伸缩式流体压力涡轮的制作方法

1.本实用新型涉及涡轮技术领域，尤其是涉及一种伸缩式流体压力涡轮。


背景技术：

2.涡轮是一种将流动工质的能量转换为机械功的旋转式动力机械，它是航空发动机、燃气轮机和蒸汽轮机的主要部件之一。通常，传统的涡轮由于结构的限制，壳体内的叶片只能实现单向转动。但目前，越来越多的场景下，涡流所处环境的流动工质的势能场会发生改变，为定向势能转换条件设计的涡轮已经不能很好的满足使用条件的改变，导致涡轮利用效率受到限制。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述问题，提供一种伸缩式流体压力涡轮，该伸缩式流体压力涡轮能够适应不同使用条件，具有较高的利用率。
4.一种伸缩式流体压力涡轮，包括：轮壳，所述轮壳开设有空腔、第一开口和第二开口，所述第一开口或所述第二开口用于通入流体工质；转轮，所述转轮安装于所述空腔内且能相对所述轮壳自转，所述转轮与所述轮壳的内壁之间形成流体通道；隔断块，所述隔断块设于所述流体通道中且可与所述转轮滑动抵接，所述隔断块将所述流体通道隔断，且隔断后的所述流体通道的两端分别与所述第一开口和所述第二开口连通；控制轨道，所述控制轨道设于所述空腔中；及轮叶，所述轮叶设有多个，多个所述轮叶沿所述转轮的周向方向间隔设置并活动安装于所述转轮上，且各个所述轮叶分别与所述控制轨道导向配合以使部分所述轮叶可将所述第一开口与所述第二开口隔断，且各个所述轮叶均能在所述控制轨道上沿第一转向或第二转向转动；当所述第一开口通入流体工质时，所述轮叶沿第一转向转动；当所述第二开口通入流体工质时，所述轮叶沿第二转向转动，所述第一转向与所述第二转向相反。
5.在上述的伸缩式流体压力涡轮中，转轮与轮壳的内壁之间形成有流体通道，其内部被隔断块隔开，且第一开口和第二开口分别与隔断后的流体通道的两端连通，如此，可在轮壳内形成单向流动的流体通道。由于各个轮叶沿转轮的周向方向间隔设置并活动安装于转轮上，且各个轮叶分别与控制轨道导向配合以使部分轮叶将第一开口与第二开口隔断，因此，伸缩式流体压力涡轮工作时，流体工质可直接由第一开口或第二开口进入，如此，由轮叶两侧的压差带动转轮自转以实现伸缩式流体压力涡轮正常作业。此外，由于第一开口或第二开口均可用于通入流体工质，且当第一开口通入流体工质时，轮叶沿第一转向转动，当第二开口通入流体工质时，轮叶沿第二转向转动，因此，伸缩式流体压力涡轮可根据所处环境，有选择性地以第一开口或第二开口为通入流体工质的进口，如此，可使伸缩式流体压力涡轮能适应不同使用条件，具有较高的能量利用率和环境适应性。
6.下面进一步对技术方案进行说明：
7.在其中一个实施例中，所述伸缩式流体压力涡轮还包括导向块，所述导向块设于
所述转轮内，所述控制轨道为设置在所述导向块上的导向凹槽，所述转轮的轮面上设有多个穿孔，且多个所述穿孔沿所述转轮的周向方向间隔设置，所述轮叶与所述穿孔一一对应；所述轮叶包括相接的第一端和第二端，各个所述轮叶的第一端均可滑动地安装于所述导向凹槽内，各个所述轮叶的第二端均活动插设于对应的所述穿孔内。
8.在其中一个实施例中，所述导向凹槽包括相连通的第一弧形沟槽和第二弧形沟槽，所述第二弧形沟槽相对所述第一弧形沟槽更靠近所述隔断块、所述第一开口及所述第二开口设置；当所述轮叶在所述第一弧形沟槽内滑动时，所述轮叶的第二端位于所述流体通道内且与所述轮壳的内壁滑动抵接；当所述轮叶在所述第二弧形沟槽内滑动时，所述轮叶的第二端容置于所述穿孔内。
9.在其中一个实施例中，所述控制轨道还包括第一连接沟槽和第二连接沟槽，所述第一弧形沟槽、所述第一连接沟槽、所述第二弧形沟槽以及所述第二连接沟槽依次连通以形成环形凹槽；当所述第一开口通入流体工质且所述轮叶的第一端在所述第一连接沟槽内滑动时，所述轮叶的第二端与所述轮壳的内壁分离并逐渐缩回至所述穿孔内，且当所述轮叶在所述第二连接沟槽内滑动时，所述轮叶的第二端从所述穿孔伸出并逐渐靠近所述轮壳的内壁；当所述第二开口通入流体工质且所述轮叶的第一端在所述第一连接沟槽内滑动时，所述轮叶的第二端从所述穿孔伸出并逐渐靠近所述轮壳的内壁，且所述轮叶的第一端在所述第二连接沟槽内滑动时，所述轮叶的第二端与所述轮壳的内壁分离并逐渐缩回至所述穿孔内。
10.在其中一个实施例中，所述第一连接沟槽的两端分别与所述第一弧形沟槽及所述第二弧形沟槽圆弧过渡，且所述第二连接沟槽的两端分别与所述第一弧形沟槽及所述第二弧形沟槽圆弧过渡。
11.在其中一个实施例中，各个所述轮叶的第一端均设有第一钩体，所述第一钩体可滑动地钩设在所述导向凹槽内。
12.在其中一个实施例中，所述导向凹槽设有两个，且两个所述导向凹槽沿所述转轮的轴向方向分别位于所述导向块的两端，所述轮叶的第一端还设有第二钩体，且沿所述转轮的轴向方向所述第一钩体与所述第二钩体相对且间隔设置，所述第一钩体、所述第一端以及所述第二钩体之间形成用于卡持所述导向块的卡持腔，所述第一钩体可滑动地钩设在其中一所述导向凹槽内，所述第二钩体可滑动地钩设在另一所述导向凹槽内。
13.在其中一个实施例中，所述伸缩式流体压力涡轮还包括定位柱，所述导向块通过所述定位柱安装于所述转轮内。
14.在其中一个实施例中，所述伸缩式流体压力涡轮还包括输出套筒及输出轮，所述输出套筒安装于所述转轮上，且所述输出套筒能够随所述转轮自转，所述输出套筒穿过所述轮壳与所述输出轮连接。
15.在其中一个实施例中，所述输出套筒的外壁设有限位块，所述输出轮上设有连接孔，且所述连接孔的内壁设有限位槽，所述输出轮套设在所述输出套筒外且所述限位块卡设与所述限位槽内。
附图说明
16.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的
示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.此外，附图并不是1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。在附图中：
19.图1为本实用新型一实施例中伸缩式流体压力涡轮的结构示意图；
20.图2为本实用新型一实施例中轮壳内的结构示意图；
21.图3为本实用新型一实施例中伸缩式流体压力涡轮内部结构示意图；
22.图4为本实用新型一实施例中伸缩式流体压力涡轮内部结构另一视角的示意图；
23.图5为本实用新型一实施例中导向块的结构示意图；
24.图6为本实用新型一实施例中轮叶的结构示意图；
25.图7为本实用新型一实施例中轮盖及输出轮的结构示意图。
26.图中各元件标记如下：
27.10、伸缩式流体压力涡轮；110、轮壳；111、第一开口；112、第二开口；113、流体通道；120、转轮；121、穿孔；130、隔断块；140、控制轨道；141、第一弧形沟槽；142、第二弧形沟槽；143、第一连接沟槽；144、第二连接沟槽；150、轮叶；151、第一端；152、第二端；160、导向块；171、第一钩体；172、第二钩体；173、卡持腔；180、定位柱；190、输出套筒；191、限位块；210、输出轮；211、连接孔；2111、限位槽；220、连接罩；221、第一流通腔；222、第二流通腔。
具体实施方式
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
29.请参阅图1至图4，本技术一实施例提供一种伸缩式流体压力涡轮10，包括：轮壳110、转轮120、隔断块130、控制轨道140及轮叶150。轮壳110开设有空腔、第一开口111和第二开口112。第一开口111或第二开口112用于通入流体工质。转轮120安装于空腔内且能相对轮壳110自转。转轮120与轮壳110的内壁之间形成流体通道113。隔断块130设于流体通道113中且可与转轮120滑动抵接。隔断块130将流体通道113隔断，且隔断后的流体通道113的两端分别与第一开口111和第二开口112连通。控制轨道140设于空腔中。轮叶150设有多个，多个轮叶150沿转轮120的周向方向间隔设置并活动安装于转轮120上。且各个轮叶150分别与控制轨道140导向配合以使部分轮叶150可将第一开口111与第二开口112隔断，且各个轮叶150均能在控制轨道140上沿第一转向或第二转向转动。当第一开口111通入流体工质时，轮叶150沿第一转向转动。当第二开口112通入流体工质时，轮叶150沿第二转向转动。第一转向与第二转向相反。
30.在上述的伸缩式流体压力涡轮10中，转轮120与轮壳110的内壁之间形成有流体通
道113，其内部被隔断块130隔开，且第一开口111和第二开口112分别与隔断后的流体通道113的两端连通，如此，可在轮壳110内形成单向流动的流体通道113。由于各个轮叶150沿转轮120的周向方向间隔设置并活动安装于转轮120上，且各个轮叶150分别与控制轨道140导向配合以使部分轮叶150将第一开口111与第二开口112隔断，因此，伸缩式流体压力涡轮10工作时，流体工质可直接由第一开口111或第二开口112进入，如此，由轮叶150两侧的压差带动转轮120自转以实现伸缩式流体压力涡轮10正常作业。此外，由于第一开口111或第二开口112均可用于通入流体工质，且当第一开口111通入流体工质时，轮叶150沿第一转向转动，当第二开口112通入流体工质时，轮叶150沿第二转向转动，因此，伸缩式流体压力涡轮10可根据所处环境，有选择性地以第一开口111或第二开口112为通入流体工质的进口，如此，可使伸缩式流体压力涡轮10能适应不同使用条件，具有较高的能量利用率和环境适应性。
31.需要说明的是，当第一转向为顺时针方向时，第二转向则为逆时针方向。当第一转向为逆时针方向时，第二转向则为顺时针方向。
32.请参阅图1至图4以及图6，在一实施例中，伸缩式流体压力涡轮10还包括导向块160。导向块160设于转轮120内。控制轨道140为设置在导向块160上的导向凹槽。转轮120的轮面上设有多个穿孔121，且多个穿孔121沿转轮120的周向方向间隔设置。轮叶150与穿孔121一一对应。轮叶150包括相接的第一端151和第二端152。各个轮叶150的第一端151均可滑动地安装于导向凹槽内，各个轮叶150的第二端152均活动插设于对应的穿孔121内。如此，当轮叶150转动至隔断块130附近时，轮叶150可回缩至穿孔121内，以避免其与隔断块130抵接从而限制轮叶150带动转轮120转动。
33.进一步地，如图4和图5所示，在一实施例中，导向凹槽包括相连通的第一弧形沟槽141和第二弧形沟槽142。由于轮叶150设有多个且沿转轮120的周向方向间隔设置，因此，当一部分轮叶150处于第一弧形沟槽141内时，则有一部分轮叶150处于第二弧形槽内。
34.进一步地，如图4和图5所示，在一实施例中，第二弧形沟槽142相对第一弧形沟槽141更靠近隔断块130、第一开口111及第二开口112设置。且当轮叶150在第一弧形沟槽141内滑动时，轮叶150的第二端152位于流体通道113内且与轮壳110的内壁滑动抵接。当轮叶150在第二弧形沟槽142内滑动时，轮叶150的第二端152容置于穿孔121内。如此，可避免轮叶150与隔断块130抵接，限制轮叶150带动转轮120自转。
35.具体地，由于处于第一弧形槽内的轮叶150位于流体通道113内且能够与轮壳110的内壁抵接，因此，位于第一弧形槽内的轮叶150能够将第一开口111和第二开口112隔断。当第二开口112作为出口，第一开口111作为入口通入流体工质时，由于在第一弧形槽内且靠近第二开口112的轮叶150两侧存在压差，因此，该轮叶150可带动转轮120沿逆时针方向自转。同样地，当第一开口111作为出口，第二开口112作为入口通入流体工质时，由于在第一弧形槽内且靠近第一开口111的轮叶150两侧存在压差，因此，该轮叶150可带动转轮120沿顺时针方向自转。
36.为了使第一弧形沟槽141与第二弧形沟槽142间能平缓过渡，从而减少对轮叶150的冲击，请参阅图3至图5，在一实施例中，控制轨道140还包括第一连接沟槽143和第二连接沟槽144。第一弧形沟槽141、第一连接沟槽143、第二弧形沟槽142以及第二连接沟槽144依次连通以形成环形凹槽。当第一开口111通入流体工质且轮叶150的第一端151在第一连接
沟槽143内滑动时，轮叶150的第二端152与轮壳110的内壁分离并逐渐缩回至穿孔121内；且轮叶150在第二连接沟槽144内滑动时，轮叶150的第二端152从穿孔121伸出并逐渐靠近轮壳110的内壁。
37.或者，在其他实施例中，当第二开口112通入流体工质且轮叶150的第一端151在第一连接沟槽143内滑动时，轮叶150的第二端152从穿孔121伸出并逐渐靠近轮壳110的内壁；且轮叶150的第一端151在第二连接沟槽144内滑动时，轮叶150的第二端152与轮壳110的内壁分离并逐渐缩回至穿孔121内。
38.为了使各个轮叶150在环形凹槽内滑动时较为平稳，在一实施例中，第一连接沟槽143的两端分别与第一弧形沟槽141及第二弧形沟槽142圆弧过渡。且第二连接沟槽144的两端分别与第一弧形沟槽141及第二弧形沟槽142圆弧过渡。
39.请参阅图3和图6，为确保每一轮叶150均能稳定地在导向凹槽内滑动，在一实施例中，各个轮叶150的第一端151均设有第一钩体171。第一钩体171可滑动地钩设在导向凹槽内。如此，可避免轮叶150在导向凹槽内滑动时出现脱离导向凹槽的情况。
40.进一步地，在一个实施例中，导向凹槽设有两个，且两个导向凹槽沿转轮120的轴向方向分别位于导向块160的两端。如图3和图6所示，轮叶150的第一端151还设有第二钩体172，且沿转轮120的轴向方向第一钩体171与第二钩体172相对且间隔设置。第一钩体171、第一端151以及第二钩体172之间形成用于卡持导向块160的卡持腔173。其中，第一钩体171可滑动地钩设在其中一导向凹槽内，第二钩体172可滑动地钩设在另一导向凹槽内。如此，可进一步提高轮叶150在转动过程中的稳定性。
41.在一实施例中，如图1至图3所示，伸缩式流体压力涡轮10还包括定位柱180。导向块160通过定位柱180安装于转轮120内。
42.在本实施例中，如图1至图3所示，伸缩式流体压力涡轮10还包括输出套筒190及输出轮210。输出套筒190安装于转轮120上，且输出套筒190能够随转轮120自转。输出套筒190穿过轮壳110与输出轮210连接。
43.具体地，如图1和图7所示，输出轮210上设有连接孔211，输出轮210套设在输出套筒190外。
44.进一步地，在本实施例中，输出套筒190的外壁设有限位块191。连接孔211的内壁设有限位槽2111。限位块191输出轮210套设在输出套筒190外且限位块191卡设与限位槽2111内。如此，可避免输出轮210相对输出套筒190转动，使得输出轮210能与输出套筒190及转轮120同步转动。
45.在本实施例中，输出轮210的轮面设有轮齿。如此，以便于输出轮210与其他轮轴传动配合。
46.如图1所示，在一实施例中，伸缩式流体压力涡轮10还包括连接罩220。连接罩220内设有相互隔断的第一流通腔221和第二流通腔222。连接罩220与轮壳110连接，且第一流通腔221与第一开口111连通，第二流通腔222与第二开口112连通。如此，可通过连接罩220将伸缩式流体压力涡轮10与流体工质输出装置连接。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
51.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。