專利名稱：流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
流體動(dòng)力設(shè)備主要有兩類活塞式和渦輪式?；钊绞橇黧w在密閉條件下，利用 流體的壓力或爆炸氣體的沖擊力推動(dòng)活塞平移，由于平移有限，需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，必須做往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，間歇式做功，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)把平移轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)。如內(nèi)燃機(jī)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的4個(gè)行程中 只有一個(gè)行程做功，3個(gè)行程耗功，四個(gè)行程集于一室不能兼顧，慣性阻力難以解決，難以用 于大功率使用。渦輪式是利用高速流體的沖力推動(dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，這就必須使流體產(chǎn)生高 速定向流沖擊葉片，沖擊的流體迅速排離，并會(huì)出現(xiàn)不可避免的漏泄流，主要用于大功率和 超大功率的條件。以水輪機(jī)為例，要有足夠的水位高度，需要使水流有足夠的動(dòng)能離開，同 時(shí)有足夠的空間道路讓其離開，否則阻礙渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)必定有相當(dāng)一部分水流未沖擊到 葉片或沖擊角度不佳而白白流走，使得利用效率和轉(zhuǎn)換效率下降。另一方面使流體具有使用條件的設(shè)備，有兩種類型，是上述的活塞式和渦輪式的 逆向運(yùn)行?；钊剑绺邏罕煤蛪嚎s機(jī)同樣需要往復(fù)運(yùn)動(dòng)；渦輪式，如軸流式風(fēng)機(jī)、電風(fēng)扇和 軸流泵，其壓力低，需葉輪高速旋轉(zhuǎn)，噪音大，效率低。另外一類是離心式，如離心式水泵，離 心式鼓風(fēng)機(jī)，這類結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛，但是必須葉片高速旋轉(zhuǎn)，噪音大，揚(yáng)程低，風(fēng)壓小。還 有一類旋轉(zhuǎn)活塞式，如齒輪泵、刮片泵、羅茨泵、蝸桿泵等，這類泵共同點(diǎn)是活塞旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸 中心固定，靠活塞體周圍的凹區(qū)或伸縮的滑板轉(zhuǎn)移流體，空腔利用率很低，轉(zhuǎn)移量很小，主 要用于小流量場合。以上的裝置都是活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)式或高速流體沖擊葉片，隨著工業(yè)發(fā)展，這些設(shè)備 發(fā)展很快，但基本上只限于具體設(shè)計(jì)、用料、制造精度、工藝手段以及具體應(yīng)用上的提高，而 工業(yè)發(fā)展提出的要求越來越高，應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬，靠現(xiàn)有裝置很難滿足需求?，F(xiàn)有的活塞 式或渦輪式均不能勝任，急待一種效率高、利用率高適應(yīng)性強(qiáng)的動(dòng)力機(jī)來滿足不斷發(fā)展的需求?；钊降拿芊庑阅?，能夠有效利用流體能源，克服往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩， 如專利《旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)》(申請?zhí)?00810079763.4，公開號(hào)CN101403335，申請日 2008. 11. 17，
公開日2009. 04. 08)，使用的是雙偏心輪活塞，專利《新型旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng) 機(jī)》(專利號(hào):CN200810030021. 2，公開號(hào)CN101333962，申請日2008. 08. 05，
公開日
2008. 12. 31)，是復(fù)雜的活塞組輸套在主傳動(dòng)軸上。由于有效工作腔占總腔的比例太小，體 積大，所以總效率不高，功率不夠大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)，解決了現(xiàn)有動(dòng)力機(jī) 構(gòu)中存在的機(jī)構(gòu)體積大，轉(zhuǎn)換效率低下，不能用于大功率輸出及恒定功率輸出的問題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)，包括腔體， 腔體兩側(cè)分別開有進(jìn)口和出口，腔體設(shè)有端面開口，腔體上沿端面開口安裝有殼體，腔體的 端面開口處設(shè)置有圓盤，圓盤一側(cè)固接有連接盤，圓盤上設(shè)置有可轉(zhuǎn)動(dòng)的行星軸a和行星 軸b，行星軸a和行星軸b同時(shí)穿過圓盤和連接盤，圓盤上固接有動(dòng)力軸，動(dòng)力軸穿過連接 盤，行星軸a和行星軸b上分別固接有活塞a和活塞b，腔體內(nèi)壁上通過彈簧連接有滑塊，圓 盤和連接盤之間設(shè)置有行星輪系機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
其中行星輪系機(jī)構(gòu)包括分別固接在行星軸a和行星軸b上的齒輪a和齒輪b，齒輪a和 齒輪b分別與齒輪c和齒輪d嚙合，齒輪c和齒輪d同時(shí)與齒輪e嚙合，齒輪c和齒輪d通 過齒輪軸設(shè)置在圓盤與連接盤之間，齒輪e套接在動(dòng)力軸上，齒輪e —端穿過連接盤與殼體 固接。其中活塞a和活塞b是截面為兩端尖中間寬的紡錘形的柱體，活塞a和活塞b的 尖端處設(shè)置有密封條。其中行星軸a、行星軸b和動(dòng)力軸位于同一直線上，行星軸a、行星軸b距動(dòng)力軸的 距離相等，
設(shè)定行星軸a和行星軸b之間距離為2a，滿足活塞a與活塞b兩尖端之間距離均為 2-J2 a，活塞a與活塞b表面圓弧半徑均為2a、圓心角為90°。本發(fā)明的有益效果是，采用了活塞式封閉壓力推動(dòng)，但活塞是連續(xù)旋轉(zhuǎn)中工作，一 邊公轉(zhuǎn)，輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，同時(shí)自轉(zhuǎn)，調(diào)整位向，確保工作連續(xù)。


圖1是本發(fā)明的流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.圓盤，2.動(dòng)力軸，3.行星軸a，4.行星軸b，5.活塞a，6.活塞b，7.腔 體，8.滑塊，9.進(jìn)口，10.出口，11.連接盤，12.齒輪a，13.齒輪b，14.齒輪c，15.齒 輪d，16.齒輪e，17.殼體。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明是一種流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)，如圖1、圖2所示，包括腔體7， 腔體7兩側(cè)分別開有進(jìn)口 9和出口 10，腔體7設(shè)有端面開口，腔體7上沿端面開口安裝有 殼體17，腔體7的端面開口處設(shè)置有圓盤1，圓盤1 一側(cè)固接有連接盤11，圓盤1上設(shè)置有 可轉(zhuǎn)動(dòng)的行星軸a3和行星軸b4，行星軸a3和行星軸b4同時(shí)穿過圓盤1和連接盤11，圓盤 1上固接有動(dòng)力軸2，動(dòng)力軸2穿過連接盤11，行星軸a3和行星軸b4上分別固接有活塞a5 和活塞b6，腔體7內(nèi)壁上通過彈簧連接有滑塊8，圓盤1和連接盤11之間設(shè)置有行星輪系 機(jī)構(gòu)。其中行星輪系機(jī)構(gòu)包括分別固接在行星軸a3和行星軸b4上的齒輪al2和齒輪 bl3，齒輪al2和齒輪bl3分別與齒輪cl4和齒輪dl5嚙合，齒輪cl4和齒輪dl5同時(shí)與齒 輪el6嚙合，齒輪cl4和齒輪dl5通過齒輪軸設(shè)置在圓盤1與連接盤11之間，齒輪el6套接在動(dòng)力軸2上，齒輪el6 —端穿過連接盤11與殼體17固接。其中活塞a5和活塞b6是截面為兩端尖中間寬的紡錘形的柱體，活塞a5和活塞b6 的尖端處設(shè)置有密封條。其中行星軸a3、行星軸b4和動(dòng)力軸2位于同一直線上，行星軸a3、行星軸b4距動(dòng) 力軸2的距離相等，設(shè)定行星軸a3和行星軸b4之間距離為2a，滿足活塞a5與活塞b6兩尖 端之間距離均為2在a，活塞a5與活塞b6表面圓弧半徑均為2a、圓心角為90°。本發(fā)明的工作原理為，當(dāng)進(jìn)口 9流體的壓力大于出口 10時(shí)，進(jìn)口 9進(jìn)入流體，出口 10流出流體，流體推動(dòng)活塞a5移動(dòng)，即推動(dòng)圓盤1及動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由于齒輪組的聯(lián)動(dòng)關(guān)系， 活塞a5同時(shí)發(fā)生自轉(zhuǎn)，活塞b6也相應(yīng)發(fā)生公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，同時(shí)調(diào)整位向，確保腔體7內(nèi)壁、活 塞尖、活塞側(cè)面?zhèn)?、滑塊4之間的接觸關(guān)系，保證左、右室流體不竄流。當(dāng)活塞b6的尖端掃 過進(jìn)口 9后，進(jìn)入流體推動(dòng)活塞b6移動(dòng)，形成新的左室。接著活塞a5尖端進(jìn)入出口 10處， 原來的左室成為新的右室，并與原來右室的剩余部分相通。如此循環(huán)旋轉(zhuǎn)軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)輸出 動(dòng)力。由于流體壓力是作用在活塞的最大投影面上，占了空腔總截面積的近70%，比所有 各類旋轉(zhuǎn)活塞效率高。機(jī)構(gòu)中除滑塊8外，所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件均為中心對稱，運(yùn)動(dòng)方式均為轉(zhuǎn)動(dòng)，不存在慣性 阻力問題，克服了一般活塞式往復(fù)、間歇工作的一系列難題。轉(zhuǎn)速不受限制，也不存在偏心 而產(chǎn)生的離心力不利影響。由于是壓力密閉式推動(dòng)活塞，不要求流體的高速流沖擊和快速排流。不存在落差 損失和漏泄損失，比渦輪式的利用率和能量轉(zhuǎn)換率高的多。在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上，關(guān)鍵受力件是紡錘形活塞，這是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最合理的形態(tài)，比活塞式 的曲柄、連桿、曲軸構(gòu)件抗力大很多，比渦輪式的懸臂式葉片強(qiáng)度高十?dāng)?shù)倍，所以本發(fā)明為 實(shí)現(xiàn)大功率及超大功率提供了結(jié)構(gòu)學(xué)保障。在使用條件上，無論大功率、小功率；低壓力、高壓力；低水頭、高水頭；低轉(zhuǎn)速、高 轉(zhuǎn)速；低粘度、高粘度均能勝任，有很強(qiáng)適應(yīng)性，效率不減。本發(fā)明的最大特點(diǎn)是逆向使用效率不減，從旋轉(zhuǎn)軸輸入動(dòng)力，迫使左、右室產(chǎn)生壓 力差，輸出流體壓力和流量，成為泵或壓縮機(jī)。本發(fā)明可具有如下具體用途
1)高壓水泵在本發(fā)明的基礎(chǔ)上，接上動(dòng)力和相應(yīng)配件，就是一臺(tái)高壓水泵。重量、體 積、效率比目前用的多級泵，活塞泵等輕得多，小得多，高得多，成本也低。適用于消防車，景 觀噴泉，高層建筑、高山供用水，高壓設(shè)備用水，地下注水，水動(dòng)力源等；
2)計(jì)量泵，可調(diào)流量泵因?yàn)槿萸恢忻看无D(zhuǎn)移的流體量是一定的，只需配上相關(guān)配件即 可，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速就可調(diào)節(jié)流量。適用于工業(yè)、化工、制藥、冶金、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等需要定量用流體的 場合，比現(xiàn)有的計(jì)量泵結(jié)構(gòu)簡單，流量大小均可調(diào)；
3)大流量泵常用的離心式、軸流式、活塞式從結(jié)構(gòu)原理上就不宜用于大流量。本發(fā)明 無此限制，可用于江、河、湖、水庫的排灌水；
4)高粘度流體，污水，泥漿等用泵離心式，軸流式不宜用，活塞式往復(fù)運(yùn)動(dòng)效率低。本 發(fā)明適用于高粘度油、高粘度化工原料、固液混合物、污水、泥漿等的輸送；
5)油泵本發(fā)明比齒輪泵、刮片泵、羅茨泵、活塞泵流量大，效率高，體積小。適用于各種油的輸送，液壓設(shè)備的壓力源等；
6)壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)本發(fā)明比常用活塞式體積小，無噪音，功率大，比渦桿式、螺桿 式容量大，效率高，是氣動(dòng)設(shè)備的重要組成部分；
7)鼓風(fēng)機(jī)本發(fā)明噪音小，風(fēng)壓高，流量大，特別適用于冶金、化工以及大空間、車間、公 共場所的大氣量排、送風(fēng)；
8)真空泵比常用真空泵，排量相同時(shí)，體積小、功率小、效率高；
9)氣動(dòng)馬達(dá)目前用的渦輪式轉(zhuǎn)速不能小，力矩小，耗氣量大，效率低，本發(fā)明轉(zhuǎn)速可大 可小，可實(shí)現(xiàn)調(diào)力矩，調(diào)轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)大功率，小體積，耗氣少，效率高，在不適宜用電動(dòng)工具 的場合，移動(dòng)中操作，在潮濕、易燃、易爆等環(huán)境中使用。制作氣動(dòng)鉆、銑、磨、拋光、上螺絲 等；
10)汽輪機(jī)用本發(fā)明取代現(xiàn)有的渦輪式汽輪機(jī)，可充分利用氣體的內(nèi)能，大幅度提高 效率，并減小積體；
11)油馬達(dá)目前裝置主要為刮片泵，羅茨泵，齒輪泵等的逆向應(yīng)用，由于效率低，成本 高，功率小，所以很少用。本發(fā)明克服了這些問題，有很大的應(yīng)用前景，特別是用于有液壓 源，運(yùn)轉(zhuǎn)空間小，需求功率大的場合；
12)水馬達(dá)用水代替油，更經(jīng)濟(jì)，更安全，更方便。在隧道工程，坑道作業(yè)，山區(qū)，危險(xiǎn) 環(huán)境施工場地用電不方便的場合；
13)小型水能站在山區(qū)，河谷，偏遠(yuǎn)邊疆，哨所等地方建立小型水能站，是最理想的設(shè) 備，配上發(fā)電機(jī)就是小水電。直接作為動(dòng)力，就是水能站，代替電動(dòng)機(jī)，配上高壓水泵就可以 為高處供水，澆水；
14)大型水力發(fā)動(dòng)機(jī)本發(fā)明的水能利用率，能量轉(zhuǎn)換效率均比現(xiàn)有的水輪機(jī)高；
15)低水頭、大流量水力發(fā)動(dòng)機(jī)在江、河、湖、水庫、入?？诘鹊胤?，潮汐、海浪存在巨大 的低水頭，大流量的可再生的水力資源。目前的水輪機(jī)及其他類型的水能機(jī)設(shè)備，由于效率 不高，水能利用率低，總效益不高，開發(fā)難度大，這些再生能源絕大部分是白白流淌。采用本 發(fā)明，無論功率大小，效率不減；
16)流量計(jì)本發(fā)明是封閉容腔轉(zhuǎn)移流體的連續(xù)過程，沒有漏泄，流體粘度和密度影響 很小，適合作為計(jì)量儀器使用，比常用的浮子式和渦輪式更加精準(zhǔn)。 本發(fā)明還可以進(jìn)行組合應(yīng)用，一是本發(fā)明的正、逆向組合，二是配合其他通用裝置 組合，開發(fā)出新的應(yīng)用領(lǐng)域，新型的裝置及新的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括腔體(7)，腔體(7)兩側(cè) 分別開有進(jìn)口(9)和出口(10)，腔體(7)設(shè)有端面開口，腔體(7)上沿端面開口安裝有殼體 (17)，腔體(7)的端面開口處設(shè)置有圓盤(1 )，圓盤(1) 一側(cè)固接有連接盤(11 )，圓盤(1)上 設(shè)置有可轉(zhuǎn)動(dòng)的行星軸a (3)和行星軸b (4)，行星軸a (3)和行星軸b (4)同時(shí)穿過圓 盤(1)和連接盤(11 )，圓盤(1)上固接有動(dòng)力軸(2)，動(dòng)力軸(2)穿過連接盤(11 )，行星軸a (3)和行星軸b (4)上分別固接有活塞a (5)和活塞b (6)，腔體(7)內(nèi)壁上通過彈簧連接 有滑塊(8)，圓盤(1)和連接盤(11)之間設(shè)置有行星輪系機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的行星輪系機(jī)構(gòu)包括分別固接 在行星軸a (3)和行星軸b (4)上的齒輪a (12)和齒輪b (13)，齒輪a (12)和齒輪b (13) 分別與齒輪c (14)和齒輪d (15)嚙合，齒輪c (14)和齒輪d (15)同時(shí)與齒輪e (16)嚙 合，齒輪c (14)和齒輪d (15)通過齒輪軸設(shè)置在圓盤(1)與連接盤(11)之間，齒輪e (16) 套接在動(dòng)力軸(2)上，齒輪e (16) —端穿過連接盤(11)與殼體(17)固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的活塞a(5)和活塞b (6)是 截面為兩端尖中間寬的紡錘形的柱體，活塞a (5)和活塞b (6)的尖端處設(shè)置有密封條。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的行星軸a(3)、行星軸b (4) 和動(dòng)力軸(2)位于同一直線上，行星軸a (3)、行星軸b (4)距動(dòng)力軸(2)的距離相等，設(shè)定行星軸a (3)和行星軸b (4)之間距離為2a，滿足活塞a (5)與活塞b (6)兩尖端之間距離均為 2芯a，活塞a (5)與活塞b (6)表面圓弧半徑均為2a、圓心角為90°。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種流體壓力行星式旋轉(zhuǎn)活塞動(dòng)力機(jī)構(gòu)，包括腔體，腔體兩側(cè)分別開有進(jìn)口和出口，腔體一側(cè)端面開口，腔體上沿開口端面安裝有殼體，腔體的端面開口處設(shè)置有圓盤，圓盤一側(cè)固接有連接盤，圓盤上設(shè)置有可轉(zhuǎn)動(dòng)的行星軸a和行星軸b，行星軸a和行星軸b同時(shí)穿過圓盤和連接盤，圓盤上固接有動(dòng)力軸，動(dòng)力軸穿過連接盤，行星軸a和行星軸b上分別固接有活塞a和活塞b，腔體內(nèi)壁上通過彈簧連接有滑塊，滑塊可在活塞a或活塞b與腔體之間伸縮，行星軸a和行星軸b通過設(shè)置在圓盤和連接盤間的行星輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行自轉(zhuǎn)。解決了現(xiàn)有動(dòng)力機(jī)構(gòu)中存在的機(jī)構(gòu)體積大，轉(zhuǎn)效率低下，不能用于大功率輸出及恒定功率輸出問題。
文檔編號(hào)F01C1/08GK102003213SQ201010560670
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者翟偉綱, 鄧佳, 鄧開金, 鄧飛 申請人:鄧開金