槽口 41a內(nèi)，調(diào)節(jié)塊43通過螺釘過孔固定在轉(zhuǎn)子體的調(diào)節(jié)塊凹槽41b內(nèi)。
[0019]在轉(zhuǎn)子體41、旋轉(zhuǎn)葉片42和調(diào)節(jié)塊43組裝成旋片式轉(zhuǎn)子4之后，在調(diào)節(jié)塊43與調(diào)節(jié)塊凹槽41b之間的空隙中填充柔性漬自潤滑材料，再將旋片式轉(zhuǎn)子4的兩側(cè)面整體加工成標(biāo)準(zhǔn)平面，旋片式轉(zhuǎn)子4的側(cè)面與定子I端蓋內(nèi)側(cè)面貼合，端蓋內(nèi)側(cè)面有自潤滑材料等離子噴涂層，實(shí)現(xiàn)氣體在旋片式轉(zhuǎn)子側(cè)面的密封。本發(fā)明克服了鉸鏈?zhǔn)脚蛎洐C(jī)存在的氣體通過蓋板頂沿縫隙的側(cè)面泄漏和鉸鏈轉(zhuǎn)軸軸承縫隙的側(cè)面泄漏問題，密封性能有所提高。
[0020]為避免氣體通過旋轉(zhuǎn)葉片42底端與葉片槽口 41a之間的縫隙漏氣，如圖5和圖6所示，轉(zhuǎn)子體41的葉片槽口 41a底端開有沿軸向的密封槽41d，密封槽41d內(nèi)嵌有密封條，該密封條伸出密封槽與旋轉(zhuǎn)葉片42底端接觸密封。密封條選用包括浸漬柔性石墨條在內(nèi)的柔性浸漬自潤滑材料，浸漬石墨條既能具有耐磨性，又具有很低的摩擦系數(shù)，能減小旋轉(zhuǎn)葉片42轉(zhuǎn)動阻力，且長期使用無需更換。因此，用密封條進(jìn)一步解決了氣體通過旋轉(zhuǎn)葉片底端縫隙的泄漏問題。
[0021]在安裝旋轉(zhuǎn)葉片42時，單一密封條頂住旋轉(zhuǎn)葉片42，造成旋轉(zhuǎn)葉片42在葉片槽口41a內(nèi)偏斜而增加轉(zhuǎn)動的阻力。為此，在葉片槽口 41a底端開有兩個密封槽41d，兩個密封槽41d內(nèi)嵌各有一根密封條，依靠兩根密封條與旋轉(zhuǎn)葉片轉(zhuǎn)軸共同支撐(形成三點(diǎn)一面的穩(wěn)定性)旋轉(zhuǎn)葉片42底端，易于穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)葉片42的位置，避免了旋轉(zhuǎn)葉片42偏斜，便于安裝固定并方便地調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)葉片42的密封性和摩擦阻力之間的度。
[0022]如圖7所示，旋轉(zhuǎn)葉片42的背面為葉片弧面42a，旋轉(zhuǎn)葉片42的正面為葉片底平面42b，葉片底平面42b與轉(zhuǎn)子體的葉片槽口 41a底面貼合，葉片弧面42a與轉(zhuǎn)子體41外圓弧相合，以保持旋片式轉(zhuǎn)子的圓周度，實(shí)現(xiàn)旋片式轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)缸正常運(yùn)轉(zhuǎn)并維持氣體密封。
[0023]在與調(diào)節(jié)塊43配合的旋轉(zhuǎn)葉片42弧形缺口 42c頂面上開有密封槽口 42e，密封槽口 42e內(nèi)嵌有密封塊，該密封塊選用柔性浸漬自潤滑材料，以防止氣體介質(zhì)的泄漏。
[0024]如圖9所示，調(diào)節(jié)塊43的螺釘過孔有橫向滑孔43b和縱向滑孔43c，以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)葉片42安裝在葉片槽口 41a內(nèi)能上下方向和左右方向的調(diào)整，保證旋轉(zhuǎn)葉片42靈活轉(zhuǎn)動和密封性。
[0025]旋片機(jī)作為膨脹機(jī)起動時，旋片式轉(zhuǎn)子4沒有初始轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)葉片42沒有離心力作用，旋片式轉(zhuǎn)子上部的旋轉(zhuǎn)葉片在重力作用下落入轉(zhuǎn)子葉片槽口 41a內(nèi)，導(dǎo)致氣缸內(nèi)部空間相通，膨脹機(jī)不能正常起動。為了使旋片膨脹機(jī)能夠起動，如圖5和圖6所示，在轉(zhuǎn)子體41的葉片槽口 41a底面中部開有彈簧安裝孔41c，彈簧一端固定在彈簧安裝孔41c內(nèi)，彈簧自由端伸出彈簧安裝孔與旋轉(zhuǎn)葉片的葉片底平面42b接觸，彈簧的作用力將旋轉(zhuǎn)葉片的頂端提升，在定子進(jìn)氣口的氣體沖擊作用下，旋轉(zhuǎn)葉片的頂端與定子內(nèi)缸接觸，定子內(nèi)缸具有了隔離的小室，旋片膨脹機(jī)能夠正常起動。
[0026]如圖10所示，在旋轉(zhuǎn)葉片42的頂端開有微型槽6，微型槽內(nèi)裝有能上下滑動的副滑片5。當(dāng)旋轉(zhuǎn)葉片42隨轉(zhuǎn)子體41轉(zhuǎn)動后，旋轉(zhuǎn)葉片42受離心力的作用，旋轉(zhuǎn)葉片42繞葉片轉(zhuǎn)軸42d翻轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)葉片42的頂端緊貼定子內(nèi)缸壁滑動，副滑片5在旋轉(zhuǎn)的離心力作用下，從微型槽6滑出，副滑片5的頂端也貼緊定子內(nèi)缸壁，由此，在每一個旋轉(zhuǎn)葉片與定子內(nèi)缸之間形成雙線密封，從而減少了高壓氣體從旋轉(zhuǎn)葉片頂端與定子內(nèi)缸壁之間的泄漏，增加了各膨脹室的密封性。
[0027]上述密封條或密封塊均使用柔性浸漬自潤滑材料，根據(jù)設(shè)備和工作介質(zhì)的實(shí)際情況，可選擇如:柔性石墨盤根、柔性碳素盤根、柔性芳綸聚四氟乙烯盤根、柔性石棉盤根等，浸漬材料可選擇具備潤滑功能的固體或液體材料，如:油浸石墨盤根、浸四氟石墨盤根(由工業(yè)級膨脹石墨經(jīng)浸漬PTFE混合物和惰性潤滑劑精制而成)、石棉浸油漿(硅油+ 二硫化鉬漿體)盤根、芳綸石墨混編盤根等。
[0028]能量轉(zhuǎn)化效率的對比測試
對本發(fā)明的膨脹機(jī)與傳統(tǒng)的滑片膨脹機(jī)，應(yīng)用“發(fā)動機(jī)測功機(jī)平臺”和“電機(jī)反拖實(shí)驗裝置”進(jìn)行實(shí)測。
[0029]樣機(jī)測試條件:相同定子、轉(zhuǎn)子半徑及其結(jié)構(gòu)尺寸，相同偏心距，采用相同材質(zhì)，相同膨脹比，相同設(shè)計功率。
[0030]1、摩擦功耗對比
該對比測試是在不同轉(zhuǎn)速下，測量摩擦損耗。
[0031]圖11所示的曲線是采用電機(jī)反拖實(shí)驗裝置(扭矩測定儀)測試的曲線，曲線a為滑片膨脹機(jī)的摩擦功耗，曲線b為本發(fā)明的膨脹機(jī)的摩擦功耗。
[0032]由圖11看出:轉(zhuǎn)速從1000r/min升高到3000r/min，本發(fā)明的旋片機(jī)摩擦功耗與滑片機(jī)摩擦功耗都不斷上升，在相同轉(zhuǎn)速下，本發(fā)明的旋片機(jī)摩擦功耗明顯低于滑片機(jī)摩擦功耗；特別是在轉(zhuǎn)速超過1500r/min后，滑片機(jī)摩擦功耗曲線斜率不斷升高，且滑片機(jī)摩擦損失與本發(fā)明的旋片機(jī)摩擦損失差值不斷增大。圖11表明:在相同轉(zhuǎn)速下，本發(fā)明的旋片機(jī)能夠大幅度降低摩擦損失，且轉(zhuǎn)速越高，摩擦損失下降相對越顯著。
[0033]2、凈輸出功率和泄露損失對比
用“湖南湘儀動力測試儀器有限公司”160KW交流發(fā)動機(jī)測功機(jī)平臺，以0.6MPa空氣做為動力源，對比測試是在不同轉(zhuǎn)速下，取相同進(jìn)口流量、相同進(jìn)口壓力條件下，獲得的凈輸出功率和泄露損失。由此對比分析本發(fā)明的旋片機(jī)與傳統(tǒng)的滑片機(jī)運(yùn)行時能量轉(zhuǎn)換效率的差異。
[0034]如圖12所示，曲線c為本發(fā)明的旋片機(jī)凈輸出功率，曲線d為滑片機(jī)凈輸出功率，曲線e為滑片機(jī)泄露損失功率，曲線f為本發(fā)明的旋片機(jī)泄露損失功率。
[0035]由圖12中曲線c和曲線d看出:當(dāng)氣體流量一定的條件下，隨著轉(zhuǎn)速增加，本發(fā)明的旋片機(jī)與滑片機(jī)凈輸出功率都不斷增加，而本發(fā)明旋片機(jī)凈輸出功率始終大于相同轉(zhuǎn)速下的滑片機(jī)凈輸出功率，且隨著轉(zhuǎn)速的增加，兩者的差值呈現(xiàn)出不斷增大的趨勢。
[0036]由圖12中曲線f和曲線e看出:當(dāng)氣體流量一定的條件下，隨著轉(zhuǎn)速增加，本發(fā)明的旋片機(jī)與滑片機(jī)因氣體泄漏所引起的泄露損失功率都呈現(xiàn)下降的趨勢，而本發(fā)明的旋片機(jī)泄露損失功率遠(yuǎn)低于同轉(zhuǎn)速下的滑片機(jī)泄露功率損失。這是由于滑片膨脹機(jī)的滑片與轉(zhuǎn)子槽之間、滑片與定子缸壁之間縫隙有大量氣體泄漏，而本發(fā)明的旋片機(jī)由于采用了柔性浸漬自潤滑密封條，從而封堵了旋轉(zhuǎn)葉片底端縫隙的氣體泄漏，同時，通過旋轉(zhuǎn)葉片和副滑片的共同作用，在定子缸壁上實(shí)現(xiàn)了雙線密封，使旋轉(zhuǎn)葉片與定子缸壁之間的泄漏大幅度降低。
[0037]綜上得出，在相同的流量、相同膨脹比、相同的進(jìn)口壓力和相同轉(zhuǎn)子定子尺寸的條件下，本發(fā)明的旋片機(jī)在運(yùn)行過程中，無論是在摩擦功率的損失，還是泄露損失功率都遠(yuǎn)低于滑片機(jī)。從圖12中曲線c和曲線d看出:與現(xiàn)有滑片膨脹機(jī)相比，在不同的轉(zhuǎn)速情況下，本發(fā)明的旋片式膨脹機(jī)凈輸出功率平均提高了 20%左右。
【主權(quán)項】
1.一種旋片機(jī)，包括有定子(I)和旋片式轉(zhuǎn)子(4)，旋片式轉(zhuǎn)子(4)軸心偏離定子內(nèi)缸的軸心裝在定子內(nèi)缸內(nèi)，其特征是:旋片式轉(zhuǎn)子(4 )包括有轉(zhuǎn)子體(41)、旋轉(zhuǎn)葉片(42 )和調(diào)節(jié)塊(43 )，所述轉(zhuǎn)子體(41)的圓周面沿軸向開有均布的葉片槽口( 41 a )，對應(yīng)于葉片槽口(41a)底端的兩側(cè)面沿徑向開有調(diào)節(jié)塊凹槽(41b);所述旋轉(zhuǎn)葉片(42)底端兩側(cè)開有弧形缺口(42c)，弧形缺口(42c)中心設(shè)有葉片轉(zhuǎn)軸(42d);所述調(diào)節(jié)塊(43)頂部為與旋轉(zhuǎn)葉片的弧形缺口(42c)配合的半圓形，半圓形中心有軸孔(43a)，調(diào)節(jié)塊(43)上開有螺釘過孔?’旋轉(zhuǎn)葉片(42)通過葉片轉(zhuǎn)軸(42d)與調(diào)節(jié)塊的軸孔(43a)配合裝在轉(zhuǎn)子體的葉片槽口(41a)內(nèi)，調(diào)節(jié)塊(43)通過螺釘過孔固定在轉(zhuǎn)子體的調(diào)節(jié)塊凹槽(41b)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋片機(jī)，其特征是:所述轉(zhuǎn)子體的葉片槽口(41a)底端開有沿軸向的密封槽(41d)，密封槽(41d)內(nèi)嵌有密封條，該密封條伸出密封槽與旋轉(zhuǎn)葉片(42 )底端接觸封。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋片機(jī)，其特征是:所述葉片槽口(41a)底端開有兩個密封槽(41d)，兩個密封槽(41d)內(nèi)嵌各有一根密封條，依靠兩根密封條支撐旋轉(zhuǎn)葉片(42)底端。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的旋片機(jī)，其特征是:所述旋轉(zhuǎn)葉片(42)的背面為葉片弧面(42a)，旋轉(zhuǎn)葉片(42)的正面為葉片底平面(42b)，葉片底平面(42b)與轉(zhuǎn)子體的葉片槽口(41a)底面貼合，葉片弧面(42a)與轉(zhuǎn)子體(41)外圓弧相合，以保持旋片式轉(zhuǎn)子的圓周度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋片機(jī)，其特征是:在與調(diào)節(jié)塊43配合的旋轉(zhuǎn)葉片(42)弧形缺口(42c)頂面上開有密封槽口(42e)，密封槽口(42e)內(nèi)嵌有密封塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋片機(jī)，其特征是:所述調(diào)節(jié)塊(43)的螺釘過孔有橫向滑孔(43b)和縱向滑孔(43c)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋片機(jī)，其特征是:在所述轉(zhuǎn)子體(41)的葉片槽口(41a)底面中部開有彈簧安裝孔(41c)，彈簧一端固定在彈簧安裝孔(41c)內(nèi)，彈簧自由端伸出彈簧安裝孔與旋轉(zhuǎn)葉片的葉片底平面(42b)接觸。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋片機(jī)，其特征是:在旋轉(zhuǎn)葉片(42)的頂端開有微型槽(6)，微型槽內(nèi)裝有能上下滑動的副滑片(5)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋片機(jī)，具體涉及一種葉片轉(zhuǎn)動的膨脹機(jī)和/或壓縮機(jī)。它包括有定子和旋片式轉(zhuǎn)子，旋片式轉(zhuǎn)子軸心偏離定子內(nèi)缸的軸心裝在定子內(nèi)缸內(nèi)，旋片式轉(zhuǎn)子包括有轉(zhuǎn)子體、旋轉(zhuǎn)葉片和調(diào)節(jié)塊，所述轉(zhuǎn)子體的圓周面沿軸向開有均布的葉片槽口，對應(yīng)于葉片槽口底端的兩側(cè)面沿徑向開有調(diào)節(jié)塊凹槽；所述旋轉(zhuǎn)葉片底端兩側(cè)開有弧形缺口，弧形缺口中心設(shè)有葉片轉(zhuǎn)軸；所述調(diào)節(jié)塊頂部為與旋轉(zhuǎn)葉片的弧形缺口配合的半圓形，半圓形中心有軸孔，調(diào)節(jié)塊上開有螺釘過孔；旋轉(zhuǎn)葉片通過葉片轉(zhuǎn)軸與調(diào)節(jié)塊的軸孔配合裝在轉(zhuǎn)子體的葉片槽口內(nèi)，調(diào)節(jié)塊通過螺釘過孔固定在轉(zhuǎn)子體的調(diào)節(jié)塊凹槽內(nèi)。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，減小了能量損耗，提高了能量轉(zhuǎn)化效率。
【IPC分類】F01C19/00, F01C21/08, F04C18/44, F04C27/00, F01C1/44
【公開號】CN105201557
【申請?zhí)枴緾N201510600352
【發(fā)明人】巫山
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月21日