專利名稱：同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，屬于機械領(lǐng)域的旋轉(zhuǎn)活塞變?nèi)莘e機構(gòu)。
背景技術(shù)：
活塞式變?nèi)莘e機構(gòu)是一種用途十分廣泛的通用機械，而由勻速旋轉(zhuǎn)直接產(chǎn)生密閉變化容積的各種類型轉(zhuǎn)子機更是幾百年來人們執(zhí)意追求的熱門開發(fā)課題。迄今為止，用各種原理、方法、結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)這一目標的方案層出不窮，數(shù)不勝數(shù)。縱觀、比較眾多勻速旋轉(zhuǎn)式密閉可變?nèi)莘e機構(gòu)，可知ZL 922343225#中國授權(quán)專利《波環(huán)型線滑片式轉(zhuǎn)子機》和ZL 97125334X#中國授權(quán)專利《共軸多滑片波環(huán)轉(zhuǎn)子機》特別是共軸多滑片波環(huán)轉(zhuǎn)子機，無論從結(jié)構(gòu)簡單、受力合理、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、變化和諧、流量大噪音小等各個方面而言都是比較優(yōu)越的。因而滑片式波環(huán)轉(zhuǎn)子機方案頗受業(yè)內(nèi)專家青睞。但是《共軸多滑片波環(huán)轉(zhuǎn)子機》的新月形工作室分布在圓的外周，整機的空間利用率不高；還有，都要經(jīng)過中心軸的六個滑片，用共軸立交的辦法，結(jié)構(gòu)與實施均嫌復(fù)雜與困難了一些。本方案就是對此的又一次改進與發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到滑片式轉(zhuǎn)子機用作無油氣體壓縮機時，單級輸出壓力通常只有0.3-0.4Mpa，需要更高壓力時應(yīng)多級聯(lián)用。而另一些應(yīng)用如熱泵或制冷機中，本身就要求兩級聯(lián)用。因此本實用新型在原周邊分布的波環(huán)型面內(nèi)同心、同相位地設(shè)置另一較小的波環(huán)型面，組合形成兩級新月形工作腔同時工作的旋轉(zhuǎn)活塞機，以克服上述缺點。
本實用新型的技術(shù)方案是同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，包括內(nèi)、外波環(huán)，圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)，多個滑片，傳動盤及上、下端蓋。外波環(huán)、與圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)及滑片、內(nèi)波環(huán)從外到內(nèi)同心設(shè)置在同一層次中。內(nèi)、外波環(huán)的型面曲線都采用環(huán)行正弦波曲線，并都與轉(zhuǎn)環(huán)的圓柱面相切，組合形成內(nèi)、外兩組新月形工作腔。這些新月形工作腔同時被安放在轉(zhuǎn)環(huán)滑片槽內(nèi)、且與內(nèi)、外波環(huán)型面時時貼切的若干滑片所分隔，形成由勻速旋轉(zhuǎn)直接產(chǎn)生內(nèi)、外兩級同時工作的密閉、可變?nèi)莘e的旋轉(zhuǎn)活塞機。
所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，內(nèi)、外波環(huán)型面曲線的矢徑極坐標方程都為ρ＝R+h(1+COS3α)式中R為曲線的內(nèi)切圓半徑，h為滑片伸出參量，α為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角，其中內(nèi)、外波環(huán)的R內(nèi)，R外的數(shù)值可根據(jù)設(shè)計需要自由選擇，但轉(zhuǎn)角α嚴格同步(即α外≡α內(nèi))，且保證h內(nèi)＝h外。
所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)的外圓半徑等于外波環(huán)的R外，內(nèi)圓半徑等于內(nèi)波環(huán)的R內(nèi)+2h，故它一定內(nèi)切于外波環(huán)的波環(huán)型面，外切于內(nèi)波環(huán)的波環(huán)型面，組合形成內(nèi)、外兩組新月形工作腔。
所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)上部與傳動盤緊固聯(lián)結(jié)，且沿直徑方向開有若干滑片槽；其下部為完整圓環(huán)，同心地嵌入作為下端蓋的圓形底盤上的圓環(huán)形淺槽內(nèi)，且能自由轉(zhuǎn)動。
所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，矩形滑片的長度L等于外、內(nèi)波環(huán)的型面曲線矢徑的差(ρ外-ρ內(nèi))，故無論轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)到任何位置，每個滑片都能和內(nèi)、外波環(huán)型面同時密切貼接。
所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，作為下端蓋的圓形底盤既與內(nèi)、外波環(huán)同心、同相位固地定聯(lián)結(jié)，又有容納轉(zhuǎn)環(huán)的圓環(huán)形淺槽，還有連接內(nèi)、外新月形工作腔內(nèi)工作介質(zhì)的徑向通道。
這就構(gòu)成了由勻速旋轉(zhuǎn)直接產(chǎn)生內(nèi)、外兩級同時工作的密閉、可變?nèi)莘e的旋轉(zhuǎn)活塞機。
本實用新型的有益效果是十分簡潔地由一個傳動盤與轉(zhuǎn)環(huán)的組合帶動若干滑片，同時分隔內(nèi)、外兩級新月形工作腔并同時實現(xiàn)其變?nèi)莘e運行的工作目的，一舉克服共軸多滑片波環(huán)轉(zhuǎn)子機的前述兩個缺點；且整機結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔，制造工藝亦不困難；也為滑片式轉(zhuǎn)子機適應(yīng)更高要求或組合應(yīng)用開拓了良好的前景?？傊?，它是一種結(jié)構(gòu)簡單、布局緊湊、受力合理、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、變化和諧、流量大噪音小的多用途的勻速型旋轉(zhuǎn)活塞機。


圖1是揭去上層部件后的頂視圖。
其中1.外波環(huán)，2.圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)，3.內(nèi)波環(huán)，4.滑片，10.外波環(huán)排氣口，11.外波環(huán)進氣口，12.外波環(huán)型面曲線，13.內(nèi)波環(huán)型面曲線，14.內(nèi)波環(huán)進氣口，15.內(nèi)波環(huán)排氣口。
圖2是主剖視圖。
其中5.軸，6.傳動盤，7.上蓋板，8.圓形底盤，9.下蓋板，16.連接通道。
具體實施方式
如圖1、圖2，在具體實施時；本機內(nèi)、外波環(huán)3、1的型面曲線13、12的極坐標方程ρ＝R+h(1+COS3α)中的R內(nèi)，R外可根據(jù)排量配合的要求而定。但內(nèi)、外波環(huán)曲線的h必須相同；且內(nèi)、外波環(huán)曲線的轉(zhuǎn)角α必須嚴格同步(即α外≡α內(nèi))。圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)2的外半徑必須等于R外。內(nèi)半徑必須等于R內(nèi)+2h，但R內(nèi)，R外的選用必須保持轉(zhuǎn)環(huán)有足夠的厚度，以保證滑片運動的穩(wěn)定性。由于滑片的長度L＝R外-R內(nèi)，又因R外-R內(nèi)≡ρ外-ρ內(nèi)，所以無論轉(zhuǎn)環(huán)在任何位置，每個滑片都能和內(nèi)、外波環(huán)型面同時貼接。傳動盤6與軸5由動力電機直接驅(qū)動，與之緊固聯(lián)結(jié)的轉(zhuǎn)環(huán)2隨之在內(nèi)、外波環(huán)型面間高速旋轉(zhuǎn)。本機外波環(huán)排氣口10、外波環(huán)進氣口11、內(nèi)波環(huán)進氣口14、內(nèi)波環(huán)排氣口15的位置、大小應(yīng)按工作順序需要在設(shè)計時作具體安排。附圖按空氣介質(zhì)冷風機(或兩級串聯(lián)氣體壓縮機)畫出。內(nèi)、外波環(huán)間工作介質(zhì)的連通，可在圓形底盤8上沿直徑方向銑出淺槽，合上下蓋板9即成連接通道16。
本機主體呈直圓柱形，從上到下分若干層次其上層端蓋的外圈為固定在外波環(huán)上的上蓋板7，內(nèi)圈為兼作內(nèi)波環(huán)上端蓋的傳動盤6。中間層是本機的核心部分，從外向內(nèi)依次為外波環(huán)1、圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)2和滑片4、內(nèi)波環(huán)3。下層作為下端蓋的圓形底盤8是一個整體，內(nèi)、外兩個波環(huán)同心且同相位地固定在圓形底盤8上，其間有一同心的圓環(huán)形淺槽，以便轉(zhuǎn)環(huán)下部嵌入。內(nèi)外波環(huán)間工作介質(zhì)的連接通道16，也徑向安排在圓形底盤上。而圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)2則與上層的傳動盤6緊固連結(jié)，并由其拖動。轉(zhuǎn)環(huán)2上部沿徑向開有均勻分布的若干滑片槽，內(nèi)置和內(nèi)、外波環(huán)型面同時貼接的滑片4，轉(zhuǎn)環(huán)下部是完整圓環(huán)，嵌入圓形底盤8上的同心圓槽內(nèi)，并可自由地轉(zhuǎn)動?；S轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)的同時，又在內(nèi)、外波環(huán)型面驅(qū)動下往復(fù)滑動，從而組成由勻速旋轉(zhuǎn)直接產(chǎn)生兩級密閉、可變?nèi)莘e的旋轉(zhuǎn)活塞機。
本機的工作過程如下當圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)2在傳動盤6帶動下高速旋轉(zhuǎn)時，六個滑片4一邊跟著轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)，同時又隨波環(huán)型面ρ的變化而在槽內(nèi)往復(fù)滑動；滑片兩端的邊線則同時貼著內(nèi)、外波環(huán)3、1的型面滑移，從而既分隔了內(nèi)、外波環(huán)型面和轉(zhuǎn)環(huán)圓柱面間的新月工作腔，又連續(xù)和諧地產(chǎn)生從無到有、從小到大、而后又變小、直止消失的容積變化過程。這時轉(zhuǎn)環(huán)2內(nèi)、外兩側(cè)新月工作室同時循環(huán)工作。只要合適安排進、排氣口及其連通管道，就能完成不同要求的工作。本機的單個新月形工作室最大容積為V單＝[Rh(π+2)/3+(π/4+2/3)h2]H 式中H為高，由于轉(zhuǎn)環(huán)每轉(zhuǎn)一周每級波環(huán)都有18次容積變化過程(按六滑片計)，故本機的理論排量為V＝nH[6Rh(π+2)+(9π/2+12)h2]式中n為轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)速，可見本機的工作排量是相當大的。本機內(nèi)、外波環(huán)的單個新月形工作室最大容積差別僅由R內(nèi)，R外的數(shù)值決定，這就可通過自由選擇其數(shù)值以適應(yīng)不同的級間配合要求。
本實用新型的首選開發(fā)可用于各種氣體壓縮機，比如將它用于無油空氣壓縮機，一臺由兩極交流電機直接拖動、輸出壓力為0.8Mpa，排量8M3時，其外波環(huán)從0.10Mpa壓至0.40Mpa，內(nèi)波環(huán)再壓至0.80Mpa。這時外形尺寸僅約φ320X280mm完全可與同規(guī)格螺桿壓縮機比美。當然也可用作抽氣機、真空泵。特別是單機即可用作空氣介質(zhì)冷風機、制冷機，這時外波環(huán)用作壓縮機，內(nèi)波環(huán)用作膨脹機，外周還要加冷卻翅，這將是典型的無氟利昂空氣介質(zhì)制冷機，同樣原理也可用作熱泵，乃至小型空氣液化制氧機等等。
權(quán)利要求1.一種同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，包括內(nèi)、外波環(huán)，圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)，多個滑片，傳動盤及上、下端蓋，其特征是外波環(huán)、圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)及滑片、內(nèi)波環(huán)從外到內(nèi)同心設(shè)置在同一層次中，其內(nèi)、外波環(huán)的型面曲線都采用環(huán)行正弦波曲線，并都與轉(zhuǎn)環(huán)的圓柱面相切，組合形成內(nèi)、外兩組新月形工作腔，這些新月形工作腔同時被安放在轉(zhuǎn)環(huán)滑片槽內(nèi)、又與內(nèi)、外波環(huán)型面時時貼切的若干滑片所分隔，形成由勻速旋轉(zhuǎn)直接產(chǎn)生內(nèi)、外兩級同時工作的密閉、可變?nèi)莘e的旋轉(zhuǎn)活塞機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，其特征是內(nèi)、外波環(huán)型面曲線的矢徑極坐標方程都為ρ＝R+h(1+COS3α)式中R為曲線的內(nèi)切圓半徑，h為滑片伸出參量，α為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角，其中內(nèi)、外波環(huán)的R內(nèi)，R外的數(shù)值可根據(jù)設(shè)計需要自由選擇，但轉(zhuǎn)角α嚴格同步，即α外≡α內(nèi)，且保證h內(nèi)＝h外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，其特征是圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)的外圓半徑等于外波環(huán)的R外，內(nèi)圓半徑等于內(nèi)波環(huán)的R內(nèi)+2h，故它一定內(nèi)切于外波環(huán)的波環(huán)曲面，外切于內(nèi)波環(huán)的波環(huán)曲面，組合形成內(nèi)、外兩級新月形工作腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，其特征是圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)上部與傳動盤緊固聯(lián)結(jié)，且沿直徑方向開有若干滑片槽；其下部為完整圓環(huán)，同心地嵌入作為下端蓋的圓形底盤上的圓環(huán)形淺槽內(nèi)，且能自由轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，其特征是矩形滑片的長度L等于外、內(nèi)波環(huán)的型面曲線矢徑的差(ρ外-ρ內(nèi)≡R外-R內(nèi))，故無論轉(zhuǎn)環(huán)在任何位置，每個滑片都能和內(nèi)、外波環(huán)型面同時密切貼接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，其特征是作為下端蓋的圓形底盤既與內(nèi)、外波環(huán)型面同心、同相位固定聯(lián)結(jié)，又有容納轉(zhuǎn)環(huán)的圓環(huán)形淺槽，還有連接內(nèi)、外波環(huán)工作介質(zhì)的徑向通道。
專利摘要本實用新型提供一種同心雙波環(huán)多滑片轉(zhuǎn)子機，它是由在同一層次中同心設(shè)置的內(nèi)、外波環(huán)，圓柱形轉(zhuǎn)環(huán)與滑片，以及圓形底盤、傳動盤等部件組成的勻速型旋轉(zhuǎn)活塞機。其內(nèi)、外波環(huán)的型面曲線都采用環(huán)行正弦波曲線，它與轉(zhuǎn)環(huán)的圓柱面時時貼切，組合形成兩組密閉的新月形工作腔，它們同時被隨轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)，而又沿內(nèi)、外波環(huán)型面往復(fù)滑動的若干滑片所分隔，形成兩級同時工作的可變密閉容積。是一種結(jié)構(gòu)簡單、受力合理、布局緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、變化和諧、流量大噪音小的極為優(yōu)秀的新一代波環(huán)滑片轉(zhuǎn)子機機型。它不僅可用作各種無油氣體壓縮機、抽氣機、真空泵，特別是可用作空氣介質(zhì)冷風機、制冷機或熱泵。
文檔編號F04C18/34GK2777246SQ200420058878
公開日2006年5月3日 申請日期2004年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月9日
發(fā)明者徐侃峰, 徐浩冠 申請人:徐侃峰