专利名称:滑片无磨损密封式动力机械的制作方法
《滑片无磨损密封式动力机械》是一种能量转换动力机械。它适用于滑片式压缩机、冷冻机、风动马达机、真空泵、真空复合气泵、液压马达、液压泵等动力机械。有润滑油或无润滑油的情况下均可使用。
在没有此发明之前，所使用的一种是滑片式动力机械，它是由定子、转子、叶片和前后端盖等组成(请参阅《回转式压缩机》-西安交通大学编，1974年)。其滑片腔体密封性能好、效率高。但各个零部件(定子、转子和前后端盖与叶片)之间产生滑动磨擦，使用寿命短。另一种是滑片腾空式动力机械，它也是由定子、转子、前后端盖和叶片组成，不同的是叶片两端增添了小轴，并装有小轴承，工作腔中定子、转子和端盖与叶片之间有很小的间隙(请参阅《华中师范学院学报》1982年第2期《连续容积式动力装置原理的研究》潘景贤等)。其滑片腔体磨损小，无润滑剂，零部件之间的滑动磨擦由滚动磨擦取代，因而提高了使用寿命，但该动力机械的叶片顶部端点与定子内孔表面的间隙不均匀，因而造成介质泄漏，效率低。
为了解决此类机械的密封和磨损问题，本机械的设计构思与日本专利JP57-165692(回转式压缩泵)、英国专利GB2099922(叶片式旋转压缩机)和联邦德国专利DE3109835(有滑动叶片的回转泵)等所提出的技术方案是不相同的，在性能指标上前者优于后者。
本发明的目的是使滑片腔体有良好的密封性能，而磨损又小，从而延长使用寿命。为此，本发明采用了以下的技术方案第一，增加了转盘机构。它由园盘、轴套和轴承等零部件组成。其作用是消除滑片腔体中一些有害的作用力和磨损叶片转动所产生的离心力、介质压力对定子内表面和叶片顶面的磨损;叶片左右窜动形成的轴向力对叶片的两端和端盖面的磨损。在叶片的两侧各增添一小轴，一个叶片同园盘连接并随之同步旋转，其它叶片通过轴套与园盘内表面又接触又滚动，亦随之转动。
第二，为了提高滑片腔体密封性、防止介质泄漏和减少定子、左右端盖与叶片的磨损，在叶片的顶部和两侧面镶有弹性柔软密封件。
第三，为了减少叶片表面和转子凹槽表面磨损，延长使用寿命，在转子的外表面开有凹槽，槽内装有滚针，使叶片表面与转子凹槽表面相互之间的滑动磨擦变为滚动磨擦。
第四，为了消除叶片顶部端点与定子的内表面之间间隙不均匀的缺点，防止介质泄漏。应按以下法则确定或选择有关部件的位置或尺寸(1)使轴套的中心线与定子内孔表面相重合;或(2)叶片顶部的曲率半径数值等于轴套的半径的数值。
发明的具体结构及其实施例如附图1所示。它是本机械的全貌示意图，其中包括定子(1)、转子(2)、端盖(3)、叶片(4)、园盘(5)、轴套(6)、轴承(7)、弹性柔软密封件(8)、壳盖(9)和滚针(10)等零部件。在叶片(4)与壳盖(9)之间有一个转盘机构，它由园盘(5)、轴套(6)(或小轴承)和轴承(7)等组成。叶片(4)的两侧仍装有一个小轴，一个叶片同园盘(5)连接并随之同步旋转，其它的叶片通过轴承(6)与园盘(5)的内孔表面滚动接触，且一起同向转动。叶片(4)的顶部和两侧面镶有弹性柔软密封件(8)，以形成密封腔体和减少零部件之间的磨损。转子(2)上开有若干纵向凹槽，其数量随应用领域的不同而有差别，如风动马达的转子上开有4个凹槽，滑片压缩机的转子上开有8个凹槽。在凹槽中装有滚针(10)和能径向自由移动的叶片(4)。
本动力机械按下列方法工作由于转子(2)对定子(1)是偏心配置，所以，定子(1)内壁与转子(2)表面和端盖(3)表面构成月牙形空间。当叶片(4)受离心作用时其一，叶片(4)绕定子(1)中心转动，转子绕定子(1)偏心转动，叶片(4)与转子(2)通过滚针(10)产生相对滚动。其二，叶片(4)通过轴套(6)和园盘(5)形成滚动的刚性支承点。其三，叶片(4)顶部和两侧面镶的弹性柔软密封件(8)与定子(1)内壁和左右端盖(3)的端面紧贴形成弹性支承线，将月牙形空间分隔成若干密封的扇形基元容积腔，在转子(2)旋转一周的过程中，基元腔容积由最小变为最大(如气动机)或由最大变到最小(如压缩机)。
由于转盘机构的功能，叶片转动产生的离心力、介质压力和叶片左右窜动产生的轴向力是通过叶片、轴套和园盘传递给轴承的。使原型的滑动磨擦变为滚动磨擦，且消除了上述三种力对定子内孔表面、左右端盖的端面与叶片顶部和两侧面的磨损。另外，由于在转子凹槽中装有滚针，使叶片与转子凹槽之间的滑动磨擦变为滚动磨擦。鉴于上述因素，延长了定子、转子、叶片和端盖的使用寿命。
叶片小轴上装有轴套，它与园盘滚动接触并一起同向转动，使轴套与转盘之间的相对位移小。这也是延长轴套和园盘的使用寿命的因素之一。
由于在叶片的顶部和两侧镶有弹性柔软密封件，而形成良好的密封腔体。同时定子内孔表面与叶片顶部和左右端盖的端面与叶片的两侧面不承受离心力、介质压力以及轴向力，只承受弹性柔软密封材料压缩变形所产生的较小的磨擦力。这与填料密封工作状态一样，因为柔软填料只受压缩变形弹性支承部分产生的磨擦力，其他各种力由轴承刚性支承点承受。如采用目前国内使用寿命为5000小时的密封材料(如TFA型碳纤维自润滑填料)，则本机械的使用寿命就可高于以上数值，其原因是当弹性柔软密封填料过盈部分全部磨损后，在有润滑油工作状态下，密封填料与定子内孔表面间所形成的油膜同样具有密封的性能，机械仍可正常运转。
实践证明本动力机械在采取上述各项技术措施后，提高了密封性能和降低了磨损，其使用寿命仅取决于轴承，而不是其他零部件。所以，定子、转子、叶片和端盖等零部件的工作时间接近于轴承的使用寿命。
权利要求
1.一种用于能量转换的滑片式动力机械，其特征在于设有转盘机构、滚针和镶有弹性柔软密封件的滑片无磨损密封式动力机械。
2.按照权利要求
1所述的滑片无磨损密封式动力机械，其特征是在叶片(4)与壳盖(9)之间配置了由园盘(5)、轴套(6)和轴承(7)组成的转盘机构。
3.按照权利要求
1所述的滑片无磨损密封式动力机械，其特征是在叶片(4)的顶部和两侧面镶有弹性柔软密封件(8)。
4.按照权利要求
1所述的滑片无磨损密封式动力机械，其特征是在转子(2)的表面上开有纵向凹槽，并在其内装有滚针(10)。
5.按照权利要求
1所述的滑片无磨损密封式动力机械，其特征是按以下法则确定或选择有关部件的位置或尺寸，1)使轴套(6)的中心线与定子(1)的内孔表面相重合，或2)叶片(4)顶部的曲率半径数值等于轴套(6)的半径的数值。
专利摘要
滑片无磨损密封式动力机械是一种实施能量转换的动力机械设备。以前这类机械的缺点是磨损大，使用寿命短。本动力机械在设计上增加了转盘、滚针、弹性柔软密封件等零部件，并对一些关键零部件的尺寸设计做了改进。提高了滑片腔体的密封性能，并使磨损很小，因而使定子、转子、叶片和端盖的工作时间接近于轴承使用寿命。在有油润滑或无油润滑的情况下均适用。可广泛地应用于滑片式压缩机、冷冻机、风动马达机、真空泵、真空复合泵、液压马达和液压泵等领域中。
文档编号F04C18/356GK86103779SQ86103779
公开日1988年3月9日 申请日期1986年5月20日
发明者潘景贤 申请人:潘景贤导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan