一种驱动和压缩流体的装置的制作方法

文档序号:26438824发布日期:2021-08-27 13:37阅读:72来源:国知局
一种驱动和压缩流体的装置的制作方法

本发明涉及一种移动流体,使流体产生正压、负压的流体驱动设备,其也可被流体驱动成为使输出轴输出旋转力矩的设备,尤其涉及一种驱动和压缩流体的装置。



背景技术:

现有技术:现有的传统滑片泵,其包括有泵体、泵盖、偏置转子以及滑片等。滑片安装在转子滑槽内,旋转的转子产生离心力,促使滑片自滑槽内向外甩出,并沿泵体内表面滑动,进行流体泵送。在泵的运行过程中,滑片与泵体内表面直接接触产生滑动摩擦,滑片磨损大,寿命短,需经常更换;同时摩擦后发热,使输送的液体汽化导致泵工作效率下降。另外滑片泵启动时,转子转速较低,滑片所受的离心力小,不能紧贴泵体内表面滑动,产生泄露;滑片在转子滑槽内无轴向定位,运行过程中滑片的两端面与侧盖板会发生偏磨,滑片与泵腔壁产生撞击,影响滑片的寿命;滑片内安装了弹簧,弹簧多次伸缩之后,形变不复位,弹性减小,滑片与转子腔室侧壁抵触力变小,滑片在气压的作用下与转子腔室侧壁分离,发生漏气而导致整个真空泵失效。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,目的是提供一种结构简单,零件少,易加工的驱动流体的压缩装置。

另一目的在于减少运动零件,降低零件运动幅度,抑制磨擦热,减轻滑片与腔室内壁接触磨损,减少滑片因磨损产生的泄露,为达到此目的,本装置隔盘运动方式设计为运动幅度有限的匀速摆动形式。用隔盘代替现有技术中的滑片,隔盘以隔盘球为轴仅在隔盘槽中,沿隔盘槽两侧壁平行方向做有限幅度的匀速摆入摆出,隔盘被转子带动旋转时与工作腔室内壁有合理的密封间隙,不会紧贴工作腔室内壁与其产生磨擦,避免了现有技术中滑片沿泵体内表面全程滑动,滑片与泵体内表面直接接触产生滑动摩擦,滑片磨损大,摩擦生热寿命短的缺陷。另外上壳凹球部、从动盘凹球部作为隔盘球的轴套,约束隔盘上下窜动,使隔盘与工作腔室内壁密封间隙保持在设计可接受范围内,防止隔盘碰撞磨擦工作腔室内壁,解决了现有技术中滑片与泵腔壁产生撞击问题,本装置不存在滑片所受的离心力小时不能紧贴泵体内表面滑动,产生泄露的问题。

为达成上述发明目的解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:

本发明提供了实施例1,一种驱动和压缩流体的装置,其包括:第一上壳1、第一转子2、第一隔盘3、第一底壳5;所述第一上壳1上有:第一轴座101、上壳流道口102、上壳流体槽103、第一上壳内球壁104、第一上壳法兰105;所述第一转子2上有:第一转子球面201、第一轴202、第一轴球面203、第一隔盘槽204、第一转子凹球部205、流道一206、流道二207、第一锥面208;所述第一隔盘3上有:第一隔盘球301、第一隔盘圆柱面302、第一隔盘弧面303、隔盘斜面306;所述第一底壳5上有:底壳流道口501、第一底壳凹球部502、第一底壳平面503、第一底壳法兰504、第一底壳内球壁505;所述第一上壳1扣在所述第一底壳5上,所述第一转子2设置在所述第一上壳1中,所述第一隔盘3设置在所述第一转子2的所述第一隔盘槽中。

进一步地,所述第一上壳1为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是所述第一上壳法兰105,其上有多个用于安装固定件的通孔,所述上壳流体槽103在所述第一上壳内球壁104上首尾不相连地围绕所述第一轴座101,所述上壳流道口102位于所述上壳流体槽103的底部且贯通壳体,所述第一轴座101贯通第一上壳1且其轴线与第一上壳法兰105的平面有一夹角;

在所述第一转子球面201顶部是所述第一轴202,底部是所述第一锥面208,所述第一锥面208锥顶是所述第一转子凹球部205,所述第一隔盘槽204将所述第一转子球面201、第一锥面208平分成两部分,第一隔盘槽204的底部是所述第一轴球面203,第一隔盘槽204两侧第一锥面208上分别设置流道一206、流道二207并都由第一锥面208一侧贯穿到第一转子球面201一侧,所述流道一206、流道二207在第一转子球面201上的位置对应所述第一上壳1的上壳流体槽103的位置;所述第一隔盘3与所述第一隔盘槽204的宽度相等;所述第一底壳5为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是所述第一底壳法兰504,其上有多个用于安装固定件的通孔;所述第一上壳1与第一底壳5通过第一上壳法兰105、第一底壳法兰504安装扣合,内部形成球形工作腔室,所述第一转子2的第一轴202装入第一上壳1的第一轴座101,所述第一转子2的第一锥面208与第一底壳平面503相切,所述第一隔盘3插入所述第一转子2的第一隔盘槽204,所述第一隔盘球301装入所述第一转子凹球部205、第一底壳凹球部502之间,所述第一隔盘圆柱面302与所述第一底壳平面503相切,所述第一隔盘3以所述第一转子凹球部205、第一底壳凹球部502做外部第一轴套支承,以所述第一隔盘球301为轴,能够在第一隔盘槽204中沿第一隔盘槽204两侧壁平行方向转动。

本发明提供了实施例2,一种驱动和压缩流体的装置,其包括:第二上壳1a、第二转子2a、第二隔盘3a、从动盘4a、第二底壳5a;所述第二上壳1a上有:第二轴座1a1、第二上壳内球壁1a4、第二上壳法兰1a5;所述第二转子2a上有:第二转子球面2a1、第二轴2a2、第二轴球面2a3、第二隔盘槽2a4、第二转子凹球部2a5、第二锥面2a8;所述第二隔盘3a上有:第二隔盘球3a1、第二隔盘圆柱面3a2、第二隔盘弧面3a3;所述从动盘4a上有:从动轴4a1、从动盘球面4a2、从动盘上表面4a3、从动盘圆柱槽4a4、流道三4a5、流道四4a6、流道五4a7、流道六4a8、从动盘凹球部4a9、从动盘底平面41a;所述第二底壳5a上有:第二底壳轴座5a2、底壳平面5a3、第二底壳法兰5a4、底壳内球壁5a5、流体槽一5a6、流道七5a7、流体槽二5a8、流道八5a9;所述第二上壳1a扣在所述第二底壳5a上,所述第二转子2a设置在所述第二上壳1a,所述第二隔盘3a设置在所述第二转子2a中,所述从动盘4a设置在所述第二底壳5a中。

进一步地,所述第二上壳1a为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是所述第二上壳法兰1a5,其上有多个用于安装固定件的通孔,所述第二轴座1a1贯通第二上壳1a的壳体,所述第二轴座1a1的轴线与所述第二上壳法兰1a5的平面有一夹角;所述第二转子球面2a1顶部是所述第二轴2a2,底部是所述第二锥面2a8,所述第二锥面2a8锥顶是所述第二转子凹球部2a5,所述第二隔盘槽2a4将所述第二转子球面2a1、第二锥面2a8平分成两部分,第二隔盘槽2a4的底部是所述第二轴球面2a3;所述第二隔盘3a的宽度与所述第二隔盘槽2a4的宽度相等;所述第二底壳5a为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是所述第二底壳法兰5a4,其上有多个用于安装固定件的通孔,所述第二底壳轴座5a2位于底壳平面5a3的中央,流体槽一5a6、流体槽二5a8环绕第二底壳轴座5a2在底壳平面5a3上,流道七5a7在流体槽一5a6的底部与在流体槽二5a8底部的流道八5a9都贯通第二底壳5a壳体;所述第二上壳1a与第二底壳5a通过第二上壳法兰1a5、第二底壳法兰5a4安装扣合,内部形成球形工作腔室,所述第二转子2a的第二轴2a2装入第二上壳1a的第二轴座1a1,所述第二转子2a的第二锥面2a8与从动盘上表面4a3相切,所述第二隔盘3a装入所述第二转子2a的第二隔盘槽2a4,所述第二隔盘球3a1装入所述第二转子凹球部2a5、从动盘凹球部4a9之间,所述第二隔盘圆柱面3a2与所述从动盘圆柱槽4a4浮动铰接,所述第二隔盘3a以所述第二转子凹球部2a5、从动盘凹球部4a9做外部轴套支承,以所述第二隔盘球3a1为轴,在第二隔盘槽2a4中沿第二隔盘槽2a4两侧壁平行方向转动,同时所述第二隔盘3a以所述第二隔盘圆柱面3a2为轴在从动盘上表面4a3上,往复匀速摆动;所述第二轴2a2安装在所述第二轴座1a1的轴承中,其沿第二轴座1a1轴线方向的移动范围被限定,所述从动轴4a1安装在所述第二底壳轴座5a2的轴承中,其沿第二底壳轴座5a2轴线方向移动的范围被限定,所述从动盘底平面41a覆盖在上部敞口的流体槽一5a6、流体槽二5a8上方形成完整的流体通道,所述从动盘4a的流道三4a5、流道四4a6、流道五4a7、流道六4a8与所述第二底壳5a的流体槽一5a6、流体槽二5a8位置相对应以利于流体按需通过。

本发明提供了实施例3,一种驱动和压缩流体的装置,其包括:第三上壳1c、第三转子2c、上隔盘3c、下壳1b、下转子2b、下隔盘3b、隔盘轴7、轨道密封圈8;所述第三上壳1c包括:上轴座1c1、上流道一口1c2、上流体一槽1c3、上壳体内球壁1c4、上壳体法兰1c5、上壳一轨道1c6、轨道一球面壁1c9;所述下壳1b包括:下轴座1b1、下流道一口1b2、下流体一槽1b3、下壳体内球壁1b4、下壳体法兰1b5、下壳体轨道1b6、轨道二球面壁1b9;所述第三转子2c包括:上转子球面2c1、上轴2c2、上轴球面2c3、上隔盘槽2c4、上转子凹球部2c5、流道九2c6、流道十2c7、上锥面2c8、上圆柱槽2c9;所述下转子2b包括:下转子球面2b1、下轴2b2、下轴球面2b3、下隔盘槽2b4、下转子凹球部2b5、流道十一2b6、流道十二2b7、下锥面2b8、下圆柱槽2b9;所述上隔盘3c包括:第三隔盘球3c1、第三隔盘圆柱面3c2、第三隔盘弧面3c3、上轴弧面3c4、上轴孔3c5;所述下隔盘3b包括:隔盘球面3b1、下隔盘圆柱面3b2、下隔盘弧面3b3、下轴弧面3b4、下轴孔3b5;所述隔盘轴7包括:轴端球面701、轴壳壁端球面702、轴端平面703;所述第三上壳1c扣在所述下壳1b上,所述第三转子2c设置在所述第三上壳1c中,所述上隔盘3c设置在所述第三转子2c的所述上隔盘槽2c4中,所述下转子2b设置在所述下壳1b中,所述下隔盘3b设置在所述下转子2b的所述下隔盘槽2b4中,所述上隔盘3c与所述下隔盘3b通过所述隔盘轴7连接,轨道密封圈8设置在由上壳一轨道1c6与下壳体轨道1b6组成的完整轨道中。

进一步地,所述第三上壳1c为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是上壳体法兰1c5,其上有多个用于安装固定件的通孔,所述上轴座1c1贯通壳体,其轴线与上壳体法兰1c5的平面有一夹角,所述上流体一槽1c3在上壳体内球壁1c4上首尾不相连接地环绕在所述上轴座1c1周围,上流道一口1c2位于所述上流体一槽1c3底部与壳体贯通,上壳一轨道1c6在上壳体法兰1c5与上壳体内球壁1c4交会处;所述下壳1b为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是下壳体法兰1b5,其上有多个用于安装固定件的通孔,所述下轴座1b1不与壳体贯通,其轴线与下壳体法兰1b5的平面有一夹角,所述下流体一槽1b3在下壳体内球壁1b4上首尾不相连接地环绕在所述下轴座1b1周围,下流道一口1b2位于所述下流体一槽1b3底部与壳体贯通,下壳体轨道1b6在下壳体法兰1b5与下壳体内球壁1b4交会处;在所述上转子球面2c1顶部是所述上轴2c2,底部是所述上锥面2c8,所述上锥面2c8锥顶是所述上转子凹球部2c5,所述上隔盘槽2c4将所述上转子球面2c1、上锥面2c8平分成两部分,所述上隔盘槽2c4的底部是所述上轴球面2c3,所述上隔盘槽2c4两侧上锥面2c8上分别设置所述流道九2c6、流道十2c7并都由上锥面2c8一侧贯穿到上转子球面2c1一侧,所述上圆柱槽2c9在所述上隔盘槽2c4两侧壁与上锥面2c8交会处;在所述下转子球面2b1顶部是所述下轴2b2,底部是所述下锥面2b8,所述下锥面2b8锥顶是所述下转子凹球部2b5,所述下隔盘槽2b4将所述下转子球面2b1、下锥面2b8平分成两部分,所述下隔盘槽2b4的底部是所述下轴球面2b3,所述下隔盘槽2b4两侧下锥面2b8上分别设置所述流道十一2b6、流道十二2b7并都由下锥面2b8一侧贯穿到下转子球面2b1一侧,所述下圆柱槽2b9在所述下隔盘槽2b4两侧壁与下锥面2b8交会处;所述上隔盘3c的宽度与所述上隔盘槽2c4的宽度相等;所述下隔盘3b的宽度与所述下隔盘槽2b4的宽度相等;所述隔盘轴7装入上轴孔3c5、下轴孔3b5,将所述上隔盘3c和下隔盘3b组合成完整的圆形隔盘组;所述第三上壳1c与下壳1b通过上壳体法兰1c5、下壳体法兰1b5安装扣合,内部形成球形工作腔室,所述第三转子2c的上轴2c2装入第三上壳1c的上轴座1c1的轴承中,所述下转子2b的下轴2b2装入下壳1b的下轴座1b1的轴承中,所述第三转子2c的上锥面2c8与所述下转子2b的下锥面2b8相切,所述上隔盘3c装入所述第三转子2c的上隔盘槽2c4,所述下隔盘3b装入所述下转子2b的下隔盘槽2b4,所述第三隔盘球3c1装入所述上转子凹球部2c5、下转子凹球部2b5之间,所述第三隔盘圆柱面3c2、下隔盘圆柱面3b2与所述上圆柱槽2c9、下圆柱槽2b9抵接,所述上隔盘3c、下隔盘3b组合成的隔盘组以所述上转子凹球部2c5、下转子凹球部2b5做外部轴套支承,以所述第三隔盘球3c1为轴,所述上隔盘3c在上隔盘槽2c4中沿上隔盘槽2c4两侧壁平行方向转动,同时,所述下隔盘3b在下隔盘槽2b4中沿下隔盘槽2b4两侧壁平行方向转动,所述隔盘组以所述隔盘轴7为轴像合页一样在球形工作腔室内往复匀速折动;所述上轴2c2安装在所述上轴座1c1轴承中,其沿上轴座1c1轴线方向的移动范围被上轴座1c1与轴承限定,所述下轴2b2安装在所述下轴座1b1轴承中,其沿下轴座1b1轴线方向的移动范围被下轴座1b1与轴承限定,所述上轴座1c1轴线与下轴座1b1轴线相交于一点且不共线,所述上转子球面2c1覆盖在上部敞口的所述第三上壳1c的上流体一槽1c3上方形成完整的流体通道,所述下转子球面2b1覆盖在上部敞口的所述下壳1b的下流体一槽1b3上方形成完整的流体通道,所述第三转子2c的流道九2c6、流道十2c7与所述第三上壳1c的上流体一槽1c3位置相对应,所述下转子2b的流道十一2b6、流道十二2b7与所述下壳1b的下流体一槽1b3位置相对应以利于流体按需通过。

本发明提供了实施例4,一种驱动和压缩流体的装置,其包括:上壳体1d、上转子2d、第四转子2e、下壳体1e、圆隔盘3d、斜盘6;所述上壳体1d,包括:上壳轴座1d1、上流道二口1d2、上流体二槽1d3、上壳内球壁1d4、上壳一法兰1d5、上壳轨道1d6、上流道三口1d7、上流体三槽1d8、上轨道球面壁1d9;所述下壳体1e,包括:下壳轴座1e1、下流道二口1e2、下流体二槽1e3、下壳内球壁1e4、下壳一法兰1e5、下壳轨道1e6、下流道三口1e7、下流体三槽1e8、下轨道球面壁1e9;

所述上转子2d,包括:主转子球面2d1、上转轴2d2、主轴球面2d3、主隔盘槽2d4、主转子凹球部2d5、流道十三2d6、流道十四2d7、主锥面2d8、主圆柱槽2d9、流道十五21d、流道十六22d;所述第四转子2e,包括:辅转子球面2e1、下转轴2e2、辅轴球面2e3、辅隔盘槽2e4、辅转子凹球部2e5、流道十七2e6、流道十九2e7、辅锥面2e8、圆柱槽2e9、流道二十21e、流道十八22e;所述圆隔盘3d,包括:主隔盘球3d1、主隔盘圆柱面3d2、主隔盘弧面3d3;所述斜盘6,包括:斜盘球面601、斜盘凹球面602、斜盘圆柱端球面603、斜盘圆柱槽面604;所述上壳体1d扣在所述下壳体1e上,所述上转子2d设置在所述上壳体1d中,所述第四转子2e设置在所述下壳体1e中,所述圆隔盘3d分别设置在所述上转子2d的主隔盘槽2d4和所述第四转子2e的辅隔盘槽2e4中,所述斜盘6位于所述上壳体1d的上壳轨道1d6和所述下壳体1e的下壳轨道1e6之间,所述圆隔盘3d的中部与所述斜盘6的中部浮动铰接。

进一步地,所述上壳体1d为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是上壳一法兰1d5,其上有多个用于安装固定件的通孔,所述上壳轴座1d1贯通壳体,其轴线与上壳一法兰1d5的平面有一夹角,所述上流体二槽1d3底部是所述上流道二口1d2贯通壳体,与所述上流体三槽1d8底部是所述上流道三口1d7贯通壳体,都在所述上壳内球壁1d4上首尾不相连接地环绕在所述上壳轴座1d1周围,所述上壳轨道1d6在所述上壳一法兰1d5与所述上壳内球壁1d4交会处;

所述下壳体1e为一端开口的腔体结构,开口处的平面上是下壳一法兰1e5,其上有多个用于安装固定件的通孔,所述下壳轴座1e1不贯通壳体,其轴线与下壳一法兰1e5的平面有一夹角,所述下流体二槽1e3底部是所述下流道二口1e2贯通壳体,与所述下流体三槽1e8底部是所述下流道三口1e7贯通壳体,都在所述下壳内球壁1e4上首尾不相连接地环绕在所述下壳轴座1e1周围,所述下壳轨道1e6在所述下壳一法兰1e5与所述下壳内球壁1e4交会处;

在所述主转子球面2d1顶部是所述上转轴2d2,底部是所述主锥面2d8,所述主锥面2d8锥顶是所述主转子凹球部2d5,所述主隔盘槽2d4将所述主转子球面2d1、主锥面2d8平分成两部分,所述主隔盘槽2d4的底部是所述主轴球面2d3,所述主隔盘槽2d4两侧主锥面2d8上分别设置所述流道十三2d6、流道十六22d、所述流道十四2d7、流道十五21d并都由主锥面2d8一侧贯通到主转子球面2d1一侧,所述主圆柱槽2d9在所述主隔盘槽2d4两侧壁与主锥面2d8交会处;

在所述辅转子球面2e1顶部是所述下转轴2e2,底部是所述辅锥面2e8,所述辅锥面2e8锥顶是所述辅转子凹球部2e5,所述辅隔盘槽2e4将所述辅转子球面2e1、辅锥面2e8平分成两部分,所述辅隔盘槽2e4的底部是辅轴球面2e3,所述辅隔盘槽2e4两侧辅锥面2e8上分别设置所述流道十七2e6、流道十八22e、所述流道十九2e7、流道二十21e并都由辅锥面2e8一侧贯通到辅转子球面2e1一侧,所述圆柱槽2e9在所述辅隔盘槽2e4两侧壁与辅锥面2e8交会处;

所述圆隔盘3d的宽度与所述主隔盘槽2d4、辅隔盘槽2e4的宽度相等;由上下两片所述斜盘6叠合组成的斜盘组的厚度与由所述上壳轨道1d6、下壳轨道1e6组成的完整轨道的厚度一样;所述上壳体1d与下壳体1e通过上壳一法兰1d5、下壳一法兰1e5安装扣合,内部形成球形工作腔室,所述上转子2d的上转轴2d2装入上壳体1d的上壳轴座1d1轴承中,所述第四转子2e的下转轴2e2装入下壳体1e的下壳轴座1e1轴承中,由上下两片所述斜盘6叠合组成的斜盘组装在由所述上壳轨道1d6、下壳轨道1e6组成的完整轨道中,所述斜盘组在由所述上壳轨道1d6、下壳轨道1e6组成的完整轨道中转动,所述上转子2d的主锥面2d8与所述斜盘组的上平面相切,所述第四转子2e的辅锥面2e8与所述斜盘组的下平面相切,所述圆隔盘3d装入所述上转子2d的主隔盘槽2d4、所述第四转子2e的辅隔盘槽2e4中,所述主隔盘球3d1装入所述主转子凹球部2d5、辅转子凹球部2e5、上下斜盘凹球面602之间,所述主隔盘圆柱面3d2与所述主圆柱槽2d9、圆柱槽2e9抵接,与上下斜盘圆柱槽面604尺寸匹配;所述圆隔盘3d以所述主转子凹球部2d5、辅转子凹球部2e5、上下斜盘凹球面602做外部轴套支承,以所述主隔盘球3d1为轴,所述圆隔盘3d能够在主隔盘槽2d4中沿主隔盘槽2d4两侧壁平行方向转动,同时在辅隔盘槽2e4中沿辅隔盘槽2e4两侧壁平行方向转动,同时还以主隔盘圆柱面3d2为轴,圆隔盘3d在球形工作腔室中匀速往复摆动;所述上转轴2d2安装在所述上壳轴座1d1轴承中,其沿上壳轴座1d1轴线方向的移动范围被上壳轴座1d1与轴承限定,所述下转轴2e2安装在所述下壳轴座1e1轴承中,其沿下壳轴座1e1轴线方向的移动范围被下壳轴座1e1与轴承限定,所述上壳轴座1d1轴线与下壳轴座1e1轴线共线,所述主转子球面2d1覆盖在上部敞口的所述上壳体1d的上流体二槽1d3、上流体三槽1d8上方形成完整的流体通道,所述辅转子球面2e1覆盖在上部敞口的所述下壳体1e的下流体二槽1e3、上流体槽1e8上方形成完整的流体通道,所述上转子2d的流道十三2d6、流道十四2d7与所述上壳体1d的上流体三槽1d8位置相对应,所述上转子2d的流道十五21d、流道十六22d与所述上壳体1d的上流体二槽1d3位置相对应,所述第四转子2e的流道十七2e6、流道十九2e7与所述下壳体1e的下流体三槽1e8位置相对应,所述第四转子2e的流道二十21e、流道十八22e与所述上壳体1d的上流体槽1e3位置相对应,以利于流体按需通过。

本发明与现有技术相比,有益效果在于:运动零件少,极大地降低了故障率,并节省了加工,组装,使用维修的总体成本;运动部件运动幅度小,运动部件均被设计约束不会与工作腔室内壁碰撞、磨擦,减少了零件间的磨损;所设计的隔盘弧面、转子球面、斜盘球面、从动盘球面等与上下壳的内球壁均为面密封,密封性良好;工作中转子的锥面与底壳平面、从动盘上表面、斜盘的平面、转子的锥面等相切,在工作腔室中虽然形成线密封,但从动盘在上壳锥面上滚动碾压并不会产生磨擦,流体被逐渐碾压驱动,流体输出无脉动。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构概略示意图。

图2为本发明实施例1的第一上壳1立体结构示意图。

图3为本发明实施例1的第一转子2立体结构示意图。

图4为本发明实施例1的第一隔盘3立体结构示意图。

图5为本发明实施例1的第一底壳5立体结构示意图。

图6为本发明实施例2的结构概略示意图。

图7为本发明实施例2的第二上壳1a立体结构示意图。

图8为本发明实施例2的第二转子2a立体结构示意图。

图9为本发明实施例2的第二隔盘3a立体结构示意图。

图10为本发明实施例2的从动盘4a立体结构示意图。

图11为本发明实施例2的第二底壳5a立体结构示意图。

图12为本发明实施例3的结构概略示意图。

图13为本发明实施例3的第三上壳1c立体结构示意图。

图14为本发明实施例3的下壳1b立体结构示意图。

图15为本发明实施例3的第三转子2c立体结构示意图。

图16为本发明实施例3的下转子2b立体结构示意图。

图17为本发明实施例3的第三隔盘3c立体结构示意图。

图18为本发明实施例3的下隔盘3b立体结构示意图。

图19a为本发明实施例3的隔盘轴7立体结构示意图。

图19b为本发明实施例3的轨道密封圈8立体结构示意图。

图20为本发明实施例4的结构概略示意图。

图21为本发明实施例4的上壳体1d立体结构示意图。

图22为本发明实施例4的下壳体1e立体结构示意图。

图23为本发明实施例4的上转子2d立体结构示意图。

图24为本发明实施例4的第四转子2e立体结构示意图。

图25为本发明实施例4的圆隔盘3d立体结构示意图。

图26为本发明实施例4的斜盘6立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例1:

如图1至图5所示,本发明实施例提供了一种驱动和压缩流体的装置,其包括:第一上壳1是个半球形球壳,上有第一轴座101贯通壳体,其轴座轴线a2与主轴线a1有夹角并相交于此装置的圆心点,此夹角角度可根据此装置的设计容积做相应调整,本实施例优选设定此夹角角度为20度,第一上壳内球壁104上有首尾不相连的环状上壳流体槽103,围绕在第一轴座101周围,上壳流道口102在上壳流体槽103的底部贯通壳体与外部相通;第一上壳1开口的边缘设置第一上壳法兰105;

第一底壳5内部为圆形浅腔,底部是圆形第一底壳平面503,其中心是第一底壳凹球部502,通向外部的底壳流道口501靠近第一底壳平面503的边缘,第一底壳平面503边缘连接第一底壳内球壁505,第一底壳5开口的边缘的第一底壳法兰504;

第一转子2是一个半球形,顶部设置第一轴202,底部切成第一锥面208,第一锥面208的锥顶设置第一转子凹球部205,第一转子凹球部205的球心在第一轴202的轴线上,隔盘槽204穿过轴线,将第一转子球面201与第一锥面208平分两半,并在第一轴202的下方形成第一轴球面203,在一侧第一转子球面201上流道一206贯穿转子到达第一锥面208,相对应的另一侧第一转子球面201上流道二207贯穿转子到达第一锥面208;

第一隔盘3是个半圆形盘片,上部是第一隔盘弧面303,下部边沿切成斜面为隔盘斜面306,两侧隔盘斜面306底部交会处做成弧面为第一隔盘圆柱面302,第一隔盘球301在第一隔盘3的下部中央将隔盘斜面306、第一隔盘圆柱面302分成左右两半;

第一上壳1的第一上壳法兰105连接第一底壳5的第一底壳法兰504,围成一个半球形内腔的工作腔室,工作腔室连接处平滑过度如同一个完整的内球面,为了保证第一转子2、第一隔盘3旋转时不与壳体内壁磨擦、碰撞,设计时,第一上壳内球壁104、第一底壳内球壁505、第一隔盘弧面303、第一轴球面203、第一转子球面201的直径相等球心与此装置的圆心点重合;

设计时,第一转子凹球部205、第一底壳凹球部502作为第一隔盘球301的外周轴承支承,它们的直径相等球心重合,安装后球心与此装置的圆心点重合;

第一转子2的第一锥面208与第一底壳平面503相切,形成一条密封接触线,此密封接触线相对于第一底壳平面503固定不动,第一转子2的第一轴202沿轴座轴线a2方向的移动范围被第一轴座101及轴承限定,防止第一转子2向上方移动时第一转子球面201靠紧工作腔室内壁产生磨擦,向下移动时第一转子2的第一锥面208压紧第一底壳平面503产生磨擦;

第一隔盘3的厚度与第一转子2隔盘槽204的宽度相等,第一隔盘3装入隔盘槽204中,第一隔盘3下部的第一隔盘球301装入第一转子凹球部205、第一底壳凹球部502组成的外部轴承支承中,第一隔盘圆柱面302与第一底壳平面503相切,第一隔盘3被第一转子2的隔盘槽204约束以轴座轴线a2为轴旋转,第一隔盘3旋转时以第一隔盘圆柱面302为轴跟随隔盘槽204与第一底壳平面503夹角的变化,在第一底壳平面503上方的球形内腔中匀速摆动,同时第一隔盘3以第一隔盘球301为轴沿隔盘槽204两侧壁约束方向匀速摆入摆出隔盘槽204;

第一转子2装入工作腔室后,在工作腔室中余下一个契形环腔,第一隔盘3安装在隔盘槽204内将契形环腔平分两半,此时,第一转子2的第一锥面208与第一底壳平面503相切形成的密封切线,与第一隔盘圆柱面302与第一底壳平面503相切的切线重合,这一侧的第一隔盘3被隔盘槽204完全包裹,这个位置称为工作腔室的下止点;第一转子2旋转,带动第一隔盘3离开第一锥面208与第一底壳平面503相切形成的密封切线,第一锥面208向上翘起与第一底壳平面503相互远离,这时,契形环腔被第一锥面208与第一底壳平面503相切形成的密封切线、第一锥面208、第一底壳平面503、第一上壳内球壁104、第一底壳内球壁505、第一隔盘3分成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔;第一转子2继续旋转,使第一锥面208与第一底壳平面503相互远离距离最大时,这一侧的第一隔盘3被隔盘槽204完全露出,称为工作腔室的上止点;

本发明本实施例的工作原理:在下止点位置时,契形环腔被第一隔盘3平分为两个腔室,膨胀腔、压缩腔;第一转子2面向操作者逆时针旋转,带动第一隔盘3离开下止点,契形环腔此时被分成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔;在膨胀腔里,当第一转子2逆时针旋转时,带动第一隔盘3离开第一锥面208与第一底壳平面503相切形成的切线,第一锥面208向上翘起,与第一底壳平面503彼此相互远离,膨胀腔容积不断增大,第一转子2的流道二207渐渐进入上壳流体槽103区域里,流体经上壳流道口102、上壳流体槽103、第一转子2流道二207进入膨胀腔;

膨胀压缩转换腔里,由于膨胀过程没有结束,流道一206在上壳流体槽103区域里继续吸入流体,当膨胀过程结束时,流道一206会转出上壳流体槽103区域,并被关闭,此时膨胀压缩转换腔就会转换成压缩腔;

同时,压缩腔里,第一锥面208与第一底壳平面503彼此相互靠拢,压缩腔容积不断减少,流体经第一底壳5的底壳流道口501排出;

当第一转子2转动180度角后,第一隔盘3一端由下止点转到上止点,另一端由上止点回到下止点,契形环腔又变成膨胀腔、压缩腔两腔室;契形环腔由膨胀腔、压缩腔两腔室,变成膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔三腔室,再变成两腔室完成一次膨胀到压缩过程,此过程循环往复达到驱动流体流动或压缩流体的目的;反过来,有能量的流体进入本装置能够驱动第一隔盘3带动第一转子2旋转,输出扭矩,这样的工作过程就是一种驱动和压缩流体的装置的工作原理。

实施例2:

如图6至图11所示,本实施例提供了一种驱动和压缩流体的装置,其结构与实施例1所述的一种驱动和压缩流体的装置基本相同,不同之处在于实施例2添加了从动盘4a,从动盘4a有轴承支承,载着第二隔盘3a旋转,不会如实施例1所示第一隔盘3与第一底壳平面503直接滑动接触产生磨擦,同时配流系统也重新设计,因此实施例2中第二上壳1a、第二转子2a、第二隔盘3a、第二底壳5a的局部也发生了改变,实施例2的从动轴4a1也可以延伸到壳体外部作为输入轴或输出轴使用。

作为一种驱动和压缩流体的装置,包括:第二上壳1a开口的边缘是第二上壳法兰1a5、内有第二上壳内球壁1a4、上有贯通轴孔的第二轴座1a1,轴座轴线a2a与主轴线a1a有夹角并相交于此装置的圆心点,此夹角角度可根据此装置的设计容积做相应调整,本实施例优选设定此夹角角度为20度;

第二底壳5a开口边缘是第二底壳法兰5a4、内部有底壳内球壁5a5、底壳平面5a3、第二底壳轴座5a2在底壳平面5a3中央,其轴线与主轴线a1a共线、在底壳平面5a3上有流体槽一5a6及贯通底部壳体的流道七5a7、流体槽二5a8及贯通底部壳体的流道八5a9;

第二转子2a包括:第二转子球面2a1、第二轴2a2、第二轴球面2a3、第二隔盘槽2a4、第二转子凹球部2a5、第二锥面2a8;

第二隔盘3a包括:第二隔盘球3a1、第二隔盘圆柱面3a2、第二隔盘弧面3a3;

从动盘4a包括:从动轴4a1、从动盘球面4a2、从动盘上表面4a3、从动盘圆柱槽4a4、流道三4a5、流道四4a6、流道五4a7、流道六4a8、从动盘凹球部4a9、从动盘底平面41a;

第二上壳1a的第二上壳法兰1a5连接第二底壳5a的第二底壳法兰5a4,围成一个半球形内腔的工作腔室,工作腔室连接处平滑过度如同一个完整的内球面,为了保证第二转子2a、第二隔盘3a旋转时不与壳体内壁磨擦、碰撞,设计时,第二上壳内球壁1a4、底壳内球壁5a5、第二隔盘弧面3a3、第二转子球面2a1、第二轴球面2a3、从动盘球面4a2的直径相等球心与本装置的圆心点重合;

设计时,第二转子凹球部2a5、从动盘凹球部4a9作为第二隔盘球3a1的外周轴承支承,它们的直径相等,安装后球心与本装置的圆心点重合;

第二转子2a的第二锥面2a8在从动盘上表面4a3上转动碾压时与同步转动的从动盘上表面4a3相切,形成一条移动密封接触线,此密封接触线相对于壳体固定不动,第二转子2a的第二轴2a2插入第二轴座1a1的轴承中,其沿轴座轴线方向的移动范围被第二轴座1a1及轴承限定,防止第二转子2a向第二上壳1a方向移动时第二转子球面2a1靠紧工作腔室内壁产生磨擦;

从动轴4a1被轴承约束在第二底壳轴座5a2上,从动盘4a沿主轴线a1a方向的移动范围被限定,防止从动盘4a向第二底壳5a方向移动与第二底壳5a内壁接触产生磨擦,同时防止从动盘上表面4a3与第二转子2a的第二锥面2a8之间产生泄露间隙,从动盘4a安装到第二底壳5a上,从动盘底平面41a覆盖在第二底壳5a流体槽一5a6、流体槽二5a8的上口,使其成为完整的流体通道,从动盘4a的流道三4a5、流道四4a6、流道五4a7、流道六4a8在第二底壳5a流体槽一5a6、流体槽二5a8的上方对应位置,相互配合分配流体进出;

第二隔盘3a的厚度与第二转子2a第二隔盘槽2a4的宽度相等,第二隔盘3a装入第二隔盘槽2a4中,第二隔盘3a下部的第二隔盘球3a1装入第二转子凹球部2a5、从动盘凹球部4a9组成的外部轴承支承中,第二隔盘3a被第二转子2a的第二隔盘槽2a4约束以轴座轴线a2a为轴旋转,第二隔盘圆柱面3a2与从动盘圆柱槽4a4设计时尺寸相等相互匹配,第二隔盘3a旋转时以第二隔盘圆柱面3a2为轴跟随第二隔盘槽2a4与从动盘上表面4a3夹角的变化,在从动盘上表面4a3上方的球形内腔中匀速摆动,同时第二隔盘3a以第二隔盘球3a1为轴沿第二隔盘槽2a4两侧壁平行方向匀速往复转入转出第二隔盘槽2a4;

第二转子2a装入工作腔室后,在第二锥面2a8、从动盘上表面4a3之间形成一个契形环腔,第二隔盘3a安装在第二隔盘槽2a4内将契形环腔平分两半,此时,第二转子2a的第二锥面2a8与从动盘上表面4a3相切形成的切线称为密封线,与从动盘圆柱槽4a4的轴线共线,这一侧的第二隔盘3a被第二隔盘槽2a4完全包裹,这个位置称为工作腔室的下止点;第二转子2a旋转,带动第二隔盘3a离开密封线,第二锥面2a8向上翘起与从动盘上表面4a3相互远离,这时,契形环腔被密封线、第二锥面2a8、从动盘上表面4a3、第二上壳内球壁1a4、底壳内球壁5a5、第二隔盘3a分成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔;第二转子2a继续旋转,使第二锥面2a8与从动盘上表面4a3相互远离距离最大时,这一侧的第二隔盘3a被第二隔盘槽2a4完全露出,称为工作腔室的上止点;

本发明本实施例的工作原理:第二轴2a2面向操作人,逆时针旋转,带动第二隔盘3a绕轴座轴线a2a转动、从动盘4a以主轴线a1a为轴,从动盘上表面4a3载着第二隔盘圆柱面3a2,在工作腔室内旋转,第二隔盘3a由下止点离开密封线,此刻,在工作腔室内形成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔,从动盘4a上的流道六4a8正好转到第二底壳5a流体槽一5a6的上方,流体经流道七5a7、进入流体槽一5a6、从流道六4a8吸入膨胀腔;膨胀压缩转换腔内,因膨胀过程未结束,流道五4a7仍在流体槽一5a6上方持续吸入流体,流道四4a6被底壳平面5a3封闭;压缩腔内流道三4a5在流体槽二5a8上方,流体经流道三4a5、流体槽二5a8、流道八5a9排出;

第二隔盘3a转到上止点位置时,压缩腔端的第二隔盘3a与密封线重合,第二隔盘3a一端回到下止点,压缩过程结束,此时的膨胀压缩转换腔将转换成压缩腔,流道三4a5将要进入流体槽二5a8准备排出流体;当转子再次转出下止点时原来的压缩腔转换成膨胀腔,原来的膨胀腔转换成膨胀压缩转换腔,腔室膨胀、膨胀压缩转换、压缩过程循环往复,达到驱动流体移动或压缩流体的目的,有能量的流体也能够驱动此装置的隔盘带动转子旋转输出扭矩。

实施例3:

如图12至图19b所示,本实施例提供了一种驱动和压缩流体的装置,其结构与实施例1所述的一种驱动和压缩流体的装置基本相同,仅将实施例1的第一上壳1、第一转子2、第一隔盘3以第一上壳法兰105的面为参考,镜像得到实施例3,相应部件的局部与配流系统进行了重新设计。

作为一种驱动和压缩流体的装置,包括:第三上壳1c,其上有一个上轴座1c1贯通壳体,轴座轴线c2与主轴线c1成一夹角并交于本装置的圆心点,此夹角角度可根据此装置的设计容积做相应调整,本实施例优选设定此夹角角度为20度,在上壳体内球壁1c4上有首尾不相连接的环状上流体一槽1c3,围绕在上轴座1c1周围,上流道一口1c2在上流体一槽1c3的底部贯通壳体;第三上壳1c开口的边缘设置上壳体法兰1c5,上壳体法兰1c5与上壳体内球壁1c4连接处加工成上壳一轨道1c6,上壳一轨道1c6的圆周面是轨道一球面壁1c9;

下壳1b包括:下轴座1b1、下流道一口1b2、下流体一槽1b3、下壳体内球壁1b4、下壳体法兰1b5、下壳体轨道1b6、轨道二球面壁1b9,下壳1b的结构除下轴座1b1不贯通壳体外其他与第三上壳1c一样,下轴座1b1的轴线轴座轴线c2b不与第三上壳1c轴座轴线c2共线,但在同一平面上并相交于本装置的圆心点;

第三转子2c是一个半球形,球形顶部有上轴2c2,底部是圆锥的上锥面2c8,上锥面2c8的锥顶点与上轴2c2的轴线共线,穿过轴线开一个上隔盘槽2c4,将上转子球面2c1与上锥面2c8平分两半,并在上轴2c2的下方形成与上转子球面2c1同球心等直径的上轴球面2c3,上隔盘槽2c4两侧壁与上锥面2c8相交处设置上圆柱槽2c9,锥顶部是上转子凹球部2c5,在上转子球面2c1一侧开有流道九2c6贯穿转子到达上锥面2c8,相对应的另一侧上转子球面2c1开有流道十2c7贯穿转子到达上锥面2c8;

下转子2b包括下转子球面2b1、下轴2b2、下轴球面2b3、下隔盘槽2b4、下转子凹球部2b5、流道十一2b6、流道十二2b7、下锥面2b8、下圆柱槽2b9,下转子2b的结构除下轴2b2不通往下壳1b外部,其他与第三转子2c一样;

上隔盘3c、下隔盘3b的厚度与上隔盘槽2c4、下隔盘槽2b4宽度相等是两片半圆形盘片,上隔盘3c包括第三隔盘球3c1、第三隔盘圆柱面3c2、第三隔盘弧面3c3、上轴弧面3c4、上轴孔3c5;

下隔盘3b包括隔盘球面3b1、下隔盘圆柱面3b2、下隔盘弧面3b3、下轴弧面3b4、下轴孔3b5;

隔盘轴7的两端是轴端球面701、轴壳壁端球面702、轴端平面703,隔盘轴7两端的轴端平面703相互平行,上下轴端平面703之间的距离与第三上壳1c、下壳1b连接后,上壳一轨道1c6、下壳体轨道1b6构成的完整轨道宽度相等,隔盘轴7两端的轴端球面701与轨道球面壁1c9、轨道二球面壁1b9尺寸匹配,隔盘轴7两端的轴壳壁端球面702与上壳体内球壁1c4、下壳体内球壁1b4尺寸匹配,隔盘轴7能够在上壳一轨道1c6、下壳体轨道1b6构成的完整轨道中滑动;

其中,第三上壳1c与下壳1b的连接位置处设置有轨道密封圈8,具体地,轨道密封圈8设置在第三上壳1c和下壳1b的轨道槽中,轨道密封圈8设置在由上壳一轨道1c6与下壳体轨道1b6组成的完整轨道中,轨道密封圈8与下壳体轨道1b6、轨道二球面壁1b9、上壳一轨道1c6以及轨道一球面壁1c9抵接,轨道密封圈8的圆弧面801与隔盘轴7两端的轴端平面703的圆弧面配合。

设计时,上壳体内球壁1c4、下壳体内球壁1b4、上转子球面2c1、上轴球面2c3、下转子球面2b1、下轴球面2b3、第三隔盘弧面3c3、下隔盘弧面3b3、轴壳壁端球面702直径相等安装后球心与本装置的圆心点重合;第三隔盘球3c1、隔盘球面3b1、上转子凹球部2c5、下转子凹球部2b5直径相等安装后球心与本装置的圆心点重合;上圆柱槽2c9、下圆柱槽2b9、第三隔盘圆柱面3c2、下隔盘圆柱面3b2、上轴弧面3c4、下轴弧面3b4直径相等圆心重合;隔盘轴7、上轴孔3c5、下轴孔3b5直径相等圆心重合;轴端球面701与上壳一轨道1c6、下壳体轨道1b6的轨道球面壁1c9、轨道二球面壁1b9直径相等圆心与本装置的圆心点重合;

第三转子2c的上轴2c2被轴承约束在上轴座1c1中,上轴2c2沿轴座轴线c2方向的移动范围被上轴座1c1及轴承限定,防止上转子球面2c1窜动与上壳体内球壁1c4磨擦,第三转子2c能够在上轴座1c1中转动;

下转子2b的下轴2b2被轴承约束在下轴座1b1中,下轴2b2沿轴座轴线c2b方向的移动范围被下轴座1b1及轴承限定,防止下转子球面2b1窜动与下壳体内球壁1b4磨擦,下转子2b能够在下轴座1b1中转动;

第三上壳1c与下壳1b是半球形壳体,扣合后形成一个球形内腔的工作空间,隔盘轴7通过上轴孔3c5、下轴孔3b5将上隔盘3c与下隔盘3b连成完整的隔盘组,上隔盘3c安装在上隔盘槽2c4内,下隔盘3b安装在下隔盘槽2b4内,第三转子2c、下转子2b被轴承支承,完整的隔盘组的第三隔盘球3c1被上转子凹球部2c5、下转子凹球部2b5包裹作为第三隔盘球3c1外周的轴套约束支承,隔盘组以第三隔盘球3c1为轴在球形内腔中旋转不会与球形内腔、上轴球面2c3、下轴球面2b3磨擦;

隔盘轴7的轴线的中点与本装置的圆心点重合;隔盘轴7两端的轴端球面701与上壳一轨道1c6、下壳体轨道1b6的轨道球面壁1c9、轨道二球面壁1b9尺寸匹配;隔盘轴7两端的轴内壳端球面702与球形内腔的上壳体内球壁1c4、下壳体内球壁1b4尺寸匹配;隔盘轴7的上下轴端平面703与上壳一轨道1c6、下壳体轨道1b6的上下平面重合且平行;

第三转子2c以上壳轴座轴线c2为轴在球形内腔中旋转时,带动上隔盘3c、隔盘轴7、下隔盘3b、下转子2b旋转;

上隔盘3c、下隔盘3b被上隔盘槽2c4、下隔盘槽2b4约束,会随上隔盘槽2c4、下隔盘槽2b4转动的角度变化而以隔盘轴7为轴,如同蝴蝶翅膀一样在球形内腔中往复匀速扇动,隔盘轴7以主轴线c1为轴,其两端在上壳一轨道1c6、下壳体轨道1b6围成的滑道内旋转;

第三转子2c、下转子2b装入工作空间后,余下一个契形环腔;上隔盘3c、下隔盘3b、隔盘轴7装入后,将这个契形环腔平分为两个腔室,第三转子2c的上锥面2c8与下转子2b的下锥面2b8相切同步滚动碾压,形成移动密封线,移动密封线与隔盘轴7的轴线共线时,这个位置称为两转子锥面的下止点;第三转子2c继续旋转,带动上隔盘3c、隔盘轴7离开上锥面2c8、下锥面2b8相切形成的移动密封线,上锥面2c8向上翘起,下锥面2b8向下翘起,彼此相互远离,这时,契形环腔被移动密封线,上锥面2c8、下锥面2b8,上壳体内球壁1c4、下壳体内球壁1b4,上隔盘3c、下隔盘3b分成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔;第三转子2c继续旋转,使上锥面2c8、下锥面2b8彼此相互远离距离最大时,称为两转子锥面的上止点;

当两转子转到下止点位置时,上圆柱槽2c9与下圆柱槽2b9包裹住第三隔盘圆柱面3c2与下隔盘圆柱面3b2组合成的隔盘下圆柱;转过下止点后,上圆柱槽2c9、下圆柱槽2b9和第三隔盘圆柱面3c2与下隔盘圆柱面3b2组合成的隔盘下圆柱相互分离;

本发明本具体实施方式的工作原理:隔盘一端在下止点位置时,契形环腔被上隔盘3c、下隔盘3b、隔盘轴7平分为两个腔室;第三转子2c面向操作者逆时针旋转,带动上隔盘3c、下隔盘3b、隔盘轴7的一端离开下止点,契形环腔被分成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔;在膨胀腔里,第三转子2c逆时针继续旋转,带动隔盘组一端远离移动密封线,上锥面2c8向上翘起,下锥面2b8向下翘起,彼此相互远离,膨胀腔容积连续增大,第三转子2c上的流道十2c7转入第三上壳1c上流体一槽1c3区域里,流体经上流道一口1c2、上流体一槽1c3、第三转子2c上的流道十2c7进入膨胀腔;膨胀压缩转换腔里,由于膨胀过程没有结束,第三转子2c上的流道九2c6在第三上壳1c上流体一槽1c3区域里继续吸入流体,下转子2b上的流道十二2b7此时为关闭状态,当膨胀过程结束时,流道十二2b7就会进入下壳1b的下流体一槽1b3区域,并被打开进行流体排出工作,第三转子2c上的流道九2c6会转出第三上壳1c上流体一槽1c3区域,并被关闭,此时的膨胀压缩转换腔就会变成压缩腔;压缩腔里,第三转子2c继续转动,上锥面2c8与下锥面2b8向下收缩,彼此相互靠拢,压缩腔容积连续减少,下转子2b上的流道十一2b6在下壳1b下流体一槽1b3区域里,流体经下转子2b上的流道十一2b6、下壳1b的下流体一槽1b3、下流道一口1b2排出;当转子转动180度角后,隔盘一端由下止点转到上止点,另一端由上止点回到下止点,契形环腔由两腔室,变成膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔,再变成两腔室完成一次膨胀到压缩过程,此过程循环往复达到驱动流体流动或压缩流体的目的;反过来,有能量的流体进入本装置能够驱动隔盘带动转子旋转,输出扭矩。

实施例4:

如图20至图26所示,本实施例提供了一种驱动和压缩流体的装置,其结构与实施例1所述的一种驱动和压缩流体的装置基本相同,仅将实施例1的第一上壳1、第一转子2、第一隔盘3以第一上壳法兰105的面为参考,镜像后旋转180度,使第一上壳1的第一轴座101的轴线与镜像得到的下壳的轴座的轴线共线,由此得到实施例4,并在上下转子之间装入一对斜盘6,圆隔盘3d与相应部件的局部与配流系统进行了重新设计。

作为一种驱动和压缩流体的装置,包括:上壳体1d上有上壳轴座1d1贯通壳体,轴座轴线d2与主轴线d1有夹角并交于本装置的圆心点,此角度可根据此装置的设计容积做相应调整,本实施例优选设定此夹角角度为20度,在上壳体1d的上壳内球壁1d4上开有首尾不相连接的环状上流体二槽1d3、上流体三槽1d8,围绕在上壳轴座1d1周围,上流体二槽1d3、上流体三槽1d8的底部有贯通上壳体的上流道二口1d2、上流道三口1d7与外部相通;上壳体1d有上壳一法兰1d5,上壳一法兰1d5的平面与上壳内球壁1d4连接处有上壳轨道1d6还有上轨道球面壁1d9;

下壳体1e有下壳轴座1e1、下流道二口1e2、下流体二槽1e3、下壳内球壁1e4、下壳一法兰1e5、下壳轨道1e6、下流道三口1e7、下流体三槽1e8、下轨道球面壁1e9,除下壳轴座1e1不贯通壳体外,结构与上壳体1d相同;

上转子2d的球形顶部设置伸出壳体的上转轴2d2,底部是圆锥的主锥面2d8,主锥面2d8的锥顶有主转子凹球部2d5,主转子凹球部2d5的球心与上转轴2d2的轴线共线,穿过上转轴2d2的轴线开一个主隔盘槽2d4,将主转子球面2d1部与主锥面2d8部平分两半,并在上转轴2d2的下方形成主轴球面2d3,主隔盘槽2d4两侧壁与主锥面2d8相交处设置主圆柱槽2d9,在主转子球面2d1一侧开有流道十四2d7、流道十五21d贯穿转子到达主锥面2d8,相对应的另一侧主转子球面2d1开有流道十三2d6、流道十六22d贯穿转子到达主锥面2d8;

第四转子2e有辅转子球面2e1、下转轴2e2、辅轴球面2e3、辅隔盘槽2e4、辅转子凹球部2e5、流道十七2e6、流道十九2e7、辅锥面2e8、圆柱槽2e9、流道二十21e、流道十八22e,除第四转子2e的下转轴2e2不伸出壳体外其他结构与上转子2d相同;

圆隔盘3d是宽度等于主隔盘槽2d4、辅隔盘槽2e4宽度的圆盘,圆隔盘3d周围是主隔盘弧面3d3,中部是主隔盘圆柱面3d2,主隔盘圆柱面3d2的中间为主隔盘球3d1;

斜盘6是个圆形盘片,周边是斜盘球面601,中间是斜盘圆柱槽面604,斜盘圆柱槽面604两端是斜盘圆柱端球面603,斜盘圆柱槽面604中部是斜盘凹球面602,由上下两片斜盘6叠合成斜盘组在此装置中使用;

设计时,上壳内球壁1d4、下壳内球壁1e4、主转子球面2d1、辅转子球面2e1、主轴球面2d3、辅轴球面2e3、主隔盘弧面3d3、斜盘圆柱端球面603直径相等安装后球心与本装置的圆心点重合;主隔盘球3d1、主转子凹球部2d5、辅转子凹球部2e5、斜盘凹球面602直径相等安装后球心与本装置的圆心点重合;主圆柱槽2d9、圆柱槽2e9、主隔盘圆柱面3d2、斜盘圆柱槽面604直径相等圆心可重合;斜盘球面601与上壳轨道1d6、下壳轨道1e6的上轨道球面壁1d9、下轨道球面壁1e9直径相等圆心重合;

上转子2d的上转轴2d2被轴承约束在上壳轴座1d1中,上转轴2d2沿轴座轴线a2方向的移动范围被上壳轴座1d1及轴承限定,防止主转子球面2d1窜动与上壳内球壁1d4磨擦,上转子2d能够在上壳轴座1d1中转动;

第四转子2e的下转轴2e2被轴承约束在下壳轴座1e1中,下转轴2e2沿轴座轴线a2方向的移动范围被下壳轴座1e1及轴承限定,防止辅转子球面2e1窜动与下壳内球壁1e4磨擦,第四转子2e能够在下壳轴座1e1中转动;

上壳体1d与下壳体1e是半球形壳体,扣合后形成一个球形内腔的工作空间,两片斜盘6分别装在圆隔盘3d的主隔盘球3d1、主隔盘圆柱面3d2两侧并贴合成一片完整的斜盘组,斜盘6的边缘装入上壳轨道1d6、下壳轨道1e6组成的完整轨道中,靠近上转子2d的斜盘6与主锥面2d8相切,靠近第四转子2e的斜盘6与辅锥面2e8相切,圆隔盘3d安装在主隔盘槽2d4、辅隔盘槽2e4内,上转子2d、第四转子2e被轴承支承,主隔盘球3d1被主转子凹球部2d5、辅转子凹球部2e5包裹作为主隔盘球3d1外周的轴套约束支承,隔盘以主隔盘球3d1为轴在球形内腔中旋转不会与球形内腔、主轴球面2d3、辅轴球面2e3磨擦;

斜盘圆柱槽由斜盘凹球面602、斜盘圆柱端球面603、斜盘圆柱槽面604组成;圆隔盘3d装入斜盘圆柱槽,由上下两片斜盘6包住圆隔盘3d的主隔盘球3d1、主隔盘圆柱面3d2,使圆隔盘3d以主隔盘圆柱面3d2、主隔盘球3d1为轴,在斜盘6上匀速往复摆动,同时被上转子2d驱动绕主轴线d1转动;

设计时斜盘球面601与上壳轨道1d6、下壳轨道1e6的上轨道球面壁1d9同球心等直径,安装在上部的斜盘6的上平面与上壳轨道1d6上平面重合,安装在下部的斜盘6的下平面与下壳轨道1e6的下平面重合,由上下两片斜盘6叠合成的斜盘组能够在上壳轨道1d6与下壳轨道1e6围成的完整轨道中转动;

上壳体1d与下壳体1e由上壳一法兰1d5连接下壳一法兰1e5,围成一个球形内腔的工作空间,上转子2d、第四转子2e装入工作空间余下一个环腔;环腔被上下两片斜盘6叠成的斜盘组分成上下两个契形腔,圆隔盘3d将这两个契形腔都平分为两个腔室;

上转子2d的主锥面2d8与上片斜盘6的上圆面相切形成的切线称为密封线,密封线与主隔盘圆柱面3d2的轴线共面时,这个位置称为主锥面2d8的下止点;上转子2d旋转,带动圆隔盘3d离开密封线,主锥面2d8向上翘起与上片斜盘6的上圆面相互远离,这时,上契形腔被密封线、主锥面2d8、上片斜盘6的上圆面、上壳内球壁1d2、圆隔盘3d分成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔;转子继续旋转,使主锥面2d8与上片斜盘6的上圆面相互远离距离最大时,称为主锥面2d8的上止点;

第四转子2e的辅锥面2e8与下片斜盘6的下圆面相切形成的切线,切线与主隔盘圆柱面3d2的轴线共面时,这个位置称为辅锥面2e8的下止点;上转子2d旋转,带动圆隔盘3d离开辅锥面2e8与下片斜盘6的下圆面相切形成的切线,辅锥面2e8向下翘起与下片斜盘6的下圆面相互远离,这时,下契形腔被辅锥面2e8与下片斜盘6的下圆面相切形成的切线、辅锥面2e8、下片斜盘6的下圆面、下壳内球壁1e4、圆隔盘3d分成三个腔室:膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔;转子继续旋转,使辅锥面2e8与下片斜盘6的下圆面相互远离距离最大时,称为辅锥面2e8的上止点;

当上转子2d、第四转子2e在下止点位置时,主圆柱槽2d9、圆柱槽2e9包住主隔盘圆柱面3d2,转过下止点后,随圆隔盘3d从主隔盘槽2d4、辅隔盘槽2e4中转出,带动主隔盘圆柱面3d2与主圆柱槽2d9、圆柱槽2e9相互分离;

本实施例被斜盘组分成上下两个独立的驱动和压缩流体的装置,装置的上部分和装置的下部分被隔盘组分开,结构和工作原理一样,这里将仅对上部分装置的原理进行释出,足以使本领域的普通技术人员理解其原理,工作原理如下:

上转子2d在下止点位置时,契形腔被圆隔盘3d平分为两个腔室,这时圆隔盘3d的两个面与下止点所在位置的密封线平行;上转子2d面向操作者逆时针旋转,带动圆隔盘3d离开下止点,这时圆隔盘3d的一面面向下止点所在位置的密封线,由于圆隔盘3d与下止点之间产生了距离,在下止点与圆隔盘3d之间就产生了空间,这个空间由下止点所在位置的密封线、斜盘组与圆隔盘3d相切的面、圆隔盘3d面向密封线的那一面、主锥面2d8、上壳内球壁1d4区划成,这个空间随上转子2d的旋转带动圆隔盘3d、斜盘组旋转不断远离下止点而使空间不断扩大,可以称这个空间为膨胀腔;在圆隔盘3d面向密封线的那一面,密封线这一侧是膨胀腔,另一侧就是压缩腔;在圆隔盘3d不面向密封线的那一面就是膨胀压缩转换腔,这个腔室在形成初期膨胀过程还未完成,膨胀完成后会转换成压缩腔;在膨胀腔里,转子逆时针旋转,带动圆隔盘3d离开主锥面2d8与隔盘组相切形成的切线,主锥面2d8向上翘起与斜盘组相切的面彼此相互远离,膨胀腔容积不断增大,流道十四2d7进入上流体三槽1d8区域里,流体经上流道三口1d7、上流体三槽1d8、流道十四2d7进入膨胀腔;同时压缩腔室里流体正经过流道十五21d、上流体二槽1d3、上流道二口1d2排出;同时膨胀压缩转换腔里,由于膨胀过程没有结束,流道十三2d6在上流体三槽1d8区域里继续吸入流体,此时膨胀压缩转换腔里的流道十六22d为关闭状态,当膨胀过程结束时,流道十三2d6会转出上流体三槽1d8区域,并被关闭,流道十六22d会转入上流体二槽1d3区域里,并被打开进入流体排出状态,此时膨胀压缩转换腔就会转换成压缩腔;

当转子转动180度角后,圆隔盘3d一端由下止点转到上止点,另一端由上止点回到下止点,契形腔由两腔室,变成膨胀腔、膨胀压缩转换腔、压缩腔,再变成两腔室完成一次膨胀到压缩过程,此过程循环往复达到驱动流体流动或压缩流体的目的;反过来,有能量的流体进入本装置能够驱动圆隔盘3d带动转子旋转,输出扭矩。

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