帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品及部分實例的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品及部分實例。特征為包括一由多個部件構(gòu)成的?“C”形環(huán)形缸體，活塞由雙曲柄傳動機構(gòu)中連桿牽制，在轉(zhuǎn)子驅(qū)動下沿缸體做循環(huán)周轉(zhuǎn)平移。具有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，低磨損，極限轉(zhuǎn)速高，容積線性正比變化等特性。用于制造計量泵和流量計，可實現(xiàn)微量精密計量。用于制造液壓泵（馬達）則流量平穩(wěn)無噪音。自吸性好成本低，可取代齒輪泵（馬達）、離心自吸泵、潛水泵等。用于消防泵、樓宇供水泵等各類流體輸送泵有壓力高、節(jié)能的特點。用于水利提水泵，濾塵負(fù)壓風(fēng)機可大幅降低能耗，水力發(fā)電動力裝置可提高能源利用率。真空度高，可用于制造真空泵。實為一種理想化泵結(jié)構(gòu)，應(yīng)用面極廣，市場極其廣闊。
【專利說明】帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品及部分實例
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明隸屬機械制造領(lǐng)域，涉及包含一相同構(gòu)造的多種機械裝置，更具體說是一種能實現(xiàn)制造簡單經(jīng)濟、流量線性精準(zhǔn)、低磨損長壽命、體積小效率高等要求，應(yīng)用于容積式泵等產(chǎn)品制造的一種機械結(jié)構(gòu)及所衍生出的所有相關(guān)產(chǎn)品，以實現(xiàn)各種氣體、液體、等輸送轉(zhuǎn)移、計量及機械傳動。主要包括液壓泵、液壓馬達、計量泵、流量計、油泵、水泵(尤其是壓力要求高的消防泵和樓宇供水泵)、化工泵、食品泵、氣泵、真空泵、除塵器負(fù)壓風(fēng)機，甚至水力發(fā)電動力裝置等。
【背景技術(shù)】
[0002]由于本發(fā)明是關(guān)于泵等產(chǎn)品一種機械結(jié)構(gòu)的發(fā)明，涉及產(chǎn)品種類較多，由于主要結(jié)構(gòu)和工作機理相同，恕不一一詳細(xì)說明，現(xiàn)以液壓泵為主，并對其它相關(guān)產(chǎn)品附帶加以說明。
[0003]理想中的液壓泵其流量應(yīng)與驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速成線性正比，當(dāng)驅(qū)動轉(zhuǎn)速恒定時，可以實現(xiàn)流量穩(wěn)恒輸出，且無困油現(xiàn)象，可實現(xiàn)工作平穩(wěn)無噪音，以改良工作環(huán)境。在計量裝置中可實現(xiàn)泵與流量計合二為一(計量泵)，從而降低裝備制造成本，減輕重量，或提高流量計計量精度。理想中的泵還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，體積小，以實現(xiàn)低成本。理想中的泵還應(yīng)摩擦小，以降低磨損延長使用壽命。理想中的泵還應(yīng)具有良好的自吸能力，可實現(xiàn)自動抽吸，也可用以形成高的真空壓差提高慮塵裝置空氣流量。理想中的泵還應(yīng)具有較高的工作效率，以節(jié)省能源。理想中的泵其轉(zhuǎn)動部件應(yīng)結(jié)構(gòu)對稱平衡，可以高速運轉(zhuǎn)而無震動和噪音，以降低泵和動力裝置的體積和重量。目前實際使用中的泵，均不能完全擁有上述特點，由于品種繁多，不一一加以說明。現(xiàn)僅從目前最為經(jīng)濟，應(yīng)用面最為廣泛的齒輪泵和葉片式離心(渦流)泵為例予以說明。齒輪泵雖結(jié)構(gòu)簡單，相比其它容積式泵成本相對較低，但齒輪加工需專用設(shè)備和技術(shù)，加工精度高，因此技術(shù)門檻高；且依靠齒面嚙合密封，嚙合處存在滾動和滑動摩擦，由于齒面承載工作負(fù)荷因此造成齒面磨損，須施予潤滑，不能用于水、食品等流體的輸送；流量脈動較大且有困油現(xiàn)象因此工作噪音大，最高轉(zhuǎn)速受制于齒面加工精度；受齒形加工的限制，難以實現(xiàn)超大流量。葉片式離心(渦流)泵雖結(jié)構(gòu)簡單，也制造容易，成本低磨損小，但自吸能力差，工作壓力低(運用于消防泵時只能通過多級串聯(lián)的方式提高壓力，增加了成本和體積、重量)，只能依賴高的工作轉(zhuǎn)速予以實現(xiàn)，不僅提高了對動力裝置的要求，也帶來了額外的能量消耗(功耗與轉(zhuǎn)速的三次方成正比)，效率低，浪費能源；且只能單向工作，控制流體流向須通過多路管道和至少4個閥門，且不能控制流速的大小和截流；雖然葉片式離心(渦流)泵可以通過采取浸入等方式克服自吸能力不足(如潛水泵，但對動力裝置電動機的密封要求高，易發(fā)生受潮損壞和漏電事故)。流量受工作壓力的影響大，呈反比關(guān)系。運用于除塵器時真空度低，能耗大。相比葉片式離心(渦流)泵而言，容積式泵具有工作壓力高，流量穩(wěn)定可控，自吸能力強，可雙向工作，效率高，節(jié)能(功耗與轉(zhuǎn)速線性正比)的優(yōu)點，但現(xiàn)有的容積式泵普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難、成本高、磨損大、易卡滯，很難取代葉片式離心(渦流)泵，應(yīng)用范圍受到極大的限制。眾所周知，直線運動的活塞泵是最簡單，效率最高，磨損最低，真空度最高的容積式泵，具有流量與活塞運動速度呈線性正比關(guān)系的優(yōu)良特性，當(dāng)保持活塞移動速度恒定不變時，即可實現(xiàn)泵的流量恒定無脈動，為理想化的泵。遺憾的是受活塞行程的制約，無法持續(xù)工作。由于動力裝置通常以轉(zhuǎn)動的方式實現(xiàn)持續(xù)輸出動力，目前只能通過曲柄滑塊和凸輪機構(gòu)進行直線往復(fù)和圓周轉(zhuǎn)動的匹配轉(zhuǎn)換。主要有徑向和軸向柱塞泵等。存在流量脈動，易磨損，結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高，體積大，振動大不能高速運轉(zhuǎn)等問題。如將直線運動的活塞泵(缸體)的軸線由直線變換成始末端重合的圓，此時缸體為帶有一始末端隔斷的“C”字形圓環(huán)，活塞由圓形轉(zhuǎn)子狀活塞桿驅(qū)動沿環(huán)形缸體不斷穿越始末端隔斷連續(xù)循環(huán)轉(zhuǎn)動，即有可能實現(xiàn)直線運動活塞泵的所有優(yōu)良特性。具有環(huán)形缸、活塞、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的泵，根據(jù)活塞越過始末端隔斷的型式，目前主要有伸縮避讓型:如葉片泵(通過偏心形成始末端隔斷)及專利CN90101741閘門式液壓泵(馬達)等，通過活塞徑向伸縮實現(xiàn)避讓始末端隔斷實現(xiàn)穿越。其不足之處為活塞磨損大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等。雙泵并聯(lián)互補交錯跨越型:如內(nèi)、外齒輪泵等，采用多活塞串聯(lián)結(jié)構(gòu)，兩泵活塞相互嚙合密封，雙泵互補，一個泵的活塞也為另一泵的始末端隔斷，相互交錯接續(xù)跨越，其不足之處為流量脈動大，有困油現(xiàn)象，工作噪音大等。活塞自轉(zhuǎn)繞越型:如專利CN201010601531 —種旋轉(zhuǎn)活塞泵，采取多個扇形活塞由齒輪傳動不僅隨轉(zhuǎn)子一道公轉(zhuǎn)，還同時沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向同速自轉(zhuǎn)，從而繞過始末端隔斷，其雖然能實現(xiàn)線性流量，但須至少6個活塞，7個齒輪，因此成本極高，且自吸工作狀態(tài)下，活塞從高壓腔轉(zhuǎn)入低壓腔攜帶的空氣體積與泵的有效工作容積之比較大，因此真空度低，自吸性能差。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的泵難以達到或接近直線運動活塞泵的理想狀態(tài)。齒輪泵和葉片式離心(渦流)泵以其制造容易成本低而分別在容積和非容積式泵產(chǎn)品中應(yīng)用最廣。如能找到一種結(jié)構(gòu)更簡單制造更容易成本更低的穿越始末端隔斷的方式，創(chuàng)造一種完美體現(xiàn)直線運動活塞泵所有優(yōu)良特性的新泵種，必將取代齒輪泵和大多數(shù)葉片式離心(渦流)泵，成為泵類等產(chǎn)品的主流，市場前景極其廣闊。并能引發(fā)一系列相關(guān)產(chǎn)品成本、性能的變革。如:其高效率能使采用葉片式離心(渦流)泵結(jié)構(gòu)的除塵負(fù)壓風(fēng)機，水利提水泵等能耗大大降低；水輪發(fā)電設(shè)備，能源利用率更高等。有著重大的經(jīng)濟意義和深遠(yuǎn)的社會意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]如上所述，現(xiàn)有技術(shù)已通過伸縮避讓，雙泵互補交錯跨越，活塞自轉(zhuǎn)繞越等結(jié)構(gòu)，使活塞越過始末端隔斷，實現(xiàn)了環(huán)形缸體活塞循環(huán)運轉(zhuǎn)連續(xù)工作。顯然，綜合性能都不理想。而活塞繞圓平移穿越結(jié)構(gòu)目前未有涉足，而要實現(xiàn)，必須解決活塞的繞圓平移問題。本發(fā)明根據(jù)等速雙曲柄傳動機構(gòu)中連桿的運動特點，成功解決了這一問題，創(chuàng)造出一種理想化的泵(馬達)等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)以液壓泵為例對其結(jié)構(gòu)特點及有益效果加以說明。采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品中液壓泵等主要包括一由多個部件共同構(gòu)成的圓“C”形環(huán)形缸體，至少兩個活塞，一個轉(zhuǎn)子，至少與活塞數(shù)量對應(yīng)相等的多組雙曲柄傳動機構(gòu)；所述活塞與雙曲柄傳動機構(gòu)中連桿固定連結(jié)。具體結(jié)構(gòu)特點和相應(yīng)功能有益效果為:
所述圓“C”形環(huán)形缸體由殼體、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成。所述殼體有一圓柱形內(nèi)表面，所述轉(zhuǎn)子包括芯塊和其兩端的側(cè)蓋部分。所述轉(zhuǎn)子芯塊部分為一圓柱體，軸線與殼體內(nèi)圓柱形表面軸線相重合。所述轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分為餅狀圓柱體，位于轉(zhuǎn)子芯塊部分兩側(cè)端部，外圓柱面與殼體內(nèi)圓柱面密閉觸合。殼體與轉(zhuǎn)子因此形成一密閉的圓“O”形環(huán)形缸體。所述殼體其圓柱形內(nèi)表面上還包括一向軸心凸起的始末端隔斷體部分。所述殼體始末端隔斷體部分為一截面呈一段“C”形環(huán)狀的凸起，端部與轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分內(nèi)端面密閉觸合，內(nèi)圓柱面與轉(zhuǎn)子芯塊部分外圓柱面密閉觸合，因此將圓“O”形環(huán)形缸密閉隔斷形成圓“C”形環(huán)形缸體。所述轉(zhuǎn)子芯塊部分沿周向還均布有數(shù)量與活塞數(shù)量相等的圓形截面凹槽。所述活塞為一截面呈近似圓扇形的柱面體結(jié)構(gòu)，軸心處包括一傳動軸結(jié)構(gòu)，通過軸心處傳動軸和轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分上與傳動軸同徑的圓孔安裝于轉(zhuǎn)子芯塊部分的圓形截面凹槽中，并可沿圓形截面凹槽軸線轉(zhuǎn)動，外圓柱面與圓形截面凹槽內(nèi)圓柱面密閉觸合，端面與轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分內(nèi)端面密閉觸合，位于工作位置時活塞的外圓柱面與殼體圓柱形內(nèi)表面相切而密閉觸合。從而將環(huán)形缸體分割成兩個相互密閉的高低壓工作腔。所述殼體始末端隔斷體部分內(nèi)圓柱面截面圓弧的弧長不小于轉(zhuǎn)子芯塊部分外圓柱面截面圓弧位于圓形截面凹槽槽口部分的弧長。確保了殼體始末端隔斷體部分在轉(zhuǎn)子芯塊上圓形截面凹槽和活塞經(jīng)過時始終保持密閉隔斷狀態(tài)，隔斷可靠。所述活塞扇形截面外圓弧弧長不小于同半徑圓周長的N分之一(N為扇形柱面體活塞的個數(shù))。確保了各活塞之間能無縫銜接，交替工作。所述殼體位于始末端隔斷體兩側(cè)的圓柱形內(nèi)表面上開有流體進出口。所述轉(zhuǎn)子一側(cè)蓋端面軸心處上還設(shè)有一驅(qū)動(輸出)軸。具備了泵等裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作要素。所述雙曲柄傳動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分、連桿和多聯(lián)曲柄；所述連桿位于轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分的外側(cè)，一端通過活塞軸心處傳動軸部分外伸端部與活塞固定連接，另一端與多聯(lián)曲柄鉸接。因此，活塞自轉(zhuǎn)狀態(tài)受雙曲柄傳動機構(gòu)中的連桿牽制。所述多聯(lián)曲柄包括多個曲柄部分，為多個曲柄的共合體。所述轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分還包括多個曲柄部分，為另一組多個曲柄的共合體。因此零件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單緊湊成本低。所述多聯(lián)曲柄，安裝在殼體的端蓋部分上，可沿殼體端蓋平面轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動中心與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸心間距離等于各連桿的有效工作長度，各曲柄有效工作長度等于扇形柱面體活塞自轉(zhuǎn)中心與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的距離。因此均為等速雙曲柄傳動機構(gòu)，連桿和活塞的自轉(zhuǎn)速度為零?；钊虼丝捎赊D(zhuǎn)子驅(qū)動沿環(huán)形缸體圓形軸線做循環(huán)平行移動，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的繞圓旋轉(zhuǎn)平移。當(dāng)采取適當(dāng)?shù)幕钊孛嫘螤顣r，即可實現(xiàn)活塞無障礙穿越始末端隔斷體，從圓“C”形環(huán)形缸體的末端返回起始端重復(fù)循環(huán)工作。當(dāng)采用活塞數(shù)量為2的最簡結(jié)構(gòu)時，還至少包括一輔助雙曲柄傳動機構(gòu)，其輔助連桿有效工作長度與其他連桿相同，分別與轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分和多聯(lián)曲柄兩個曲柄共合體鉸接，并與其他雙曲柄傳動機構(gòu)保持一恰當(dāng)?shù)南辔唤?。解決了傳動死點問題，確保在僅有2個活塞時也能轉(zhuǎn)動順暢?？蓪崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)最簡化，零件數(shù)量，總體體積、重量最小化，制造成本最低化。
[0006]由其工作和結(jié)構(gòu)特點可知，活塞在穿越始末端隔斷體時除工作圓柱面和兩個端面外的其它外表面與始末端隔斷體可為非接觸狀態(tài)，因此對其形狀無特殊要求，加工精度要求低。通常為減少真空抽吸時活塞從高壓腔轉(zhuǎn)入低壓腔攜帶空氣造成的部分氣體回流，提高真空度，應(yīng)盡可能保持其與始末端隔斷體之間的較小的動態(tài)縫隙，以最大限度降低無工效回返容積，在無動態(tài)縫隙的理想狀態(tài)下，其形狀僅為由兩個半徑與活塞繞轉(zhuǎn)子軸心旋轉(zhuǎn)半徑相等的內(nèi)圓柱面，一個與始末端隔斷體內(nèi)圓柱面相切的外圓柱面組成，因此無復(fù)雜加工面，制造簡單。特別適合粉塵環(huán)境下工作的無油真空泵。為即保持較小縫隙又保持液態(tài)流體流動順暢，可在活塞不與殼體接觸的柱面上開有通油槽或端面倒角或油槽，不僅避免了諸如油泵中的困油現(xiàn)象，同時也避免了活塞由一個工作腔向另一個工作腔過渡時流量的波動，確保了任意時刻流量與驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速都始終保持理想的線性正比關(guān)系。還可采取將始末端隔斷體置于最低部，流體進出口的位置高于始末端隔斷體，使泵內(nèi)始終留存一定量的液體，以確保在任意時刻，始末端隔斷體和活塞等都能完全浸沒于液體中，活塞穿越始末端隔斷體時只能將液體帶入低壓腔，使氣體不能回流，可實現(xiàn)極限真空抽吸。
[0007]上述技術(shù)特征，應(yīng)用于不同的產(chǎn)品中，既有共同的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易成本低、磨損低的特點，也有其特有的有益效果:應(yīng)用于液壓泵(馬達)時還具有工作平穩(wěn)無噪音，結(jié)構(gòu)對稱平衡轉(zhuǎn)速高體積小的特點，應(yīng)用于流量計(計量泵)時還具有流量轉(zhuǎn)角嚴(yán)格線性正比計量精度高的特點。應(yīng)用于輸送泵還具有自吸能力好，流量穩(wěn)定，壓力高，高效節(jié)能的特點(消防泵和樓宇自來水輸送泵等)。應(yīng)用于真空泵還具有真空度高(大流量時可取代離心式除塵負(fù)壓風(fēng)機，可提高除塵器過濾壓差，提高濾塵效果，高效節(jié)能)的特點，應(yīng)用于水利提水泵節(jié)能意義重大，用于取代水輪機進行水力發(fā)電，可進一步提高能源利用率。因此應(yīng)用面極其廣泛，效果及其理想。
[0008]由于采取等速雙曲柄機構(gòu)傳動，因此工作轉(zhuǎn)速不再受制造精度等限制，理論上轉(zhuǎn)速無極限，可通過高的設(shè)計轉(zhuǎn)速實現(xiàn)減小自身及驅(qū)動裝置的體積和重量。各相互摩擦的密封面的接觸壓力小而穩(wěn)定、不受工作載荷的影響，雙曲柄機構(gòu)只承擔(dān)維持活塞平行移動姿態(tài)的作用，受力只與活塞運動摩擦阻力有關(guān)，載荷低，因此結(jié)構(gòu)強度要求低、占用體積小、磨損小、損耗低。
[0009]本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品還通過在其活塞、始末端隔斷體外表面包覆一層密封材料，從而不僅提升了活塞和始末端隔斷體的密封性能，還可通過選擇適當(dāng)?shù)拿芊獠牧虾瓦m當(dāng)?shù)拿芊獠牧虾穸群徒Y(jié)構(gòu)，使相對滑動的密封面間為非剛性接觸，具有一定的防卡滯性能，降低了對工作介質(zhì)及過濾裝置的要求，擴大了容積式泵的應(yīng)用范圍(如水利提水泵和水電站水動力裝置等)。還通過在轉(zhuǎn)子端部側(cè)蓋的外圓柱面與殼體內(nèi)圓柱面之間增設(shè)一異形截面的密封圈，截面形狀為由四分之三的圓和兩條與之相切，相互垂直，長度與圓的半徑相等的直線段構(gòu)成，直線段位于殼體端面和轉(zhuǎn)子側(cè)蓋外圓柱面處，解決了普通密封圈不能解決的環(huán)形工作缸特需的沿圓周方向的密封問題，從而實現(xiàn)所有相關(guān)部件間的無間隙密封，還具備了良好的截流性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖1為本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品液壓泵等工作過程分解示意圖。
[0011]附圖2為本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品液壓泵等結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖3為本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品中雙曲柄傳動機構(gòu)原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖4為本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品液壓泵等的密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖5為本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品液壓泵等流量特性示意圖。[0015]附圖6為本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品大流量泵(除塵風(fēng)機等)的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品液壓泵等的工作原理及【具體實施方式】做進一步的說明:
如圖la、圖2可見本發(fā)明實施例液壓泵主要由殼體(1)，殼體端蓋(3)，始末端隔斷體
(4)，轉(zhuǎn)子芯塊(5)，轉(zhuǎn)子側(cè)蓋(6)、(7)，活塞(8)、(9)，連桿(10)、(11)和多聯(lián)曲柄環(huán)(12)等組成。轉(zhuǎn)子芯塊(5)位于殼體(I)內(nèi)，轉(zhuǎn)子側(cè)蓋(6)、(7)位于轉(zhuǎn)子芯塊(5)兩端，殼體(I)與轉(zhuǎn)子形成一密閉的環(huán)形缸體。始末端隔斷體(4)位于殼體(I)上，構(gòu)成一圓“C”形環(huán)形缸?；钊?8)、(9)位于轉(zhuǎn)子芯塊(5)的兩個對稱分布的圓形凹槽中，由轉(zhuǎn)子芯塊(5)兩端的轉(zhuǎn)子側(cè)蓋(6)、(7)固定，并可沿圓形截面凹槽軸線轉(zhuǎn)動，扇形截面外圓弧半徑與轉(zhuǎn)子芯塊(5)圓形截面凹槽的半徑相等，活塞(8)、(9)的外圓柱面與殼體(I)的內(nèi)圓柱面相切，從而分割出相互密閉隔絕的高低壓工作腔。殼體(I)上的流體進出口位于始末端隔斷體(4)兩側(cè)，分別與高低壓工作腔相連通?；钊?8)、(9)上的動力傳輸由一側(cè)轉(zhuǎn)子側(cè)蓋(6)上的驅(qū)動軸完成，從而具備了容積式泵(馬達)的基本結(jié)構(gòu)和基本工作要素。圖1 a?e依次顯示了本發(fā)明實施例液壓泵中一個活塞(活塞A)從開始工作到工作結(jié)束的過程，同時也顯示了另一個活塞(活塞B)結(jié)束工作后穿越始末端隔斷體回到工作起始端。圖1d顯示始末端隔斷體
(4)內(nèi)圓柱面截面圓弧弧長大于轉(zhuǎn)子芯塊(5)圓柱體截面外圓圓弧位于圓形截面凹槽缺口部分的弧長，圖ld、e顯示始末端隔斷體(4)在轉(zhuǎn)子芯塊(5)上的圓形截面凹槽經(jīng)過時始終密閉隔斷可靠?；钊?8)、(9)非圓柱形表面上開有通油槽(2)，不僅避免了困油現(xiàn)象，還使活塞(8)或(9)在穿越首末端隔斷時始終保持只在其中一側(cè)工作腔內(nèi)移動的狀態(tài)(如圖1c所示)，避免了移動中造成所處工作腔容積的額外變化，確保了理論上任意時刻流量與驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速都始終保持嚴(yán)格的線性正比關(guān)系。其轉(zhuǎn)子角位移/缸容積變化關(guān)系如圖(5)所示。特別適合計量泵和流量計的制造(與目前腰形凸輪和橢圓齒輪式結(jié)構(gòu)流量計相比流量線性精準(zhǔn)，并獨具結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低等特點)。采用通油槽結(jié)構(gòu)可以使過渡過程中始末端隔斷體(4)與活塞(8)或(9)之間間隙可以近于零，最大限度的減小液體流動阻力和無工效回返空間，使其自吸能力最大化。圖1e顯示活塞的扇形截面外圓弧弧長大于同半徑圓周長的二分之一，由圖la、d、e、f可見，兩個活塞實現(xiàn)了無縫隙交替接續(xù)的穩(wěn)定工作。由圖2可見，連桿(10)、(11) 一端與活塞(8)、(9)固定連接，另一端通過鉸銷(13)、(14)與多聯(lián)曲柄(12)鉸接。由于整體結(jié)構(gòu)需要，多聯(lián)曲柄(12)采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，多聯(lián)曲柄(12)位于一側(cè)殼體端蓋(3)上，可沿其內(nèi)側(cè)平面轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動圓心與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動圓心間距離e等于連桿(10)、
(11)的有效工作長度el、e2，多聯(lián)曲柄(12)有效工作長度L1、L2等于活塞(8)、(9)自轉(zhuǎn)中心與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的距離J1、J2，從而形成了如圖3所示由轉(zhuǎn)子側(cè)蓋(7)和多聯(lián)曲柄(12)兩個等長的曲柄一個連桿(10 )或(11)構(gòu)成的兩組等速雙曲柄傳動機構(gòu)(兩組機構(gòu)的轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分曲柄和多聯(lián)曲柄部分曲柄分別組合制造同成一個零件，同一零件上兩部分位置相差180° )，由于活塞(8)、(9)與連桿(10)、(11)固定連接，從而實現(xiàn)了如圖1 a?e所示的活塞繞圓平移和穿越循環(huán)工作。由圖2a可見，輔助連桿(20)通過鉸銷(15)與多聯(lián)曲柄鉸接。鉸銷(15)與鉸銷(13)、(14)各相差90°相位角，當(dāng)連桿(10)、(11)處于圖示的死點位置時，仍能借助輔助連桿(20)接續(xù)傳動，實現(xiàn)無障礙連續(xù)傳動。
[0017]由圖1、圖2還可見，各零部件均結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，核心零部件僅需普通的車銑磨等加工即可，無需特殊設(shè)備和工裝，一般小型機械加工企業(yè)都可以直接投產(chǎn)，且零部件數(shù)量少，因此成本低，技術(shù)門檻低。各轉(zhuǎn)動部件結(jié)構(gòu)或運動狀態(tài)可做到完全對稱，因此可以高速運轉(zhuǎn)而無振動、噪音。傳動裝置通過采取密封措施可以和工作部分隔絕開，工作介質(zhì)與潤滑劑不再相互影響，可用于制造水泵，食品泵及化工泵等。工作中液體流動順暢無紊流損耗，因此效率高，還可以用于粘稠液體和流質(zhì)類液體的輸送。由于容積式泵(馬達)具有效率高的特點，如圖6所示，通過采用板材焊接或鑄造結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)大流量，替代離心式泵應(yīng)用于大型水利提水泵等，可提高工作效率，降低能耗，節(jié)約大量能源；應(yīng)用于旋移活塞式水力馬達可替代水輪機進行水力發(fā)電可提高能源的利用率；替代離心式風(fēng)機應(yīng)用于除塵負(fù)壓風(fēng)機，可降低驅(qū)動裝置的功率，從而降低能耗，同時還能形成更高的真空度，增大過濾裝置工作壓差，從而增加風(fēng)流量。還可以雙向工作，實現(xiàn)離心泵不能的實現(xiàn)的工作狀態(tài)，簡化某些應(yīng)用離心泵裝置的結(jié)構(gòu)，或變更其工作方式，產(chǎn)生意想不到的效果。因此應(yīng)用面極廣。
[0018]如附圖4、圖2 (a)所示，本發(fā)明還通過在所述活塞(8)、(9)外包覆一層密封材料
(16)，始末端隔斷體(4)外表面包覆一層密封材料(17)，從而提升了活塞(8)、(9)和始末端隔斷體(4)的密封性能。通過在轉(zhuǎn)子側(cè)蓋(6)、(7)的外圓柱面與殼體(I)內(nèi)圓柱面之間增設(shè)一異形截面的密封圈(18)、( 19)，截面形狀為由四分之三的圓和兩條與之相切，相互垂直，長度與圓的半徑相等的直線段構(gòu)成，直線段位于殼體(I)端面和轉(zhuǎn)子側(cè)蓋(6)、(7)外圓柱面處，解決了普通密封圈不能解決的沿圓周方向的密封問題，從而實現(xiàn)所有相關(guān)運動部件間無間隙密封。
【權(quán)利要求】
1.帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品及部分實例，其特征為包括一由多個部件共同構(gòu)成的圓“C”形環(huán)形缸體，至少兩個活塞，一個轉(zhuǎn)子，至少與活塞數(shù)量對應(yīng)相等的多組雙曲柄傳動機構(gòu)；所述活塞與雙曲柄傳動機構(gòu)中連桿固定連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品，其特征為:所述圓“C”形環(huán)形缸體由殼體、轉(zhuǎn)子共同構(gòu)成；所述殼體有一圓柱形內(nèi)表面，所述轉(zhuǎn)子包括芯塊和其兩端的側(cè)蓋部分；所述轉(zhuǎn)子芯塊部分為一圓柱體，軸線與殼體內(nèi)圓柱形表面軸線相重合；所述轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分為餅狀圓柱體，位于轉(zhuǎn)子芯塊部分兩側(cè)端部，外圓柱面與殼體內(nèi)圓柱面密閉觸合，一側(cè)側(cè)蓋端面軸心處上還包括一驅(qū)動(輸出)軸部分；所述殼體其圓柱形內(nèi)表面上還包括一向軸心凸起的始末端隔斷體部分，位于始末端隔斷體兩側(cè)的圓柱形內(nèi)表面上開有流體進出口 ；所述殼體始末端隔斷體部分為一截面呈一段“C”形環(huán)狀的凸起，端部與轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分內(nèi)端面密閉觸合，內(nèi)圓柱面與轉(zhuǎn)子芯塊部分外圓柱面密閉觸合；所述轉(zhuǎn)子芯塊部分沿周向還均布有數(shù)量與活塞數(shù)量相等的圓形截面凹槽；所述殼體始末端隔斷體部分內(nèi)圓柱面截面圓弧的弧長不小于轉(zhuǎn)子芯塊部分外圓柱面截面圓弧位于圓形截面凹槽槽口部分的弧長；所述活塞為一截面呈近似圓扇形的柱面體結(jié)構(gòu)，軸心處包括一傳動軸結(jié)構(gòu)，通過軸心處傳動軸和轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分上的圓孔安裝于轉(zhuǎn)子芯塊部分的圓形截面凹槽中，并可沿圓形截面凹槽軸線轉(zhuǎn)動，外圓柱面與圓形截面凹槽內(nèi)圓柱面密閉觸合，端面與轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分內(nèi)端面密閉觸合，位于工作位置時活塞的外圓柱面與殼體圓柱形內(nèi)表面相切而密閉觸合，扇形截面外圓弧弧長不小于同半徑圓周長的N分之一(N為扇形柱面體活塞的個數(shù));所述雙曲柄傳動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分、連桿和多聯(lián)曲柄；所述連桿位于轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分的外偵牝一端通過活塞軸心處傳動軸部分外伸端部與活塞固定連接，另一端與多聯(lián)曲柄鉸接；所述多聯(lián)曲柄包括多個曲柄部分，為多個曲柄的共合體；所述轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分還包括多個曲柄部分，為另一組多個曲柄的共合體；所述多聯(lián)曲柄，安裝在殼體的端蓋部分上，可沿殼體端蓋內(nèi)平面轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動中心與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸心間距離等于連桿的有效工作長度，各曲柄有效工作長度等于扇形柱面體活塞自轉(zhuǎn)中心與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的距離；當(dāng)活塞數(shù)量為2時，還至少包括一輔助雙曲柄傳動機構(gòu)，其連桿有效工作長度等于其他連桿，分別與轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分和多聯(lián)曲柄兩個曲柄共合體鉸接，并與其他雙曲柄傳動機構(gòu)保持一恰當(dāng)?shù)南辔唤恰?br> 3.一種旋移活塞式液壓泵(馬達)，其特征為包括權(quán)利要求1、權(quán)利要求2所述全部技術(shù)特征。
4.一種旋移活塞式流量計(計量泵)，包括轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角檢測裝置、量值轉(zhuǎn)換顯示裝置等，其特征為:包括權(quán)利要求1、權(quán)利要求2所述全部技術(shù)特征。
5.一種旋移活塞式流體輸送泵，其特征為包括權(quán)利要求1、權(quán)利要求2所述全部技術(shù)特征。
6.一種旋移活塞式真空泵，其特征為包括權(quán)利要求1、權(quán)利要求2所述全部技術(shù)特征。
7.一種旋移活塞式水力發(fā)電動力機,其特征為包括權(quán)利要求1、權(quán)利要求2所述全部技術(shù)特征。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述帶有旋移活塞結(jié)構(gòu)的所有泵類和它類相關(guān)產(chǎn)品，其特征為:所述活塞、始末端隔斷體外表面包覆有一層密封材料；所述轉(zhuǎn)子側(cè)蓋部分的外圓柱面與殼體間有一異形截面的密封圈，所述異形截面的形狀為由四分之三的圓和兩條與之相切，相互垂直，長度與圓的半徑相等的直線段構(gòu)成。
【文檔編號】F04C2/08GK103671087SQ201210329989
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月9日
【發(fā)明者】王五一 申請人:王五一