CN102782254A - 容积式旋转机构 - Google Patents

Abstract

容积式旋转机构包括机体、转子、具有导向件的分离器，该导向件带有设于转子下方的开口，活塞安装在转子凹槽中，该活塞能够相对于转子绕一轴旋转振荡，该轴与转子旋转轴相交成直角，并具有供分离器的导向件插入的至少一个狭槽，以及环绕转子形成的球形工作腔，根据导向件的开口与转子的相互作用，该球形工作腔被分离器的导向件划分成可变横截面的多个成型室腔，每个成型室腔被活塞划分为多个工作室。在成型室腔的最小横截面内设置用于工作流体的通路，和/或在转子内允许工作流体旁通于成型室腔的最小横截面的管道。这就有可能改变负载的特性和减少活塞和密封同步件的磨损，从而延长机构的使用寿命。此外，所述方案有可能产生所述机构的可控制的实施例变化形式。

Description

容积式旋转机构

本发明所属技术领域

本发明属于机械制造领域，尤其是旋转容积式机构，该机构可以用作泵、压缩机、液压驱动器，其包括可控制的部件。

现有技术水平

已知的容积式旋转机构（英国专利GB 573278所公开的）包括外壳、转子和至少一个活塞、工作流体的入口和出口。

转子具有以旋转面界定的工作表面，并且该转子安装在外壳中能够旋转。

在外壳和转子之间，通过由外壳的近似球形表面的一部分、分离器的表面和转子的工作表面界定的空间，形成至少一个局部球形工作腔。

转子中有至少一个凹槽，该凹槽大多是沿转子旋转轴在其工作表面上形成。活塞安装在所述转子凹槽中时，其能够相对于转子旋转振荡。从转子凹槽中冒出来的活塞，能够关闭工作腔。

分离器能够在近似球形的工作腔内旋转，以改变机构的进料。

该机构具有以下缺陷。活塞具有非对称形状，并且质心会从与之相关的活塞旋转振荡轴不可避免的偏移，这导致活塞旋转振荡期间，质心从转子对称轴偏移，从而产生显著的离心力，这些离心力作用于活塞的质心上，以及由这些离心力引起的、围绕活塞轴产生的力矩。后者装载摩擦副活塞-分离器，或者，在有密封同步件（sealing synchronizing element，SSE）存在的情况下，装载摩擦副活塞-SSE-分离器。该机构的寿命恰恰取决于这些摩擦副的磨损情况。

缺陷还包括：在转子自由端上存在着无补偿的径向负载的情况下，悬臂紧固着机构轴；该轴旋转一周期间非恒定的机构进料，和多级并行集成期间无法获得的统一进料；在一个活塞的变化方案中，无法在一个级段产生压力；使用两个活塞时，由于在转子内，其相互重叠的必要性减弱，降低了该级段所产生的最大压力；使用两个活塞时由于限制了活塞的冲程，这降低了最大进料和可控制的限度。此外，假定供两个（多个）活塞使用的普通密封同步件（SSE）是弹性元件的情况下，通过活塞与SSE的相互作用，限制了该机构的应用范围。

已知的容积式旋转机构（俄罗斯专利RU 2202695所公开的）包括定子、工作腔、能够旋转的转子、能够旋转的分离器，其中，转子和分离器的旋转几何轴相交成一锐角，该机构还包括工作流体的入口和出口，其中，分离器通过密封同步件（SSE）与转子啮合，该密封同步件具有一贯通狭槽，转子从该狭槽中穿过。

该容积式旋转机构具有对称负载的密封同步件（SSE），在并行操作期内，可以确定多级段中的两级段几乎是统一进料，但由于存在凹槽使该机构增加尺寸（直径），这使得分离器可以旋转。由于需要为工作流体引入两个通道，以旁通于凹槽，使多个工作室和多级段得以连接，因此，该机构的直径又要增加。在该凹槽中，离心力导致的磨蚀集中的可能性也是一个缺陷。

已知的容积式旋转机构（俄罗斯专利RU 2382884所公开的），包括外壳，其具有近似球形的内工作表面，该外壳被随意划分为旁路部件和受压部件；具有旋转工作表面的转子，其安装在外壳中能够旋转；由外壳和转子的工作表面形成一环形工作腔；C-形分离器安装在该环形工作腔的一部分（沿着转子的旋转路径）中，与转子旋转平面成一角度，并且该C-形分离器固定连接至外壳，其中，在外壳的旁路部件中，工作腔被分离器划分为两个部件；以及工作流体的入口和出口设置在该分离器的不同端，至少一个凹槽通常沿转子旋转几何轴设于转子工作表面上；活塞安装在转子的每个凹槽中，能够关闭（密封）工作腔并实现在凹槽平面的旋转振荡；活塞被设计成为圆盘的至少一部分，并且在每个活塞中至少有一个狭槽用于分离器的通路，在外壳的受压部分上，也有关闭活塞的狭槽的装置。

在外壳中围绕转子形成的环形（圆形）近似球形工作腔中，由于外壳的旁路部件中的工作腔被分离器划分成两个部件，在其与转子上的圆锥形表面相互作用期间，多个工作室被活塞和分离器关闭。

该容积式旋转机构具有可靠的同步性、对称平衡的活塞、安全系数高的工作装置、即使只有一个级段也几乎完全统一的进料。

然而，由于SSE的负载通过该级段的压降，因此一个级段经受得住的最大压力及寿命都受摩擦副SSE-活塞的耐磨度限制。由于SSE的主支撑面位于活塞的部件之内，不从转子中凸现，并且经受压降的负载落入位于活塞狭槽中的SSE部件之内，在该支撑面上的特定压力稍微大于该级段的压降。

作用在活塞上的合力来自于工作流体的压力，该压力产生围绕转子轴的力矩，作用在活塞上的合力，比在活塞支架（在转子凹槽）上形成的合力，离转子轴更远。因此负载臂大于支撑臂，与该级段的压降相比，这增加了在支架中的特定压力，从而减少了摩擦副活塞-转子凹槽的使用寿命。

此外，容积式旋转机构不具有可控制的部件。

已知的容积式旋转机构（俄罗斯专利RU 2376478所公开的），包括外壳，该外壳的工作表面被设计成球截形的一部分的形式；具有旋转工作面的转子，转子安装在外壳中能够旋转；由外壳和转子形成的环形同心工作腔；分离器，设计成倾斜的圆盘状，固定安装在外壳中，与转子的旋转几何轴成一角度，并将工作腔划分为两个部件，在转子的工作表面上沿其旋转几何轴设有至少一个凹槽；活塞安装在转子中，能够封闭（密封）工作腔并围绕其几何轴实现旋转振荡，该几何轴与转子几何轴相交；活塞被设计成为圆盘的至少一部分，并且每个活塞中至少有一个密封的凹槽，作为分离器的通路。在一个活塞的变化形式中，工作流体的入口和出口都邻近于分离器端部与转子的接触点。

该容积式旋转机构具有可靠的同步性。

然而，这种机构也存在前述现有技术的缺陷。特别是，由于SSE的负载经受该级段中的压降，一个级段能承受的最大压力及寿命都受摩擦副SSE-活塞的耐磨度限制。

同样地，作用在活塞上的合力来自工作流体的压力，其产生围绕转子轴的力矩，而由于转子的几何形状，在这个方向的支撑力的力矩是最小的。此外，该容积式旋转机构具有脉冲进料，该脉冲进料不能被转换成完全统一的进料，建立多个并行级段。

该容积式旋转机构是最接近的现有技术。

本发明的任务是减少摩擦副上的负载，延长使用寿命，并增加容积式旋转机构（PDRM）中该级段上的工作压降，该PDRM具有近似球形工作室和活塞，在它们不可控制和可控制的版本中，该活塞相对于转子执行旋转振荡。

从功能上而言，可实现本发明的任务，环形（圆形）近似球状工作腔中的多个工作腔是围绕转子形成在外壳中的，通过分离器和活塞可关闭这些工作腔，而不需要转子的圆锥形表面参与其中。为实现这一目的，在分离器的导向件端部和转子（其圆锥形表面或可替代的表面）之间留有足够的间隙提供工作流体的通路，或者在转子上设置通道，保证工作腔的部件之间和/或从工作腔到入口和出口的工作流体的通路。入口和出口的位置相应地发生变化。

在处理相对不可压缩的流体期间，当外壳的近似球形工作腔设置在表面上时，这些端口（入口和出口）位于分离器的最大倾斜角的区域内，与现有技术中的端口位置相比，它们邻近于分离器端部与转子的接触点。在处理可压缩的流体期间，可减少一种型式（入口或出口）的端口，并且对它们位置的约束也没那么严格。

这种变化意味着，在对称的变化方案中，来自SSE上工作流体压力的合力及力矩变为零；来自活塞上工作流体的压力的合力也变为零，并且来自活塞上的工作流体的压力的总力矩几乎作用在穿过转子旋转轴（也就是，围绕着与转子旋转轴垂直的轴）的平面内。在该平面中，其力臂明显小于支撑的力臂（力应用至靠近SSE的轴，并且支撑的主要区域集中靠近转子狭槽之内活塞的直径部），由于这个原因，减弱了摩擦副活塞-转子狭槽上出现的特定负载，而不是像现有技术那样，增加了负载。

本发明的任务是在容积式旋转机构中实现的，该机构包括：

外壳；

转子，其安装在外壳中并能够旋转；

分离器，其安装在外壳中，具有导向件，该导向件带有用于转子的孔；

活塞，其安装在转子凹槽中，能够相对于转子围绕一轴实现旋转振荡，该轴与转子旋转轴相交几乎成直角，所述活塞具有至少一个用于分离器导向件通路的狭槽；

近似球形工作腔，其形成在转子周围，在导向件的孔与转子相互作用期间，分离器的导向件将该近似球形工作腔划分为可变横截面的多个成型室腔，每个成型室腔被活塞划分为多个工作室，其中，在分离器的导向件的端部表面和转子之间的成型室腔的最小横截面中，设有用于工作流体的通路，和/或在转子中设有允许工作流体旁通于成型室腔的最小横截面的通道；

工作流体的入口和出口。

本发明的任务是在容积式旋转机构中实现的，该机构包括：

外壳；

转子，其安装在外壳中并能够旋转；

分离器，其安装在外壳中，具有导向件，该导向件带有用于转子的孔；

活塞，其安装在转子凹槽中，能够相对于转子围绕一轴实现旋转振荡，该轴与转子旋转轴相交几乎成直角，所述活塞具有至少一个用于分离器导向件通路的狭槽；

近似球形工作腔，其形成在转子周围，在导向件的孔与转子相互作用期间，该近似球形工作腔被分离器的导向件划分为两部分，每部分被活塞划分为多个工作室；

工作流体的入口和出口，其中，至少一个口的角度位置邻近于分离器导向件最大斜率的位置。

本发明的任务是在容积式旋转机构中实现的，该机构包括：

外壳；

转子，其安装在外壳中并能够旋转，具有几乎沿其旋转轴设置的凹槽；

分离器，其具有导向件，该导向件带有用作转子通路的孔，所述分离器安装在外壳中；

活塞，其具有两个狭槽用作分离器导向件的通路，所述活塞安装在转子凹槽中，在与分离器的导向件相互作用期间，其能够相对于转子实现旋转振荡；

近似球形工作腔，其形成在转子周围，其被分离器的导向件划分为两部分，每部分被活塞划分为两个工作室；

工作流体的入口和出口，

其中，从用作工作流体通路的每个室中显现的通道设置在转子中，其能够连通至所述入口和出口。

本发明的任务，以这种方式实现：工作流体的入口和出口位于与转子相互作用的区域内，并且转子上的通道能够将多个工作室与入口和出口连通，这使得在只有一个活塞使用期间，可维持一个级段的压力。

本发明的任务，以这种方式实现：活塞包括至少一个安装在狭槽中的密封同步件，通过该密封同步件，活塞与分离器的导向件相互作用。

本发明的任务，以这种方式实现：该密封同步件安装在活塞中，并能够相对于与活塞轴垂直的轴旋转。

本发明的任务，以这种方式实现：分离器的导向件安装在外壳中，与转子旋转轴成固定角度。

本发明的任务，以这种方式实现：分离器安装在外壳中，能够改变导向件与转子旋转轴的斜率，以控制机构进料。

本发明的任务，以这种方式实现：分离器改变导向件与转子旋转轴的斜率，并围绕与转子旋转轴垂直的轴旋转。

本发明的任务，以这种方式实现：分离器由壳体构成。

本发明的任务，以这种方式实现：具有至少一个级段的分离器，附有近似球形腔的壳体。

本发明的任务，以这种方式实现：导向件相对壳体成一角度，并通过壳体绕一轴旋转，来改变该导向件与转子旋转轴的斜率，所述壳体所绕的轴与转子旋转轴成一角度。

本发明的任务，以这种方式实现：在外壳中工作流体的入口和出口所在位置安装套筒，该机构安装有装置使分离器和套筒旋转。

本发明的任务，以这种方式实现：分离器通过围绕一个点的旋转，改变导向件与转子旋转轴的斜率，该点是近似球形工作腔的中心。

在这种情况下，在工作流体中的压力作用下，SSE的负载是完全对称的，这就显著地降低了摩擦副SSE-活塞上的负载。摩擦副活塞-转子的运行条件也得到改善。由于负载（方向、周期性）的性质变化，会出现活塞的流体动力卸载（如果转子的旋转速度不降低至最小限度之下，则是有效的），以及另一变化方案中，活塞的完全流体静力卸载（在任何速度都有效）的可能性。

在磨蚀操作期间，所有这些都使由该级段产生的最大压力增加。甚至考虑到需要使用双倍数量的级段（并行），以获得统一供料，而具有同样数量的级段可能获得数倍更高的压力，同时，又在与最佳现有技术（RU 2382884）所示的相同压力下，确保类似的或更长的使用寿命。在该级段中，一个活塞的使用可以获得更强的转子、活塞和SSE，这增加了机构的可靠性和安全系数。再者，在新结构中，在浸入水中的多级段变化形式中，可能会构建一个可靠、可控制的机构。

本方案的非显而易见性可通过目前专用机构的多种变化形式和开发方向来说明，该机构具有近似球形腔、分离器和活塞，该活塞能够相对于转子旋转振荡，这满足了所提出任务的个性化需求，但并没有完全实现该任务。为了实现该任务，必须除去现有成果（例如，在一个级段中统一供料，多个活塞的变化形式），并退回至在一个级段中具有一个活塞的双级段变化形式，并改变端口位置。

附图说明

图1示出了多级容积式旋转机构（PDRM）的一个级段的等角投影图。当中，移除了外壳的一部分。

图2示出了对应于PDRM一个级段的转子的一部分的等角投影图。

图3示出了PDRM中活塞的等角投影图。

图4示出了密封同步件（SSE）的等角投影图。

图5示出了分离器的等角投影图。

图6示出了图1外壳的一部分可见的等角投影图。

图7示出了图1外壳的一部分不可见的等角投影图。

图8示出了多级段PDRM的区段等角投影图，包括压配合到管道中的两个液压平行级段。为清楚起见，这里移除了管道的一部分。

图9示出了液压卸载活塞连同SSE的等角投影图。

图10示出了能够进行进料调节的该级段的外壳的一部分的等角投影图。

图11示出了分离器的可转动轴的等角投影图。

图12示出了对应图11中与可转动轴一起使用的分离器的等角投影图。

图13示出了在带有分离器的可转动轴的可控制的PDRM上，两个液压并行级段的等角投影图。

图14示出了带有分离器的近似球形壳体的可控制的PDRM的两级段的等角投影图。其移除了外壳的相邻部件。

图15示出了对应图14中可控制PDRM的两级段的等角投影图。其中，除了外壳的远端部件外，其他部件都被移除了，该分离器把壳体和齿条平分。

图16示出了对应图14中可控制的PDRM的两级段的等角投影图。其示出了带有用于工作流体的通道的外部视图。

图17示出了可转动分离器的等角投影图。

图18示出了外壳的一部分的等角投影图，该外壳带有用于可转动分离器的凹槽。

图19示出了采用可转动分离器的级段的等角投影图。其中，可见到齿条、通道的外部视图。

图20示出了可转动套筒的等角投影图。

图21示出了PDRM的进料控制方案的等角投影图。示出了带有可转动分离器、套筒和齿条的两个转子级段。

图22示出了带有齿条的可转动套筒的等角投影图，并且它们通过齿和螺旋槽啮合。

图23示出了能够绕一个点旋转的可转动分离器的一种变化形式的等角投影图。

图24示出了对应图23的外壳的一部分的等角投影图，该外壳具有凹槽，使齿条与可转动分离器接合。

图25示出了对应图24的外壳的第二部分的等角投影图。

图26示出了依据图23与可转动分离器接合的级段的等角投影图。其中移除了外壳的一部分，该部分没有用于齿条的凹槽。

图27示出了PDRM的两个液压连续级段的等角投影图，其仅在部分周期产生压降。这里，移除了外壳的邻近部分。

图28示出了对应图27的PDRM的外壳的一部分的等角投影图。

图29示出了对应图27的PDRM的外形的一部分的等角投影图。

图30示出了对应图27相反面的PDRM的外形的一部分的等角投影图。

图31示出了“地面上”版本中可控制PDRM的两个液压连续级段的等角投影图。这里，截去了外壳及其端部的一半。

图32示出了活塞的等角投影图，该活塞具有凹槽以增大支撑区域。

图33示出了对应图32的与活塞一同使用的转子的等角投影图。

具体实施方式

为了简化说明书，我们将引入一些定义。

“关闭”可理解成滑动接触或存在小间隙的情况。

“近似球形表面”可理解成近似于球体或球体一部分的表面，允许与理想的球体有细微偏差，这与制造过程中的不精确性有关，设计密封件、间隙时，需要保证工作间隙，以减小粘性摩擦等。

“近似球形腔”可理解成一个腔体，其中至少一个表面边界是近似球形表面。

具有工作间隙的一个部件的表面的一个或多个部分，在操作期间会经常或周期性地有可能遇到第二部件的表面，这将被称作两个部件相互作用的区域。

两个部件之间的间隙，其中，这两个部件能够相对运动，但通过间隙会泄漏工作流体，由于间隙非常小或由于其中设置了密封件，工作流体的泄漏并不存在或位于给定装置可容许的限制之内，这种间隙称作工作间隙。

如果两个部件有相互作用的区域，我们会声明这两个部件相互作用。

一个部件表面的一个或多个部分，沿着其与其他部件相互作用的部分，切割出来的部分将被称作该部件的工作表面。

成型室的表面是界定工作腔的表面。

工作腔是一个有边界的容积体，被活塞和分离器划分为多个工作室。

成型室腔是一个有边界的容积体，其中活塞的运动将其划分成多个工作室。为便于描述，工作流体的通路被认为是独立的部分。

用于工作流体的不同形状的通路在部件之内或沿部件的表面形成，例如，经过铸造或其他方法得到的孔、凹槽、腔体，将被称作通道。

PDRM（如图1所示）的级段也可用作为独立的泵，包括具有分离器2的外壳1、转子3和活塞4。密封同步元件5（SSE）是活塞4的一部分。

转子3（如图2所示）中成型室的表面设计成回转面的形式，并且包含多个与转子3的旋转几何轴6同轴的表面：中心近似球形表面7、两个相同的截平圆锥形表面8，表面8中较窄的基座支承在中心近似球形表面7的对立端。在成型室表面的两端，沿转子3的轴6的方向，有与轴6同轴的圆柱形表面9，其是转子3的轴10（半轴）的表面。沿近似球形表面11，在圆柱形表面9和截平圆锥形表面8的较大基座之间形成过渡区，近似球形表面11的圆心与中心近似球形表面7的圆心相一致。转子3的成型室表面构成了转子3上的圆形凹槽12，当底部是中心近似球形表面7时，圆形凹槽12的侧壁是截平圆锥形表面8。

沿转子3的轴6，经过整个成型室表面、近似球形表面11和圆柱形表面9的一部分，构成了一个连续的、几乎呈矩形的凹槽13（不考虑圆角矩形）。

两个旁路通道14以凹槽的形式，通过每个近似球形表面11和截平圆锥形表面8，相对于凹槽13对称地分布形成。每个旁路通道14围绕轴6设置，其覆盖的角度范围是1/4周。

活塞4（如图3所示）呈扁平圆盘形，带有近似球形侧面15和扁平端部16。侧面15的直径大致（在工作间隙和容差之内的精度）等于近似球形表面11的直径。圆盘的厚度相当于凹槽13的尺寸。圆柱形通孔17平行于端部16，沿圆盘的直径对称地设置。两个直径更大的圆柱形孔18与圆柱形通孔17同轴，对称分布在圆盘两侧。圆柱形孔18的直径稍大于圆盘的厚度。在不同直径的孔17和18之间的过渡区也是同轴的。带有近似球形底部21的凹槽，是通过贯通每个孔17形成的，其对称于孔17的轴20，它把圆盘的侧面一分为二并形成贯通凹槽22。底部21的直径相当于中心近似球形表面7的直径。端部16和孔18的表面之间的斜角23是由凹槽形成的。垂直于端部16的圆盘的对称几何轴是相对于转子3的旋转振荡轴161。

SSE 5（如图4所示）被设计成对称哑铃状，其包括两个同轴圆柱24，两个同轴圆柱24由直径更小的轴杆25连接在一起。沿圆锥体26形成同轴圆柱24和轴杆25之间的过渡区。圆柱24被圆形扁平凹槽27向着外端部28那边对称地平分。凹槽27的底部29是近似球形。圆柱24的外端部28被凹槽27平分，外端部28为近似球形表面，其直径接近活塞4侧面15的直径。凹槽27的侧面30是扁平的。为了能够在轴杆25的中心区域装配SSE 5，其被划分为两个部件（图中未示出），这两个部件在装配时通过任何已知的手段（接触式焊接、通过加工孔焊接、螺纹连接或钉连接）连接在一起。

分离器2（如图5所示）设计成具有圆角的扁平长方形，其中心设有孔31。孔31的表面是近似球形。端部32是扁平的。分离器2的中心部件呈扁平环形（图5中以点划线的圆形为界），其通过SSE 5与活塞4相互作用，以关闭体积空间。当需要将其与分离器的其他部件区分时，我们称它为导向件140，其起到在外壳1中紧固的作用。轴144是导向件140的母线旋转轴。如果整体化地制造分离器2和外壳1，则分离器2可以只包括导向件140。为了能够装配，分离器2由两个相同的部件构成。这两个部件之间的接合处33大致通过圆心孔31在直径上对置。该接合处与孔31的半径成一角度（在所述实施例中该角度等于30度）。此外，接合处33的表面是以对称二面角（在所述实施例中该对称二面角等于90度）的形式构成，在PDRM的操作期间，接合处的顶点34向着SSE 5运动方向的反方向。

外壳1内设有近似球形腔35（如图6和7所示），该腔的中心位于轴6上，两个与轴6同轴的圆柱形孔36从该腔向两个相反方向延伸，以对应转子3的轴10。从腔35的表面上可以按功能划分出三个环形区段：与轴6同轴的对称中部区段37，相当于转子3上的凹槽12的位置，以及两个端部区段38，相当于转子3上近似球形表面11的位置。为了在图6和图7中清楚表示，采用点划线圆圈分离出区段37和38。用于安装分离器2的扁平圆形凹槽39通过腔35的中心点，与转子3的旋转平面（其垂直于轴6）成一角度（所示实施例中该角度等于25度），沿腔35的表面的中部区段37相对于腔35的中心对称地形成。为了装配该机构，外壳1由两个部件40和41构成（如图8所示），这两个部件之间的接合平面42穿过轴6垂直于凹槽39（如图6和图7所示）。在腔35表面的端部区段38上，外壳1的每个部件40和41中都设置工作流体的入口43和出口44，其相对于转子3的旋转平面对称，并穿过腔35的中心点，相对于接合平面42对称，并相对于穿过轴6垂直于接合平面42的平面对称。它们每个绕轴6设置，长度为1/4周。在沿着轴6的方向上，开口43和44从腔35的中心分开，并设置于腔35的区间38的端部上，也就是，圆形凹槽12的位置区域之外。出于这个原因，工作流体的入口43和出口44仅通过旁路通道14与多个工作室连通。关于入口43/出口44，我们可指出，其与穿过转子3的旋转轴6的一个平面的两侧都相接触，并垂直于穿过分离器2的导向件140的旋转轴144和轴6的平面。

环形工作腔45，由中心近似球形表面7（如图1所示）、两个截平的圆锥形表面8和近似球形腔35的表面的中部区段37构成，分离器2将其划分成两个相同的、可变横截面的、带有导向件140的成型室腔46。活塞4将每个成型室腔46划分为两个体积可变的工作室47。根据围绕轴6的角度位置，入口43和出口44大致处在成型室腔46的最大横截面和最小横截面之间的中心（横截面必须包括轴6）。这就意味着，成型室腔46的最小横截面的区域和最大横截面的区域以及邻近于它的区域中都没有入口43和出口44。穿过成型室腔46中邻近其最小和最大横截面的区域，活塞4与转子3中的部件，会产生该级段的压降。在最接近的现有技术中，如果使用一个活塞4，则工作流体的入口43和出口44位于邻近成型室腔46最小横截面的两侧位置，并且这些位置不用于产生压降。

下列部件通常互相作用以切分多个工作腔47：转子3的近似球形表面11与近似球形腔35的表面的端部区段38，分离器2的中心孔31的表面与转子3的中心近似球形表面7，活塞4的端部表面15和SSE 5的外端部28与外壳1的近似球形腔35的表面，活塞4的端部6与转子3的凹槽13表面，SSE 5的凹槽27的端部表面30与分离器2的导向件140的端部32，SSE 5的圆柱24的端部表面与活塞4中孔18的表面，SSE 5的圆锥体26与活塞4中的锥形过渡区19。转子3的截平圆锥形表面8不与其他表面相互作用以切分多个工作腔47，出于这个原因，在质量和形状方面（与现有技术相比）对其没有严格要求。反之，其与分离器2的导向件140的端部32之间有一个大的间隙（用于工作流体的通路143）。

对入口43和出口44的更多常规要求，包括它们位于外壳1与转子3相互作用的区域内，通过旁路通道14与腔47连通，并且在入口43和出口44的交叉位置，入口43、出口44和旁路通道14覆盖的角度范围是变化的，当用于不可压缩工作流体的每个成型室腔46时，它们之和应大致相当于一周，并且对于可压缩工作流体，它们之和可以小于一周。

由于与每个成型室腔46相关的入口43、出口44和两个旁路通道14覆盖的角度范围之和大致等于一周，转子3几乎能够完全关闭每个入口43和出口44。除非是在高速PDRM中，其中转子3对入口43和出口44的关闭是不完全的（例如，闭合95%）。

不同的成型室腔46的入口43都相对于腔35的中心对称。不同的成型室腔46的出口44同样也相对于腔35的中心对称。

外壳1的外部是圆柱形。沿着外壳1的外表面，不同的成型室腔46的入口43由通道48连接，旁通于腔35。沿着外壳1外部表面的类似通道49（如图8所示）连接至它们的出口44。通道48、49是互相相同且轴对称的。通道48的始端和末端设有盲孔50，通道49的始端和末端设有盲孔51（如图1，图8中所示），通道48/49经过腔35，平行于接合平面42，垂直于轴6。入口43/出口44从腔35中通往通道48/49。相对于外壳1，通道48和49几乎是对角线（螺旋）方向。通道48/49的中部落在接合平面42处。

外壳1的一个端部52（如图6、7和8所示）上设有与其端部表面同轴的圆柱形减径区53，在该减径区53上设置螺纹54。从靠近端部52的盲孔50和51，在端部52上沿轴6设有两个孔55（相对于输入压力作连接）和56（相对于输出压力作连接）。端部52上的出口直径增大。孔55和56用作液压平行连接两个相邻级段。在相反的端部57上设有两个相似的孔55。它们用作液压连接两个相邻的液压连续级段，或用于连接PDRM的入口/出口。控制相邻级段之间距离的间隔圈58（如图8所示），是在该级段的装配期间，沿外壳1上的螺纹54旋拧上的。为防止液压并行级段之间孔55和56之间的液压连通出现缺口，相邻级段的孔55和56通过在它们之间插入过渡套筒59实现连接。套筒59在装配期间也可充当钉的作用。采用两个或多个孔55/56（不是一个），以增加通路的横截面积。

当安装多于两个液压并行操作级段时，在非末端级段中的每个端部52和57设置孔55和56，而在末端级段的最末端则仅设置孔55或56。在缺少液压并行级段的情况下（这种情况非常少），在级段的每个端部52和57上仅设置孔55或56。在端部52/57上，万一缺少孔55或56的一种时，则采用盲浅孔60代替，用于固定销（如图8所示）。在两个相邻液压并行级段中，通道48和49的位置，以及分离器2的位置，相对于一个平面是互为镜像的，该平面在两个级段之间，在螺纹54的区域中，垂直于轴6，在第一级段61的最末端52上孔55的位置中心对称于第二级段62的最末端57上的孔56。

在一条轴上装配多个级段，是通过压配合装入管道63（装配泵的常用元件）完成的。设在管道端部上螺母的内螺纹用于压紧该级段（图未示出）。

多级PDRM的转子3被设计成用于普通（整体）的多个级段。在这种情形下，PDRM的两个相邻级段的转子3的级段围绕轴6旋转1/4周。不同级段的分离器2是平行的。成对的并行连接级段作串行液压连通。

对所述设计我们将做一些简单的修改，这些修改也可以用于下文所述的变化形式。

为简化本设计，转子3的近似球形表面11可以省略，并且截平圆锥形表面8可以变成圆柱形表面9。其直径（轴10的直径）可以增大。旁路通道14设于圆柱形表面9上或在圆柱形表面9上带有开口的轴10之内。入口43和出口44随后设在用于轴10输入的孔36的表面上。在这种情形下，孔36的表面应该与转子3的表面9相互作用。

为增强刚度，分离器2的端部32（如图5所示）的工作部分可具有朝中心孔31逐渐变窄的圆锥形表面。SSE 5上的凹槽26（如图4所示）随后也具有相配合的圆锥形端部表面30。分离器2也可以具有来自该平面或来自转动形式的小偏差（通过弯曲分离器，改善PDRM性能的应用是已知的）。

为加固转子3、活塞4和SSE 5，活塞4不需要是扁平的，其中心位置可以较厚。活塞4可以配备与几何轴161同轴的轴。其可包括两个半轴。为了加固需要，最简单的，是在装配期间采用不可分离的连接，例如焊接。

为减小活塞4和近似球形腔35的表面之间的间隙，活塞4可包括两个（多个）部分。这取决于要求的压力，接合部可以穿过活塞4的中部，垂直于轴20或者具有更复杂的形状。

为简化装配，SSE 5可包括两个单独的部分（可说成是两个SSE 5），但它们的相互紧固减少了摩擦副上的负载，改善了该机构的性能。

可以采用可控制的间隔装置，来代替使用间隔装置58，或简单地调节/精确地改变级段的长度。这些实例中，过渡套筒59也是不必要的。

为加强分离器2的导向件140的表面与端部32的接合，要把突起64（如图9所示）作为摩擦副，安装在SSE 5的一个或两个圆柱24的边上，其邻近于凹槽27以及扩宽边表面30。在此情形下，活塞4中的斜角23必须增大。

为了活塞4（如图9所示）的流体静力卸载，在其端部16上设置两种类型的凹槽。在轴20的一端，沿着表面区段的边缘，设置对称的凹槽65，在活塞4的旋转期间，该边缘不离开凹槽13。如果活塞4的端部16按照惯例被划分成一个最大直径的中心圆，该中心圆不平分狭槽22，以及邻近于狭槽的两个半圆环，随后该中心圆不离开凹槽13，并且半圆环的中心（从角度方面说）远离活塞4的狭槽22。出于此原因，凹槽65包含一段沿着边缘15的圆弧，两段相对于该圆弧的中心点径向方向对称的圆弧，两段沿着该中心圆的边缘（底部21）的对称圆弧，以及沿着轴20的一个直线段。在轴20的另一端上，设置一对称于该轴的凹槽65。沿从凹槽13可见的活塞4的对称区间的边缘（它们邻近于狭缝22），凹槽26朝着狭槽22打开。凹槽65和66的这种类型的系统是设置另一端部16上的。凹槽65通过孔67连接至在活塞4的另一端上的凹槽66。

活塞4可由两个部件68构成，两者之间的接合部是沿着活塞4的对称的平面平行于其端部16设置的。这两个部件通过沿活塞4的边缘设置的钉-螺丝69，或通过焊接方式互相固定。

为了改变分离器2的导向件140相对于转子3的旋转平面的倾斜角（或者说是对轴6的倾斜角，但PDRM的进料与分离器2和转子3的旋转平面之间的倾斜角成比例）。在外壳1上有贯通孔70（如图10所示），其穿过腔35的中心、垂直于轴6并且垂直于接合部的平面42。在每个部件40和41的内部和外部上分别设有与之同轴的、更大直径的盲孔71和72（如图13所示）。孔70和71之间的过渡区73及孔70和72之间的过渡区都是近似球形的。部件（可旋转的半轴75）以圆柱体76的形式（如图11所示）位于孔71、70中（如图13所示），终端带有大直径的凹形盖77。盖77的凹形表面78是腔35的表面的延长部分。在孔72的一端，具有用于圆柱体76的中心孔的凸起盖79，在装配过程中被压配合进入圆柱体76。为了改善压配合的条件，盖79上的孔通过圆柱形突起增加长度，进入孔70。在表面78上设有一端堵塞的矩形凹槽80，用于分离器2的压配合。在中心处的凹槽80具有一进入圆柱体76的凹处。盖79在侧边圆柱形表面81的部分上设有齿82（在所给出的实施例中，角度为60度的齿）。

分离器2（如图12所示）以中心导向件140的形式构成，该中心导向件140具有近似球形外表面83、端部32和中心孔31的扁平环。在该扁平环的直径相反端上，设有用于压配合至凹槽80的突起84。为了实现装配，分离器2包括两个同样的部件85，两者之间的接合部出现在凸起物84的中心。当压配合至凹槽80时，突起使部件85接合在一起。在装配之后，分离器连同两个可旋转的半轴75，能够相对于外壳1绕轴97（如图13所示）、垂直于轴6旋转。在给定实施例中，其可能的与转子的旋转平面的偏差角度是-25度至+25度。这一角度的大小仅受转子3的形状的限制。

这种可控制PDRM级段的外壳1（如图10所示）由腔35构成，没有减径区53和间隔装置58。级段61和62（如图13所示）的外壳1的长度，是根据在普通转子3上级段61和62之间的距离、或通过可控制的间隔装置（图中未示出）作调节的。级段61和62的通道48和49是相同的（并且在上述实施例中不是镜像形式），分离器2是并列的。液压并行级段61和62的转子3被旋转1/4周。用于连接液压并行级段61和62的孔50/51的孔55/56（如图10和13所示）是对角线设置的，而外端部52和57上的孔55和56设于转子3的一端上（并且在上述实施例中不相对于轴对称）。

平行于轴6的两个凹槽86设于级段61、62（如图13所示）的外壳1的外部上。凹槽86通过齿的尺寸触及孔72的边缘。带有设在独立段上的齿88的齿条87紧固于凹槽86内。装配时，齿条87与可转动的半轴75的凸起盖79啮合。在两齿条87的同步偏移期间，所有可旋转的半轴75和PDRM的所有级段的分离器2都朝一个方向同步旋转。两个（不是一个）齿条87用于承受来自分离器2的负载的一部分。在PDRM的级段或中间位置，齿条87连接至活塞压力调节器或连接至另一控制装置。活塞4、SSE 5和转子3与图1的PDRM无本质区别。其只存在一些细微差异，如级段的长度（如果没有套筒58，其长度更短）、活塞4的厚度（由于分离器2在此变化形式中并不强，因此活塞4稍薄）等等。大的控制角度使该机构可反转，即，通过改变分离器的角度，工作流体运动的方向可以改变成相反方向。在这种版本中，级段的最大压降受分离器2的强度限制。

分离器2（如图14所示）的另一版本允许增加PDRM的级段的最大压力。出于此目的，分离器2的中心导向件140（如图15所示）以扁平环的形式出现，该扁平环具有中心孔31和端部32，其被包围在具有近似球形内表面90的壳体89中，即导向件140的倾斜角度相对于套筒89是固定的，或分离器2与其是一体的。这种版本增加了分离器2的刚度。壳体89的外表面91（如图14所示）与内表面90（如图15所示）是同轴的，并且，为了方便起见，是近似球形的。在壳体89上有中心贯通孔92，使得转子3的转轴10（如图14所示）的通路，具有分离器2相对于转子3旋转平面的、不同的容许倾斜角度。在给定实施例中，孔92以分离器2的导向件140的从0至25度的倾斜角穿过轴10。在成型室腔46的形成期间，在此版本中，近似球形腔35的作用是通过近似球形腔93在壳体89之内来实现的。为了装配该机构，分离器2，附有壳体89，是由两个部件组成的，这两个部件之间的接合部94（如图15所示）沿其旋转平面大致通过分离器2的中心。为了互相紧固分离器2的两个部件，沿着接合部94在分离器的壳体上设置一法兰95。采用钉-螺丝（图中未示出）通过设于法兰95上的孔109来实现紧固。为了在接合部94的位置啮合分离器2的导向件140的两个半圆环，在两个半圆环之上设有用于钉或键的凹槽。在外壳1的部件40和41的接合部42上，沿腔35的边缘设有用于壳体89的法兰95的圆形凹槽96。入口43和出口44保持在外壳1的腔35的表面上，在此情形下它们具有不同的形状，例如，相对于分离器2的旋转轴97的回转面形状。但更方便的是将其制成近似球形。工作流体的通路穿过壳体89进入位于外壳1上的入口43和出口44，在分离器2的壳体89上的通路98相对于旋转平面是对称的。它们以一个长菱形大孔99和多个小孔100的形式构成。大孔99设于壳体89的区段上，与分离器2的任何容许角度位置中的入口43/出口44相反，小孔100位于壳体89的区段上，与入口43/出口44相反，但不在任何容许角度位置，即，在一些分离器2的位置中，小孔100不能与入口43或出口44连通。入口/出口通路98的这种形式，消除了用于机构旁通阶段的分离器2的角度位置的影响。通路98（带有所有的孔99、100）的大致形状类似于梯形。通路98相对于壳体89对称设置，但不相对于分离器2的导向件140对称，因为其相对壳体89的对称面以一斜率设置。术语小孔100是定性的，因为最佳尺寸取决于工作流体的粘度、机构进料中渗入的百分比，并且由每个特定使用条件来决定。重要因素是这种孔100的独立性，即，其不与其他孔100结合。孔100的尺寸越小，对工作流体的最佳旁通阶段的观察就越精确，但液体损失的百分比越大。孔100的尺寸越大，对工作流体的最佳旁通阶段的观察越不精确，但其中的液体损失的百分比越小。为了分离器2更大的刚度，大孔99也可以由一系列小孔代替，尽管这样做稍微增加了液压阻力。小孔也可以设于壳体89的其他位置上，以使壳体89内部和外部的压力相等。这就使得壳体89上来自工作流体的压降的负载减少，从而减少其要求的厚度和重量及相应的机构的尺寸。在这种情形下，压降由外壳1承受，这可被设计成用于任何情况。

入口43和出口44，如上述实施例中所述，都位于转子3与外壳1相互作用的区域38内。然而，在这一变化形式中，外壳1通过中间件--分离器2的壳体89，与转子3相互作用，壳体89使外壳1与转子3紧固连接，但由于通路98供工作流体在转子的通道14（如图2和14所示）和位于外壳1上的入口43/出口44之间的方向穿过。这意味着有孔的壳体89阻止工作流体沿着外壳1和转子3之间的间隙的通路，并且使工作流体以横向方向穿过。为限制腔35中分离器2的自由度，在其上（如图14所示）以同轴圆柱形凸起物的形式设有两个半轴101，其几何轴沿分离器2的旋转轴97（垂直于旋转平面）穿过壳体89的中心。在外壳1的部件41、40（由于其内部件是部件40的镜像，图15中未示出）上设有用于半轴101的圆柱形凹处102（如图15所示）。

在法兰95的圆柱形表面上设有齿82，以控制分离器2（导向件140）的角度。

分离器2的斜率是由位于外壳1的凹槽86内的齿条87控制的，而外壳1的凹槽86位于部件40和41的接合处，并与级段61、62的凹槽96的齿82的尺寸相配合。

工作流体的供应是通过进料通道103（如图16所示）和排放通道104来实现的，其沿外壳1的表面、沿轴6相对于级段61、62流动。在凹槽86对称的两端上有两个排放通道104，并且从接合处42的直径对置的线上、对称地设有两个进料通道103。实质上，只有一个通道103，但为了对称地压配合到管63（在之前的图8中所示），其中留下通过中心的加强肋105。在部件40和41上的通道103和104之间，从工作流体的入口43和出口44出现通路106，并且分别连接至通道103和104。

沿着接合处42直径对置的凹槽86，圆柱形孔107用作管的间隔器，液压连接至PDRM的入口，并带有用于转子3的轴向卸载的提供低压/高压的出口。

为了依据与轴6的角度，确定PDRM的级段的相邻外壳1的相互定位，在端部52、57上设有孔108，用于插入固定销。类似的用于固定部件40、41相对于彼此位置的孔108，也出现在接合平面42（如图15所示）上。液压平行级段的通道103/104（如图16所示）连接起来，并在过渡区连接至当前级段末端的下一个液压连续级段通道103，当前级段的通道104延伸至下一级段的通道103。为此，在下一组液压并行级段中，由于通道103和104的变化，通道106出现在相反的方向。并且，在它们之后的下一组级段中，通道106与当前级段61、62中一致，以此类推。

外表面91的形状和此变化形式中腔35的表面都不一定是近似球形。这些表面可以是相对于轴97的任何回转面，例如圆柱形。但是，近似球形形式可允许降低尺寸及重量。

改变分离器2（如图17所示）的导向件140的倾斜角的另一种方法包括，分离器2的壳体89以环状物110形式制成。环状物110的内表面90为近似球形表面，直径类似于（具有精度的公差范围之内）腔35的直径。其外表面91也是近似球形，并与内表面90同心，端部36是扁平状的。分离器2的导向件140以一角度设于环状物110中，即以一固定角度安装，如带有凹槽，或整体安装成型。这意味着中心孔31与内表面90是同心的，并且分离器2的导向件140的端部32（或平面）与环状物110的端部136成一角度（在所给出实施例中该角度为21度）设置。基本上，外壳1的某部分-倾斜的环状物110连同安装在其中的分离器2的导向件140，是隔离于独立部件-可转动的分离器111（进一步用于图21和26中）的。在外壳1中此处设有凹槽112（如图18所示），以一角度（在所给出实施例中该角度是21度）相对于转子3的旋转面对称地穿过腔35的中心（换句话说，其母线的旋转轴以一相对于轴6的角度穿过）。凹槽112被与腔35同心的近似球形表面113、扁平环的两个端部14所界定。凹槽112相对于接合平面42对称。

为了实现装配，可转动的分离器111（如图17所示）由两个部件115或116组成。为便于通路直接穿过整个部件，两个部件之间的接合部117大致穿过分离器2的导向件140的中心，以二面角118的形式平行于可转动的分离器111的对称平面，随后在与分离器2的导向件140平面对称的对称平面的一个面，沿着环状物110，在导向件140主体的两端上，在部件115大致与直径对置的位置上，形成矩形突起119，并在部件116上与凹槽配合。为使部件115和116相互固定，在突起119和凹槽的接触点设置有孔121，用于插入固定销。在部件115的外表面91上，邻近接合部117的区段上设有齿122，齿122围绕环状物110的对称轴设置，其分布的角度范围大致为100度。

沿外壳1（如图18所示）的外部，沿其一个部件-部件40的表面，沿轴6设有凹槽86，其横截面为环形扇面。凹槽86在最大斜率处与凹槽112的齿122的大小匹配。齿条87（如图19所示）设置于凹槽86，具有与凹槽86的横截面互补的横截面，其横截面为环形扇面。在圆柱体表面齿123内的个别部件用于与齿122相互作用。在给定实施例中，齿123相对轴6大约成45度角。齿条87和凹槽86的放置方向与环状物110的旋转方向部分相符，从而改善啮合的条件。

在可转动的分离器111旋转期间，分离器2的导向件140会改变其相对于转子3旋转平面的倾斜角，改变PDRM的进料，但在此情形下，出现了一种不利的影响-分离器2的导向件140以最大斜率相对于轴6旋转，工作流体的入口43和出口44的位置与该最大斜率的角度位置是相关的。为补偿这种影响，入口43和出口44都设置在可转动的套筒124上（如图20所示）。可转动的套筒124为管段形状，具有同心的圆柱形内表面和外表面。内表面的直径与表面9的直径相近似。它们彼此相互作用。两个入口43和两个出口44对称设置在套筒上。入口43与出口44轴对称，并且一组端口43、44，相对于套筒124的中心，中心对称于另一组端口43、44。在给定实施例中，每个绕套筒124的轴设置的端口43、44，其覆盖的角度范围是1/4周。在垂直于套筒124的轴的对称平面内，与套筒124同圆心的突起125以扁平环形段的形式设置，在其外圆柱形表面上（换句话说，齿轮的区域）设有齿126。在齿123所在区段之间的齿条87（如图21所示）的独立段上，设有与齿126互补的齿127。它们与齿条87所成的角度小于齿123与齿条87所成的角度。齿123和齿126的夹角之间的比率由一条件可计算得出，该条件是：可转动的套筒124随齿条87相对于轴6旋转的速度，必须比在凹槽112中可转动的分离器111随齿条87旋转的速度慢两倍。为了在转子3上进行装配，套筒124（如图20所示）由两个部件组成。两部件之间的接合部120相对于套筒的对称面是对称的，并且在其直径对置的位置穿过套筒124的内表面，沿径向远离端口43、44，随后以一直角，并且随后再次以一直角在之前的方向上延伸，形成梯级状。套筒124的部件采用固定销彼此连接，在接合部120的梯级上设置径向孔。套筒124的刚度由其壁的厚度来保证。

转子3的半轴10（如图21所示）由大于根据图1的PDRM中轴的直径构成，只是由于起始于截平圆锥形表面8的工作流体通路的通道14，设置在转子3内并以端口128的形式出现在圆柱形表面9上。在该实施例中，端口绕轴6设置，其覆盖角度范围是1/4周。在端口128的中部留有一加强肋129。工作流体的进料通道103和排放通道104（如图19所示）轴向设于外壳1的外表面上。在所述的两个级段中，两个通道103与凹槽86相接触，并且两个通道104设于外壳1的相反端上，并且由加强肋105将它们分开。在它们之后的液压连续级段中，通道103和104改变位置。加强肋105内的孔107穿过PDRM的所有级段，用于连通PDRM的入口区域与PDRM的出口区域。普通转子3液压轴向卸载和驱动齿条87控制系统（PDRM的进料）所需的压力是通过它从一个区域向另一区域供应的。

孔36内设有用于套筒124和外壳1的圆柱形腔130（如图18所示），孔36的直径接近于套筒124外表面的直径。通路131出现在该圆柱形腔的表面上，用于工作流体从端口43和44分别所在区域中的通道103和104（如图19所示）中流进。通路131出现在外壳1的外表面，并在通道103和104之间，同时，在通道103或通道104中具有一个出口，这取决于PDRM中该级段的位置以及其上通路131的位置。套筒124的外表面与腔130的表面相互作用。在腔130的中心有用于突起125的扁平凹槽132。通过可控制的角度（在给定实施例中该角度为34度），该凹槽132覆盖的角度范围比突起125覆盖的角度范围更大。

在多个液压并行级段的接触点处，不同级段对应的通道相互连通，并且在多个液压连续级段的接触位置处，只有输出一个级段压力的通道104与输入下一级段压力的通道103连通。根据图16的实施例，必须用于多个液压连续级段连接的通道103和104是互为相对的。

如前述变化形式所述，假定入口43和出口44位于外壳1上与转子3相互作用的区域，但它们通过一个中间件--套筒124相互作用，该套筒紧固它们的连接。但除前述变化形式之外，套筒124会主动地改变入口43和出口44的边界位置。

另一种控制套筒124（如图22所示）的方法是：在套筒124上的端口43、44之间的间隙中，设置有螺旋形凹槽133以代替突起125。随后在齿条87上用高齿134代替齿127与螺旋形凹槽133相互作用。贯通凹槽沿轴6，在腔130的长度上的凹槽86之内延伸，该贯通凹槽代替凹槽132设置在外壳1上。齿134具有与螺旋形槽133互补配合的两个侧面，并且该两个侧面与外壳1中的凹槽互补配合。

为便于电腐蚀制造凹槽112，一种简单修改是将环状物110端部136的表面和凹槽112相匹配的端部14制成圆锥形。可以使用一种不同的外表面，如圆柱形表面，来代替环状物110的近似球形外表面91。可转动的分离器111在可转动的套筒124内的位置，可以由轴而不是齿条87来控制，该轴上带有活塞。由于套筒124以一小于端口43、44覆盖的角度范围的角度旋转，对应图1中的实施例所述，可以在外壳1上设置部分角度尺寸较小的端口43、44。

在根据图13的该机构的变化形式中，压降受分离器2的强度限制，在根据图14的机构中，控制的角度是受限制的，并且在根据图19的机构中，出现了一额外的部件---旁通套筒124。该机构的下一个变化形式（如图26所示）没有这些缺陷。为此，带有中心孔31及端面32的扁平环形式的分离器2的中心导向件140（如图23所示）包含在壳体89之中，该壳体有与之同圆心的近似球形内表面90和近似球形外表面91。壳体89中有一圆心贯通孔92，在分离器2的导向件140与转子3旋转平面成零度至最大容许倾斜角时，允许转子3的轴10通过。在给定的实施例中，在导向件140的倾斜角从0至25度时，轴10穿过孔92。根据成型室腔46的构成，在此方案中，近似球形工作腔35的作用，是通过在壳体89内构成的近似球形腔93来实现的。

在壳体89的表面上设有多个突起135，以控制该可转动分离器111的导向件140的角度位置。突起的数量最少为两个。在给出的实施例中设置了三个突起135。每个突起135是沿壳体89半径方向以圆柱形式构成。突起135沿分离器2的环形，以大致90度的角度分隔开，并且沿壳体89的轴37被稍微分隔开。在壳体89的表面上设有齿138（凹槽），齿与轴137的斜率是变化的（在螺旋形活塞中，只有齿138的斜率是齿对齿地平滑变化）。

为了使机构能够装配，附有壳体89的分离器2由两个部件构成，这两个部件之间的接合部117大致穿过分离器2的导向件140的中心，并沿分离器2平面连贯的矩形突起119及与其匹配的凹槽。在分离器2中心内的一个突起119上设置两个二面角118，其顶点沿分离器2的平面方向指向相反端部。接合部117的母线方向略微与分离器2的导向件140的平面偏离，由此，二面角118的每个顶点与分离器2的导向件140的直径对置部件的一个部件有关，使得顶点的角度指向活塞4运动的相反方向。为将分离器2的两个部件相互紧固，在突起119与凹槽的平面的接触点处设置了孔121，用于插入固定销。

外壳1中有近似球形腔35（如图24、25所示）用于放置壳体89。在腔35的表面上有三个（对应于突起135的数量）弯曲导向凹槽139。在外壳1的这些孔36的表面上有工作流体的入口43和出口44。它们覆盖的角度范围大致是1/4周。在外壳1的外表面上有用于齿条87的、沿轴6延伸的凹槽86。在相对于凹槽86的两端上对称设置通道103、104。在每个通道中部有加强肋105。为了能够装配，外壳1包括两个部件40和41。这两个部件之间的接合平面42穿过该加强肋105。凹槽86在部件40的中心。入口43和出口44在部件40、41上对称设置并由通路96分别连接至通道103和104。

在分离器2绕一个点旋转的过程中---该点是腔35的中心，分离器2的导向件140（如图23至26所示）改变其与转子3旋转平面的斜角。分离器具有附加的自由度，其同时执行两种运动---绕壳体89的对称轴的倾斜（对应图10至13和14中的机构所示）和旋转（对应图17至22中的机构所示）。由于孔92，其可以从-25度经过0度再返回-25度倾斜，但这样做的时候，其绕轴6旋转，结果使-25度的负斜角变成+25度的正斜角。因此，在给定实施例中，其可以从-25度至+25度改变其斜角。因此可控制的角度范围变成了两倍。分离器2同时倾斜和旋转时，通过追踪突起135的路径可以绘制导向凹槽139。导向凹槽的形状取决于突起135的位置。

为减少摩擦副上的负载，突起135可以具有与凹槽139互补的形状（这可通过转动带有凹槽139的突起135轻易生成），或者使用中间件，例如在圆柱形突起135上设置套筒，使它们能够旋转或传输力。在壳体89上，腔35和导向槽139的表面设置突起135。可以有许多个突起和凹槽。如果孔92中的空间没有轴10和转子3，可以填充一个单独的部件，该部件呈近似球形圆状，其带有径向孔，用于轴的中心偏移。采用该部件来以大控制角度密封工作腔是有意义的，对此，转子3的表面11不覆盖孔92。为避免与轴10的相互作用，在该部件和外壳内围绕该孔设有一圆形突起---在表面11和孔36之间的接触点处为其设置一圆形凹槽。

为降低内部溢流，在每个级段61、62中可以仅采用工作循环的一部分产生压降，具有最大进料（如图27所示）。为此，根据角度尺寸可以拓宽入口43和/或出口44（如图28所示）和/或改变/延长它们至外壳1的区段37，即，在工作腔45的区域。在沿轴6的方向上，入口43和出口44可以为了分离器2延伸到凹槽39。由于端口43、44更大，为保证外壳1的刚度，在端口43、44中部留有加强肋。在这种情形下，活塞4和SSE 5的负载与前述变化形式中的负载类似，除了在循环的一部分中，由于带有入口43和出口44的工作室47的连接的延长，级段61、62的压降几乎完全消失。为维持该机构的压力，要安装两个或多个连续级段61、62以维持机构压力---每个级段处于循环的其自身部分中，有可能略微重叠。因而，例如，如果带有两个连续级段61、62的整个循环中的压降是确定的，随后大概在1/2圆周处，级段的工作室47同时连接至入口43和出口44；并且如果带有三个连续级段的压降是确定的，则大致在1/3圆周处连接，等等。产生压降的该级段62通过工作腔46泵入工作流体，在此处不会产生连续级段61的压力。安装的连续级段61、62越多，该机构的统一进料越多。在这一变化形式中，转子3上的通道14用于更大的范围，以确保通路143作为连接入口43和出口44至工作室47的一种方式。通路143是由通道14来确保连通至转子3的机体，而不是由截平圆锥形表面8内的普通改变来确保的，因为有可能为凹槽13中的活塞4而保留支撑表面的一片大的区域，因为通道14未延伸至凹槽13。在另一种变化形式中，设置一个表面代替通道14中的表面8，该表面不是绕轴6的回转面。

对应图27的机构整体与对应图1的机构相似。不同之处包括：根据角度尺寸拓宽的通道14、根据尺寸（几乎沿轴6）拓宽的入口43和出口44，以及在连接到级段61、62（由于过渡区从并行连接变成了串行连接）的通道48、49的系统中的变化。为简化说明书，两级段61、62之间间距的控制系统就不介绍了。对应图27的机构可被用于所有前述对应图1中机构的可控制的变化形式中，这是由于从对应图1的机构转换至对应图27的机构，只包括了增加入口43、出口44和通道14（可使用在两部件之间具有大间隙的通道143代替通道14）。

为了能够装配该机构，外壳1（如图29、30所示）由两个部件40和41构成，两个部件之间的接合平面42穿过轴6垂直于凹槽39。对应图27的机构的外壳1的外部是圆柱形。通道147-154沿一组两级段61、62的外壳1的外表面经过。它们的位置不是对称的。在外壳的一个端部上，通道147-149和直通道150-151沿部件40穿过，并且在外壳1的另一个端部上，C-形通道152-154沿部件41穿过，旁通于近似球形腔35。通道147（如图29所示）将级段61的部件40上的入口43连接至机构的入口或连接至上级段。通道148将级段61的部件40上的出口44连接至级段62的部件40上最近的入口43。通道149将级段62的部件40上的出口44连接至机构的出口或连接至下级段。在部件40的表面上留有一个位置，用于放置平行于轴6的通道150和151。它们可以用于并行连接其他级段，以增加主通道的总处理能力或为转子3的液压卸载提供压力。通道152（如图30所示）将级段61的部件41上的入口43连接至机构的入口或连接至上级段。通道154将级段62的部件41上的出口44连接至机构的出口或连接至下级段。

图31中示出了对应图27在地面上可控制版本中的一个实施例，显示出对应图1和图27采用机构类型的不同性。在该实施例中通常需要数量更少的级段，并且机构的入口和出口连接器也更小。为此，外部管道用作机构的普通外壳是不合适的，并且优选的是将外壳横向划分成几个部件。

外壳1包括三个形状近似于圆柱的部件：中间部件155和两个对称的端部部件156。它们之间的接合部穿过级段61和62的中心（穿过腔35的中心）。为了相互紧固，在接合部上设有法兰。该紧固（孔、螺栓）未在图中示出。对称地，在中部部件155的端部中，近似球形腔35都只保留各自一半，它们通过孔36连接，该孔36与它们同轴，用于转子3的轴10。通道148、152和154从中部部件155的端部经过近似球形腔35的表面构成。

在端部部件156的端部上，设置半个近似球形腔35，容纳转子3的轴10的贯穿孔36，对称地从其中延伸。另一方面，也设有用于滚子轴承160的钻孔。级段61上的通道147、153和级段62上的通道149、154是经过近似球形腔35的表面形成的。它们的用途与前述实施例一致。所有通道都以孔157结束，孔157用于主线路的连接（柔性高压软管或管道），该主线路连接位于不同端部部件156中的内部通道153的两个区段，并且该机构以这种方式连接至外部负载。

分离器2近似对应于图14中该机构的分离器---具有近似球形壳体89。其具有近似球形内表面90和为方便设计的近似球形外表面91。将分离器2的两个部件互相紧固的方式略微有些差异。两个部件之间的接合部对称地穿过壳体89的中心，但是，在一个部件上有圆柱形陷落部位，同时，在另一部件上有与之匹配的圆柱形突起。在装配期间，该陷落部位进入该突起，并且用固定销将两个部件相互固定（图中未示出）。入口43和出口44设置在壳体89上，用于减小液压阻力。与之相关的事实是：当两级串行连接时，冲击压力通常大于并行连接时的压力（这是内部逆流、摩擦和损耗减少的代价），并且分离器2旋转期间，端口43、44偏离它们最佳位置的偏差更小（由于球体上的角度范围更大）。但是对应图14，当使用通路98时，也有可能使用端口43、44的定位。

为了在外壳1中实现装配，在单个级段61、62上分别设置转子。它们之间有轴-套筒型式的连接。

另一个差异是：分离器2的半轴101从外壳1中穿过密封孔158向外露出，并且在端部具有平面区域（切口）159，用于与控制机构进料的外部设备接触。

为降低摩擦副活塞4--转子3的凹槽13（如图32所示）上的负载，在活塞4上，平行于其端部16，设置扁平凹槽141。每个凹槽141穿过活塞4的侧面15，不穿过狭槽22。使用SSE 5时，凹槽141不进入用于SSE 5的孔17、18中。在该实施例中需要声明的是，活塞由多个连接于SSE 5的轴20的区域中的圆盘组装而成。

在此情形下，在转子3上（如图33所示），活塞4的凹槽13是以多个并行凹槽145连接在凹槽14中部的形式构成。在相邻凹槽145之间留有突起142。突起142的厚度与凹槽141的尺寸一致。在活塞4在转子3的凹槽13中的旋转期间，突起142不完全关闭凹槽141，在靠近轴20处留有空隙，用于工作流体的通路，切分成凹槽141。

在给定实施例中，在SSE 5的轴的每个端上设有一个凹槽141。但也有可能采用数量更多的凹槽141。转子3的凹槽13中的突起142，对应于每个凹槽141。

凹槽145不一定是扁平的，例如，它们可以是圆锥形的，沿活塞4旋转振荡的几何轴161设置圆锥体的轴。这意味着凹槽145的表面可以是围绕活塞4的几何轴161的回转面。随后在突起142上设置相匹配的表面。

这种活塞4也可用于上述现有技术的其他PDRM中，由于凹槽141的增加不影响PDRM的方法或操作性能，仅加强了活塞的支撑作用。

对应图1的机构，其操作如下。圆形工作腔45，被分离器2的导向件140划分成可变横截面的两个部件46，每个部件被活塞4划分成两个工作室47，并形成于在外壳1的近似球形腔35中，腔35围绕转子3在外壳1和转子3之间。转子3旋转期间，活塞4和分离器2的导向件140之间的角度周期性地改变。鉴于此，工作室47的体积也周期性地变化。当中心对称于腔35中心的两个工作室47增加体积时，另外两个工作室47则会减少体积。在增加工作室47的体积时，通道14偏离工作室，与入口43重叠（如图6和7所示），该入口43位于外壳1上通往在外壳1与转子3相互作用的区域内的工作腔45。来自入口43的工作流体经通道14进入工作室47。在工作室47的体积减小时，通道14偏离工作室，与出口44重叠，出口44位于外壳1上通往在外壳1与转子3相互作用的区域内的工作腔45。来自工作腔47的工作流体经通道14进入出口44。通过通道48、49以及孔50、51、55、56，将入口43/出口44连接至该机构的入口/出口或连接至后续级段的出口/入口。通道14连同通路（大间隙）143确保了工作室47各部件的连贯性，这些部件位于其最小横截面的不同端上。

在对称的工作室47和不同工作室47的入口43和出口44的中心对称定位中，SSE 5上的、来自工作流体压降的负载是对称的，并且这些力和力矩之和等于零。SSE 5参与来自分离器2的力矩的传输，其要求使活塞4的旋转振荡与转子3的旋转得以保持和同步。然后，摩擦副中的单位压力与活塞4的最大线速度的平方成比例。因此，在每分钟转速为300（rpm），钢活塞直径为46毫米（mm）的机构的运行期间，在摩擦副分离器2-SSE 5-活塞4上与惯性负载有关的单位压力大约是4千克/平方厘米（kg/cm²）。要求有小的力矩（尤其是在活塞4液压卸载使用期间）来补偿活塞4的摩擦力。

对应图10至13的机构的运行也相似。不同的是其包括用于改变分离器2（更准确的是其导向件140）的倾斜角的机制，可以通过改变机构的几何体来控制该机构的进料。这意味着转子3以恒速转动，通过改变分离器2的倾斜角可以平滑改变该机构的进料，从在一个方向上的最大进料改变为在其他方向上的最大进料。在齿条87随外部装置，如活塞调节器，沿转子3的轴6方向，通过齿88和82移位时，可使转动半轴75的盖79旋转，并且分离器2的导向件140与其刚性连接旋转，改变其与转子3的旋转轴6的倾斜角。在此，工作室47尺寸的周期性变化的限制会变化，之后机构中的进料也会相应地发生变化。当导向件140或分离器2和转子3的旋转轴6之间的夹角等于90度时，由于工作室47的最大体积等于其最小体积，因此理论上该机构的进料也变为零。随着分离器2倾斜角的进一步改变，该机构开始使工作流体往相反方向流动，因为当工作室47的体积增加时，它们通过通道14连接至出口44，而当工作室47的体积减小时，它们通过通道14连接至入口43。这就意味着入口43和出口44从功能上改变位置。

对应图14-16的机构，类似于图10-13的机构运行。不同之处在于：齿条87通过齿88和82，使分离器2的壳体89旋转，并且分离器2的导向件140与其刚性连接旋转，改变其与转子3的轴6的倾斜角。在此一个级段上的最大压降可以更大，并且进料的控制范围更小，例如，从零至最大进料。另一不同点是：通道14和入口43/出口44之间的工作流体，流经分离器2的壳体89中的端口98。

图17-22中机构与对应图10-13中的机构相似地运转。不同的是包含了改变分离器2的导向件140的倾斜角的方法。通过分离器2的壳体89的旋转，分离器2的导向件140改变其与转子3的旋转轴6的斜率，该壳体89以环状物110的形式在圆形凹槽112中构成，该导向件母线的旋转轴与转子3的旋转轴6倾斜相交。分离器2的导向件也与壳体89的母线旋转轴137倾斜相交。齿条87的往复运动，经由齿123和122被转换成环状物110的旋转。随着改变倾斜角的方法，出现了一种寄生现象---入口43和出口44的最佳位置相对于分离器2的导向件140的倾斜平面移动。这种移动通过绕轴6旋转旁通套筒124来进行补偿。为此，齿条87经由齿126和127或经由齿134和凹槽133与套筒124啮合。在此例中采用不同的齿轮比。另一不同点包括入口43和出口44位于半轴10的区域内，以简化套筒124的几何体，以及通道14不像其他变化形式中的那样，以敞开凹槽的形式设置在转子3内。

根据图23-26的机构与根据图10-13的机构的运作相类似。不同的是包括了改变分离器2的导向件140的倾斜角的方法。通过围绕腔35的中心，复合转动分离器2的壳体89，分离器2的导向件140改变其与转子3的旋转轴6的倾斜率。在此，分离器2的导向件140与壳体89的轴137倾斜相交。通过齿123和138，将齿条87的往复运动转换成壳体89的转动，该转动改变导向件140的倾斜角，但不围绕轴6的倾斜平面旋转。这种运动的本质是由导向凹槽139中的突起135的位移来决定的。在这种改变倾斜角的方法中，入口43和出口44的最佳位置保留在它们的位置上不动。另一不同点包括入口43和出口44位于半轴10的区域内，并且通道14不像在其他变化形式中那样，以敞开凹槽的形式设在转子3内。

根据图27的机构运作如下。圆形工作腔45，分离器2的导向件140将其划分为可变横截面的两个部件46，每个部件被活塞4划分成两个工作室47，并形成于外壳1的近球形腔35内，腔35围绕转子3设置在外壳1和转子3之间。在转子3旋转期间，活塞4和分离器2的导向件140之间的夹角周期性地变化。为此，工作室47的体积也周期性地变化。当中心对称于腔35的中心的两个工作室47增加体积时，另外两个工作室47的体积则减小。在工作室47的体积快速增大期间，它们直接地通过通道14与外壳1上的入口43重叠。工作流体从入口43进入工作室47。在工作室47的体积快速减小期间，它们直接地通过通道14与外壳1上的出口44重叠。在周期的这个阶段中，当工作室体积的变化率较低时，活塞4进入端口43、44的区域，并不再产生级段压降，但也不能通过由其他连续级段此时所产生的压降，阻止工作流体流经给定的级段，这其中，相位是变化的。在对称工作室47和带有中心对称位置的入口43和出口44的不同的工作室47中，SSE 5上的、来自工作流体压降的负载是对称的，并且这些力和力矩之和等于零。SSE 5参与从分离器2转移力矩，这要求活塞4的转子振荡与转子3的旋转得以维持并同步。在该机构中，活塞4和SSE 5仅作为周期中的一个部件，所以它们的磨损小于图1中的机构。润滑条件也更好。但缺点是进料时振动较大。

根据图31的机构的运作与根据图27的机构相似。不同的是，通过相对于轴97改变分离器的导向件的倾斜角，有可能控制进料。用外部控制装置同时转动半轴101来改变该倾斜角。

Claims (12)

1.容积式旋转机构，包括：

外壳；

安装在外壳中能够旋转的转子；

安装在外壳中具有导向件的分离器，所述导向件带有供转子穿过的孔；

安装在转子凹槽中的活塞，其能够相对于转子围绕一轴旋转振荡，所述轴与转子旋转轴优选地以直角相交，所述活塞具有至少一个供分离器的导向件插入的狭槽；

围绕转子构成的近似球形工作腔，在所述导向件的孔与转子相互作用期间，分离器的导向件将所述近似球形工作腔划分为多个可变横截面成型室腔，每个成型室腔被活塞划分成多个工作室；

其中，在成型室腔的最小横截面处设有用于工作流体的通路，和/或在转子内设有允许工作流体旁通于成型室腔的最小横截面的通道；

工作流体的入口和出口。

2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，转子中的通道从用于工作流体通路的每个室中显现出来，其能够连接至入口和出口。

3.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，根据围绕转子旋转轴的角度位置，在所述成型室腔的最大和最小横截面之间的中部，设有至少一个入口或出口。

4.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，活塞包括至少一个安装在狭槽中的密封同步件，通过所述密封同步件，活塞与分离器的导向件相互作用。

5.根据权利要求4所述的机构，其特征在于，所述密封同步件安装在活塞中，能够相对于与活塞轴垂直的轴转动。

6.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，分离器的导向件安装在外壳中，并与转子旋转轴成一固定角度。

7.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，分离器安装在外壳中，能够改变导向件对转子旋转轴的的斜率，以控制机构的进料。

8.根据权利要求7所述的机构，其特征在于，分离器改变导向件对转子旋转轴的斜率，围绕与转子旋转轴垂直的轴转动。

9.根据权利要求7所述的机构，其特征在于，分离器附有近似球形腔的壳体，分离器的导向件位于所述壳体中。

10.根据权利要求9所述的机构，其特征在于，导向件以一角度相对于壳体设置，并且通过围绕一条轴转动壳体，改变所述导向件与转子旋转轴的斜率，所述一条轴与转子旋转轴成一定角度。

11.根据权利要求10所述的机构，其特征在于，在外壳中安装套筒，在所述套筒上设置工作流体的入口和出口，所述机构装设有用于转动分离器及套筒的装置。

12.根据权利要求7所述的机构，其特征在于，通过围绕一个点转动，分离器改变导向件与转子旋转轴的斜率，所述一个点是近似球形工作腔的中心。

Images