ZL偏心式气动机 |
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| 申请号 | CN201410796671.3 | 申请日 | 2014-12-19 | 公开(公告)号 | CN104533529A | 公开(公告)日 | 2015-04-22 |
| 申请人 | 曾礼; | 发明人 | 曾礼; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及的ZL偏心式 气动 机是一种可作为 压缩机 或气动 马 达使用的气动元件，它由壳体、 中轴 、 滑板 、密封及润滑系统、 热管 理系统等部分构成；中轴、滑板及密封系统将壳体内部空间分隔成3个独立工作区，在中轴旋转过程中，各工作区体积经历从最小变到最大，又从最大变到最小的周期变化，3个工作区 相位 依次相差180°(对应中轴转 角 )，每个区域完成一个工作过程对应中轴旋转540°；该气动元件利用内部各工作区域的体积周期变化对气体进行压缩，或使压缩气体经其膨胀做功输出动 力 。该ZL偏心式气动机与目前常用压缩机/气动马达相比具有构造简单、体积小、重量轻、核心组件的工作条件好、容积效率高等特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.本发明涉及的ZL偏心式气动机是一种可作为压缩机或气动马达使用的气动元件，它由壳体、中轴、滑板、密封及润滑系统、热管理系统等部分构成；该ZL偏心式气动机具有如下核心特征： |
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| 说明书全文 | ZL偏心式气动机一、技术领域 [0002] 压缩机/气动马达是常用的气动元件，目前常用的压缩机/气动马达有活塞式、离心式、涡轮式、涡旋式、叶片式等多种类型，本发明所述的ZL偏心式气动机在工作原理上类似于偏心式叶片压缩机/气动马达，它通过将偏心式叶片压缩机/气动马达的多叶片替换成一片贯穿中轴的滑板及一系列相关措施，实现了一种简单的压缩机/气动马达形式。该ZL偏心式气动机与目前常用压缩机(气动马达)相比具有构造简单、体积小、重量轻、核心组件的工作条件好、容积效率高等特点。三、发明内容 [0003] 本发明涉及的ZL偏心式气动机是一种可作为压缩机或气动马达使用的气动元件，它由壳体、中轴、滑板、密封及润滑系统、热管理系统等部分构成；该ZL偏心式气动机在组成结构上具有如下核心特征： [0004] (1)壳体内部空间为圆柱形、椭圆柱形、或类椭圆柱形，壳体内空间直径大于中轴直径，中轴穿过壳体内部空腔支承在壳体两端，中轴旋转中心线平行于壳体内柱形空间的轴向几何中心线，中轴外缘与壳体内壁的一侧契合，并在契合处形成密封； [0005] (2)中轴穿过壳体柱形工作空间的范围为中间开槽的圆柱形断面，滑板从中轴的槽中穿过，中轴旋转时滑板在槽内滑动，滑动面密封； [0006] (3)滑板平面形状为矩形，滑板周边与壳体内壁契合并密封。 [0007] (4)中轴、滑板及密封系统将壳体内部空间分隔成3个独立工作区，在中轴旋转过程中，各工作区体积经历从最小变到最大，又从最大变到最小的周期变化，3个工作区相位依次相差180°(对应中轴转角)，每个区域完成一个工作周期对应中轴旋转540°； [0010] 图1所示为该ZL偏心式气动机的工作原理示意图，图中各编号对应的组件名称如下： [0011] 1——壳体； [0012] 2——中轴； [0013] 3——滑板； [0014] 4——低压端气门； [0015] 5——高压端气门。 [0016] 图1中各字母对应意义如下： [0017] O——中轴旋转中心； [0018] O’——壳体断面几何中心； [0019] A、B、C、D——壳体特征点(其中A、C、O、O’共线，BD连线与AC连线垂直)； [0020] X、Y——滑板两头端点； [0021] I区、II区、III区——气动元件内部的三个工作区。五、具体实施方式 [0022] 1、工作原理 [0023] 图1中，中轴2与壳体1在A点(附近一定范围)契合形成密封，滑板3周边与壳体1的内壁契合形成密封，滑板3穿过中轴2的滑动面也密封，于是中轴2和滑板3将壳体1的内部空间分成三个独立的工作区(即图1中I区、II区、III区)；当中轴2旋转时，各独立工作空间的体积不断从最小变到最大，又从最大变到最小做周期变化。低压气门4在壳体上的布置范围从弧AB上离开A点一定距离起延伸到B点前后(图1中壳体上虚线为气门4的范围)；高压气门5在壳体上的布置范围在弧AD上靠A点附近(离开A一定距离)。 [0024] 当该气动元件作为压缩机时，中轴2顺时针旋转，工作空间体积由小变大时从低压端气门4吸入气体，工作空间体积由大变小时对气体进行压缩并从高压端气门5排出。 [0025] 当该气动元件作为气动马达时，中轴2逆时针旋转，工作空间体积由小变大时从高压端气门5吸入一定气体，之后，工作空间体积进一步变大，高压气体膨胀，工作空间体积达到最大时气体膨胀过程结束；之后，工作空间体积由大变小时，气体从低压端气门4排出。 [0026] 2、该元件作为压缩机时的具体工作过程说明 [0027] 图1中，中轴在外力驱动下沿顺时针方向旋转时，该元件按压缩机工作。 [0028] 下面以I区为例，说明该气动元件按压缩机工作的具体情况。为便于说明，现以滑板位于X＝A、Y＝C的水平位置为起始位置(图1中将中轴沿逆时针旋转∠XOA回到起始位置)，在起点处，I区的体积最小，II区、III区的体积介于最大、最小之间。 [0029] 中轴旋转角度0°～270°的过程为进气过程，在这一过程中，滑板X端从A点起依次滑向B、C、D点，I区体积不断增大，低压气体通过气门4流入I区，当中轴旋转到270°时，X端到达D点，I区体积达到最大(图1中，工作区最大体积为滑板竖直时壳体内壁弧BCD与中轴及滑板三者围成的区域)，I区进的气过程在其体积达到最大的附近相位完成(工作区转离气门4的范围后进气过程结束)。之后，随着中轴继续旋转，I区体积开始变小，在中轴相对起始位置的旋转角介于270～540°的过程中，滑板X端从D点起依次滑向A、B、C点，I区体积不断减小，I区中的气体被压缩，达到一定压强(或特点相位)后从气门5排出(气门5的开启可采用压力开启或凸轮触发机构开启)；当中轴旋转到540°时，X端到达C点，I区体积减到最小，完成一个工作过程。 [0030] 该气动元件内部的三个工作区的工作原理相同，仅是相位不同，I区、II区、III区相位依次相差180°。 [0031] 当需要停机时，切断驱动力并关闭高压端气门5即可。 [0032] 3、该元件作为气动马达时的具体工作过程说明 [0033] 图1中，中轴沿逆时针方向旋转时，该元件按气动马达工作。 [0034] 下面以III区为例，说明该元件按气动马达工作的具体情况。为便于说明，以滑板位于Y＝A、X＝C的水平位置为起始位置(图1中将中轴沿顺时针旋转∠YOA回到起始位置)，在起点处，III区的体积最小，I区、II区的体积介于最大、最小之间。 [0035] 在中轴旋转角度0°～270°的过程中，滑板Y端从A点依次滑过D、C、B点，III区体积不断增大，当中轴旋转角度为270°时，III区体积达到最大；在III区体积变大过程中的一定相位范围内，高压气体通过气门5流入III区(气门5可采用凸轮触发机构在特点相位开启，或一直开启)，进气结束后，随着III区体积进一步变大，高压气体在III区内膨胀，气体膨胀过程在III区体积达到最大值时结束。之后，随着中轴继续旋转，III区体积开始变小，III区转到露出气门4的范围开始排气，在中轴相对起始位置的旋转角介于270～540°的过程中，滑板Y端从B点起依次滑向A、D、C点，当中轴旋转到540°时，Y端到达C点，III区体积减到最小，一个工作周期完成。 [0036] 该气动元件内部的三个工作区的工作原理相同，仅是相位不同，III区、II区、I区相位依次相差180°。 [0037] 当需要停机时，关闭高压端气门5，该元件即可停止输出动力实现停机。 |
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