轉動裝置及應用其的流體馬達、發(fā)動機、壓縮機和泵的制作方法

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轉動裝置及應用其的流體馬達、發(fā)動機、壓縮機和泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種轉動裝置及應用其的流體馬達、發(fā)動機、壓縮機和泵。該轉動裝置中，通過膨脹活塞環(huán)與星輪密封法蘭之間的氣膜潤滑設計或液膜潤滑設計實現缸體圓筒形內腔的非接觸密封，使轉動裝置能夠運行于高頻率-無油的工作環(huán)境中。
【專利說明】轉動裝置及應用其的流體馬達、發(fā)動機、壓縮機和泵

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及流體機械【技術領域】，尤其涉及一種轉動裝置及應用該轉動裝置的流體馬達、發(fā)動機、壓縮機和泵。

【背景技術】
[0002] 動力轉換裝置是一種將機械能與流體壓力能間進行相互轉換的能量轉換裝置，例如包括發(fā)動機、流體馬達、壓縮機以及泵。在發(fā)動機的傳統(tǒng)領域里，主要有往復活塞式四沖程發(fā)動機、三角轉子發(fā)動機、燃氣輪機等機械結構。在流體馬達的傳統(tǒng)領域里，主要有活塞式、葉片式、齒輪式等機械構造。在壓縮機和泵的傳統(tǒng)領域里，主要有柱塞式、葉片式、齒輪式、螺桿式和渦旋式等機械結構。對于傳統(tǒng)的動力轉換裝置來講，由于其主要運動元件均采取滑動摩擦形式，造成大量能量消耗在動力轉換裝置內部，導致其能量轉換效率低下。
[0003] 本發(fā)明的申請人:于2010年6月提出了一種星旋式轉動裝置及應用其的流體機械裝置（專利申請?zhí)枺?01010196950. 8)。如圖1所示，該星旋式轉動裝置包括：含圓筒空腔的缸體和由缸體兩側的缸體密封端蓋支撐的主軸，中心太陽輪滾筒套設于主軸上；中心太陽輪滾筒的外圓筒面及缸體的內圓筒面構成環(huán)形活塞空間；環(huán)形活塞空間可通過第一組通孔與流體進/出口相連通，可通過第二組通孔與流體出/進口相連通；行星活塞輪以滾動方式置于環(huán)形活塞空間內，其伸出環(huán)形活塞空間外的兩端通過一連接件連接到主軸上；行星活塞輪為圓柱滾輪；隔離結構位于環(huán)形活塞空間內，第一組通孔和第二組通孔之間，用于將環(huán) 形活塞空間隔離為兩個容積可變工作空間；行星活塞輪，在兩個容積可變工作空間的流體壓力差的作用下沿環(huán)形活塞空間內運動。然而，上述星旋式轉動裝置及應用其的各類流體機械裝置中，由于隔離機構的運動并不是完全的連續(xù)運動，由于其噪音問題難于避免，極大的限制了其在噪音要求較高環(huán)境下的應用。
[0004] 偏心轉子式壓縮機為現有壓縮機的一種。圖2為現有技術偏心轉子式壓縮機的結構示意圖。該偏心轉子式壓縮機可參照參考文獻2(專利申請?zhí)枺?00780027498.9)中。請參照圖2,該滾動轉子式壓縮機包括缸體1，滾動轉子2、偏心套3、帶有偏心曲軸部分的驅動軸4、擺動擋塊、螺旋彈簧。在驅動軸4的偏心曲軸部分與滾動轉子2之間設置能在他們之間靈活轉動的偏心套3,從而使?jié)L動轉子2的偏心距得以調整并在工作中實現柔性滾動接觸密封。偏心套3-面繞驅動軸做公轉，一面繞偏心中心做自轉。而擺動擋塊的轉動部分在螺旋彈簧的彈簧力作用下，以擺動部分緊壓在滾動轉子2的外圓表面上，實現擺動式隔離。該類型的偏心轉子式壓縮機具有結構簡單、運轉平穩(wěn)等優(yōu)點，在壓縮機領域有十分廣闊的應用。
[0005] 在上述偏心轉子式壓縮機中，由于其頻率較低，并且可以工作在油潤滑情況下，因此其缸體密封問題較容易解決。然而，至今為止，上述的偏心轉子結構并沒有應用到流體馬達和發(fā)動機領域。究其原因，乃是由于在高頻率、無油工作環(huán)境下的缸體密封的問題遲遲未得到解決，從而極大的限制了該種偏心轉子結構在發(fā)動機和流體馬達等場景下的應用。

【發(fā)明內容】

[0006] (一）要解決的技術問題
[0007] 鑒于上述技術問題，本發(fā)明提供了一種轉動裝置及應用該轉動裝置的流體馬達、發(fā)動機、壓縮機和泵。
[0008] (二）技術方案
[0009] 根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種轉動裝置。該轉動裝置包括：缸體，呈圓筒形；前/后密封端蓋，分別密封連接于缸體的前/后兩端，與缸體共同構成一圓筒形內腔；主軸，由缸體和/或前/后密封端蓋可轉動地支撐，其中心軸線與圓筒形內腔的中心軸線重合；轉子組件，套設于主軸位于圓筒形內腔的部分，通過在圓筒形內腔中做旋轉運動形成軸向延伸的密封工作空間；隔離機構，其末端與轉子組件相密封，從而將軸向延伸的密封工作空間分隔為相互獨立的，分別通過設置于缸體上的第一組通孔和第二組通孔與缸體外側相連通的第一容積可變腔室和第二容積可變腔室；以及缸體密封組件，位于圓筒形內腔中轉子組件的外側，包括：兩星輪固定法蘭，分別設置于圓筒形內腔中轉子組件的外側，與轉子組件聯動，其外圓柱面的中部開設鑲嵌槽；兩膨脹活塞環(huán)，分別膨脹固定于兩星輪固定法蘭外圓柱面的鑲嵌槽內，與缸體的內圓筒面密封配合，且與鑲嵌槽的底部和側壁具有預設尺寸的間隙；由該間隙泄露出的微量流體在星輪固定法蘭的旋轉運動帶動下形成流體膜，該流體膜實現圓筒形內腔的密封。
[0010] 根據本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種流體馬達。該流體馬達包括上述的轉動裝置，該轉動裝置的第二組通孔與高壓流體進口相連通；第一組通孔與低壓流體出口相連通。
[0011] 根據本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種發(fā)動機。該發(fā)動機包括上述的轉動裝置，該轉動裝置的第二組通孔與燃燒室相連通；第一組通孔與廢氣排出口相連通。
[0012] 根據本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種壓縮機。該壓縮機包括上述的轉動裝置；該轉動裝置的第二組通孔與低壓壓縮介質輸入口相連通，第一組通孔與壓縮后高壓壓縮介質的排出口相連通。
[0013] 根據本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種泵。該泵包括上述的轉動裝置；該轉動裝置的第一組通孔與流體進口相連通；第二組通孔與流體出口相連通。
[0014] (三）有益效果
[0015] 從上述技術方案可以看出，本發(fā)明轉動裝置及應用該轉動裝置的流體機械裝置具有以下有益效果：
[0016] (1)通過膨脹活塞環(huán)與星輪固定法蘭之間的氣膜潤滑設計或液膜潤滑設計實現缸體圓筒形內腔的非接觸密封，使轉動裝置能夠運行于高頻率-無油的工作環(huán)境中，實現了轉動裝置的高效低耗旋轉密封；
[0017] (2)在偏心轉子式轉動裝置中，對偏心轉子組件的兩側端面實施關鍵的精細密封設計，將偏心曲軸與星輪固定法蘭連接，兩者無相對運動，做到零泄漏，滾動活塞輪的兩側端面與內圓筒面與鄰接零件構成了無機械接觸的L型迷宮狀密封，使高速旋轉的滾動活塞輪的兩側端面在滾動軸承的徑向和軸向精密定位的保證下，得以長期維持穩(wěn)定預設的磨擦境界面微小間隙，有效控制了轉動裝置中流體的泄漏；
[0018] (3)通過旋閥體氣動復位銷釘的運動來實現進氣（液）口的自動打開和關閉，氣動復位銷釘的這一復合閥門功能，不僅簡化了機械構造，而且提高了彈性元件的工作可靠性與壽命；
[0019] (4)通過將黃金律理念引入至轉動裝置中，可以優(yōu)化缸體、太陽輪及滾柱行星活塞輪的尺寸，進而提高星旋式轉動裝置的運行效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為現有技術可用于流體馬達和發(fā)動機的星旋式轉動裝置的結構示意圖；
[0021] 圖2為現有技術偏心轉子式壓縮機的結構示意圖；
[0022] 圖3A為本發(fā)明實施例轉動裝置的剖視圖；
[0023] 圖3B為圖3A所示轉動裝置在進氣口開通狀態(tài)沿A-A方向的剖視圖；
[0024] 圖3C為圖3A所示轉動裝置在進氣口關閉狀態(tài)沿A-A方向的剖視圖；
[0025] 圖4A為圖3所示轉動裝置缸體內圓筒面內部各元件的剖視圖；
[0026] 圖4B為圖3所示轉動裝置缸體內圓筒面內部各元件的立體圖；
[0027] 圖4C為圖3A所示轉動裝置中星輪固定法蘭、滾動活塞輪、偏心曲軸及滾動軸承結合部的局部放大圖；
[0028] 圖5為本發(fā)明實施例轉動裝置中膨脹活塞環(huán)與缸體、星輪固定法蘭之間摩擦情況的不意圖；
[0029] 圖6A為本發(fā)明另一實施例轉動裝置中缸體密封組件中膨脹活塞環(huán)與星輪固定法蘭外圓柱面鑲嵌槽匹配的示意圖；
[0030] 圖6B為本發(fā)明再一實施例轉動裝置中缸體密封組件中膨脹活塞環(huán)與星輪固定法蘭外圓柱面鑲嵌槽匹配的示意圖；
[0031] 圖6C為本發(fā)明再一實施例轉動裝置中缸體密封組件中膨脹活塞環(huán)與星輪固定法蘭外圓柱面鑲嵌槽匹配的示意圖；
[0032] 圖7A至圖7H為本發(fā)明實施例流體馬達工作流程的示意圖；
[0033] 圖8為本發(fā)明實施例包含兩轉動裝置的流體馬達的剖視圖。
[0034] 圖9A為本發(fā)明實施例只包含一轉動裝置的流體馬達的輸出扭矩曲線；
[0035] 圖9B為本發(fā)明實施例包含兩轉動裝置的流體馬達的輸出扭矩曲線。

【具體實施方式】
[0036] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬【技術領域】中普通技術人員所知的形式。雖然本文可提供包含特定值的參數的示范，但應了解，參數無需確切等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似于相應的值。此外，以下實施例中提到的方向用語，例如"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"等，僅是參考附圖的方向，并非用來限制本發(fā)明。
[0037] 本發(fā)明申請人:在多年生產實踐的基礎上，借鑒上述現有技術中偏心轉子式壓縮機的構造，提出了一種借助活塞輪固定法蘭和膨脹活塞環(huán)進行缸體密封的轉動裝置及應用該轉動裝置的流體馬達、發(fā)動機、壓縮機和泵，以實現缸體非機械接觸式的可靠密封。為方便理解，首先將本發(fā)明中所涉及主要元件進行編號說明，如下所示：
[0038] 110-缸體； 111-缸體主體；
[0039] 112-前缸蓋； 113-后缸蓋；
[0040] 120、130-前/后端蓋； 140-氣缸頭；
[0041] 200-主軸； 300-轉子組件；
[0042] 310-偏心曲軸； 320-滾動軸承；
[0043] 330-滾動活塞輪； 400-旋閥式隔離機構；
[0044] 411-容放凹槽； 412-旋閥體；
[0045] 420-旋閥體復位機構； 421-銷釘盲孔；
[0046] 422-復位銷釘； 423-旁路；
[0047] 600-缸體密封組件； 611、612-星輪固定法蘭；
[0048] 621、621'、622_膨脹活塞環(huán)；621a_球形滾珠；
[0049] 630-平衡配重塊； 640-法蘭曲軸定位銷釘；
[0050] A-第一轉動裝置； B-第二轉動裝置；
[0051] C-密封隔板。
[0052] 轉動裝置
[0053] 在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供了一種轉動裝置。圖3A為本發(fā)明實施例轉動裝置的剖視圖。圖3B和圖3C分別為圖3A所示轉動裝置在兩個狀態(tài)時沿A-A方向的剖視圖。請參照圖3A和圖3B，該轉動裝置包括：缸體110,呈圓筒形，由缸體主體111和分別設置在該缸體主體111前/后端面的前缸蓋112和后缸蓋113共同構成；前/后密封端蓋 (120U30)，分別密封連接于缸體的前/后兩端的缸蓋上，與缸體共同構成一圓筒形內腔；主軸200,由缸體110和/或前/后密封端蓋（120、130)可轉動地支撐，其中心軸線與圓筒形內腔的中心軸線重合；轉子組件，套設于主軸位于圓筒形內腔的部分，通過在圓筒形內腔中做旋轉運動形成軸向延伸的密封工作空間；隔離機構，其前端與轉子組件相密封，從而將軸向延伸的密封工作空間分隔為相互獨立的第一容積可變腔室和第二容積可變腔室，該第一容積可變腔室和第二容積可變腔室分別通過設置于缸體上的第一組通孔和第二組通孔與缸體外側相連通；以及缸體密封組件600,位于圓筒形內腔中轉子組件的外側，用于實現密封工作空間的密封。其中缸體密封組件600,包括：兩星輪固定法蘭￠11和612)，分別設置于前/后端蓋內側的圓筒形內腔中，與轉子組件聯動，并通過鍵與主軸配合，其外圓柱面的中部開設鑲嵌槽；兩膨脹活塞環(huán)出21、622)，分別膨脹固定于兩星輪固定法蘭外圓柱面的鑲嵌槽內，與缸體的內圓筒面密封配合，且與鑲嵌槽的底部和側壁具有預設尺寸的間隙；由該間隙泄露出的微量流體在所述星輪固定法蘭的旋轉運動帶動下形成流體膜，該流體膜實現所述圓筒形內腔的密封。該預設尺寸介于〇. 〇2mm?0. 3mm之間。
[0054] 以下分別對本實施例轉動裝置的各個組成部件進行詳細說明。
[0055] 缸體110呈圓筒形，具有一內圓筒面。缸體110包括缸體主體111、分別設置在該缸體主體111前/后端面的前缸蓋112和后缸蓋113。在缸體主體111外側的預設位置，一般為上方，設置氣缸頭140。后續(xù)隔離機構的旋閥體及其復位機構均對應該氣缸頭140的位置進行設置，這些內容將在下文進行詳細說明。
[0056] 前/后密封端蓋（120和130)，分別密封連接于缸體110前/后缸蓋（112和113) 的前/后兩端，與缸體110共同構成一圓筒形內腔。該圓筒形內腔即為本實施例轉動裝置的工作區(qū)域。
[0057] 主軸200由設在缸體前/后缸蓋（112和113)上的滾動軸承進行可轉動的徑向定位支撐；而其軸向定位則由壓在滾動軸承外套圈端面上的前/后密封端蓋（120和130)的精密調節(jié)完成支撐，其中心軸線與圓筒形內腔的中心軸線重合。主軸200在圓筒形內腔的外部和內部之間傳遞扭矩，以壓縮機為例：該主軸200的第一部分位于圓筒形內腔外，與外界動力源相接，將外界動力源輸入的扭矩傳輸至圓筒形內腔；第二部分位于圓筒形內腔內，利用外界動力源輸入的扭矩帶動偏心轉子組件300轉動。
[0058] 需要說明的是，雖然本實施例中主軸只有一端伸出圓筒形內腔外，由一側輸入或輸出扭矩，但是，本發(fā)明同樣包括主軸兩端均伸出圓筒形內腔外，由兩端輸入或輸出扭矩的情況。本領域技術人員應當很清楚的明了此種技術方案如何實現，此處不再贅述。
[0059] 轉子組件套設于主軸200位于圓筒形內腔的部分，通過在圓筒形內腔內做旋轉運動形成軸向延伸的密封工作空間。
[0060] 隔離機構的前端與轉子組件相密封，從而將上述密封工作空間分隔為相互獨立的第一容積可變腔室和第二容積可變腔室，該第一容積可變腔室和第二容積可變腔室分別通過設置于缸體上的第一組通孔和第二組通孔與缸體外側相連通。
[0061] 圖4A為圖3所示轉動裝置中缸體內圓筒面內部各元件的剖視圖。圖4B為圖3所示轉動裝置中缸體內圓筒面內部各元件的立體圖。請參照圖4A和圖4B，在本實施例中，轉子組件為偏心轉子組件300。該偏心轉子組件300套設于主軸200位于圓筒形內腔的部分，包括：偏心曲軸310,套設于主軸200位于圓筒形內腔的部分，其中心軸線與主軸200的中心軸線相互平行且錯開預設距離；滾動活塞輪330,套設于偏心曲軸310上，其中心軸線與偏心曲軸310的中心軸線重合。該滾動活塞輪330沿缸體110的內圓筒面滾動，缸體110 的內圓筒面和滾動活塞輪330的外圓柱面之間形成軸向延伸的月牙形密封工作空間。
[0062] 本實施例轉動裝置中，偏心曲軸的偏心量e的選擇，是機構設計的關鍵，其不能設計的過大或過小。以馬達為例，偏心量太小，偏心曲軸的直徑太大，馬達的輸出扭矩就越?。?偏心量e太大，雖然扭矩變大，但馬達啟動所需要的瞬時功率就越大，設備啟動困難，實用性受到影響。只有當偏心量e介于R/8?R/5之間時，才能在大扭矩和低啟動功率下取得平衡，達到實用性的要求，其中R為缸體內圓筒面的半徑。例如，在應用本發(fā)明所制備的5 臺流體馬達中，偏心量e的取值分別為：R/8 ;R/7 ;R/6 ;R/6 ;R/5。實驗證明，該5臺流體馬達的運轉效率均達到了設計要求。
[0063] 為了減小偏心曲軸310和滾動活塞輪330之間的摩擦，本實施例轉動裝置還包括：至少兩滾動軸承320,對稱地套設于偏心曲軸310上，其內套圈固定于偏心曲軸310,其外套圈固定于滾動活塞輪330,以隔絕兩者的轉動。該些滾動軸承與滾動活塞輪之間的預緊彈性力將滾動活塞輪壓緊于圓筒形內腔的內圓筒面，使圓筒形內腔的內圓筒面和滾動活塞輪的外圓柱面形成軸向延伸的月牙形密封腔室。
[0064] 為了實現缸體的可靠密封，請參照圖4A，星輪固定法蘭呈朝向圓筒形內腔中心的 "L"形；兩星輪固定法蘭套設于主軸上，偏心曲軸套設于兩側"L"形星輪固定法蘭的內側。位于同一側的星輪固定法蘭與偏心曲軸一體成型或分別成型。偏心曲軸與星輪固定法蘭之間無相對運動，做到零泄漏，
[0065] 圖4C為圖3A所示轉動裝置中星輪固定法蘭、滾動活塞輪、偏心曲軸及滾動軸承結合部的放大圖。請參照圖4C，偏心曲軸的內側設置軸肩，滾動軸承的內圈固定于偏心曲軸的軸肩；滾動活塞輪側面與其外側星輪固定法蘭側面的對應位置之間，及偏心曲軸軸肩外側的部分與滾動活塞輪內圓筒面的對應位置之間，共同構成"L"形迷宮式密封。具體而言，"L"形迷宮式密封中，滾動活塞輪側面與其外側星輪固定法蘭側面的對應位置之間，及偏心曲軸軸肩外側的部分與滾動活塞輪內圓筒面的對應位置之間的間隙Λ介于〇.〇3_? 0. 06mm 之間。
[0066] 實踐證明，通過無機械接觸的"L"形迷宮狀密封，使高速旋轉的滾輪的兩側端面在星輪支撐滾動軸承的徑向和軸向精密定位的保證下，得以長期維持穩(wěn)定預設的磨擦境界面微小間隙，有效控制了泄漏。在應用本發(fā)明所制備的5臺流體馬達中，間隙△的取值分別為：0· 03mm ;0· 04mm ;0· 05mm ;0· 05mm ;0· 06mm。實驗證明，該5臺流體馬達圓筒形內腔的密封良好。
[0067] 此外，本領域技術人員應當清楚，除了上述偏心轉子組件外，該轉子組件還可以為其他類型的轉子組件，例如本發(fā)明的申請人:在之前專利中（專利申請?zhí)枺?01010196950. 8) 提出的星旋轉子組件。該星旋轉子組件包括：套設于主軸上的中心太陽輪滾筒及在中心太陽輪滾筒的外圓筒面及所述缸體的內圓筒面構成環(huán)形活塞空間滾動的若干個圓柱形行星活塞輪。
[0068] 請參照圖3B，本實施例中，隔離機構為旋閥式隔離機構400。該旋閥式隔離機構 400包括：旋閥體412和旋閥體復位機構420。該旋閥體412在旋閥體復位機構420的作用下，末端始終壓住滾動活塞輪的外表面，從而將月牙形密封工作空間分隔為相互獨立的第一容積可變腔室和第二容積可變腔室。
[0069] 缸體主體111上對應氣缸頭140的位置形成有一軸向延伸的、朝向圓筒形內腔敞開的容放凹槽。該旋閥體412配裝在該容放凹槽內并由該容放凹槽可轉動的支撐，并在預定的角度范圍內擺動。當偏心轉子組件的轉動至上部位置時，旋閥體412被壓入該容放凹槽內，呈壓入狀態(tài)。當偏心轉子組件轉動至下部位置時，旋閥體擺動至其最大位置，呈伸出狀態(tài)。該旋閥體412將所述軸向延伸的密封工作空間分隔為相互獨立的第一容積可變腔室和第二容積可變腔，定義其正面朝向的腔室為第二腔室，其背面朝向的腔室為第一腔室。
[0070] 在本實施例中，旋閥體與通過旋閥體轉動軸的缸體直徑的夾角ω遵循黃金分割率，g卩ω = (1-0. 618) Χ90° = 34. 38°。在本發(fā)明其他的實施例中，該ω可介于30°至 40°之間即可。
[0071] 實踐證明，通過將黃金律的理念引入至轉動裝置中，可以優(yōu)化缸體、太陽輪及滾柱行星活塞輪的尺寸，進而提高星旋式轉動裝置的運行效率。在應用本發(fā)明所制備的5臺流體馬達中，ω的取值分別為：30° ;32° ;35° ;38° ;40°。實驗證明，該5臺流體馬達的運轉效率均達到了設計要求。
[0072] 本實施例中，旋閥體為片狀結構，即旋閥片。但該旋閥體也可以是如圖2所示的半圓形結構等等。此外，本領域技術人員也應當清楚，除旋閥體及其復位機構之外，本發(fā)明隔離機構還可以采用其他類型的閥體，例如：旋閥片（專利申請?zhí)枺?00780027498. 9);閘閥 (專利申請?zhí)?201110322746. 0);旋閥體（專利申請?zhí)枺?01110145313. 2)等等。這些隔離機構的安裝方式可參考相關文獻，此處不再詳細描述。
[0073] 本實施例中，不論何種形式的隔離機構，由于偏心轉子組件的運動為360度連綿不斷的運動，從而隔離機構的運動也同樣為連續(xù)，升降角逐漸變化的運動，從而克服了隔離機構的沖擊噪聲問題。
[0074] 如圖3B和圖3C所示，旋閥體復位機構420用于使旋閥體始終壓設于滾動活塞輪的外圓柱面。在容放凹槽的底部，側對旋閥體位置，開有一個銷釘盲孔?？苫瑒用芊獾膹臀?銷釘422插入銷釘盲孔，其末端沿朝向旋閥體的方向。彈性件，位于所述復位銷釘422內側的銷釘孔內，其末端抵接于所述復位銷釘422的尾部，產生的彈性力使復位銷釘422的頭部沿朝向旋閥體的方向頂住旋閥體，實現所述旋閥體的復位密封。
[0075] 本領域技術人員同樣應當清楚，該旋閥體復位機構也可以為其他類型的復位機構，例如設置在缸體外部的機械式復位機構等。該些機械式復位機構在本申請的申請人:先前專利（專利申請?zhí)枺?01120071995. 2)中有詳細闡述，此處不再重述。
[0076] 請參照圖4A和圖4B，缸體密封組件600位于圓筒形內腔內，轉子組件的外側，包括：兩星輪固定法蘭（611和612)，分別設置于前/后端蓋（120和130)內側的圓筒形內腔中，與轉子組件聯動，并通過鍵與主軸配合，其外圓柱面的中部開設鑲嵌槽；兩膨脹活塞環(huán) (621和622)，分別膨脹固定于兩星輪固定法蘭￠11和612)外圓柱面的鑲嵌槽內，與缸體 110的內圓筒面密封配合（如圖5所示的緊固密封面），且與鑲嵌槽的底部和側壁具有預設尺寸的間隙，例如：〇. 〇2mm?0. 3mm的間隙。當轉子組件為偏心轉子組件時，該兩星輪固定法蘭與偏心曲軸通過法蘭曲軸固定銷釘固定。當轉子組件為星旋轉子組件時，該兩星輪固定法蘭與圓柱形行星活塞輪相連接。
[0077] 本領域技術人員應當清楚，在設置星輪固定法蘭進行密封的情況下，如果星輪固定法蘭（611和612)和缸體110內圓筒面之間采用接觸式機械密封，那么高速圓周轉動的星輪固定法蘭（611和612)與缸體110接觸部的磨擦必然很大，磨擦生熱，零件很快就會磨損甚至被燒壞，除非星輪固定法蘭（611和612)和缸體110泡在潤滑油里。而在高頻無油的工程需求中，這是根本不可能實現的。
[0078] 本實施例中，將膨脹活塞環(huán)（621和622)膨脹固定到星輪固定法蘭（611和612)外圓柱面中部的溝槽中，通過膨脹活塞環(huán)實現缸體圓筒形內腔工作區(qū)域的可靠密封。圖5為本發(fā)明實施例轉動裝置中膨脹活塞環(huán)與缸體、星輪固定法蘭之間摩擦情況的示意圖。以下結合圖5,對該活塞環(huán)與外側缸體內壁和內側星輪固定法蘭的磨損情況進行分析說明。
[0079] 請參照圖5,星輪固定法蘭（611和612)的外圓柱面與缸體110內圓筒面之間存在適當的間隙AC，即星輪固定法蘭（611和612)與缸體110內壁并不直接接觸，兩者之間不產生直接摩擦。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，星輪固定法蘭外圓柱面與缸體內圓筒面的間隙 0. 08mm < Δ C < 0. 3mm。
[0080] 多次實驗證明，當密封空間的細微間隙小于0. 02mm時，其泄露的氣體非常少，基本可以忽略不計。而當細微間隙大于0. 3_時，泄露氣體將會影響到容積可變密封空間。在本發(fā)明中，膨脹活塞環(huán)（621和622)和星輪固定法蘭（611和612)鑲嵌槽的側面和底部之間均具有〇. 〇2mm至0. 3mm的細微間隙，既保證了密封工作空間的基本完整，又能夠保證有微量氣體從該細微間隙中泄露出來，本發(fā)明實現圓筒形內腔密封的秘訣即在于該泄露出來的微量氣體。
[0081] 星輪固定法蘭（611和612)的旋轉運動會把微量氣體帶入該細微間隙里形成氣膜，產生流體潤滑效果，保證了星輪固定法蘭與活塞環(huán)的接觸面的磨擦損耗最小化，實現了對圓筒形內腔的高效低耗旋轉動態(tài)密封。此外，還需要說明的是，泄露出來的壓力流體在膨脹活塞環(huán)的軸向內外側形成壓力梯度差，即星輪固定法蘭內側的高壓氣體區(qū)和外側的低壓氣體區(qū)所形成的壓力梯度差。在缸體內由于氣體的進排氣周期性變化而產生的壓力脈沖影響下，膨脹活塞環(huán)（621和622)側面的位置會有微觀振動變化。
[0082] 由于膨脹活塞環(huán)和星輪固定法蘭之間存在細微間隙，因此兩者并不是緊密配合。在滾動活塞輪的偏心轉子組件在圓筒形內腔內滾動的過程中，與其固定的星輪固定法蘭隨其一起轉動，但膨脹活塞環(huán)并不隨星輪固定法蘭而轉動。因此，膨脹活塞環(huán)的外圓面和缸體的內圓筒面之間并沒有相對運動，兩者之間也沒有摩擦。
[0083] 基于上文論述，本領域技術人員應當能夠理解本實施例中通過膨脹活塞環(huán)的潤滑設計-氣膜潤滑設計或液膜潤滑設計實現非接觸密封的具體原理。請參照圖5，考慮到加工誤差與成本，在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，膨脹活塞環(huán)與鑲嵌槽側壁的細微間隙ΛΑ滿足：0.05mm彡ΛΑ彡0.3臟，該膨脹活塞環(huán)與鑲嵌槽底部的細微間隙ΛΒ滿足： 0. 1_彡ΛΒ彡0. 3_。膨脹活塞環(huán)為開口活塞環(huán)，其材料根據工況來選定，如高溫下可用離心鑄造青銅合金，常溫下采用高強度鋁合金等等。以下為應用本發(fā)明所制備的5臺流體馬達中各間隙的取值：
[0084] 在第一臺流體馬達中，Δ A = 0· 05mm, Δ B = 0· 3mm, Δ C = 0· 3mm ;
[0085] 在第二臺流體馬達中，Δ A = 0· 08mm，Δ B = 0· 25mm，Δ C = 0· 25mm ;
[0086] 在第三臺流體馬達中，ΔΑ = 0· 1mm, Δ B = 0· 2mm, Δ C = 0· 2mm ;
[0087] 在第四臺流體馬達中，Δ A = 0· 2mm，Δ B = 0· 1mm, Δ C = 0· 1mm ;
[0088] 在第五臺流體馬達中，ΔΑ = 0· 3mm, Δ B = 0· 05mm, Δ C = 0· 08mm。
[0089] 實驗證明，該5臺流體馬達的星輪固定法蘭和膨脹活塞環(huán)均實現了圓筒形缸體的可靠密封，長時間運轉良好，達到了預定的性能參數。本領域技術人員應當清楚，這些間隙的參數同樣適用于發(fā)動機、壓縮機和泵等其他類型的流體機械。
[0090] 在上述實施例的基礎上，本發(fā)明還提供了另外的幾種缸體密封組件。
[0091] 在第一種缸體密封組件中，為了保證滾動活塞輪區(qū)域的可靠密封，采用2道膨脹活塞環(huán)，如圖6A所示，該2道膨脹活塞環(huán)構成2級密封面，即圖中所示的一級密封面和二級密封面。該種構造比圖5所示的只有一級密封面的構造相比，其密封效果更好。當然，本領域技術人員可以根據需要來設置膨脹活塞環(huán)的道數，例如：3道、4道、5道。
[0092] 在第二種缸體密封組件中，膨脹活塞環(huán)和鑲嵌槽之間采用迷宮式密封，膨脹活塞環(huán)內環(huán)面與鑲嵌槽底部相互嚙合，從而優(yōu)化了密封的效果。舉例來講：膨脹活塞環(huán)的內環(huán) 呈鋸齒形狀，而鑲嵌槽的底部也呈對應的鋸齒形狀，從而構成齒型密封面，如圖6B所示。此夕卜，本領域技術人員應當了解，該鋸齒形狀還可以為不規(guī)則的凹凸結構或者條紋，也可以產生同樣的效果。
[0093] 在第三種缸體密封組件中，星輪固定法蘭鑲嵌槽的底部與膨脹活塞環(huán)的內環(huán)均為圓弧滾珠溝道形狀，兩者之間設置球形滾珠。在梯度壓力氣體作用下滾珠溝道會因為位置移動了一點距離λ，而把球形滾珠夾緊，膨脹活塞環(huán)內圓與星輪固定法蘭鑲嵌槽底部之間的微小密封用間隙（約0. 1_)由于有球形滾珠的可靠定位支撐而能夠做的很小，提高了密封精度，并且，夾緊的球形滾珠會對膨脹活塞環(huán)產生徑向壓力，使其更加緊貼氣缸壁固定，如圖6C所示。在大型流體機械中，膨脹活塞環(huán)與星輪固定法蘭的尺寸均較大，膨脹活塞環(huán) 的內圓面和星輪固定法蘭鑲嵌槽底部的間隙非常不容易控制，而采用滾珠較容易解決該問題。而該種類型的缸體密封組件的膨脹活塞環(huán)還可以采用分段制作，尤其適用于大型流體機械的情況。該球形滾珠可選用鋼球，而膨脹活塞環(huán)與星輪固定法蘭的滾珠溝道的材料可參考軸承的用材。
[0094] 本實施例中，由于轉子組件為偏心轉子組件，為了保證整臺星旋式轉動裝置的動平衡，必須要在合適的位置進行平衡配重。在以往的轉動裝置轉子組件中，平衡配重塊位于圓筒形內腔內，固定于偏心曲軸或者主軸上，而在本實施例中，星輪固定法蘭為平衡配重塊提供了合適載體。
[0095] 請參照圖4A和圖4B，在星輪固定法蘭的外側，偏心曲軸較輕的一邊對稱設置平衡配重塊630。該平衡配重塊一般呈不完整的圓環(huán)狀，通過法蘭曲軸固定銷釘固定在偏心曲軸上。
[0096] 相比于平衡配重塊位于圓筒形內腔的轉動裝置的設置，平衡配重塊配置于密封工作空間的外側更加有利于后期動平衡的調整。
[0097] 至此，已經結合附圖對本實施例轉動裝置進行了詳細描述。依據以上描述，本領域技術人員應當對本發(fā)明轉動裝置有了清楚的認識。以下將介紹幾種應用本實施例轉動裝置的流體機械裝置。
[0098] 流體馬達
[0099] 在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，還提供了一種流體馬達。該流體馬達包括上述轉動裝置，并且該轉動裝置中，第二容積可變腔室通過第二組通孔與高壓流體進口相連通；第一容積可變腔室通過第一組通孔與低壓流體出口相連通；高壓流體推動偏心轉子轉動，通過主軸將產生的扭矩傳遞至圓筒形內腔外。
[0100] 請參照圖3B和圖3C，其所示轉動裝置中包括特別應用于流體馬達和發(fā)動機的旋閥體復位機構。所述銷釘盲孔的頂端通過第一旁路與第二組通孔相連通，底部通過第二旁路與容放凹槽相連通，所述彈性件為進入所述銷釘孔內的高壓流體。當轉子組件滾過圓筒形空間的頂端時，旋閥體完全旋入容放凹槽內，復位銷釘的頂端位于銷釘盲孔的中部，將高壓流體進口與容放凹槽隔絕。當轉子組件滾過圓筒形空間的頂端后，在高壓流體作用下，復位銷釘向下運動，壓迫旋閥體從容放凹槽中旋出，復位銷釘的頂端運動至銷釘盲孔的底部，高壓流體通過第二組通孔、第一旁路、銷釘盲孔、第二旁路、容放凹槽進入第二容積可變腔室。
[0101] 以下將結合圖7A至圖7H，介紹本實施例流體馬達的工作沖程：
[0102] (1)在初始狀態(tài)，偏心轉子組件旋轉至圓筒形內腔的最上方，銷釘位于銷釘孔的最內側位置，旋閥體完全置于容放凹槽內，高壓流體進口與月牙形密封工作空間隔離，如圖7A 所示；
[0103] (2)隨后，在慣性作用下，滾動活塞輪沿逆時針方向滾動，偏離圓筒形內腔的最上方，銷釘從銷釘孔的最內側位置向下運動，旋閥體從容放凹槽內旋出，高壓流體進口與月牙形密封工作空間連通，并且連通的區(qū)域越來越大，工作流體沿高壓流體進口一第二組通孔 -銷釘盲孔一容放凹槽進入第二容積空間，在此過程中，高壓流體推動滾動活塞輪向前滾動，如圖7B至圖7H所示；
[0104] (3)滾動活塞輪轉動一周后，滾動活塞輪旋轉至圓筒形內腔的最上方，如圖7H所示，流體馬達回至初始狀態(tài)，同圖7A。
[0105] 圖9A為本發(fā)明實施例包括一臺轉動裝置的流體馬達輸出扭矩的示意圖。如圖9A 所示，該流體馬達輸出的扭矩并不平穩(wěn)，存在著輸出扭矩波峰和波谷的情況，在某些情況下存在啟動死點。
[0106] 在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，還提供了一種流體馬達。該流體馬達包括共用串聯的T臺上述轉動裝置，該T臺轉動裝置的任一臺轉動裝置中：第二組通孔與高壓流體進口相連通；第一組通孔與低壓流體出口相連通。T臺轉動裝置中至少兩臺轉動裝置的相位角Θ相互錯開的角度大于臨界區(qū)間角，轉動裝置的相位角Θ是指：自本周期的高壓流體做功沖程開始，轉子組件在圓筒形內腔中所轉動的角度；臨界區(qū)間角Θ i是指：從上一周期的低壓流體排出沖程開始至本周期的高壓流體做功沖程開始之間，轉子組件在圓筒形內腔中所需轉動的角度。其中，該取值一般介于20°?40°之間。并且，在本發(fā)明優(yōu)選地實施例中，T臺轉動裝置中相位相鄰的兩臺轉動裝置的相位角Θ相互錯開的角度為 360/T。例如：（1)以包含2臺轉動裝置的流體馬達為例，兩轉動裝置的相位角Θ相互錯開 180° ; (2)以包含3臺轉動裝置的流體馬達為例，3臺轉動裝置的相位角Θ在某一時刻為： 0。、120。、240。。
[0107] 以包括共用同一主軸的2臺轉動裝置的流體馬達為例，其剖面示意圖請參照圖8。在圖8所示的流體馬達中，左右兩個轉動裝置（A和B)由密封隔板C相隔離，兩者的滾動活塞輪的相位錯開180度，當一個轉動裝置的滾動活塞輪經過馬達的旋閥片氣門區(qū)域時，活塞滾輪沒有推力，即處于死點，但是相位錯開180度的另一個轉動裝置的活塞滾輪有推力，而且處于扭矩最大點，這樣就克服了起動死點問題。而且，兩個偏心曲軸滾動星輪的輸出合成扭矩。
[0108] 圖9B為本發(fā)明實施例包括并聯的2臺轉動裝置的流體馬達輸出扭矩的示意圖。對比圖9A和圖9B，可以看出，包括并聯的2臺轉動裝置的流體馬達輸出扭矩要平穩(wěn)的多，并且沒有死點。
[0109] 至此，已經結合兩個實施例對本發(fā)明流體馬達進行了詳細描述。依據以上描述，本領域技術人員應當對本發(fā)明流體馬達有了清楚的認識。
[0110] 發(fā)動機
[0111] 在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，還提供了一種發(fā)動機，該發(fā)動機包括上述轉動裝置，并且該轉動裝置中，第二容積可變腔室通過第二組通孔與燃燒室相連通；第一容積可變腔室通過第一組通孔與廢氣排出口相連通。由燃燒室進入的高壓氣體推動偏心轉子組件沿圓筒形內腔滾動，偏心轉子組件帶動主軸轉動，通過主軸將產生的扭矩傳遞至圓筒形內腔外。
[0112] 同理，流體馬達實施例中的旋閥體復位機構也同樣可以應用于本實施例發(fā)動機。并且，本實施例發(fā)動機的工作沖程與上述壓縮機的工作沖程類似，不同之處僅在于推動偏心轉子運動的不是高壓流體，而是在燃燒室內產生的高壓燃氣。
[0113] 同樣，為了保證發(fā)動機平穩(wěn)的輸出扭矩，避免啟動死點，在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，還提供了一種發(fā)動機。該發(fā)動機包括共用同一主軸的S臺上述的轉動裝置，其中 S > 2,其詳細構造同流體馬達中介紹的結構類似，此處不再重述。
[0114] 至此，已經結合附圖對本實施例發(fā)動機進行了詳細描述。依據以上描述，本領域技術人員應當對本發(fā)明發(fā)動機有了清楚的認識。
[0115] 壓縮機
[0116] 在本發(fā)明的再一個示例性實施例中，又提供了一種壓縮機。在該壓縮機中，該第一容積可變腔室為吸入腔，其通過第二組通孔與低壓壓縮介質輸入口相連通；該第二容積可變腔室為壓縮腔，即高壓腔，其通過排出第一組通孔與壓縮后高壓壓縮介質的排出口相連通。主軸將圓筒形內腔外的扭矩傳遞至圓筒形內腔內，通過偏心轉子組件以對壓縮介質進行壓縮。
[0117] 至此，已經結合附圖對本實施例壓縮機進行了詳細描述。依據以上描述，本領域技術人員應當對本發(fā)明壓縮機有了清楚的認識。
[0118] 泵
[0119] 在本發(fā)明的又一個示例性實施例中，又提供了一種泵。在該泵中，第一容積可變腔室通過第一組通孔與流體進口相連通；第二容積可變腔室通過第二組通孔與流體出口相連通。主軸將圓筒形內腔外的扭矩傳遞至圓筒形內腔內；在主軸的帶動下，滾動活塞輪沿圓筒形內腔向前滾動，將由流體進口進入的流體泵入月牙形密封工作空間，進而通過流體出口將流體排出。
[0120] 至此，已經結合附圖對本實施例泵進行了詳細描述。依據以上描述，本領域技術人員應當對本發(fā)明泵有了清楚的認識。
[0121] 需要說明的是，本發(fā)明轉動裝置及應用該轉動裝置的發(fā)動機、流體馬達、壓縮機和泵中，對各元件的定義并不僅限于實施方式中提到的各種具體結構或形狀，本領域普通技術人員可對其進行簡單地熟知地替換。
[0122] 綜上所述，本發(fā)明提供一種轉動裝置及應用該轉動裝置的發(fā)動機、流體馬達、壓縮機和泵，通過星輪固定法蘭和膨脹活塞環(huán)的配合，實現了密封工作空間在高頻和無油條件下的可靠密封；進而提出了一種包括能夠實現流體開閉旋閥片復位機構的流體馬達和發(fā)動機，簡化了機械結構，提高了轉動裝置的工作效率。
[0123] 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種轉動裝置，其特征在于，包括：缸體，呈圓筒形；前/后密封端蓋，分別密封連接于所述缸體的前/后兩端，與缸體共同構成一圓筒形內腔；主軸，由所述缸體和/或前/后密封端蓋可轉動地支撐，其中心軸線與所述圓筒形內腔的中心軸線重合；轉子組件，套設于主軸位于所述圓筒形內腔的部分，通過在所述圓筒形內腔中做旋轉運動形成軸向延伸的密封工作空間；隔離機構，其末端與轉子組件相密封，從而將所述軸向延伸的密封工作空間分隔為相互獨立的，分別通過設置于缸體上的第一組通孔和第二組通孔與缸體外側相連通的第一容積可變腔室和第二容積可變腔室；以及缸體密封組件，位于所述圓筒形內腔中所述轉子組件的外側，包括：兩星輪固定法蘭，分別設置于圓筒形內腔中所述轉子組件的外側，與所述轉子組件聯動，其外圓柱面的中部開設鑲嵌槽；兩膨脹活塞環(huán)，分別固定于所述兩星輪固定法蘭外圓柱面的所述鑲嵌槽內，與缸體內圓筒面密封配合，且與所述鑲嵌槽的底部和側壁具有預設尺寸的間隙；由該間隙泄露出的微量流體在所述星輪固定法蘭的旋轉運動帶動下形成流體膜，該流體膜實現所述圓筒形內腔的密封。
2. 根據權利要求1所述的轉動裝置，其特征在于：所述膨脹活塞環(huán)的側面與鑲嵌槽側壁的間隙，及所述膨脹活塞環(huán)的內環(huán)面與鑲嵌槽底部的間隙均介于〇. 〇2_?0. 3_之間。
3. 根據權利要求2所述的轉動裝置，其特征在于：所述膨脹活塞環(huán)的側面與鑲嵌槽側壁的間隙ΛΑ滿足：0. 05mm彡ΛΑ彡0. 3mm ;所述膨脹活塞環(huán)的內環(huán)面與鑲嵌槽底部的間隙 Δ B 滿足：0· 1mm < Δ B < 0· 3mm。
4. 根據權利要求3所述的轉動裝置，其特征在于，所述星輪固定法蘭外圓柱面與缸體內圓筒面的間隙AC滿足：0· 08mm彡AC彡0· 3mm。
5. 根據權利要求1所述的轉動裝置，其特征在于，所述星輪固定法蘭的外圓柱面設置N 條鑲嵌槽；N個膨脹活塞環(huán)分別設置于該N條鑲嵌槽內，所述N > 2。
6. 根據權利要求1所述的轉動裝置，其特征在于，所述膨脹活塞環(huán)的內環(huán)面和鑲嵌槽底部之間采用迷宮式密封。
7. 根據權利要求6所述的轉動裝置，其特征在于，所述膨脹活塞環(huán)內環(huán)面和鑲嵌槽底部呈相互匹配的鋸齒狀、不規(guī)則凹凸狀或條紋狀。
8. 根據權利要求1所述的轉動裝置，其特征在于，所述膨脹活塞環(huán)的內環(huán)面和鑲嵌槽底部呈圓弧滾珠溝道形狀，兩者之間設置若干球形滾珠。
9. 根據權利要求1所述的轉動裝置，其特征在于，所述膨脹活塞環(huán)為開口活塞環(huán)，其材料為青銅合金或錯合金。
10. 根據權利要求1所述的轉動裝置，其特征在于，所述隔離機構為以下隔離機構中的一種：旋閥片式隔離機構、閘閥式隔離機構、旋閥式隔離機構。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的轉動裝置，其特征在于，所述轉子組件為偏心轉子組件，包括：偏心曲軸，套設于所述主軸位于圓筒形內腔的部分，其中心軸線與所述主軸的中心軸線相互平行且錯開預設距離；滾動活塞輪，套設于所述偏心曲軸上，與所述星輪固定法蘭固定，其中心軸線與所述偏心曲軸的中心軸線重合，該滾動活塞輪沿所述缸體的內圓筒面滾動；至少一滾動軸承，對稱地套設于所述偏心軸上，其內套圈固定于所述偏心軸，其外套圈固定于所述滾動活塞輪，以隔絕兩者的轉動，該至少一個滾動軸承與所述滾動活塞輪之間的預緊彈性力將所述滾動活塞輪壓緊于所述圓筒形內腔的內圓筒面，使所述圓筒形內腔的內圓筒面和滾動活塞輪的外圓柱面之間形成軸向延伸的月牙形密封腔室。
12. 根據權利要求11所述的轉動裝置，其特征在于，所述星輪固定法蘭呈朝向圓筒形內腔中心的"L"形；所述兩星輪固定法蘭套設于所述主軸上，所述偏心曲軸套設于兩側"L"形星輪固定法蘭的內側。
13. 根據權利要求12所述的轉動裝置，其特征在于，位于同一側的星輪固定法蘭與偏心曲軸一體成型或分別成型。
14. 根據權利要求12所述的轉動裝置，其特征在于，所述偏心曲軸的內側設置軸肩，所述滾動軸承的內圈固定于偏心曲軸的所述軸肩；所述滾動活塞輪側面與其外側星輪固定法蘭側面的對應位置之間，及偏心曲軸所述軸肩外側的部分與滾動活塞輪內圓筒面的對應位置之間，共同構成"L"形迷宮式密封。
15. 根據權利要求14所述的轉動裝置，其特征在于，所述"L"形迷宮式密封中，所述滾動活塞輪端面與其外側星輪固定法蘭側面的對應位置之間，及偏心曲軸所述軸肩外側的部分與滾動活塞輪內圓筒面的對應位置之間的間隙介于〇. 〇3mm?0. 06mm之間。
16. 根據權利要求11所述的轉動裝置，其特征在于，還包括：平衡配重塊，對稱設置星輪固定法蘭的外側，偏心曲軸較輕的一邊。
17. 根據權利要求11所述的轉動裝置，其特征在于，所述偏心曲軸的偏心量e介于 R/8?R/5之間，其中R為缸體內圓筒的半徑。
18. 根據權利要求1至10中任一項所述的轉動裝置，其特征在于，所述轉子組件為星旋式轉子組件，包括：中心太陽輪滾筒，套設于主軸上，其外圓柱面與缸體的內圓筒面形成環(huán)形活塞空間； Μ個圓柱形行星活塞輪，在所述環(huán)形活塞空間內滾動，并將該環(huán)形活塞空間分為Μ個部分環(huán)形的密封工作空間，該Μ個圓柱形行星活塞輪中每一個的兩端分別與兩側的所述星輪固定法蘭固定。
19. 一種流體馬達，其特征在于，包括權利要求1至18中任一項所述的轉動裝置，該轉動裝置的第二組通孔與高壓流體進口相連通；第一組通孔與低壓流體出口相連通。
20. 根據權利要求19所述的流體馬達，其特征在于，包括串聯的Τ臺的所述轉動裝置，所述Τ > 2 ;該Τ臺轉動裝置的任一臺轉動裝置中：第二組通孔與高壓流體進口相連通；第一組通孔與低壓流體出口相連通；所述Τ臺轉動裝置中至少兩臺轉動裝置的相位角Θ相互錯開的角度大于臨界區(qū)間角，所述轉動裝置的相位角Θ是指：自本周期的高壓流體做功沖程開始，所述轉子組件在所述圓筒形內腔中所轉動的角度；所述臨界區(qū)間角Θ i是指：從上一周期的低壓流體排出沖程開始至本周期的高壓流體做功沖程開始之間，所述轉子組件在所述圓筒形內腔中轉動的角度。
21. 根據權利要求20所述的流體馬達，其特征在于，所述T臺轉動裝置中相位相鄰的兩臺轉動裝置的相位角Θ相互錯開的角度為360/T。
22. 根據權利要求19所述的流體馬達，其特征在于，所述缸體內側形成有一軸向延伸的、朝向圓筒形內腔敞開的容放凹槽；在容放凹槽的底部，側對所述旋閥體的位置，開設有一與缸體外部隔絕密封的銷釘盲孔；所述隔離機構為旋閥片式隔離機構，包括：旋閥體，配裝于所述容放凹槽內并由其可轉動的支撐，在預定的角度范圍內擺動，將所述軸向延伸的密封工作空間分隔為相互獨立的第一容積可變腔室和第二容積可變腔，其正面朝向的腔室為第二容積可變腔室，其背面朝向的腔室為第一容積可變腔室；旋閥體復位機構，用于驅動所述旋閥體的末端始終壓住所述轉子組件的外表面，包括：復位銷釘，可滑動密封地插入所述銷釘孔內；彈性件，位于所述復位銷釘內側的銷釘孔內，其末端抵接于所述復位銷釘的尾部，產生的彈性力使復位銷釘的末端沿朝向滾動活塞輪的方向頂住旋閥體。
23. 根據權利要求22所述的流體馬達，其特征在于，通過旋閥體最大伸出狀態(tài)下末端的缸體半徑與垂直于所述容放凹槽中心軸線的缸體半徑的夾角ω介于30°?40°之間。
24. 根據權利要求22所述的流體馬達，其特征在于，所述銷釘盲孔的頂端通過第一旁路與第二組通孔相連通，底部通過第二旁路與容放凹槽相連通，所述彈性件為進入所述銷釘孔內的高壓流體；在轉子組件滾過圓筒形空間的頂端時，旋閥體完全旋入容放凹槽內，復位銷釘的頂端位于銷釘盲孔的中部，將高壓流體進口與容放凹槽隔絕。當轉子組件滾過圓筒形空間的頂端后，在高壓流體作用下，復位銷釘向下運動，壓迫旋閥體從容放凹槽中旋出，復位銷釘的頂端運動至銷釘盲孔的底部，高壓流體通過第二組通孔、第一旁路、銷釘盲孔、第二旁路、容放凹槽進入第二容積可變腔室。
25. -種發(fā)動機，其特征在于，包括權利要求1至18中任一項所述的轉動裝置，該轉動裝置的第二組通孔與燃燒室相連通；所述第一組通孔與廢氣排出口相連通。
26. 根據權利要求25所述的發(fā)動機，其特征在于，包括串聯的S臺所述的轉動裝置，所述S > 2 ;該S臺轉動裝置的任一臺轉動裝置中：第二組通孔與燃燒室相連通；第一組通孔與廢氣排出口相連通；所述Τ臺轉動裝置中至少兩臺轉動裝置的相位角Θ相互錯開的角度大于臨界區(qū)間角，所述轉動裝置的相位角Θ是指：自本周期的氣體膨脹做功沖程開始，所述轉子組件在所述圓筒形內腔中所轉動的角度；所述臨界區(qū)間角Θ i是指：從上一周期的廢氣排出沖程開始至本周期的氣體膨脹做功沖程開始之間，所述轉子組件在所述圓筒形內腔中所需轉動的角度。
27. 根據權利要求26所述的發(fā)動機，其特征在于，所述T臺轉動裝置中相位相鄰的兩臺轉動裝置的相位角Θ相互錯開的角度為360/T。
28. 根據權利要求26所述的發(fā)動機，其特征在于，所述缸體內側形成有一軸向延伸的、朝向圓筒形內腔敞開的容放凹槽；在容放凹槽的底部，側對所述旋閥體的位置，開設有一與缸體外部隔絕密封的銷釘盲孔；所述隔離機構包括：旋閥體，配裝于所述容放凹槽內并由其可轉動的支撐，在預定的角度范圍內擺動，將所述軸向延伸的密封工作空間分隔為相互獨立的第一容積可變腔室和第二容積可變腔，其正面朝向的腔室為第二容積可變腔室，其背面朝向的腔室為第一容積可變腔室；旋閥體復位機構，用于驅動所述旋閥體的末端始終壓住所述轉子組件的外表面，包括：復位銷釘，可滑動密封地插入所述銷釘孔內；彈性件，位于所述復位銷釘內側的銷釘孔內，其末端抵接于所述復位銷釘的尾部，產生的彈性力使復位銷釘的頭部沿朝向滾動活塞輪的方向頂住旋閥體，使所述旋閥體從所述容放凹槽內旋出室。
29. 根據權利要求28所述的發(fā)動機，其特征在于，通過旋閥體最大伸出狀態(tài)下末端的半徑與垂直于所述容放凹槽中心軸線的缸體半徑的夾角ω介于30°?40°之間。
30. 根據權利要求28所述的發(fā)動機，其特征在于，所述銷釘盲孔的頂端通過第一旁路與第二組通孔相連通，底部通過第二旁路與容放凹槽相連通，所述彈性件為進入所述銷釘孔內的膨脹氣體；當轉子組件滾過圓筒形空間的頂端時，旋閥體完全旋入容放凹槽內，復位銷釘的頂端位于銷釘盲孔的中部，將高壓流體進口與容放凹槽隔絕。當轉子組件滾過圓筒形空間的頂端后，在膨脹氣體作用下，復位銷釘向下運動，壓迫旋閥體從容放凹槽中旋出，復位銷釘的頂端運動至銷釘盲孔的底部，膨脹氣體通過第二組通孔、第一旁路、銷釘盲孔、第二旁路、容放凹槽進入第二容積可變腔室。
31. -種壓縮機，其特征在于，包括權利要求1至18中任一項所述的轉動裝置；該轉動裝置的第二組通孔與低壓壓縮介質輸入口相連通，第一組通孔與壓縮后高壓壓縮介質的排出口相連通。
32. -種泵，其特征在于，包括權利要求1至18中任一項所述的轉動裝置；該轉動裝置的第一組通孔與流體進口相連通；第二組通孔與流體出口相連通。
【文檔編號】F04C29/00GK104100299SQ201310127518
【公開日】2014年10月15日申請日期:2013年4月12日優(yōu)先權日:2013年4月12日
【發(fā)明者】姚其槐, 姚鎮(zhèn) 申請人:北京星旋世紀科技有限公司

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