一種旋轉葉片泵/馬達的製作方法

2023-06-20 12:30:01

本發明涉及一種旋轉葉片泵/馬達。

背景技術：

現有各種泵/馬達的種類繁多，普遍存在的問題是：流體在泵/馬達中的路勁曲折，造成流體能量損失較大，整體能效不高。

技術實現要素：

本發明的目的是克服上述流體路徑曲折的不足，發明一種流體路勁直接的泵/馬達。

本發明採用的技術方案是：

一個轉輪上安裝有多個可自轉的葉片，所述葉片自轉轉速與所述轉輪轉速比為1：2,即所述轉輪每旋轉360度，所述葉片旋轉180度；因此，在整個360度區間內，有一個區段所述葉片運動方向與所述葉片平面接近垂直，在此區段兩側有導流罩和殼體引導流體流動方向，流體推動所述葉片或所述葉片推動流體運動；在與之相隔180度的另一個區段中，所述葉片運動方向與葉片平面接近平行，且葉片徑向中心線在運動過程中會經過同一點，葉片軸心線經過此點時，葉片平面與葉片運動方向平行。在此點兩側分別有導流罩和殼體限制流體回流，使葉片通過此點進入下一個工作周期；進一步的，葉片橫截面為中間厚兩端薄的梭型截面，葉片在通過上述位置時，始終保持前後兩面與導流罩及殼體的間隙基本不變。

為了最大限度減少流體反向回流，所述葉片的寬度為在確保相鄰所述葉片旋轉過程中不出現相互碰阻的前提下的最大值，使相鄰兩個葉片在經過葉片平面與葉片運動方向平行的位置時，首尾相連；同時，針對液體類非彈性流體，在葉片平面與葉片運動方向垂直的位置兩側，殼體和導流罩均採用一段貼合曲面，當一個葉片的邊緣與所述貼合曲面的一端貼合時，與此葉片相鄰的葉片的邊緣正好與所述貼合曲面的另一端貼合；針對空氣等彈性流體，所述貼合曲面覆蓋範圍可以更多，在全部所述葉片的旋轉過程中，始終有多個所述葉片與所述貼合曲面貼合，相當於存在多個連續的封閉變容空間接力推擠流體，形成階梯壓差，以提高彈性流體壓縮比。

同時，本發明採用了一種720度圓內旋輪線曲線同步滑槽，當所述葉輪旋轉時，所述葉片頂端的同步爪沿所述同步滑槽運動，引導所述葉片與所述轉輪按照1：2的轉速比同步旋轉。

所述720度圓內旋輪線曲線方程及原理如圖1所示，a點、b點為所述同步爪突出滑杆的軸心位置，c點為所述葉片的軸心位置，o點為所述轉輪的軸心位置，也是坐標原點，x、y為平面坐標軸，a點和b點到c點的距離均為r2，c點到o點的距離為r1,c點的運動軌跡為10；a和b兩點相對c點的運動軌跡為11；當c點繞o點轉動時，a點和b點繞c點同步轉動，轉動過程中c點與o點的連線與x軸的夾角為t，a點和b點繞c點的轉速與c點繞o點的轉速比為1：2，a點和b點的運動軌跡為同一條720度圓內旋輪線12；a點的平面坐標值為xa、ya，其曲線方程為：

xa=r1*cos(t)+r2*sin(t/2)，

ya=r1*sin(t)-r2*cos(t/2)，

t=0~720度；

b點的平面坐標值為xb、yb，其曲線方程為：

xb=r1*cos(t)-r2*sin(t/2)，

yb=r1*sin(t)+r2*cos(t/2)，

t=0~720度；

相對的，當c點繞o點轉動且a點和b點沿曲線12運動時，a點和b點繞c點的轉速與c點繞o點的轉速之比為1：2。

進一步的，為了提高同步爪沿同步滑槽運動的穩定性，可以採用兩條中心對稱的上述曲線錯位180度疊加。

進一步的，所述同步滑槽還可採用磁性導軌代替，以減少摩擦，降低噪音。

所述同步滑槽的作用在於約束或引導所述同步爪上嵌入凹槽的滑杆的運動軌跡；除此之外，現有技術可採用的滑槽或導軌結構眾多，不一一列舉。

有益效果：

本發明提供了一種結構簡單的旋轉葉片泵/馬達，適用多種流體，工況可逆，進出流向可逆，能效高，通過葉片及導流結構的差異設計，可分別作為水泵、水輪機、空氣泵/馬達、液壓泵/馬達的設計原型。

附圖說明

圖1是720度圓內旋輪線曲線方程示意圖

圖2是圖3的c向剖視圖

圖3是圖2的a向剖視圖

圖4是圖2的b向剖視圖

圖5是圖3中所述轉輪3旋轉30度後的視圖

圖6是圖4中同步滑槽用疊加滑槽替代後的視圖

具體實施方式

如圖2、圖3、圖4所示，本實施例提供了一種6個均布葉片的泵/馬達，包括6個葉片1、6個同步爪2、轉輪3、動力軸4、同步滑槽5、導流罩6、殼體7及2個流體進出埠8。

所述葉片1與所述轉輪3活動連接，所述葉片1可以相對所述轉輪3自轉；每個所述葉片1的頂端固定連接有所述同步爪2，所述同步爪2的突出滑杆嵌入所述同步滑槽5的凹槽中；所述轉輪3與所述動力軸4固定連接；當所述葉片1受流體驅動（馬達工況）或所述轉輪3受所述動力軸4驅動（泵工況）時，所述葉片1隨所述轉輪3公轉，同時，與所述葉片1連接的所述同步爪2的突出滑杆沿所述同步滑槽5的凹槽運動，進而引導所述葉片1在隨所述轉輪3公轉的同時，以1：2的轉速比自轉，即所述葉片1的自轉轉速與所述轉輪3的轉速比為1：2。

如圖3所示，內導流罩6最右端點離殼體7的距離等於所述葉片1中心點的厚度。

如圖5所示，6個所述葉片1的寬度相同，且相鄰葉片1在運動過程中的最近兩點的距離為0，此位置在所述導流罩6的最右端。

如圖5、圖6所示，所述葉片1在旋轉過程中，始終有一條邊線與所述內導流罩6貼近，即所述導流罩6的邊緣曲線為所述葉片1外側邊緣運動軌跡的包絡線。

如圖5所示，所述殼體7上有一段貼合曲面9，當一個所述葉片1的邊緣與所述貼合曲面9的一端貼合時，一個相鄰的所述葉片1的邊緣正好與所述貼合曲面9的另一端貼合，本實施例適合液體類流體。

圖4所示為採用一條720度圓內旋輪線曲線的所述同步滑槽5與對應的所述同步爪2的配合實施例。

圖6所示為採用兩條中心對稱的720度圓內旋輪線曲線的所述同步滑槽5與對應的所述同步爪2的配合實施例。

以上所述，僅是本發明的較佳實施方式，並非對本發明做任何限制，凡是根據本發明實質對以上實施方式所作的任何修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術的保護範圍之內。