CN1558985A - 一种由旋转腔室和活塞形成的用于泵、压缩机及电动机结构的系统，该活塞在相同的方向上以彼此交替相反变化的速度在一个固定的开放或封闭的结构中被驱动 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于泵、压缩机及电动机结构的系统，该系统由旋转腔室和活塞构成，通过速度交替相反变化的适当的机构，在一个固定的开放或封闭的结构中在相同的方向上以交替相反变化的速度来驱动活塞。新系统的特征在于，该腔室不是从根本上被固定的。相反，它是旋转的，优选地由两个旋转半腔形成，每个半腔至少有一个连接在其上的置换器或活塞，该置换器或活塞将其自己的半腔封闭并通过在另一个半腔的中空部分中滑动而穿入另一个半腔中，产生交替改变各自容积的至少两个室。每个旋转半腔的轴在支撑它们的固定结构中旋转。该结构可以是开放的或包含一个密封闭合的部分。在一种方案中，该结构具有一个环状物，在该环状物上设有用于液体进入和排出的开口。每个旋转半腔靠在与该环状物相应的侧边而运转，将主腔室封闭。固定在每个半腔上的至少一个活塞或置换器密封同一半腔的一个部分，并以滑动的方式进入另一个旋转半腔中，该活塞或置换器将该腔室分成至少两个室。当由适当机构(滑动臂、偏心轮、椭圆体、行星齿轮等)使这两个室处于运转状态时，它们交替改变各自的容积。

Description

一种由旋转腔室和活塞形成的用于泵、压缩机及 电动机结构的系统，该活塞在相同的方向上 以彼此交替相反变化的速度在一个固定的 开放或封闭的结构中被驱动

技术领域

本发明涉及一种用于泵、压缩机及电动机结构的系统，该系统由旋转腔室和活塞构成，通过速度交替相反变化的适当的机构，在一个固定的开放或闭合的结构中在相同的方向上以彼此交替相反变化的速度来驱动活塞。

新系统的特征在于，该腔室不是从根本上被固定的这一事实。相反，它是旋转的，由两个旋转的半腔形成，每个半腔至少有一个连接在它们之一上的置换器或活塞，该置换器或活塞将其自己的半腔封闭并通过在另一个半腔的中空部分中滑动而穿入，产生交替改变它们容积的至少两个室。

每个旋转半腔的轴在支撑它们的固定结构中旋转。该结构可能是开放的或包含一个密封闭合的气密室，该室类似于一种曲柄箱的作用。

在一种方案中，该结构具有一个环状物，用于液体进入和排出的开口位于该环状物处。每个旋转半腔斜靠在与该环状物相对的侧边而运转，将主腔室封闭。固定在每个半腔上的至少一个活塞密封该半腔的一个部分，并滑动到另一个旋转半腔中，活塞将该腔室分成至少两个室。当由速度交替相反变化的适当机构(滑动臂、偏心轮、椭圆体、设有行星齿轮的锥体等)使旋转半腔处于运转状态时，旋转半腔交替改变半腔室的容积。

在另一种方案中，将两个半腔完全相反放置而运转，优选地，每个半腔在置换器附近具有一个用作液体的入口和出口的开口。在固定结构上的环状物位于旋转半腔的外面，能够适当地将旋转半腔密封，而该环状物具有入口和出口，随着半腔的开口沿其滑动，而交替打开和封闭液体的入口和出口。

在第三种实现方式中，其中一个旋转半腔构成了主腔室的中心体和一侧，另一个旋转半腔形成了腔室的外面部分和另一侧。

两个半腔位于其中而运转的结构可以是开放的，该结构允许空气的自由循环，或将其密封地封闭，该结构提供了一个中空体，可以在变化的压力下将润滑液和/或制冷液(等)放置在其中。

使用这种新系统，有可能建造在液体或气体的运动中进行运转的压缩或抽气泵或其它的泵，通过液体的内部受热和内部冷却，使内燃机或电动机运转，或通过液体压力等方式来驱动使内燃机或电动机运转。

发明内容及背景技术

众所周知，具有两个转子而操作的压缩机或发动机系统，其每个转子具有至少一个活塞。两个转子在一个固定的腔室中运转，将该腔室分为至少两个室，通过某种以速度交替地相反变化而驱动的特殊的机构(滑动臂、偏心齿轮、椭圆体或行星齿轮等)改变这两个室的容积。

与交变的或偏心的旋转系统相比，这些系统在密封、加热和摩擦的区域具有许多问题。就是这些问题阻碍了其商业化的实现。

目前所知的这些模型基于这一原理，即将两个运转中的转子设置在固定的腔室内，这些转子的一个部分具有一个置换器或活塞，该置换器或活塞用于将该腔室封闭，并将其分为至少两个室。在某些模型中，置换器还部分地在另一个转子的本体上运转。本发明提出一种由两个旋转半腔构成的旋转腔室，其目的是提供结构的一种新形式，在两个转子的速度交替变化的原理的基础上，这种形式在许多基本的领域中超越了所知模型或用于今天所知的发动机或旋转压缩机的结构的系统。

本发明的优点清楚地表示在以下的基本的项目中：

1)密封：减小了需要密封的区域的尺寸，这是由于每个旋转半腔具有一个它的中空体的固定密封，置换器或活塞仅仅用于在另一个半腔上滑动，这样能减小高达50％的密封区域。

2)摩擦：减少摩擦，不仅是由于需要密封的较小的区域，而且因为另一个半腔的区域在相同的方向上进行相对的运动，置换器以滑动的方式在该另一个半腔中移动。例如，当其中一个转子转动90°的圆弧，另一个转子就在相同的方向上转动270°的圆弧，两个转子之间的相对运动为180°。如果相对于固定的腔室实现这种相同的运动，就会有等于360°的运动的总和。

3)热量：到目前为止，所知的模型能够实现压缩或扩张的操作，该操作只是在腔室的一侧产生热量，而降低另一侧的温度(抽气或排气)。这一事实产生不平衡的扩张，会损害密封并增加摩擦。

本发明没有固定的腔室，在腔室中，转子及其相应的活塞运转，本发明改变着腔室的吸收热量及被冷却的不同部分，连续并完全地使半腔的温度均匀，因此能防止同一半腔的热变形。另一方面，如果该半腔在一个带有某种冷却液并被完全密封的固定结构中旋转，这将有助于使温度更均匀。

除了本发明的这三个重要的优点外，本发明还提供了利用转子以交替相反变化的速度在设备的结构中移动而没有任何缺陷的原理的可能，到目前为止，与交变或偏心旋转的活塞相比，具有这些优点的系统使这些缺陷成为不可能。在整个装置的制冷、润滑和密封区域及其结构中将指出更多的优点。

可以很容易地密封固定结构并将冷却液置于其中，半腔在固定结构中移动。

还可能将润滑液放入固定结构中。润滑液可以通过适当的管道流动到半腔中，而管道是通过离心力或对活塞的压力来驱动的。

另外，可以将润滑液冷却以保持理想的操作温度。

该结构的密封便于室的产生，而转子在该结构中运转，有可能增加该室的压力，通过固定的环状物更易于实现腔室之间及半腔之间的密封，并将该装置与其工作环境相隔离。

通过旋转半腔的使用所具有的另一个优点是，随着活塞滑动部分的尺寸被减小50％，有可能建造更长的发动机或压缩机，因此具有更小的直径，并且这将降低由离心力所产生的振动，便于在更高速度下进行具有更小的振动的操作。

附图说明

本发明通过附图来得到说明，其中：

图1为一种压缩机的俯视图，该压缩机由两个在固定结构中旋转的半腔形成，每个半腔具有一个设有相应臂的轴，所述臂通过具有滑动轴承的连杆系统而运动。

图2为一种压缩机的俯视图，该压缩机由两个互相靠在一起而运转的半腔形成。

图3为图2所示的相同模型的侧视图。

图4为一种压缩机的俯视图，该压缩机由两个旋转半腔形成；其中一个构成了腔室的一侧和内部，而另一个旋转半腔构成了腔室的剩余侧和外面部分。

具体实施方式

为了图示的目的，而不妨碍或不限于本发明，将描述与上述附图有关的相同的内容。

因此，在图1中示出了压缩机的俯视图，该压缩机由两个旋转的半腔3和5形成，每个旋转半腔具有一个活塞4和6，每个活塞通过滑动到另一个半腔中而穿入其中。半腔3和5在一个固定结构1中旋转，该固定结构1带有一个中空体2，中空体2中可以容纳润滑液和/或冷却液。结构1具有一种环状物15，该环状物15具有进入和排出的两个开口7和8，两个半腔3和5横向设置并靠在环状物15上，还具有在两个半腔3和5之间起作用的相应的密封10和9。每个半腔具有一个设有相应臂11和12的轴，所述臂通过连接在发动机上的二连杆系统13而运动。二连杆轴的中心远离运动传递臂11和12的轴心，其导致滑动轴承14的位移，改变运动传递的半径长度，将恒定速度的运动改变为两个旋转半腔之间的速度交替相反变化的运动。按这种方式旋转，在两个活塞之间产生的室依次增加和减少其容积，允许进行抽气和压缩的操作。在其移动中，活塞打开或封闭环状物15的开口7和8，允许液体流入和排出。在电动机的每个360°的旋转中，连杆将相应于本旋转压缩机的两次抽气操作和两次压缩操作。

图2为一种压缩机的俯视图，该压缩机由两个半腔形成，这两个半腔互相靠在一起进行运转，并且具有各自的开口17和18。当每个半腔的开口在其与环状物16的开口7和8一致的位置上时，在两个半腔外部的环状物16，亦即固定结构1的一个部分，允许液体的流入和排出。

图3是示出了图2的相同模型的侧视图。

图4为一种压缩机的俯视图，该压缩机由两个旋转半腔形成，其中一个旋转半腔3构成主腔室的一侧和内侧，另一个旋转半腔5构成该腔室的剩余的侧面和外部。用于旋转半腔5的进入和排出的密封是通过环状物16起作用的，而用于旋转半腔3的进入和排出的密封是通过环状物19起作用的。

Claims (9)

1.一种用于泵、压缩机和马达发动机结构的系统，该系统由旋转腔室和活塞形成，这些活塞在相同的方向上以变化的和彼此交替相反的速度在一个固定的开放或闭合的结构中移动，其特征在于，腔室不是从根本上被固定，相反，腔室由两个旋转半腔旋转地形成，旋转半腔至少有一个连接在其上的活塞，活塞将其自己的半腔封闭，并通过滑入另一个半腔的中空体而分别地穿入，从而产生至少两个室，当通过速度交替相反变化的机构(滑动臂、偏心齿轮、椭圆体、行星齿轮等)来驱动这两个室时，可以交替改变其容积。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在每个旋转半腔中的轴在支撑它们的固定结构中旋转，该结构既可以是开放的，也可以容纳气密闭合的中空体。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，固定结构具有环状物，在环状物处设有用于流体的进入和排出的开口，每个旋转半腔靠着该环状物的侧边而放置，与其各自的密封将腔室封闭。

4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，两个旋转半腔完全相互靠在一起而运转，每个旋转半腔具有一个用于流体的进入和排出的开口。

5.如权利要求1或2或4所述的系统，其特征在于，固定结构具有一个设有用于流体的进入和排出的开口的环状物，该环状物靠着每个旋转半腔的外部而放置，交替封闭和打开每个旋转半腔的开口。

6.如权利要求1、2、4或5的任一项所述的系统，其特征在于，一个旋转半腔构成主腔室的内壁和一侧，另一个旋转半腔构成腔室的外壁和另一侧。

7.如权利要求1-6的任一项所述的系统，其特征在于，旋转腔室由两部分构成，优选地，该两部分为旋转半腔的形式，主腔室可以具有最多样的几何形状。

8.如权利要求1-7的任一项所述的系统，其特征在于，每个旋转半腔具有两个或多个活塞和开口。

9.如权利要求1-8的任一项所述的系统，其特征在于，该系统用于泵、流体压缩机、内燃机、或液压驱动的发动机、或由压力或流体的加热和冷却等来驱动的发动机的结构中。

Images