CN2883677Y - 多功能旋转球形缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽动机械，该多功能旋转球形缸或泵包括缸体和中轴，在所述的缸体的内设置有斜孔轴承座、中盘和中叶，在所述中轴的一端连接有分流器，斜孔轴承座内设有中轴安装孔，中轴安装孔为倾斜于斜孔轴承座端面的通孔，中轴位于中轴安装孔内；斜孔轴承座固定安装在中盘内，中盘的水平面与中轴的轴线也成一倾斜角度，且中盘与缸体内壁所接触到的部分均与缸体内壁紧密接触；中盘内设置有中叶滑块，呈板状的中叶嵌置在位于中盘内的中叶滑块中，中叶与缸体内壁所接触到的部分均与缸体内壁紧密接触，且中叶平行于中轴的轴线。本实用新型具有结构设计合理、既能大功率下直接快速旋转又能在小功率下慢速转动的优点。

Description

多功能旋转球形缸

技术领域

本实用新型涉及一种汽动机械，它是介于汽轮机和活塞发动机之间的产品，又兼有各种泵的功能，属于流体动力领域。

背景技术

现有的汽轮机是利用气体的强大动力推动汽轮转叶使轴转动；活塞机则是利用工质的压力在其气缸内膨胀来改变气缸容积，从而推动活塞运动做功。两者各有缺点，汽轮机可以直接快速旋转，但对气体的动力有较高要求，在小功率下无法使用；活塞机虽然能在小功率工质下转动，但速度较慢，无法直接快速旋转。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、既能大功率下直接快速旋转又能在小功率下慢速转动的多功能旋转球形缸。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该多功能旋转球形缸包括缸体和中轴，其结构特点是在所述的缸体的内设置有斜孔轴承座、中盘和中叶，在所述中轴的一端连接有分流器，斜孔轴承座内设有中轴安装孔，中轴安装孔为倾斜于斜孔轴承座端面的通孔，中轴位于中轴安装孔内；斜孔轴承座固定安装在中盘内，中盘的水平面与中轴的轴线也成一倾斜角度，且中盘与缸体内壁所接触到的部分均与缸体内壁紧密接触；中盘内设置有中叶滑块，呈板状的中叶嵌置在位于中盘内的中叶滑块中，中叶与缸体内壁所接触到的部分均与缸体内壁紧密接触，且中叶平行于中轴的轴线。

本实用新型所述的分流器包括分流器底座、分流器罩盖和分流器芯，分流器底座固定在缸体的一端，分流器罩盖固定在分流器底座上，分流器芯位于分流器罩盖内，且所述中轴的一端位于分流器芯内，分流器芯的外壁上开有呈凸字形的凹槽，分流器罩盖上开有与所述凹槽相通的进气口和出气口。

本实用新型所述的缸体由球形外缸和上、下端盖组成，球形外缸的内壁呈内凹的球弧面，且其内壁上还开有中叶基座槽；上、下端盖的内壁呈锥面，且其内壁上开有中叶槽；球形外缸的内壁和上、下端盖的内壁共同组成缸体内壁；球形外缸上开有排气口，上、下端盖上分别开有进气口，且排气口和进气口分别位于中叶基座槽的两侧。

本实用新型在所述斜孔轴承座的两端安装有轴承，轴承两端分别安装有将斜孔轴承座固定在中盘内的球形内缸，球形内缸的外壁呈外凸的球弧面；且斜孔轴承座的中轴安装孔与斜孔轴承座端面之间的倾斜角度与上、下端盖内壁的锥面斜度相同。

本实用新型所述中叶四个端面中的一个端面为弧形面且嵌置在位于中盘内的中叶滑块中，该弧形面与球形内缸表面紧密相切滑配，其余三个端面分别嵌置在上、下端盖上的中叶槽和球形外缸上的中叶基座中。

本实用新型所述的中叶滑块可呈实心人字形，也可呈空心的D字形，其内开有中叶滑块槽，中叶呈弧形面的端面嵌置在中叶滑块槽内。

本实用新型在上、下端盖内还设置有中轴轴承，中轴位于中轴轴承内。

本实用新型所述的分流器底座和分流器罩盖之间为螺纹连接，且分流器芯的两端与分流器底座、分流器罩盖之间分别安装有螺帽、密封环和波纹弹簧。

本实用新型球形内缸和上、下端盖之间安装有密封罩和弹簧。

本实用新型所述中盘的外圈上嵌置有气缸环。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：1、利用斜孔轴承座的斜孔设计，使中盘与缸体内壁紧密接触无泄漏，并且斜孔轴承座上的轴承为标准件，降低了制造和维护成本；2、将中叶放置在中叶滑块中的中叶滑块槽中，保证中盘与中叶在滑动时不泄漏，并且提高了整体紧密性，降低了噪音；3、将缸体上的进气口一分为二的设置在上、下端盖上，并利用气体分流器错时供气，使缸体内各部分之间的压差增大，提高了整机效率；4、综合了汽轮机和活塞发动机的优点，其既能大功率下直接快速旋转又能在小功率下慢速转动，并兼有各种泵的功能，具有较高的实用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中上、端盖的结构示意图。

图3为图2的右视图。

图4为本实用新型实施例中球形外缸的结构示意图。

图5为图4的左视图。

图6为本实用新型实施例中斜孔轴承座的结构示意图。

图7为图6的左视图。

图8为本实用新型实施例中中盘的结构示意图。

图9为图8的左视图。

图10为本实用新型实施例中球形内缸的结构示意图。

图11为图10的左视图。

图12为本实用新型实施例中中叶的结构示意图。

图13为本实用新型实施例中中叶基座的结构示意图。

图14为本实用新型实施例中中叶滑块的结构示意图。

图15为图14的左视图。

图16为本实用新型的中叶的另一种结构示意图。

图17为图16的左视图。

图18为本实用新型实施例中分流器底座的结构示意图。

图19为图18的左视图。

图20为本实用新型实施例中分流器罩盖的结构示意图。

图21为图20的右视图。

图22为本实用新型实施例中分流器芯的结构示意图。

图23为图22的左视图。

图24为本实用新型实施例使用状态一的示意图。

图25为本实用新型实施例中分流器在使用状态一时的示意图。

图26为本实用新型实施例使用状态二的示意图。

图27为本实用新型实施例中分流器在使用状态二时的示意图。

图28为本实用新型实施例使用状态三的示意图。

图29为本实用新型实施例中分流器在使用状态三时的示意图。

图30为本实用新型实施例使用状态四的示意图。

图31为本实用新型实施例中分流器在使用状态四时的示意图。

图32为本实用新型实施例使用状态五的示意图。

图33为本实用新型实施例中分流器在使用状态五时的示意图。

图34为本实用新型实施例使用状态六的示意图。

图35为本实用新型实施例中分流器在使用状态六时的示意图。

具体实施方式

参见图1～图5，本实施例包括缸体I和中轴1，缸体I由球形外缸13和上端盖11-1、下端盖11-2组成，球形外缸13的内壁呈内凹的球弧面，上端盖11-1和下端盖11-2的内壁呈锥面，球形外缸13的内壁、上端盖11-1和下端盖11-2的内壁共同组成缸体I的内壁，从而形成一个环腔；球形外缸13上开有一个排气口14，上端盖11-1和下端盖11-2上各开有一个进气口9。球形外缸13的外壁上设置有若干散热片31。在上端盖11-1和下端盖11-2内还分别安装有中轴轴承24，中轴1位于两个中轴轴承24内。

参见图1、图6～图11，缸体I内安装有斜孔轴承座2、中盘5和中叶10，由于斜孔轴承座2内开有中轴安装孔32，中轴安装孔32是一个倾斜于斜孔轴承座2端面的通孔，中轴1位于斜孔轴承座2的中轴安装孔32内时，斜孔轴承座2的端面与中轴1的轴线成一倾斜角度；斜孔轴承座2的两端分别安装轴承3，轴承3两端则安装有两个对称放置的球形内缸4，球形内缸4将中盘5固定安装在轴承3上，同时也将斜孔轴承座2固定在了中盘5内；球形内缸4的外壁呈外凸的球弧面；且斜孔轴承座2的中轴安装孔32与斜孔轴承座2端面之间的倾斜角度与上、下端盖11-1、11-2内壁的锥面斜度相同；球形内缸4和上端盖11-1之间、球形内缸4和下端盖11-2之间分别安装有密封罩8和弹簧7，使各部件之间的连接更为气密可靠。

由于斜孔轴承座2的端面与中轴1的轴线成一倾斜角度，故安装在缸体I内的中盘5的水平面也与中轴1的轴线成一相同的倾斜角度，且此时中盘5与缸体I内壁所接触到的部分均与缸体I内壁紧密接触，也就是说中盘5水平面与中轴1轴线所成的倾斜角度与上、下端盖11-1和11-2的锥面斜度一致，且中盘5水平面的左、右两边与上、下端盖11-1和11-2紧密相切，中盘5的外圈周面与球形外缸13的内壁紧密相切；中盘5的外圈周面上还嵌置有气缸环6，使中盘5外圈与球形外缸13内壁的接触更为气密。

参见图1、图12～图15，中盘5上开有中叶括弧型槽25，中叶滑块15位于中叶括弧型槽25内，本实施例中中叶滑块15的结构为如图16所示的实心人字形，其内开有中叶滑块槽26。中叶滑块15也可由弹性金属冲压成如图17所示的空心D字形。

球形外缸13的内壁上开有中叶基座槽28，开有中叶基座中叶槽30的中叶基座29位于中叶基座槽28内，上、下端盖11-1和11-2上的进气口与球形外缸13上的排气口14分别位于中叶基座槽28的两侧。上、下端盖11-1和11-2的锥形内壁上开有中叶槽27；中叶10呈板状，其四个端面中的一个端面为弧形面，该端面嵌置在位于中盘5内的中叶滑块15中，且该端面与球形内缸4的表面紧密相切滑配，中叶10的其余三个端面分别嵌置在上、下端盖11-1、11-2上的中叶槽27和球形外缸13上的中叶基座29中；此时中叶10与中轴1的轴线平行，将缸体I内的环腔一分为二，且中叶10与球形内缸4表面之间紧密相切；中叶10可在中叶滑块槽26内滑动，中叶滑块15的作用是保证中盘5在中叶10滑动时不产生泄漏、减轻噪音。

参见图1、图18～图23，中轴1的一端位于轴承盖12内，轴承盖12通过螺栓固定安装在上端盖11-1上，轴承盖12将中轴轴承24固定在上端盖11-1内；中轴1的另一端连接有分流器II。分流器II包括分流器底座16、分流器罩盖17和分流器芯19，分流器底座16用螺栓固定安装在下端盖11-2上，分流器罩盖17固定在分流器底座16上，分流器芯19则位于分流器罩盖17内，中轴1的另一端即位于分流器芯19内；分流器芯19的外壁上开有凹槽33，且凹槽33一侧的宽度小于另一侧的宽度，即其截面呈凸字形；分流器罩盖17上开有一个进气口18、两个出气口23-1和23-2，出气口23与分流器芯外壁上的凹槽33错时相通；分流器芯19与分流器底座16、分流器罩盖17之间为螺纹连接，且分流器芯19两端与分流器底座16、分流器罩盖17之间各安装有一个螺帽20、两个密封环21和一个波纹弹簧22。

由于凹槽33一侧的宽度小于另一侧的宽度，故当与中轴1相连的分流器芯19转动时，出气口23-1和23-2与凹槽33错时相通，进气口18则始终与凹槽33相通。

使用时，将上端盖11-1上的进气口9-1与分流器II上的出气口23-1、下端盖11-2上的进气口9-2与分流器II的出气口23-2用管道等连接件相连。

在图24、图25所示的使用状态一中，中盘5前高后低地斜置在缸体I内的环腔中，其上端与上端盖11-1的锥形内壁紧密接触并形成上切线34-1(图中用实线表示)，其下端与下端盖11-2的锥形内壁紧密接触并形成下切线34-2(图中用虚线表示)，其外圈周面与球形外缸13的内壁紧密接触，嵌置在中盘5内的中叶10将环腔隔成左右两部分，此时分流器II上的进气口18与出气口23-1和23-2均不相通。

在图26、图27所示的使用状态二中，当中轴1顺时针旋转，即中盘5沿中叶10向下移动一定角度后，上切线34-1移动到上端盖11-1上的进气口9-1的左面，上切线34-1与中盘5、中叶10、上端盖11-1之间形成新生室A，分流器II上的进气口18与出气口23-1相通，也就是分流器II上的进气口18与上端盖11-1上的进气口9-1相通，此时工质气体进入新生室A，使新生室A中的压力大于中盘5下方对应空间内的压力。在工质气体不断膨胀做功的情况下，新生室A的容积逐渐扩大，上切线34-1和下切线34-2逐渐前移，使中轴1继续作顺时针旋转，经图28、图29所示的使用状态三后进入图30、图31所示的使用状态四，此时上切线34-1移动到上端盖11-1后方(图中用虚线表示)，下切线34-2移动到下端盖11-2前方(图中用实线表示)，分流器II上的进气口18与出气口23-1分离，新生室A中的工质气体则继续膨胀做功，新生室A的容积继续扩大，上切线34-1和下切线34-2继续前移至图32、图33所示的使用状态五，此时下切线34-2移动到下端盖11-2左侧(图中用实线表示)，在下切线34-1与中盘5、中叶10、下端盖11-2之间形成新生室B，同时分流器II上的进气口18与出气口23-2相通，也就是分流器II上的进气口18与下端盖11-2上的进气口9-2相通，此时工质气体进入新生室B，使新生室B中的压力大于中盘5上方对应空间内的压力，在工质气体不断膨胀做功的情况下，新生室B的容积逐渐扩大，上切线34-1和下切线34-2逐渐前移，经图34、图35所示的使用状态六又回到图24、图25所示的使用状态一。

在图24、图25所示的使用状态一时，新生室A占据了中盘5上方的全部环腔，达到容积最大状态。

在上切线34-1和下切线34-2继续前移至接近图26、图27所示的使用状态二时，新生室A中的工质气体经球形外缸13上的排气口14排出缸体I。

在图30、图31所示状态时，新生室B占据了中盘5下方的全部环腔，达到容积最大状态。

在上切线34-1和下切线34-2继续前移至接近图32、图33所示状态时，新生室B中的工质气体经球形外缸13上的排气口14排出缸体I。

如此循环往复，只要工质气体的压力能大于中盘旋转所需的力，中盘5就将带动中轴1不断旋转做功。

Claims (10)

1、一种多功能旋转球形缸，包括缸体和中轴，其特征是：在所述的缸体的内设置有斜孔轴承座、中盘和中叶，在所述中轴的一端连接有分流器，斜孔轴承座内设有中轴安装孔，中轴安装孔为倾斜于斜孔轴承座端面的通孔，中轴位于中轴安装孔内；斜孔轴承座固定安装在中盘内，中盘的水平面与中轴的轴线也成一倾斜角度，且中盘与缸体内壁所接触到的部分均与缸体内壁紧密接触；中盘内设置有中叶滑块，呈板状的中叶嵌置在位于中盘内的中叶滑块中，中叶与缸体内壁所接触到的部分均与缸体内壁紧密接触，且中叶平行于中轴的轴线。

2、根据权利要求1所述的多功能旋转球形缸，其特征是：所述的分流器包括分流器底座、分流器罩盖和分流器芯，分流器底座固定在缸体的一端，分流器罩盖固定在分流器底座上，分流器芯位于分流器罩盖内，且所述中轴的一端位于分流器芯内，分流器芯的外壁上开有呈凸字形的凹槽，分流器罩盖上开有与所述凹槽相通的进气口和出气口。

3、根据权利要求1所述的多功能旋转球形缸，其特征是：所述的缸体由球形外缸和上、下端盖组成，球形外缸的内壁呈内凹的球弧面，且其内壁上还开有中叶基座槽；上、下端盖的内壁呈锥面，且其内壁上开有中叶槽；球形外缸的内壁和上、下端盖的内壁共同组成缸体内壁；球形外缸上开有排气口，上、下端盖上分别开有进气口，且排气口和进气口分别位于中叶基座槽的两侧。

4、根据权利要求1所述的多功能旋转球形缸，其特征是：在所述斜孔轴承座的两端安装有轴承，轴承两端分别安装有将斜孔轴承座固定在中盘内的球形内缸，球形内缸的外壁呈外凸的球弧面；且斜孔轴承座的中轴安装孔与斜孔轴承座端面之间的倾斜角度与上、下端盖内壁的锥面斜度相同。

5、根据权利要求1或4所述的多功能旋转球形缸，其特征是：所述中叶四个端面中的一个端面为弧形面且嵌置在位于中盘内的中叶滑块中，该弧形面与球形内缸表面紧密相切滑配，其余三个端面分别嵌置在上、下端盖上的中叶槽和球形外缸上的中叶基座中。

6、根据权利要求1或5所述的多功能旋转球形缸，其特征是：所述的中叶滑块可呈实心人字形，也可呈空心的D字形，其内开有中叶滑块槽，中叶呈弧形面的端面嵌置在中叶滑块槽内。

7、根据权利要求3所述的多功能旋转球形缸，其特征是：在上、下端盖内还设置有中轴轴承，中轴位于中轴轴承内。

8、根据权利要求2所述的多功能旋转球形缸，其特征是：所述的分流器底座和分流器罩盖之间为螺纹连接，且分流器芯的两端与分流器底座、分流器罩盖之间分别安装有螺帽、密封环和波纹弹簧。

9、根据权利要求3或4所述的多功能旋转球形缸，其特征是：球形内缸和上、下端盖之间安装有密封罩和弹簧。

10、根据权利要求1所述的多功能旋转球形缸，其特征是：所述中盘的外圈上嵌置有气缸环。

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