CN111997748A - 一种滚动密封式转子发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滚动密封式转子发动机，包括缸体，缸体一端连接上端盖，另一端连接下端盖，缸体内连接定子，定子中部为由三个弧形面拼接构成的开口，定子上位于每个弧形面拼接处开设圆形凹槽，每个圆形凹槽内连接密封滚筒，每个密封滚筒一端通过弹性结构a连接在上端盖上，另一端通过弹性结构b连接在下端盖上，三个密封滚筒均接触连接转子，每个弧形面与转子形成一个密封腔。通过弹性结构控制密封滚筒，使密封滚筒始终与转子紧密接触，提高了每个做功腔体的密封性；通过轴承和滚动筒的合理设计，使转子与定子之间以滚动代替滑动，提高整体的耐磨性和转子发动机的使用寿命；通过压缩弹簧控制密封圈位置，能够提高两个端盖与缸体接触的密封性。

Description

一种滚动密封式转子发动机
技术领域
本发明属于转子发动机技术领域，具体涉及一种滚动密封式转子发动机。
背景技术
1960年代马自达公司推出无活塞回旋式发动机，直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。
针对转子与定子接触点恒定的发动机来说，在发动机使用过程中，转子在定子内高速运转，长时间运转后，转子与定子之间的摩擦损耗较大，会导致转子与定子之间的腔体密封性较差，严重影响发动机的制动性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种滚动密封式转子发动机，通过弹性结构控制密封滚筒，使密封滚筒始终与转子紧密接触，提高了每个做功腔体的密封性。
本发明所采用的技术方案是，一种滚动密封式转子发动机，包括缸体，缸体一端连接上端盖，另一端连接下端盖，缸体内连接定子，定子中部为由三个弧形面拼接构成的开口，定子上位于每个弧形面拼接处开设圆形凹槽，每个圆形凹槽内连接密封滚筒，每个密封滚筒一端通过弹性结构a连接在上端盖上，另一端通过弹性结构b连接在下端盖上，三个密封滚筒均接触连接转子，每个弧形面与转子形成一个密封腔。
本发明的特点还在于：
弹性结构a、弹性结构b包括轴承，轴承外圈沿垂直缸体中心轴线方向连接压缩弹簧a一端，轴承内圈固定连接转动轴，转动轴连接密封滚筒，轴承外圈活动连接上端盖或下端盖上。
上端盖和下端盖上均开设阶梯状凹槽，阶梯状凹槽底部为轴承槽，轴承槽侧壁沿垂直缸体中心轴线方向开设弹簧槽a，弹簧槽a内连接压缩弹簧a另一端，使轴承受到朝向缸体中心轴线的弹力且能够沿轴承槽移动。
转动轴上位于密封滚筒和轴承之间还连接密封圈，密封圈直径大于轴承宽度，密封圈内嵌于阶梯状凹槽内。
密封圈与阶梯状凹槽之间连接压缩弹簧b。
密封滚筒和密封圈之间还连接限位条，上端盖和下端盖上位于阶梯状凹槽边缘开设限位槽，限位条内嵌于限位槽内。
转子中部固定连接动力输出轴。
每个弧形面上还开设点火孔、进油孔。
本发明一种滚动密封式转子发动机有益效果是：
1)通过弹性结构控制密封滚筒，使密封滚筒始终与转子紧密接触，提高了每个做功腔体的密封性。
2)通过轴承和滚动筒的合理设计，使转子与定子之间以滚动代替滑动，提高整体的耐磨性和转子发动机的使用寿命。
3)通过压缩弹簧控制密封圈位置，能够提高两个端盖与缸体接触的密封性。
附图说明
图1是本发明一种滚动密封式转子发动机拆分结构示意图；
图2是本发明中转子结构示意图；
图3是本发明中定子结构示意图；
图4是本发明中弹性结构a/弹性结构b结构示意图。
图中，1.缸体，2.上端盖，3.下端盖，4.定子，5.密封滚筒，6.转子，7.轴承，8.压缩弹簧a，9.转动轴，10.密封圈，11.压缩弹簧b，12.限位条，13.阶梯状凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种滚动密封式转子发动机，如图1、图2及图3所示，包括缸体1，缸体1一端连接上端盖2，另一端连接下端盖3，缸体1内连接定子4，定子4中部为由三个弧形面拼接构成的开口，定子4上位于每个弧形面拼接处开设圆形凹槽，每个圆形凹槽内连接密封滚筒5，每个密封滚筒5一端通过弹性结构a连接在上端盖2上，另一端通过弹性结构b连接在下端盖3上，三个密封滚筒5均接触连接转子6，每个弧形面与转子6形成一个密封腔。
如图4所示，弹性结构a、弹性结构b包括轴承7，轴承7外圈沿垂直缸体1中心轴线方向连接压缩弹簧a8一端，轴承7内圈固定连接转动轴9，转动轴9连接密封滚筒5，轴承7外圈活动连接上端盖2或下端盖3上。
上端盖2和下端盖3上均开设阶梯状凹槽13，阶梯状凹槽13底部为轴承槽，轴承槽侧壁沿垂直缸体1中心轴线方向开设弹簧槽a，弹簧槽a内连接压缩弹簧a8另一端，使轴承7受到朝向缸体1中心轴线的弹力且能够沿轴承槽移动。
转动轴9上位于密封滚筒5和轴承7之间还连接密封圈10，密封圈10直径大于轴承7宽度，密封圈10内嵌于阶梯状凹槽13内。
密封圈10与阶梯状凹槽13之间连接压缩弹簧b11
密封滚筒5和密封圈10之间还连接限位条12，上端盖2和下端盖3上位于阶梯状凹槽13边缘开设限位槽，限位条12内嵌于限位槽内。
转子6中部固定连接动力输出轴。
每个弧形面上还开设点火孔、进油孔。
本发明一种滚动密封式转子发动机中各部件的作用如下：
缸体1、上端盖2、下端盖3形成一个腔体，即为发动机外壳。
定子4外圈固定连接缸体1，内圈为由三个弧形面拼接构成的开口，每个弧形面与转子6形成一个密封的腔体，每个腔体为一个做功空间，每个弧形面上还开设点火孔、进油孔，便于对每个腔体供油、打火。
三个密封滚筒5设置于三个弧形面拼接处的圆形凹槽内，受弹性结构给与的弹力，在工作中能够使密封滚筒5始终紧密接触转子6，保证每个做功空间的密封性。
圆形凹槽的开口口径小于密封滚筒5外径，开口深度小于密封滚筒5直径，能够使密封滚筒5至少1/3部分露出于圆形凹槽。
转子6为8字型转子，在每个做功空间点火后，由于转子6受力不均匀导致转子6围绕动力轴转动，外周始终紧密接触密封滚筒5。
轴承7外圈可移动连接在上端盖2和下端盖3上，内圈连接转动轴9，能够保证转动轴9转动时，不受外部干扰，轴承7外圈受到压缩弹簧a8向转子中心线的弹力，能够使轴承7在弹力的作用下移动，由于上端盖2和下端盖3上轴承槽的限定，能够使轴承7在压缩弹簧a8的弹力作用下，沿特定的方向移动。
压缩弹簧a8连接于轴承7外圈与上端盖2和下端盖3之间，能够使轴承7在压缩弹簧a8的弹力作用下，沿特定的方向移动，进而调整密封滚筒5的位置，实现密封滚筒5与转子6的紧密贴合。
转动轴9一端连接轴承7内圈，另一端连接密封滚筒5，能够随轴承7移动，进而带动密封滚筒5移动，也能随密封滚筒5转动。
密封圈10连接于密封滚筒5和轴承7之间，且内嵌于上端盖2和下端盖3上的阶梯状凹槽13内，一面贴合连接转子6，另一面连接压缩弹簧b11，当转子6转动不稳定时，能够在压缩弹簧b11作用下自行调整其位置，使转子6与上端盖2和下端盖3的紧密接触，保证每个做功空间的密封性。
纤维条12内嵌于上端盖2和下端盖3上位于阶梯状凹槽13边缘开设的限位槽内，当纤维条12随转动轴9移动时，能够始终位于限位槽内，防止轴承7偏移预设移动方向。
本发明一种滚动密封式转子发动机的工作原理为：
为了便于对本发明滚动密封式转子发动机的详细表述，对每个三个弧形面拼接处进行编号为①、②、③，当转子6转动到特点位置时，①、②处的密封滚筒5受到转子6的较大的挤压力，密封滚筒5挤压转动轴9，转动轴9带动轴承7挤压压缩弹簧a8，使③处的密封滚筒5受力较小，转动轴9、轴承7在相应压缩弹簧a8的弹力作用下，给密封滚筒5向外的作用力，使密封滚筒5紧密贴合转子6，转子6转动到不同位置时，受力小的密封滚筒5均在弹力作用下紧密贴合转子6，能保证转动过程中每个密封滚筒5都能与转子6紧密贴合。
每个做功空间的两边分别通过上端盖2、下端盖3密封，由于上端盖2、下端盖3上均开设阶梯状凹槽13，容易导致转子6在转动过程中密封性差，本发明在密封滚筒5和轴承7之间设置密封圈10，密封圈10内嵌于上端盖2、下端盖3的阶梯状凹槽13内，且受压缩弹簧b11的弹力作用，能够使密封圈10始终贴合转子6。
本发明一种滚动密封式转子发动机，通过弹性结构控制密封滚筒，使密封滚筒始终与转子紧密接触，提高了每个做功腔体的密封性；通过轴承和滚动筒的合理设计，使转子与定子之间以滚动代替滑动，提高整体的耐磨性和转子发动机的使用寿命；通过压缩弹簧控制密封圈位置，能够提高两个端盖与缸体接触的密封性。

Claims (8)

1.一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，包括缸体(1)，所述缸体(1)一端连接上端盖(2)，另一端连接下端盖(3)，所述缸体(1)内连接定子(4)，所述定子(4)中部为由三个弧形面拼接构成的开口，定子(4)上位于每个弧形面拼接处开设圆形凹槽，每个所述圆形凹槽内连接密封滚筒(5)，每个所述密封滚筒(5)一端通过弹性结构a连接在上端盖(2)上，另一端通过弹性结构b连接在下端盖(3)上，三个所述密封滚筒(5)均接触连接转子(6)，每个所述弧形面与转子(6)形成一个密封腔。
2.根据权利要求1所述一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，所述弹性结构a、弹性结构b包括轴承(7)，所述轴承(7)外圈沿垂直缸体(1)中心轴线方向连接压缩弹簧a(8)一端，所述轴承(7)内圈固定连接转动轴(9)，所述转动轴(9)连接密封滚筒(5)，所述轴承(7)外圈活动连接上端盖(2)或下端盖(3)上。
3.根据权利要求2所述一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，所述上端盖(2)和下端盖(3)上均开设阶梯状凹槽(13)，所述阶梯状凹槽(13)底部为轴承槽，所述轴承槽侧壁沿垂直缸体(1)中心轴线方向开设弹簧槽a，所述弹簧槽a内连接压缩弹簧a(8)另一端，使轴承(7)受到朝向缸体(1)中心轴线的弹力且能够沿轴承槽移动。
4.根据权利要求2所述一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，所述转动轴(9)上位于密封滚筒(5)和轴承(7)之间还连接密封圈(10)，所述密封圈(10)直径大于轴承(7)宽度，所述密封圈(10)内嵌于阶梯状凹槽(13)内。
5.根据权利要求2所述一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，所述密封圈(10)与阶梯状凹槽(13)之间连接压缩弹簧b(11)。
6.根据权利要求4所述一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，所述密封滚筒(5)和密封圈(10)之间还连接限位条(12)，所述上端盖(2)和下端盖(3)上位于阶梯状凹槽(13)边缘开设限位槽，所述限位条(12)内嵌于限位槽内。
7.根据权利要求1所述一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，所述转子(6)中部固定连接动力输出轴。
8.根据权利要求1所述一种滚动密封式转子发动机，其特征在于，每个所述弧形面上还开设点火孔、进油孔。
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