[發(fā)明專利]旋閥機構(gòu)及應(yīng)用該旋閥機構(gòu)的星旋式轉(zhuǎn)動裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110145313.2
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102808654A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚鎮(zhèn);姚其槐
• 申請（專利權(quán)）人: 北京星旋世紀科技有限公司
• 主分類號: F01C1/12
• 分類號: F01C1/12;F03C2/08;F01C21/08;F04C2/12;F04C18/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械行業(yè)中發(fā)動機、流體馬達、壓縮機及泵等技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋閥機構(gòu)及應(yīng)用該旋閥機構(gòu)的星旋式轉(zhuǎn)動裝置。

背景技術(shù)

對于發(fā)動機領(lǐng)域來講，主要有往復(fù)活塞式四沖程發(fā)動機、三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機、燃氣輪機等等。在液壓或者氣動馬達的構(gòu)造中主要有柱塞式、葉片式及渦輪式等，比較單調(diào)。在壓縮機和泵的傳統(tǒng)領(lǐng)域里，主要有柱塞式、葉片式、齒輪式、螺桿式、曲柄式和渦旋式等眾多機械結(jié)構(gòu)。人們在應(yīng)用這些機械結(jié)構(gòu)的同時，不斷地進行改良和創(chuàng)新。

在本申請的申請人于2010年6月10日所提交的專利申請(專利申請?zhí)枺?01010196950.8)中，公開了一種星旋式流體馬達或發(fā)動機和壓縮機及泵。上述專利申請文件的全部內(nèi)容納入本申請作為參考。

現(xiàn)以上述專利申請的流體馬達為例，對星旋式轉(zhuǎn)動裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作原理作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)進行描述。圖1a為現(xiàn)有技術(shù)流體馬達結(jié)構(gòu)側(cè)面斷面的示意圖。圖1b為現(xiàn)有技術(shù)流體馬達各主要轉(zhuǎn)動元件的轉(zhuǎn)動原理示意圖。如圖1a和圖1b所示，星旋式流體馬達包括：一個含圓筒空腔的缸體1和由缸體兩側(cè)端蓋2支撐的主軸3，缸體和兩側(cè)端蓋之間通過密封圈4密封防流體泄漏，圍繞主軸設(shè)有帶動主軸轉(zhuǎn)動的行星輪轉(zhuǎn)動裝置，缸體圓筒表面是圍繞主軸的圓形表面，在缸體圓筒表面沿圓筒軸向設(shè)有旋閥片凹槽5，旋閥片凹槽5中安裝有旋閥片6，旋閥片尾部端通過旋閥片支撐芯軸7固定在兩側(cè)端蓋2上，旋閥片支撐芯軸7與缸體圓筒軸向中心線平行設(shè)置，旋閥片頭部端面是圓弧面6-1，旋閥片以旋閥片支撐芯軸7為中心沿旋閥片凹槽的一個縱向側(cè)面5-1做扇面形擺動，在擺動過程中，旋閥片圓弧面與旋閥片凹槽的側(cè)面接觸，旋閥片凹槽底面至缸體外表面設(shè)有通孔作為動力源輸入口1-1，在旋閥片支撐芯軸一側(cè)的缸體上設(shè)置有從缸體內(nèi)壁圓筒表面至缸體外表面的通孔作為動力源排出口1-2；行星輪轉(zhuǎn)動裝置包括：行星活塞輪8、行星活塞輪固定法蘭9和中心太陽輪滾筒10；行星活塞輪是圓柱滾輪(以下簡稱滾柱行星活塞輪)，滾柱行星活塞輪轉(zhuǎn)動固定于滾柱行星活塞輪固定法蘭上，滾柱行星活塞輪通過軸承11滾動套在一個支承軸12上，支承軸12兩端與滾柱行星活塞輪固定法蘭連接固定，滾柱行星活塞輪固定法蘭與缸體之間通過密封圈13密封，滾柱行星活塞輪固定法蘭通過鍵18與主軸連接固定，由于滾柱行星活塞輪轉(zhuǎn)動帶動行星活塞輪固定法蘭轉(zhuǎn)動，滾柱行星活塞輪固定法蘭轉(zhuǎn)動帶動主軸轉(zhuǎn)動；中心太陽輪滾筒套住主軸設(shè)置在滾柱行星活塞輪和主軸之間，這樣在中心太陽輪外圓筒面到缸體內(nèi)圓筒面之間形成滾柱行星活塞輪轉(zhuǎn)動的環(huán)形活塞空間19。主軸軸承14安裝在缸體兩側(cè)的端蓋2上，軸承前蓋15和軸承后蓋16封住兩側(cè)的端蓋，主軸3貫穿的軸承前蓋15內(nèi)孔上鑲嵌有一個防流體泄漏的運動用密封膠圈17，缸體兩側(cè)的端蓋2被用螺釘緊固在缸體1上。

對于圖1a及圖1b所示的流體馬達，其工作流程如下：一個有壓力的氣體或液體從所述缸體的動力源輸入口注入缸體旋閥片凹槽，氣體或液體推動旋閥片以旋閥片支撐芯軸為中心沿旋閥片凹槽的一個側(cè)面向下做扇面形擺動，旋閥片的頭部推動行星活塞輪向前轉(zhuǎn)動，隨之有壓力的氣體或液體沖入環(huán)形活塞空間繼續(xù)推動行星活塞輪向前沿環(huán)形活塞空間轉(zhuǎn)動，向前轉(zhuǎn)動行星活塞輪擠壓氣體或液體從動力源排出口排出，并且在由旋閥片向下擺動到中心太陽輪滾筒后隔開的相鄰活塞空間形成氣體或液體壓差，行星活塞輪在向前轉(zhuǎn)動的過程中壓迫旋閥片向上擺動復(fù)位進入下一個往復(fù)周期。

上述技術(shù)方案中，由于采用了圓環(huán)型液壓(氣壓)缸，最大限度利用了機器外圓周空間，不僅半徑大出力轉(zhuǎn)矩大，流量大，出力恒定。此外，由于主要元器件活塞采用了滾動方式，從本質(zhì)上減少了活塞與缸體的磨擦磨損，提高了密封可靠性，降低了能耗。

上述技術(shù)方案中的旋閥片雖然結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)星旋式轉(zhuǎn)動裝置中環(huán)形活塞空間的打開/閉合的基本需要，但是，申請人意識到，現(xiàn)有旋閥片技術(shù)尚存在如下局限性技術(shù)缺陷：由于它本身的結(jié)構(gòu)還不是對稱形式，旋閥片在工作流程中受到流體背壓的影響，打開/閉合時會受到一定的阻力和需要一個相當(dāng)長的切換時間，雖其在低轉(zhuǎn)速領(lǐng)域尚能有良好表現(xiàn)，但為了適應(yīng)更高轉(zhuǎn)速切換頻率的要求，旋閥片結(jié)構(gòu)必須進化。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為解決上述局限性技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種旋閥機構(gòu)及應(yīng)用該旋閥機構(gòu)的星旋式轉(zhuǎn)動裝置，以避免旋閥機構(gòu)在工作流程中受到流體背壓的不利影響，滿足其高切換頻率的要求。

(二)技術(shù)方案