CN1431396A - 无需离心力的偏心活块式流体传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体通道上的传动技术，特别是对于流体压泵或者流体马达的省力节能、提高效率具有历史意义。这是因为本发明具有稍呈椭圆的定子圆框，偏心在定子圆框椭圆短轴线上的转子，成双成对地配置并通过贯穿转子的轴心在其之间设有抵触附件的旋扭叶块，以及叶块与转子之间设置的滚珠，还有叶块与定子之间的镜面配合，使得本发明的密闭性与摩擦力超乎寻常地达到了最佳状态，大大地方便了流体通道上任何技术任务的完成。本发明适用范围已是不胜枚举，大的可用于发电站主机，小的可用于仪器仪表，还有各种需要的压泵与抽泵以及流体执行装置，总之，凡是与流体有关的技术都有用武之地。

Description

无需离心力的偏心活块式流体传动机构

技术领域

本发明将涉及流体通道上的容积类型传动技术，尤其对于容积类型的流体压泵或者流体马达具有历史意义(众所周知，流体压泵与流体马达其实就是等同传动原理与构造在体现不同的传动功能，在此统称为“传动机构”，应该可说是准确的专利语言)。

技术背景

大家知道，在流体通道上运用容积类型的传动技术要比运用透屏类型的传动技术有着体积小，压力大的效率优势，但是因为有着较多的技术缺陷，又造成了不少不能方便运用的遗憾。如果我们现在把该类技术的主力传动机构作些归纳与分析，它们便会显现出两种形式、四个特征；一种为往复形式，分活塞特征与折皱特征；另一种为旋转形式，分双心特征与偏心特征。我们知道，往复形式虽然压力较大，但却构造复杂、噪声重浊、脉动剧烈、功耗浪费；旋转形式虽然构造简单、噪声轻柔、脉动平和，但却压力较小、功耗浪费。世上有没有一种压力较大、噪声轻柔、脉动平和、功耗节约，而且构造简单的容积类型传动机构呢？纵览现有技术，应该可说没有，至少可说没有以理服人或者实事求是的东西。在当今人类环境恶化，能源供给紧张，资源配置交错，机器人大量输求的形势逼迫下，大量利用流体通道作功，并且从根本上解决主力传动效率较差的问题，已是工程技术人员迫在眉睫的历史使命了。

流体领域每个同仁都很清楚，如果要以流体的容积作传动，就必须能够在运转中密闭分隔出流体空腔来并使流体能够在空腔里吐故纳新。那么我们应该从哪种形式着手呢？想必往复形式太古老了，人类袭用实属迫不得已，即使再怎么改造，再怎么精工巧作，只要与曲轴配合，我们都很难确认它会提高效率，节约能源，是属于历史性的发明。旋转形式相对要年轻，但双心特征的螺杆式、齿轮式，大家好象都没产生什么较好的发明灵感，唯有偏心特征似乎都总觉得一″优″未尽。

大家知道，现有技术偏心特征的滑块式流体传动，是旋扭转子之凹槽内所配的旋扭叶块，将凭借旋转时的离心力摔向与之偏心的定子圆缸，并使其闭合才能作功。可是因有流体对旋扭叶块的反作用力及旋扭转子之凹槽内壁的摩擦力，又会使旋扭叶块在低速旋转时不与定子圆缸闭合而不能作功；即便是中速旋转时，旋扭叶块遇到阻力而被流体挤开闭合也不能很好地作功；那怕到了高速旋转时，旋扭叶块又会因离心力摔向定子圆缸的摩擦力增大，还是不能理想地作功；所以我们通常视它为压力较小，功耗不少，理论上的容积内10个压力差下的10平方厘米有100公斤的作用力，也就因为离心力的任性被化为了乌有。这样，貌似聪明的离心力，其实就成了制约流体技术停滞不前的罪魁祸首，同时也成了机械设备进步改善的拦路虎。

为了撂开离心力的捣蛋，发明出节能、高效的容积类型传动机构，前些年，本人因理论上具体证明了运载机械运用气压传动系统将是节能与安全的最优方案，特别是节能至少50％与车外可装安全气囊的结论，促使本人反复精心制作了一种偏心螺旋滚动转子的流体传动机构。该机构是由外向开有螺旋沟槽的扭轴，偏心啮合内向联有螺旋片圈的圆筒，成而形成扭轴内的“C”字形容积与圆桶内的“C”字形容积瓦套纵列，并在圆筒与定子之间还设有偏转定位滚珠的合成转子而构成的。本人希望能够形成扭轴内“C”字形容积用于润滑冷却，圆筒内“C”字形容积用于传动作功的工作机制，并且还使扭轴与圆筒均可联接输力构件，以便完成流体通道上的任何技任务。但是，因为两个偏心螺旋轴线的位置不同，螺旋母线的轨迹也就不同，只能参考阿基米德包络曲面进行组接，也就是使车床车刀斜摆切削；啮合起来时，结果不论是泄漏的间隙，还是摩擦的力量，都只能承认是失败；虽在测试后，也有低速运转时可以作些传动，总的传动效率与滑块式机构相等的评论。但本人自己认为这纯属费力不讨好！

发明概述

近些年本人从事建筑、装璜的专业设计，一段时间要常在计算纸上画精确椭圆，从中逐渐获得了人类几何数学不曾记载过的科学发现，本人暂且称它为“正圆形在椭圆形内偏心旋转的黄金律”(因它与“正方形在长方形内偏心分割的黄金律”有着字面对应之处)，于是就有了解决上述偏心特征的滑块式流体传动因离心力捣蛋问题的一系列设计参数，成而发明出以下所述的容积类型传动机构来了，特别是因本发明在滑块式流体传动机构上的改造已经是从量变到了质变，致使滑块式的原理与构造在本发明中基本改换，所以应该称之为活块式流体传动机构，以示区别。

在实物制作过程中，因为私人加工作坊设备简陋，不能按照“黄金律”微米精度加工，致使椭圆没达到要求，其他配合间隙也过大，但因原理与构造是正确的，测试结果居然是低速传动效果良好，传动效率比滑块式提高了15％。看来只要按照以下所述的概念，制作一次，修整一回，什么都可一清二楚了，根本不需本人对所谓的“黄金律”自吹自擂，辱没同仁们的基本智能。

于是，本发明提供的便是一种流体通道上的传动机构之构造，它包括有旋扭叶块、转子、定子、流体进、出通口，输力构件，撑套构架，其特征为：旋扭叶块与转子凹槽是成双成对地配置的，并且在旋扭叶块的向心面之间通过贯穿转子轴心设置有抵触附件；定子圆框是稍呈椭圆形状的，并且在定子圆框的椭圆短轴线上偏心设置有转子轴头。为了使密闭性与摩擦力达到最佳状态以及适应流体传动的需要，我们可以在旋扭叶块与转子凹槽之间装有滚珠，旋扭叶块向心面之间所设置的抵触附件采用连端顶杆，旋扭叶块在定子上的滑动均为镜面配合；而且还可以在转子凹槽之间的扇形部分上开有润滑冷却油汁腔室，并在定子圆盖上装有螺眼，又在定子圆盖与转子配合面的中间部分留有间隙……

这样，我们就实实在在地得到了一种前面所述的迫切需要的压力较大、噪声轻柔、脉动平和、功耗节约，而且构造简单的容积类型流体传动机构，由此也就突破了流体通道上的技术瓶颈之阻碍，所以本人才敢说具有历史意义。

附图说明

(注：附图所画的基本上是以气流为流体的示意，这是因为气流传动的技术要求高于液流传动，如果采用液流传动时，只要将流体进、出通口移到平行于转子轴心的位置就可以了)

图1为本发明在流体压泵上运用时的某种简单形式的剖视示意例图

图2为本发明在流体压泵上运用时的某种复杂形式的立体示意例图

图3为本发明在流体马达上运用时的剖视示意例图

图4为本发明在流体马达上运用时的图3正面剖视示意例图

图5为本发明在流体马达上运用时的立体示意例图

技术方案

本发明所述的这种流体通道上的传动机构，它或者是流体压泵(图1、图2)，也或者是流体马达(图3、图4、图5)，它们包括都有旋扭叶块1、转子2、定子3、流体进、出通口4、输力构件5、撑套构架6，其特征为：旋扭叶块1与转子凹槽7是成双成对地配置的，并且在旋扭叶块1的向心面之间通过贯穿转子轴心8设置有抵触附件9；定子圆框10是稍呈椭圆形状的，并且在定子圆框10的椭圆短轴线上偏心设置有转子轴头11。

为了增强密闭性，削弱摩擦力，旋扭叶块1与转子凹槽7之间装有滚珠12，并配有沟道13及密闭刊条14，旋扭叶块1向心面之间所设置的抵触附件9均为连端顶杆，旋扭叶块1在定子3上的滑动均为镜面配合。

另外，在转子凹槽7之间的扇形部分上开有润滑冷却油汁腔室15，并在定子圆盖16上装有螺眼17，定子圆盖16与转子2配合面的中间部分留有间隙18。

为了在流体通道上适应不同的传动要求，流体进、出通口4是随传动需要而定的进、出功能互换的通口，输力构件5也是随传动需要而定的正、反旋转变换的构件。

为了提高传动效率，将该机构叠串起来配置19，流体进、出通口联通相应的流体进、出通口20，输力构件联接相应的输力构件21。技术效果

如上所述，本发明旨在创造一种压力较大、噪声轻柔、脉动平和、功耗节约，并且构造简单的流体传动机构，很明显本人应该可说是完成了使命的；其意义不仅可以取代双心螺杆式、齿轮式与凭借离心力的偏心滑块式流体传动机构，而且因为构造简单、配置方便、传动效率优越，必将取代往复形式的流体传动机构；不仅可以促进机械设备的智能化、多能化，而且可以奇效地节约能源，特别是在机动车辆上运用将会尤为突出。

我们知道，任何发电站，都是通过流体冲动涡轮转子发电，涡轮转子是有近30％的能量损失的，如果运用本发明，因密闭性极好，摩擦力很小，就不存在这么高的能量损失。

还有，流体仪器仪表，都是要求精确无误的，如果运用本发明，因密闭性极好，摩擦力很小，就不会出现什么误差。

再有，机器人的动作，由于流体的平衡性，可控性很高，电机转速现已精确，如果运用本发明，因密闭性极好，摩擦力很小，就可大大增强功能与性能。

本发明适用范围极其广阔，以上只是启发性提示，如果运用于高压油泵、高压水泵、空气压泵、真空抽泵、混流泵、粉尘泵，还有众多分类的流体执行装置。本人就不胜枚举了；在此只能概括地说，如果不算通道上的沿程损耗，本发明单个机构的传动效率将有96％，完成可以与齿轮、轴杆的传动效率相媲美。

以上所述仅仅用以解释为本发明的基本实施方案，并非企图据此对本发明做任何形式的限制；于是，凡是有在与此相同的有关本发明的任何修饰或变更，均仍应当包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种流体通道上的传动机构，它包括有旋扭叶块[1]、转子[2]、定子[3]、流体进、出通口[4]、输力构件[5]、撑套构架[6]，其特征为：旋扭叶块[1]与转子凹槽[7]是成双成对地配置的，并且在旋扭叶块[1]的向心面之间通过贯穿转子轴心[8]设置有抵触附件[9]；定子圆框[10]是稍呈椭圆形状的，并且在定子圆框[10]的椭圆短轴线上偏心设置有转子轴头[11]。

2、根据权利要求1所述的传动机构，其特征是：旋扭叶块[1]与转子凹槽[7]之间装有滚珠[12]；旋转叶块[1]向心面之间所设置的抵触附件[9]均为连端顶杆；旋扭叶块[1]在定子[3]上的滑动均为镜面配合。

3、根据权利要求1所述的传动机构，其特征是：转子凹槽[7]之间的扇形部分上开有腔室[15]，并在定子圆盖[16]上装有螺眼[17]。

4、根据权利要求1所述的传动机构，其特征是：流体进、出通口[4]是随传动需要而定的进、出功能互换的通口；输力构件[5]也是随传动需要而定的正、反旋转变换的构件。

5、根据权利要求1所述的传动机构，其特征是：将该机构叠串起来配置[19]，流体进、出通口联通相应的流体进、出通口[20]，输力构件联接相应的输力构件[21]。

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