一種葉片氣馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種葉片氣馬達，它包括殼體、轉(zhuǎn)子、葉片、密封條、配氣錐和墊塊，轉(zhuǎn)子位于中心，殼體位于外部，配氣錐位于轉(zhuǎn)子兩端空心圓臺面內(nèi)，葉片安放在殼體對角的空心圓環(huán)內(nèi)，同時也位于轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，并與轉(zhuǎn)子成一個角度，葉片的一個平面與配氣錐的圓臺側(cè)面相貼合，密封條位于轉(zhuǎn)子和葉片之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子貼合，圓臺面一側(cè)則與葉片的圓臺面E1貼合，墊塊位于殼體對角的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由殼體、葉片、轉(zhuǎn)子和密封條形成的空缺。本發(fā)明所有密封處均為面密封；排量大，壓力高，效率高；比功率大；結(jié)構(gòu)緊湊，加工相對容易；成本較低；不易磨損，壽命長。
【專利說明】—種葉片氣馬達
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣馬達，尤其涉及一種葉片氣馬達。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的葉片式氣馬達結(jié)構(gòu)均為一轉(zhuǎn)子偏心置于氣缸體內(nèi)，葉片徑向或與轉(zhuǎn)子半徑成一定角度置于轉(zhuǎn)子內(nèi)，工作時轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，葉片在離心力的作用下甩出，與氣缸體形成密封腔，旋轉(zhuǎn)時容積變化產(chǎn)生壓力。葉片數(shù)量為兩片或多片。這種形式壓縮機暨真空泵由于葉片氣缸體之間是靠一條接觸線密封，因此密封性能較差，輸出壓力較低，加上旋轉(zhuǎn)時葉片與轉(zhuǎn)子及氣缸體間產(chǎn)生很大摩擦，致使氣馬達整體磨損快，壽命短，效率低。另外，旋轉(zhuǎn)時為了保證葉片能在轉(zhuǎn)子內(nèi)安全進出，轉(zhuǎn)子必須有相當(dāng)?shù)闹睆?，這樣勢必排量較小，雖然有雙葉片式氣壓馬達，但由于只有兩片葉片，輸出扭矩脈動較大，輸出扭矩也欠大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種既能實現(xiàn)大排量，輸出扭矩大，輸出扭矩脈動又小，全部密封處又均為面密封，且不易磨損的葉片氣馬達。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種葉片氣馬達，其特征在于，包括殼體、轉(zhuǎn)子、葉片、密封條、配氣錐和墊塊，轉(zhuǎn)子位于中心，殼體位于外部，配氣錐位于轉(zhuǎn)子兩端空心圓臺面內(nèi)，葉片安放在殼體對角的空心圓環(huán)內(nèi)，同時也位于轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，并與轉(zhuǎn)子成一個角度，葉片的一個平面與配氣錐的圓臺側(cè)面相貼合，密封條位于轉(zhuǎn)子和葉片之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子貼合，圓臺面一側(cè)則與葉片的圓臺面El貼合，墊塊位于殼體對角的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由殼體、葉片、轉(zhuǎn)子和密封條形成的空缺。
[0005]在上述的一種葉片氣馬達中，所述葉片為四分之一圓形，共有相同的四片，其中一片葉片由兩個平面A1、B1和柱面Cl、球面Dl及兩圓臺面E1、J1圍合而成；其中，Cl是中心為球心01、半徑與殼體的空心圓環(huán)的柱面E4的半徑相同的柱面，Dl是球心為01半徑與轉(zhuǎn)子球臺C2半徑相同的球面，El和Jl是圓臺面，其上底面和下底面的直徑分別是直線RlSl和直線MINI，MlRl和NlSl則是其側(cè)面母線；兩個平面Al和BI平行；兩平行平面Al和BI的距離為葉片的厚度，葉片厚度與圖8殼體的空心圓環(huán)寬度相等；
所述密封條共有相同的八條，其中一條El側(cè)是圓臺面，其上底面和下底面的直徑分別是直線RlSl和P1Q1，P1R1和NlSl則是其側(cè)面母線，Kl側(cè)是平面，過球心O I的軸線與該平面平行，其垂直距離為轉(zhuǎn)子正交的十字板板厚的一半，Gl是球心為01半徑與轉(zhuǎn)子中心球臺C2半徑相等的球面，F(xiàn)l是球心為01半徑與殼體球面F4半徑相等的球面，Hl和Il兩個面是平行的平面，密封條的寬度與葉片厚度相等；葉片和密封條均為軸對稱；
所述轉(zhuǎn)子當(dāng)中是兩頭平行截掉兩個球冠的腰鼓形球臺，球臺中間如同對稱插入一正交的十字板，A2和B2是平行的圓平面，C2和D2是球心為02的球面，12和J2是相互垂直的兩平面，一個葉片和兩條密封條垂直安放在12和J2之間的凹槽內(nèi)，正好完全密合，E2和F2是球心為02半徑與殼體球面F4半徑相同的球面，G2和H2是兩相同的空心圓臺部分側(cè)面，其中一個空心圓臺上下兩底分別是圓平面B2和以直線K2L2為直徑的圓面，K2M2的直線段長度為轉(zhuǎn)子的寬度，整個轉(zhuǎn)子不僅關(guān)于球臺中心02對稱，也是軸對稱；
所述配氣錐是一圓臺，共有相同的兩個，其中一個圓臺上下兩底A3和B3的半徑分別和轉(zhuǎn)子空心圓臺側(cè)面G2和H2上下兩底的半徑相等，高度也與轉(zhuǎn)子空心圓臺側(cè)面G2和H2的高度相等，一側(cè)面是被一平面相截的平面C3，平面C3最寬處的寬度不大于轉(zhuǎn)子正交的十字板板厚，平面C3和相應(yīng)的殼體圓環(huán)平行平面C4和D4相貼合；
所述殼體是兩頭平行截掉兩個球冠的腰鼓形球面，厚度與轉(zhuǎn)子的寬度K2M2相等，A4和B4是兩個半徑相等的平行的圓平面，球面F4以04為球心，半徑與轉(zhuǎn)子左右外側(cè)大球面E2和F2的半徑相等，殼體球面的對角是一空心圓環(huán)，圓環(huán)寬度與葉片厚度相等，空心圓環(huán)的兩個側(cè)面C4和D4是平行的圓環(huán)平面，E4是中心軸通過04的柱面，位于殼體的對角線上，其外徑與葉片柱面Cl的外徑相等，且大于殼體球面F4的外徑，C4和D4兩平面與一配氣錐側(cè)面的平面C3及另一配氣錐側(cè)面的相應(yīng)平面貼合，整個殼體關(guān)于球臺中心04對稱；
所述墊塊是一段圓環(huán)，共有相同的四條，其中一條外側(cè)A5是半徑與殼體對角圓環(huán)E4外徑相等的柱面，內(nèi)側(cè)B5是半徑與殼體球面F4半徑相等的球面，兩腰部C5和D5是圓臺面，該圓臺面上底面和下底面的直徑分別是直線PlQl和直線M1N1，M1P1則是其側(cè)面母線，墊塊形狀為軸對稱。
[0006]本發(fā)明具有的優(yōu)點是:
1)所有密封處均為面密封；
2)排量大，壓力高，效率高；
3)比功率大；
4)結(jié)構(gòu)緊湊，加工相對容易；
5)成本較低；
6)不易磨損，壽命長。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明的葉片和密封條形狀示意圖；
圖2是圖1的S向和T向示意圖；
圖3是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子形狀示意圖；
圖4是圖3的W-W剖面示意圖；
圖5是本發(fā)明的配氣錐形狀示意圖；
圖6是圖5的P向示意圖 圖7是本發(fā)明的殼體的俯視圖；
圖8本發(fā)明的殼體的主視圖；
圖9是圖8的M-M剖面示意圖；
圖10是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是圖10的K向示意圖；
圖12是圖10的N-N剖面示意圖；
圖13是本發(fā)明的運行原理示意圖； 圖14是圖10的U-U剖面示意圖；
圖15是本發(fā)明的工作過程原理示意圖；
圖16是圖13的V-V剖面示意圖；
圖17是本發(fā)明的工作過程原理示意圖。
[0009]圖中:1.殼體，2.轉(zhuǎn)子，3.葉片，4.密封條，5.配氣錐，6.墊塊。
【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖13所示，轉(zhuǎn)子2位于中心，殼體I位于外部，配氣錐5位于轉(zhuǎn)子2兩端空心圓臺面內(nèi)，葉片3安放在殼體I對角的的空心圓環(huán)(導(dǎo)向槽)內(nèi)，同時也位于轉(zhuǎn)子2的槽內(nèi)，并與轉(zhuǎn)子2成一個角度，葉片3的一個平面與配氣錐5的圓臺側(cè)面相貼合，密封條4位于轉(zhuǎn)子2和葉片3之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子3貼合，圓臺面一側(cè)則與葉片3的圓臺面El貼合，墊塊6位于殼體I對角的的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由殼體1，葉片3，轉(zhuǎn)子2和密封條4形成的空缺。
[0011]圖1和圖2所示為本發(fā)明的葉片3和密封條4的形狀。葉片3為四分之一圓形或近似四分之一圓形，共有相同的四片，其中一片由兩個平面Al、BI和柱面Cl、球面Dl及兩圓臺面E1、J1圍合而成；其中，Cl是中心為球心01、半徑與殼體I的空心圓環(huán)的柱面E4的半徑相同的柱面，Dl是球心為01半徑與圖4轉(zhuǎn)子2球臺C2半徑相同的球面，El和Jl是圓臺面，其上底面和下底面的直徑分別是直線RlSl和直線MINI，MlRl和NlSl則是其側(cè)面母線；兩個平面Al和BI平行；兩平行平面Al和BI的距離為葉片3的厚度，葉片3厚度與圖8殼體3的空心圓環(huán)寬度相等。
[0012]密封條4共有相同的八條，其中一條El側(cè)是圓錐面，其上底面和下底面的直徑分別是直線RlSl和P1Q1，P1R1和NlSl則是其側(cè)面母線，Kl側(cè)是平面，過球心O I的軸線(如圖1所示)與該平面平行，其垂直距離為圖4轉(zhuǎn)子2正交的十字板板厚的一半，Gl是球心為01半徑與圖4轉(zhuǎn)子2中心球臺C2半徑相等的球面，F(xiàn)l是球心為01半徑與圖8殼體I球面F4半徑相等的球面，Hl和Il兩個面是平行的平面，密封條4的寬度(即平面Hl和Il的距離)與葉片3厚度相等；葉片3和密封條4均為軸對稱。
[0013]圖3和圖4所示為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子2的形狀。轉(zhuǎn)子2當(dāng)中是兩頭平行截掉兩個球冠的腰鼓形球臺，球臺中間如同對稱插入一正交的十字板，A2和B2是平行的圓平面，C2和D2是球心為02的球面，12和J2是相互垂直的兩平面，將圖1的整個圖形，即一個葉片3和兩條密封條4垂直安放在12和J2之間的凹槽內(nèi)，正好完全密合，E2和F2是球心為02半徑與殼體I球面F4半徑相同的球面，G2和H2是兩相同的空心圓臺部分側(cè)面，其中一個空心圓臺上下兩底分別是圓平面B2和以直線K2L2為直徑的圓面，整個轉(zhuǎn)子2不僅關(guān)于球臺中心02對稱,也是軸對稱。
[0014]圖5和圖6所示為本發(fā)明的配氣錐5的形狀。配氣錐5是一圓臺，共有相同的兩個，其中一個圓臺上下兩底A3和B3的半徑分別和轉(zhuǎn)子2空心圓臺側(cè)面G2和H2上下兩底的半徑相等，高度也與轉(zhuǎn)子2空心圓臺側(cè)面G2和H2的高度相等，一側(cè)面是被一平面相截的平面C3，該平面可以與配氣錐5圓臺側(cè)面的母線平行，也可以不與配氣錐5圓臺側(cè)面的母線平行，平面C3最寬處的寬度不大于轉(zhuǎn)子2正交的十字板板厚，平面C3的空間位置以如下而定:保證裝配好后平面C3和相應(yīng)的殼體I圓環(huán)平行平面C4和D4相貼合，點D3至E3的空心面為進氣面，點D3至E3的空心面為135度，點F3至G3的空心面為排氣面，F(xiàn)3至G3的空心面小于135度。
[0015]圖7、圖8和圖9所不為本發(fā)明的殼體I的形狀。殼體I是兩頭平行截掉兩個球冠的腰鼓形球面，厚度與轉(zhuǎn)子2的寬度K2M2相等，A4和B4是兩個半徑相等的平行的圓平面，球面F4以04為球心，半徑與轉(zhuǎn)子2左右外側(cè)大球面E2和F2球面的半徑相等，殼體I球面的對角是一空心圓環(huán)，圓環(huán)寬度與葉片3厚度相等，空心圓環(huán)的兩個側(cè)面C4和D4是平行的圓環(huán)平面，E4是中心軸通過04的柱面，位于殼體I的對角線上，其外徑與葉片3柱面Cl的外徑相等，且大于殼體I球面F4的外徑，圓環(huán)平行的C4和D4兩平面的空間位置以如下而定:保證裝配好后C4和D4兩平面與一配氣錐5側(cè)面的平面C3及另一配氣錐側(cè)面的相應(yīng)平面貼合。整個殼體I關(guān)于球臺中心04對稱。
[0016]圖12所示為本發(fā)明的墊塊6的形狀。墊塊6是一段圓環(huán)，共有相同的四條，其中一條外側(cè)A5是半徑與殼體I對角圓環(huán)E4外徑相等的柱面，內(nèi)測B5是半徑與殼體I球面F4半徑相等的球面，其上下厚度與轉(zhuǎn)子2正交的十字板寬度K2M2相等，兩腰部C5和D5是圓臺面,該圓臺面上底面和下底面的直徑分別是直線PlQl和MlNl (如圖1所示)，MlPl則是其側(cè)面母線。墊塊6形狀為軸對稱。
[0017]本發(fā)明的運行工作原理如下:
如圖15，在氣馬達的一端，轉(zhuǎn)子2、葉片3、密封條4、配氣錐5和殼體I將氣腔分割成五個各自獨立的密封腔Q1、Q2、Q3、Q4和Q5。在轉(zhuǎn)子2的一端，當(dāng)轉(zhuǎn)子2處于進氣開始位置(如圖14)時，高壓氣從配氣錐的進氣面進入氣腔Q1，如圖15，這時氣腔Q4和Q5已經(jīng)充滿了高壓氣，而氣腔Q2和Q3則為低壓氣，五個氣腔形成的壓差，在轉(zhuǎn)子2上產(chǎn)生扭矩，使轉(zhuǎn)子2逆時針旋轉(zhuǎn)，繼而推動葉片逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子2逆時針旋轉(zhuǎn)時，氣腔Q2和Q3里的低壓氣通過配氣錐5的排氣面排出。當(dāng)高壓氣繼續(xù)從配氣錐5的進氣面進入氣腔Ql、Q4和Q5時，轉(zhuǎn)子2繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。
[0018]當(dāng)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)到圖15位置，并繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)時，氣腔Q4從高壓進氣腔繼而變成低壓排氣腔，而高壓氣則繼續(xù)進入氣腔Ql和Q5，氣腔Q2和Q3仍為低壓排氣腔。氣壓差產(chǎn)生的扭矩繼續(xù)推動轉(zhuǎn)子2逆時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子2逆時針轉(zhuǎn)動圖16位置時，排氣腔Q2里的低壓氣排盡，而Ql和Q5仍為高壓進氣腔，Q3和Q4仍為低壓排氣腔，這時高壓氣又從配氣錐5的進氣面進入新的高壓進氣腔，推動轉(zhuǎn)子2繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)到圖17位置并繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，腔Q5從高壓進氣腔繼而變成低壓排氣腔，這時Ql仍為高壓進氣腔，Q3和Q4仍為低壓排氣腔，而高壓氣繼續(xù)進入新的高壓進氣腔，推動轉(zhuǎn)子2繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。
[0019]當(dāng)轉(zhuǎn)子2逆時針轉(zhuǎn)動圖14位置時，排氣腔Q3里的低壓氣排盡，而Ql仍為高壓進氣腔，Q4和Q5仍為低壓排氣腔，高壓氣還在進入新的高壓進氣腔，推動轉(zhuǎn)子2繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)到圖15位置并繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，腔Ql從高壓進氣腔繼而變成低壓排氣腔。如此周而復(fù)始，推動轉(zhuǎn)子不斷逆時針旋轉(zhuǎn)。在氣馬達的另一端，情況也和這一端完全相同。
[0020]上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本方面進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種葉片氣馬達，其特征在于，包括殼體(1)、轉(zhuǎn)子(2)、葉片(3)、密封條(4)、配氣錐(5 )和墊塊(6 )等，轉(zhuǎn)子(2 )位于中心，殼體(1)位于外部，配氣錐(5 )位于轉(zhuǎn)子(2 )兩端空心圓臺面內(nèi)，葉片(3)安放在殼體(1)對角的空心圓環(huán)內(nèi)，同時也位于轉(zhuǎn)子(2)的槽內(nèi)，并與轉(zhuǎn)子(2)成一個角度，葉片(3)的一個平面與配氣錐(5)的圓臺側(cè)面相貼合，密封條(4)位于轉(zhuǎn)子(2)和葉片(3)之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子(2)貼合，圓臺面一側(cè)則與葉片(3)的圓臺面El貼合，墊塊(6)位于殼體(1)對角的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由殼體(1)、葉片(3)、轉(zhuǎn)子(2)和密封條(4)形成的空缺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葉片氣馬達，其特征在于，所述葉片(3)為四分之一圓形，共有相同的四片，其中一片葉片(3)由兩個平面Al、BI和柱面Cl、球面Dl及兩圓臺面EUJl圍合而成；其中，Cl是中心為球心01、半徑與殼體(1)的空心圓環(huán)的柱面E4的半徑相同的柱面，Dl是球心為01半徑與轉(zhuǎn)子(2)球臺C2半徑相同的球面，El和Jl是圓臺面，其上底面和下底面的直徑分別是直線RlSl和直線MINI，MlRl和NlSl則是其側(cè)面母線；兩個平面Al和BI平行；兩平行平面Al和BI的距離為葉片(3)的厚度，葉片(3)厚度與圖8殼體(1)的空心圓環(huán)寬度相等； 所述密封條(4)共有相同的八條，其中一條El側(cè)是圓臺面，其上底面和下底面的直徑分別是直線RlSl和P1Q1，P1R1和NlSl則是其側(cè)面母線，Kl側(cè)是平面，過球心O I的軸線與該平面平行，其垂直距離為轉(zhuǎn)子(2)正交的十字板板厚的一半，Gl是球心為01半徑與轉(zhuǎn)子(2)中心球臺C2半徑相等的球面，F(xiàn)l是球心為01半徑與殼體(1)球面F4半徑相等的球面，Hl和Il兩個面是平行的平面，密封條(4)的寬度與葉片(3)厚度相等；葉片(3)和密封條(4)均為軸對稱； 所述轉(zhuǎn)子(2)當(dāng)中是兩頭平行截掉兩個球冠的腰鼓形球臺，球臺中間如同對稱插入一正交的十字板，A2和B2是平行的圓平面，C2和D2是球心為02的球面，12和J2是相互垂直的兩平面，一個葉片(3)和兩條密封條(4)垂直安放在12和J2之間的凹槽內(nèi)，正好完全密合，E2和F2是球心為02半徑與殼體(1)球面F4半徑相同的球面，G2和H2是兩相同的空心圓臺部分側(cè)面，其中一個空心圓臺上下兩底分別是圓平面B2和以直線K2L2為直徑的圓面，K2M2的直線段長度為 轉(zhuǎn)子(2)的寬度，整個轉(zhuǎn)子(2)不僅關(guān)于球臺中心02對稱，也是軸對稱； 所述配氣錐(5 )是一圓臺，共有相同的兩個，其中一個圓臺上下兩底A3和B3的半徑分別和轉(zhuǎn)子(2)空心圓臺側(cè)面G2和H2上下兩底的半徑相等，高度也與轉(zhuǎn)子(2)空心圓臺側(cè)面G2和H2的高度相等，一側(cè)面是被一平面相截的平面C3，平面C3最寬處的寬度不大于轉(zhuǎn)子(2)正交的十字板板厚，平面C3和相應(yīng)的殼體(1)圓環(huán)平行平面C4和D4相貼合； 所述殼體(1)是兩頭平行截掉兩個球冠的腰鼓形球面，厚度與轉(zhuǎn)子(2)的寬度K2M2相等，A4和B4是兩個半徑相等的平行的圓平面，球面F4以04為球心，半徑與轉(zhuǎn)子(2)左右外側(cè)大球面E2和F2的半徑相等，殼體(1)球面的對角是一空心圓環(huán)，圓環(huán)寬度與葉片(3)厚度相等，空心圓環(huán)的兩個側(cè)面C4和D4是平行的圓環(huán)平面，E4是中心軸通過04的柱面，位于殼體(1)的對角線上，其外徑與葉片(3)柱面Cl的外徑相等，且大于殼體(1)球面F4的外徑，C4和D4兩平面與一配氣錐(5)側(cè)面的平面C3及另一配氣錐(5)側(cè)面的相應(yīng)平面貼合，整個殼體(1)關(guān)于球臺中心04對稱； 所述墊塊(6)是一段圓環(huán)，共有相同的四條，其中一條外側(cè)A5是半徑與殼體(1)對角.圓環(huán)E4外徑相等的柱面，內(nèi)側(cè)B5是半徑與殼體(1)球面F4半徑相等的球面，兩腰部C5和D5是圓臺面，該圓臺面上底面和下底面的直徑分別是直線PlQl和直線MINI，MlPl則是其側(cè)面母線，墊塊(6)形狀為軸對稱。
【文檔編號】F01C21/08GK103670521SQ201310688755
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】陳行 申請人:浙江大學(xué)