng)的位置時序，則AB、BC、CA三工作室完成吸氣-壓縮-膨脹-排氣工作循環(huán)的狀況可大致表示如下序號1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0位置60°120° 180° 240° 300° 360° 420° 480° 540°600° 660° 720°AB室吸吸 壓 壓 壓 脹 脹 脹 排 排 排 排BC室壓壓 壓 脹 脹 脹 排 排 排 排 吸 吸CA室脹排 排 排 排 吸 吸 壓 壓 壓 脹 脹由上述排列情況可見，對于應(yīng)用本發(fā)明的三葉片轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，在葉片跟隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周完成工作循環(huán)過程中，相鄰接的壓縮膨脹、排氣吸氣過程各占據(jù)了360°的范圍。因此該轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，可按2∶1的轉(zhuǎn)速比采用旋轉(zhuǎn)式氣門并方便地實現(xiàn)進(jìn)排氣門位置的相應(yīng)安排。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械可將葉片從高度上按其功用分成實現(xiàn)變?nèi)莨ぷ餮h(huán)的上部葉冠和實現(xiàn)聯(lián)結(jié)的下部葉身兩部分。葉冠部是頂面為與缸壁內(nèi)徑相應(yīng)的圓弧面、其縱(軸)向長度、橫(周)向?qū)挾葢?yīng)與相關(guān)尺寸相應(yīng)，徑向高度等于缸體內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子外徑之差的長方體形狀；高度適當(dāng)、工作中始終位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部的下部葉身可以是相對葉冠部不能產(chǎn)生相對運(yùn)動的固定葉身，相應(yīng)構(gòu)成整體式葉片；也可以含有相對葉冠可相對運(yùn)動的葉身，相應(yīng)構(gòu)成組合式葉片。
圖1、圖3所示是針對整體式葉片，實現(xiàn)本發(fā)明葉片、轉(zhuǎn)子、定子間所要求的相對運(yùn)動和相應(yīng)密封，其聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的實施例。
以圖1所示結(jié)構(gòu)為例說明如下整體式葉片是葉冠部整體向下的適度延伸；一圓柱體狀轉(zhuǎn)接安裝套8，其直徑適度大于葉片高度、長度與轉(zhuǎn)子厚度相應(yīng)，圓周上制有寬度等于葉片周向?qū)挾?、深度等于葉片高度、軸向貫穿的方形槽口；圓柱體狀轉(zhuǎn)接安裝套8臥置地裝設(shè)于轉(zhuǎn)子頂部恰當(dāng)位置的相應(yīng)槽孔中。葉片可自轉(zhuǎn)子頂部以葉身插入轉(zhuǎn)接安裝套8的相應(yīng)槽口中完成與轉(zhuǎn)子的聯(lián)結(jié)，裝有葉片的轉(zhuǎn)子通過主軸實現(xiàn)葉片、轉(zhuǎn)子、定子間的聯(lián)結(jié)安裝。當(dāng)轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)接安裝套8帶動葉片作不同心的旋轉(zhuǎn)時，葉片反過來會推動、并被轉(zhuǎn)接安裝套偕同繞其中心相對轉(zhuǎn)子作適度轉(zhuǎn)動的同時，葉片又可通過轉(zhuǎn)接安裝套實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)子的適度滑移，以適應(yīng)這種不同心運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜運(yùn)動的需要，從而保證動態(tài)中的葉片始終指向其旋轉(zhuǎn)中心。葉片-轉(zhuǎn)子-定子的聯(lián)結(jié)面間設(shè)置有相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)，以保證葉片前后兩工作室間的氣密性要求。
圖3所示結(jié)構(gòu)實質(zhì)是圖1結(jié)構(gòu)的變形當(dāng)圓柱體狀轉(zhuǎn)接安裝套8的直徑小于葉片高度，其圓周上的方形槽口穿透轉(zhuǎn)接套8，則整體的圓柱體狀轉(zhuǎn)接安裝套被一分為二、成為分設(shè)于葉片兩側(cè)、相對葉片可相應(yīng)擺動的兩月牙狀塊件。轉(zhuǎn)子上裝設(shè)葉片處其頂部制有臥置的相應(yīng)圓柱孔，圓柱孔下方還制有深度和葉片高度適配、外形尺寸適應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)要求的梯形槽口；結(jié)構(gòu)則相應(yīng)從整體轉(zhuǎn)動件結(jié)構(gòu)變形為兩側(cè)擺動件結(jié)構(gòu)。
圖4、圖5所示是針對組合式葉片，實現(xiàn)本發(fā)明葉片、轉(zhuǎn)子、定子間所要求的相對運(yùn)動和相應(yīng)密封，其聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的實施例。
圖4所示結(jié)構(gòu)組合式葉片含有相對葉冠可適度轉(zhuǎn)動的葉身。周向?qū)挾冗m度大于葉冠寬度、長度等于轉(zhuǎn)子厚度、并與葉冠設(shè)有相應(yīng)可轉(zhuǎn)動配合面的葉身，借助葉冠兩端或中部位置處下延部分(相當(dāng)部分固定葉身)與可轉(zhuǎn)動葉身間的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，于其轉(zhuǎn)動中心位置處用銷軸9實現(xiàn)與葉冠的鉸聯(lián)；轉(zhuǎn)子上葉片聯(lián)結(jié)處開有寬度等于葉身寬度、深度等于葉片高度的縱向貫穿的方形槽口。完成自身聯(lián)接的組合式葉片可自轉(zhuǎn)子頂部插入轉(zhuǎn)子上的方槽中完成與轉(zhuǎn)子的聯(lián)結(jié)，裝有葉片的轉(zhuǎn)子通過主軸實現(xiàn)葉片、轉(zhuǎn)子、定子間的聯(lián)結(jié)安裝。在轉(zhuǎn)子通過槽口推動葉片作不同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中的各個瞬態(tài)，相應(yīng)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)能適時完成葉片轉(zhuǎn)子間不同心運(yùn)轉(zhuǎn)所需的適度擺轉(zhuǎn)和滑移。從而保證動態(tài)中的葉片始終指向其旋轉(zhuǎn)中心。葉片-轉(zhuǎn)子-定子的聯(lián)結(jié)面間設(shè)置有相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)，以保證葉片前后兩工作室間的氣密性要求。
圖5所示結(jié)構(gòu)組合式葉片含有相對葉冠可適度擺動的葉身。寬度適度大于葉冠寬度、長度等于轉(zhuǎn)子厚度、并與葉冠設(shè)有相應(yīng)可擺動配合面的葉身，借助葉冠葉身間的相應(yīng)結(jié)構(gòu)在位于葉冠部的擺動中心處用銷軸9與葉冠實現(xiàn)鉸聯(lián)；轉(zhuǎn)子上葉片聯(lián)結(jié)處開有寬度等于葉身寬度、深度等于葉片高度的縱向貫穿的方形槽口。完成自身聯(lián)接的組合式葉片可自轉(zhuǎn)子頂部插入轉(zhuǎn)子上的方槽中完成與轉(zhuǎn)子的聯(lián)結(jié)，裝有葉片的轉(zhuǎn)子通過主軸實現(xiàn)葉片、轉(zhuǎn)子、定子間的聯(lián)結(jié)安裝。在轉(zhuǎn)子通過槽口推動葉片作不同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中的各個瞬態(tài)，聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)都能適時完成葉片轉(zhuǎn)子間不同心運(yùn)轉(zhuǎn)所需的適度擺轉(zhuǎn)和滑移。從而保證動態(tài)中的葉片始終指向其旋轉(zhuǎn)中心。葉片-轉(zhuǎn)子-定子的聯(lián)結(jié)面間設(shè)置有相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)，以保證葉片前后兩工作室間的氣密性要求。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械，含有缸體(1)、轉(zhuǎn)子(2)、葉片(3)、缸體側(cè)蓋(4)、缸體上適當(dāng)位置處分別設(shè)有供工作流體進(jìn)入、排出缸體內(nèi)腔的裝置(5、6)，和主軸(7)；轉(zhuǎn)子(2)裝于主軸(7)上，由圓弧型線構(gòu)成其內(nèi)壁面的缸體(1)和側(cè)蓋(4)合成的定子將轉(zhuǎn)子及均布裝設(shè)于轉(zhuǎn)子槽道中、具有相應(yīng)直徑圓弧頂面的N個葉片包圍其中；轉(zhuǎn)子、葉片的固定旋轉(zhuǎn)中心偏置；轉(zhuǎn)子帶動葉片作同轉(zhuǎn)數(shù)但不同心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，葉片轉(zhuǎn)子定子間具有能滿足它們間所要求的相對運(yùn)動和保證所需密封的相應(yīng)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)；其特征是缸體內(nèi)壁型面是與葉片旋轉(zhuǎn)中心同心、直徑與葉片弧頂面直徑相等的圓柱面。
2.按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械，其特征是葉片是其縱向長度、周向?qū)挾扰c相關(guān)尺寸相應(yīng)，高度適當(dāng)?shù)斆鏋橄鄳?yīng)直徑圓弧面的長方體狀整體式葉片；一圓柱體狀轉(zhuǎn)接安裝套(8)的直徑略大于葉片高度、長度與轉(zhuǎn)子厚度相應(yīng)，圓周上制有—寬度等于葉片周向?qū)挾?、深度等于葉片高度、軸向貫穿的方形槽口；圓柱體狀轉(zhuǎn)接安裝套(8)臥置地裝設(shè)于轉(zhuǎn)子頂部恰當(dāng)位置的相應(yīng)槽孔中；葉片-轉(zhuǎn)子-定子的聯(lián)結(jié)面間設(shè)置有相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械，其特征是葉片是其縱向長度、周向?qū)挾扰c相關(guān)尺寸相應(yīng)，高度適當(dāng)?shù)斆鏋橄鄳?yīng)直徑圓弧面的長方體狀整體式葉片；葉片兩側(cè)各有一月牙狀擺動塊，臥置地裝設(shè)于轉(zhuǎn)子頂部恰當(dāng)位置的相應(yīng)槽孔中；轉(zhuǎn)子上圓柱孔下方還制有深度和葉片高度適配、外形尺寸適應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)要求的梯形槽口；葉片-轉(zhuǎn)子-定子的聯(lián)結(jié)面間設(shè)置有相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)。
4.按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械，其特征是葉片為組合式葉片，周向?qū)挾冗m度大于葉冠寬度、長度等于轉(zhuǎn)子厚度、并與葉冠設(shè)有相應(yīng)可轉(zhuǎn)動配合面的葉身，借助與葉冠間的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，于其轉(zhuǎn)動中心位置處用銷軸(9)實現(xiàn)與葉冠的鉸聯(lián)；轉(zhuǎn)子上葉片聯(lián)結(jié)處開有寬度等于葉身寬度、深度等于葉片高度、縱向貫穿的方形槽口；葉片-轉(zhuǎn)子-定子的聯(lián)結(jié)面間設(shè)置有相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)。
5.按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械，其特征是葉片為組合式葉片，周向?qū)挾冗m度大于葉冠寬度、長度等于轉(zhuǎn)子厚度、并與葉冠設(shè)有相應(yīng)可擺動配合面的葉身，借助與葉冠間的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，在位于葉冠部的擺動中心處用銷軸(9)實現(xiàn)與葉冠的鉸聯(lián)；轉(zhuǎn)子上葉片聯(lián)結(jié)處開有寬度等于葉身寬度、深度等于葉片高度、縱向貫穿的方形槽口；葉片-轉(zhuǎn)子-定子的聯(lián)結(jié)面間設(shè)置有相應(yīng)的密封結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)械。含有缸體1轉(zhuǎn)子2葉片3，缸體內(nèi)壁面是直徑大于轉(zhuǎn)子直徑而不同心的圓柱面，相應(yīng)結(jié)構(gòu)能保證轉(zhuǎn)子帶動均布裝設(shè)其中的N個葉片，以缸壁圓心為心作緊貼缸壁面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。本發(fā)明可應(yīng)用于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)或流體泵，實現(xiàn)相應(yīng)的工作要求。該機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡單，制作方便。且具有排量大或壓縮比高的特點。運(yùn)轉(zhuǎn)中葉片工作平穩(wěn)，不易對缸壁面發(fā)生啃咬。和能適應(yīng)兩葉片、三葉片等多葉片工作循環(huán)的要求。
文檔編號F04C18/344GK1594839SQ20041002337
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者賀坤山 申請人:賀坤山