專利名稱：旋轉圈均衡磨損流體壓力裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種流體壓縮裝置，更具體的說是容積式葉片泵和旋轉活塞內 燃機的壓縮結構，屬于流體壓縮機械領域。
背景技術：
下面以容積式葉片泵舉例在流體輸送領域，在諸多才幾械的液壓系統和氣 壓系統中，各種類型的流體壓力泵(如柱塞泵、空氣壓縮泵、齒輪泵、容積式 葉片泵)是其中不可缺少的重要裝置之一。其中容積式葉片泵因其結構緊湊、 運行平穩、空載負荷小等優點被很多機械使用在其流體壓縮輸送系統中(如車 床、汽車等)。但容積式葉片泵因其中心轉動的轉動件(轉子)及其葉片槽內安 裝的葉片和與之配合的相對固定的耦合件(包括定子與端蓋)之間都是相對運 動的，這些工件在相對運動中表面會發生磨損，因磨損造成的間隙又缺乏補充 機制，所以容積式葉片泵容易因磨損造成泄漏而失效。雖然葉片頂端磨損可以 得到葉片自身的補充，但葉片槽導程有限，導程過短時可使葉片翻出槽外或因 杠桿原理崩裂葉片槽，從而使整個泵主要工件破壞。所以容積式葉片泵其不足 之處是限制其應用范圍的根本原因。下面結合附圖4闡述容積式葉片泵的結構 和工作原理。
常規葉片泵的結構和原理如圖4,圖中(1)為泵殼，(2)為定子，(3)為 上端蓋，(4)為下端蓋，(5)為轉子，(6)為葉片，(7)為葉片槽，(8)為主 軸，(9)為進流口， (10)為出流口， (11)為定子定位孔。當轉子(5)在上端 蓋(3)、下端蓋(4)與定子(2)固連形成的泵腔中旋轉時(如順時針旋轉)， 轉子葉片槽(7)內的葉片(6)在離心力的作用下被甩出，當葉片(6)頂端抵 達定子(2)內壁時，被設計成寬窄不等的環形泵腔被切斷成與葉片(6)數量相同、容積不等的若干腔段。隨著轉子(5)的繼續旋轉，各腔泵的容積不斷變 化。當某段泵腔的容積由小變大時，流體受到負壓，進流口 (9)就在大氣壓力 下吸進流體；當某段泵腔的容積由大變小時，流體受到壓迫產生壓力而由出流 口 (IO)排出。從而達到液壓系統中需要的目的。葉片(6)中任意一片都在轉 子(5)旋轉一周的過程中伸出、壓進葉片槽(7) —次。從而葉片泵周而復始 地工作。
顯而易見葉片泵在工作中，葉片在葉片槽內伸縮是位移的，葉片在泵腔中 與泵腔內壁也是位移的。在流壓較高的泵腔內，這種配件之間的運動所形成的 摩擦力是較大的，不僅造成了葉片泵的能耗損失，更重要的是主要的相關工件 磨損嚴重而泄流以致失去原先設定的壓力與流量。專利號為200410094833. 5的 一種容積式葉片泵專利技術中用帶錐度葉片和帶錐度泵腔解決了個別工件的磨 損補充問題，但制造難度較大，葉片導程受到影響。
本人在實踐中也設想過在葉片頂端加一滾柱，如圖5,圖中(1)為葉片， (2)為滾柱，(3)為葉片(1)與滾柱(2)之間的間隙。當葉片(1)隨轉子 旋轉時，滾柱(2)外周與定子(3)內壁開始是可以滾動的，但滾柱(2)圓周 邊與葉片(1)配合的間隙(3)很不理想，過大會造成泄流，過小葉片(1)與 滾柱(2 )仍存在滑動摩擦，只不過是把滑動摩擦換了位置。即使其間間隙調得 好，但隨著滾柱(2)的軸和葉片(1)上的孔的磨損，滾柱(2)的內側外圓面 與葉片成滑動摩擦接觸，再加之滾柱側面與葉片之間滑動磨損開始即存在，所 以研究分析的結果表明這是一個不實用的想法。因此葉片泵結構特征上的不足 之處，是限制其適用范圍的原因。
發明內容
綜上所述從附圖和上述文中可以看出常規容積式葉片泵存在以下三個方面的不足。 一方面，葉片泵在工作時，轉子每旋轉一周，所有的葉片頂端都會沿 著定子內壁滑動一周，并且在葉片槽中伸縮一次。前者的滑動距離是^f艮長的，
后者不過是前者的幾十分之一，因此如果省掉前者其意義是可想而知的；第二 方面，葉片在與之接觸的工件運動中都是滑動摩擦，滑動摩擦力遠遠大于滾動 摩擦力；第三方面，常規的容積式葉片泵兩端蓋是覆蓋在定子端面上的，由于 兩者之間沒有相對運動，也就沒有磨損，當轉子端面、葉片側面、兩端蓋內表 面磨損形成間隙時，端蓋因定子阻礙不能順軸向進動而不能補充間隙，以致泄 露流體，使效果變差。
綜上所述，本發明的旋轉圏均衡磨損流體壓力裝置從三方面入手解決常規 葉片泵的不足 一是將常規容積式葉片泵的定子改為轉動的旋轉圈；二是用滾 動體來替代常規容積式葉片泵的葉片，這樣就減少了摩擦阻力；三是一只端蓋 或兩只端蓋可順軸向進動，并均衡兩端蓋與兩端蓋之間運動件的磨損，從而補 充因磨損產生的間隙。
附圖1是本發明旋轉圏均衡磨損流體壓力裝置實施例一的結構圖。 附圖2是本發明旋轉圈均衡磨損流體壓力裝置實施例二的結構圖。 附圖3是本發明旋轉圈均衡磨損流體壓力裝置實施例三的結構圖。 附圖4是常規容積式葉片泵結構圖。 附圖5是帶滾柱的葉片結構圖。
具體實施方式
實施例一
本發明的旋轉圏均衡磨損流體壓力裝置包括殼體(1)，上端蓋(2),旋轉 圈(3),下端蓋(4)，轉子(5)，葉片(6)，葉片槽(7)，主軸(8),進流口(9)，出流口 (10)，密封塞(ll)。其特征在于所述上端蓋(2)、下端蓋(4) 和殼體(1)三者的空間中安裝有與轉子(5)同向旋轉的旋轉圈(3),轉子(5)， 以及可在葉片槽(7)內自由滑動的葉片(6)。
下面結合圖1闡述實施例一的結構和工作原理。圖1中，(1)為殼體，(2) 上端蓋，(3)為旋轉圈，(4)為下端蓋，(5)為轉子，(6)為葉片，(7)為葉 片槽，(8)為主軸，(9)為進流口， (10)為出流口， (11)為密封塞。當主軸
(8 )帶動轉子(5 )旋轉時(這里設為順時針旋轉)，轉子(5 )上的葉片槽(7 ) 內可自由滑動的葉片(6)在離心力和流體壓力的雙重作用下向外甩出，葉片(6) 頂端與旋轉圈(3)內壁接觸，由于滑動摩擦力遠大于滾動摩擦力的原因，葉片
(6)通過摩擦力帶動旋轉圈(3)與轉子(5)同向旋轉，并同時向前壓迫流體。 當被壓迫的流體受到密封塞(11)的阻斷時，高壓流體就不會流向低壓流區而 從出流口 (IO)流出。當葉片(6)通過密封塞(11)時，被壓進葉片槽(7) 內。當葉片(6)在背向進流口 (9)旋轉時，葉片(6)背后產生負壓，在大氣 的壓迫下，流體由進流口 (9)流入。當密封塞(11)由于磨損產生間隙時，密 封塞(11)可自行補充間隙。如此周而復始的工作。工作中，當轉子(5)的兩 端面、葉片(6)兩側面、旋轉圈的兩端面、上下端蓋的內表面發生磨損時，一 只或兩只端蓋可順軸向進動來補充因磨損造成的間隙，使流體不能泄露。
本發明的旋轉圈均ff磨損流體壓力裝置的旋轉圈(3)在有良好潤滑時，可 依殼體(l)內壁為支承體，或以滾動體為支承體，或以密封塞(11)為支承體， 或以高壓的流體為支承體等等。如果將旋轉圈(3)與轉子(5)偏心安裝，那 密封塞(11)的密封作用是由葉片來代替的，可不安裝密封塞(ll)。為了減少 旋轉圏(3)、轉子(5)、葉片(6)三者端面與端蓋(2、 4)內表面的磨損，密 封塞(11)除了安裝在兩只端蓋(2、 4)上，還可以安裝在其中一只端蓋上，另一只端蓋可隨旋轉圈(3)—起旋轉。本發明旋轉圈均衡磨損流體壓力裝置的 葉片(6)、葉片槽(7)可以為其他形狀和組合形式。葉片槽(6)可設計在轉 子(5 )上，或設計在旋轉圈(3 )上，或轉子(5 )和旋轉圈(3 )上都設有葉 片槽(6)。 實施例二見圖2,與實施例一的區別在于葉片(6)的形狀不同。 實施例三本發明旋轉圏均衡磨損流體壓力裝置，包括殼體(l)，上端蓋(2),旋轉 圈(3)，下端蓋(4),轉子(5),葉片(6)，葉片槽(7),主軸(8)，進流口 (9),出流口 (10)，旋轉圈支承滾(ll)。其特征在于所述上端蓋(2)、下 端蓋(4 )、殼體(1 )三者組合的空間內安裝有可以隨主軸(8 )轉動的轉子(5 )， 轉子(5)的葉片槽(7)內可以自由滑動的葉片(6)，以及通過葉片(6)帶動 的并與轉子(5)同向轉動的旋轉圏(3)。下面結合附圖3進一步闡述本發明的旋轉圈均衡磨損流體壓力裝置。圖中 (1)為殼體，(2)為上端蓋，(3)為旋轉圏，(4)為下端蓋，(5)為轉子，(6) 為葉片，(7)為葉片槽，(8)為主軸，(9)為進流口， (10)為出流口， (11) 為旋轉圏支承滾。當主軸(8)帶動轉子(5)旋轉時，通過葉片(6)帶動旋轉 圏(3)同向旋轉。此時由于轉子(5)和旋轉圈(3)是偏心安裝的，所以其兩 者之間形成的空間寬窄不等，被若干只葉片(6 )分隔成若干段容積不等的腔段。 隨著轉子(5)和旋轉圈(3)的旋轉，其中各腔段的容積不斷變化，容積由小 變大時進流，由大變小時壓流。當某一葉片(6)隨轉子(5)旋轉一圏后，一 次壓流、p及流完成。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。本發明的旋轉圈均衡磨損流體壓力裝置比常規的容積式葉片泵在結構上有較大的改進，會有很好的市場前景，在該領域將產生良好的經濟效益。
權利要求
1、 本發明的旋轉圈均衡磨損流體壓力裝置包括殼體(1),上端蓋(2),旋 轉圈(3)，下端蓋(4)，轉子(5)，葉片(6)，葉片槽(7)，主軸(8),進流 口 (9)，出流口 (10),密封塞(ll)。其特征在于所述上端蓋(2)、下端蓋 (4)和殼體(1)三者的空間中安裝有與轉子(5)同向旋轉的旋轉圈(3)，轉子(5 ),以及可在葉片槽(7 )內自由滑動的葉片(6 )。
2、 根據權利要求1所述的兩端蓋(2、 4)至少一只是可以順軸向進動的。
3、 根據權利要求1所述的上端蓋(2 )和下端蓋(4 )可以都旋轉，也可以 都不旋轉，或其中一只端蓋旋轉、另一只端蓋不旋轉。
4、 根據權利要求1所述旋轉圈(3)內壁可以是多邊形、圓形、橢圓形或 其他形狀。
5、 根據權利要求1所述的旋轉圈(3)圓心與轉子(5)圓心可以是偏心安 裝的。
6、 根據權利要求1所述的旋轉圏(3)可支承在殼體(1)內壁上，或支承 在滾動體上，或支承在密封塞(11)上，或以高壓的流體為支承體等等。
7、 根據權利要求l所述的旋轉圏(3)上可以設有葉片槽。轉子(5)上可 以不設葉片槽。
8、 根據權利要求l所述葉片(6)可為圓柱形、多邊形、片形或其他形狀。
9、 根據權利要求1所述的密封塞(11)可以為圓形、弓形或其他形狀。
10、 根據權利要求1所述的密封塞(11)安裝在上端蓋(2 )、下端蓋(4 ) 中至少一只端蓋上。
全文摘要
本發明旋轉圈流體壓力裝置公開了一種容積式葉片泵的重要改進方案，包括殼體(1)，上端蓋(2)，旋轉圈(3)，下端蓋(4)，轉子(5)，葉片(6)，葉片槽(7)，主軸(8)，進流口(9)，出流口(10)，密封塞(11)。由殼體(1)與兩端蓋(2、4)組成的空腔內安裝有旋轉圈(3)和轉子(5)以及安裝在葉片槽(7)內可以自由滑動的葉片(6)。其中旋轉圈(3)是與轉子(5)同向旋轉的。葉片(6)頂端與旋轉圈(3)內壁可以沒有相對運動，也就沒有磨損。是本發明旋轉圈流體壓力裝置的主要發明點。
文檔編號F04C18/344GK101311541SQ200710106659
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月27日 優先權日2007年5月27日
發明者勇 丁 申請人:勇 丁