CN2777246Y - 同心双波环多滑片转子机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种同心双波环多滑片转子机，它是由在同一层次中同心设置的内、外波环，圆柱形转环与滑片，以及圆形底盘、传动盘等部件组成的匀速型旋转活塞机。其内、外波环的型面曲线都采用环行正弦波曲线，它与转环的圆柱面时时贴切，组合形成两组密闭的新月形工作腔，它们同时被随转环旋转，而又沿内、外波环型面往复滑动的若干滑片所分隔，形成两级同时工作的可变密闭容积。是一种结构简单、受力合理、布局紧凑、运转平稳、变化和谐、流量大噪音小的极为优秀的新一代波环滑片转子机机型。它不仅可用作各种无油气体压缩机、抽气机、真空泵，特别是可用作空气介质冷风机、制冷机或热泵。

Description

同心双波环多滑片转子机

                   所属技术领域

本实用新型涉及一种同心双波环多滑片转子机，属于机械领域的旋转活塞变容积机构。

                       背景技术

活塞式变容积机构是一种用途十分广泛的通用机械，而由匀速旋转直接产生密闭变化容积的各种类型转子机更是几百年来人们执意追求的热门开发课题。迄今为止，用各种原理、方法、结构来实现这一目标的方案层出不穷，数不胜数。纵观、比较众多匀速旋转式密闭可变容积机构，可知ZL 922343225#中国授权专利《波环型线滑片式转子机》和ZL 97125334X#中国授权专利《共轴多滑片波环转子机》特别是共轴多滑片波环转子机，无论从结构简单、受力合理、运转平稳、变化和谐、流量大噪音小等各个方面而言都是比较优越的。因而滑片式波环转子机方案颇受业内专家青睐。但是《共轴多滑片波环转子机》的新月形工作室分布在圆的外周，整机的空间利用率不高；还有，都要经过中心轴的六个滑片，用共轴立交的办法，结构与实施均嫌复杂与困难了一些。本方案就是对此的又一次改进与发展。

                       发明内容

考虑到滑片式转子机用作无油气体压缩机时，单级输出压力通常只有0.3-0.4Mpa，需要更高压力时应多级联用。而另一些应用如热泵或制冷机中，本身就要求两级联用。因此本实用新型在原周边分布的波环型面内同心、同相位地设置另一较小的波环型面，组合形成两级新月形工作腔同时工作的旋转活塞机，以克服上述缺点。

本实用新型的技术方案是：同心双波环多滑片转子机，包括内、外波环，圆柱形转环，多个滑片，传动盘及上、下端盖。外波环、与圆柱形转环及滑片、内波环从外到内同心设置在同一层次中。内、外波环的型面曲线都采用环行正弦波曲线，并都与转环的圆柱面相切，组合形成内、外两组新月形工作腔。这些新月形工作腔同时被安放在转环滑片槽内、且与内、外波环型面时时贴切的若干滑片所分隔，形成由匀速旋转直接产生内、外两级同时工作的密闭、可变容积的旋转活塞机。

所述的同心双波环多滑片转子机，内、外波环型面曲线的矢径极坐标方程都为：ρ＝R+h(1+COS3α)式中R为曲线的内切圆半径，h为滑片伸出参量，α为转子转角，其中内、外波环的R_内，R_外的数值可根据设计需要自由选择，但转角α严格同步(即α_外≡α_内)，且保证h_内＝h_外。

所述的同心双波环多滑片转子机，圆柱形转环的外圆半径等于外波环的R_外，内圆半径等于内波环的R_内+2h，故它一定内切于外波环的波环型面，外切于内波环的波环型面，组合形成内、外两组新月形工作腔。

所述的同心双波环多滑片转子机，圆柱形转环上部与传动盘紧固联结，且沿直径方向开有若干滑片槽；其下部为完整圆环，同心地嵌入作为下端盖的圆形底盘上的圆环形浅槽内，且能自由转动。

所述的同心双波环多滑片转子机，矩形滑片的长度L等于外、内波环的型面曲线矢径的差(ρ_外-ρ_内)，故无论转环转到任何位置，每个滑片都能和内、外波环型面同时密切贴接。

所述的同心双波环多滑片转子机，作为下端盖的圆形底盘既与内、外波环同心、同相位固地定联结，又有容纳转环的圆环形浅槽，还有连接内、外新月形工作腔内工作介质的径向通道。

这就构成了由匀速旋转直接产生内、外两级同时工作的密闭、可变容积的旋转活塞机。

本实用新型的有益效果是：十分简洁地由一个传动盘与转环的组合带动若干滑片，同时分隔内、外两级新月形工作腔并同时实现其变容积运行的工作目的，一举克服共轴多滑片波环转子机的前述两个缺点；且整机结构紧凑、简洁，制造工艺亦不困难；也为滑片式转子机适应更高要求或组合应用开拓了良好的前景。总之，它是一种结构简单、布局紧凑、受力合理、运转平稳、变化和谐、流量大噪音小的多用途的匀速型旋转活塞机。

                      附图说明

图1是揭去上层部件后的顶视图。

其中：1.外波环，2.圆柱形转环，3.内波环，4.滑片，10.外波环排气口，11.外波环进气口，12.外波环型面曲线，13.内波环型面曲线，14.内波环进气口，15.内波环排气口。

图2是主剖视图。

其中：5.轴，6.传动盘，7.上盖板，8.圆形底盘，9.下盖板，16.连接通道。

                   具体实施方式

如图1、图2，在具体实施时；本机内、外波环3、1的型面曲线13、12的极坐标方程ρ＝R+h(1+COS3α)中的R_内，R_外可根据排量配合的要求而定。但内、外波环曲线的h必须相同；且内、外波环曲线的转角α必须严格同步(即α_外≡α_内)。圆柱形转环2的外半径必须等于R_外。内半径必须等于R_内+2h，但R_内，R_外的选用必须保持转环有足够的厚度，以保证滑片运动的稳定性。由于滑片的长度L＝R_外-R_内，又因R_外-R_内≡ρ_外-ρ_内，所以无论转环在任何位置，每个滑片都能和内、外波环型面同时贴接。传动盘6与轴5由动力电机直接驱动，与之紧固联结的转环2随之在内、外波环型面间高速旋转。本机外波环排气口10、外波环进气口11、内波环进气口14、内波环排气口15的位置、大小应按工作顺序需要在设计时作具体安排。附图按空气介质冷风机(或两级串联气体压缩机)画出。内、外波环间工作介质的连通，可在圆形底盘8上沿直径方向铣出浅槽，合上下盖板9即成连接通道16。

本机主体呈直圆柱形，从上到下分若干层次：其上层端盖的外圈为固定在外波环上的上盖板7，内圈为兼作内波环上端盖的传动盘6。中间层是本机的核心部分，从外向内依次为外波环1、圆柱形转环2和滑片4、内波环3。下层作为下端盖的圆形底盘8是一个整体，内、外两个波环同心且同相位地固定在圆形底盘8上，其间有一同心的圆环形浅槽，以便转环下部嵌入。内外波环间工作介质的连接通道16，也径向安排在圆形底盘上。而圆柱形转环2则与上层的传动盘6紧固连结，并由其拖动。转环2上部沿径向开有均匀分布的若干滑片槽，内置和内、外波环型面同时贴接的滑片4，转环下部是完整圆环，嵌入圆形底盘8上的同心圆槽内，并可自由地转动。滑片随转环旋转的同时，又在内、外波环型面驱动下往复滑动，从而组成由匀速旋转直接产生两级密闭、可变容积的旋转活塞机。

本机的工作过程如下：当圆柱形转环2在传动盘6带动下高速旋转时，六个滑片4一边跟着转环旋转，同时又随波环型面ρ的变化而在槽内往复滑动；滑片两端的边线则同时贴着内、外波环3、1的型面滑移，从而既分隔了内、外波环型面和转环圆柱面间的新月工作腔，又连续和谐地产生从无到有、从小到大、而后又变小、直止消失的容积变化过程。这时转环2内、外两侧新月工作室同时循环工作。只要合适安排进、排气口及其连通管道，就能完成不同要求的工作。本机的单个新月形工作室最大容积为：

V_单＝[Rh(π+2)/3+(π/4+2/3)h²]H           式中H为高，由于转环每转一周每级波环都有18次容积变化过程(按六滑片计)，故本机的理论排量为：V＝nH[6Rh(π+2)+(9π/2+12)h²]                式中n为转环的转速，可见本机的工作排量是相当大的。本机内、外波环的单个新月形工作室最大容积差别仅由R_内，R_外的数值决定，这就可通过自由选择其数值以适应不同的级间配合要求。

本实用新型的首选开发可用于各种气体压缩机，比如将它用于无油空气压缩机，一台由两极交流电机直接拖动、输出压力为0.8Mpa，排量8M3时，其外波环从0.10Mpa压至0.40Mpa，内波环再压至0.80Mpa。这时外形尺寸仅约φ320X280mm完全可与同规格螺杆压缩机比美。当然也可用作抽气机、真空泵。特别是单机即可用作空气介质冷风机、制冷机，这时外波环用作压缩机，内波环用作膨胀机，外周还要加冷却翅，这将是典型的无氟利昂空气介质制冷机，同样原理也可用作热泵，乃至小型空气液化制氧机等等。

Claims (6)

1.一种同心双波环多滑片转子机，包括内、外波环，圆柱形转环，多个滑片，传动盘及上、下端盖，其特征是：外波环、圆柱形转环及滑片、内波环从外到内同心设置在同一层次中，其内、外波环的型面曲线都采用环行正弦波曲线，并都与转环的圆柱面相切，组合形成内、外两组新月形工作腔，这些新月形工作腔同时被安放在转环滑片槽内、又与内、外波环型面时时贴切的若干滑片所分隔，形成由匀速旋转直接产生内、外两级同时工作的密闭、可变容积的旋转活塞机。

2.根据权利要求1所述的同心双波环多滑片转子机，其特征是：内、外波环型面曲线的矢径极坐标方程都为：ρ＝R+h(1+COS3α)式中R为曲线的内切圆半径，h为滑片伸出参量，α为转子转角，其中内、外波环的R_内，R_外的数值可根据设计需要自由选择，但转角α严格同步，即α_外≡α_内，且保证h_内＝h_外。

3.根据权利要求1所述的同心双波环多滑片转子机，其特征是：圆柱形转环的外圆半径等于外波环的R_外，内圆半径等于内波环的R_内+2h，故它一定内切于外波环的波环曲面，外切于内波环的波环曲面，组合形成内、外两级新月形工作腔。

4.根据权利要求1所述的同心双波环多滑片转子机，其特征是：圆柱形转环上部与传动盘紧固联结，且沿直径方向开有若干滑片槽；其下部为完整圆环，同心地嵌入作为下端盖的圆形底盘上的圆环形浅槽内，且能自由转动。

5.根据权利要求1所述的同心双波环多滑片转子机，其特征是：矩形滑片的长度L等于外、内波环的型面曲线矢径的差(ρ_外-ρ_内≡R_外-R_内)，故无论转环在任何位置，每个滑片都能和内、外波环型面同时密切贴接。

6.根据权利要求1和4所述的同心双波环多滑片转子机，其特征是：作为下端盖的圆形底盘既与内、外波环型面同心、同相位固定联结，又有容纳转环的圆环形浅槽，还有连接内、外波环工作介质的径向通道。

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