專利名稱：容積式旋轉機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機器制造業(yè)，特別涉及容積式旋轉機械。
本發(fā)明可用作各種動力裝置中的發(fā)動機或泵。
已知的葉片式液壓機械(SU，A，819363)包括一個殼體，殼體內裝有具有成形端面的轉子和軸，殼體的槽中沿徑向裝有若干枚在彈簧力作用下能軸向移動的葉片。當轉子由發(fā)動機拖動其旋轉時，這些葉片在始終壓向轉子成形端面的同時作往復移動，以此保證壓出和吸入工作室的容積發(fā)生周期變化。葉片將壓出和吸入工作腔分開，容積效率值，即，能被利用的工質的容積與工作室最大容積的比值，取決于葉片端面和轉子成形端面之間的密封好壞。因為在葉片的狹窄端面上難于安裝有效的密封件，所以機械的容積效率不夠高。
另一種已知的容積式轉子泵(SU，A，877129)包括一殼體，其球形內表面與葉片的外表面相配合，在這些葉片上沿其對稱軸線彼此成一角度地安裝功率輸出軸。在殼體的徑向平面內置有隔板，隔板的外表面與殼體的內表面相配合。在隔板的徑向平面內置有葉片支承和裝在隔板孔中的密封件。在該裝置中，在殼體內徑相同的情況下，以靠增加工作室的有效容積來提高容積效率，但是，密封件的存在占用了工作室的部分有效容積，減小了提高容積效率的可能性。此外，徑向平面內的密封線相當長且嚴重彎曲，因而實現可靠密封十分復雜。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種容積式旋轉機械。在該機械中，以靠增加工作室的有效容積和縮短葉片、隔板與殼體球形內表面之間配合面的長度來提高容積效率。
本發(fā)明的實質在于在容積式旋轉機械中，包括一殼體，殼體的球形腔中裝有轉子，該轉子由能繞球形腔室中心轉動並形成兩個相互隔開的腔室的圓盤形隔板，以及在兩個相互垂直的徑向平面內從不同側面與隔板鉸接在一起的並與隔板和殼體的內表面共同形成變容密封工作室的兩枚葉片組成，此時，每一枚葉片都與相應的功率輸出軸剛性連接，功率輸出軸的軸線布置成相互成一角度並穿過球形腔室的中心，按照本發(fā)明，圓盤形隔板制成整體的，而它與每枚葉片的鉸接為在圓盤形隔板上制成徑向布置的圓柱形凸起，和在葉片端部上制成形狀適合的槽，它們彼此相互配合，並且隔板兩面的圓柱形凸起的軸線位于同一個平面內。
在隔板兩側面制成的圓柱形凸起，其軸線布置在同一個平面內並在隔板的中心垂直相交，同時在葉片端面制成與之相適合的槽，由于這些槽與圓柱形凸起表面按足夠大小的面積相配合，使得在配合面之間能采用具有卷曲的、編織的、多層的軟填料的填料函形式的或機械密封類的有效密封件，這些密封件自身的大小不會減少工作室的有效容積。在沒有加大機器尺寸的前題下，靠改善密封、增加工作室的有效容積來保證提高容積效率。
在葉片端面徑向相反的區(qū)段上適當的制作凸起，在凸起區(qū)內槽的弧長超過槽其余部分的弧長，同時，在隔板上布置葉片凸起的區(qū)域內，在這些槽的下面制成承窩。
這樣制成的葉片與隔板的鉸鏈連接就能保證他們相互穩(wěn)定咬合，獲得保證密封可靠的配合面。
下文將通過具體的實施例並結合相應的附圖來詳細解釋本發(fā)明。其中

圖1是本發(fā)明的容積式旋轉機械的分解軸測圖;
圖2是轉子和工作室立體布置示意圖。
本發(fā)明的容積式旋轉機械屬于具有球形殼體和轉子的旋轉機械，繪制在圖1和圖2上的具體實施方案可用作容積式轉子泵或容積式轉子發(fā)動機。本文將分析這種機器用作發(fā)動機的情況。
該旋轉機械包括由兩部分組成的球形殼體1(圖1)，殼體腔中置有轉子，該轉子是由圓盤形隔板2和與功率輸出軸5、5′相連的葉片3和4組成的。每枚葉片3和4都是由兩個以銳角相交的平面所限定的球體的一部分，其交線與球的直徑相重合。殼體1具有內球面6，隔板2的圓周表面7和葉片3及4的外表面8、8′與其相配合。
圓盤形隔板2的安裝使其能繞殼體1的球形腔室的中心旋轉並在殼體內形成兩個彼此隔離的腔室。
形狀像“桔子瓣”樣的葉片3和4從圓盤形隔板2的兩側與隔板鉸接在一起，葉片3和4具有球形外表面8和8′以及位于徑向限定外表面的平面內的端面。在這種情況下，葉片3和4位于兩個對隔板2相互垂直的徑向平面內。
在隔板2的兩個側面制作徑向布置的圓柱形凸起9、9′，使其軸線a、b位于通過軸線a、b和隔板2的同一平面內，並垂直相交于這個平面的中心。在葉片3和4的端面上制有凹圓柱面的槽10、10′，它們與相應的圓柱形凸起9、9′的表面相配合，這樣，從隔板2的兩側布置葉片3和4，當葉片通過功率輸出軸5、5′旋轉時就可能對隔板2作角位移。
功率輸出軸5、5′穿過殼體1的孔並沿葉片3和4的對稱軸線相互成一定角度固定在葉片的外表面8、8′上。在殼體1中還制有吸入口11、14，輸出口12、13。本機械相接觸的表面有隔板2的圓周面7和葉片3、4的外表面8、8′與殼體1的內表面6，圓柱形凸起9、9′的表面與槽10、10′的凹圓柱面，它們在相應表面的整個面積上相配合，保證能采用輔助密封件(圖中未示出)，以改善在殼體1中由葉片3、4和隔板2形成的變容工作室15、16、17、18(圖2)的密封。
圖2示意地示出功率輸出軸5、5′的軸線c、d，這兩條軸線的布置彼此成鈍角、與軸線o o′成銳角α，軸線o o′穿過隔板2的中心並與其相垂直。
在葉片3、4端部的徑向相反的區(qū)段上適當地制作凸起19、20、21、22。在這些凸起上槽10、10′的弧長超過槽其余部分的弧長，在隔板2上放置凸起19、20、21、22的區(qū)域內，向這些凸起的下面從對應的側面上制作承窩23、24、25。在裝配狀態(tài)，凸起19、20、21、22陷入對應的承窩中，使葉片3、4同隔板2保持鉸接狀態(tài)。
本旋轉機械的工作方式如下顯然，在裝配狀態(tài)，葉片3、4與隔板2鉸接在一起組成轉子，該轉子裝在殼體1內的球形腔室中(裝配狀態(tài)的轉子示意地表示在圖2上)。在描述工作方式時，為了更好地理解本發(fā)明的實質，應同時研究圖1和圖2，因為由葉片3、4形成的變容工作室15、16、17、18在圖2上更明顯。在這種情況下，假定未將殼體1表示在圖2上。
在起始狀態(tài)，工質(例如蒸汽、液體、氣體等)流向殼體1的入口11、14，如果工作室-例如工作室15、18與入口11、14相通，那么在這些工作室中建立起來的壓力就大于在這種狀態(tài)下與出口12、13相通的工作室16、17中的壓力，該壓差形成的力作用在隔板2的側面上，產生力矩，迫使隔板相對施力矩的軸線角位移。隔板2的這種角位移通過其圓柱形凸起9、9′、凸起19、20、21、22和槽10、10′傳遞給葉片3、4，使功率輸出軸5、5′轉動。由于隔板2和葉片3、4轉動的結果，工作室15、16、17、18改變了自身相對入口的位置，使工作室15與出口12相通，工作室18與出口13相通，而工作室16、17則與相應的入口11、14相通。這樣一來，工作室15、18中的壓力小于工作室16、17中的壓力，在隔板2、葉片3、4和功率輸出軸5、5′上重新出現力矩。入口11、14在殼體1中的布置位置是考慮到保證能將工質輸入到相應工作室的最小容積來確定的。由于這種結果，工質輸入工作室的相位彼此之間差90°。當隔板2和葉片3、4轉動時，他們的表面7、8與殼體1的內球面6相配合、連同圓柱形凸起9、9′和槽10、10′相接觸的表面及被采用的密封件一起保證了工作室15、16、17、18良好的密封性。
在所申請的旋轉機械中，密封件不占用工作室的有效容積，在徑向平面內的密封線較短且不彎曲，因而實現可靠的密封變得簡單易行，這些優(yōu)點保證了機器容積效率的增大。
權利要求
1.一種容積式旋轉機械，包括殼體(1)，在該殼體的球形腔中裝有轉子，該轉子由能繞球形腔室中心轉動并形成兩個相互隔開的腔室的圓盤形隔板(2)、和在兩個相互垂直的徑向平面內從不同側面與隔板(2)鉸接在一起的並與隔板(2)和殼體的內表面(6)共同形成變容密封工作室(15、16、17、18)的兩枚葉片(3、4)組成，此時，每一枚葉片(3、4)都與相應的功率輸出軸(5、5′)剛性連接，功率輸出軸的軸線(c、d)布置成相互成一角度并穿過球形腔室的中心，本發(fā)明的特征在于，圓盤形隔板(2)制成整體的，而它與每枚葉片(3、4)的鉸接為，在圓盤形隔板(2)上制成徑向布置的圓柱形凸起(9、9′)和在葉片(3、4)端部上制成相應的槽(10、10′)，彼此相互配合，同時隔板(2)兩側的圓柱形凸起(9、9′)的軸線(a、b)位于同一平面內。
2.按照權利要求1所述的機械，其特征在于，在葉片(3、4)端部徑向相反的區(qū)段上有凸起(19、20、21、22)，在凸起的區(qū)域內，槽的弧長超過槽(10、10′)其余部分的弧長，同時，在隔板(2)上相應于葉片凸起(19、20、21、22)的區(qū)域內，在這些凸起的下面，制有承窩(23、24、25)。
全文摘要
一種容積式旋轉機械，包括殼體(1)，其球形內腔中裝有轉子，該轉子由隔板(2)和從兩側與其鉸接在一起的葉片(3、4)所組成。并與彼此成一角度的功率輸出軸(5、5′)相連接，隔板(2)與每枚葉片(3、4)的鉸接為，在隔板(2)上制成圓柱形凸起(9、9′)，在葉片(3、4)端部上制成相應的槽(10、10′)，彼此相互配合，隔板(2)凸起(9、9′)的軸線(a、b)相互垂直且位于同一個平面內。
文檔編號F04C3/06GK1061646SQ90109359
公開日1992年6月3日 申請日期1990年11月23日 優(yōu)先權日1990年11月23日
發(fā)明者萊昂尼德·彼特羅維奇·普羅利亞達 申請人:“蒸汽機”專業(yè)科技公司