專利名稱：多功能旋轉球形缸的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽動機械，它是介于汽輪機和活塞發(fā)動機之間的產品，又兼有各種泵的功能，屬于流體動力領域。
背景技術：
現有的汽輪機是利用氣體的強大動力推動汽輪轉葉使軸轉動；活塞機則是利用工質的壓力在其氣缸內膨脹來改變氣缸容積，從而推動活塞運動做功。兩者各有缺點，汽輪機可以直接快速旋轉，但對氣體的動力有較高要求，在小功率下無法使用；活塞機雖然能在小功率工質下轉動，但速度較慢，無法直接快速旋轉。

發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構設計合理、既能大功率下直接快速旋轉又能在小功率下慢速轉動的多功能旋轉球形缸。
本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是該多功能旋轉球形缸包括缸體和中軸，其結構特點是在所述的缸體的內設置有斜孔軸承座、中盤和中葉，在所述中軸的一端連接有分流器，斜孔軸承座內設有中軸安裝孔，中軸安裝孔為傾斜于斜孔軸承座端面的通孔，中軸位于中軸安裝孔內；斜孔軸承座固定安裝在中盤內，中盤的水平面與中軸的軸線也成一傾斜角度，且中盤與缸體內壁所接觸到的部分均與缸體內壁緊密接觸；中盤內設置有中葉滑塊，呈板狀的中葉嵌置在位于中盤內的中葉滑塊中，中葉與缸體內壁所接觸到的部分均與缸體內壁緊密接觸，且中葉平行于中軸的軸線。
本實用新型所述的分流器包括分流器底座、分流器罩蓋和分流器芯，分流器底座固定在缸體的一端，分流器罩蓋固定在分流器底座上，分流器芯位于分流器罩蓋內，且所述中軸的一端位于分流器芯內，分流器芯的外壁上開有呈凸字形的凹槽，分流器罩蓋上開有與所述凹槽相通的進氣口和出氣口。
本實用新型所述的缸體由球形外缸和上、下端蓋組成，球形外缸的內壁呈內凹的球弧面，且其內壁上還開有中葉基座槽；上、下端蓋的內壁呈錐面，且其內壁上開有中葉槽；球形外缸的內壁和上、下端蓋的內壁共同組成缸體內壁；球形外缸上開有排氣口，上、下端蓋上分別開有進氣口，且排氣口和進氣口分別位于中葉基座槽的兩側。
本實用新型在所述斜孔軸承座的兩端安裝有軸承，軸承兩端分別安裝有將斜孔軸承座固定在中盤內的球形內缸，球形內缸的外壁呈外凸的球弧面；且斜孔軸承座的中軸安裝孔與斜孔軸承座端面之間的傾斜角度與上、下端蓋內壁的錐面斜度相同。
本實用新型所述中葉四個端面中的一個端面為弧形面且嵌置在位于中盤內的中葉滑塊中，該弧形面與球形內缸表面緊密相切滑配，其余三個端面分別嵌置在上、下端蓋上的中葉槽和球形外缸上的中葉基座中。
本實用新型所述的中葉滑塊可呈實心人字形，也可呈空心的D字形，其內開有中葉滑塊槽，中葉呈弧形面的端面嵌置在中葉滑塊槽內。
本實用新型在上、下端蓋內還設置有中軸軸承，中軸位于中軸軸承內。
本實用新型所述的分流器底座和分流器罩蓋之間為螺紋連接，且分流器芯的兩端與分流器底座、分流器罩蓋之間分別安裝有螺帽、密封環(huán)和波紋彈簧。
本實用新型球形內缸和上、下端蓋之間安裝有密封罩和彈簧。
本實用新型所述中盤的外圈上嵌置有氣缸環(huán)。
本實用新型與現有技術相比，具有以下有益效果1、利用斜孔軸承座的斜孔設計，使中盤與缸體內壁緊密接觸無泄漏，并且斜孔軸承座上的軸承為標準件，降低了制造和維護成本；2、將中葉放置在中葉滑塊中的中葉滑塊槽中，保證中盤與中葉在滑動時不泄漏，并且提高了整體緊密性，降低了噪音；3、將缸體上的進氣口一分為二的設置在上、下端蓋上，并利用氣體分流器錯時供氣，使缸體內各部分之間的壓差增大，提高了整機效率；4、綜合了汽輪機和活塞發(fā)動機的優(yōu)點，其既能大功率下直接快速旋轉又能在小功率下慢速轉動，并兼有各種泵的功能，具有較高的實用性。


圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例中上、端蓋的結構示意圖。
圖3為圖2的右視圖。
圖4為本實用新型實施例中球形外缸的結構示意圖。
圖5為圖4的左視圖。
圖6為本實用新型實施例中斜孔軸承座的結構示意圖。
圖7為圖6的左視圖。
圖8為本實用新型實施例中中盤的結構示意圖。
圖9為圖8的左視圖。
圖10為本實用新型實施例中球形內缸的結構示意圖。
圖11為圖10的左視圖。
圖12為本實用新型實施例中中葉的結構示意圖。
圖13為本實用新型實施例中中葉基座的結構示意圖。
圖14為本實用新型實施例中中葉滑塊的結構示意圖。
圖15為圖14的左視圖。
圖16為本實用新型的中葉的另一種結構示意圖。
圖17為圖16的左視圖。
圖18為本實用新型實施例中分流器底座的結構示意圖。
圖19為圖18的左視圖。
圖20為本實用新型實施例中分流器罩蓋的結構示意圖。
圖21為圖20的右視圖。
圖22為本實用新型實施例中分流器芯的結構示意圖。
圖23為圖22的左視圖。
圖24為本實用新型實施例使用狀態(tài)一的示意圖。
圖25為本實用新型實施例中分流器在使用狀態(tài)一時的示意圖。
圖26為本實用新型實施例使用狀態(tài)二的示意圖。
圖27為本實用新型實施例中分流器在使用狀態(tài)二時的示意圖。
圖28為本實用新型實施例使用狀態(tài)三的示意圖。
圖29為本實用新型實施例中分流器在使用狀態(tài)三時的示意圖。
圖30為本實用新型實施例使用狀態(tài)四的示意圖。
圖31為本實用新型實施例中分流器在使用狀態(tài)四時的示意圖。
圖32為本實用新型實施例使用狀態(tài)五的示意圖。
圖33為本實用新型實施例中分流器在使用狀態(tài)五時的示意圖。
圖34為本實用新型實施例使用狀態(tài)六的示意圖。
圖35為本實用新型實施例中分流器在使用狀態(tài)六時的示意圖。
具體實施方式
參見圖1～圖5，本實施例包括缸體I和中軸1，缸體I由球形外缸13和上端蓋11-1、下端蓋11-2組成，球形外缸13的內壁呈內凹的球弧面，上端蓋11-1和下端蓋11-2的內壁呈錐面，球形外缸13的內壁、上端蓋11-1和下端蓋11-2的內壁共同組成缸體I的內壁，從而形成一個環(huán)腔；球形外缸13上開有一個排氣口14，上端蓋11-1和下端蓋11-2上各開有一個進氣口9。球形外缸13的外壁上設置有若干散熱片31。在上端蓋11-1和下端蓋11-2內還分別安裝有中軸軸承24，中軸1位于兩個中軸軸承24內。
參見圖1、圖6～圖11，缸體I內安裝有斜孔軸承座2、中盤5和中葉10，由于斜孔軸承座2內開有中軸安裝孔32，中軸安裝孔32是一個傾斜于斜孔軸承座2端面的通孔，中軸1位于斜孔軸承座2的中軸安裝孔32內時，斜孔軸承座2的端面與中軸1的軸線成一傾斜角度；斜孔軸承座2的兩端分別安裝軸承3，軸承3兩端則安裝有兩個對稱放置的球形內缸4，球形內缸4將中盤5固定安裝在軸承3上，同時也將斜孔軸承座2固定在了中盤5內；球形內缸4的外壁呈外凸的球弧面；且斜孔軸承座2的中軸安裝孔32與斜孔軸承座2端面之間的傾斜角度與上、下端蓋11-1、11-2內壁的錐面斜度相同；球形內缸4和上端蓋11-1之間、球形內缸4和下端蓋11-2之間分別安裝有密封罩8和彈簧7，使各部件之間的連接更為氣密可靠。
由于斜孔軸承座2的端面與中軸1的軸線成一傾斜角度，故安裝在缸體I內的中盤5的水平面也與中軸1的軸線成一相同的傾斜角度，且此時中盤5與缸體I內壁所接觸到的部分均與缸體I內壁緊密接觸，也就是說中盤5水平面與中軸1軸線所成的傾斜角度與上、下端蓋11-1和11-2的錐面斜度一致，且中盤5水平面的左、右兩邊與上、下端蓋11-1和11-2緊密相切，中盤5的外圈周面與球形外缸13的內壁緊密相切；中盤5的外圈周面上還嵌置有氣缸環(huán)6，使中盤5外圈與球形外缸13內壁的接觸更為氣密。
參見圖1、圖12～圖15，中盤5上開有中葉括弧型槽25，中葉滑塊15位于中葉括弧型槽25內，本實施例中中葉滑塊15的結構為如圖16所示的實心人字形，其內開有中葉滑塊槽26。中葉滑塊15也可由彈性金屬沖壓成如圖17所示的空心D字形。
球形外缸13的內壁上開有中葉基座槽28，開有中葉基座中葉槽30的中葉基座29位于中葉基座槽28內，上、下端蓋11-1和11-2上的進氣口與球形外缸13上的排氣口14分別位于中葉基座槽28的兩側。上、下端蓋11-1和11-2的錐形內壁上開有中葉槽27；中葉10呈板狀，其四個端面中的一個端面為弧形面，該端面嵌置在位于中盤5內的中葉滑塊15中，且該端面與球形內缸4的表面緊密相切滑配，中葉10的其余三個端面分別嵌置在上、下端蓋11-1、11-2上的中葉槽27和球形外缸13上的中葉基座29中；此時中葉10與中軸1的軸線平行，將缸體I內的環(huán)腔一分為二，且中葉10與球形內缸4表面之間緊密相切；中葉10可在中葉滑塊槽26內滑動，中葉滑塊15的作用是保證中盤5在中葉10滑動時不產生泄漏、減輕噪音。
參見圖1、圖18～圖23，中軸1的一端位于軸承蓋12內，軸承蓋12通過螺栓固定安裝在上端蓋11-1上，軸承蓋12將中軸軸承24固定在上端蓋11-1內；中軸1的另一端連接有分流器II。分流器II包括分流器底座16、分流器罩蓋17和分流器芯19，分流器底座16用螺栓固定安裝在下端蓋11-2上，分流器罩蓋17固定在分流器底座16上，分流器芯19則位于分流器罩蓋17內，中軸1的另一端即位于分流器芯19內；分流器芯19的外壁上開有凹槽33，且凹槽33一側的寬度小于另一側的寬度，即其截面呈凸字形；分流器罩蓋17上開有一個進氣口18、兩個出氣口23-1和23-2，出氣口23與分流器芯外壁上的凹槽33錯時相通；分流器芯19與分流器底座16、分流器罩蓋17之間為螺紋連接，且分流器芯19兩端與分流器底座16、分流器罩蓋17之間各安裝有一個螺帽20、兩個密封環(huán)21和一個波紋彈簧22。
由于凹槽33一側的寬度小于另一側的寬度，故當與中軸1相連的分流器芯19轉動時，出氣口23-1和23-2與凹槽33錯時相通，進氣口18則始終與凹槽33相通。
使用時，將上端蓋11-1上的進氣口9-1與分流器II上的出氣口23-1、下端蓋11-2上的進氣口9-2與分流器II的出氣口23-2用管道等連接件相連。
在圖24、圖25所示的使用狀態(tài)一中，中盤5前高后低地斜置在缸體I內的環(huán)腔中，其上端與上端蓋11-1的錐形內壁緊密接觸并形成上切線34-1(圖中用實線表示)，其下端與下端蓋11-2的錐形內壁緊密接觸并形成下切線34-2(圖中用虛線表示)，其外圈周面與球形外缸13的內壁緊密接觸，嵌置在中盤5內的中葉10將環(huán)腔隔成左右兩部分，此時分流器II上的進氣口18與出氣口23-1和23-2均不相通。
在圖26、圖27所示的使用狀態(tài)二中，當中軸1順時針旋轉，即中盤5沿中葉10向下移動一定角度后，上切線34-1移動到上端蓋11-1上的進氣口9-1的左面，上切線34-1與中盤5、中葉10、上端蓋11-1之間形成新生室A，分流器II上的進氣口18與出氣口23-1相通，也就是分流器II上的進氣口18與上端蓋11-1上的進氣口9-1相通，此時工質氣體進入新生室A，使新生室A中的壓力大于中盤5下方對應空間內的壓力。在工質氣體不斷膨脹做功的情況下，新生室A的容積逐漸擴大，上切線34-1和下切線34-2逐漸前移，使中軸1繼續(xù)作順時針旋轉，經圖28、圖29所示的使用狀態(tài)三后進入圖30、圖31所示的使用狀態(tài)四，此時上切線34-1移動到上端蓋11-1后方(圖中用虛線表示)，下切線34-2移動到下端蓋11-2前方(圖中用實線表示)，分流器II上的進氣口18與出氣口23-1分離，新生室A中的工質氣體則繼續(xù)膨脹做功，新生室A的容積繼續(xù)擴大，上切線34-1和下切線34-2繼續(xù)前移至圖32、圖33所示的使用狀態(tài)五，此時下切線34-2移動到下端蓋11-2左側(圖中用實線表示)，在下切線34-1與中盤5、中葉10、下端蓋11-2之間形成新生室B，同時分流器II上的進氣口18與出氣口23-2相通，也就是分流器II上的進氣口18與下端蓋11-2上的進氣口9-2相通，此時工質氣體進入新生室B，使新生室B中的壓力大于中盤5上方對應空間內的壓力，在工質氣體不斷膨脹做功的情況下，新生室B的容積逐漸擴大，上切線34-1和下切線34-2逐漸前移，經圖34、圖35所示的使用狀態(tài)六又回到圖24、圖25所示的使用狀態(tài)一。
在圖24、圖25所示的使用狀態(tài)一時，新生室A占據了中盤5上方的全部環(huán)腔，達到容積最大狀態(tài)。
在上切線34-1和下切線34-2繼續(xù)前移至接近圖26、圖27所示的使用狀態(tài)二時，新生室A中的工質氣體經球形外缸13上的排氣口14排出缸體I。
在圖30、圖31所示狀態(tài)時，新生室B占據了中盤5下方的全部環(huán)腔，達到容積最大狀態(tài)。
在上切線34-1和下切線34-2繼續(xù)前移至接近圖32、圖33所示狀態(tài)時，新生室B中的工質氣體經球形外缸13上的排氣口14排出缸體I。
如此循環(huán)往復，只要工質氣體的壓力能大于中盤旋轉所需的力，中盤5就將帶動中軸1不斷旋轉做功。
權利要求1.一種多功能旋轉球形缸，包括缸體和中軸，其特征是在所述的缸體的內設置有斜孔軸承座、中盤和中葉，在所述中軸的一端連接有分流器，斜孔軸承座內設有中軸安裝孔，中軸安裝孔為傾斜于斜孔軸承座端面的通孔，中軸位于中軸安裝孔內；斜孔軸承座固定安裝在中盤內，中盤的水平面與中軸的軸線也成一傾斜角度，且中盤與缸體內壁所接觸到的部分均與缸體內壁緊密接觸；中盤內設置有中葉滑塊，呈板狀的中葉嵌置在位于中盤內的中葉滑塊中，中葉與缸體內壁所接觸到的部分均與缸體內壁緊密接觸，且中葉平行于中軸的軸線。
2.根據權利要求1所述的多功能旋轉球形缸，其特征是所述的分流器包括分流器底座、分流器罩蓋和分流器芯，分流器底座固定在缸體的一端，分流器罩蓋固定在分流器底座上，分流器芯位于分流器罩蓋內，且所述中軸的一端位于分流器芯內，分流器芯的外壁上開有呈凸字形的凹槽，分流器罩蓋上開有與所述凹槽相通的進氣口和出氣口。
3.根據權利要求1所述的多功能旋轉球形缸，其特征是所述的缸體由球形外缸和上、下端蓋組成，球形外缸的內壁呈內凹的球弧面，且其內壁上還開有中葉基座槽；上、下端蓋的內壁呈錐面，且其內壁上開有中葉槽；球形外缸的內壁和上、下端蓋的內壁共同組成缸體內壁；球形外缸上開有排氣口，上、下端蓋上分別開有進氣口，且排氣口和進氣口分別位于中葉基座槽的兩側。
4.根據權利要求1所述的多功能旋轉球形缸，其特征是在所述斜孔軸承座的兩端安裝有軸承，軸承兩端分別安裝有將斜孔軸承座固定在中盤內的球形內缸，球形內缸的外壁呈外凸的球弧面；且斜孔軸承座的中軸安裝孔與斜孔軸承座端面之間的傾斜角度與上、下端蓋內壁的錐面斜度相同。
5.根據權利要求1或4所述的多功能旋轉球形缸，其特征是所述中葉四個端面中的一個端面為弧形面且嵌置在位于中盤內的中葉滑塊中，該弧形面與球形內缸表面緊密相切滑配，其余三個端面分別嵌置在上、下端蓋上的中葉槽和球形外缸上的中葉基座中。
6.根據權利要求1或5所述的多功能旋轉球形缸，其特征是所述的中葉滑塊可呈實心人字形，也可呈空心的D字形，其內開有中葉滑塊槽，中葉呈弧形面的端面嵌置在中葉滑塊槽內。
7.根據權利要求3所述的多功能旋轉球形缸，其特征是在上、下端蓋內還設置有中軸軸承，中軸位于中軸軸承內。
8.根據權利要求2所述的多功能旋轉球形缸，其特征是所述的分流器底座和分流器罩蓋之間為螺紋連接，且分流器芯的兩端與分流器底座、分流器罩蓋之間分別安裝有螺帽、密封環(huán)和波紋彈簧。
9.根據權利要求3或4所述的多功能旋轉球形缸，其特征是球形內缸和上、下端蓋之間安裝有密封罩和彈簧。
10.根據權利要求1所述的多功能旋轉球形缸，其特征是所述中盤的外圈上嵌置有氣缸環(huán)。
專利摘要本實用新型公開了一種汽動機械，該多功能旋轉球形缸或泵包括缸體和中軸，在所述的缸體的內設置有斜孔軸承座、中盤和中葉，在所述中軸的一端連接有分流器，斜孔軸承座內設有中軸安裝孔，中軸安裝孔為傾斜于斜孔軸承座端面的通孔，中軸位于中軸安裝孔內；斜孔軸承座固定安裝在中盤內，中盤的水平面與中軸的軸線也成一傾斜角度，且中盤與缸體內壁所接觸到的部分均與缸體內壁緊密接觸；中盤內設置有中葉滑塊，呈板狀的中葉嵌置在位于中盤內的中葉滑塊中，中葉與缸體內壁所接觸到的部分均與缸體內壁緊密接觸，且中葉平行于中軸的軸線。本實用新型具有結構設計合理、既能大功率下直接快速旋轉又能在小功率下慢速轉動的優(yōu)點。
文檔編號F04C18/344GK2883677SQ20052010268
公開日2007年3月28日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2005年6月3日
發(fā)明者程佩鎮(zhèn) 申請人:程濤