CN209308953U - 一种旋转滑叶变容机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋转滑叶变容机构，包括滑叶、转子及外壳，转子设有沿径向穿过其轴线的通孔；滑叶可穿梭滑动地设置在通孔中，滑叶沿滑动方向的长度大于转子直径；外壳包括壳体，壳体设有容纳孔，转子与容纳孔有一段面接触；转子和滑叶处在容纳孔中，转子与容纳孔上圆弧线对应的旋转面可滑动的接触，滑叶随转子一起旋转并沿通孔滑动；外壳还包括端盖，端盖将转子和滑叶封装在壳体的容纳孔中；外壳设有流体进出孔，进出孔与转子和壳体之间的变容空腔互相连通。其技术优点有滑叶在转子中留存的长度不变，滑叶与转子之间的扭矩传递能力稳定，流体输送能力及其流体与机械能之间能量转换能力都比传统叶片泵高。

Description

一种旋转滑叶变容机构

技术领域

本实用新型涉及叶片泵类领域，具体涉及一种旋转滑叶变容机构。

背景技术

目前的变容的叶片泵，其通过转子旋转使叶片在泵壳体内壁的作用下向转子内部滑进，然后靠转子内的弹簧推出，实现变容；其叶片伸出转子时，叶片收受流体压力的能力增大，但叶片在转子内留存的长度减小，使得叶片与转子之间的扭矩的传递能力减小，这个矛盾是叶片泵的缺陷。

例如，专利申请号为CN200910161742.1的《可变容量叶片泵》，其叶片伸出转子时，其存在叶片收受流体压力的能力增大，就有叶片在转子内留存的长度减小，叶片与转子之间的扭矩的传递能力减小的缺陷。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种旋转滑叶变容机构，解决了现有的变容叶片泵叶片在转子内留存的长度减小叶片与转子之间的扭矩的传递能力减小的缺陷。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种旋转滑叶变容机构，包括：滑叶、转子及外壳，其特征是：转子设有沿径向的通孔；滑叶可穿梭滑动地设在通孔中；外壳包括壳体，壳体设有容纳孔，容纳孔包括至少有一段旋转曲面，所述旋转曲面包括由容纳孔横截面截取形成的第一圆弧线；容纳孔横截面的轮廓线的第一圆弧线的半径与转子相应处横截面的半径相同，转子轴线设为与容纳孔在第一圆弧线处的旋转曲面的轴线重合；滑叶和转子可旋转地设置在容纳孔中；滑叶的长度大于转子的直径；外壳还包括端盖，端盖用于将滑叶和转子封装在壳体的容纳孔中，转子的轴可旋转地从端盖的轴孔中伸出；外壳设有流体输入孔和输出孔，输入孔及输出孔分别与转子和容纳孔之间可变容的空腔相互连通。本实用新型转子上开径向通孔，可以使滑叶的长度大于转子直径，滑叶在转子中的留存长度大大延长，与容纳孔配合，可以使滑叶随转子转动时留存长度保持不变；比传统叶片泵对材料的力学性能等的利用能力更高，相同体积下的性能更强；解决了现有的变容叶片泵叶片在转子内留存的长度减小叶片与转子之间的扭矩的传递能力减小的缺陷。本实用新型其保留变容的特征可以将静态的扭矩变成流体的压力，因而使用时可以低转速低噪音的输送流体，同时也可以将流体的静压力转换为转子的扭矩，可以高效率地将流体的势能和动能转换为转子的扭矩或转动机械能。本实用新型结构部件比传统叶片泵少，可靠性更高，同时也可以设计为多叶片结构，输出和运行更加平稳。

优选的，所述滑叶横截面的轮廓线相对其自身的中心旋转对称；容纳孔横截面的轮廓线由第一圆弧线、第一曲线、第二圆弧线和第二曲线依次连接构成；第一圆弧线半径设为小于第二圆弧线半径，并且第一圆弧线和第二圆弧线为同心圆弧线，并且其圆心角设为对顶角；滑叶沿滑动方向的长度设为第一圆弧线和第二圆弧线的半径之和；第一曲线和第二曲线为滑叶端部横切面顶点的轨迹线或者横切面轮廓线的包络线。

优选的，所述的容纳孔，其横断面的尺寸沿壳体纵向逐渐缩小；所述转子和滑叶横断面的尺寸也相应地逐渐缩小。

优选的，所述通孔的中间设有润滑密封圈。通孔内安装密封圈和滚轮等，和滑叶端部安装密封条滚轮等可以减小磨损，提高效率。

优选的，所述通孔的内壁设有滚轮或者滚筒。

优选的，所述滑叶的端部设有润滑密封条。

优选的，所述滑叶端部横截面轮廓线为曲线，或者，滑叶端部设有滚轮或者滚筒。

优选的，所述转子设有多个穿过其轴线的通孔，并且可穿梭滑动地安装有多个滑叶。

优选的，所述滑叶横截面的轮廓线相对其自身的中心旋转对称。

优选的，所述容纳孔横截面轮廓线的法线与滑叶滑动方向的最大夹角p小于45度。

（三）有益效果

本实用新型提供的一种旋转滑叶变容机构，其具有以下优点：

1.转子上开径向通孔，可以使滑叶的长度大于转子直径，滑叶在转子中的留存长度大大延长，与容纳孔配合，可以使滑叶随转子转动时留存长度保持不变；比传统叶片泵对材料的力学性能等的利用能力更高，相同体积下的性能更强。

2.本实用新型其保留变容的特征可以将静态的扭矩变成流体的压力，因而使用时可以低转速低噪音的输送流体，同时也可以将流体的静压力转换为转子的扭矩，可以高效率地将流体的势能和动能转换为转子的扭矩或转动机械能。

3. 本实用新型结构部件比传统叶片泵少，可靠性更高，同时也可以设计为多叶片结构，输出和运行更加平稳。

4.通孔内安装密封圈和滚轮等，和滑叶端部安装密封条滚轮等可以减小磨损，提高效率。

5.本实用新型可以设脱模角便于用铸造和拉伸成型的工艺制造。

附图说明

附图1是本实用新型的实施例1的穿梭旋转滑叶变容机构横截面示意图；

附图2是本实用新型的实施例1的穿梭旋转滑叶变容机构的纵截面示意图；

附图3是本实用新型的实施例1的穿梭旋转滑叶变容机构的滑叶横截面示意图；

附图4是本实用新型的实施例2的穿梭旋转滑叶变容机构的容纳孔横截面轮廓线结构示意图；

附图5是本实用新型的实施例2的穿梭旋转滑叶变容机构的纵截面示意图；

附图6是本实用新型的实施例2的穿梭旋转滑叶变容机构的滑叶横截面示意图；

附图7是本实用新型的实施例1的穿梭旋转滑叶变容机构的转子体横截面示意图；

附图8是本实用新型的实施例3的穿梭旋转滑叶变容机构的纵截面示意图；

附图9是本实用新型的实施例3的穿梭旋转滑叶变容机构的横向剖面俯视示意图（去掉了转子和滑叶）；

附图10是多滑叶转子和滑叶组的结构示意图。

1.滑叶；2.转子；3.转子通孔；4.壳体；5.容纳孔；6.第一圆弧线；7.第一曲线；8.第二圆弧线；9.第二曲线；10.安装座；11.转子端面；12.端盖；13.端盖轴孔；14.端盖安装螺栓；15.流体输入孔；16.流体输出孔；17.滑叶端部润滑密封条及安装槽；18.转子主轴；19.转子体；20.转子副轴；21.轴承；22.轴承盖；23.端盖润滑密封片；24.转子润滑密封圈；25.转子滚轮或者滚筒及安装槽；26.滑叶滚轮或者滚筒及安装槽；27.壳体副轴安装孔；28.带脱模角的壳体；29.流体导流槽；30.多滑叶转子主轴；31.多滑叶转子体；32.多滑叶转子组；33.多滑叶转子副轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型中的横向和纵向是相对附图中的安装方位来描述，并非等于准确意义的横向或纵向位置。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，本实用新型提供的一种穿梭旋转滑叶变容机构，包括滑叶1、转子2及外壳；转子2设有沿径向的通孔3；滑叶1可穿梭滑动地设在通孔3中；外壳包括壳体4，壳体4设有容纳孔，容纳孔至少有一段旋转曲面；容纳孔横截面的轮廓线5的第一圆弧线6的半径与转子2相应处横截面的半径相同，转子2轴线设为与容纳孔在第一圆弧线6处的旋转曲面的轴线重合；滑叶1和转子2可旋转地设置在容纳孔中；滑叶1的长度大于转子2的直径；外壳还包括端盖12，端盖12将滑叶1和转子2封装在壳体4的容纳孔中，转子2的轴可旋转地从端盖12的轴孔13中伸出；外壳设有流体输入孔15和输出孔16，输入孔15及输出孔16分别与转子2和容纳孔之间的变容空腔互相连通。

本实施例，转子2由的圆柱形体构成，转子2有沿径向并对称地穿过其轴线的通孔3；滑叶1为扁平的长方形体，并且沿滑动方向的两个端部为刀刃形体，并且旋转对称，滑叶1安装在通孔3中，可以在通孔中来回穿梭滑动；滑叶1沿滑动方向的长度大于转子2的直径，且等于或略小于容纳孔过转子2中心的宽度；所述容纳孔为直筒状，容纳孔的法线为与壳体4的端面平行，容纳孔可以看作为为由壳体端面上的容纳孔横截面的轮廓线沿壳体端面法线拉伸构成；容纳孔在第一圆弧线6处为一段旋转曲面，由于转子2相应横截面与容纳孔在第一圆弧线6处旋转曲面半径相同，以及转轴同轴，因此该段旋转曲面成为转子与容纳孔的接触面，该接触面提高了输入孔15与输出孔16之间的隔离密封性能；滑叶1和转子2可旋转地设置在容纳孔中，转子2旋转时，滑叶1随转子2一起旋转；容纳孔横截面的轮廓线5还包括第一曲线7，第一曲线7设为连接第一圆弧线6端点a和b光滑曲线，并且在端a、b处为光滑过度联接；第一曲线7的法线与滑叶滑动方向的最大夹角p小于45度；转子2旋转时，滑叶1在离心力的作用下至少有一端处在变容空腔的容纳孔的内侧壁处；转子2与容纳孔内壁之间的间隙构成变容空腔，在变容空腔间隙最大处，滑叶1的一端受离心力作用甩向容纳孔内壁，随着转子2继续转动（以顺时针为例），滑叶1的一端沿容纳孔内壁向下滑动，并在容纳孔内壁的作用下向通孔3滑动，滑叶1的另一端逐渐从通孔3中伸出，滑叶1的一端转到转子2与容纳孔接触面处，滑叶1的一端全部滑入通孔3；滑叶1在转子2与容纳孔的变容空腔中将与输入孔15及输出孔16相连的变容空腔互相隔离，并且随着滑叶1端部沿容纳孔孔壁滑动，分别与输入孔15及输出孔16相连的空腔的体积也随之变化，从而实现机构的变容功能；输入孔15与输入孔16的输入输出功能与转子转动方向有关，转子反向旋转时，输入孔变为输出孔；转子2的转轴从端盖12上的轴孔13中伸出；端盖12与壳体4通过螺栓连接，壳体4设有安装座。

如附图7所示，本实施例的滑叶1的端部还可以设有润滑密封条及安装槽17，润滑密封条17可以通过安装槽17卡紧或者胶水或者螺钉安装在滑叶1的端部。

转子2的通孔3的上下侧面处直径都缩小构成轴，转子2在轴颈处的上下端面11与通孔3的上下侧面处在一个平面上；壳体4还包括上下端盖12；转子2上下端面面11及滑叶1上下侧面与端盖12内侧构成滑动配合，并构成面滑动密封结构；端盖12设有轴孔13；轴孔13的轴线与第一圆弧线6的旋转曲面的轴线同线；端盖13通过螺栓14与壳体4连接在一起并将滑叶1、转子2可旋转地封装在容纳孔中；转子2的轴可转动地从轴孔13中伸出，转子2的轴伸出轴孔13与驱动设备或者被驱动设备连接。所述流体输入孔15和输出孔16设在壳体4中部，分别与变容空腔连接。

本实用新型一种穿梭旋转滑叶变容泵机构作为泵使用可连接电动机或者燃油或者燃气发动机，如果作为气动或者液动发动机可与被驱动装置连接，转子2的轴可以通过齿轮组或者带和带轮组或者联轴器与动力装置或者被驱动装置连接。

本实施例实施时，转子2顺时针转动时，滑叶1的一个端部到达流体输入孔15右侧处输入孔15与变容空腔隔离，滑叶1的另一端到达输出孔的右侧，并使输出孔16与变容空腔联通；转子2继续旋转，滑叶1一端一侧的变容空腔内流体从输出孔16排出，另一侧则与输入孔15联通从输入孔吸入流体，到达输出孔16的右侧，原来吸入变容空腔的流体全部从变容空腔中排出；滑叶1的另一端则开始了吸排周期。转子2转动半圈变容空腔完成一次流体吸排动作。转子2每转动半圈滑叶1的端部伸出掉头一次，转子2每转动一圈滑叶1在通孔3中穿梭一个来回。

实施例2：

一种穿梭旋转滑叶变容机构，如附图3、附图4、附图5、附图6所示，其与实施例1不同之处为：容纳孔横截面轮廓线由第一曲线7、第二圆弧线8和第二曲线9依次连接构成；并且第一圆弧线6和第二圆弧线8为同心圆弧，并且其圆心角为对顶角，对顶角的角度q为30度；位于一端的第一圆弧线6的半径小于第二圆弧线8的半径；设滑叶1沿滑动方向的长度为第一圆弧线6和第二圆弧线8的半径之和，设第一曲线7为连接点a到点e的光滑曲线，并且在e点与第二圆弧线8光滑过度，滑叶1一端从a点滑到e点，滑叶1的另一端的包络线或者轨迹线即为第二曲线9；所述转子2由包括转子主轴18、转子体19和转子副轴20构成，并且其通过包括焊接或胶或螺钉连接在一起；通孔的中间可以设有润滑密封圈24；所述润滑密封圈24卡或者用胶水安装在转子2通孔3内的安装槽中，润滑密封圈24包套在滑叶1局部外侧。转子主轴18和转子副轴20通过轴承21与轴承盖22连接，轴承盖22通过螺栓与端盖连接；端盖12与转子主轴18、转子副轴20、滑叶1和壳体4之间可以安装有润滑密封片23；如附图6所示，所述转子2通孔3内壁可以设有滚轮或者滚筒25，滚轮或者滚筒25安装在安装槽25的空腔中，滚轮或者滚筒25的轴安装在安装槽25的轴安装槽中，两侧滚轮或者滚筒25之间的间隙等于滑叶1的厚度；所述滑叶1端部设有安装槽26，所述安装槽26内装有滚轮或者滚筒26。滑叶1端部还可以设置为圆弧形体。

需要说明的是其转子主轴也还可以与转子体合为一体构成为转子主体；转子副轴轴可以延长，副轴也可以具有驱动或被驱动的功能。

实施例2所述的容纳孔使滑叶1在随转子2转动时两个端部同时与容纳孔的内壁滑动接触，即使当转子不转动时，也保持输入端与输出端的高度隔离，提高了效率，转子2通孔3内安装滚轮或者滚筒25可以减小滑叶1在通孔3中的摩擦力，配合润滑密封圈24，滑叶1在通孔3中滑动既密封又摩擦力小；滑叶1端部安装滚轮或者滚筒26可以减小滑叶1端部与容纳孔内壁之间的摩擦力。

实施例3

一种穿梭旋转滑叶变容机构，如附图8、附图9所示，其与实施例1、2不同之处为：壳体28是由壳体4与下端盖12合为一体而成；壳体28容纳孔、转子2和滑叶1设有便于注塑或者铸造或者拉伸制造的脱模角；滑叶1端部为圆弧面；容纳孔横截面的轮廓线5沿容纳孔轴线方向口径逐渐缩小产生脱模角，指沿壳体28端面法线每下降单位长度其横截面上轮廓线5上的点距第一圆弧线6的圆心的距离减小相同的长度；所谓减小相同的的长度指同一层断面上减小的长度值一样；而下降相同长度间隔的断面，减小的长度可以不同。相应的横截面处，转子2的半径和滑叶1沿滑动方向的长度也同容纳孔横截面轮廓线5一样减小的相同的尺寸。

壳体28容纳孔、转子2和滑叶1的底部收缩出圆角；壳体28的容纳孔的底部设有转子副轴20的安装孔27，副轴安装孔27为沉孔，壳体28容纳孔的底部还分别设有导流槽29，导流槽29和流体输入孔15和输出孔16分别相连，导流槽29与变容空腔分别相连。流体输入孔15和输出孔16设置在壳体28的底部。图9为壳体28的俯视图。

本实施例实施时，注塑或者铸造或者拉伸制造工艺拓宽了制造的方法。而变容空腔通过容纳孔底部的导流槽29分别与输入孔15或输出孔16连接，使底部的输入孔15和输出孔16与变容空腔的连接范围扩大，与侧面输入孔15输出孔16一样有效（如前面实施例）。

实施例4

一种穿梭旋转滑叶变容机构，其与实施例1、2、3不同之处为：如附图10所示，所述转子2由多滑叶转子主轴30、多滑叶转子体31、多滑叶组32和多滑叶转子副轴组成。多滑叶组32的滑叶中间设有镂空孔，多个滑叶通过镂空孔穿插嵌套在一起，每个滑叶都有连接杆穿过其他滑叶的镂空孔，连接杆在镂空孔中互相错开，这样每个滑叶可以单独滑动互相不干涉。穿梭滑动时，不与其他滑叶相互干涉。滑叶两端之间可以通过胶水、螺钉连接。

多个滑叶可以宽展输入孔和输出孔与转子和容纳孔之间腔体的连接范围。

本实施例实施时，使本实用新型具有多叶片的特性，有利于平稳运行，使输出更平稳，更易于控制。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种旋转滑叶变容机构，包括滑叶、转子及外壳，其特征是：转子设有沿径向的通孔；滑叶可穿梭滑动地设在通孔中；外壳包括壳体，壳体内设有容纳孔，容纳孔包括至少有一段旋转曲面，所述旋转曲面包括由容纳孔横截面截取形成的第一圆弧线；容纳孔横截面的轮廓线的第一圆弧线的半径与转子相应处横截面的半径相同，转子轴线设为与容纳孔在第一圆弧线处的旋转曲面的轴线重合；滑叶和转子可旋转地设置在容纳孔中；滑叶的长度大于转子的直径；外壳还包括端盖，端盖用于将滑叶和转子封装在壳体的容纳孔中，转子的轴可旋转地从端盖的轴孔中伸出；外壳设有流体输入孔和输出孔，输入孔及输出孔分别与转子和容纳孔之间可变容的空腔相互连通。

2.如权利要求1所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征在于：所述滑叶横截面的轮廓线相对其自身的中心旋转对称；容纳孔横截面的轮廓线由第一圆弧线、第一曲线、第二圆弧线和第二曲线依次连接构成；第一圆弧线半径设为小于第二圆弧线半径，并且第一圆弧线和第二圆弧线为同心圆弧线，并且其圆心角设为对顶角；滑叶沿滑动方向的长度设为第一圆弧线和第二圆弧线的半径之和；第一曲线和第二曲线为滑叶端部横切面顶点的轨迹线或者横切面轮廓线的包络线。

3.如权利要求1所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征是：所述容纳孔，其横断面的尺寸沿壳体纵向逐渐缩小；所述转子和滑叶横断面的尺寸也相应地逐渐缩小。

4.如权利要求1所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征是：所述通孔的中间设有润滑密封圈。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征是：所述通孔的内壁设有滚轮或者滚筒。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征是：所述滑叶的端部设有润滑密封条。

7.如权利要求1或2或3或4所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征是：所述滑叶端部横截面轮廓线为曲线，或者，滑叶端部设有滚轮或者滚筒。

8.如权利要求1或2或3或4所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征是：所述转子设有多个穿过其轴线的通孔，并且可穿梭滑动地安装有多个滑叶。

9.如权利要求1或2或3或4所述的一种旋转滑叶变容机构，其特征是：所述容纳孔横截面轮廓线的法线与滑叶滑动方向的最大夹角p小于45度。