CN110131094A - 具有转轮活塞变量机构的流体机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有转轮活塞变量机构的流体机械，包括定子、转子、双体活塞与偏心轴移动装置；偏心轴移动装置的滑块上，固定安装有偏心轴或转轴；偏心轴移动装置的移动控制器，带动滑块移动；滑块上的偏心轴或转轴向缸套的圆心方向移动，双体活塞的行程逐步减小，流体输送量逐步减小；偏心轴或转轴移动到缸套圆心位置，双体活塞的行程为零；偏心轴或转轴通过缸套的圆心继续移动，双体活塞的行程逐步增大，流体运动方向改变；流体从流体排出流道进入，从流体进入流道排出。本发明通过移动控制器调节偏心轴或转轴的偏心距离，改变输送容积，实现变量输送流体。

Description

具有转轮活塞变量机构的流体机械

技术领域

本发明是一种具有转轮活塞变量机构的流体机械，涉及风机、泵、计量泵、压缩机、液压马达、减速器、液力无级调速器、流量计等流体机械与通用机械制造技术领域。

背景技术

目前容积式流体机械的种类很多，但是涉及流体变量输送的流体机械结构只有变量叶片泵与变量柱塞泵等，都存在复杂、加工困难等缺陷；目前还没有一种切实有效的，结构简单的变量式流体机械。本申请人于2017年12月16日申请了一项发明专利，申请号：201711351617.9，发明名称：转轮活塞同步回旋机构，该项发明公开了一种用于流体动力机械的转轮活塞同步回旋机构，该项技术通过偏心轴控制双体活塞与转轮同步回旋运动，实现流体的连续输送与压缩，结构简单实用。本申请人于2019年4月19日申请了一项发明专利，申请号：201910315243.7，发明名称：转轮活塞同步回旋机构，该项技术通过转轴控制双体活塞与转轮同步回旋运动。本申请人通过长时间的研究与实验，发现通过调节偏心轴与转轴的偏心距离，改变流体输送的容积，实现变量输送流体。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有转轮活塞变量机构的流体机械，通过调节偏心轴或转轴的偏心距离，改变输送容积，实现变量输送流体。

为达到上述目的，所采取的技术措施是：具有转轮活塞变量机构的流体机械，包括定子、转子、双体活塞与偏心轴移动装置。定子的内壁上，开有流体进入流道与流体排出流道。转子的转轮内部，开有一个或一个以上的旋转缸体，该转子的转轮，安装在定子的缸套内部。双体活塞安装在旋转缸体中，双体活塞的活塞体上，安装有运动部件，该运动部件带动双体活塞，在旋转缸体中往复运动或摆动工作。双体活塞的活塞体安装在上活塞与下活塞上，或双体活塞的活塞体，安装在上活塞与下活塞之间。偏心轴移动装置的滑块上固定安装有偏心轴，缸盖上开有滑动槽，偏心轴的轴体穿过滑动槽。偏心轴移动装置的移动控制器，带动滑块上的偏心轴移动；或滑块上开有轴承座，所述轴承座中安装有转轴；缸盖的内部开有轴向滑道，该轴向滑道中安装有滑块，该轴向滑道与滑动槽相通。移动控制器带动滑块轴向滑道中移动，滑块上的偏心轴或转轴，在滑动槽中移动。偏心轴或转轴向缸套的圆心方向移动，双体活塞的行程逐步减小，流体输送量逐步减小；偏心轴或转轴移动到缸套圆心位置，双体活塞的行程为零。偏心轴通过缸套的圆心继续移动，双体活塞的行程逐步增大，流体运动方向改变；流体从流体排出流道进入，从流体进入流道排出。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：偏心轴移动装置的滑块与下滑块同时带动偏心轴或转轴移动，所述滑块安装在缸盖的滑动槽或轴向滑道中；下滑块安装在缸座的下滑动槽中或下轴向滑道中。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：移动控制器的弹簧安装在轴向滑道中，该弹簧的一端安装有弹力调节器；移动控制器的限位装置安装在轴向滑道的顶部，弹簧推动滑块与限位装置的限位块接触。转轮旋转工作，自动变量泵流体排出流道中的流体压力升高，双体活塞受力端的压力升高，推动偏心轴或转轴移动，并带动滑块在轴向滑道中移动。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：滑块安装在轴向滑道中，该滑块上安装有密封件，轴向滑道的前端与流体排出流道相通，该轴向滑道的后端与流体进入流道相通。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：流体进入流道与流体排出流道开在配液盘上，该配液盘活动安装在缸盖下部的盘槽中，该配液盘与缸盖的盘槽之间，安装有弹性件；该配液盘在弹性件的弹力作用下，与转轮的上端面接触密封；该配液盘上开有弧形吸入口与弧形排出口；弧形吸入口上安装有吸入套管，该吸入套管的吸入内套管与弧形吸入口相通，该吸入套管的吸入外套管穿过缸盖。弧形排出口上安装有排出套管，该排出套管的排出内套管与弧形排出口相通，该排出套管的排出外套管穿过缸盖。量计泵的移动控制器，调节滑块移动并锁紧。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：转轮活塞变量泵变量输送液体，驱动液压马达工作；转轮活塞变量泵的流体进入流道安装有吸入管，流体排出流道与液压马达的进液管相通。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：液压马达的排液管与转轮活塞变量泵流体进入流道的吸入管之间，安装有散热器。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：第一转轮活塞变量泵与第二转轮活塞变量泵，其中之一作为液压马达变量工作；第一转轮活塞变量泵的第一流体排出流道，与第二转轮活塞变量泵的第二流体吸入流道相通。第一转轮活塞变量泵的第一流体吸入流道，与第二转轮活塞变量泵的第二流体排出流道相通。减速器第一转轮活塞变量泵的容积，小于第二转轮活塞变量泵的容积。液力无级调速器的第一偏心轴移动装置，调节第一转轮活塞变量泵的容积，液力无级调速器的第二偏心轴移动装置调节第二转轮活塞变量泵的容积。

作为对本发明进一步改进，所采取的优选技术措施是：偏心轴移动装置控制第一转轮活塞变量泵与第二转轮活塞变量泵变容积工作，第一转轮活塞变量泵与第二转轮活塞变量泵共用一个滑块，滑块上安装有偏心轴或转轴，该滑块移动，调节第一转轮活塞变量泵与第二转轮活塞变量泵的容积。

有益效果

基于以上技术方案，本发明至少具有以下有益效果其中之一：

1，偏心轴移动装置的移动控制器，带动滑块上的偏心轴或转轴移动，调节双体活塞或摆动活塞的行程，实现流体机械的变容积输送流体工作，结构简单实用、使用范围广泛；

2，采用弹簧压力控制滑块的移动，自动调节活塞行程，实现流体流量根据压力自动调节；例如该技术应用到水泵技术领域，当水泵出水的水压压力低，水泵低扬程工作时，弹簧受压活塞行程变化较小，水泵流量大；当水泵高扬程时，活塞行程相对减小，水泵流量相对减小；实现扬程与流量的自动调节；

3，采用转轮变量机构驱动液压马达工作，调节转轮变量机构的活塞行程，可以实现液压马达无级变速工作，同时该结构也可以运用到减速器与无级调速器技术领域；

4，采用两台转轮变量机构组合无级调速工作，例如该技术运用到汽车的自动变速箱技术领域，调节滑块，不但可以实现挂挡的无级调速，还可以实现空挡与倒挡功能。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械的示意图。

图2是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械的剖视图。

图3是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械双体活塞与连杆安装示意图。

图4是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械双体活塞摆动变量工作示意图。

图5是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械上活塞与下活塞变量工作示意图。

图6是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械曲轴带动滑块移动示意图。

图7是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械弹力控制滑块移动工作示意图。

图8是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械双滑块移动变量工作示意图。

图9是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械滑块压力移动变量工作示意图。

图10是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械配液盘安装示意图。

图11是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械驱动液压马达工作示意图。

图12是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械变量减速工作示意图。

图13是本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械两组变量泵共用一个滑块变量工作示意图。

主要配件符号说明

101-定子；102-流体进入流道；103-流体排出流道；104-内壁；缸套-105；201-转子；202-转轮；旋转缸体-203；207-缸盖；210-双体活塞；220-活塞体；221-上活塞；222-下活塞；301-偏心轴移动装置；302-滑块；303-滑动槽；304-轴向滑道；305-偏心轴；305-1-轴体；310-轴承座；318-曲轴槽；319-曲轴；320-转轴；340-运动部件；350-下滑块；351-缸座；352-下滑动槽；353-下轴向滑道；401-移动控制器；402-弹簧；403-弹力调节器；404-限位装置；405-限位块；410-自动变量泵；421-密封件；510-量计泵；520-转轮活塞变量泵；530-吸入管；540-进液管；550-液压马达；560-排液管；570-散热器；610-配液盘；620-盘槽；630-弹性件；640-上端面；650-弧形吸入口；651-吸入套管；652-吸入内套管；653-吸入外套管；660-弧形排出口；671-排出套管；672-排出内套管；673-排出外套管；710-第一流体排出流道；711-第一流体吸入流道；720-第二流体吸入流道；721-第二流体排出流道；730-减速器；740-液力无级调速器；750-第一偏心轴移动装置；760-第二偏心轴移动装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

一．第一实施例

如图1所示，具有转轮活塞变量机构的流体机械，包括定子101、转子201、双体活塞210与偏心轴移动装置301。定子101的内壁104上开有流体进入流道102与流体排出流道103。如图1所示，转子201的转轮202内部，开有两个旋转缸体203，如图2所示，转子201的转轮202内部，开有一个旋转缸体203。转子201的转轮202，安装在缸套105内部。如图1、图2、图3所示，双体活塞210安装在旋转缸体203中，双体活塞210的活塞体220上安装有运动部件340，如图3所示，运动部件340带动双体活塞210，在旋转缸体203中往复运动，如图4所示，运动部件340带动双体活塞210，在旋转缸体203中摆动工作。如图5所示，活塞体220安装在上活塞221与下活塞222上，或如图4所示，活塞体220安装在上活塞221与下活塞222之间。如图6所示，偏心轴移动装置301的滑块302上，固定安装有偏心轴305，滑块302上开有曲轴槽318，曲轴槽318中安装有曲轴319，曲轴319转动，带动滑块302移动。如图7所示，缸盖207上开有滑动槽303，偏心轴305的轴体305-1穿过滑动槽303。滑块302上开有轴承座310，轴承座310中安装有转轴320。如图1所示，偏心轴移动装置301的移动控制器401为螺栓结构，滑块302上开有螺栓槽，松开螺栓，移动滑块302，调节双体活塞210的偏心距离。或如图2所示，缸盖207的内部开有轴向滑道304，该轴向滑道304中安装有滑块302，该轴向滑道304与滑动槽303相通；移动控制器401采用丝杆轮430调节，旋转丝杆轮430，滑块302在轴向滑道304中移动；移动控制器401的结构，除上述螺栓与丝杆轮430两种结构外，还可以采用如电动、气动控制移动等结构。如图3所示，偏心轴305向缸套105的圆心方向移动，双体活塞210的行程逐步减小，流体输送量逐步减小；该偏心轴305移动到缸套105圆心位置，双体活塞210的行程为零。偏心轴305通过缸套105的圆心继续移动，双体活塞210的行程逐步增大，流体运动方向改变，流体从流体排出流道103进入，从流体进入流道102排出。如图8所示，偏心轴移动装置301的滑块302与下滑块350，同时带动转轴320移动，滑块302安装在缸盖207的轴向滑道304中；下滑块350安装在缸座351的下轴向滑道353中。

至此，本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械第一实施例，介绍完毕。

二. 第二实施例

如图7所示，移动控制器401的弹簧402安装在轴向滑道304中，弹簧402的一端安装有弹力调节器403。移动控制器401的限位装置404安装在轴向滑道304的顶部，弹簧402推动滑块302与限位装置的限位块405接触。转轮202旋转工作，自动变量泵410流体排出流道103中的流体压力升高，双体活塞210受力端的压力升高，推动转轴320移动，并带动滑块302在轴向滑道304中移动。滑块302抗拒弹簧402的压力，双体活塞210行程减小。如图9所示，滑块302安装在轴向滑道304中，该滑块302上安装有密封件421，轴向滑道304的前端420与流体排出流道103相通，轴向滑道304的后端430与流体进入流道102相通；自动变量泵410流体排出流道103中的流体压力升高。

至此，本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械第二实施例，介绍完毕。

三．第三实施例

如图10所示，流体进入流道102与流体排出流道103，开在配液盘610的壁面上，该配液盘610活动安装在缸盖207下部的盘槽620中，该配液盘610与缸盖207的盘槽620之间，安装有弹性件630，该配液盘610在弹性件630的弹力作用下，与转轮202的上端面640接触密封。配液盘610上开有弧形吸入口650与弧形排出口660；弧形吸入口650上安装有吸入套管651，该吸入套管651的吸入内套管652与弧形吸入口650相通，该吸入套管651的吸入外套管653穿过缸盖207。弧形排出口660上安装有排出套管671，该排出套管671的排出内套管672与弧形排出口660相通，该排出套管671的排出外套管673穿过缸盖207。如图10所示，量计泵510的移动控制器401，调节滑块302移动并锁紧。

至此，本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械第三实施例，介绍完毕。

四．第四实施例

如图11所示，转轮活塞变量泵520变量输送液体，驱动液压马达550工作；转轮活塞变量泵520的流体进入流道102安装有吸入管530，流体排出流道103与液压马达550的进液管540相通，转轮活塞变量泵520的转轮202转动，驱动液压马达550工作。液压马达550的排液管560与转轮活塞变量泵520流体进入流道102的吸入管530之间，安装有散热器570。第一转轮活塞变量泵521与第二转轮活塞变量泵523，其中之一作为液压马达550变量工作。如图12所示，第一转轮活塞变量泵521的第一流体排出流道710与第二转轮活塞变量泵523的第二流体吸入流道720相通。第一转轮活塞变量泵521的第一流体吸入流道711，与第二转轮活塞变量泵523的第二流体排出流721相通；减速器730第一转轮活塞变量泵521的容积，小于第二转轮活塞变量泵523的容积；液力无级调速器740的第一偏心轴移动装置750，调节第一转轮活塞变量泵521的容积，所述液力无级调速器740的第二偏心轴移动装置760调节第二转轮活塞变量泵523的容积。如图13所示，偏心轴移动装置301控制第一转轮活塞变量泵521与第二转轮活塞变量泵523工作，第一转轮活塞变量泵521与第二转轮活塞变量泵523共用一个滑块302，该滑块302上安装有偏心轴305。滑块302移动，调节第一转轮活塞变量泵521与第二转轮活塞变量泵523的容积。

至此，本发明具有转轮活塞变量机构的流体机械第四实施例，介绍完毕。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有转轮活塞变量机构的流体机械，其特征在于，包括：

定子（101），其内壁（104）上开有流体进入流道（102）与流体排出流道（103）；

转子（201），其转轮（202）的内部，开有一个或一个以上的旋转缸体（203），所述转子（201）的转轮（202），安装在定子（101）的缸套（105）内部；

双体活塞（210），其安装在旋转缸体（203）中，所述双体活塞（210）的活塞体（220）上安装有运动部件（340），所述运动部件（340）带动双体活塞（210），在旋转缸体（203）中往复运动或摆动工作；

偏心轴移动装置（301），其滑块（302）上固定安装有偏心轴（305），缸盖（207）上开有滑动槽（303），所述偏心轴（305）的轴体（305-1）穿过滑动槽（303）；或所述滑块（302）上开有轴承座（310），所述轴承座（310）中安装有转轴（320）；所述偏心轴移动装置（301）的移动控制器（401），带动滑块（302）上的偏心轴（305）或转轴（320）移动；所述缸盖（207）的内部开有轴向滑道（304），所述轴向滑道（304）中安装有滑块（302），所述轴向滑道（304）与滑动槽（303）相通；所述移动控制器（401），带动滑块在轴向滑道（304）中移动，所述滑块（302）（302）上的偏心轴（305）或转轴（320），在滑动槽（303）中移动；所述滑块（302）上的偏心轴（305）或转轴（320），向缸套（105）的圆心方向移动，双体活塞（210）的行程逐步减小，流体输送量逐步减小；所述偏心轴（305）或转轴（320）移动到缸套（105）圆心位置，所述双体活塞（210）的行程为零；所述偏心轴（305）或转轴（320）通过缸套（105）的圆心继续移动，所述双体活塞（210）的行程逐步增大，流体运动方向改变，流体从流体排出流道（103）进入，从流体进入流道（102）排出。

2.根据权利要求1所述的具有转轮活塞变量机构的流体机械，其特征在于：偏心轴移动装置（301）的滑块（302）与下滑块（350）同时带动偏心轴（305）或转轴（320）移动，所述滑块（302）安装在缸盖（207）的滑动槽（303）或轴向滑道（304）中；所述下滑块（350）安装在缸座（351）的下滑动槽（352）中或下轴向滑道（353）中。

3.根据权利要求1或2所述的具有转轮活塞变量机构的流体机械，其特征在于：所述移动控制器（401）的弹簧（402）安装在轴向滑道（304）中，所述弹簧（402）的一端安装有弹力调节器（405）；所述移动控制器（401）的限位装置（404）安装在轴向滑道（304）的顶部，所述弹簧（402）推动滑块（302）与限位装置的限位块（405）接触；转轮（202）旋转工作，自动变量泵（410）流体排出流道（103）中的流体压力升高，双体活塞（210）受力端的压力升高，推动偏心轴（305）或转轴（320）移动，并带动滑块（302）在轴向滑道（304）中移动。

4.根据权利要求3所述的具有转轮活塞变量机构的流体机械，其特征在于：所述滑块（302）安装在轴向滑道（304）中，所述滑块（302）上安装有密封件（421），所述轴向滑道（304）的前端（420）与流体排出流道（103）相通，所述轴向滑道（304）的后端（430）与流体进入流道（102）相通。

5.根据权利要求1或2所述的具有转轮活塞变量机构的流体机械，其特征在于：所述流体进入流道（102）与流体排出流道（103）开在配液盘（610）上，所述配液盘（610）活动安装在缸盖（207）下部的盘槽（620）中，所述配液盘（610）与缸盖（207）的盘槽（620）之间安装有弹性件（630），所述配液盘（610）在弹性件（630）的弹力作用下，与转轮（202）的上端面（640）接触密封；所述配液盘（610）上开有弧形吸入口（650）与弧形排出口（660）；所述弧形吸入口（650）上安装有吸入套管（651），所述吸入套管（651）的吸入内套管（652）与弧形吸入口（650）相通，所述吸入套管（651）的吸入外套管（653）穿过缸盖（207）；所述弧形排出口（660）上安装有排出套管（671），所述排出套管（671）的排出内套管（672）与弧形排出口（660）相通，所述排出套管（671）的排出外套管（673）穿过缸盖（207）；量计泵（510）的移动控制器（401），调节滑块（302）移动并锁紧。

6.根据权利要求1或2所述的具有转轮活塞变量机构的流体机械，其特征在于：转轮活塞变量泵（520）变量输送液体，驱动液压马达（550）工作；转轮活塞变量泵（520）的流体进入流道（102）安装有吸入管（530），所述流体排出流道（103）与液压马达（550）的进液管（540）相通。

7.根据权利要求6所述的具有转轮活塞变量机构的流体机械，其特征在于：所述液压马达（550）的排液管（560）与转轮活塞变量泵（520）流体进入流道（102）的吸入管（530）之间，安装有散热器（570）。

8.根据权利要求7所述的转轮活塞变量泵，其特征在于：第一转轮活塞变量泵（521）与第二转轮活塞变量泵（523），其中之一作为液压马达（550）变量工作；所述第一转轮活塞变量泵（521）的第一流体排出流道（710）与第二转轮活塞变量泵（523）的第二流体吸入流道（720）相通；

所述第一转轮活塞变量泵（521）的第一流体吸入流道（711）与第二转轮活塞变量泵（523）的第二流体排出流道（721）相通；减速器（730）第一转轮活塞变量泵（521）的容积小于第二转轮活塞变量泵（523）的容积；液力无级调速器（740）的第一偏心轴移动装置（750），调节第一转轮活塞变量泵（521）的容积，所述液力无级调速器（740）的第二偏心轴移动装置（760）调节第二转轮活塞变量泵（523）的容积。

9.根据权利要求8所述具有转轮活塞变量机构的流体机械其特征在于：所述偏心轴移动装置（301）控制第一转轮活塞变量泵（521）与第二转轮活塞变量泵（523）工作，所述第一转轮活塞变量泵（521）与第二转轮活塞变量泵（523）共用一个滑块（302），所述滑块（302）上安装有偏心轴（305）或转轴（320），所述滑块（302）移动，调节第一转轮活塞变量泵（521）与第二转轮活塞变量泵（523）的容积。