CN103321902A

CN103321902A - 一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置

Info

Publication number: CN103321902A
Application number: CN2013102241883A
Authority: CN
Inventors: 王德忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明提供一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置，其主要特征是，内转子为一个圆柱体，与其配套的两套轴承及密封装置总成在圆柱体轴线两端，分别安装在左、右端盖上；圆柱体套环外径与外转子端部内径相同，圆柱体套环外侧面与外转子端部内侧面静配合，两个外转子的内套环分别固定在外转子轴线两端，外转子内套环与其配套的两套轴承在圆筒体轴线两端，内转子的轴线与外转子的轴线平行，不同轴。其优点是，转子叶片径向边缘与外转子内侧壁和内转子内壁均不产生摩擦，使用寿命长，泵输出液体的压力可比传统的叶片泵提高3倍以上，马达输出的扭矩可比传统的叶片式马达可提高3倍以上。应用于液体泵、液压马达或内燃机制造领域。

Description

一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置

技术领域

本发明涉及一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置，特别是一种双转子的由多个铰接、贴合或弹性叶片分隔的封闭式腔体容积循环增减的装置。

背景技术

目前，叶片式泵和马达的叶片在与转子同轴旋转时，叶片的外边缘必须与筒型定子的内侧壁尽可能紧密接触，在内侧壁上全过程滑动，这种滑动，使叶片外边缘及定子内壁产生磨损，降低泵或马达的使用寿命；鉴于泵或马达的容积空间封闭不严，泵的输出压力难于提高，马达的输出扭矩难于提高，泵或马达低速运行时，性能不稳定。活塞式泵、马达、内燃机运行时，活塞每次冲程都要从零速度加速到最高速后停止，浪费能源。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种双转子的由多个铰接、贴合或弹性叶片分隔的封闭式腔体容积循环增减的装置，可形成新的容积式液体泵、液压马达或内然机的制造技术。

本发明的目的是这样实现的，有三种实现方式，一是叶片铰接式：包括装置的内转子、外转子、外转子内套环、内转子叶片、外转子叶片，铰接装置、内转子与外转子联合转动的装置、内转子与外转子两端的端盖、与内转子及外转子配套的轴承及密封总成、外壳、紧固件、扭矩输入输出端。其特征是：内转子为一个圆柱体，与其配套的两套轴承及密封装置总成在圆柱体轴线两端，分别安装在左、右端盖上；外转子为套在内转子外的圆筒体，与其配套的两个外转子内套环为环状圆柱体，圆柱体套环外径与外转子端部内径相同，圆柱体套环外侧面与外转子端部内侧面静配合，两个外转子的内套环分别固定在外转子轴线两端，外转子内套环与其配套的两套轴承在圆筒体轴线两端，轴承的外套分别与左、右外转子内套环内侧壁连接，轴承内环分别安装在左、右端盖上；左右两端盖分别固定在装置外壳两端；内转子的轴线与外转子的轴线平行，不同轴；以上述两轴线确定的平面为基准，先以内转子的轴线为中心，依次做内转子的4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个角平分面，上述各角平分面分别与内转子外侧面相交形成的4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线，在上述4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线位置，分别依次设置4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个相同的矩形的内转子的叶片，各矩形叶片的内侧边分别与内转子在上述相交直线处通过铰接装置铰接；再以外转子的轴线为中心，依次做外转子的4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个角平分面，上述各角平分面分别与外转子的内侧面相交形成4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线，在上述4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线位置，分别依次设置4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个相同的矩形的外转子叶片，各矩形的外转子叶片的外侧边分别与外转子在上述相交直线处通过铰接装置铰接；每个内转子叶片的外侧边分别与相邻的外转子叶片的内侧边通过铰接装置相互铰接；各内、外转子的叶片轴向两侧边缘分别与外转子内套环内壁紧密接触；内转子左、右两端面分别与外转子左、右内套环内壁贴合，外转子左、右内套环外壁与左、右端盖内壁贴合；分别在外转子套环内侧面临近内柱面的位置对称刚性设置两个相同的圆柱体，圆柱体外分别套一个套环，在内转子两侧端面分别径向对称开两个槽，槽深与上述圆柱体高相等，槽宽与上述圆柱体的套环的外径相等，槽长度大于内、外转子轴线间距的2倍，上述圆柱体及套环可在槽内沿内转子的径向移动，上述圆柱体及圆柱体的套环和滑槽是构成内转子与外转子联合转动的装置之一，这种联合转动装置另有三种结构方式，一是，在多个内转子叶片中任选一个内转子叶片与内转子刚性连接；二是，在内转子外侧壁与外转子内侧壁之间设一个连接体，该连接体径向两侧分别与内转子内侧壁和外转子内侧壁铰接；三是，通过在封闭腔体外附加齿轮或皮带轮，实现内外转子相互连接，进而实现内外转子同步联合转动。扭矩的输入输出端是内转子或外转子。

本发明的第二种实现方式是叶片贴合式，这种方式与叶片铰接式的唯一区别是每一对相邻的矩形的内转子叶片与外转子叶片不是在边缘处通过铰接装置分别依次相互铰接，而是两个叶片表面通过贴紧装置分别依次相互贴合，其余结构与叶片铰接式相同。

本发明的第三种实现方式是弹性叶片式，这种方式与叶片铰接式的唯一区别是把内、外转子的叶片均改为弹性的矩形片，各铰接处均改为弹性连接，其余结构与叶片铰接式相同。

本发明的内、外转子的叶片做成轴线与转子轴线平行的横断面为曲面的柱形。

本发明的有益效果是，改进现有的叶片泵或马达，运转时，转子叶片径向边缘与外转子内侧壁和内转子内壁均不产生摩擦，使用寿命长，容积空间密封性可达到柱塞泵或马达的水平，泵输出液体的压力可比传统的叶片泵提高3倍以上，马达输出的扭矩可比传统的叶片式马达可提高3倍以上。可推进叶片泵或马达的升级换代。应用于内燃机，可实现无活塞、无曲轴的内燃机，实现内燃机的更新换代。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是图1的左视图。

具体实施方式

实施例1

下面结合图1对发明实施例1做进一步说明。本实施例是叶片铰接式的封闭式腔体容积循环增减的装置。

由图1-图2可知：内转子15为一个圆柱体，与其配套的两套轴承及密封装置总成1和14在圆柱体轴线两端，分别安装在左、右端盖2和13上；外转子10套在内转子外的圆筒体上，与其配套的两个外转子内套环4和11为环状圆柱体，该圆柱体外径与外转子端部内径相同，环状圆柱体外侧面与外转子端部内侧面静配合，两个外转子的内套环分别固定在外转子轴线两端，外转子内套环与其配套的两套轴承5和12在圆筒体轴线两端，轴承的外套分别与左、右外转子内套环内侧壁连接，轴承内环分别安装在左、右端盖上；左右两端盖分别固定在外壳3两端；内转子的轴线与外转子的轴线平行，不同轴；以上述两轴线确定的平面为基准，先以内转子的轴线为中心，依次做内转子的4个角平分面，上述各角平分面分别与内转子外侧面相交形成的4条直线，在上述4条直线位置，分别依次设置4个相同的矩形的内转子的叶片23和27和34和36，各矩形叶片的内侧边分别与内转子在上述相交直线处通过铰接装置22和26和35和21铰接；再以外转子的轴线为中心，依次做外转子的4个角平分面，上述各角平分面分别与外转子的内侧面相交形成4条直线，在上述4条直线位置，分别依次设置4个相同的矩形的外转子叶片25和29和32和19，各矩形的外转子叶片的外侧边分别与外转子在上述相交直线处通过铰接装置24和30和33和18铰接；每个内转子叶片的外侧边分别与相邻的外转子叶片的内侧边通过铰接装置37和28和31和20相互铰接；各内、外转子的叶片轴向两侧边缘分别与外转子内套环内壁紧密接触；内转子左、右两端面分别与外转子左、右内套环内壁贴合，外转子左、右内套环外壁与左、右端盖内壁贴合；分别在外转子套环内侧面临近套环内柱面一侧对称刚性设置两个相同的圆柱体6和8，圆柱体外分别套有套环7和9，在内转子两侧端面分别径向对称开两个滑槽16和17，槽深与上述圆柱体高相等，槽宽与上述圆柱套环外径相等，槽长度大于内外转子轴线间距的2倍，上述圆柱体及圆柱体的套环和滑槽是构成内转子与外转子联合转动的装置之一，上述圆柱体及套环可在槽内沿内转子的径向移动；这种联合转动装置还另有三种结构方式，一是，在多个内转子叶片中任选一个内转子叶片与内转子刚性连接；二是，在内转子外侧壁与外转子内侧壁之间设一个连接体，该连接体径向两侧分别与内转子内侧壁和外转子内侧壁铰接；三是，通过在封闭腔体外附加齿轮或皮带轮，实现内外转子相互连接，进而实现内外转子同步联合转动。扭矩的输入输出端是内转子。

基本容积空间是内转子圆柱面外侧和外转子圆筒内侧及外转子左、右两个内套环所封闭的空间，该空间分两种模式进行分隔，一是，实体分隔模式，即该空间被相邻各叶片分隔为与叶片数相同个数的相对独立的单体封闭空间，二是，虚拟分隔模式，即该空间被内外转子的两条平行轴线所确定的平面分隔为的左右两个虚拟分隔空间。

运行时，以内转子为主动转子顺时针转动，通过安装在内转子左、右端面滑槽内的与外转子内套环刚性连接的圆柱及套环的作用，外转子作为从动转子与内转子联合转动，如果以外转子为主动转子，则内转子也会作为从动转子联合转动，内、外转子的转动轴心不同，在内外转子顺时针联合转动的过程中，上述被相邻叶片封闭的各单体空间的容积实时变动，叶片转动到上述工作空间被内外转子的两条平行轴线所确定的平面分割的左侧虚拟分隔空间，上述被相邻叶片封闭的单体空间的容积逐步增大，叶片转动到上述工作空间被内外转子的两条平行轴线所确定的平面的分割的右侧虚拟分隔空间，上述被相邻叶片封闭的单体空间的容积逐步减小。

有三种基本用途，即液体泵、液压马达和内燃机，循环增减的封闭容积空间中流动的介质可以是液体或气体，介质的输入输出口分两个层次设置，第一层次是对由每组相邻叶片分隔的单体封闭空间分别设介质分输入输出口，该口设置方式有三种，一是，设在外转子内套环上，二是，设在外转子侧壁上，三是，设在内转子侧壁上，内转子为空心轴，第二层次是介质的总输入输出口，总输入输出口要与各单体容积空间的输入输出口相互协调统一，总输入输出口有三种设置方式，一是，总输入输出口设置在端盖上，二是，总输入输出口设置在外壳上，三是，总输入输出口设置在中空的内转子上；各介质的分输入输出口与介质的总输入输出口之间设有导液槽。

Claims

1.一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置，包括装置的内转子、外转子、外转子内套环、内转子叶片、外转子叶片，铰接装置、内转子与外转子联合转动的装置、内转子与外转子两端的端盖、与内转子及外转子配套的轴承及密封总成、外壳、紧固件、扭矩输入输出端，其特征是：内转子为一个圆柱体，与其配套的两套轴承及密封装置总成在圆柱体轴线两端，分别安装在左、右端盖上；外转子为套在内转子外的圆筒体，与其配套的两个外转子内套环为环状圆柱体，圆柱体套环外径与外转子端部内径相同，圆柱体套环外侧面与外转子端部内侧面静配合，两个外转子的内套环分别固定在外转子轴线两端，外转子内套环与其配套的两套轴承在圆筒体轴线两端，轴承的外套分别与左、右外转子内套环内侧壁连接，轴承内环分别安装在左、右端盖上；左右两端盖分别固定在装置外壳两端；内转子的轴线与外转子的轴线平行，不同轴；以上述两轴线确定的平面为基准，先以内转子的轴线为中心，依次做内转子的4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个角平分面，上述各角平分面分别与内转子外侧面相交形成的4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线，在上述4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线位置，分别依次设置4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个相同的矩形的内转子的叶片，各矩形叶片的内侧边分别与内转子在上述相交直线处通过铰接装置铰接；再以外转子的轴线为中心，依次做外转子的4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个角平分面，上述各角平分面分别与外转子的内侧面相交形成4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线，在上述4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24条直线位置，分别依次设置4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24个相同的矩形的外转子叶片，各矩形的外转子叶片的外侧边分别与外转子在上述相交直线处通过铰接装置铰接；每个内转子叶片的外侧边分别与相邻的外转子叶片的内侧边通过铰接装置相互铰接；各内、外转子的叶片轴向两侧边缘分别与外转子内套环内壁紧密接触；内转子左、右两端面分别与外转子左、右内套环内壁贴合，外转子左、右内套环外壁与左、右端盖内壁贴合；分别在外转子套环内侧面临近内柱面的位置对称刚性设置两个相同的圆柱体，圆柱体外分别套一个套环，在内转子两侧端面分别径向对称开两个槽，槽深与上述圆柱体高相等，槽宽与上述圆柱体的套环的外径相等，槽长度大于内、外转子轴线间距的2倍，上述圆柱体及套环可在槽内沿内转子的径向移动，上述圆柱体及圆柱体的套环和滑槽是构成内转子与外转子联合转动的装置之一，扭矩的输入输出端是内转子或外转子。

2.根据权利要求1所述的一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置，其特征是，每一对相邻的矩形的内转子叶片与外转子叶片，是两个叶片表面通过贴紧装置分别依次相互贴合。

3.根据权利要求1所述的一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置，其特征是，弹性叶片式，内、外转子的叶片均改为弹性的矩形片，各铰接处均改为弹性连接，其余结构与叶片铰接式相同。

4.根据权利要求1所述的一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置，其特征是，内、外转子的叶片轴线与转子轴线平行的横断面为曲面的柱形。

5.根据权利要求1所述的一种双转子的封闭式腔体容积循环增减的装置，其特征是，联合转动装置还另有三种结构方式，一是，在多个内转子叶片中任选一个内转子叶片与内转子刚性连接；二是，在内转子外侧壁与外转子内侧壁之间设一个连接体，该连接体径向两侧分别与内转子内侧壁和外转子内侧壁铰接；三是，通过在封闭腔体外附加齿轮或皮带轮，实现内外转子相互连接，进而实现内外转子同步联合转动。