CN218030609U - 一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于流体动力机械技术领域，涉及一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，包括机体和机体上方设置的刮板组件以及下方设置的与刮板组件接触的转子组件，机体的后端面和前端面分别设置有后端盖和前端盖，刮板组件的两端分别伸出后端盖和前端盖，转子组件的前端伸出前端盖，刮板组件采用带有橡胶条的复合结构，与转子组件之间为滚动摩擦，工作时外部动力驱动转子轴转动，刮板机构在绕支撑轴承摆动的同时，轴承套贴合在转子体的表面并作滚动摩擦，高压腔压力减小，高压空气从出口输出，低压腔压力增大，低压空气从进口输入，转子体不断转动，实现了机械能到流体压力能的转化输出，刮板机构的热膨胀量被橡胶条的压缩变形抵消而不会出现卡死现象。

Description

一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机

技术领域：

本实用新型属于流体动力机械领域，涉及一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，解决风压较小时刮板与转子接触的问题和温度升高时刮板热胀导致卡死的问题。

背景技术：

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的流体机械，通常包括通风机，鼓风机和风力发电机，广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送，风洞风源和气垫船的充气和推进等。目前主要的结构形式是罗茨风机、回转式叶片风机和螺杆风机等，存在结构不够紧凑、制造工艺较复杂和成本较高等弊端。中国专利 202010933842.8公开的一种用作泵或马达的内转子摆动刮板装置，利用摆动刮板代替传统叶片泵的往复移动叶片，通过压力自密封实现高压输出；通过内转子型线参数提高容积利用率，形成一种无阀式配流系统、压力高、结构紧凑、可高速高效工作的流体泵/马达；中国专利202010934585.X公开的一种内燃式摆动刮板泵，主体结构包括内燃机主体、飞轮、飞轮壳、定子配流轴、进流质管道、出流质管道、压紧弹簧、摆动刮板、销轴、紧固螺栓、传动键、曲轴和密封圈；飞轮安装在飞轮壳内，飞轮上设有内腔，靠近内燃机主体一侧的腔壁外部中心部位设有凹孔并制有键槽，传动键安装在键槽内，曲轴安装在凹孔内，飞轮通过传动键与曲轴的后端连接，并与曲轴一同转动，飞轮远离内燃机主体的一侧腔壁上设有与飞轮同轴的圆孔，圆孔的内壁开槽嵌装密封圈，防止流质从飞轮与定子配流轴之间渗漏；定子配流轴装入飞轮内腔部分并与飞轮同轴，定子配流轴中间部位外周设有的法兰结构通过紧固螺栓固定连接在飞轮壳的一侧上，飞轮壳的另一侧固定在内燃机主体上；定子配流轴内通过隔板分为进流质管道和出流质管道两个空腔，进流质管道和出流质管道上分别设有与摆动刮板两侧的进流质泵腔和出流质泵腔相通的开口，摆动刮板的端部通过销轴铰接在进流质管道和出流质管道之间的隔板上，摆动刮板与出流质管道腔壁之间设有压紧弹簧，压紧弹簧将摆动刮板始终压靠在飞轮的内腔壁上；中国专利202010933822.0公开的一种内转子摆动刮板泵，主体结构包括销轴、摆动刮板、凸轮转子、泵体、传动键、传动轴、压紧弹簧、出流质管道、进流质管道、后端盖密封圈、后端盖、后轴承、后端盖螺栓、调整垫片、盖板、盖板密封圈、前端盖密封圈、前端盖、轴密封圈、前轴承、前端盖螺栓和盖板螺栓；传动轴为阶梯轴结构，传动轴的前端为动力输入端，中间段通过传动键与凸轮转子连接并同步转动，前后段分别支撑在前轴承、后轴承的内圈里，前轴承、后轴承分别装配在泵体和盖板的轴承座孔内，前轴承的外圈与前端盖的凸缘接触定位，内圈以传动轴的轴肩定位；后轴承的外圈与后端盖的凸缘接触定位，内圈以传动轴的轴肩定位；凸轮转子的两个端面分别正对泵体的内腔壁和盖板的内表面；摆动刮板大头端制孔与销轴间隙配合，外周呈局部圆柱状，与泵体的内腔壁呈小间隙配合；摆动刮板的另一端为尖顶，倾斜方向与凸轮转子的转动方向相反；压紧弹簧设置在摆动刮板与出流质管道的壁面之间，压紧弹簧将摆动刮板压靠在凸轮转子的外壁面上；泵体为中空的壳体结构，泵体后面为安放后轴承的轴承座孔，前面是大孔，形成泵腔的主体部分，泵体上面在出流质管道、进流质管道之间的腔壁上设有安装销轴的小孔；后端盖通过后端盖螺栓连接在泵体上，后端盖上面有一凸缘嵌装在泵体的轴承座孔内，并顶住后轴承的外圈，后端盖的凸缘外周制有密封圈槽用于安装后端盖密封圈；盖板上面的凸台嵌装在泵体的空腔内，凸台外周制有密封圈槽用于安装盖板密封圈；盖板中心部位设有安装前轴承的轴承通孔，前端盖的凸缘也装在轴承通孔内并与前轴承的外圈接触；前端盖通过前端盖螺栓连接在盖板上，其凸缘外周制有安装前端盖密封圈的密封圈槽，前端盖密封圈防止流质从前端盖和盖板之间的结合处渗漏，前端盖中心设有通孔，传动轴从通孔中穿出，该通孔内周制有安装轴密封圈的密封圈槽。上述专利均属于刮板式流体动力装置，用作风机时可以有效克服前述弊端，但当流体为空气时，由于刮板相对于转子的转动要求有较好的跟随性、风机工作中空气压缩往往产生较高的温度、工作环境没有较好的润滑条件等原因，存在风压较小时摆动刮板与转子不能始终接触和温度升高时刮板热胀导致卡死的问题。因此，研发设计一种无配流阀、压力高、结构紧凑、高速高效的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，通过扭簧解决风压较小时摆动刮板与转子始终接触的问题，用滚动轴承实现刮板与转子之间的滚动摩擦，通过带有橡胶片的组合式刮板结构解决温度升高时刮板热胀会导致卡死的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，通过刮板组件与转子组件之间的滚动摩擦和橡胶件弹性，保证刮板组件对转子组件的跟随性，以及压缩空气温升不影响刮板组件的正常工作。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机的主体结构包括机体和机体上方设置的刮板组件以及下方设置的与刮板组件接触的转子组件。

本实用新型涉及的机体的后端面和前端面分别设置有后端盖和前端盖；刮板组件的两端分别伸出后端盖和前端盖，转子组件的前端伸出前端盖。

本实用新型涉及的刮板组件的主体结构包括大刮板、小刮板、橡胶条、外伸轴、支撑轴承、法兰和扭簧；大刮板与小刮板以及二者之间设置的橡胶条连接成一体式结构的刮板机构，刮板机构的上端部设置有外伸轴，外伸轴的外部设置有支撑轴承和法兰，外伸轴与法兰之间设置有扭簧。

本实用新型涉及的大刮板与小刮板以及二者之间设置的橡胶条通过上销轴和下销轴连接成整体的刮板机构，刮板机构的下端部设置有侧销轴，上销轴、下销轴、侧销轴的外侧设置有摩擦轴承，摩擦轴承的外侧设置有轴承套。

本实用新型涉及的转子组件的主体结构包括转子体、转子轴和回转轴承；转子体的内部中心设置有伸出转子体两端的转子轴，转子轴的两端均设置有回转轴承。

本实用新型涉及的转子轴的前端还设置有前端法兰，转子轴的前端头穿过前端法兰后伸出前端盖，转子轴与前端法兰之间设置有密封圈，转子轴的后端还设置有后端法兰。

本实用新型涉及的机体分别与后端盖和前端盖螺栓式连接；支撑轴承位于法兰的内侧；外伸轴的端头在法兰内、伸出后端盖和前端盖；法兰分别与后端盖和前端盖螺栓式连接；前端法兰与前端盖螺栓式连接；后端法兰与后端盖之间螺栓式连接。

本实用新型涉及的一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机的原理是：刮板机构在机体的出口侧与机体的内壁、转子体的表面、后端盖和前端盖之间围成高压腔，高压腔的体积减小时，高压空气从机体的出口流出；刮板机构在机体的入口侧与机体1的内壁、转子体的表面、后端盖和前端盖之间围成低压腔，低压腔的体积增大时，低压空气从机体的入口流入；转子轴持续转动，低压气体持续进入机体，高压气体持续流出，实现机械能到流体压力能的转化。

本实用新型涉及的一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机工作时，高压腔的空气受压，温度升高，大刮板和小刮板产生膨胀量，该膨胀量压缩橡胶条变形，橡胶条的弹性模量产生的反弹力不会给支撑轴承带来较大轴向力，支撑轴承能够正常工作，刮板机构不会与后端盖和前端盖产生接触摩擦或出现卡死现象。

本实用新型与现有技术中相比，刮板组件采用带有橡胶条的复合结构，与转子组件之间为滚动摩擦，工作时外部动力驱动转子轴转动，刮板机构在绕支撑轴承摆动的同时，轴承套贴合在转子体的表面并作滚动摩擦，高压腔压力减小，高压空气从出口输出，低压腔压力增大，低压空气从进口输入，转子体不断转动，实现了机械能到流体压力能的转化输出，刮板机构的热膨胀量被橡胶条的压缩变形抵消而不会出现卡死现象；其结构紧凑，容积效率高，能够可靠的高速工作，具有较高的推广应用价值。

附图说明：

图1为本实用新型的主体结构的外观示意图。

图2为本实用新型的主体结构内部示意图。

图3为本实用新型涉及的刮板组件与转子组件位置关系示意图。

图4为本实用新型涉及的刮板组件的剖视图。

图5为本实用新型涉及的转子组件的剖视图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机的主体结构包括机体1、刮板组件2、转子组件3、后端盖4和前端盖5；内部为空腔式结构的机体1的上方圆角矩形空腔内设置有刮板组件2，下方圆柱形空腔内设置有与刮板组件2接触的转子组件3，机体1的后端面和前端面分别设置有盘状结构的后端盖4和前端盖5；刮板组件2的两端分别伸出后端盖4和前端盖5，转子组件3的前端伸出前端盖5，机体1分别与后端盖4和前端盖5螺栓式连接。

本实施例涉及的刮板组件2的主体结构包括大刮板201、小刮板 202、橡胶条203、上销轴204、下销轴205、侧销轴206、摩擦轴承 207、轴承套208、外伸轴209、支撑轴承210、法兰211和扭簧 212；大刮板201与小刮板202以及二者之间设置的橡胶条203通过上销轴204和下销轴205连接成刮板机构，刮板机构的下端部设置有侧销轴206，上销轴204、下销轴205和侧销轴206的外侧设置有摩擦轴承207，摩擦轴承207的外侧设置有轴承套208，刮板机构的上端部设置有外伸轴209，外伸轴209的外部设置有支撑轴承210和法兰211，支撑轴承210位于法兰211的内侧，外伸轴209与法兰211 之间的空隙中设置有扭簧212，外伸轴209的端头在法兰211内、伸出后端盖4和前端盖5，法兰211分别与后端盖4和前端盖5螺栓式连接。

本实施例涉及的转子组件3的主体结构包括转子体301、转子轴 302、回转轴承303、前端法兰304、密封圈305和后端法兰306；转子体301的内部中心设置有伸出转子体301两端的转子轴302，转子轴302的两端均设置有回转轴承303，转子轴302的前端还设置有前端法兰304，转子轴302的前端头穿过前端法兰304后伸出前端盖 5，转子轴302与前端法兰304之间设置有密封圈305，转子轴302的后端还设置有后端法兰306，前端法兰304与前端盖5螺栓式连接，后端法兰306与后端盖4之间螺栓式连接。

本实施例涉及的机体1的内壁与刮板组件2和转子组件3之间存在间隙，以使机体1的内壁不干涉刮板组件2和转子组件3的转动，并保证空气从入口进入，从出口排出；刮板机构的上部和下部均为圆柱状结构，上部的圆柱面与机体1的内壁间隙配合，下部的圆柱面与转子体301的表面平行，二者之间具有空隙，以避免接触摩擦并降低空气内泄，上销轴204处的轴承套208与上部的圆柱面接触，具有支撑作用，下销轴205和侧销轴206处的轴承套208与转子体301的表面接触，具有支撑和滚动摩擦作用，中部设有肋板，能够减轻重量，降低转动惯量，并提高对转子组件运动的跟随性；支撑轴承210的内圈与外伸轴209紧密配合，外圈分别安装在后端盖4和前端盖5上，并分别与法兰211的凸缘接触以限定轴向位置；法兰211的内腔为圆柱状结构，设置有扭簧212，扭簧212的一端卡接在外伸轴209上，另一端插接在法兰211上；转子体1的形状包括椭圆状、三叶状和梅花状；转子轴302与转子体301之间可为分体组合式结构或整体式结构；回转轴承303的内圈与转子轴302紧密配合，外圈分别安装在后端盖4和前端盖5上，并与前端法兰304和后端法兰305的凸缘接触以限定轴向位置；密封圈305用于保证转子轴302与前端法兰304之间的密封效果，防止内部空气外泄、外部灰尘进入。

本实施例涉及的一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机工作时，外部动力驱动转子轴302逆时针转动(图2前端看)，回转轴承303的内圈跟随转子轴302一起转动，外圈分别在后端盖4和前端盖5上固定不动，且轴向位置被前端法兰304和后端法兰305的凸缘限定，密封圈 305固定不动，其内缘涂敷有油脂并与转子轴302之间作相对滑动；刮板机构绕支撑轴承210的轴线摆动，同时，在扭簧212的回复扭矩、气压对刮板机构的压力作用下，刮板机构始终受到逆时针或顺时针方向的回位扭矩，使上销轴204处的轴承套208压靠在机体1的相应位置的内壁圆柱面上，不作相对转动；下销轴205和侧销轴206处的轴承套 208压靠在转子体301的表面上，随着转子体301转动作相对滚动；上销轴204、下销轴205、侧销轴206及其上面摩擦轴承207的内圈与刮板机构一同绕支撑轴承210的轴线摆动；空气不会通过刮板机构的上部圆柱面与机体1的内壁和下部圆柱面与和转子体301的表面之间内泄；当刮板机构不能跟随转子组件3摆动，可改变法兰211与扭簧212的插接的位置，增加刮板机构的回位扭矩。

Claims (10)

1.一种扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，主体结构包括机体和机体上方设置的刮板组件以及下方设置的与刮板组件接触的转子组件。

2.根据权利要求1所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，机体的后端面和前端面分别设置有后端盖和前端盖；刮板组件的两端分别伸出后端盖和前端盖，转子组件的前端伸出前端盖。

3.根据权利要求1或2所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，刮板组件的主体结构包括大刮板、小刮板、橡胶条、外伸轴、支撑轴承、法兰和扭簧；大刮板与小刮板以及二者之间设置的橡胶条连接成一体式结构的刮板机构，刮板机构的上端部设置有外伸轴，外伸轴的外部设置有支撑轴承和法兰，外伸轴与法兰之间设置有扭簧。

4.根据权利要求1或2所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，转子组件的主体结构包括转子体、转子轴和回转轴承；转子体的内部中心设置有伸出转子体两端的转子轴，转子轴的两端均设置有回转轴承。

5.根据权利要求3所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，大刮板与小刮板以及二者之间设置的橡胶条通过上销轴和下销轴连接成整体的刮板机构，刮板机构的下端部设置有侧销轴，上销轴、下销轴、侧销轴的外侧设置有摩擦轴承，摩擦轴承的外侧设置有轴承套。

6.根据权利要求4所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，转子轴的前端还设置有前端法兰，转子轴的前端头穿过前端法兰后伸出前端盖，转子轴与前端法兰之间设置有密封圈，转子轴的后端还设置有后端法兰。

7.根据权利要求3所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，机体分别与后端盖和前端盖螺栓式连接；法兰分别与后端盖和前端盖螺栓式连接。

8.根据权利要求7所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，外伸轴的端头在法兰内、伸出后端盖和前端盖。

9.根据权利要求8所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，支撑轴承位于法兰的内侧。

10.根据权利要求4所述的扭簧回位滚动摩擦刮板式风机，其特征在于，前端法兰与前端盖螺栓式连接，后端法兰与后端盖之间螺栓式连接。

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