旋转流体输送仪器和相关方法

申请号 CN201380052062.0 申请日 2013-09-09 公开(公告)号 CN104718343A 公开(公告)日 2015-06-17
申请人 H·E·费舍尔; 发明人 H·E·费舍尔;
摘要 流体 输送设备(10、110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010、1110)和输送流体的相应方法。设备(10、110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010、1110)包括内部构件(46、146、246、346、446、546、646、746、846、946、1046、1146),其具有中 心轴 (28、128、228、328、428、528、728、728、828、928、1028、1128)并且包括外表面(48、148、248、348、448、548、748、748、848、948、1048、1148);和外部构件(42、142、242、342、442、542、742、742、842、942、1042、1142),其与内部构件(46、146、246、346、446、546、646、746、846、946、1046、1146)共轴排列并且包括内表面(44、144、244、344、444、544、744、744、844、944、1044、1144),该内表面与内部构件(46、146、246、346、446、546、646、746、846、946、1046、1146)的外表面径向间隔,以限定在内部(46、146、246、346、446、546、646、746、846、946、1046、1146)和外部构件(42、142、242、342、442、542、742、742、842、942、1042、1142)之间的空间。设备(10、110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010、1110)具有第一轴构件和第二轴构件。空间中限定至少一个可变流体室(20、120、220、320、420、520、720、720、820、920、020、1120),其具有通入至少一个流体室(20、120、220、320、420、20、720、720、820、920、1020、1120)的流体进口(22、122、222、322、422、522、722、722、822、922、1022、1122);和离开至少一个流体室的流体出口(24、124,224,324,424,524,20724,724,824,924、1024、1124)。第一和/或第二轴构件中的至少一个是可绕中心轴(28、128、228、328、428、528、728、728、828、928、1028、1128)旋转的,以改变至少一个流体室(20、120、220、320、420、520、720、720、820、920、1020、1120)的容积。至少一个流体室(20、120、220、320、420、520、720、720、820、920、1020、1120)的容积相应于第一和/或第二轴构件的旋转 位置 。
权利要求

1.流体输送设备,包括:
内部构件,具有中心轴并且包括外表面;
外部构件,与所述内部构件共轴排列并且包括内表面,所述内表面与所述内部构件的所述外表面径向间隔,以限定在所述内部和外部构件之间的空间;
第一轴构件;
第二轴构件;
至少一个流体室,被限定在所述空间中;
通入所述至少一个流体室的流体进口;和
离开所述至少一个流体室的流体出口;
所述第一和/或第二轴构件中的至少一个是可绕所述中心轴旋转的,以改变所述至少一个流体室的容积。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述设备包括和/或井下设备。
3.根据权利要求1或2所述的设备,其中所述至少一个流体室的容积相应于所述第一和/或第二轴构件的旋转位置
4.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述设备或内部构件包括通孔。
5.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述流体室是限定在所述第一和第二轴构件之间的所述空间中的环形流体室。
6.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一轴构件包括第一轴构件壁装置,并且所述第二轴构件包括第二轴向壁装置,所述流体室被限定在所述第一和第二轴构件壁装置之间,其中所述第一和/或第二轴构件壁装置包括基本平面壁。
7.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述设备包括具有第二内部构件通孔的进一步的或第二内部构件,所述进一步的或第二内部构件被安装或提供在所述第一内部构件中或其内并且是相对于所述第一内部构件可相对旋转的。
8.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述设备被配置以在所述第一和/或第二轴构件的旋转期间或所述第一和/或第二轴构件的旋转的至少一个相位或循环期间使所述第一轴构件沿第一轴向方向和所述第二轴构件沿第二轴向方向平移。
9.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第二轴构件的旋转被第一凸轮布置限定。
10.根据权利要求8所述的设备,其中所述第一轴构件的旋转被所述第一凸轮布置和/或第二凸轮布置限定。
11.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件被配置以根据旋转位置选择性地打开和/或关闭所述进口和/或出口。
12.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件被配置以在旋转位置相应于所述至少一个流体室的最小容积时打开所述进口。
13.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件中的至少一个被配置以在存在旋转使得所述至少一个流体室容积增加时保持所述进口打开。
14.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件中的至少一个被配置以在所述至少一个流体室中生成或存在负压使得流体通过所述进口被吸入所述至少一个流体室时保持所述进口打开。
15.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件中的至少一个被配置以在旋转位置相应于所述至少一个流体室的最大容积时关闭所述进口。
16.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件中的至少一个被配置以在存在旋转使得所述至少一个流体室容积减少时保持进口关闭,使得所述进口在所述至少一个流体室中生成或存在过压时关闭。
17.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件中的至少一个被配置以在旋转位置相应于所述至少一个流体室的最小容积时关闭所述出口。
18.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件中的至少一个被配置以在存在旋转使得所述至少一个流体室容积增加时保持所述出口关闭。
19.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述内部构件被配置以连接至外部器械,如仪器串、盘管、管路、丝、线缆、达或类似物。
20.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件是可随所述内部构件旋转的。
21.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件被所述内部构件驱动。
22.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和第二轴构件被配置以彼此反相移动。
23.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述第一和/或第二轴构件被配置以相对于所述内部和/或外部构件轴向地移动。
24.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述设备被配置以基本上径向地输送流体。
25.根据任一项前述权利要求所述的设备,其中所述设备被配置以基本上轴向地输送流体。
26.包括多个根据任一项前述权利要求所述的设备的仪器。
27.根据权利要求26所述的仪器,其中所述多个设备包括多个相似的设备,如多个泵设备。
28.根据权利要求26或27所述的仪器,其中所述多个设备包括多个不相似的设备,如至少一个马达和至少一个泵。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的仪器,其中所述仪器被配置以利用第一设备的输出作为第二设备的输入。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的仪器,其中第一设备的第一轴构件限定或构成第二设备的第一或第二轴构件的部分。
31.输送流体的方法,所述方法包括:
提供流体输送设备,其包括具有中心轴的内部构件、和与所述内部构件共轴排列的外部构件;
使所述外部构件的内表面与所述内部构件的外表面径向地间隔,以限定在所述内部和外部构件之间的空间;
限定围绕所述中心轴的旋转路径;
在所述空间中提供第一轴构件;
在所述空间中提供第二轴构件;
在所述第一和第二轴构件之间的所述空间中限定至少一个可变流体室;
使流体通过流体进口流入所述至少一个流体室;
旋转所述第一和/或第二轴构件中的至少一个;
根据所述第一和/或第二轴构件的旋转位置改变所述至少一个流体室的容积;和使流体通过流体出口流出所述至少一个流体室。
32.根据权利要求31所述的方法,进一步包括根据所述第一和/或第二轴构件的轴向位置改变所述至少一个流体室容积。
33.根据权利要求31或32所述的方法,进一步包括泵送流体。

说明书全文

旋转流体输送仪器和相关方法

技术领域

[0001] 本发明涉及旋转流体输送仪器和相关方法。具体但非唯一地,本发明涉及流体达,如用于井下应用、和发动机
[0002] 发明背景
[0003] 已知不同类型的流体输送仪器。例如,已知各种泵用于将流体从一个地点输送至另一个地点。例如,在从地层进行流体回收中,如在油气工业中,井下泵可用于协助输送流体至地表(例如,其中井下流体静压不足以驱动油或气至地表)。
[0004] 机室(室,chamber)用于实现流体适当增压或减压。通常活塞用于改变流体室内的压力,或响应于室内压力变化提供机械输出如轴向移动。例如,已知的泵利用活塞来将轴向机械移动转换成流体增压,以迫使流体离开流体室。类似地,内燃发动机利用燃料化导致的压力增加来迫使活塞向上或向下。
[0005] 泵、马达或发动机通常具有或受控端口来控制进入或离开机室的流体输入或输出的正时。阀可以是单程阀,以限制流动方向。
[0006] 在一些应用中,如从地下地层回收流体如类的井下操作中,有时需要在远距离远程操作泵和马达,通常在挑战性条件下,如高温和高压。泵、马达或发动机的操作故障或不确定性可导致耗时和代价高昂的延迟并且有可能导致危险情况。例如,井下马达故障可能需要从数千米深度撤回器具,延误数小时操作,代价高昂。为试图确保可靠性,泵、马达和发动机通常复杂或昂贵。
[0007] 此背景用于设定领域,从而使得技术人员读者更充分地理解下文描述。因此,上文讨论不一定被用作承认该讨论是本领域状态的部分或是公知常识。
[0008] 本发明的至少一个方面的至少一个实施方式的一个目的是试图消除或至少减轻现有技术的一个或多个问题和/或缺点。
[0009] 发明概述
[0010] 根据本发明的第一方面,提供流体输送设备。设备可包括具有中心轴并且包括外表面的内部构件。设备可包括与内部构件共轴排列并且包括内表面的外部构件,该内表面与内部构件的外表面径向间隔,以限定内部和外部构件之间的空间。设备可包括第一轴构件。设备可包括第二轴构件。设备可包括在空间内限定的至少一个流体室。设备可包括通入至少一个流体室的流体进口;和离开至少一个流体室的流体出口。第一和/或第二轴构件中的至少一个可以是可绕中心轴旋转的,以改变至少一个流体室的容积。
[0011] 至少一个流体室可包括可变流体室。至少一个流体室的容积可相应于第一和/或第二轴构件的旋转位置
[0012] 空间可包括环面。
[0013] 空间可包括棱柱。棱柱可包括圆柱。空间可包括下列中的一种或多种:多边棱柱、椭圆棱柱、圆盘、轮环、环。空间可包括基本上均一的内径和/或外径。
[0014] 空间可基本上径向对称。空间可基本上径向均匀。
[0015] 流体室可基本上径向对称。流体室可基本上径向均匀。流体室可经至少部分其直径和/或围绕至少部分其外周具有基本上均一的高度。
[0016] 第一和/或第二轴构件/可被布置在空间中。
[0017] 至少一个流体室可被布置在第一和第二轴构件之间。
[0018] 第一和/或第二轴构件中的至少一个是可绕中心轴旋转的,以基本上关闭至少一个流体室。第一和/或第二轴构件中的至少一个可被配置以在空间内冲程或轴向移位,从而基本上关闭至少一个流体室。
[0019] 至少一个流体室可被第一轴构件、第二轴构件、内部构件和外部构件基本上限定。至少一个流体室可被布置在邻近内部构件和/或外部构件和/或第一和/或第二轴构件。
[0020] 至少一个流体室可被布置与第一和第二轴构件中的至少一个的轴向远离。例如,第二轴构件可被布置在流体室和第一轴构件之间。
[0021] 设备可包括通孔。设备可包括轴向通孔。通孔可轴向经过或穿过流体室。通孔可至少选择性地与流体室流体隔离。设备可被配置以允许仪器穿过其中轴向通过。例如,通孔可被配置以允许线缆、丝(slickline)、盘管、落球、或类似物轴向通过。
[0022] 设备可包括泵。至少一个流体室的容积可响应于机械输入而改变。例如,至少一个流体室容积可响应于第一和/或第二轴构件的旋转而改变。
[0023] 设备可包括马达。至少一个流体室的容积可响应于流体压力而改变。例如,至少一个流体室容积可响应于流体压力差如跨越进口和/或出口的流体压力差而改变。
[0024] 设备可包括发动机。例如,至少一个流体室中至少部分可包括燃烧室。至少一个流体室容积可响应于内部至少一个流体室的压力变化而改变,如其中燃烧导致的压力变化。出口可包括排气口。
[0025] 至少一个流体室的容积可相应于第一和/或第二轴构件的轴向位置。轴向位置可包括轴向间隔。设备可包括转子。第二轴构件可包括转子。第二轴构件可包括活塞头。设备可包括定子。第一轴构件可包括定子。第一轴构件可包括圆柱。
[0026] 第一和/或第二轴构件的轴向位置可分别相应于第一和/或第二轴构件的旋转位置。
[0027] 设备可被配置以输送孔流体。设备可被配置以在设备的孔内输送孔流体,如轴向输送内孔流体和/或轴向输送外孔流体。设备可被配置以在内设备孔和外设备孔之间输送孔流体。设备可被配置以基本上径向地输送孔流体。
[0028] 设备可包括井下设备。孔流体可包括钻井流体。孔流体可包括地层流体。孔流体可包括注入流体。设备可包括井下泵。设备可包括井下马达。
[0029] 设备可包括井下设备。孔流体可包括钻井流体。孔流体可包括地层流体。孔流体可包括注入流体。设备可包括井下泵。设备可包括井下马达。流体可包括。设备可包括脱水设备。设备可被配置以运输轻质或非粘性流体。内部和/或外部和/或第一和/或第二轴构件可包括适于井下应用的材料,如耐受高压高温条件。内部和/或外部和/或第一和/或第二轴构件可包括金属,如钢、合金或类似物,和/或塑料,如PEEK、和/或陶瓷。
[0030] 设备可包括医疗设备。设备可包括可植入设备。设备可包括假体。设备可包括内用假体。流体可包括体液。流体可包括血液。内部和/或外部和/或第一和/或第二轴构件可包括适于植入的材料,如被接受的和/或抑制和/或阻碍整合到植入位点中的材料。内部和/或外部和/或第一和/或第二轴构件可包括金属,如钢、钛、合金、镍钛合金、或类似物,和/或塑料,如PTFE或PE或PP,和/或陶瓷。
[0031] 设备可被配置以选择性地打开和/或关闭进口和/或出口。设备可被配置以根据第一和/或第二轴构件的旋转位置选择性地打开和/或关闭进口。设备可被配置以根据第一和/或第二轴构件的旋转位置选择性地保持进口打开。设备可被配置以根据第一和/或第二轴构件的旋转位置选择性地关闭进口。设备可被配置以根据第一和/或第二轴构件的旋转位置选择性地保持进口关闭。
[0032] 设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室的最小容积的位置时打开进口。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件至少部分旋转——其中至少一个流体室容积增加——时保持进口打开。因此,第一和/或第二轴构件可在至少一个流体室中生成或存在负压的时期的至少部分打开进口和/或保持进口打开。因此,流体可通过进口被吸入至少一个流体室(例如,在充当泵和/或发动机时)。
[0033] 设备可被配置以仅在流体室容积增加的时期的部分打开进口。设备可被配置以仅在室容积已至少部分地增加后打开进口。因此,进口可在室内负压已经生成时被打开。因此,可增加跨越进口的压力差。因此,可增加进入室中的流速。
[0034] 设备可被配置以根据第一和/或第二轴构件的旋转位置选择性地关闭出口。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室最大容积的位置时关闭进口。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转使得至少一个流体室容积减少时保持进口关闭。因此,设备可在至少一个流体室中生成或存在过压时保持进口关闭。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室最小容积的位置时关闭出口。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转使得至少一个流体室容积增加时保持出口关闭。因此,设备可在至少一个流体室中生成或存在负压时保持出口关闭。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室最大容积的位置时打开出口。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转使得至少一个流体室容积减少的时期的至少部分保持出口打开。因此,第一和/或第二轴构件可在至少一个流体室中生成或存在过压的时期的至少部分打开出口和/或保持出口打开。因此,流体可通过出口被排出。
[0035] 设备可被配置以根据流体性质打开和/或关闭进口和/或出口。设备可被配置以根据预定和/或设计的流体性质打开和/或关闭进口和/或出口,该流体性质如下列中的一种或多种:流体压力和/或温度和/或粘度;和/或跨越进口和/或出口的压力差。流体性质可以是设备外、室内和/或通孔内的流体的流体性质。
[0036] 设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室最小容积的位置时(例如,在充当马达时)打开进口。设备可被配置以在至少一个流体室容积在流体压力下增加使得第一和/或第二轴构件旋转的时期的至少部分保持进口打开。因此,设备可在至少一个流体室中生成或存在过压的时期的至少部分保持进口打开。因此,流体可通过进口被泵送到至少一个流体室中(例如,在充当马达或发动机时)。因此,第一和/或第二轴构件的相对移动可被泵送流体驱动。相对移动可以是轴向的和/或旋转的。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室最大容积的位置时关闭进口。第一和/或第二轴构件可被配置以在至少一个流体室容积减少使得流体被排出或被抽吸到室外时保持进口关闭。因此,设备可在至少一个流体室中存在过压时保持进口关闭。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室最小容积的位置时关闭出口。设备可被配置以在至少一个流体室容积增加使得第一和/或第二轴构件旋转的时期的至少部分保持出口关闭。因此,设备可在至少一个流体室中生成或存在过压的时期的至少部分保持出口关闭。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件旋转至相应于至少一个流体室最大容积的位置时打开出口。设备可被配置以在至少一个流体室容积减少使得第一和/或第二轴构件旋转的时期的至少部分保持出口打开。因此,设备可打开或保持出口打开,以使机室通气,从而生成负压,以减少室容积。
[0037] 第一和/或第二轴构件可包括轴向突起,以选择性地打开和/或关闭进口和/或出口。轴向突起可包括外部环形轴向突起。轴向突起可包括内环形突起。突起可包括翼、瓣、键形物、浮凸饰、舌、或类似物。突起可被配置以限制流体进入和/或离开室,如在突起对齐进口和/或出口时。突起可包括孔口(aperture),如槽、开放槽、凹槽、端口、开口、缺口(cutaway)或类似物。突起的孔口可在对齐进口时限定流体从进口进入流体室。突起的孔口可在对齐出口时限定流体通过出口离开流体室。
[0038] 轴向突起的提供可能实现进口和/或出口的尺寸和/或维度和/或形状增大。例如,轴向突起的提供可限制进口和/或出口的打开时期,使得进口/出口尺寸,如进口/出口直径,可能增大。因此,进口/出口可以是直径大于无突起的其他可能方式(不影响设备效率,如通过在室排放冲程期间打开进口)的圆。增大的进口和/或出口可允许颗粒通过,如流体携载的颗粒,而不堵塞或显著损坏设备。
[0039] 可提供轴向凹槽或凹处,用于接收突起。第一或第二轴构件中的另一个可包括轴向凹槽或凹处,用于接收突起。
[0040] 第一轴构件可包括第一轴构件壁装置。第二轴构件可包括第二轴向壁装置。流体室可被限定在第一和第二轴构件壁装置之间。第一和/或第二轴构件壁装置可包括基本平面壁。基本平面壁可垂直于中心轴。
[0041] 第一和/或第二轴构件可被配置以相对于中心轴旋转。第一和/或第二轴构件可被配置以绕中心轴旋转。
[0042] 第一和/或第二轴构件可以是可旋转的和/或可轴向移位的——相对于第二或第一轴构件中的另一个;和/或相对于内部构件和/或外部构件。
[0043] 设备可被配置以根据第一和/或第二轴构件的旋转位置使第一轴构件相对于第二轴构件轴向移位。
[0044] 设备可被配置以根据第一轴构件的旋转位置使第一轴构件沿第一轴向方移位向。
[0045] 第一和/或第二轴构件可被可旋转地固定和/或轴向固定——相对于第二或第一轴构件中的另一个;和/或相对于内部构件和/或外部构件。
[0046] 第一和/或第二轴构件可被配置以相对于内部和/或外部构件旋转地/或轴向地移动。第一和第二轴构件可被配置以彼此反相移动。第一和第二轴构件可被配置以彼此同相移动。
[0047] 设备可被配置以在第一和/或第二轴构件的旋转或第一和/或第二轴构件的旋转的至少一个相位(phase)或循环期间使第一轴构件沿第一轴向方向和第二轴构件沿第二轴向方向平移。设备可被配置以在第一和/或第二轴构件的全部相位或循环或旋转期间使第一轴构件沿第一轴向方向和第二轴构件沿第二轴向方向平移。第一和第二轴向方向可以相反。第一和第二轴向方向可以相同。
[0048] 第一和/或第二轴构件的旋转可由凸轮布置限定。
[0049] 凸轮布置可被限定在流体室中或内或邻近。凸轮布置可包括第一和/或第二轴构件壁装置。
[0050] 凸轮布置可与流体室远离。凸轮布置可与流体室分隔。凸轮布置可密封隔离流体室。
[0051] 第二轴构件的旋转可由第一凸轮布置限定。
[0052] 第一轴构件的旋转可由第一和/或第二凸轮布置限定。
[0053] 第一和第二凸轮布置可协调。
[0054] 第一和第二凸轮布置可轴向地和/或旋转地对齐。
[0055] 第一和第二凸轮布置可轴向地和/或旋转地错位。
[0056] 第一和第二凸轮布置可以反相。第一和第二凸轮布置可被配置以提供或赋予分别与第二和第一轴构件基本上相反的轴向运动。第一和第二凸轮布置可被配置以提供或赋予分别与第二和第一轴构件基本上相反的轴向运动。
[0057] 第一和第二凸轮布置可包括或限定基本上相似幅度的运动。可选地,第一和第二凸轮布置可包括或限定基本上不相似幅度的运动。
[0058] 第一和第二凸轮布置可包括或限定基本上相似频率的运动。可选地,第一和第二凸轮布置可包括或限定基本上不相似频率的运动。
[0059] 第一和第二凸轮布置可包括或限定不同频率的运动,其中一个频率是另一频率的倍数。例如,第一凸轮布置可限定第二轴构件运动的第一频率,并且第二凸轮布置可限定第一轴构件运动的第二频率。第一频率可以是第二频率的倍数。例如,第一频率可以是第二频率的两倍。因此,第二轴构件可以以第一轴构件两倍的速率轴向移位或冲程。可选择第一和第二频率,从而改变流体室的容积。
[0060] 第一轴构件可被配置以与第二轴构件相似的频率和/或速率轴向移位。
[0061] 第一轴构件可被配置以与第二轴构件不相似的频率和/或速率轴向移位。
[0062] 凸轮布置/每个凸轮布置可包括凸轮导向件(cam track)和凸轮从动件
[0063] 第一轴构件可包括凸轮导向件。
[0064] 内部构件可包括凸轮导向件。
[0065] 外部构件可包括凸轮导向件。
[0066] 第二轴构件可包括凸轮导向件。
[0067] 第二轴构件可包括凸轮从动件。
[0068] 第一轴构件可包括凸轮从动件。
[0069] 内部构件可包括凸轮从动件。
[0070] 外部构件可包括凸轮从动件。
[0071] 设备可包括多个凸轮从动件和/或多个凸轮导向件。每个凸轮布置可包括多个凸轮从动件和/或多个凸轮导向件。
[0072] 多个凸轮从动件可被配置以啮合和/或配合和/或相应于多个凸轮导向件。提供多个凸轮导向件和/或凸轮从动件可使凸轮导向件/每个凸轮导向件和/或凸轮从动件/每个凸轮从动件携载的负荷减少。多个凸轮导向件和/或多个凸轮从动件可被配置以给设备提供增加的压力和/或增加的力和/或增加的应变和/或增加的应力阈。
[0073] 多个凸轮从动件和/或多个凸轮导向件可轴向地和/或径向地排列。多个凸轮从动件和/或多个凸轮导向件可轴向地和/或径向地、均匀地或对称地分布。多个凸轮从动件和/或多个凸轮导向件可轴向地和/或径向地、不均匀地或不对称地分布。
[0074] 凸轮导向件和/或凸轮从动件中的至少一种可包括一个或多个槽、凹槽和/或沟,并且凸轮导向件或凸轮从动件中的另一种可包括凸部或突起,以配合一个或多个槽、凹槽和/或沟。凸部或突起可包括销、浮凸饰、凸缘、凸起轮廓、或类似物。
[0075] 第一轴构件可包括第一轴构件壁装置。第一轴构件壁装置可包括第一凸轮导向件壁装置。第一轴构件可包括多个凸轮导向件。第一轴构件可包括多个第一凸轮导向件壁装置。
[0076] 第二轴构件可包括第二轴构件壁装置。第二轴构件壁装置可包括第一凸轮从动件壁装置。第二轴构件可包括多个凸轮从动件。第二轴构件可包括多个第一凸轮从动件壁装置。
[0077] 第一和/或第二轴构件可包括凸轮和凸轮导向件布置。第一轴构件可包括第一凸轮和凸轮导向件布置。第二轴构件可包括第二凸轮和凸轮导向件布置。
[0078] 第一和/或第二凸轮导向件和凸轮从动件布置可轴向地和/或旋转地对齐。第一和/或第二凸轮导向件和凸轮从动件布置可轴向地和/或旋转地错位。第一和/或第二凸轮导向件和凸轮从动件布置可以同相。第一和/或第二凸轮导向件和凸轮从动件布置可以反相。
[0079] 凸轮导向件和/或凸轮从动件可共轴排列。凸轮导向件和/或凸轮从动件可被配置以绕中心轴旋转。凸轮导向件可限定凸轮从动件的旋转路径。凸轮导向件可限定围绕中心轴的旋转路径。
[0080] 至少一个流体室的容积可相应于凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置。至少一个流体室的容积可相应于凸轮从动件相对于凸轮导向件的轴向位置。轴向位置可包括轴向间隔。设备可包括转子。凸轮从动件可包括转子。凸轮从动件可包括活塞头。设备可包括定子。凸轮导向件可包括定子。凸轮导向件可包括圆柱。
[0081] 至少一个流体室的容积可响应于机械输入而改变。例如,至少一个流体室容积可响应于凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转而改变。
[0082] 设备可包括马达。至少一个流体室的容积可响应于流体压力而改变。例如,至少一个流体室容积可响应于流体压力差如跨越进口和/或出口的流体压力差而改变。
[0083] 第一凸轮导向件壁装置可包括或提供第一凸轮导向件波或波形
[0084] 第一凸轮从动件壁装置可包括或提供第一凸轮从动件波或波形。
[0085] 在使用中,第一凸轮导向件壁装置和第一凸轮从动件壁装置可选择性地彼此邻接、碰撞、乘架在彼此上方或上部、相对于彼此滑动、和/或彼此接触。在使用中,第一凸轮导向件壁装置和第一凸轮从动件壁装置可彼此接触,从而在其之间形成密封。密封可以是连续的密封。密封可以是动态密封
[0086] 以这种方式,第一凸轮导向件壁装置和第一凸轮从动件壁装置可彼此相互作用、共同作用或乘架在彼此上方,使得至少部分凸轮导向件运动限定或确定至少部分凸轮从动件运动,或反之亦然。进口和/或出口可以是双向的。进口和/或出口可包括孔口、端口或开口。
[0087] 进口和/或出口可以是单向的。例如,进口和/或出口可包括阀,如单程阀。
[0088] 凸轮从动件和/或凸轮导向件可被配置以选择性地打开和/或关闭进口和/或出口。凸轮从动件和/或凸轮导向件可被配置以根据相对旋转位置选择性地打开和/或关闭进口和/或出口。凸轮从动件相对于凸轮导向件的第一旋转位置可相应于进口和/或出口的打开和/或关闭位置。例如,凸轮从动件相对于凸轮导向件的第一旋转位置可相应于进口的打开位置和出口的关闭位置(或反之亦然)。凸轮从动件相对于凸轮导向件的第二旋转位置可相应于进口和/或出口的打开和/或关闭位置。例如,凸轮从动件相对于凸轮导向件的第二旋转位置可相应于进口的关闭位置和出口的打开位置(或反之亦然)。
[0089] 凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置可相应于至少一个流体室的具体容积。凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置可相应于至少一个流体室的增加的或恒定的或减少的容积。凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置可相应于凸轮从动件相对于凸轮导向件的轴向位置。
[0090] 设备可被配置以根据凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地打开进口。设备可被配置以根据凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地保持进口打开。设备可被配置以根据凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地关闭进口。设备可被配置以根据凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地保持进口关闭。
[0091] 凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至相应于至少一个流体室最小容积的位置时打开进口。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件相对于凸轮导向件旋转使得至少一个流体室容积增加时保持进口打开。因此,凸轮从动件可在至少一个流体室中生成或存在负压时保持进口打开。因此,流体可通过进口被吸入至少一个流体室(例如,在充当泵和/或发动机时)。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至相应于至少一个流体室最大容积的位置时关闭进口。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件相对于凸轮导向件旋转使得至少一个流体室容积减少时保持进口关闭。因此,凸轮从动件可在至少一个流体室中生成或存在过压时保持进口关闭。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至相应于至少一个流体室最小容积的位置时关闭出口。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件相对于凸轮导向件旋转使得至少一个流体室容积增加时保持出口关闭。因此,凸轮从动件可在至少一个流体室中生成或存在负压时保持出口关闭。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至相应于至少一个流体室最大容积的位置时打开出口。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件相对于凸轮导向件旋转使得至少一个流体室容积减少时保持出口打开。因此,凸轮从动件可在至少一个流体室中生成或存在过压时保持出口打开。因此,流体可通过出口被排出。
[0092] 凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至相应于至少一个流体室最小容积的位置(例如,在充当马达时)时打开进口。凸轮从动件可被配置以在至少一个流体室容积在流体压力下增加使得凸轮从动件相对于凸轮导向件旋转时保持进口打开。因此,凸轮从动件可在至少一个流体室中生成或存在过压时保持进口打开。因此,流体可通过进口被泵入至少一个流体室(例如,在充当马达或发动机时)。因此,凸轮从动件相对于凸轮导向件的相对移动可被泵送流体驱动。相对移动可以是轴向的和/或旋转的。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至相应于至少一个最大流体室容积的位置时关闭进口。凸轮从动件可被配置以在至少一个流体室容积减少使得流体被排出时保持进口关闭。因此,凸轮从动件可在至少一个流体室中存在过压时保持进口关闭。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至位置相应于至少一个流体室最小容积时关闭出口。凸轮从动件可被配置以在至少一个流体室容积增加使得凸轮从动件相对于凸轮导向件旋转时保持出口关闭。因此,凸轮从动件可在至少一个流体室中生成或存在过压时保持出口关闭。凸轮从动件可被配置以在凸轮从动件旋转至相应于至少一个流体室最大容积的位置时打开出口。凸轮从动件可被配置以在至少一个流体室容积减少使得凸轮从动件相对于凸轮导向件旋转时保持出口打开。因此,凸轮从动件可保持出口打开,以使机室通气,从而生成负压,以减少室容积。
[0093] 外部构件可以是纵向的。外部构件可形成凸轮导向件和/或凸轮从动件的外壳。外部构件的内壁可限定至少一个流体室的外壁。外部构件可包括套筒。外部构件可包括心轴。外部构件可被配置以连接至外部器械,如外罩、衬垫、盘管、管路、钻柱或类似物。
[0094] 内部构件可以是纵向的。内部构件的外壁可限定至少一个流体室的内壁。内部构件可包括轴。内部构件可包括驱动轴。内部构件可包括输出轴。内部构件可包括通孔。内部构件可包括盲通孔。内部构件可包括一个或多个腔。内部构件可包括一个或多个流体管道。内部构件可包括基本中空轴。内部构件可包括心轴。内部构件可被配置以连接至外部器械,如仪器串(toolstring)、盘管、管路、钢丝、线缆、马达或类似物。
[0095] 内部和外部构件可共轴排列。内部和外部构件可同心布置。内部和外部构件可与中心轴共轴排列。内部和外部构件可以是可绕中心轴相对旋转的。内部和外部构件可以是可相对轴向移动的。可选地,内部和外部构件可以是相对轴向固定的。
[0096] 设备可包括中空中心。中空中心可提供或限定轴向流体通道。轴向流体通道可在至少一个轴端处是关闭的或可关闭的。例如,轴向流体通道可以是选择性地可关闭的和/或可打开的,如通过塞子、阀、堵塞物(例如,落球)或类似物。
[0097] 内部构件可包括第一内部构件。设备可包括进一步的或第二内部构件。进一步的或第二内部构件可包括轴。进一步的或第二内部构件可以是中空的。进一步的或第二内部构件可包括流体管道。进一步的或第二内部构件可包括第二内部构件通孔。进一步的或第二内部构件可被安装或提供在第一内部构件中或其内。进一步的或第二内部构件可与第一内部构件共轴地和/或同心地安装。第一内部构件可以是相对于进一步的或第二内部构件可相对旋转的。第一和第二内部构件可被紧密配合地安装。第一和第二内部构件可被安装以基本上防止在第一和第二内部构件之间流体通过。第一和第二内部构件可被安装以基本上杜绝第二内部构件外表面和第一内部构件内表面之间任何流体通过。密封,如环形密封,可被提供在内部和外部构件之间。第一内部构件可限定外套筒。第二内部构件可限定内套筒。第一和第二内部构件可以是可相对旋转的,以选择性地打开和/或关闭流体进口和/或出口。第一和第二/进一步的内部构件中的每一种均可包括一个或多个孔口或开口。第一和第二/进一步的内部构件的孔口和/或开口可被配置以对齐,从而打开流体进口和/或出口。第一和第二/进一步的内部构件的孔口和/或开口可被配置以周期性对齐,如在第一和第二内部构件之间的相对旋转的预定相位或位置期间。第一和第二内部构件/每一个第一和第二内部构件可包括多个孔口或开口。第一内部构件可包括与第二内部构件相似数量和/或布置的开口或孔口。可选地,第一内部构件可包括不同数量和/或布置的开口或孔口。第一内部构件可包括少于第二内部构件的开口或孔口。可选地,第一内部构件可包括多于第二内部构件的开口或孔口。
[0098] 外部构件可包括第一外部构件。设备可包括进一步的或第二外部构件。进一步的或第二外部构件可包括轴。进一步的或第二外部构件可以是中空的。进一步的或第二外部构件可包括第二外部构件通孔。进一步的或第二外部构件可被安装或提供在第一外部构件上或其外。进一步的或第二外部构件可与第一外部构件共轴地和/或同心地安装。第一外部构件可以是相对于进一步的或第二外部构件可相对旋转的。第一和第二外部构件可以是可相对旋转的,以选择性地打开和/或关闭流体进口和/或出口。第一和第二/进一步的外部构件中的每一种可包括一个或多个孔口或开口。第一和第二/进一步的外部构件的孔口和/或开口可被配置以对齐,从而打开流体进口和/或出口。第一和第二/进一步的外部构件的孔口和/或开口可被配置以周期性对齐,如在第一和第二外部构件之间的相对旋转的预定相位或位置期间。第一和第二外部构件/每个第一和第二外部构件可包括多个孔口或开口。第一外部构件可包括与第二外部构件相似数量和/或布置的开口或孔口。可选地,第一外部构件可包括不同数量和/或布置的开口或孔口。第一外部构件可包括少于第二外部构件的开口或孔口。可选地,第一外部构件可包括多于第二外部构件的开口或孔口。
[0099] 设备可被配置以允许颗粒或固体通过进口和/或出口和/或流体室和/或通孔和/或环面流动。设备可被配置以使颗粒或固体流动通过进口和/或出口和/或流体室和/或通孔和/或环面。设备可被配置以冲刷颗粒或固体通过进口和/或出口和/或流体室和/或通孔和/或环面。
[0100] 设备可被配置以过滤颗粒或固体,防止其通过进口和/或出口和/或流体室和/或通孔和/或环面。
[0101] 颗粒或固体可包括粒子和/或沉淀物和/或砂和/或碎屑,如来自井下器械、地层、修井、储层或类似物。
[0102] 进口和/或出口可被配置以容纳颗粒或固体。
[0103] 设备可被配置以保持凸轮从动件和凸轮导向件之间连续接触或啮合。
[0104] 设备可被配置以提供凸轮从动件和凸轮导向件之间不连续接触或啮合。设备可被配置以提供凸轮从动件相对于凸轮导向件的轴向移位。轴向移位可包括跳弹、摆动、冲程、过冲或类似移位。设备可被配置以提供至少部分旋转和/或轴向移动的第一凸轮导向件和凸轮从动件之间的清洁。
[0105] 第一和/或第二轴构件可被配置以容纳颗粒或固体。设备可被配置以提供第一和第二轴构件之间的清洁,如贯穿第一和第二轴构件之间的相对移动的整个循环的第一和第二轴构件之间的清洁。设备可被配置以防止颗粒或固体被截留或压在第一和第二轴构件之间。设备可包括颗粒凹槽、腔或池,用于接收颗粒,如在室为最小容积状态或基本上关闭时。设备可被配置以允许快速打开和/或关闭进口和/或出口。
[0106] 至少一个流体室可包括环形流体室。至少一个流体室可包括内部和外部构件之间的环面部分。至少一个流体室可包括内部和外部构件之间的环面分段。至少一个流体室可包括环面的基本上周向连续部分。至少一个流体室可围绕环面连续延伸。
[0107] 流体室可包括棱柱。流体室可包括圆柱。流体室可包括下列中的一种或多种:多边棱柱、椭圆棱柱、圆盘、轮环、环。流体室可包括基本上均一的内径和/或外径。
[0108] 第一和/或第二轴构件可包括棱柱。第一和/或第二轴构件可包括圆柱。第一和/或第二轴构件可基本上是圆柱形的。第一和/或第二轴构件可包括下列中的一种或多种:多边棱柱、椭圆棱柱、圆盘、轮环、环。第一和/或第二轴构件可包括基本上均一的内径和/或外径。第一和/或第二轴构件可包括活塞。
[0109] 环面可包括单个流体室。
[0110] 可选地,环面可包括多个流体室,如周向和/或轴向排列。
[0111] 至少一个流体室可包括轴向流体室。至少一个流体室可包括轴向流体室,其相邻于凸轮从动件和/或凸轮导向件或自凸轮从动件和/或凸轮导向件轴向移位。
[0112] 进口和/或出口可基本上径向排列。
[0113] 设备可被配置以基本上径向地输送流体。例如,设备可被配置以在内部构件流体管道和外部主体以外的环面或其他流体管道之间输送流体。通孔可包括内部构件流体管道。
[0114] 进口和/或出口可基本上轴向排列。
[0115] 设备可被配置以基本上轴向地输送流体。例如,设备可被配置以将流体从内部构件第一端的第一流体管道输送至内部构件第二端的第二流体管道。
[0116] 内部构件可包括进口和/或出口。外部构件可包括进口和/或出口。
[0117] 凸轮从动件可包括进口和/或出口。凸轮导向件可包括进口和/或出口。
[0118] 凸轮从动件可相对于内部构件旋转地固定。凸轮从动件可以是可随内部构件旋转的。凸轮从动件可以是与内部构件一体的。
[0119] 凸轮导向件可相对于外部构件旋转地固定。凸轮导向件可以是可随外部构件旋转的。凸轮导向件可以是与外部构件一体的。
[0120] 可选地,凸轮导向件可相对于内部构件旋转地固定。凸轮导向件可以是可随内部构件旋转的。凸轮导向件可以是与内部构件一体的。凸轮从动件可相对于外部构件旋转地固定。凸轮从动件可以是可随外部构件旋转的。凸轮从动件可以是与外部构件一体的。
[0121] 凸轮从动件可轴向固定于内部构件。凸轮从动件可以是可随内部构件轴向移动。凸轮导向件可以是相对于外部构件可轴向移动的。凸轮导向件可以是相对于内部构件可轴向移动的。凸轮导向件可以是可相对轴向移动的,从而确保第一凸轮导向件壁装置和第一凸轮从动件壁装置之间的轴向接触。凸轮导向件可被相对地轴向推动。例如,凸轮导向件可被流体压力(例如,充当活塞)轴向推动。凸轮导向件可安装弹簧。例如,设备可包括弹性或弹簧构件。凸轮导向件可被相对地轴向驱动。例如,凸轮导向件可被相邻第二设备轴向地驱动。凸轮导向件可被用键固定至(be keyed to)外部构件。
[0122] 凸轮从动件可以是相对于内部构件可轴向移动的。凸轮导向件可被轴向固定于外部构件。凸轮从动件可以是相对于外部构件可轴向移动的。凸轮从动件可以是可相对轴向移动的,从而确保第一凸轮导向件壁装置和第一凸轮从动件壁装置之间轴向接触。凸轮从动件可被相对地轴向推动。例如,凸轮从动件可被流体压力(例如,充当活塞)轴向地推动。凸轮从动件可安装弹簧。例如,设备可包括弹性或弹簧构件。凸轮从动件可被相对地轴向驱动。例如,凸轮从动件可被相邻第二设备轴向地驱动。凸轮从动件可被用键固定至内部构件。
[0123] 设备可包括多个流体室。设备可包括基本上沿外周排列的多个室。设备可包括基本上轴向排列的多个室。多个流体室可被部分凸轮从动件间隔。设备可包括一个或多个流体室对。流体室对可对称地排列。流体室对可对立。流体室对可轴向对立。流体室对可径向对立。流体室对可被凸轮从动件轴向分隔。室对可被凸轮从动件沿外周分隔。流体室对可排列以提供凸轮从动件和凸轮导向件之间平衡的相对移动。室可包括共同的进口和/或出口。例如,进口或出口可相对于室旋转,使得进口和/或出口与各个室相继流体连通。每个室可包括进口和出口。每个室的进口和出口可被配置以与各个流体室选择性流体连通。设备可被配置使得一对流体室中的第一流体室的进口打开,而该对中的第二流体室的进口关闭(并且反之亦然)。设备可被配置使得一对流体室中的第一流体室的出口关闭,而该对中的第二流体室的出口打开(并且反之亦然)。设备可被配置使得一对流体室中的第一流体室的进口打开,而该对中的第二流体室的进口关闭(并且反之亦然)。设备可被配置使得一对流体室中的第一流体室的出口关闭,而该对中的第二流体室的出口打开(并且反之亦然)。设备可被配置使得该对中的第一室沿相应于第一旋转位置的第一轴向方向推动凸轮从动件,并且该对中的第二室沿相应于第二旋转位置的第二轴向方向推动凸轮从动件。第一和第二轴向方向可基本上相反。第一和第二旋转位置可基本上异相。
[0124] 凸轮从动件可驱动内部构件(例如,在充当马达或发动机时)。凸轮从动件可驱动外部构件。
[0125] 凸轮从动件可被内部构件(例如,在充当泵时)驱动。凸轮从动件可被外部构件驱动。
[0126] 凸轮导向件可驱动内部构件(例如,在充当马达或发动机时)。凸轮导向件可驱动外部构件。
[0127] 凸轮导向件可被内部构件(例如,在充当泵时)驱动。凸轮导向件可被外部构件驱动。
[0128] 设备可包括密封。例如,设备可包括凸轮从动件和进口和/或出口之间的选择性密封。密封可以是环形的。密封可以是轴向的。
[0129] 凸轮从动件可包括圆盘。凸轮从动件可以是基本上环形的。凸轮从动件可包括环。凸轮从动件可包括轮环。凸轮从动件可包括基本上均一的外径。基本上均一的外径可允许环形密封,如周向密封(例如,O-环或类似物)。凸轮从动件可包括基本上均一的内径。基本上均一的内径可允许环形密封,如周向密封(例如,O-环或类似物)。
[0130] 进口和/或出口可包括方向依赖性形式。例如,进口和/或出口可包括不均一的轴向对齐。进口和/或出口可包括槽形式。进口和或出口可包括可变横截面。进口和或出口可包括可变横截面积。例如,进口可包括相应于初始阶段开口的、相对于随后阶段的开口较小的横截面积,(和/或反之亦然)。
[0131] 进口和/或出口可包括基本上均匀的形式。
[0132] 设备可进一步包括第二凸轮导向件壁装置,凸轮从动件可包括第二凸轮从动件壁装置,并且第二凸轮导向件壁装置和第二凸轮从动件壁装置可彼此面对。
[0133] 第一和第二凸轮导向件壁装置可被布置以彼此面对。
[0134] 第一和第二凸轮从动件壁装置可被布置以彼此对立,例如,背对背。
[0135] 在这种布置中,凸轮从动装置可被提供在凸轮导向件内,例如,第一和第二凸轮导向件壁之间。凸轮从动件可围绕凸轮从动件外周和/或跨越凸轮从动件直径具有基本上均匀的厚度。凸轮从动件可包括转子,其轴向夹在两个定子之间。
[0136] 第二凸轮导向件壁装置可包括或提供第二凸轮导向件波或波形。
[0137] 第二凸轮从动件壁装置可包括或提供第二凸轮从动件波或波形。
[0138] 在使用中,第二凸轮导向件壁装置和第二凸轮从动件壁装置可选择性地彼此邻接、碰撞、乘架在彼此上方或上部、相对于彼此滑动和/或彼此接触。
[0139] 以这种方式,第二凸轮导向件壁装置和第二凸轮从动件壁装置可彼此相互作用、共同作用或乘架在彼此上方,使得凸轮导向件运动的至少另外一部分限定凸轮从动件运动的至少另外一部分,或反之亦然。
[0140] 第一凸轮导向件壁装置可旋转地或周向地连续。
[0141] 波或波形可包括下列中的一种或多种:周期波;正弦波形;波形;斜面或楔形;起伏波形;阶梯波形;分波形(block waveform);齿形波形;和/或波形的扁平或中性部分。波或波形可由倾斜平面限定;如与垂直于中心轴的设备横截面成一定角度倾斜的平面。
倾斜角可以是下列中的一种或多种:约2至5度;约5至10度;约15至20度;约25至30度;约35至40度;约45至50度;其相对于横截面平面或相对于中心轴。
[0142] 第一凸轮导向件波可包括周期波形。
[0143] 第一凸轮导向件波可包括正弦波形。
[0144] 第一凸轮导向件波可包括角波形。例如,第一凸轮导向件波可包括斜面或楔形。
[0145] 第一凸轮导向件波可包括起伏波形。
[0146] 第一凸轮导向件可包括阶梯波形。
[0147] 第一凸轮导向件波可包括分块波形。
[0148] 第一凸轮导向件波可包括齿形波形。
[0149] 第一凸轮导向件波可包括波形的扁平或中性部分。第一凸轮导向件可包括这样的部分:被配置以保持凸轮导向件和凸轮从动件在其之间相对旋转期间的相对轴向位置。例如,波形可包括扁平或基本上圆周的部分。扁平或基本上圆周的部分可相应于进口和/或出口的关闭和/或打开时期。该时期可提供打开和/或关闭进口和/或出口之间的转变。例如,该时期可提供打开进口和关闭出口之间的转变。
[0150] 至少部分凸轮导向件可以是具有幅度和波长的波的形式,该波具有前向抛线区(forward throw section)和后向抛线区(rearward throw section),前向抛线区或后向抛线区中的至少一个具有分别比同等幅度和波长的正弦凸轮导向件的前向抛线区或后向抛线区更陡的梯度。前向抛线区可具有比正弦凸轮导向件的前向抛线区更陡的梯度。可选地或另外地,后向抛线区可具有更陡的梯度。
[0151] 凸轮导向件可包括基本上直线的区域。这可便利地构成前向抛线区的部分。可选地,或另外地,凸轮导向件可包括处于后向抛线区和/或峰或谷区中的直线区域。凸轮导向件可以是截去顶端的Z字形的形式;即,具有基本上平坦的峰和谷的基本上直线的抛线区。可选地,仅前向抛线区可以是基本上直线的,而后向抛线区是曲线的。后向抛线区可比同等的正弦凸轮导向件更陡或不比其更陡。第二凸轮导向件壁装置可以是旋转地或周向地连续的。
[0152] 第二凸轮导向件波可包括周期波形。
[0153] 第二凸轮导向件波可包括正弦波形。
[0154] 第二凸轮导向件波可包括角波形。例如,第二凸轮导向件波可包括斜面或楔形。
[0155] 第二凸轮导向件波可包括起伏波形。
[0156] 第二凸轮导向件可包括阶梯波形。
[0157] 第二凸轮导向件波可包括分块波形。
[0158] 第二凸轮导向件波可包括齿形波形。
[0159] 第二凸轮导向件波可包括波形的扁平或中性部分。第二凸轮导向件可包括这样的部分:被配置以保持凸轮导向件和凸轮从动件在其之间相对旋转期间的相对轴向位置。例如,波形可包括扁平或基本上圆周的部分。扁平或基本上圆周的部分可相应于进口和/或出口的关闭和/或打开时期。该时期可提供打开和/或关闭进口和/或出口之间的转变。例如,该时期可提供打开进口和关闭出口之间的转变。
[0160] 第一凸轮从动件壁装置可以是旋转地或周向地连续的。
[0161] 可选地,第一凸轮从动件壁装置可被提供在多个间隔的凸轮从动件上。在这种情况下,每个凸轮从动件可限定第一和/或第二凸轮从动件壁和/或波的至少部分。
[0162] 第一凸轮从动件壁装置可包括或限定周期波形。
[0163] 第一凸轮从动件壁装置可包括或限定正弦波形。
[0164] 第二凸轮从动件壁装置可以是旋转地或周向地连续的。
[0165] 可选地或另外地,第二凸轮从动件壁装置可被提供在所述多个间隔的凸轮从动件上或另外多个间隔的凸轮从动件上。
[0166] 第二凸轮从动件壁装置可包括或限定周期波形。
[0167] 第二凸轮从动件壁装置可包括或限定正弦波形。
[0168] 凸轮从动件可包括至少第一和第二部分,其被组装以提供旋转地或周向地连续的凸轮从动件。
[0169] 第一凸轮导向件波的峰和第二凸轮导向件波的峰之间的距离可与第一凸轮从动件波的峰和第二凸轮从动件波的峰之间的距离相同。
[0170] 第一凸轮导向件波的峰和第二凸轮导向件波的峰之间的距离可小于第一凸轮从动件波的峰和第二凸轮从动件波的峰之间的距离。
[0171] 在优选的实施方式中,第一和第二凸轮导向件波形与第一和第二凸轮从动件波形的周期或频率基本上相同。
[0172] 第一凸轮导向件波形和第一凸轮从动件波形的幅度可基本上相同。
[0173] 第二凸轮导向件波形和第二凸轮从动件波形的幅度可基本上相同。
[0174] 在优选的实施方式中,全部波形可具有相同的频率和幅度。
[0175] 有利地,第一和第二凸轮导向件波形的峰周向地或径向地一致或彼此纵向面对。
[0176] 有利地,第一和第二凸轮导向件波形的谷周向地径向地一致或彼此纵向面对。
[0177] 有利地,第一和第二凸轮从动件波形的峰周向地或径向地一致或彼此纵向对立。
[0178] 有利地,第一和第二凸轮从动件波形的谷周向地或径向地一致或彼此纵向对立。
[0179] 有利地,第一和第二凸轮导向件壁的峰之间的距离小于第一和第二凸轮从动件壁的峰之间的距离。
[0180] 优选地,凸轮导向件被周向地提供在凸轮圆柱上。
[0181] 凸轮从动件可包括活塞头。凸轮导向件可包括圆柱。
[0182] 可提供旋转驱动装置,用于旋转驱动凸轮导向件。在这种情况下,凸轮导向件的旋转运动可转换成凸轮从动装置的往复(纵向)运动。
[0183] 可提供旋转驱动装置,用于旋转驱动凸轮从动装置。在这种情况下,凸轮从动装置的旋转运动可转换成凸轮导向件的往复(纵向)运动。
[0184] 可提供往复(纵向)驱动装置,用于往复地驱动凸轮导向件。在这种情况下,凸轮导向件的往复运动可转换成凸轮从动装置的旋转运动。
[0185] 可提供往复(纵向)驱动装置,用于往复地驱动凸轮从动装置。在这种情况下,凸轮从动装置的运动可转换成凸轮导向件的旋转运动。
[0186] 设备可包括点火工具。例如,至少一个流体室的燃烧部分可包括火花塞。至少一个流体室可包括多个进口和/或出口。例如,至少一个流体室可包括用于第一流体的第一进口和用于第二流体的第二进口。第一和第二流体可产生燃烧。燃烧可致使至少一个流体室扩张,导致凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转和/或轴向移动的机械输出(或反之亦然)。
[0187] 凸轮从动件可被配置以相对于凸轮导向件沿单一方向(例如,顺时针或逆时针)移动。凸轮从动件可包括不对称旋转轮廓。
[0188] 设备可被配置以反向操作。例如,设备可被配置以第一操作模式作为泵操作和以第二操作模式作为马达操作。操作模式可取决于外部因素。例如,操作模式可取决于外部流体压力。
[0189] 根据本发明一方面,提供仪器,其包括根据一个或多个其他方面的一个或多个设备。
[0190] 仪器可包括多个设备。
[0191] 多个设备可包括多个相似的设备。例如,设备可包括多个泵设备。
[0192] 多个设备可包括多个不相似的设备。例如,设备可包括至少一个马达和至少一个泵。马达可驱动泵。多个设备可包括不相似的设备和/或相似的设备的组合。
[0193] 多个设备可顺序排列。多个设备可共轴排列。多个设备可轴向排列。
[0194] 多个设备可平行排列。多个设备可径向排列。
[0195] 流体室可被限定在各个设备之内。另外地,或可选地,流体室可被限定在各个设备之间。
[0196] 仪器可包括设备的对称布置。对称布置可以是旋转对称的。对称布置可以是倒置(例如,第二设备可镜像第一设备)。
[0197] 多个设备可排列以提供平稳输出。平稳输出可以是机械输出。平稳输出可以是流体输出。
[0198] 设备可被配置以同步各个设备的进口和/或出口的打开和/或关闭。例如,可连接多个设备,使得所有出口同时打开和关闭。因此,可确保流体不从第一设备的室流到第二设备的室中。
[0199] 可选地,可连接多个设备,使得各个设备的进口和出口相继打开和关闭。因此,设备的输出可平稳经过整个循环(如内部或外部构件的一个完整的旋转)。
[0200] 多个设备可被安装至共同的构件。例如,多个设备可包括单个共同的外部构件。多个设备可包括单个共同的内部构件。
[0201] 多个设备可轴向平衡。多个设备可旋转平衡。
[0202] 多个设备可被配置为同相。
[0203] 多个设备可被配置为异相。多个设备可被配置为反相。
[0204] 可连接多个设备。例如,可连接多个设备,使得单个输入(例如,内部构件旋转或外部流体压力)驱动多个设备。可连接多个设备,使得设备驱动单个输出(例如,内部构件的旋转或流体压力的生成)。
[0205] 仪器可被配置以利用第一设备的输出作为第二设备的输入。第一设备可被配置以提供输入至第二设备。例如,马达可被配置以提供机械输入至泵。
[0206] 作为马达操作的第一设备可被下列驱动:通过通孔供应和/或设备外部(例如,外部环面)的流体,和/或另外的流体管道如液压流体补给线中供应的流体。
[0207] 可通过第二设备/泵的输入或输出来运输来自第一设备/马达的排放流体。马达的排放流体可通过通孔和/或外部环面运输。排放流体可在另外的流体管道如液压流体排放线中运输。
[0208] 多个设备可被配置以运输相似的流体。马达可被与泵输出流体相似的流体驱动。马达可被配置以被泵运输的流体驱动,如运输至另一位置(例如,井下泵的地表或井口位置)的流体和返回至马达的流体(例如,在过滤或脱水后)。
[0209] 流体可包括液体和/或气体。流体可包括多种流体,如流体混合物。
[0210] 设备可包括井下器具。
[0211] 设备可包括井下钻探器具的驱动器
[0212] 设备可包括井下钻探器具。
[0213] 设备可包括泥浆泵。
[0214] 设备可包括泥浆马达。
[0215] 设备可包括井下马达。
[0216] 设备可包括井下泵。
[0217] 设备可包括井下泵,其被配置以将流体从具有不足流体静压力的储层泵送至地表。
[0218] 仪器可包括井下注入泵。
[0219] 第一设备的第一轴构件可限定或构成第二设备的第一或第二轴构件的部分。第一设备的第二轴构件可限定或构成第二或第三设备的第一或第二轴构件的部分。
[0220] 多个设备的流体室可被密封件分隔,如O-环。
[0221] 设备/每个设备可被配置以被驱动和/或驱动外部器械。例如,设备可包括环形马达,如电力环形马达(例如,具有适应或相应于设备通孔的通孔)。
[0222] 根据本发明一方面,提供输送流体的方法,方法包括:
[0223] 提供流体输送设备,其包括具有中心轴的内部构件和与内部构件共轴排列的外部构件;
[0224] 径向间隔外部构件的内表面与内部构件的外表面,以限定内部和外部构件之间的空间;
[0225] 限定绕中心轴的旋转路径;
[0226] 在空间中提供第一轴构件;
[0227] 在空间中提供第二轴构件;
[0228] 在第一和第二轴构件的之间的空间中限定至少一个可变流体室;
[0229] 使流体通过流体进口流入至少一个流体室;
[0230] 旋转第一和/或第二轴构件中的至少一个;
[0231] 根据第一和/或第二轴构件的旋转位置,改变至少一个流体室的容积;和[0232] 使流体通过流体出口流出至少一个流体室。
[0233] 方法可包括根据第一和/或第二轴构件的轴向位置改变至少一个流体室容积。
[0234] 方法可包括旋转第一和/或第二轴构件,使得至少一个流体室的容积根据第一和/或第二轴构件的旋转位置而改变。
[0235] 方法可包括根据至少一个流体室的容积改变第一和/或第二轴构件的旋转位置。方法可包括根据至少一个流体室的容积改变第一和/或第二轴构件的轴向位置。
[0236] 方法可包括泵送流体。方法可包括提供机械输入。方法可包括响应于机械输入改变至少一个流体室的容积。例如,方法可包括响应于第一和/或第二轴构件的旋转改变至少一个流体室的容积。
[0237] 方法可包括提供流体压力输入。方法可包括提供机械输出。方法可包括响应于流体压力改变至少一个流体室的容积。例如,方法可包括响应于流体压力差如跨越进口和/或出口的流体压力差改变至少一个流体室的容积。
[0238] 方法可包括燃烧室内的流体。方法可包括响应于内部流体室压力变化如其中燃烧导致的变化改变至少一个流体室的容积。
[0239] 根据本发明一方面,提供输送流体的方法,包括:
[0240] 提供设备,其包括凸轮导向件和凸轮从动件,其中凸轮导向件包括第一凸轮导向件壁装置,凸轮从动件包括第一凸轮从动件壁装置,并且第一凸轮导向件壁装置和第一凸轮从动件壁装置彼此面对;
[0241] 在凸轮导向件和凸轮从动件之间布置至少一个流体室;
[0242] 使流体通过流体进口流入至少一个流体室;
[0243] 使凸轮从动件相对于凸轮导向件移动;和
[0244] 使流体通过流体出口流出至少一个流体室。
[0245] 方法可包括根据凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置改变至少一个流体室的容积。方法可包括根据凸轮从动件相对于凸轮导向件的轴向位置改变至少一个流体室容积。
[0246] 方法可包括根据至少一个流体室的容积改变凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置。方法可包括根据至少一个流体室的容积改变凸轮从动件相对于凸轮导向件的轴向位置。
[0247] 方法可包括泵送流体。方法可包括提供机械输入。方法可包括响应于机械输入改变至少一个流体室的容积。例如,方法可包括响应于凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转改变至少一个流体室的容积。
[0248] 方法可包括提供流体压力输入。方法可包括提供机械输出。方法可包括响应于流体压力改变至少一个流体室的容积。例如,方法可包括响应于流体压力差如跨越进口和/或出口的流体压力差改变至少一个流体室的容积。
[0249] 方法可包括燃烧室内的流体。方法可包括响应于内部流体室压力变化如其中的燃烧导致的变化改变至少一个流体室的容积。
[0250] 根据本发明一方面,提供流体输送设备,其包括:
[0251] 内部构件,具有中心轴并且包括外表面;
[0252] 外部构件,与内部构件共轴排列并且包括内表面,该内表面与内部构件的外表面径向间隔,以限定内部和外部构件之间的环形空间;
[0253] 第一轴构件,限定绕中心轴的旋转路径;
[0254] 第二轴构件,被布置在环形空间中;
[0255] 至少一个可变流体室,被限定在第一和第二轴构件之间的环形空间中;
[0256] 通入至少一个流体室的流体进口;和
[0257] 离开至少一个流体室的流体出口;
[0258] 其中至少一个流体室的容积相应于第一轴构件相对于第二轴构件的旋转位置。
[0259] 第一轴构件可包括凸轮导向件。
[0260] 第二轴构件可包括凸轮从动件。
[0261] 根据本发明一方面,提供流体输送设备,其包括:
[0262] 内部主体,具有中心轴;
[0263] 外部主体,与内部主体共轴排列并且限定其之间的至少一个环形流体室;
[0264] 第一轴构件,与内部中心机体共轴排列并且形成至少一个流体室的第一轴向壁;
[0265] 第二轴构件,与所述机体共轴排列并且相对于第一轴构件轴向排列,以形成至少一个流体室的第二轴向壁,其中轴构件中的至少一个是可绕中心轴旋转的,允许第一和第二轴向元件之间的相对旋转;
[0266] 通入至少一个流体室的至少一个流体进口;和
[0267] 离开该室的至少一个流体出口;
[0268] 其中第一和第二轴向壁的至少一个包括波形,并且轴构件中的至少一个是轴向可移位的或可偏转的,使得第一和第二轴向元件之间的相对旋转,根据第一和第二轴构件的相对旋转位置,相应于至少一个流体室的容积的变化。
[0269] 波形可根据相对旋转位置至少部分地限定相对轴向移位。
[0270] 根据本发明的进一步方面,提供流体输送设备,其包括:
[0271] 凸轮导向件和凸轮从动件,其中凸轮导向件包括第一凸轮导向件壁装置,凸轮从动件包括第一凸轮从动件壁装置,并且第一凸轮导向件壁装置和第一凸轮从动件壁装置彼此面对;
[0272] 至少一个流体室,被布置凸轮导向件和凸轮从动件之间;
[0273] 通入至少一个流体室的流体进口;和
[0274] 离开至少一个流体室的流体出口。凸轮导向件可包括第一轴构件。
[0275] 凸轮从动件可包括第二轴构件。
[0276] 根据本发明的进一步方面,提供流体输送设备,其包括:
[0277] 内部构件,具有中心轴并且包括外表面;
[0278] 外部构件,与内部构件共轴排列并且包括内表面,该内表面与内部构件的外表面径向间隔,以限定内部和外部构件之间的环面;
[0279] 凸轮导向件和凸轮从动件;
[0280] 至少一个可变流体室,被限定在环面中;
[0281] 通入至少一个流体室的流体进口;和
[0282] 离开至少一个流体室的流体出口;
[0283] 其中至少一个流体室的容积相应于凸轮从动件相对于凸轮导向件的旋转位置。
[0284] 本发明包括一个或多个相应的方面、实施方式、或特征,或独立或各种组合,无论是否以组合或独立方式具体陈述(包括请求保护)。例如,容易理解,关于第一方面作为选择描述的特征另外可适用于其他方面,而无需在此明确地和不必要地列举那些各种各样的组合和排列。关于凸轮导向件和/或凸轮从动件作为选择描述的特征可适用于第一和/或第二轴构件,并且反之亦然。
[0285] 另外,用于发挥所述功能中的一种或多种的相应装置也在本公开范围内。
[0286] 要理解,一个或多个实施方式/方面可有效用于输送流体。
[0287] 上文概述意图仅为示例,而非限制。
[0288] 如本文所用,术语“包括”意图至少包括:“由……组成”;“主要由……组成”;“包括”;和“是”。例如,要理解,在设备可“包括泵”时,设备可“包括泵”(和任选地其他元件);设备“可以是泵”;或设备可“由泵组成”;等等。为简洁和清楚起见,每个“包括”描述的排列不是全部都已被详细陈述。
[0289] 附图简述
[0290] 现将参考附图仅作为实例描述本发明这些和其他方面,其中:
[0291] 图1显示根据本发明第一实施方式的流体输送设备的部分的透视图;
[0292] 图2显示图1的流体输送设备的平面图;
[0293] 图3显示处于第一旋转位置的图1的流体输送设备;
[0294] 图4显示处于第二旋转位置的图1的流体输送设备;
[0295] 图5显示处于第三旋转位置的图1的流体输送设备;
[0296] 图6显示处于第四旋转位置的图1的流体输送设备;
[0297] 图7显示根据本发明第二实施方式的流体输送设备的部分的透视图;
[0298] 图8显示图7的流体输送设备的平面图;
[0299] 图9显示处于第一旋转位置的图7的流体输送设备;
[0300] 图10显示处于第二旋转位置的图7的流体输送设备;
[0301] 图11显示处于第三旋转位置的图7的流体输送设备;
[0302] 图12显示处于第四旋转位置的图7的流体输送设备;
[0303] 图13显示根据本发明第三实施方式的流体输送设备的平面图;
[0304] 图14显示处于第一旋转位置的图13的流体输送设备的局部视图;
[0305] 图15显示处于第二旋转位置的图13的流体输送设备的局部视图;
[0306] 图16显示处于第三旋转位置的图13的流体输送设备的局部视图;
[0307] 图17显示处于第四旋转位置的图13的流体输送设备的局部视图;
[0308] 图18显示处于第五旋转位置的图13的流体输送设备的局部视图;
[0309] 图19显示处于图14的第一旋转位置的显示外部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0310] 图20显示处于第一中间旋转位置的显示外部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0311] 图21显示处于第二中间旋转位置的显示外部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0312] 图22显示处于第三中间旋转位置的显示外部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0313] 图23显示处于图16的第三旋转位置的显示外部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0314] 图24显示处于第四中间旋转位置的显示外部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0315] 图25显示处于图18的第五旋转位置的显示外部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0316] 图26显示处于图16和23的第三旋转位置的显示内部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0317] 图27显示相应于图26的旋转位置并且指示图26显示的观察方向的图13的流体输送设备的平面图;
[0318] 图28显示从图26的90°方向观察的、处于图16、23、26和27的第二旋转位置的显示内部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0319] 图29显示相应于图28的旋转位置并且指示图28显示的观察方向的图13的流体输送设备的平面图;
[0320] 图30显示从与图28相似方向观察的、处于第五中间位置的显示内部端口的图13的流体输送设备的局部视图;
[0321] 图31显示相应于图30的旋转位置并且指示图30显示的观察方向的图13的流体输送设备的平面图;
[0322] 图32显示根据本发明第四实施方式的流体输送设备的平面图;
[0323] 图33显示图32的流体输送设备的局部视图;
[0324] 图34显示路径,其显示图32的设备的凸轮从动件的移动;
[0325] 图35显示处于第一旋转位置的图32的流体输送设备的局部视图;
[0326] 图36显示处于第二旋转位置的图32的流体输送设备的局部视图;
[0327] 图37显示处于第三旋转位置的图32的流体输送设备的局部视图;
[0328] 图38显示处于第四旋转位置的图32的流体输送设备的局部视图;
[0329] 图39显示处于第五旋转位置的图32的流体输送设备的局部视图;
[0330] 图40显示处于图35的第一旋转位置的显示外部端口的图32的流体输送设备的局部视图;
[0331] 图41显示处于第一中间旋转位置的显示外部端口的图32的流体输送设备的局部视图;
[0332] 图42显示处于图36的第二旋转位置的显示外部端口的图32的流体输送设备的局部视图;
[0333] 图43显示处于图37的第三旋转位置的显示外部端口的图32的流体输送设备的局部视图;
[0334] 图44显示处于第二中间旋转位置的显示外部端口的图32的流体输送设备的局部视图;
[0335] 图45显示处于图38的第四旋转位置的显示外部端口的图32的流体输送设备的局部视图;
[0336] 图46显示处于图39的第五旋转位置的显示外部端口的图32的流体输送设备的局部视图;
[0337] 图47显示处于第一旋转位置的根据本发明的第五实施方式的流体输送设备的视图;
[0338] 图48显示处于第二旋转位置的图47的流体输送设备的局部视图;
[0339] 图49显示处于第三旋转位置的图47的流体输送设备的局部视图;
[0340] 图50显示处于第四旋转位置的图47的流体输送设备的局部视图;
[0341] 图51显示处于第五旋转位置的图47的流体输送设备的局部视图;
[0342] 图52显示处于第六旋转位置的图47的流体输送设备的局部视图;
[0343] 图53显示处于第七旋转位置的图47的流体输送设备的局部视图;
[0344] 图54显示处于第一旋转位置的根据本发明的第六实施方式的流体输送设备的视图;
[0345] 图55显示处于圆柱外罩内的图54的设备;
[0346] 图56显示处于第一旋转位置的图55的设备的横截面;
[0347] 图57显示处于第二旋转位置的图55的设备的横截面;
[0348] 图58显示处于第三旋转位置的图55的设备的横截面;
[0349] 图59显示根据本发明第七实施方式的流体输送设备的局部透视图;
[0350] 图60显示处于圆柱外罩内的图59的设备;
[0351] 图61显示根据本发明第八实施方式的流体输送设备的局部透视图;
[0352] 图62显示处于圆柱外罩内的图61的设备;
[0353] 图63显示处于第一旋转位置的根据本发明第九实施方式的仪器的截切侧局部视图,该仪器包括两个图61的设备;
[0354] 图64显示图63的仪器,处于第二旋转位置;
[0355] 图65显示图63的仪器的横截面;
[0356] 图66显示图64的仪器的横截面;
[0357] 图67显示根据本发明第十实施方式的仪器的局部分解视图和局部截切组装视图;
[0358] 图68和69显示处于最小室容积构造的图67的仪器的组装部分;
[0359] 图70和71显示处于中间配置的图67的仪器的组装部分;
[0360] 图72和73显示处于最大室容积构造的图67的仪器的组装部分;
[0361] 图74和75显示处于中间室容积构造的图67的仪器的组装部分;
[0362] 图76和77显示处于最小室容积构造的图67的仪器的组装部分;
[0363] 图78显示图67的仪器的部分的部分横截面细节;
[0364] 图79至81显示相继构造下图67的仪器的更大部分;
[0365] 图82显示本发明的第十一实施方式的具有多个设备的仪器的部分;
[0366] 图83显示图82的设备的突起中的孔口相对于进口的路径的部分。
[0367] 图84至88显示图82的仪器的部分的第一和第二内部构件中的进口、出口、开口或孔口的相对位置。
[0368] 图89至104显示根据本发明第十二实施方式的仪器的部分,其中显示相继构造下的仪器的部分;
[0369] 图105至113显示图89至104的仪器的部分的横截面视图。
[0370] 附图详述
[0371] 首先参考图1,显示根据本发明的实施方式的流体输送设备,一般定名为10,具有内部构件46,该内部构件46具有中心轴28并且包括外表面48。设备10具有外部构件42,其与内部构件46共轴排列并且包括内表面44,该内表面44与内部构件46的外表面48径向间隔,以限定内部和外部构件46、48之间的空间。设备10包括第一轴构件——其包括凸轮导向件12——和第二轴构件——其包括凸轮从动件14——和至少一个可变流体室20——其被限定在空间中。设备10具有通入至少一个流体室20的流体进口22;和离开至少一个流体室20的流体出口24。第一和/或第二轴构件中的至少一个是可绕中心轴28旋转的,以改变至少一个流体室20的容积。在所示实施方式中,包括凸轮从动件14的第二轴构件是可旋转的。至少一个流体室20的容积相应于包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的旋转位置。
[0372] 在所示实施方式中,室20被布置在包括凸轮导向件12的第一轴构件和包括凸轮从动件14的第二轴构件之间。包括凸轮从动装置的第二轴构件适于按照一定路径延伸在包括凸轮导向件12的第一轴构件中。显示的空间是环形空间。
[0373] 包括凸轮导向件12的第一轴构件包括第一凸轮导向件壁装置16,包括凸轮从动件14的第二轴构件包括第一凸轮从动装置18,并且第一凸轮导向件壁装置16和第一凸轮从动件壁装置18彼此面对。
[0374] 设备包括流体室20,其被布置在包括凸轮导向件12的第一轴构件和包括凸轮从动件14的第二轴构件之间。设备10进一步包括通入流体室20的流体进口22;和离开流体室20的流体出口24。
[0375] 包括凸轮导向件12的第一轴构件和包括凸轮从动件14的第二轴构件共轴排列。在所示实施方式中,包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以绕中心轴28旋转。包括凸轮导向件12的第一轴构件为包括凸轮从动件14的第二轴构件限定围绕中心轴28的旋转路径。
[0376] 流体室20的容积相应于包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的旋转位置。流体室20的容积相应于包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的轴向位置。在所示实施方式中,包括凸轮从动件
14的第二轴构件包括转子17;并且包括凸轮导向件12的第一轴构件包括定子13。
[0377] 在所示实施方式中,设备10是泵。然而要理解,在可选的实施方式中,具有相似特征的马达可以基本上相反的操作模式工作。流体室20的容积响应于机械输入而改变。流体室20的容积响应于包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的旋转而改变。设备10是井下设备,其被配置以输送孔流体,孔流体是来自储层的烃(未显示)。
[0378] 第一凸轮导向件壁装置16提供第一凸轮导向件波或波形30。第一凸轮从动件壁装置18提供第一凸轮从动件波或波形32。
[0379] 在使用中,第一凸轮导向件壁装置16和第一凸轮从动件壁装置18选择性地彼此邻接、碰撞、乘架在彼此上方或上部、相对于彼此滑动、和/或彼此接触。以这种方式,第一凸轮导向件壁装置16和第一凸轮从动件壁装置18彼此之间相互作用或根据彼此相互作用,使得包括凸轮从动件14的第二轴构件的至少部分运动(例如,旋转运动)限定包括凸轮导向件12的第一轴构件的至少部分运动(例如,纵向运动),或反之亦然。在使用中,第一凸轮导向件壁装置16和第一凸轮从动件壁装置18彼此接触,如在其之间形成连续的动态密封。
[0380] 进口22和出口24是双向的,以端口形式。在可选的实施方式中,进口和/或出口可以是单向的,如单程阀。
[0381] 显示的第一凸轮导向件壁装置16是旋转地或周向地连续的。第一凸轮导向件波30包括周期波形。在图1中,第一凸轮导向件壁装置16包括斜面(楔形)形式。第一凸轮导向件波30包括旋转周期为1的基本上正弦波形(即,绕360°的一个完整波)。
[0382] 在所示实施方式中,第一凸轮从动件波或波形32是第一凸轮导向件波或波形30的倒置形式。因此,显示的第一凸轮从动件壁装置18是旋转地或周向地连续的。第一凸轮从动件波32包括周期波形。在图1中,第一凸轮从动件壁装置18包括斜面(楔形)形式。第一凸轮从动件波32包括旋转周期为1的基本上正弦波形(即,绕360°的一个完整波)。
[0383] 设备10包括外部(纵向)构件42。外部构件42形成包括凸轮导向件12的第一轴构件和包括凸轮从动件14的第二轴构件的外壳。外部构件42的内壁44限定流体室20的外壁。外部构件42被配置以连接至外部器械,如外罩、衬垫、盘管、管路、钻柱或类似物(例如,外部构件42包括盒或螺钉连接,未显示)。
[0384] 设备10包括内部(纵向)构件46。内部构件46的外壁48限定流体室20的内壁。在所示实施方式中,内部构件46是中空轴,具有通孔50。内部构件46被配置以连接至外部器械,如仪器串、盘管、管路、钢丝、线缆、马达或类似物(未显示)。
[0385] 内部和外部构件42、46被绕中心轴28共轴地和同心地布置,如图2所示。内部和外部构件42、46是可绕中心轴28相对旋转的。内部和外部构件42、46是可相对轴向移动的。
[0386] 流体室20包括环形流体室,其是内部和外部构件42、46之间的环面的部分。
[0387] 进口22和出口24基本上径向地排列。设备10被配置以基本上径向地输送流体。进口22位于外部构件42中。出口24位于内部构件46中。设备10被配置以在外部主体
42以外的环面和通孔50之间输送流体。
[0388] 包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于内部构件46旋转地固定。包括凸轮从动件14的第二轴构件是可随内部构件46旋转的。包括凸轮导向件12的第一轴构件相对于外部构件42旋转地固定。
[0389] 包括凸轮从动件14的第二轴构件是相对于内部构件46可轴向移动的。包括凸轮导向件12的第一轴构件轴向固定至外部构件42。包括凸轮从动件14的第二轴构件是相对于外部构件42可轴向移动的。包括凸轮从动件14的第二轴构件是可相对轴向移动的,从而确保第一凸轮导向件壁装置16和第一凸轮从动件壁装置18之间的轴向接触。包括凸轮从动件14的第二轴构件被相对地轴向推动。例如,凸轮从动件被流体压力(例如,充当活塞)轴向推动。例如,包括凸轮从动件14的第二轴构件可被相邻的第二设备(未显示)轴向驱动;如在包括凸轮从动件14的第二轴构件上方具有对立的流体室(例如,包括凸轮从动件14的第二轴构件可包括镜像第二设备(未显示)的凸轮从动件)。包括凸轮从动件14的第二轴构件固定至内部构件46。
[0390] 设备10被配置以选择性地打开和关闭进口22和出口24。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以根据相对旋转位置选择性地打开和关闭进口22和出口24。如图3所示,包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的第一旋转位置相应于进口22的关闭位置和出口24的打开位置。包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的第二旋转位置(图4)相应于进口22的关闭位置和出口24的关闭位置。包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的第三旋转位置(图5)相应于进口22的打开位置和出口24的关闭位置。包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的第四旋转位置(图6)相应于进口22的关闭位置和出口24的打开位置。图3至6显示的各个旋转位置相隔包括凸轮从动件14的第二轴构件和内部构件46的90°旋转。因此,要理解,流体通过在各个旋转位置之间的相继旋转被泵送,从出口22穿过室20经由进口24到达通孔50,如下文详细描述。还要理解,在可选的实施方式或可选的操作模式中,类似的设备可充当泵,用于从通孔50开始穿过室并穿出进口22输送流体(即,进口22将充当出口并且出口24将充当进口),如通过颠倒相对旋转方向。
[0391] 包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的旋转位置相应于流体室20的具体容积。包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的旋转位置相应于流体室20的增加的或恒定的或减少的容积。包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件的旋转位置相应于包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于凸轮导向件的轴向位置。
[0392] 设备被配置以根据包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地打开进口22。设备被配置以根据包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地保持进口22打开。设备被配置以根据包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地关闭进口22。设备被配置以根据包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于凸轮导向件的旋转位置选择性地保持进口22关闭。
[0393] 包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件旋转至相应于最小流体室20容积的位置(图3)时打开进口22。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件旋转使得流体室20容积增加(例如,图3和5之间)时保持进口22打开。因此,包括凸轮从动件14的第二轴构件在流体室20中生成或存在负压(图4和5)时保持进口22打开。因此,流体通过进口22被吸入流体室20。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件旋转至相应于最大流体室20容积的位置(图5)时关闭进口22。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件旋转使得流体室20容积减少(图5和图6之间以及图
6和图3开始新的旋转之间)时保持进口22关闭。因此,包括凸轮从动件14的第二轴构件在流体室20中生成或存在过压时保持进口22关闭。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件旋转至相应于最小流体室20容积的位置(图3)时关闭出口24。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件旋转使得流体室20容积增加(例如,图3和
5之间)时保持出口24关闭。因此,包括凸轮从动件14的第二轴构件在流体室20中生成或存在负压时保持出口24关闭。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件旋转至相应于最大流体室20容积的位置(图5)时打开出口24。包括凸轮从动件14的第二轴构件被配置以在包括凸轮从动件14的第二轴构件相对于包括凸轮导向件12的第一轴构件旋转使得流体室20容积减少(从图5至图6和从图6至在图3的新的旋转)时保持出口24打开。因此,包括凸轮从动件14的第二轴构件在流体室20中生成或存在过压时保持出口24打开。因此,流体通过出口24被排出。
[0394] 现参考图7至12,显示根据本发明第二实施方式的流体输送设备,其一般定名为110。流体输送设备110总体上类似于图1所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,设备110具有凸轮导向件112和凸轮从动件114布置。
[0395] 第一凸轮导向件波130包括波形的第一中性部分134和波形的第二中性部分136。
[0396] 第一凸轮从动件波132包括波形的第一中性部分140和波形的第二中性部分138。
[0397] 中性部分134、136、138、140被配置以保持凸轮导向件112和凸轮从动件114在其之间相对旋转期间的相对轴向位置。第一中性部分134、140之间的接触相应于进口122的关闭时期(如图11所示)。凸轮导向件112的第一中性部分134和凸轮从动件114的第二中性部分138之间;以及凸轮导向件112的第二中性部分136和凸轮从动件114的第一中性部分140之间的接触相应于出口124的关闭时期(如图9所示)。该时期提供打开和关闭进口122和出口124之间的转变;和使流体吸入和使流体排出室120。因此,进口122和出口124的打开不存在重叠(例如,不存在经由进口122和出口124同时与室120流体连通)。因此,减少或消除了任何相关流体压力损失。
[0398] 现参考图13至31,显示根据本发明第三实施方式的流体输送设备,一般定名为210。流体输送设备210总体上类似于图7所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,设备210具有凸轮导向件212和凸轮从动件214布置。设备210进一步包括具有第二凸轮导向件壁装置252的第二凸轮导向件251,凸轮从动件214包括第二凸轮从动件壁装置254,并且第二凸轮导向件壁装置252和第二凸轮从动件壁装置254彼此面对。第二凸轮导向件251被提供在第二定子215上。
[0399] 第一和第二凸轮导向件壁装置216、252被布置为彼此面对。
[0400] 第一和第二凸轮从动件壁装置218、254被布置为彼此对立,例如,背对背。在这种布置下,凸轮从动件214被布置在第一和第二凸轮导向件壁装置216、252之间。
[0401] 第二凸轮导向件壁装置252包括或提供第二凸轮导向件波或波形256。
[0402] 第二凸轮从动件壁装置254包括或提供第二凸轮从动件波或波形258。第二凸轮从动件壁装置254与第一凸轮从动件壁装置218基本上同相。因此,第二凸轮从动件波形258类似于第一凸轮从动件波形238,被凸轮从动件214的厚度分隔。在可选的实施方式中,容易理解,第二凸轮从动件壁装置可与第一凸轮从动件壁装置异相(例如,第二凸轮从动件壁装置和第二凸轮导向件壁装置可异相——例如,第二凸轮从动件壁装置可以是第一凸轮从动件壁装置的倒置)。
[0403] 设备210包括多个流体室220、260、262、264。多个室220、260、262、264包括第一对径向对立室220、260;和第二对径向对立室262、264。多个流体室220、260、262、264被部分凸轮从动件214分隔。流体室对220、260、262、264对称地排列。第一流体室对220、260排列成与第二流体室对262、264轴向对立。流体室对220、260、262、264排列以提供凸轮从动件214和凸轮导向件212、251之间的平衡相对移动。第一室对220、260包括共同进口对222、266和分别专有的出口对224、268。第二室对262、264包括共同的第二进口对270、272和分别专有的出口对274、276。室220、260、262、264相对于进口222、266、270、272旋转使得进口对222、266、270、272与分别的室对220、260、262、264相继流体连通。出口224、268、
274、276随分别的室220、260、262、264旋转。设备210被配置使得第一流体室对220、260的进口222、266打开,而第二流体室对262、264的进口270、272关闭(并且反之亦然),如图19至25可见。设备210被配置使得第一流体室对220、260的出口224、268打开,而第二流体室对262、264的出口274、276关闭(并且反之亦然),如图27至31可见。
[0404] 设备210被配置使得包括凸轮从动件14的第二轴构件随内部构件246的旋转沿相应于第一旋转位置的第一轴向方向推动凸轮从动件214(例如,在图14、15和16之间,向上)。因此,第一流体室对220、260在第一旋转位置旋转期间处于扩张;并且第二流体室对262、264处于压缩,与第一流体室对220、260平衡。包括凸轮从动件14的第二轴构件随内部构件246的进一步旋转沿相应于另一旋转位置的第二轴向方向推动凸轮从动件214(例如,在图16的第三旋转位置至图17和18的旋转位置之间,向下)。因此,第一流体室对220、
260在进一步旋转位置的旋转期间处于压缩;并且第二流体室对262、264处于扩张,与第一流体室对220、260平衡。
[0405] 轴向对立的第一和第二对流体室220、260、262、264和波的周期(即,每转两个完整波)提供每转总共八个压缩和八个扩张(四个室220、260、262、264各两个)。因此,设备210可在整个旋转过程中提供平稳流体输送。进口222、266、270、272包括方向依赖性形式,其在所示实施方式中是偏移槽(offset slot)形式。
[0406] 现参考图32至46,显示根据本发明第四实施方式的流体输送设备310。流体输送设备310总体上类似于图13所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,设备310具有凸轮导向件312和凸轮从动件314布置。
[0407] 设备310具有在凸轮从动件314中的周向沟378形式的凸轮导向件312;其接收来自外部构件342的相应销或辊380。因此,相应于旋转位置的凸轮从动件314的轴向移动被凸轮导向件312的路径限定,如图34所示。因此,第一和第二定子313、315无需承载全部与凸轮从动件314的相对轴向移动和旋转移动相关的力。在所示实施方式中,设备310包括轴向对立流体室对320、362。流体室320、362是单个环形室320、362。因此,转子315和定子313、315的壁之间不需密封接触。
[0408] 在可选的实施方式中,要理解,密封构件可被提供在凸轮从动件314和第一定子313之间;和凸轮从动件314和第二定子315之间(例如,弹性密封)。因此,可提供多个(例如,成对)径向排列或对立的室。
[0409] 凸轮从动件314被用键固定至内部构件346,如图32所示,使得凸轮从动件314可相对于内部构件246轴向移动的(而非如第二实施方式中仅可随内部构件轴向移动的)。因此,内部构件346仅需旋转;不需内部构件346(或外部构件342)轴向移动以操作设备
310。定子313、315轴向地和旋转地固定至外部构件342。
[0410] 设备310类似地于图13至31的那种工作,其中流体通过各个流体进口被相继吸入扩张的流体室320、362;并通过流体出口(未显示)被排出随后压缩的室;如图40至46(类似于图19至25)相继显示。然而,沟378的波形相对于定子313、315和转子314的反面具有较大幅度。因此,转子314与图13的设备210相比具有增加的轴向移动。增加的轴向移动允许环形室320、362相继轴向打开和关闭,如图39至46所示。
[0411] 现参考图47至53,显示根据本发明第五实施方式的流体输送设备410。流体输送设备410总体上类似于图32所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,设备410具有凸轮导向件412和凸轮从动件414布置。
[0412] 设备410包括多个流体室420、460、462、464。多个室420、460、462、464包括第一对径向对立室420、460;和第二对径向对立室462、464。多个流体室420、460、462、464被凸轮从动件414的部分分隔。流体室对420、460、462、464对称地排列。第一流体室对420、460排列成与第二流体室对462、464轴向对立。流体室对420、460、462、464排列以提供凸轮从动件414和凸轮导向件412、451之间的平衡相对移动。第一室对420、460包括共同的进口对422、466和各自专有的出口对424、468。第二室对462、464包括共同的第二进口对(未显示)和各自专有的出口对(未显示)。虽然未显示,但要理解第二流体室对462、
464与相似、对称和轴向对齐布置的进口和出口流体连通。室420、460、462、464相对于进口422、466旋转,使得进口对422、466与分别的室对420、460、462、464相继流体连通。出口424、468随分别的室420、460、462、464旋转。设备410被配置使得第一流体室对420、
460的进口422、466打开,而第二流体室对462、464的进口关闭(并且反之亦然),如图47至53可见。设备410被配置使得第一流体室对420、460的出口424、468打开,而第二流体室对462、464的出口关闭(并且反之亦然),图47至53中也可见。
[0413] 定子413、415被对抗凸轮从动件414轴向推动。设备410被配置使得凸轮从动件414随内部构件446的旋转沿相应于第一旋转位置的第一轴向方向推动第二定子415(例如,在图47和53之间向左)。因此,第二凸轮导向件壁装置452和第二凸轮从动件壁装置
454保持密封接触。同时,第一定子413被沿相同轴向方向推动,保持第一凸轮导向件壁装置416和第一凸轮从动件壁装置418之间的接触。
[0414] 第一流体室对420、460在第一旋转位置的旋转期间处于压缩(图47至53);并且第二流体室对462、464处于扩张,与第一流体室对420、460平衡。凸轮从动件414随内部构件446的进一步旋转使定子413、415沿相应于另一旋转位置的第二轴向方向移动(例如,在自图47的位置进一步旋转期间(未显示),向右)。因此,第一流体室对420、460在进一步旋转期间(未显示)处于压缩;并且第二流体室对462、464处于扩张,与第一流体室对420、460平衡。容易理解,各对流体室420、460、462、464的这种同时扩张和压缩在凸轮从动件414进一步旋转时相继和连续反复。
[0415] 轴向对立的第一和第二对流体室220、260、262、264和波的周期(即,每转两个完整波)提供每转总共八个压缩和八个扩张(四个室220、260、262、264各两个)。因此,设备210可在整个旋转过程中提供平稳流体输送。进口222、266、270、272包括方向依赖性形式,其在所示实施方式中是偏移槽形式。
[0416] 设备410总体上类似于图13至31的那种工作,其中定子413、415被用键固定至外部构件442并且可相对于其轴向移动。然而,不是转子417来打开和关闭进口422、460,而是通过第一定子413的相对轴向移动来相继打开和关闭第一流体室对420、460的共同进口422、460。定子413还相继打开、关闭各个出口424、468(在出口424、468相继旋转经过第一凸轮导向件412的波形430的轴向移动峰时)。
[0417] 现参考图54至58,显示根据本发明第六实施方式的流体输送设备510。流体输送设备510总体上类似于图47所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,设备510具有凸轮导向件512和凸轮从动件514布置。
[0418] 然而,图54至58显示的设备510包括发动机。设备包括在中空轴582形式的内部构件546上的活塞体581形式的凸轮从动件514。活塞581的两端被小面化,以产生各个转子面583。凸轮从动件514包括凸轮导向件512;其形式为以第一凸轮导向件波形530切入活塞581的中部584的连续渠道或沟578。
[0419] 图55显示活塞体581,其被包含在外部圆柱罩586内,穿过罩壁固定在直径对立点处两个固定的轴承销或旋转轴承585。
[0420] 图56至58显示贯穿图54设备的三个区域。图56显示活塞体581,其在圆柱罩586内,处于在轴542上行进距离的一个极端处,其行进通过固定销或轴承585在波渠道578内移动的组合而实现。
[0421] 图57显示在旋转运动经过90度行进后的活塞体581。活塞体581基于固定销或轴承585在波渠道578内移动的组合作用现已到达其容许行进距离的另一极端。
[0422] 图58显示在90度的进一步旋转运动后的活塞体581的位置。活塞体581现已返回至图56中显示的其原始位置。活塞刮油环590已显示在图56至58全部中。
[0423] 可见,在显示数量的固定销或轴承585与给定波渠道578组合的情况下,活塞体514的每个完整的360度的旋转运动将致使其在每个方向沿圆柱罩546上下移动两次。
[0424] 在使用中,圆柱罩542的封闭端和正在移动的活塞体581的表面583提供对抗表面,以包含按需引入室520、562的引爆燃料/空气混合物的爆炸力、和通过活塞体681在圆柱罩642中的运动揭示的适当孔口移除的排气。
[0425] 现参考图59至60,显示根据本发明第七实施方式的流体输送设备610。流体输送设备610总体上类似于图54所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,设备610具有凸轮导向件612和凸轮从动件614布置。
[0426] 活塞体681和圆柱罩642的布置类似于图54的那种,但外罩642的头部轮廓相应于转子表面683。显示的转子表面683每个均具有两个成角小面,以影响活塞体681的旋转方向。
[0427] 现参考图61至62,显示根据本发明第八实施方式的流体输送设备710。流体输送设备710总体上类似于图59所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,设备710具有凸轮导向件712和凸轮从动件714布置。
[0428] 图61显示处于中空轴746上的活塞体781。活塞681的两端被小面化以产生转子表面783。活塞的中部切割有连续的波渠道778。活塞体781的外表面延伸形成中空裙部797,其中切割有成形的开口792,以允许气体通过。
[0429] 图62显示活塞体781,其包含在外部圆柱罩742内,穿过罩壁固定在直径对立点处两个固定销或旋转轴承785。活塞裙部797内的气体开口792排列成经过圆柱罩壁742中的气体进口/排放孔口722、724。
[0430] 图63显示根据本发明第九实施方式的仪器810,其包括两个图61的设备710。两个对立活塞781被包含在共同的圆柱罩742中,并且安装在相同中空轴746上。通过圆柱罩742突起的固定销或旋转轴承785啮合围绕活塞体781延伸的波渠道778。在活塞体781在中空轴746上以侧向方式自由移动时,活塞体781的旋转运动必然导致轴742的旋转——通过固定至轴742并且啮合活塞体781内的键移动限制件798的键796。轴742无法侧向移动,因为设置在圆柱罩端壁的轴承和密封799限制其这样做。
[0431] 阀孔口791在室720、762的壁中排列,以按需允许燃料/空气和排气通过。这些通过适当的管道789来提供。围绕圆柱罩742的是薄壁金属板管道787,因此由冷却叶轮779辅助为空气通过提供冷却渠道793,该冷却叶轮779可位于冷却渠道793的两端。
[0432] 轴746可排列以驱动处于圆柱罩742任一端或两端的任何和全部这种补充设备。
[0433] 活塞体781配备有刮油环790,以去除通过活塞体781中切割成的波渠道778中的油递送孔口791最初引入圆柱的油。
[0434] 图64显示图63的仪器810,其中活塞体781已进行旋转90度,并且各个室720a和762b在对立室762a和720b中燃烧扩张的压力下已经压缩。
[0435] 图65显示图63的仪器810的横截面。
[0436] 图66显示图64的仪器810的横截面。
[0437] 现参考图67至86,其显示根据本发明第十实施方式的仪器905的部分。仪器905总体上类似于图63所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。因此,仪器905包括多个流体输送设备910。在所示实施方式中,环形状的环形室920被限定在每个设备910的第一和第二轴构件912a、914a之间。流体室920被轴向布置远离凸轮导向件912b。第一和第二轴构件912a、914a包括凸轮从动件914b,该凸轮从动件914b被布置在流体室920和凸轮导向件912b之间。
[0438] 仪器905的内部构件946是两个流体输送设备910共有的,并且包括第一内部构件946。在所示实施方式中,第一内部构件946包括中空驱动轴,用于旋转驱动第一和第二轴构件912a、914a。仪器905包括进一步的或第二内部构件947。进一步的或第二内部构件947包括轴,其在所示实施方式中也是中空的。进一步的或第二内部构件947包括流体管道。进一步的或第二内部构件947包括第二内部构件通孔950。进一步的或第二内部构件947被安装或提供在第一内部构件946中或其内。进一步的或第二内部构件947与第一内部构件946共轴地和/或同心地安装。第一内部构件946相对于进一步的或第二内部构件
947是可相对旋转的。第一和第二内部构件946、947被紧密配合安装。第一和第二内部构件被安装以基本上防止第一和第二内部构件946、947之间流体通过。第一和第二内部构件
946、947被安装以基本上消除第二内部构件947的外表面和第一内部构件946的内表面之间任何流体通过。第一内部构件946限定外套筒。第二内部构件947限定内套筒。在所示实施方式中,第一和第二内部构件946、947是可相对旋转的,以选择性地打开和关闭流体出口924。在其他实施方式(未显示)中,第一和第二内部构件946、947是可相对旋转的,以选择性地打开和关闭流体进口(例如,泵/马达/发动机可反向工作,并且流体出口924可充当流体进口)。第一和第二/进一步的内部构件946、947包括孔口或开口923、925。
第一和第二/进一步的内部构件946、947的孔口或开口923、925被配置以对齐,从而打开流体出口924。第一和第二/进一步的内部构件的孔口或开口923、925被配置以周期性对齐,如在第一和第二内部构件946、947之间相对旋转的预定相位或位置期间。在所示实施方式中,第一内部构件946包括的开口或孔口923少于第二内部构件947。在所示实施方式中,内部构件947包括单个开口或孔口923,而第二/进一步的内部构件947包括多个孔口/开口925。在可选的实施方式中,第一内部构件947包括与第二内部构件947相似数量和/或布置的开口或孔口923。在可选的实施方式中,第一内部构件946包括多个孔口或开口
923和任选地其开口或孔口923多于第二内部构件947。
[0439] 图68和69显示室920处于最小容积构造的图67的仪器905的组装部分。各个进口922被各个第二轴构件或凸轮从动件914关闭。类似地,各个出口924关闭,如图69可见。
[0440] 图70和71显示室920的容积自图68所示容积增加的图67的仪器905的部分——根据自图68和69所示位置开始各个第一和第二轴构件912、914之间的相对轴向和旋转移动。各个进口922仍通过各个第二轴构件或凸轮从动件914保持关闭。类似地,各个出口924关闭,如图69可见。随着进口和出口922、924均关闭的室920的容积增加,室920内生成负压。
[0441] 图72和73显示室920的容积自图70所示容积增加的图67的仪器905的部分——根据自图70和71所示位置开始各个第一和第二轴构件912、914之间的相对轴向和旋转移动。各个进口922已经被各个第二轴构件或凸轮从动件914打开。出口924仍关闭,如图73可见。室920的容积处于其最大值。在进口922打开的情况下,通过第二轴构件或凸轮从动件914自图68和69的位置移动至图72和73的位置而在室920内生成的负压致使流体通过进口922被快速吸入室920中。
[0442] 图74和75显示室920的容积自图70所示容积减少的图67的仪器905的部分——根据自图72和73所示位置开始各个第一和第二轴构件912、914之间的相对轴向和旋转移动。各个进口922已经被各个第二轴构件或凸轮从动件914关闭。出口924已经由于第一和第二内部构件946、947中各个开口或孔口923、925对齐而打开,如图75可见。在进口922关闭而出口924打开的情况下,通过第二轴构件或凸轮从动件914自图72和73的位置移动至图74和75的位置而在室920内生成的过压致使流体通过出口924被排出室920外。
[0443] 图76和77显示室920的容积自图74所示容积减少的图67的仪器905的部分——根据自图74和75所示位置开始各个第一和第二轴构件912、914之间的相对轴向和旋转移动。各个进口922仍被各个第二轴构件或凸轮从动件914关闭。出口924由于第一和第二内部构件946、947中的各个开口或孔口923、925的错位而刚好被关闭,如图77可见。流体室920已经返回至其最小容积构造,类似于图68的那种,其中吸入的流体基本上全部通过出口924被排出室920外。仪器905可贯穿图68至77的位置无限循环。
[0444] 图78显示图67的仪器905的部分的部分横截面细节,其中已在第一和第二轴构件912a、914a中提供任选的凹槽、洞或池929,以容纳最初未通过出口924被排出的碎屑或残留物,并且或者可防止或阻碍第一和第二轴构件912a、914a移动。第一和第二轴构件912a、914a被配置以容纳颗粒或固体。设备910被配置以提供第一和第二轴构件912a、914a之间的清洁,如贯穿第一和第二轴构件912a、914a之间的相对移动的完整循环第一和第二轴构件912a、914a之间的清洁。设备910被配置以防止颗粒或固体被截留或压紧在第一和第二轴构件912a、914a之间。颗粒凹槽、洞或池929用于接收颗粒,如在室920处于最小容积状态或基本上关闭时。设备910被配置以允许快速打开和/或关闭进口922和/或出口
924。
[0445] 图79至81显示图67的仪器905的较大部分,其中图81显示在第二轴构件或凸轮从动件914在图79和80所示位置之间转变时三个室920x、y和z的第一和第二内部构件946、947的相对位置。要理解,在所示实施方式中,交替的室920通过共同的第一内部构件946的旋转而压缩或扩展(例如,室920x和920z同时吸入和排出流体,正与室920y异相)。因此,流体输送平稳。要理解,在可选的实施方式中,室920可全部同相,和/或可以有增加数量的相位和/或相位可以是部分的(例如,30、60、90度异相,或类似相位)。
[0446] 图82显示本发明第十一实施方式的具有设备1005的仪器1005。第一和第二轴构件1012a、1014a总体上类似于图67至81显示的那种。具有凸轮从动件1014b的第一轴构件1014a包括轴向突起1031以选择性地打开和/或关闭进口。轴向突起1031包括外部环形轴向突起。突起103包括舌。在其他实施方式中,突起1031包括翼或瓣或键形物或浮凸饰或类似物。突起1031被配置以限制流体通入室1020,如在突起1031对齐各个进口时。突起1031包括孔口1033,其在所示实施方式中是端口。突起1031的孔口1033在对齐进口时限定从进口进入流体室1020的流体通道。
[0447] 提供轴向突起可实现增加进口和/或出口尺寸和/或维度和/或形状。轴向突起1031的提供限制进口打开时期(未显示),使得进口尺寸如进口直径可增加(例如,与图67的第二轴构件或凸轮从动件914相比)。因此,进口可以是直径大于无突起1031的其他可能方式的圆(不影响设备效率,如通过在室排放冲程的部分期间打开进口)。增大的进口可允许颗粒通过,如流体携载的颗粒,而不堵塞或显著损坏设备1010。提供轴向凹槽、洞或凹处1035,用于接收突起1031。
[0448] 图83显示突起1031中的孔口1033相对于进口1022的路径的部分。孔口1033以虚线显示,并且进口1022以实线显示。在所示实施方式中,孔口1033对齐或部分地对齐进口1022,从而仅在最外部轴向构造重叠(图83中显示的最下方三个位置)。在这三个位置之外,当孔口1033和进口1022未对齐或部分地对齐时,突起1031或第二轴构件或凸轮从动件1014的其余部分堵塞进口1022,以使其关闭。
[0449] 图84至88显示第一和第二内部构件1046、1047中的进口1022、出口1024、开口或孔口1023、1025和具有孔口1033的突起1031的相对位置。要理解,图84至88显示的位置分别总体上相应于图69、73、77、73和69显示的位置。
[0450] 现参考图89至104,其显示根据本发明第十二实施方式的仪器1105的部分。仪器1105总体上类似于图82所示那种,其中相似的特征包括相似的参考编号,以100递增。仪器1105包括多个流体输送设备1110。显示的流体输送设备1110包括具有中心轴1128并且包括外表面1148的内部构件1146。流体输送仪器1105具有与内部构件1146共轴排列并且包括内表面1144的外部构件1142,该内表面1144与内部构件1146的外表面1148径向间隔,以限定在内部和外部构件1146、1142之间的空间。设备1110具有第一轴构件
1112a和第二轴构件1114a。至少一个可变流体室1120被限定在该空间中。存在通入至少一个流体室1120的流体进口1122;和离开至少一个流体室1120的流体出口1124。
[0451] 第一和/或第二轴构件1112a、1114a中的至少一个是可绕中心轴1128旋转的,从而改变至少一个流体室1120的容积。在所示实施方式中,第一和/或第二轴构件1112a、1114a均是可绕中心轴1128旋转的,从而改变至少一个流体室1120的容积。至少一个流体室1120的容积相应于第一和第二轴构件1112a、1114a的旋转位置。
[0452] 多个设备1110包括多个相似的设备1110。在所示实施方式中,仪器1105包括多个泵设备1110。
[0453] 要理解,在可选的实施方式中,仪器1105另外地或可选地包括多个不相似的设备1110,如至少一个马达设备1110和至少一个泵设备1110。
[0454] 多个设备1110顺序排列。多个设备1110共轴排列。多个设备1110轴向排列或分布。
[0455] 仪器1105包括设备1110的对称布置。对称布置是旋转对称的。对称布置是倒置(例如,第二设备1110镜像第一设备1110)。多个设备1110排列以提供平稳输出。平稳输出是流体输出。
[0456] 多个设备1110轴向平衡。多个设备1110旋转平衡。多个设备1110被配置为同相。多个设备1110被配置为异相。多个设备1110被配置为反相。在所示实施方式中,相邻设备1110被配置为反相,并且交替的设备1110被配置为同相。
[0457] 多个设备1110被连接。例如,多个设备1110被连接,使得单个输入(例如,内部构件1146的旋转)驱动多个设备1110。在可选的实施方式中,多个设备1110被连接,使得设备1110驱动单一输出(例如,内部构件的旋转或流体压力的生成)。
[0458] 要理解,在所示实施方式中,交替室1120通过共同的第一内部构件1146的旋转而压缩或扩张(例如,室1120x和1120z同时吸入和排出流体,其正与室1120y异相)。因此,流体输送平稳。要理解,在可选的实施方式中,室1120全部可以同相,和/或可以有增加数量的相位和/或相位可以是部分的(例如,30、60、90度异相,或类似相位)。
[0459] 空间包括环面。空间包括基本上均一的内径和/或外径。空间基本上径向对称。空间基本上径向均匀。流体室11120基本上径向对称。流体室1120基本上径向均匀。流体室1120跨越至少部分其直径和/或围绕至少部分其外周具有基本上均一的高度。对于第一和第二轴构件1112a、1114a的每个位置,流体室1120跨越至少部分其直径和围绕至少部分其外周具有基本上均一的高度。
[0460] 第一和第二轴构件1112a、1114a被布置在空间中。
[0461] 至少一个流体室1120被布置在第一和第二轴构件1112a、1114a之间。
[0462] 第一和/或第二轴构件1112a、1114a中的至少一个是可绕中心轴1128旋转的,从而基本上关闭至少一个流体室1120。第一和/或第二轴构件1112a、1114a中的至少一个被配置以在空间内冲程或轴向移位,从而基本上关闭至少一个流体室1120。
[0463] 至少一个流体室1120基本上被第一轴构件1112a、第二轴构件1114a、内部构件1146和外部构件1142限定。至少一个流体室1120被布置邻近内部构件1146和外部构件
1142和第一和第二轴构件1112a、1114a。
[0464] 在其他实施方式中,至少一个流体室1120被布置轴向远离第一和第二轴构件1112a、1114a中的至少一个。例如,第二轴构件1114a被布置在流体室1120和第一轴构件
1112a之间。
[0465] 设备1110包括通孔1150。设备1110包括轴向通孔1150。通孔可轴向经过或穿过流体室1120。通孔1150至少选择性地与流体室1120流体隔离。设备1110被配置以允许仪器穿过其中轴向通过。例如,通孔1150被配置以允许线缆、钢丝、盘管、落球、或类似物轴向通过。通孔1150包括轴向流体管道。
[0466] 设备1110包括泵。至少一个流体室1120的容积响应于机械输入而改变。例如,至少一个流体室1120的容积响应于第一和第二轴构件1112a、1114a的旋转而改变。
[0467] 在其他实施方式中,设备1110包括马达。至少一个流体室1120的容积响应于流体压力而改变。例如,至少一个流体室1120的容积响应于流体压力差如跨越进口1122和/或出口1124的流体压力差而改变。
[0468] 在其他实施方式中,设备1110包括发动机。例如,至少一个流体室1120中至少部分包括燃烧室1120。至少一个流体室1120的容积响应于内部至少一个流体室1120的压力变化如其中燃烧导致的压力变化而改变。出口包括排气口。
[0469] 至少一个流体室1120的容积相应于第一和/或第二轴构件1112a、1114a的轴向位置。轴向位置包括轴向间隔。设备1110包括转子。第二轴构件1114a包括转子。第二轴构件1114a包括活塞头。设备1110包括定子。第一轴构件1112a包括定子。第一轴构件1112a包括圆柱。
[0470] 第一和/或第二轴构件1112a、1114a的轴向位置分别相应于第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转位置。
[0471] 设备1110被配置以输送孔流体。设备1110被配置以在设备1110的孔内输送孔流体,如轴向输送内孔流体和/或轴向输送外孔流体。设备1110被配置以在内部设备1110孔和外部器械孔之间输送孔流体。设备1110被配置以基本上径向地输送孔流体。设备1110包括井下设备。孔流体包括地层流体和/或注入流体和/或钻井流体。设备1110包括井下泵。
[0472] 在可选的实施方式或应用中,流体包括水。设备1110包括脱水设备。设备1110被配置以运输轻质或非粘性流体。内部和/或外部和/或第一和/或第二轴构件1112a、1114a包括适于井下应用如耐受高压高温条件的材料。内部和/或外部和/或第一和/或第二轴构件1112a、1114a包括金属,如钢、钛、合金或类似物,和/或塑料,如PEEK,和/或陶瓷。
[0473] 在可选的实施方式中,设备1110包括医疗设备。设备1110包括可植入设备。设备1110包括假体。设备1110包括内用假体。流体包括体液。流体包括血液。内部和/或外部和/或第一和/或第二轴构件1146、1142、1112a、1114a包括适于植入的材料,如被接受的和/或抑制和/或阻碍整合到植入位点中的材料。内部和/或外部1142、1146和/或第一和/或第二轴构件1112a、1114a包括金属,如钢、钛、合金、镍钛合金、或类似物,和/或塑料,如PTFE或PE或PP,和/或陶瓷。
[0474] 设备1110被配置以选择性地打开和/或关闭进口1122和/或出口。设备1110被配置以根据第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转位置选择性地打开和/或关闭进口1122。设备1110被配置以根据第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转位置选择性地保持进口1122打开。设备1110被配置以根据第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转位置选择性地关闭进口1122。设备1110被配置以根据第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转位置选择性地保持进口1122关闭。
[0475] 设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至相应于至少一个流体室1120的最小容积的位置时打开进口1122。设备1110被配置以在其中至少一个流体室1120容积增加的第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转过程的至少部分中保持进口1122打开。因此,第一和/或第二轴构件1112a、1114a在至少一个流体室1120中生成或存在负压的时期的至少部分打开和/或保持进口1122打开。因此,流体通过进口1122被吸入至少一个流体室1120(例如,在充当泵和/或发动机时)。
[0476] 设备1110被配置以仅在流体室1120的容积增加时期的部分打开进口1122。设备1110被配置以仅在室1120的容积已经至少部分地增加后打开进口1122。因此,进口1122在室1120中已生成负压时打开。因此,跨越进口1122的压力差增加。因此,进入室1120的流速增加。
[0477] 设备1110被配置以根据第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转位置选择性地关闭出口1124。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至相应于至少一个流体室1120的最大容积的位置时关闭进口1122。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转使得至少一个流体室1120的容积减少时保持进口1122关闭。因此,设备1110在至少一个流体室1120中生成或存在过压时保持进口1122关闭。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至位置相应于至少一个流体室1120的最小容积时关闭出口1124。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转使得至少一个流体室1120的容积增加时保持出口1124关闭。因此,设备1110在至少一个流体室1120中生成或存在负压时保持出口1124关闭。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至相应于至少一个流体室1120的最大容积的位置时打开出口1124。设备1110被配置以,在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转使得至少一个流体室1120的容积减少的时期的至少部分,保持出口1124打开。因此,第一和/或第二轴构件1112a、1114a,在至少一个流体室1120中生成或存在过压的时期的至少部分,打开和/或保持出口1124打开。因此,流体通过出口1124被排出。
[0478] 设备1110被配置以根据流体性质打开和/或关闭进口1122和/或出口1124。设备1110被配置以根据预定的和/或设计的流体性质打开和/或关闭进口1122和/或出口1124,该预定的和/或设计的流体性质如下列中的一种或多种:流体压力和/或温度和/或粘度;和/或跨越进口1122和/或出口1124的压力差。流体性质是设备1110外部、室1120内和/或通孔1150内的流体的流体性质。
[0479] 设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至相应于至少一个流体室1120的最小容积的位置时(例如,在充当马达时)打开进口1122。设备1110被配置以在如下时期的至少部分保持进口1122打开:至少一个流体室1120容积在流体压力下增加使得第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转。因此,设备1110在至少一个流体室1120中生成或存在过压时期的至少部分保持进口1122打开。因此,流体通过进口1122被泵入至少一个流体室1120(例如,在充当马达或发动机时)。因此,第一和/或第二轴构件
1112a、1114a的相对移动被泵送流体驱动。相对移动是轴向的和/或旋转的。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至相应于至少一个流体室1120的最大容积的位置时关闭进口1122。第一和/或第二轴构件1112a、1114a被配置以在至少一个流体室1120的容积减少使得流体被排出或被抽出室1120时保持进口1122关闭。因此,设备
1110在至少一个流体室1120中存在过压时保持进口1122关闭。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至相应于至少一个流体室1120的容积最小的位置时关闭出口1124。设备1110被配置以在至少一个流体室1120的容积增加使得第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转的时期的至少部分保持出口1124关闭。因此,设备1110在至少一个流体室1120中生成或存在过压的时期的至少部分保持出口1124关闭。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转至相应于至少一个流体室1120的最大容积的位置时打开出口1124。设备1110被配置以在至少一个流体室1120的容积减少使得第一和/或第二轴构件1112a、1114a旋转的时期的至少部分保持出口1124打开。因此,设备1110打开或保持出口1124打开以使室1120通气,从而生成负压,以减少室1120的容积。
[0480] 第一和/或第二轴构件1112a、1114a包括轴向突起1131,以选择性地打开和/或关闭进口1122和/或出口1124。轴向突起1131在所示实施方式中包括翼或舌。突起1131被配置以限制流体通入室1120,如在突起对齐进口1122时。突起包括孔口1133,如槽、开放槽、凹槽、端口、开口、缺口或类似物。突起的孔口1133在对齐进口1122时限定从进口1122进入流体室1120的流体通道。突起的孔口在对齐出口1124时限定通过出口1124离开流体室1120的流体通道。
[0481] 轴向突起1131的提供能够实现增大的进口1122、1124尺寸和/或维度和/或形状。例如,轴向突起1131的提供限制进口1122的打开时期,从而提供增大的进口尺寸,如进口直径。因此,进口1122是比更大无突起的其他可能方式的开口(不影响设备1110的效率,如通过在室1120排放冲程期间打开进口1122)。增大的进口1122允许颗粒如流体携载的颗粒通过,而不堵塞或显著损坏设备1110。
[0482] 提供轴向凹槽或凹处1135,用于接收突起1131。第一或第二轴构件1112a、1114a中的另一个包括轴向凹槽或凹处1135,用于接收突起1131。
[0483] 第一轴构件1112a包括第一轴构件壁装置。第二轴构件1114a包括第二轴向壁装置。流体室1120被限定在第一和第二轴构件壁装置之间。第一和/或第二轴构件壁装置包括基本平面壁。基本平面壁垂直于中心轴1128。
[0484] 第一和/或第二轴构件1112a、1114a被配置以相对于中心轴1128旋转。第一和/或第二轴构件1112a、1114a被配置以绕中心轴1128旋转。
[0485] 第一和/或第二轴构件1112a、1114a是可旋转的和/或可轴向移位的——相对于第二或第一轴构件1112a中的另一个;和/或相对于内部构件和/或外部构件1146、1142。
[0486] 设备1110被配置以根据第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转位置使第一轴构件1112a相对于第二轴构件1114a轴向移位。
[0487] 设备1110被配置以根据第一轴构件1112a的旋转位置使第一轴构件1112a沿第一轴向方向移位。
[0488] 第一和第二轴构件1112a、1114a被可旋转地固定——在所示实施方式中相对于第二或第一轴构件中的另一个;和相对于内部构件1146。第一和第二轴构件1112a、1114a在所示实施方式中被用键固定至内部构件1146。
[0489] 第一和第二轴构件1112a、1114a被配置以相对于外部构件1142旋转地和轴向地移动。第一和第二轴构件1112a、1114a被配置以相对于内部构件1146轴向地移动。第一和第二轴构件1112a、1114a被配置以彼此反相移动。在所示实施方式中,第一轴构件1112a被配置以向上移动,而第二轴构件1114a向下移动;并且反之亦然。在其他实施方式中,第一和第二轴构件1112a、1114a被配置以彼此同相移动。
[0490] 设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转期间或第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转的至少一个相位或循环期间使第一轴构件1112a沿第一轴向方向和第二轴构件1114a沿第二轴向方向平移。设备1110被配置以在第一和/或第二轴构件1112a、1114a的所有相位或循环或旋转期间使第一轴构件1112a沿第一轴向方向和第二轴构件1114a沿第二轴向方向平移。第一和第二轴向方向相反。在其他实施方式中,第一和第二轴向方向相同。
[0491] 在所示实施方式中,第一和第二轴构件各自包括各自的凸轮和凸轮导向件布置。第一轴构件1112a包括第一凸轮和凸轮导向件布置1112b、1114b。第二轴构件1114a包括第二凸轮和凸轮导向件布置1112b、1114b。
[0492] 第一和/或第二轴构件1112a、1114a的旋转被凸轮布置限定。
[0493] 凸轮布置被限定在流体室1120中或其内或其邻近。凸轮布置包括第一和/或第二轴构件壁装置。
[0494] 在所示实施方式中,凸轮布置远离流体室1120。凸轮布置与流体室1120分隔。凸轮布置与流体室1120之间密封。
[0495] 第二轴构件1114a的旋转被第二凸轮布置限定。第一轴构件1112a的旋转被第一凸轮布置限定。第一和第二凸轮布置协调。第一和第二凸轮布置轴向地和旋转地对齐。
[0496] 第一和第二凸轮布置反相。第一和第二凸轮布置被配置以提供或赋予分别与第二和第一轴构件1114a、1112a基本上相反的轴向运动。第一和第二凸轮布置包括或限定基本上相似幅度的运动。第一和第二凸轮布置包括或限定基本上相似频率的运动。
[0497] 在可选的实施方式中,第一和第二凸轮布置包括或限定不同幅度和/或不同频率的运动,其中一个频率是另一频率的倍数。例如,第一凸轮布置限定第一频率的第二轴构件1114a的运动,而第二凸轮布置限定第二频率的第一轴构件1112a的运动。第一频率是第二频率的倍数。例如,第一频率是第二频率的两倍。因此,第二轴构件1114a轴向移位或冲程的速率是第一轴构件1112a的二倍。选择第一和第二频率,从而改变流体室1120的容积。
[0498] 第一轴构件1112a被配置以与第二轴构件1114a相似的频率和/或速率轴向移位。
[0499] 凸轮布置/每个凸轮布置包括凸轮导向件1112b和凸轮从动件1114b。在所示实施方式中,第一和第二轴构件1112a、1114a包括凸轮导向件1112b。外部构件1142包括凸轮从动件1114b。
[0500] 设备1110包括多个凸轮从动件1114b和多个凸轮导向件1112b。每个凸轮布置包括多个凸轮从动件1114b和多个凸轮导向件1112b。
[0501] 多个凸轮从动件1114b被配置以啮合和/或配合和/或相应于多个凸轮导向件1112b。提供多个凸轮导向件1112b和/或凸轮从动件1114b可使凸轮导向件/每个凸轮导向件和/或凸轮从动件/每个凸轮从动件携载减少的负荷。多个凸轮导向件1112b和/或多个凸轮从动件1114b被配置以给设备1110提供增加的压力和/或增加的力和/或增加的应变和/或增加的应力阈。
[0502] 多个凸轮从动件1114b和/或多个凸轮导向件1112b轴向地和/或径向地排列。多个凸轮从动件1114b和多个凸轮导向件1112b轴向地和径向地均匀地或对称地分布。
[0503] 在所示实施方式中,凸轮导向件1112b包括一个或多个槽、凹槽和/或沟,而凸轮从动件1114b包括凸部或突起,用于配合一个或多个槽、凹槽和/或沟。凸部或突起包括销、浮凸饰、凸缘、凸起轮廓、或类似物。
[0504] 第一轴构件1112a包括第一轴构件壁装置。第一轴构件1112a壁装置包括第一凸轮导向件壁装置。第一轴构件1112a包括多个凸轮导向件1112b。第一轴构件1112a包括多个第一凸轮导向件壁装置。
[0505] 第二轴构件1114a包括第二轴构件壁装置。第二轴构件1114a壁装置包括第一凸轮从动件壁装置。第二轴构件1114a包括多个凸轮从动件1114b。第二轴构件1114a包括多个第一凸轮从动件壁装置。
[0506] 第一和第二轴构件1112a、1114a包括凸轮和凸轮导向件布置。第一轴构件1112a包括第一凸轮和凸轮导向件布置。第二轴构件1114a包括第二凸轮和凸轮导向件布置。
[0507] 第一和第二凸轮导向件1112b和凸轮从动件1114b布置轴向地和旋转地对齐。第一和第二凸轮导向件和凸轮从动件布置反相。
[0508] 在所示实施方式中,第一轴构件1112a充当第一室1120中的活塞和第二(相邻)室1120中的圆柱头部。外部构件1142包括凸轮从动件1114b。在所示实施方式中,第一内部构件1146被驱动,使得具有凸轮导向件1112b的第一轴构件1112a相对于具有凸轮从动件1114b的外部构件1142旋转。要理解,在其他实施方式中,内部构件1146或第一轴构件1112a包括凸轮从动件1114b,和/或第一轴构件1112a可包括凸轮导向件1112b。
[0509] 在所示实施方式中,所示设备1110的第一轴构件1112a限定或构成第二设备(未完全显示)的第二轴构件1114a的部分。第一设备1110的第二轴构件1114a限定或构成第三设备(未完全显示)的第一轴构件1112a的部分。在所示实施方式中,第一和第二轴构件1112a、1114a被配置以相对于外部构件1142旋转地和轴向地移动。第一和第二轴构件1112a、1114a被配置以彼此反相移动。
[0510] 每个设备1110包括多个凸轮从动件1114b和多个凸轮导向件1112b。多个凸轮从动件1114b被配置以啮合和/或配合和/或相应于多个凸轮导向件1112b。各设备1110的多个凸轮导向件1112b每一个均基本上平行。各设备1110的多个凸轮导向件1112b每一各均相对固定,在所示实施方式中,相邻设备1110的多个凸轮导向件1112b反相。
[0511] 提供多个凸轮导向件1112b和/或凸轮从动件1114b使凸轮导向件1112b/每个凸轮导向件1112b和/或凸轮从动件1114b/每个凸轮从动件1114b携载减少的负荷。多个凸轮导向件1112b和/或多个凸轮从动件1114b被配置以给每个设备1110提供增加的压力和/或增加的力和/或增加的应变和/或增加的应力阈。
[0512] 各设备1110的多个凸轮从动件1114b轴向地和径向地排列。各设备1110的多个凸轮导向件1112b轴向排列。在所示实施方式中,各设备1110包括三个基本上平行的凸轮导向件1112b。多个凸轮从动件和/或多个凸轮导向件轴向地和径向均匀地或对称地分布。
[0513] 仪器1105被配置以同步各个设备1110的进口1122和/或出口1124的打开和/或关闭。在所示实施方式中,第一设备1110的出口1124关闭,同时相邻设备1110的出口1124打开。因此,确保流体不会从第一设备1110的室1120流到第二设备1110的室1120中。在可选的实施方式中,多个设备1110被连接,使得所有出口1124同时打开和关闭。
[0514] 多个设备1110被连接,使得各个(相邻)设备1110的进口1122和出口1124相继打开和关闭。因此,仪器1105的输出跨越完整循环(如内部或外部构件1146、1142的完整旋转)是平稳的。
[0515] 多个设备1110被安装至共同的构件。在所示实施方式中,仪器1105包括单个共同的第一内部构件1146。在所示实施方式中,仪器1105包括单个共同的第一外部构件1142。在所示实施方式中,仪器1105包括单个共同的第二内部构件1147。
[0516] 在所示实施方式中,第一内部构件1146包括中空驱动轴,用于旋转地驱动第一和第二轴构件1112a、1114a。仪器1105包括进一步的或第二内部构件1147。进一步的或第二内部构件1146包括轴,其在所示实施方式中也是中空的。进一步的或第二内部构件1147包括流体管道。进一步的或第二内部构件1147包括第二内部构件通孔1150。进一步的或第二内部构件1147被安装或提供在第一内部构件1146中或其内。进一步的或第二内部构件1147与第一内部构件1146共轴地和/或同心地安装。第一内部构件1146相对于进一步的或第二内部构件1147是可相对旋转的。第一和第二内部构件1146、1147被紧密配合安装。第一和第二内部构件被安装以基本上防止第一和第二内部构件1146、1147之间流体通过。第一和第二内部构件1146、1147被安装以基本上消除第二内部构件1147的外表面和第一内部构件1146的内表面之间任何流体通过。第一内部构件1146限定外套筒。第二内部构件1147限定内套筒。在所示实施方式中,第一和第二内部构件1146、1147是可相对旋转的,以选择性地打开和关闭流体出口924。在其他实施方式中(未显示),第一和第二内部构件1146、1147是可相对旋转的,以选择性地打开和关闭流体进口1122。第一和第二/进一步的内部构件1146、1147包括孔口或开口1123、1125。第一和第二/进一步的内部构件的孔口或开口1123、1125被配置以对齐,以打开流体进口1124。第一和第二/进一步的内部构件的孔口或开口1123、1125被配置以周期性对齐,如在第一和第二内部构件1146、1147之间的相对旋转的预定相位或位置期间。在所示实施方式中,第一内部构件1146包括的开口或孔口1123少于第二内部构件1147。在所示实施方式中,内部构件1147包括单个开口或孔口1123,而第二/进一步的内部构件1147包括多个孔口/开口1125。在可选的实施方式中,第一内部构件1147包括与第二内部构件1147相似数量和/或布置的开口或孔口1123。在可选的实施方式中,第一内部构件1146包括多个孔口或开口1123和任选地多于第二内部构件1147的开口或孔口1123。
[0517] 在其他实施方式中,设备1005被配置以利用第一设备1110的输出作为第二设备1110的输入。第一设备1110被配置以提供输入至第二设备1110。例如,马达被配置以提供机械输入至泵。
[0518] 多个设备的流体室1120被密封件分隔,该密封件在所示实施方式中是O-环。
[0519] 图105至113显示相继构造下的图89至104的仪器的部分的横截面视图,示例各个第一和第二内部构件1146、1147的开口或孔口1123、1125的相继对齐和错位,以相继打开进入通孔1150的出口1124。类似地,突起1131的孔口1133与进口1122相继对齐和错位,以相继允许流体进入室1120和交替地堵塞进口1122。
[0520] 要理解,上述仪器中的任一种还可具有所述功能以外的其他功能,并且这些功能可由相同仪器发挥。
[0521] 申请人在此以独立方式公开了本文描述的每个单独的特征,以及两个或更多个这种特征的任意组合——达到这种特征或组合能够在说明书整体的基础上基于本领域技术人员的公知常识实施的程度,而与这种特征或特征组合是否解决本文公开的任何问题无关,并且不限制权利要求的范围。申请人指出本发明的方面可由这种单独特征或特征组合组成。应理解,本文描述的实施方式仅具有示例性,并且可对其进行不同改动,而不脱离本发明的范围。例如,在关于一个凸轮从动件或导向件描述一个属性或特征时,要理解,该属性或特征可适用于其他凸轮从动件或导向件。例如,在描述凸轮从动件关闭进口或出口时,在其他实施方式中凸轮导向件可关闭进口或出口。类似地,在关于第二轴构件描述特征时,要理解,那些特征可另外地或可选地属于第一轴构件。
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