正反转可调的转动装置及发动机、流体马达、压缩机和泵的制作方法_2

文档序号:9683829阅读:来源:国知局
凹槽,两容放凹槽沿轴向延伸、并朝向内侧敞开,两者的纵剖面呈“八”字型,顶部隔开预设距离;主轴200及偏心转子组件300,其中,主轴由前/后密封端盖可转动地支撑,其中心轴线与圆筒形内腔的中心轴线重合,偏心转子组件套设于主轴位于圆筒形内腔的部分,并沿圆筒形内腔的内圆筒面滚动,圆筒形内腔的内圆筒面与偏心转子的外圆柱面之间形成轴向延伸的月牙形密封工作空间;隔离组件400,包括左旋阀机构410和右旋阀机构420,其中,每一旋阀机构包括:旋阀片411,配装于所述两容放凹槽中的一个,与容放凹槽的形状相匹配,其顶部由容放凹槽的内侧顶部可转动地支撑,当该旋阀片411完全位于容放凹槽内时,其将该容放凹槽所在位置的流体进口或流体出口封住;复位件412,压设于旋阀片411的上方,用于在偏心转子组件于圆筒形内腔滚动过程中,使旋阀片始终密封搭于偏心转子组件300的上方。
[0047]本实施例中,通过对称设计的双旋阀片进排气结构,只要用手动、电动或机械方式,简单变换进排气方向,就可以实现转动装置的正向和反向旋转,从而极大的扩展了转动装置的应用范围。
[0048]以下分别对本实施例转动装置的各个组成部分进行详细说明。
[0049]本实施例中的缸体100、前/后密封端盖、主轴200、偏心转子组件300已经在本申请的申请人的前期若干个专利申请(申请号:201310127518.7 ;201310030773.Χ等)中进行了详细说明,此处不再对其进行重复说明。
[0050]图4为图3所示正反转可调转动装置中容放凹槽与隔离组件部分的放大图。如图3和图4所示,两容放凹槽的其中之一与流体进口相连通,其中另一与流体出口相连通。对于不同的流体机械-流体马达、压缩机、泵和发动机,而言,该流体进口和流体出口分别对应不同的口,这些将在下文中进行详细阐述。
[0051]两容放凹槽沿缸体100的轴向延伸,两者的纵剖面呈“八”字型。第一容放凹槽和第二容放凹槽左右对称设置,两者顶部的内侧隔开预设距离。容放凹槽的深度、长度等参数与旋阀片的厚度、长度等参数有关。在旋阀片被压入容放凹槽内后,缸体的内圆筒面保持完整,偏心转子组件可以顺利通过内圆筒面的这一部分。
[0052]需要说明的是,该两容放凹槽的位置与气缸头(包含流体进口和流体出口的部件)的位置相关,本实施例中,气缸头位于缸体的顶部,因此,该容放凹槽也设置于缸体内侧的上部。而在本发明中,气缸头可以设置于缸体圆周内侧的任意位置,因此容放凹槽也应当设置于气缸头在缸体内侧的相应位置,其整体上呈现以缸体中心轴线为轴旋转一定角度的“八”字型,而不局限于图3和图4所示的正“八”字型。
[0053]本实施例中,隔离组件400,包括左旋阀机构410和右旋阀机构420。其中,左旋阀机构410包括:左旋阀片411和相应复位件412 ;右旋阀机构420包括:右旋阀片421和相应复位件422。
[0054]由于左旋阀机构410和右旋阀机构420为相同的旋阀机构,其构造和安装方式均相同。因此下文中以左旋阀机构为例进行说明。
[0055]在左旋阀机构410中,旋阀片配装于容放凹槽内,并由容放凹槽顶部内侧可转动地支撑,在相应复位件的作用下,该旋阀片始终密封压设于偏心转子组件的上方。左旋阀机构410和右旋阀机构420的旋阀片共同将月牙形密封工作空间分隔为两相互独立的工作空间。
[0056]请参照图4,容放凹槽的顶部设置具有圆弧缺口的滑动圆柱孔。该旋阀片包括:连接部411a,为一支撑圆柱,其插入容放凹槽顶部的滑动圆柱孔内,由该滑动圆柱孔包覆制约定位;旋阀片本体411b,位于容放凹槽内,以连接部411a为轴,在圆弧缺口和容放凹槽所限定的角度范围内摆动。
[0057]连接部411a的高度应比缸体高度Η稍矮,单边间隙在0.01mm左右为佳,运动灵活且无泄漏,且连接部411a与滑动圆柱孔的配合面应采取润滑措施,如加润滑剂,或者连接部411a的表面镀聚四氟乙烯(PTFE)。聚四氟乙烯(PTFE)在塑料中它有最佳的老化寿命,同时是固体材料中摩擦系数最低的材料。
[0058]在本发明的其他优选实施例中,还可以采用另外一种形式的旋阀片。该旋阀片包括:旋阀片芯轴,其固定于容放凹槽顶部的两端,与主轴轴向中心线平行设置;旋阀片本体,配装于容放凹槽内,其顶部由旋阀片芯轴可转动地支撑,以旋阀片芯轴为轴,在容放凹槽所限定的角度范围内摆动。
[0059]与采用芯轴结构的旋阀片相比,本实施例滚动圆柱式旋阀片无需在缸盖开设芯轴定位孔,从而改善了加工容易度。此外,还具有装配简单,精度提高和成本降低等优点。
[0060]为了避免旋阀片漏气,导致进气口(或出气口)与缸体内部相连通,旋阀片需要与容放凹槽紧密配合。而如果不采取任何措施的话,该紧密配合会导致旋阀片在进/出容放凹槽的过程中,与容放凹槽的顶部产生严重的摩擦,一方面影响了效率,另一方面给整台转动装置的可靠性埋下隐患。
[0061]本实施例中,如图4所示,在相互摩擦的旋阀片末端部位和容放凹槽末端部位制备耐磨材料层411c。该耐磨材料层411c的材料可以为氟橡胶、PEEK(聚醚醚酮)、青铜等材料。该耐磨材料层可以显著降低旋阀片与容放凹槽之间的摩擦,提高效率和可靠性,并且实现成本较低。
[0062]然而,在高速运转的转动装置中,单纯制备耐磨材料层将不能满足需要。在本发明的另一个优选实施例中,如图5所示,在相互摩擦的旋阀片末端部位和容放凹槽末端部位设置减磨密封件411c'。该减磨密封件411c'呈圆柱形,其材料同样为氟橡胶、PEEK(聚醚醚酮)、青铜材料,其通过芯轴安装于容放凹槽与旋阀片末端密封啮合的部位,适用于转动装置高速运行的场景,其减磨密封效果强于本实施例中的减磨密封层,但其实现成本较高,并且对安装精度的要求也较高。
[0063]以上介绍的是旋阀片与容放凹槽之间摩擦的处理方式。除此之外,由于旋阀片始终压于偏心转子组件的上方,而偏心转子组件处于不断的旋转运动中,旋阀片和偏心转子组件之间存在相对运动,因此,有必要对旋阀片进行减磨密封处理。
[0064]本实施例中,在旋阀片本体末端开设具有开口的滑动圆柱孔。旋阀片包括:密封滚柱411d,其可转动地包覆制约定位于旋阀片本体末端的滑动圆柱孔内。旋阀片压于偏心转子组件的上表面,其实是密封滚柱压于偏心转子组件的表面,且可以在偏心转子组件的表面滚动,从而以滚动代替滑动,减小旋阀片和偏心转子组件的磨损。
[0065]本发明中,还可以采用其他的方式来减小旋阀片和偏心转子组件的摩擦,以下再给出两种典型的实现方式。
[0066]在本发明的另一个优选实施例中,旋阀片整体上采用减磨材料制成,或者是在其表面镀减磨材料。该减磨材料可以为SiN陶瓷,聚四氟乙烯、青铜合金等。在实际运行中,旋阀片头部和滚动活塞轮的接触面不但会自然跑合密封,而且可自动随旋阀片的摆动幅度变大,摩擦损耗量得到补偿。
[0067]在本发明的再一个优选实施例中,在旋阀片本体末端开设具有开口的滑动圆柱孔。如图6所示,旋阀片411还包括:摆动密封滑头411e。该摆动密封滑头411e的头部呈圆柱形,可摆动地包覆制约定位于旋阀片本体端部的滑动圆柱孔内。摆动密封滑头411e与偏心转子组件300的接触面为贴紧偏心转子组件滑动的密封圆弧面。
[0068]由于摆动密封滑头411e底面和偏心转子组件300外圆柱面的表面之间的相对运动速度较大,因此,摆动密封滑头的减磨设计,必须严格按照磨擦学(Tribology)的减磨要求,选定适当的润滑方法,参考相近功能要求的轴瓦形式进行。摆动密封滑头41 le在材料上可选用适当的金属材料如锡青铜、鈹青铜、锡磷青铜等,也可用纤维强化热硬化聚酚醛、聚四氟乙烯等工程塑料。优选地,在摆动密封滑头411底面和行星活塞滚轮外圆柱面的表面镀上一层聚四氟乙烯塑料,可以减少磨擦。
[0069]在摆动密封滑头411e的圆弧面状底面上开有浅浅的流体静压轴承压力腔411e/,其深度介于0.1mm至2mm之间。在该转子式压缩机运行的过程中,流体静压轴承压力腔411e'中分布的气液流体起到类似润滑油的作用,从而极大地减小了摆动密封滑头411e/和偏心转子组件300外圆柱面之间的摩擦。
[0070]此外,如图6所示,在旋阀片密封滑头411的头部设置压缩气液通路411e",该压缩气液通路411e"可以保证即使在旋阀片即将进入容放凹槽内的瞬间,流体仍然可以通过其顺利进入圆筒形内腔。
[0071]图7A和图7B为图6所示旋阀片分别在压入状态和伸出状态的示意图。请参照图6及图7、图7B,图7A所示为滚动活塞轮旋转到缸体最高位时的情况。此时,旋阀片本体和镶在旋阀片本体头部的摆动密封滑头411e—起缩回了缸体凹槽内。图7B所示为滚动活塞轮滚轮旋转到缸体最低位时的情况,此时旋阀片本体和镶在旋阀片头部的摆动密封滑头411e在阀片复位销钉的推力下,从缸体凹槽内沿逆时针方向旋出,摆动密封滑头411e始终压在行星活塞滚轮外圆柱面上。这种摆动密封滑头底面和行星活塞滚轮外圆柱面的圆弧面状密封效果较好。并且,由于有较大的密封面积,可以最大限度的分散载荷压力。
[0072]对于该左旋阀片和右旋阀片中的任一个而言,其始终受到相应复位件朝向偏心转子组件的压力,在该压力的作用下,旋阀片始终处于压设于偏心转子组件外圆柱面的状态下。然而,在输入流体压力或主轴旋转的作用下,旋阀片具有两种状态,压入状态和打开状态:
[0073](1)在压入状态下,旋阀片被压入相应的容放凹槽内;
[0074](2)在打开状态下,旋阀片从容放凹槽内旋出,压于偏心转子组件的外圆柱面。
[007
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1