专利名称:单面啮合旋转活塞机械的制作方法
发明所属技术领域：
:本发明属于通用回转式机械，可用于设计、制造以气体或气、液混合物为工质的压缩机和膨胀机，还可用于研制新型内燃发动机。
对发明的理解、检索、审查有关的现有技术及有关文件1、“回转式压缩机”教科书 西安交通大学邓定国、束鹏程主编机械工业出版社82年2月出版2、“旋转活塞发动机” 中国科学院编3、“压缩机技术”杂志 沈阳气体压缩机研究所编辑出版发明的目的在于研究出一种在动作原理和主要结构方面的新颖的、有实际价值的回转式机械。务求这种新回转机械在性能指标、结构组成、制造工艺、材料要求、运转稳定、操作维护、总的成本等各方面与现有各种回转机械比较，从综合性看更为优越，并可立即用于设计压缩机及膨胀机，也可用于研制内燃发动机。
发明详细内容1、动作原理概述(以压缩过程为主)本发明构思，如图1、2所示二根平行且相向转动的转子，其一为主动转子15，直接与原动机相联，其中带有三只扇形活塞5，各活塞二端配有二只带缺口的圆形板14与活塞固定连接，一起转动。另一转子8为从动转子，其中有三只带缺口的圆柱形轮子，这三只轮子刚好位于主动转子上各活塞两端圆板之间。当原动机驱动主动转子时，主动转子通过置于二转子主轴3、4轴端的二个参数相同的同步齿轮10带动从动转子一起旋转。从动轮半径和活塞外圆柱面半径均为R，与活塞一体的套筒半径为r，活塞长度由气量、转速等决定。二转子中心距等于R与r之和。二转子以同样转速相向转动。当活塞转至其外圆E点与机壳上L点重合时即与从动轮相遇，从此开始，从动轮上通过P点的直线段就与活塞曲面EN啮合，直至P点与N点重合为止。在啮合过程中通过P点的直线段沿EN曲面滑动，啮合点为K(如图7所示)。同时过P点的直线段又绕从动转子轴心线匀速旋转。此直线段即为EN曲面的母线。EN代表的啮合曲面为平行于二转子轴线的柱面。这一柱面与垂直于轴线的平面之交线为柱面型线，这一型线为P点在运转中与活塞相对移动时在活塞上走出的轨迹。根据几何关系和运动关系即可推导出EN柱面的型线方程。
由活塞啮合柱面、上下机壳、活塞套筒、活塞二端圆板、从动轮6的外圆柱面等共同组成压气室。吸入的气体(或气、液混合物)经过滤后进入机壳吸气腔，绕过从动转子由下机壳中间凹槽进入右侧吸气室，随着活塞逆时针旋转，不断被吸入气室。当活塞外圆E点转至下机壳G点位置时压气室即被封闭，于是开始压缩气体，接着活塞转到一予定位置时，活塞二端圆板上的弧形缺口HMNE与二侧固定于机壳的隔板19内的排气道相通(图3、图4)，就开始排气。同时气体达到一予定之内压缩比(一般先由进、排气压力确定内压缩比后，再确定圆板缺口和隔板排气道的位置、形状和大小)，活塞继续旋转，继续排气，当活塞外圆之E点到达上机壳L点时即开始与从动轮上P点啮合，直到P点与活塞上N点重合为止。(此时P、N二点都同时到达二转子中心连线上之J点位置)排气结束。
在压缩气体的同时活塞的另一面FI平面扫过的空间，就不断吸入新的气体或气、液混合物。
在开始压缩气体的位置即下机壳上G点附近，开有一个小孔为喷液孔，在整个吸气或压气过程中，由此孔不断喷入油或水等液体，以便冷却被压缩介质，同时还对压气室周围各间隙起到密封作用，以减少气体泄漏。
由于本项发明结构中的主动和从动转子之间是通过同步齿轮传动的，这样二者之间就不存在直接传动关系，故相应各零件间可以完全不接触，也就不需要润滑。所以这里喷入的液体不起润滑作用。喷水时必须解决机内各零件表面的防锈蚀问题。
传动顺序先由原动机驱动主动轴，再由主动轴带动旋转活塞旋转，以便压缩并吸入工作介质，与此同时主动轴通过同步齿轮带动从动转子一起旋转。
2、结构特点及受力分析本发明的结构主要是在上、下机壳1、2内放置二根相互平行的转子。其中直接与原动机相连的为主动转子15，它通过二只同步齿轮10带动从动转子8与其一起以同样转速相向旋转。二转子二端均配置有滚动轴承7、9、12、16支持其旋转。
主动转子上装有三只活塞及紧固螺母，三只活塞相互间的相位差均为120度。活塞为整体制造，也可拼接。
从动转子上装有三只带直通缺口的圆柱形轮子6，缺口尖角为P点，通过P点的直线段与其轴线平行。在运转中此直线段与活塞柱面啮合。缺口内其余各线、面，在运转中都不再需要与活塞接触。于是活塞在缺口中移动时除了搅拌气体外不具有压气或吸气的作用，还表明活塞的另一面FI不需要与从动轮啮合，可以做成平面，这样就使从动轮缺口内二侧面受的压力均与吸气压力相等而相互抵消(这里忽略搅拌气体产生的压差和液体撞击力)。因此缺口内各面受力总和之切向分量为零，不产生力矩。同时从动轮面向压气室的表面始终是外圆柱面，则压气室内气体对从动轮的压力就只有径向力而无切向力，因此也不会产生切向力矩。总结上述二点可以认定从动轮在运转中不承受切向力矩，即从动轮不传递转矩。这样主动转子通过同步齿轮驱动从动转子时仅仅只需要克服气体介质给从动转子的径向力与自身重力之和在二端轴承上产生的摩擦阻力矩以及从动轮搅拌气体时的阻力矩之和就可以了。据估计这个阻力矩之和远远小于活塞压缩介质所需的气动转矩，仅为其值的1～2%以下。这个很小的阻力矩也是二只同步齿轮传递的力矩。这一点对设计齿轮很有好处，强度要求低、机械损失小、磨损少、寿命长。
由于从动转子完全处于吸入气体的包围之中，则周围气压均衡，加上同步齿轮做成直齿轮，故整个从动转子所受的轴向力之和为零，二端轴承不受轴向推力。
主动转子上每只活塞在压气过程中，其前后压差产生切向力，构成压气转矩。这个转矩消耗的功即气体压缩功占本机耗功的绝大部份。而活塞二端圆板14同时承受着来自固定隔板排气通道内排气压力(即机器背压)，由于二端排气道的位置、形状和大小完全相同，故对活塞二端的气压也始终完全相等(假定二端圆板与隔板间隙相等)。无论转子上有几只活塞情况也都如此，所以主动转子所受的轴向力的总和也都为零。运转中总是处于轴向平衡状态，二端轴承也不受轴向推力。
主动转子所受的径向力与从动转子类似，即面临压气室的那部份表面承受的气体压力只会产生径向力。随着活塞旋转，压气室缩小，气压升高，受的径向力增大，每转一周压力脉动一次。为了避免原动机、同步齿轮和轴承承受的力与转矩太集中，根据实际情况可将活塞和相应的从动轮分成同样大小的几段(如2、3、4段)并使其沿圆周均布，这样可使转矩峰值分散开，出现于不同时刻，使原动机、轴承和齿轮的负荷均衡分布，使它们工作状况改善，寿命延长，也可减少排气压力波动。
由于活塞啮合曲面，沿轴向完全相同，为一柱面，则不存在空间螺旋变化。这样不仅测量方便、制造工艺简单，装配时也便于修配，利用这一优点和从动轮不传递力矩的特性，可以将从动轮与轴之间做成无键连接，只需螺母压紧即可。装配时就可任意调整从动轮的周向位置，以便从动轮上通过P点的直线段与活塞啮合柱面EN紧密贴合，达到良好的气密性。即使同步齿轮的传动精度差一些，也没关系，可打开机壳端盖11，先确定二只同步齿轮啮合的相对位置，作好印记，使主动齿轮上各个齿都永远与从动齿轮上相应确定的轮齿啮合，即使制造精度较差，但在每一圈转动中都严格地重复前一次转动中的啮合轨迹。从而使各个从动轮与相应活塞在每次传动中都按同样的啮合轨迹进行。因此当一旦调整好从动轮周向位置使其与活塞紧密贴合，就可保证二者在运转中一直啮合紧密，气密性好。如果由于齿轮传动精度差，不能使从动轮与活塞在整个啮合过程中始终都接触均匀，啮合紧密，则可进一步修刮活塞啮合柱面达到这一要求，使整个啮合过程中二者各处都有良好的气密性，对从动轮与活塞实行单个配合，取消互换性，因为二者都不会进一步磨损，不是易损件，不需更换，故可单配。
通过以上措施说明由于从动轮是无键连接及活塞啮合面是柱面，这二大优点就允许本机构中的二只同步齿轮精度要求不高，照样可实现从动轮与活塞始终接触均匀，啮合气密性好，又由于同步齿轮传动的力矩很小，故对其强度要求不高则可采用一般碳钢，按一般精度制造二只同步齿轮。
从动轮可采用一般铸铁或碳钢制造，活塞在低压工况下也可采用铸铁、球铁或碳钢制造。
与原动机联接的主动轴外伸段和机壳之间采用普通密封装置17就可达到密封目的。
由于不受轴向推力，使各个轴承的受力状况简单，轴承设计、选择也方便了。
3、吸气和排气通道吸气过程顺序如下(1)气体过滤器(2)进气控制阀(3)上机壳进气口(4)机内吸气腔(5)绕过从动转子(6)下机壳中间凹槽(7)活塞后吸气室排气通道当活塞二端圆板排气缺口转到予定位置(可保证所需的内压比)与上机壳隔板19上的排气道相通时，即开始排气，直至活塞转到水平位置，啮合点K移至N点时为止，圆板缺口一直与隔板上排气道相通如图4、6、7所示。在这期间，排气过程一直都在进行，直到K与N重合，压气室缩小至零，排气结束。排出的气体由各个排气道进入上机壳排气室汇总后一起进入机后管网。隔板排气道与上机壳之间用O型密封圈20来密封排出气体使其不致泄漏出去。
4、运转中活塞二端圆板缺口的密封结构及余隙容积如图5、6、7所示，运转中当活塞与从动轮啮合时，由于从动轮处于活塞二端圆板之间，故不能封闭圆板上的排气缺口。因此被压缩介质就会由缺口经从动轮二侧空间流入吸气腔，必须采取措施在运转中封闭圆板缺口，按照从动轮与活塞的啮合原理，设计一种X型板21，其外圆半径为R，内圆半径为r，二侧型面均与活塞上啮合柱面EN相同。X板厚度与圆板14的厚度相等。如图6、7、8所示，X板二侧面之外夹角与圆板缺口二侧型面之内夹角相等，均为θ。圆板缺口二侧型面MH和EN均为与活塞啮合曲面相同的柱面。运转中先是圆板缺口尖角Q点与X板下方柱面啮合(如图6)，啮合线构成密封线。X板上方柱面与从动轮啮合柱面重合，其外圆尖角与P点重合，而圆板缺口上曲面正好与活塞啮合柱面EN重合。这样在从动轮与活塞啮合时从动轮二侧X板也与活塞二端圆板缺口啮合，从而把圆板缺口中的气体始终完全封闭在压气室中不得向外流出;与此同时X板和圆板外侧是固定隔板，它们之间的间隙可调至几十微米而达到足够的气密性。
当X板下曲面转至二转子中心连线位置时圆板缺口的下曲面也同时转至这一位置，二者合拢形成一个封闭空间，(如图7所示)，在这空间内的被压缩过的气体再也不能通过缺口进入二侧排气道了。随着进一步转动，这个空间就向左侧吸气腔开放(如图8所示)，这部份气体全部进入吸气腔，再重新被吸入压气室，重新压缩。这部份气体就成了余隙气体。上述由上、下二个柱面封闭的空间就成了余隙容积，这个容积随机器的具体设计参数不同而变化，据估算这个余隙容积内的被压气体再膨胀至吸气状态时所占的空间容积一般占整个吸气容积的百分之几。
如图8所示，由于不需要起密封作用，于是从动轮的啮合柱面(包括X板与之重合的柱面在内)和圆板缺口的下柱面等就不需要做得很准确，只要做得比标准型面更凹进一些，保证运转中不发生接触，擦伤就可以了，这样就可明显降低这些柱面的制造精度。
5、各间隙的构成特点及调整围绕着压气室及排气道存在着相互转动的各零件间的间隙。对这些间隙大小的控制将决定运转各零件间是否碰擦、咬伤或气体泄漏量的大小，即压气室容积效率。
由于主动转子和从动转子是靠同步齿轮来传动的，所以二者所有的零件之间不存在传力的问题-即在运转中可以完全不接触，包括活塞与从动轮的啮合过程在内，在啮合点K处也可以存在间隙。这样就使所有运转的另件(不包括齿轮、轴承)因不传力而不存在相互摩擦磨损，从而各间隙也都不会扩大，也不需要润滑，这一点将使本机比其它回转式机械更优越。
围绕着压气室的间隙有(1)二转子轴心线上点J处，二转子外圆柱面之间。(2)活塞外圆柱面与机壳内孔圆柱面之间。(3)活塞二端圆板外侧平面与固定隔板二侧平面之间。(4)活塞二端圆板外圆柱面与机壳内孔圆柱面之间。(5)活塞与从动轮啮合时啮合点K处二零件间(包括X板与圆板缺口相应的啮合点间隙)。(6)圆板缺口下夹角Q点与X型板下方啮合柱面之间。(7)从动轮外圆柱面和机壳左边内孔右上方一小段圆柱面之间。(8)从动轮二侧平面与活塞二端圆板内侧平面之间。(9)X型板外侧平面与固定隔板之间。(10)X型板外圆柱面与圆板缺口内圆柱面之间。
上述10项间隙中，(5)(6)等2项属线与面之间的间隙，(6)、(10)二项都很短。(5)项也存在于一圈的几分一范围，且与(2)不同时存在。在(5)(6)二项中可将具有尖角的零件用较软的材质做。在装配时可将间隙值调整至零，待初运转时让其相互摩擦、刮削、自然跑合，获得理想间隙值并且不会扩大，其余几项属平面与平面或圆柱面与圆柱面之间的间隙，都是容易测量、容易调整的。因此在装配和初试运转中考虑温度变形、振动、轴承间隙受力变形等影响，经过几次不同选择试验后，定能选择出较理想的间隙值，这样既可达到良好的密封效果，又可避免各零件间碰擦、咬伤。
6、内压比及吸气量之调节内压缩比的调节可通过更换上半隔板19及活塞二端圆板来实现同一台机器的内压比的调节。配置多个具有不同型式、大小的排气道隔板及缺口大小不同的圆板，根据不同需要的进、排气压力确定不同的内压缩比，再选择不同的排气隔板和圆板组合就能实现同一台机器具有不同的固定进、排气压力，适应不同进、排气压力，均可将排气能耗限于正常范围，达到较理想的排气过程。
吸气量的调节，同一台机器可通过更换固定于下机壳的隔板实现不同的吸气容积，达到固定气量的变更。根据气量调节的需要，可在下隔板开出条形大孔(如图3、序号18)，当活塞E点与机壳G点重合以后，进一步旋转压气时，压气室内的部份气体就会由活塞前的圆板缺口跑入下隔板条形大孔，返流入吸气腔，达到减少吸气量的目的，这样在其它零件都不变动的情况下仅仅更换下隔板就能达到调节固定吸、排气量的目的。
在同一固定排气量的前提下，通过进气控制阀由节流调节可实现气量由0至100%的调节。
前述对于压缩比和气量的调节方式对本机种的系列化设计与生产是很有利的。
7、本发明构思用于作回收动力及制取冷量的气体或气、液混合物的膨胀机时其动作过程正好与第1节所述之压缩过程相反，但一般不需喷入液体。原来的进气口作进气口，排气口作进气口。在膨胀过程中一般温差较大，尤其在作低温膨胀、制取冷量时，必须注意装配时的常温与工作时的低温之差引起的材料热变形对间隙的影响。用于高温环境作动力回收时也应注意此问题。在低温时还应注意材料的低温强度。另外还需考虑机壳与外界及机壳内各另件的跑冷损失，增加隔热措施以避免冷量过多损耗。
8、本发明用于研制内燃发动机时(如图9、10所示)需用二个活塞，一个用于吸入空气并压缩油、气混合物，另一个用于燃烧、膨胀室输出膨胀功并排出废气，二个共同完成四个冲程动作。二个工作腔之间由中间隔板的气道沟通。二个活塞串联在同一根轴上，转向相同。一个在上半机壳逐步排气，结束压缩;另一个在隔壁下半机壳逐步进入油气，开始点火、燃烧、膨胀，还可以任意扩大压气室的容积，使大量空气被压缩后进入燃烧室，可明显增大发动机的功率，部份起到增压器作用。
二个活塞的啮合曲面的位置正好相反，一个迎着转向压缩气体，一个背着转向承受膨胀气体的压力，对外作功(图9)。从而带动整个转子逆时针旋转。又如图10所示，左面活塞压缩过的油、气经过中间隔板的气道进入右面的燃烧室。设计时应控制油、气的压缩比，防止温升过高，发生予燃。
与现有技术相比本发明具有的优点1、本发明机构具有一般回转式机械的共同优点(与往复式机械比较)结构简单、紧凑，零部件少，体积小，重量轻，操作方便，运转周期长，振动小，不需要专门基础。
2、和双螺杆机械比较主要零件型线简单、容易制造、测量方便、精度容易控制、成本低、轴向力可完全平衡，轴承工作条件好，同步齿轮传动力矩小、强度要较低、机械损失小、传动精度要求不高、制造容易、材料要求一般，对主要零件不需要润滑。
3、和单螺杆机械比较主要零件型线简单、容易测量、容易制造、成本低，没有易损件，运转周期长，主要零件不需要油润滑，可实现喷水冷却或无润滑运转。
4、和滑片式机械比较没有易损件，机械损失小，运转周期长，容易实现无油润滑或无润滑。
总之与上述各种机械比较其综合性能更好，除用于以空气等常用介质为工质的场合外，也很适宜用在以天然气、石油气、其它多组分气体、干净气体和各种气、液二相混合物作工质的特殊场合。
5、本发明用于作膨胀机时比现有的活塞膨胀机结构简单，制造方便，重量轻，体积小，运转稳定并适用于气、液二相介质;与现有透平式膨胀机比较可免除高转速带来的一切麻烦，尤其在小气量时更为明显，制造简单，操作方便，运转更稳定，更适用于气、液二相介质。
6、本发明用于研制内燃发动机时与现有活塞式比较结构简单，制造方便，运转平稳，周期长，振动小，重量轻;与现有三角旋转活塞式比较结构简单，制造容易，成本低，也没有易损件，运转周期长。
附图及说明图1、动作原理及结构主视图图2、总体结构俯视图图3、固定隔板剖视图图4、排气道剖视图图5、活塞二端圆板及X型板剖视图图6、X型板封闭圆板缺口图图7、余隙容积图图8、X型板啮合图图9、内燃机燃烧膨胀及排气剖视图图10、内燃机中间气道剖视图图中序号说明1、上机壳 2、下机壳 3、从动轴4、主动轴 5、活塞 6、从动轮7、轴承 8、从动转子 9、轴承10、同步齿轮 11、机壳端盖 12、轴承13、下隔板 14、活塞二端圆板 15、主动转子16、轴承 17、密封 18、开孔下隔板19、上隔板 20、O型密封圈 21、X型板实现本发明的最好方式从对本发明的动作原理和结构考虑的成熟性、制造的难易程度、市场销售前景和经济效益等方面来看，本发明用于设计、制造低压、中小气量的喷油冷却气体压缩机为最好。本发明说明书中介绍的结构及作图尺寸比例都是依照低压压气机来考虑的，无需花费太多时间或另作补充课题试验，就可照此设计、制造出样机，达到投资少，见效快的目的。
权利要求
1.本发明属于回转式机械，是关于新型机械的动作原理和结构的构思，还包括部份构件的设计与制造、装配措施。本发明可用于设计、制造压缩机、膨胀机及研制内燃发动机等。现有各种回转式机械尽管比往复式机械简单、紧凑、体积小、重量轻、振动小、运转稳定、操作维护方便，但各自都存在一些明显的弱点。如(1)型线复杂、制造难度大、误差难控制、成本高。(2)存在易磨损件、泄漏大、功耗大。(3)一般都必须向机壳内喷油以达到润滑、冷却、密封等作用但污染介质、增加油耗。在许多不能接触油的场合就不能使用。本发明的技术特征(以压缩过程为主)是机壳内有二根相互平行的转子，一为从动转子，另一为主动转子，这上面有截面形状为扇形的柱状活塞，二端由圆形平板封闭，外圆由机壳的圆柱形内孔包围。这一内孔与机壳内另一大小相近的圆柱形孔相通，交接处由在后一孔内旋转的从动轮封闭。扇形活塞在由上述各部件构成的环形空间绕主动转子轴线旋转。顺转向看活塞前的那段环形空间为压气室，活塞后面的那段为吸气室。活塞转至某予定位置时开始封闭气室，压缩气体介质，随着旋转，气室容积不断缩小，气体压力不断升高。转到另一位置时气体由活塞二端圆板缺口开始流入机壳上的固定隔板之排气通道而后被输出机外。活塞进一步转至与从动轮交接处即与从动轮上缺口尖角处的直线段啮合，于是在活塞上形成的啮合曲面为一平行于轴线的柱面。当尖角与啮合柱面的啮合过程结束时压气室的容积就缩小到零、至此排气也告结束。从压缩(或膨胀)过程的需要出发，应使活塞除与从动轮尖角啮合外，不与从动轮缺口内任何部份接触。活塞背面不需要啮合，作成平面即可，则活塞在运转中只需单面啮合，其啮合面存在于面向压气室的那一面，这一啮合柱面由于没有空间螺旋变化则既便于测量又变于制造和修配。从动轮面向压气室的表面只有外圆柱面，从而只从压气室的气体那里承受径向压力，不受切向力和压气转矩，只受气体搅动阻力矩，但其值很小。另外通过设计可使各部件轴向受力对称分布。这样就完全可使主动转子和从动转子所受的轴向力的合力均为零。从而不必为二转子设置专门的防轴向窜动装置及止推轴承。由于轴承只受径向负荷，故工作条件较好，便于设计时选择轴承。由于压气室完全在右边机壳内，则围绕从动转子的左边机壳可以利用来作吸气腔，并通过机壳底部中间凹槽与吸气室相通。主动转子通过置于二转子轴端的参数相同的二个同步齿轮来驱动从动转子与其一起相向旋转、运转中除同步齿轮外，二转子上所有另件都可互不接触，则各零件间都不存在摩擦磨损，因此各零件间的间隙也都不会扩大。这样各零件间不需要加入润滑剂(齿轮、轴承除外)而喷入气室的液体也只起到冷却、密封等作用，则可用喷水代替喷油既可免除油对介质的污染，又可进一步降低冷却温度。使压气功耗更少。即使喷油冷却也因不必担心温度过低，气体中水分析出影响油的润滑性，从而可将油温降得更低而使减少的功耗更多。为使原动机、齿轮和轴承所承受的负荷均匀，可将活塞、从动轮及相应的气室设计成相同的几段，并使各段沿周向分布都相差一个同样的相位角。本发明机械适用于喷油、喷水冷却或无任何润滑、冷却液时压缩气体，也适宜于压缩(1)石油气、天然气和其它多组份有机混合气体。(2)不宜污染的干净流体介质。(3)各种介质的气、液二相混合物。本发明适用于设计、制造以气体或气液二相混合物工质的膨胀机，达到回收动力和制取冷量的目的。在设计膨胀机时其结构与压缩机基本相同，而动作原理和过程刚好相反，吸气腔变排气腔，排气道变进气道，二转子反向旋转。另外还需考虑高、低温对材料性能和密封间隙等的影响，还要采取保温措施防止跑“冷”或跑“热”损失。本发明还可用于研制新型内燃发动机。其特征是(1)在同一转子上，必须至少有二只活塞，也至少有二个气室其中一只作吸气、压气用，另一只作燃烧膨胀和排气用，二者共同完成四个冲程。(2)在压气室和燃烧室之间的固定隔板上有一垂直气道，上气道只面向压气室开口，下气道只面向燃烧室开口，压缩过的油、气混合物由此气道进入燃烧室。(3)二气室内的活塞啮合面相反布置。燃烧室活塞的啮合曲面布置在沿转向看时的背面。(4)压气室的吸气口在下机壳。燃烧室的排气口在上机壳、从动转子周围空间也将相应地被分隔开。(5)可将压气室设计得比燃烧室大得多，送入的压缩空气也增加很多。这就要显著地增加发动机的功率，部分起到增压器的作用。
2.根据要求1.压缩机排气道由活塞二端圆板缺口(此缺口二侧均为啮合柱面，一侧与活塞啮合柱面重合)和圆板外侧固定于上机壳之隔板通道组成。隔板通道开在紧靠从动轮的地方。运转时，圆板缺口与隔板通道相通时即开始排气。这时气体压力达到一予定值。由圆板缺口和隔板通道的位置和大小，就可决定开始排气时间和内压力，以适应所需的排气背压。当同一台机器要求排气压力不同时，则只需要更换具有不同尺寸的圆板缺口及隔板通道，即可达到目的。这无疑扩大了同一台机器的使用范围，减少了不同排气背压时的排气损失，这一措施也有利于系列化设计。在满足性能要求的前提下，应尽量把排气通道面积设计得大一些、以便降低排气速度，减少能耗。
3.根据要求1为防止排气阶段气体在活塞与从动轮啮合前后通过圆板缺口流出，专门在从动轮二侧各配置一个X型板，X板厚度与圆板厚度相等，板二侧都是凹进的啮合柱面，(这一柱面与活塞啮合柱面相同)，板外圆面与从动轮外圆柱面重合，板的内圆柱面半径与活塞内圆柱面半径相等，整个板呈X型。X板二侧柱面的外夹角和圆板缺口二侧柱面的内夹角相等。运转中首先是X板的下方柱面与缺口下方尖角啮合，接着X板外圆柱面与缺口内圆柱面啮合，随后X板上尖角(与从动轮尖角重合)与缺口上方柱面(与活塞啮合柱面重合)啮合，直到排气结束为止。在这整个过程中X板始终把缺口内气体完全封闭住不使其流出。
4.根据要求1从动轮不承受压气转矩，只承受搅动气体的阻力矩，但其值很小。故在从动轮与轴之间可采用无键连接，只需用螺母压紧就行了。这样在装配时可根据与活塞啮合的需要，任意确定从动轮的周向位置，以达到二者啮合紧密，保证足够的气密性。即使齿轮传动精度差一些，也可先固定二齿轮的啮合顺序，作好印记，永久不变，再根据啮合紧密的原则一个、一个地依次确定各从动轮的周向位置。进一步考虑啮合中使从动轮与活塞在各点都接触均匀，则可修括活塞啮合柱面，即实行从动轮与活塞单个配合，以达到这一目的。由于二者间不传力、不磨损，故可长期运转而不更换。
5.根据要求1、4同步齿轮传动的力矩只有轴承摩擦阻力矩和从动轮搅动气体的阻力矩之和，由于其值很小，则对齿轮强度要求低，运转中齿轮磨损小，又由于允许其传动精度差一些，这样可采用普通碳钢并按一般精度来制造二只同步齿轮，并可作成直齿轮。
6.根据要求1在下半固定隔板左边开出条形大孔，运转中这孔将与活塞前圆板缺口相通，使压气室内的气体由此流入吸气腔。这样使活塞实际封闭压气室的位置向后，时间推迟，等于缩小了压气室的有效容积，减少了排气量。于是对同一台机器来说，只需更换具有不同开孔的下隔板，就可改变压缩机的固定排气量，这就扩大了同一台压缩机适用的排气量范围。同样这一措施用于膨胀机时将使同样机器适用的膨胀比范围扩大。
7.根据要求1在从动轮与活塞的啮合中，只有从动轮尖角与活塞柱面啮合时才需密封气体，而活塞尖角与从动轮缺口柱面啮合时不需要密封。因此从动轮啮合柱面不需要精确制造，只需要做得比标准型面更凹进一些，二者啮合时不接触就行了。同样道理，圆板缺口下方啮合柱面也不需要精确制造，只需做得比标准型面更凹进一些就可以了。
8.根据要求1本发明机构中存在的各个零部件间的间隙都是容易测量，容易调整的。对于面与面之间的间隙，考虑到运转中要受到各种因素的影响而变化，则在装配和初试过程中经过对不同间隙值的选择，必将找到一个既不会使零件擦伤又不至泄漏过多的理想值。一旦确定就不再会扩大。对于直线与面之间的间隙，可考虑将具有直线段的零件用较软的材料制作。在装配时可将此间隙调至零，待初试运转中让二零件有小量摩擦，使尖角磨掉一点，自然跑合，则间隙可达到理想值。
专利摘要
本专利提出的发明构思属于回转式机械，可用于设计、制造压缩机、膨胀机及研制内燃发动机。
文档编号F01C1/00GK85103211SQ85103211
公开日1986年12月10日 申请日期1985年4月24日
发明者毛光远 申请人:毛光远导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan