机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机

申请号 CN201410058100.X 申请日 2014-02-17 公开(公告)号 CN104847952A 公开(公告)日 2015-08-19
申请人 张民良; 发明人 张民良;
摘要 本 发明 涉及的机械驱动 活塞 作用于 流体 负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其 角 行程摇摆的范围为0~330°或连续单向旋转,特别适用于 泵 送流体;本驱动机压送活塞驱动机械负载工作的流体或机械驱动活塞压送负载工作的流体可以是气体或液体。驱动机包括托盘活塞式摇摆执行装置、流体进排通道系统、冷却系统和驱动 力 发生系统;流体进排通道系统包括流体通道、管口和 阀 ,流体通道与 工作腔 室连通;冷却系统是对驱动机的元件进行强制冷却和/或自然 散热 的机构;驱动力发生系统为机械驱动活塞作用于流体负载的系统;托盘活塞式摇摆执行装置包括两个托盘、活塞片、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构。
权利要求

1.一种机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,包括托盘活塞式摇摆执行装置、流体进排通道系统、冷却系统和驱动发生系统;流体进排通道系统包括流体通道、管口和,流体通道与工作腔室连通;冷却系统是对驱动机的元件进行强制冷却和/或自然散热的机构;驱动力发生系统为机械驱动活塞作用于流体负载系统;托盘活塞式摇摆执行装置包括两个托盘、活塞片、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构;在每一个托盘上围绕回转中心轴线360°,以回转中心圆的直径Ф1,按照铅锤法面活塞片啮合轮廓线形成环状的凹槽,将数个活塞片的半截部分设定在该凹槽中形成圆周布置的数个敞开的独立的腔室(10),两个托盘的回转中心轴线重合,当回转中心轴线处于铅锤方向时两个托盘的凹槽的环状平中心线平行;在托盘上与沿铅锤的回转中心轴线的切线方向相垂直的平面为铅锤法面(Q-Q),两个托盘敞开的腔室对扣合并成一个封闭的腔室时接触的轴向端面为水平法面(S-S);该封闭的腔室中包括起到气缸作用的独立封闭的工作腔室(10c);活塞片是在铅锤法面相交的特定轮廓线以回转中心轴线为直径对称铅锤法面左和右旋转一定度而成的实体,从水平法面看活塞片的截面是以回转中心圆的直径Ф1,夹角为a的扇形;活塞片包括静止活塞片和摇摆活塞片;特定轮廓线由啮合轮廓线和静止轮廓线构成,在铅锤法面上,活塞片伸出凹槽水平法面以外,并与相邻托盘凹槽滑动啮合的部分特定轮廓线为铅锤法面啮合轮廓线(10a);在铅锤法面上,活塞片和托盘凹槽相交并固定的部分特定轮廓线为铅锤法面静止轮廓线(10b);铅锤法面啮合轮廓线与铅锤法面静止轮廓线对称与水平法面;两个托盘的凹槽的内圆盘口(11b)和外圆盘口(12b)在水平法面上分别对应啮合且相对滑动,滑动面上设有动密封结构;所有活塞片冒出敞开的腔室的法面啮合轮廓线的半截部分分别插入相邻的托盘敞开的腔室(10)中,该半截部分可以在相邻的托盘敞开的腔室的凹槽中相对滑动,且滑动面设有动密封结构;其中一个托盘因与所设定其上的活塞片都相对地球固定不动而被定义为固定托盘(1),在固定托盘上设定的活塞片称之为静止活塞片(7);另一个托盘因与所设定其上的活塞片都可以相对固定托盘转动而被定义为摇摆托盘(2),在摇摆托盘上设定的活塞片称之为摇摆活塞片(9),在摇摆托盘上围绕回转中心轴设有圆周布置或均布数个摇摆活塞片,每个摇摆活塞片在固定托盘的凹槽中设定的相邻的静止活塞片之间摇摆;固定托盘的凹槽、静止活塞片、摇摆托盘上的凹槽和摇摆活塞片的特定外轮廓线都相同;在托盘活塞式摇摆执行装置中固定托盘、数个静止活塞片和摇摆托盘构成数个作为工作腔室(10c)的缸体,在托盘活塞式摇摆执行装置中固定托盘、摇摆托盘和数个摇摆活塞片构成数个活塞,该个摇摆活塞片、数个静止活塞片、摇摆托盘和固定托盘构成其中一个活塞缸体活塞组;在托盘凹槽中设有≥2个活塞缸体活塞组时,其中的摇摆活塞片在固定托盘的每个工作腔室中的左转向角行程角度或右转向角行程角度相等;在摇摆托盘上设有动力进出键合结构,动力进出键合结构包括在摇摆托盘中心设置驱动孔(22)或连接固定驱动轴(39)或连接固定驱动法兰(4),在驱动法兰中心设置驱动孔,驱动孔、驱动轴、驱动法兰和摇摆托盘的回转中心线重合,驱动轴设置在摇摆托盘的中心孔内,驱动法兰利用固件固定在摇摆托盘外轮廓的轴向端面上,驱动孔、驱动轴或驱动法兰与配套的驱动机械连接;两个托盘利用连接机构连接,连接机构包括内轴向连接机构和/或外轴向连接机构;润滑系统包括对动密封元件和/或轴承(18)采用自润滑材料和/或润滑剂润滑系统和/或强制润滑系统,其特征是,进排通道系统是在每个独立工作腔室(10c)设有并且连通至少一组进排压送流体通道,每组进排压送流体通道包括一路进流体通道(6b)和一路排流体通道(6a),在该路进流体通道(6b)中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在每路排流体通道(6a)中设有并且连通仅能够排流体的单向阀;摇摆托盘通过动力进出键合结构与摇摆扭矩输入的驱动轴连接。
2.根据权利要求1所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,托盘活塞式摇摆执行装置是在围绕回转中心轴设有圆周布置的≥2个活塞缸体活塞组中,删除其中至少一个活塞缸体活塞组中的摇摆活塞片和/或进排流体通道和/或静止活塞片构成简化执行装置。
3.根据权利要求1或2所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在每个独立工作腔室(10c)设有并连通一组进排压送流体通道,在工作腔室的左右旋向两个端部分别设有与外界连通的一路进排流体通道(6),其中一端的该路进排流体通道有一段设置在固定托盘上或/和静止活塞片上,在该段流体通道接口设有并且连通的单向阀,另一端该路进排流体通道(6)设置在固定托盘或摇摆托盘上并且连通大气或外界;在摇摆活塞片上也设有一段贯通摇摆活塞片左右旋向工作腔室的进排流体通道(6),在该段进排流体通道(6)接口设有单向阀,工作腔室的左右旋向两个端部的两路进排流体通道、摇摆活塞片上的进排流体通道和两个单向阀为一组串联的进排压送流体通道,并且允许同一方向的流体通过。
4.根据权利要求1所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载双向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘的凹槽中设有n对的双静止活塞片和双摇摆活塞片的组合体,每对组合体中均有两个静止活塞片和两个摇摆活塞片;在固定托盘上的两个静止活塞片铅锤法面的外夹角γ之间设有一个独立工作腔室(10c);在独立工作腔室(10c)设有并连通n组进排压送流体通道,在两个静止活塞片铅锤法面的内夹角为β的范围中的固定托盘的壁上设有外接排流体通道(6a),在每个静止活塞片上设有一段排流体通道,在该段排流体通道接口设置单向阀;在摇摆托盘的凹槽中的两个摇摆活塞片铅锤法面的内夹角为θ,在每个摇摆活塞片上设有一段进流体通道(6b),在该段进流体通道接口设置单向阀;固定托盘的凹槽中左旋向和右旋向的静止活塞片及所设单向阀、摇摆活塞片及所设单向阀分别属于n组独立串联的进排压送流体通道,每个组中摇摆活塞片和静止活塞片上的单向阀的流向相同,两组独立的进排压送流体通道共用同一个外接排流体通道(6a)和外接进流体通道(6b);在内夹角为θ的范围中的摇摆托盘的壁上设有外接进流体通道(6b),该外接进流体通道(6b)接口连通大气或外界,摇摆活塞片和摇摆托盘一起在静止活塞片外夹角γ的范围内摇摆。
5.根据权利要求1所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载双向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘的凹槽中设有n对的双静止活塞片和双摇摆活塞片的组合体,每对组合体中均有两个静止活塞片和两个摇摆活塞片;在固定托盘上的两个静止活塞片铅锤法面的外夹角γ之间设有一个独立工作腔室(10c);在独立工作腔室(10c)设有并连通n组进排压送流体通道,在两个静止活塞片铅锤法面的内夹角为β的范围中的固定托盘的壁上设有外接排流体通道(6a),在每个静止活塞片上设有一段排流体通道,在该段排流体通道接口设置单向阀;在摇摆托盘的凹槽中的两个摇摆活塞片铅锤法面的内夹角为θ,在每个摇摆活塞片上设有一段进流体通道(6b),在该段进流体通道接口设置单向阀;固定托盘的凹槽中左旋向和右旋向的静止活塞片及所设单向阀、摇摆活塞片及所设单向阀分别属于n组独立串联的进排压送流体通道,每个组中摇摆活塞片和静止活塞片上的单向阀的流向相同,两组独立的进排压送流体通道共用同一个外接排流体通道(6a)和外接进流体通道(6b);在固定托盘的壁上以回转中心线为原点,外夹角γ的二分之一处设置进流体通道(6b),该进流体通道(6b)接口连通大气或外界,外夹角γ大于内夹角θ,且γ>θ>γ1/2,此时摇摆活塞片和摇摆托盘一起在静止活塞片外夹角γ范围内摇摆。
6.根据权利要求1或2所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘上每个独立工作腔室(10c)设有并连通一组进排压送流体通道,在每个工作腔室的一个端部设有一组连通用于进排流体的一路进流体通道(6b)和一路排流体通道(6a),在独立工作腔室的另一个端部设有进排流体通道(6);在进流体通道(6b)中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在排流体通道(6a)中设有并且连通仅能够排流体的单向阀;进排流体通道(6)连通大气或外界。
7.根据权利要求1所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,机械驱动活塞作用于流体负载的系统为机械驱动双作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在托盘活塞式摇摆执行装置中的每个工作腔室的两个端部各设有一组进排压送流体通道,每组进排压送流体通道包括一路进流体通道(6b)和一路排流体通道(6a),在每路的进流体通道(6b)中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在每路的排流体通道(6a)中设有并且连通仅能够排流体的单向阀。
8.根据权利要求1或3或4或5或6或7所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,所述的单向阀为进流体单向阀,该阀包括进流体阀板、孔用紧固件(34)和进流体阀片(35),利用静止活塞片(7)作为进流体阀板,在进流体阀板上设有进流体通道孔,在进流体阀板的进流体通道孔的出口周围设有环状凸唇(31),进流体阀片为舌状的弹性膜片,该弹性膜片的一端通孔利用孔用紧固件(34)固定在进流体阀板面向压送流体腔室(γ2)一侧的端面上,进流体阀片的悬臂端面作为密封面盖在凸唇的端面上并且密封,进流体通道孔与进流体通道(6b)连通。
9.根据权利要求1或3或4或5或6或7所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,所述的单向阀为排流体单向阀,该阀包括排流体阀板、限动板、导向销(28)、弹性密封板(29)、压簧(27)、阀盖板(26)和排流体阀片(30),在固定托盘(1)邻近静止活塞片处的轴向外端凸面作为排流体阀板,阀盖板用紧固件固定在排流体阀板上,在阀盖板与排流体阀板之间设有排流体阀片的起跳腔室(47),在起跳腔室中的排流体阀板上设有排流体通道孔,排流体通道孔与工作腔体(10c)连通,在排流体阀板的排流体通道孔周围设有环状凸唇(31),排流体阀片为舌状或双状的弹性膜片,该弹性膜片的端部通孔利用导向销固定在排流体阀板上,导向销插在导向销孔(33)中,弹性膜片的一个端面盖在凸唇的端面上,弹性膜片的另一个端面的通孔处与压簧的一个端面接触,压簧的另一个端面与阀盖板突缘台的端面接触,压簧穿在导向销的轴径上,在排流体阀板和阀盖板之间的排流体通道孔周围设有弹性密封板,弹性密封板的一个端面与排流体阀板端面接触并且密封,弹性密封板的另一个端面与阀盖板接触并且密封,在阀盖板与排流体阀板之间的起跳腔室处设有限动板(32),限动板端面与排流体阀板端面之间留有排流体阀片起跳间隙,限动板的一个端面朝向弹性膜片端面的邻近处,限动板的另一个端面靠近阀盖板,起跳腔室与阀盖板上的排流体通道(6a)连通。
10.根据权利要求1或3或4或5或6或7所述的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其特征是,所述的单向阀为进排流体单向阀,该阀包括进排流体阀板、阀杆(13)、弹簧(14)和进排流体阀片(17),利用活塞片(7、9)作为进排流体阀板,在进排流体阀板上设有圆周分布的数个进排流体通道圆孔(6c),在进排流体阀板上数个进排流体通道孔中间的板壁上设有阀杆通孔(15),在进排流体阀板的进流体通道孔的出口周围的板壁上设有环状凸唇(31),进排流体阀片为盘状的阀片,该进排流体阀片的中部设有阀杆,阀杆穿过阀杆通孔(15)和弹簧中心孔后与进排流体阀片固定,阀杆可相对进排流体阀板在阀杆通孔中滑动;在进排流体阀板与阀杆肩台之间设有弹簧,弹簧的一个轴向端面与进排流体阀板接触,弹簧的另一个轴向端面与阀杆肩台接触;进排流体阀片与进排流体阀板面向压送流体腔室(γ2)一侧凸唇的端面接触并且设有密封结构,密封结构为平面接触(11n)密封结构或阀片密封垫(16)密封结构。

说明书全文

机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机

技术领域

[0001] 本发明涉及压送流体的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,其摇摆活塞片行程摇摆的范围为0~330°左右,适用于驱动活塞压送流体进行送工作;本驱动机的机械驱动活塞压送的流体是气体或液体。

背景技术

[0002] 在现有公开的压送流体机械有离心泵柱塞泵和活塞压缩机等,离心泵泵送流体的压在较小流量时难以满足较高压力的要求;柱塞泵和活塞压缩机输出动力过程中发生的应力强度呈现从小到大的较高倍级的传递,作为最高应力承载零件的曲柄连杆和销轴等成为影响寿命的薄弱环节,由于需要满足较大的峰值应力的强度要求,许多零件基本采用金属材料,而金属材料的防腐性能明显低于有机复合材料;这些机械的零件种类较多,结构复杂、成本较高,且机械工作效率较低。在现有公开的信息中我们还没有发现有类似的机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机的讯息。

发明内容

[0003] 针对以上种种缺陷,本发明提出了解决存在问题的技术方案:
[0004] 一种机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机,包括托盘活塞式摇摆执行装置、流体进排通道系统、冷却系统和驱动力发生系统;流体进排通道系统包括流体通道、通道的接口,流体通道与工作腔室连通;冷却系统是对驱动机的元件进行强制冷却和/或自然散热的机构;驱动力发生系统为机械驱动活塞作用于流体负载系统;托盘活塞式摇摆执行装置包括两个托盘、活塞片、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构;在每一个托盘上围绕回转中心轴线360°,以回转中心圆的直径Ф1,按照在铅锤法面上相交的活塞片啮合轮廓线形成环状的凹槽,将数个活塞片的半截部分设定在该凹槽中形成圆周布置的数个敞开的独立的腔室,两个托盘的回转中心轴线重合,当回转中心轴线处于铅锤方向时两个托盘的凹槽的环状平中心线平行;在托盘上与沿铅锤的回转中心轴线的切线方向相垂直的平面为铅锤法面Q-Q,两个托盘敞开的腔室对扣合并成一个封闭的腔室时接触的轴向端面为水平法面S-S;该封闭的腔室中包括起到气缸作用的独立封闭的工作腔室;活塞片是在铅锤法面相交的特定轮廓线以回转中心轴线为直径对称铅锤法面左和右旋转一定角度而成的实体,从水平法面看活塞片的截面是以回转中心圆的直径Ф1,夹角为a的扇形;活塞片包括静止活塞片和摇摆活塞片;特定轮廓线由啮合轮廓线和静止轮廓线构成,在铅锤法面上,活塞片伸出凹槽水平法面以外,并与相邻托盘凹槽滑动啮合的部分特定轮廓线为铅锤法面啮合轮廓线;在铅锤法面上,活塞片和托盘凹槽相交并固定的部分特定轮廓线为铅锤法面静止轮廓线;铅锤法面啮合轮廓线与铅锤法面静止轮廓线对称与水平法面;两个托盘的凹槽的内圆盘口和外圆盘口在水平法面上分别对应啮合且相对滑动,滑动面上设有动密封结构;所有活塞片冒出敞开的腔室的法面啮合轮廓线的半截部分分别插入相邻的托盘敞开的腔室中,该半截部分可以在相邻的托盘敞开的腔室的凹槽中相对滑动,且滑动面设有动密封结构;其中一个托盘因与所设定其上的活塞片都相对地球固定不动而被定义为固定托盘,在固定托盘上设定的活塞片称之为静止活塞片;另一个托盘因与所设定其上的活塞片都可以相对固定托盘转动而被定义为摇摆托盘,在摇摆托盘上设定的活塞片称之为摇摆活塞片,在摇摆托盘上围绕回转中心轴设有圆周布置或均布数个摇摆活塞片,每个摇摆活塞片在固定托盘的凹槽中设定的相邻的静止活塞片之间摇摆;固定托盘的凹槽、静止活塞片、摇摆托盘上的凹槽和摇摆活塞片特定外轮廓线都相同;在托盘活塞式摇摆执行装置中固定托盘、数个静止活塞片和摇摆托盘构成数个作为工作腔室的缸体,在托盘活塞式摇摆执行装置中固定托盘、摇摆托盘和数个摇摆活塞片构成数个活塞,该个摇摆活塞片、数个静止活塞片、摇摆托盘和固定托盘构成其中一个活塞缸体活塞组;在托盘凹槽中设有≥2个活塞缸体活塞组时,其中的摇摆活塞片在固定托盘的每个工作腔室中的左转向角行程角度或右转向角行程角度相等;在摇摆托盘上设有动力进出键合结构,动力进出键合结构包括在摇摆托盘中心设置驱动孔或连接固定驱动轴或连接固定驱动法兰,在驱动法兰中心设置驱动孔,驱动孔、驱动轴、驱动法兰和摇摆托盘的回转中心线重合,驱动轴设置在摇摆托盘的中心孔内,驱动法兰利用固件固定在摇摆托盘外轮廓的轴向端面上,驱动孔、驱动轴或驱动法兰与配套的驱动机械连接;两个托盘利用连接机构连接,连接机构包括内轴向连接机构和/或外轴向连接机构;润滑系统包括对动密封元件和/或轴承采用自润滑材料和/或润滑剂润滑;进排通道系统是在每个独立工作腔室设有并且连通至少一组进排压送流体通道,每组进排压送流体通道包括一路进流体通道和一路排流体通道在该路进流体通道中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在每路排流体通道中设有并且连通仅能够排流体的单向阀;摇摆托盘通过动力进出键合结构与摇摆扭矩输入的驱动轴连接。
[0005] 在本文的描述中铅锤线、水平线、铅锤法面、水平法面、上和下、左旋向、右旋向、前和后等方位术语都是指在一个相对系统的概念,在我们描述中该摇摆执行装置的旋转中心线暂时处于铅锤状态;如果将摇摆执行装置的旋转中心线改为水平状态,则所述的铅锤线、水平线、铅锤法面、水平法面、前和后的相对地球方位的含义也要变化,但是在每个系统中,各个零部件的相互关系不变,对于所述的技术特征描述的专一性没有影响。如此,本摇摆执行装置不仅可以使其托盘的旋转中心线在空间处于铅锤状态使用,也可以在其旋转中心线处于水平状态下使用或其旋转中心线在空间处于任意角度的状态下使用。
[0006] 显然“固定托盘”和“摇摆托盘”的固定和摇摆是相对的概念,将其中一个托盘固定另一个就可以摇摆,但是一般推荐将进排流体的排流体通道设在固定托盘上,进排流体的进流体通道和排流体通道的外接管的接口可以设置在托盘外轮廓的轴向端面上,也可以设置在托盘外轮廓的径向圆周面上,如果将所谓的“摇摆托盘”固定,“固定托盘”上设定的进流体通道和排流体通道会随着摆动,对于管路的稳定性有影响,且压缩空气或压力液体管路容易破损和泄露。内轴向连接机构的轴孔和轴杆可以在固定托盘和摇摆托盘上互换位置,内轴向连接机构的轴杆设在摇摆托盘结构略微简单,但是这需要根据本发明的用途确定。推荐将每个工作腔室的排流体通道的入口设在摇摆活塞片的左旋侧端面的相邻的静止活塞片上或右旋侧端面的相邻的静止活塞片上,还可以将每个工作腔室排流体通道入口设在摇摆活塞片的左旋侧端面的靠近相邻的静止活塞片的腔室壁上或右旋侧端面的靠近相邻的静止活塞片的腔室壁上。由于摇摆托盘上的工作腔室在摇摆中处于变化状态不易直接观察,需通过计算的数值经测量才能看到,所以在本文中的工作腔室是指固定托盘上的工作腔室。
[0007] 从原理上说,托盘上设定的活塞片数量没有限制,托盘的直径大就可以设置多一些,但是静止活塞片应与摇摆活塞片相配套,而在活塞片压送流体的系统中每个摇摆活塞片至少需要配套一个静止活塞片;如果在执行装置中构成3个活塞缸体活塞组,摇摆托盘输出的扭矩为一个摇摆活塞片输出扭矩的三倍。摇摆活塞片在固定托盘、摇摆托盘和静止活塞片构成的活塞缸中左和右两旋向之间摇摆。对于仅设有一个活塞缸体活塞组的本驱动机,摇摆活塞片围绕托盘中心旋转的最大角行程在360°减去静止和摇摆活塞片占据的角度。可以作为配套的驱动机械主要是指曲柄摇杆式驱动机械,例如电动机通过曲柄摇杆机构组成的驱动机械,这是机械是一种公开的的技术。本文所述的进排流体通道是指在不同的时间内既可以作为进流体通道,又可以作为排流体通道的综合流体通道。
[0008] 关于托盘活塞式摇摆执行装置中涉及的托盘、活塞片、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构本身更进一步技术情况请参考相关技术资料。本发明的目的是阐述利用托盘活塞式摇摆执行装置进行压送流体的相关系统及元件,但是为了使人能尽快的了解本发明,在这里首先对托盘活塞式摇摆执行装置的基本特征进行必要的介绍。
[0009] 作为托盘活塞式摇摆执行装置的一种活塞片的布置方案,托盘活塞式摇摆执行装置是在围绕回转中心轴设有圆周布置的≥2个活塞缸体活塞组中,删除其中至少一个活塞缸体活塞组中的摇摆活塞片和/或相关的进排流体通道和/或静止活塞片构成简化执行装置。本方案由于取消了一些活塞缸体活塞组,减少了成本,但承载功率降低。
[0010] 作为托盘活塞式摇摆执行装置的进一步方案,两个托盘凹槽的内圆盘口和外圆盘口的动密封结构是在两个盘口啮合的滑动面分别设有平面接触密封面结构,平面接触密封面设在托盘的内圆盘口和外圆盘口的工作腔室中的静止活塞片的水平法面夹角为a之间;和/或是在两个盘口啮合的滑动面分别设有一个平面半环迷宫槽密封结构,平面半环迷宫槽设在托盘的内圆盘口和外圆盘口的静止活塞片的夹角a以外的工作腔室的夹角范围内的扇形环面上;和/或是在两个盘口啮合的滑动面分别设有内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈,内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈的上下端面分别与两个托盘的盘口端面啮合,内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈分别固设在任取一个托盘的盘口上的内圆盘口密封槽中和外圆盘口密封槽中;内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈的截面分别与内圆盘口密封槽截面和外圆盘口密封槽截面相匹配;内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈在径向朝托盘凹槽的环状中心线一侧分别设有内圆盘口密封圈唇边和外圆盘口密封圈唇边,内圆盘口密封圈唇边的外圆轮廓线和外圆盘口密封圈唇边的内圆轮廓线分别与托盘凹槽的啮合轮廓线重合。
平面接触密封结构就是在两个托盘凹槽的内圆盘口和外圆盘口啮合的滑动面仅依靠接触面密封,平面半环迷宫槽密封结构就是在其中一个托盘的内圆盘口和外圆盘口仅设有平面半环迷宫槽,利用迷宫气阻原理密封。一般推荐内圆盘口的密封槽和外圆盘口密封槽设置在下部的托盘上。
[0011] 作为托盘活塞式摇摆执行装置的更进一步方案,两个托盘上的活塞片与相邻的托盘的凹槽之间的动密封结构是在啮合的活动表面设有弧面接触密封结构,和/或是在啮合的活动表面设有至少一个环绕半环迷宫槽密封结构,和/或是在啮合的活动表面设有至少一个半环密封圈的密封结构,半环密封圈的密封结构的半环密封圈固设在活塞片上截面相匹配的凸槽中;半环密封圈的两个半环端部在穿过水平法面延伸了长度为h1的截面相同的柱脚,柱脚深入在活塞片和托盘上设有的避让孔中;半环密封圈是根据与匹配的活塞片啮合轮廓线的切线方向相垂直的截面形状特征划分为圆形截面半环密封圈或矩形截面半环密封圈或燕尾形截面半环密封圈或H形截面半环密封圈或C形截面半环密封圈中的一种。所有密封圈材料采用弹性材料或韧性材料,例如丁晴橡胶胶和金属环等,弹性或韧性材料具有较好的耐磨损的补偿性能,唇边可以防止两个托盘或活塞片之间的泄漏。弧面接触密封结构就是在托盘凹槽与活塞片啮合的滑动面仅依靠接触面密封,环绕半环迷宫槽密封结构就是在活塞片的啮合面仅设有半环密封槽,利用迷宫气阻原理密封。还有一种是在韧性材料半环密封圈和活塞的凸槽之间衬有半环膨胀圈的密封结构。
[0012] 固定托盘与静止活塞片、摇摆托盘与摇摆活塞片可以作为整体结构,也可以做成可拆卸的分体结构,作为托盘活塞式摇摆执行装置的另一种方案,活塞片与托盘采用分体组合结构,活塞片的一部分插入托盘凹槽中并固定成可拆卸的组合结构,在托盘凹槽插入可拆卸活塞片的结合部位利用孔用紧固件固定;可拆卸活塞片与托盘凹槽的结合面之间设有静密封结构,静密封结构包括静密封件和静密封半环槽,置入静密封件的静密封半环槽设置在活塞片上,静密封结构和/或采用密封剂。对于小批量,静密封半环槽设置在活塞片上,也可植入托盘上。
[0013] 作为托盘活塞式摇摆执行装置的另一种方案,托盘与活塞片采用分体组合结构,活塞片的一部分插入托盘凹槽中并固定成可拆卸的组合结构,在托盘凹槽插入可拆卸活塞片的结合部位设有凹陷的键槽,可拆卸活塞片在与键槽的结合部位设有大于托盘凹槽截面轮廓的凸环;可拆卸活塞片与键槽结合面之间设有静密封结构,静密封结构包括静密封件和静密封半环槽,置入静密封件的静密封半环槽设置在活塞片上,静密封结构和/或采用密封剂。本方案比较在托盘凹槽利用孔用紧固件紧固活塞片的方案复杂,但是在托盘凹槽设有凹陷的键槽插入活塞片的方案的基础上,再利用紧固件把活塞片和托盘固定紧密,进一步加强活塞片和托盘的连接强度。
[0014] 作为托盘活塞式摇摆执行装置的更进一步方案,连接机构采用内轴向连接机构,内轴向连接机构包括轴杆、轴孔、轴承和轴用紧固件;在其中一个托盘环状的凹槽的内侧设有轴杆,在另一个托盘环状的凹槽的内侧设有轴孔,轴杆和轴孔之间设有轴承,轴承为推力轴承或径向推力组合轴承或角接触轴承,轴杆从相邻的托盘的轴孔伸出,轴承的一个轴向端面与相邻的托盘上的轴孔底端面接触,轴承的另一个轴向端面用轴杆上的轴用紧固件固定。由于固定托盘和摇摆托盘上分别设定的静止活塞片和摇摆活塞片彼此插入相邻托盘的凹槽中,在固定托盘与摇摆托盘之间可以不需要径向轴承,利用静止活塞片和摇摆活塞片的结构形状就可以使二者产生了很好的自对中性,但是必须设有轴向止推轴承提供两个托盘旋转轴向之间的压紧力,才能满足固定托盘和摇摆托盘之间密封的需要。但是在固定托盘与摇摆托盘之间除了设置止推轴承外还采用径向轴承组成径向推力组合轴承或角接触轴承,还有利于减轻活塞片密封结构的径向负荷,提高密封元件的寿命。
[0015] 作为托盘活塞式摇摆执行装置内轴向连接机构的进一步方案,所述托盘活塞式摇摆执行装置的内轴向连接机构是在轴承的轴向端面与轴用紧固件的轴向端面之间增加至少一个调整垫,调整垫采用弹性调整垫或刚性调整垫。为了保证固定托盘和摇摆托盘之间的密封性,补偿加工精度的加工误差,减少安装和维护的成本,提高使用寿命,推荐在摇摆托盘固定托盘之间设有弹性调整垫以进行调整,安装后弹性调整垫保持一定的膨胀力,该膨胀力使摇摆托盘和固定托盘的活塞片上的密封圈保持弹性的压紧,这不仅可以调整托盘轴向间隙,还可以调整角度方向的误差;在凹槽或活塞片及密封结构磨损后可以通过调整调整垫的厚度而继续使用。
[0016] 作为托盘活塞式摇摆执行装置的另一种方案,连接机构采用外轴向连接机构,外轴向连接机构包括外圆轴杆、外轴孔、轴承和止推支撑壳;在固定托盘和止推支撑壳的外圆周面,沿旋转轴向都设有法兰盘,两个法兰盘连接的端面与托盘的旋转轴线的垂直平面平行,固定托盘和止推支撑壳的法兰盘的端面相互连接一体后用可拆卸的紧固件连接固定,止推支撑壳为花盆形状,固定托盘和止推支撑壳之间夹持摇摆托盘,在摇摆托盘环状的外轮廓和止推支撑壳之间分别设有外圆轴杆和外轴孔,外圆轴杆和外轴孔的回转中心线重合,外圆轴杆和外轴孔之间设有轴承,轴承为推力轴承或径向推力组合轴承或角接触轴承;轴承的一个轴向端面与摇摆托盘上的外轴孔底端面接触,轴承的另一个轴向端面与外圆轴杆上的轴肩接触;或者轴承的一个轴向端面与摇摆托盘上的外圆轴杆上的轴肩接触,轴承的另一个轴向端面与外轴孔底端面接触。本方案的轴承能够产生较大的轴向推力,这对于超大直径规格的活塞片尤其重要。
[0017] 作为托盘活塞式摇摆执行装置外轴向连接机构的进一步方案,所述托盘活塞式摇摆执行装置的外轴向连接机构是在轴承的轴向端面与外圆轴杆的轴肩端面之间增加至少一个调整垫,调整垫与外圆轴杆的轴中心线重合,调整垫的一个端面与轴承的轴向端面接触,另一个端面与外圆的轴肩端面接触;或增加至少一个调整垫和轴用紧固件,调整垫和轴用紧固件与外圆轴杆的轴中心线重合,调整垫的一个端面与轴承的轴向端面接触,另一个端面与与轴用紧固件的端面接触,轴用紧固件固定在外圆周杆上;和/或在托盘和止推支撑壳的法兰盘之间增加至少一个调整垫,调整垫采用弹性调整垫或刚性调整垫。
[0018] 作为托盘活塞式摇摆执行装置的更进一步方案,活塞片和托盘凹槽的铅锤法面静止轮廓线和铅锤法面啮合轮廓线构成的特定轮廓线是圆形轮廓线、长圆形轮廓线或带圆角的矩形轮廓线中的一种。托盘凹槽和活塞片的特定轮廓线采用长圆形可以在不增加托盘外径的前提下增大压送流量,采用带圆角的矩形也可以在不增加托盘外径的前提下进一步增大压送流量,但是在加工费用和密封性方面增加难度。作为托盘活塞式摇摆执行装置的更进一步方案,所述动力进出键合结构的驱动孔为四方孔、扁孔、轴键孔。
[0019] 作为机械驱动活塞作用于流体负载的系统的第一个方案为机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在每个独立工作腔室设有并连通一组进排压送流体通道,在工作腔室的左右旋向两个端部分别设有与外界连通的一路进排流体通道,其中一端的该路进排流体通道有一段设置在固定托盘上或/和静止活塞片上,在该段流体通道接口设有并且连通的单向阀,另一端该路进排流体通道设置在固定托盘或摇摆托盘上并且连通大气或外界;在摇摆活塞片上也设有一段贯通摇摆活塞片左右旋向工作腔室的进排流体通道,在该段进排流体通道接口设有单向阀,工作腔室的左右旋向两个端部的两路进排流体通道、摇摆活塞片上的进排流体通道和两个单向阀为一组串联的进排压送流体通道,并且允许同一方向的流体通过。
[0020] 作为机械驱动活塞作用于流体负载的系统的第二个方案为机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载双向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘的凹槽中设有n对的双静止活塞片和双摇摆活塞片的组合体,每对组合体中均有两个静止活塞片和两个摇摆活塞片;在固定托盘上的两个静止活塞片铅锤法面的外夹角γ之间设有一个独立工作腔室;在独立工作腔室设有并连通n组进排压送流体通道,在两个静止活塞片铅锤法面的内夹角为β的范围中的固定托盘的壁上设有外接排流体通道,在每个静止活塞片上设有一段排流体通道,在该段排流体通道接口设置单向阀;在摇摆托盘的凹槽中的两个摇摆活塞片铅锤法面的内夹角为θ,在每个摇摆活塞片上设有一段进流体通道,在该段进流体通道接口设置单向阀;固定托盘的凹槽中左旋向和右旋向的静止活塞片及所设单向阀、摇摆活塞片及所设单向阀分别属于n组独立串联的进排压送流体通道,每个组中摇摆活塞片和静止活塞片上的单向阀的流向相同,两组独立的进排压送流体通道共用同一个外接排流体通道和外接进流体通道;在内夹角为θ的范围中的摇摆托盘的壁上设有外接进流体通道接口,该接口连通大气或外界,摇摆活塞片和摇摆托盘一起在静止活塞片外夹角γ的范围内摇摆。本驱动机为活塞单作用压送液体负载进行泵送工作。
[0021] 作为机械驱动活塞作用于流体负载的系统的第三个方案为机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载双向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘的凹槽中设有n对的双静止活塞片和双摇摆活塞片的组合体,每对组合体中均有两个静止活塞片和两个摇摆活塞片;在固定托盘上的两个静止活塞片铅锤法面的外夹角γ之间设有一个独立工作腔室;在独立工作腔室设有并连通n组进排压送流体通道,在两个静止活塞片铅锤法面的内夹角为β的范围中的固定托盘的壁上设有外接排流体通道,在每个静止活塞片上设有一段排流体通道,在该段排流体通道接口设置单向阀;在摇摆托盘的凹槽中的两个摇摆活塞片铅锤法面的内夹角为θ,在每个摇摆活塞片上设有一段进流体通道,在该段进流体通道接口设置单向阀;固定托盘的凹槽中左旋向和右旋向的静止活塞片及所设单向阀、摇摆活塞片及所设单向阀分别属于n组独立串联的进排压送流体通道,每个组中摇摆活塞片和静止活塞片上的单向阀的流向相同,两组独立的进排压送流体通道共用同一个外接排流体通道和外接进流体通道;在固定托盘的壁上以回转中心线为原点,外夹角γ的二分之一处设置进流体通道接口,该接口连通大气或外界,外夹角γ大于内夹角θ,且γ>θ>γ1/2,此时摇摆活塞片和摇摆托盘一起在静止活塞片外夹角γ范围内摇摆。
[0022] 作为机械驱动活塞作用于流体负载的系统的第四个方案为机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘上每个独立工作腔室设有并连通一组进排压送流体通道,在每个工作腔室的一个端部设有一组连通用于进排流体的一路进流体通道和排流体通道,在独立工作腔室的另一个端部设有进排流体通道;在进流体通道中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在排流体通道中设有并且连通仅能够排流体的单向阀;进排流体通道连通大气或外界。推荐排流体通道出口设在静止活塞片上。
[0023] 作为机械驱动活塞作用于流体负载的系统的第五个方案为机械驱动活塞作用于流体负载的系统为机械驱动双作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在托盘活塞式摇摆执行装置中每个工作腔室的两个端部各设有一组进排压送流体通道,每组进排压送流体通道包括一路进流体通道和一路排流体通道,在每路的进流体通道中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在每路的排流体通道中设有并且连通仅能够排流体的单向阀。本驱动机利用活塞双作用压送流体负载进行泵送工作,摇摆托盘在左右摇摆中均可以利用活塞双作用压送流体负载进行泵送工作,工作能力增加一倍。
[0024] 作为驱动机的进一步方案,所述的单向阀为进流体单向阀,该阀包括进流体阀板、紧固件和进流体阀片,利用静止活塞片作为进流体阀板,在进流体阀板上设有进流体通道孔,在进流体阀板上进流体通道孔的出口周围设有高度为h2的环状凸唇,进流体阀片为舌状的弹性膜片,该弹性膜片的一端通孔利用紧固件固定在阀板面向压送流体腔室一侧的端面上,进流体阀片的悬臂端面盖在凸唇的端面上并且密封,进流体通道孔与进流体通道连通。
[0025] 作为本托盘活塞式摇摆驱动机的进一步方案,所述的单向阀为排流体单向阀,该阀包括排流体阀板、限动板、导向销、弹性密封板、压簧、阀盖板和排流体阀片,在固定托盘邻近静止活塞片处的轴向外端凸面作为排流体阀板,阀盖板用紧固件固定在排流体阀板上,在阀盖板与排流体阀板之间设有排流体阀片的起跳腔室,在起跳腔室中的排流体阀板上设有排流体通道孔,排流体通道孔与工作腔体连通,在排流体阀板的排流体通道孔周围设有高度为h3的环状凸唇,排流体阀片为舌状或双状的弹性膜片,该弹性膜片的端部通孔利用导向销固定在排流体阀板上,导向销插在导向销孔中,弹性膜片的一个端面盖在凸唇的端面上,弹性膜片的另一个端面的通孔处与压簧的一个端面接触,压簧的另一个端面与阀盖板突缘台的端面接触,压簧穿在导向销的轴径上,在排流体阀板和阀盖板之间的排流体通道孔周围设有弹性密封板,弹性密封板的一个端面与排流体阀板端面接触并且密封,弹性密封板的另一个端面与阀盖板接触并且密封,在阀盖板与排流体阀板之间的起跳腔室处设有限动板,限动板端面与排流体阀板端面之间留有排流体阀片起跳间隙,限动板的一个端面朝向弹性膜片端面的邻近处限动板的另一个端面靠近阀盖板,起跳腔室与阀盖板上的排流体通道连通。为了防止弹性膜片旋转,在限动板两侧分别设有凸脚,弹性膜片的两端面夹持在凸脚之间,也可以采用其它措施。
[0026] 作为本驱动机的另一种方案,所述的单向阀为进排流体单向阀,该阀包括进排流体阀板、阀杆、弹簧和进排流体阀片,利用活塞片作为进排流体阀板,在进排流体阀板上设有圆周分布的数个进排流体通道圆孔,在进排流体阀板上数个进排流体通道孔中间的板壁上设有阀杆通孔,在进排流体阀板的进流体通道孔的出口周围的板壁上设有环状凸唇,进排流体阀片为盘状的阀片,该进排流体阀片的中部设有阀杆,阀杆穿过阀杆通孔和弹簧中心孔后与进排流体阀片固定,阀杆可相对进排流体阀板在阀杆通孔中滑动;在进排流体阀板与阀杆肩台之间设有弹簧,弹簧的一个轴向端面与进排流体阀板接触,弹簧的另一个轴向端面与阀杆肩台接触;进排流体阀片与进排流体阀板面向压送流体腔室一侧凸唇的端面接触并且设有密封结构,密封结构为平面接触密封结构或阀片密封垫密封结构。
[0027] 泵与压缩机的单向阀种类很多,也可以选用外接的管路上的单向阀,各种单向阀的技术很成熟,可以从有关设计手册可以找到。本文中推荐的进流体两种单向阀可以互换使用。
[0028] 所述的强制润滑系统包括润滑剂的注入口和润滑剂注入的管道,在固定托盘轴向的一端部设有注入润滑剂的密封端盖,在密封端盖设有注油口,注油口与连接机构的邻近轴承轴向端面的腔室连通,和/或注油口还与摇摆托盘中心设有的管道连通,管道设置在内轴向连接机构和外轴向连接机构的邻近轴承轴向端面的腔室之间并且连通。
[0029] 本托盘活塞式摇摆驱动机为机械驱动单作用活塞压送流体负载进行泵送工作的一种操作步骤是:电动机通过曲柄摇杆机构带动驱动轴摇摆,驱动轴通过进出键合结构带动摇摆托盘左旋转进行负载的吸程,此时流体从进流体通道的单向阀进入摇摆活塞片左旋端面侧的工作腔室空间,摇摆活塞片的背压侧工作腔室的流体从进排流体通道排至大气,摇摆活塞片到极限位置后换向;负载的压程时,将刚才吸入的流体从排流体通道的单向阀排出工作腔室,大气中的流体从进排流体通道进入摇摆活塞片的背压侧工作腔室中。流体进排通道系统中的单向阀可以是分别设在静止和摇摆活塞片上的单向阀组合,或设在摇摆活塞片上的单向阀和设在固定托盘上的单向阀组合。
[0030] 本驱动机为机械驱动双作用活塞压送流体负载进行泵送工作的操作步骤是:双作用压送与单作用压送的操作步骤基本相同,区别是每个独立工作腔室的两个端部各设有一组用于进排压送流体的进流体通道和排流体通道,每路的进流体通道连通仅能够进流体的单向阀,每路的排流体通道连通仅能够排流体的单向阀。执行装置中的摇摆活塞片在左右旋向都从工作腔室端部的两个的单向阀吸进流体或压出流体,每个摇摆活塞片压送的流体从相邻的左转向或右转向的静止活塞片的单向阀压出,驱动轴通过动力进出键合结构带动摇摆托盘左和右旋转都进行负载的吸程和压程,摇摆活塞片在左右摇摆中都做功。
[0031] 本驱动机为机械驱动单作用活塞双向压送流体负载进行泵送工作的操作步骤是:双向压送与双作用压送的操作步骤的区别在于,在工作腔室的设有两组进排压送流体通道,在每组进排压送流体通道的执行装置中的静止活塞片和摇摆活塞片本身分别设置单向阀,摇摆托盘在左右旋向时,每组执行装置中的的摇摆活塞片都从本身设有的单向阀吸进流体或压出流体,利用工作腔室两端静止活塞片上分别设有的单向阀压出流体或吸进流体,摇摆托盘在左右摇摆中都做功,双向压送的机构更紧凑,因为流体通过单向阀的口径较大,阻力较小,压送效率较高,对于缸体的容积利用率更高。
[0032] 本发明的才与现有角行程气动执行机构产品技术相比的有益效果是:
[0033] 1、本托盘活塞式摇摆驱动机的作为压送流体的技术方案使输出动力过程中发生的应力没有过大峰值趋于平均,零部件的寿命提高了;2、由于零部件利用巧妙的结构和材料,获得足够的补偿幅度,降低了零件加工精度,因此许多零件可以采用塑料直接注射成形,材料成本、体积和重量大大减少,如果采用塑料材料重量可进一步减轻重量,降低了成本;对于高强度的或高温的要求可以采用高压铸材料;3、用本驱动机的基本技术特征组成的机械驱动活塞作用于流体负载系统还有很多变形的技术方案,结构十分紧凑,工作缸体的空间利用率是现有的活塞压缩机的数倍。
[0034] 附图说明
[0035] 图1是本发明的一种托盘活塞式摇摆驱动机的总体实施例1的轴侧图;
[0036] 图2是图1托盘活塞式摇摆驱动机的爆炸轴测图;
[0037] 图3是图1托盘活塞式摇摆驱动机的固定托盘组件的轴测图,显示了固定托盘1、静止活塞片7和半环密封圈8组装结构示意图;图4是图1托盘活塞式摇摆驱动机的正视图;
[0038] 图5是图4的A-A剖面图;图6是图5的C-C剖面图;图7是图4的B-B轴向剖面图;
[0039] 图8是图9显示的部件的爆炸轴测图;图9是显示了图1托盘活塞式摇摆驱动机的摇摆托盘2、摇摆活塞片9、半环密封圈8、内圆盘口密封圈11、进排流体单向阀和外圆盘口密封圈12组装结构示意图;图10是显示了一种活塞片与凹槽之间的密封结构的实施例;图11是内圆盘口密封圈的剖视图;图12是图11局部放大剖面图K;图13是图14局部放大剖面图L;图14是外圆盘口密封圈的剖视图;图15显示了半环密封圈8的正视图;图16显示图15的D-D放大剖面图;图17显示了半环密封圈8c的正视图;图18显示图17的E-E放大剖面图;图19是本发明的一种托盘活塞式摇摆驱动机的总体实施例2的轴侧图;图20是图19的托盘活塞式摇摆驱动机的爆炸轴测图;图21是图19托盘活塞式摇摆驱动机的固定托盘沿水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图,在本图中将摇摆活塞片的位置用双点画线示意;图22是图19本摇摆驱动机的阀盖板的轴测图;图23是图21托盘活塞式摇摆驱动机的G-G方位的剖面图;图24是图23的F-F轴测剖面图,在此图中将图23中的中心轴39合成摇摆托盘2的一部分和将图23中的过渡法兰41合成止推支撑壳40一部分后的特征仍能符合本发明的权利要求;图25是图26的中显示增加孔用紧固件3固定的圆形轮廓线的可拆卸活塞片36的L-L剖面图;图26是图25可拆卸活塞片36的右视图;图27是图25的俯视图;图28是显示了带圆角的矩形轮廓线36c的可拆卸活塞片的正视图;图29是长圆形轮廓线36a的活塞片的正视图,该活塞片也是可拆卸的;
[0040] 图30是图29活塞片的右视图;图31是圆形轮廓线36b的活塞片的正视图,是一种无凸边的可拆卸的活塞片;图32是图31活塞片的右视图;图33是本发明的一种托盘活塞式摇摆驱动机的总体实施例3的轴侧图;图34是图33托盘活塞式摇摆驱动机的爆炸轴测图;图35是图33托盘活塞式摇摆驱动机的铅锤法面的轴侧剖面图,也是图36的J-J剖面图;图36是图33的驱动机在与水平法面平行横切进流体通道的俯视剖面图;
[0041] 图37是用图36的N-N剖面轴侧示意图;图38是采用图37中固定托盘的驱动机后,在与水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图,比较总体实施例3从3个活塞缸体活塞组中,删除其中一个活塞缸体活塞组中的摇摆活塞片和进排流体通道构成简化执行装置;
[0042] 图39是图38所示的单作用活塞压流体的驱动机总体实施例4的轴侧剖面图,显示了进、排流体单向阀的位置与结构;图40是一种单作用活塞双向压流体的驱动机的总体实施例5在水平法面横切进流体通道的仰视剖面图,在该图中显示了在固定托盘中设置了2个静止活塞片7,在摇摆托盘圆周布置了两个摇摆活塞片9,以及四个进排流体单向阀;
[0043] 图41是实施例5的驱动机在水平法面横切进流体通道的俯视剖面轴测图,显示了在两个摇摆活塞片和两个静止活塞片上分别设置的进排流体单向阀;
[0044] 图42是实施例5上的进排流体单向阀的剖面轴测图;图43是一种单作用活塞双向压流体的驱动机总体实施例5的轴测图;图44是驱动机实施例5的轴测爆炸图,显示了在止推支撑壳40,邻近摇摆托盘的进流体通道6b处设有圆周分布的进流体孔49;图45是托盘活塞式摇摆驱动机总体实施例6的铅锤法面的剖面图;图46是实施例6在与水平法面横切进流体通道仰视的剖面图,以表现其活塞片的数量、布置机构及流体进排通道系统的进流体阀的结构;图47是一种单作用活塞双向压气的驱动机总体实施例7在与水平法面横切进流体通道俯视的剖面图,以表现其活塞片的数量、布置机构及流体进排通道系统的进流体阀门的结构;图48是一种单作用活塞双向压气的驱动机总体实施例8。
[0045] 其中:1-固定托盘,1a-固定托盘法兰,2-摇摆托盘,3-紧固件,4-驱动法兰,5-支架,6-进排流体通道,6a-排流体通道,6b-进流体通道,6a1-排流体水平通道,661-进流体水平通道,6c-进排流体通道圆孔,7-静止活塞片,8-半环密封圈,8a-柱脚,8b-凸槽、8c-矩形截半环密封圈,8d-H形截面半环密封圈,8e-避让孔,8i-弹性金属环,8j-弹性塑胶材料膨胀环,8k-环绕半环迷宫槽,8n-弧面接触密封结构,9-摇摆活塞片,10-腔室,10a-铅锤法面啮合轮廓线10b-铅锤法面静止轮廓线,10c-工作腔室,11-内圆盘口密封圈,11a-内圆盘口密封槽,11b-内圆盘口,11c-内圆盘口密封圈唇边,11k-内圆盘口平面半环迷宫槽,11n-平面接触密封结构,12-外圆盘口密封圈,12a-外圆盘口密封槽,12b-外圆盘口,
12c-外圆盘口密封圈唇边,12k-外圆盘口平面半环迷宫槽,13-阀杆,14-弹簧,15-阀杆通孔,16-阀片密封垫,17-阀片,18-轴承,19-平垫圈,20-调整垫,21-轴用紧固件,22-驱动孔,22c-四方孔,22a-扁孔,22b-轴键孔,23-进排流体水平通道筋板,24-轴杆,25-轴孔,
26-阀盖板,27-压簧,28-导向销,29-弹性密封板,30-排流体阀片,31-凸唇,32-限动片,
32a-凸脚,32b-凸条,33-导向销孔,34-孔用紧固件,35-进流体阀片,36-可拆卸活塞片,
36a-长圆形轮廓线,36c-带圆角的矩形轮廓线,37-键槽,38-外圆轴杆,38a-外圆轴杆的轴肩,39-外轴杆,40-止推支撑壳,40a-1止推支撑壳法兰,41-过渡法兰,42-轴封,43-外圆轴孔,44-凸环,44a-静密封半环,45-,46-注油孔道,47-排流体阀片空腔,48-注入润滑剂的密封端盖,49-进流体孔,Q-Q为铅锤法面,S-S为水平法面,γ1-吸入流体摆动角行程的角度,γ2-压出流体摆动角行程的角度,γ-吸入和压出流体摇摆角行程角度的范围。

具体实施方式

[0046] 以下结合附图对本发明的托盘活塞式摇摆驱动机作进一步的描述。
[0047] 在图1至16中,显示了活塞压送流体的驱动机的总体实施例1。
[0048] 机械驱动活塞作用于流体负载的托盘活塞式摇摆驱动机包括托盘活塞式摇摆执行装置、流体进排通道系统、冷却系统和驱动力发生系统;流体进排通道系统包括流体通道、管口和阀,流体通道与工作腔室连通;冷却系统是对驱动机的元件进行强制冷却和/或自然散热的机构;驱动力发生系统为机械驱动活塞作用于流体负载的系统。参考图2、4、5和6,托盘活塞式摇摆执行装置包括两个托盘、活塞片、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构;在每一个托盘上围绕回转中心轴线360°,以回转中心圆的直径Ф1,按照在铅锤法面上相交的活塞片啮合轮廓线形成环状的凹槽,每个托盘将3个活塞片的半截部分设在该凹槽中形成圆周布置的3个敞开的独立的腔室10,两个托盘的回转中心轴线重合,当回转中心轴线处于铅锤方向时两个托盘的凹槽的环状水平中心线平行;在托盘上与沿铅锤的回转中心轴线的切线方向相垂直的平面为铅锤法面Q-Q,两个托盘敞开的腔室对扣合并成一个封闭的腔室时接触的轴向端面为水平法面S-S;该封闭的腔室中包括起到气缸作用的独立封闭的工作腔室10c;活塞片是在铅锤法面相交的特定轮廓线以回转中心轴线为直径对称铅锤法面前后旋转一定角度而成的实体,从水平法面看活塞片的截面是以回转中心圆的直径Ф1,夹角为a的扇形;本附图中活塞片的特定轮廓线为半径为R2的圆形;活塞片包括静止活塞片和摇摆活塞片;特定轮廓线由啮合轮廓线和静止轮廓线构成,在铅锤法面上,活塞片伸出凹槽水平法面以外,插入相邻托盘凹槽滑动啮合的部分特定轮廓线为铅锤法面啮合轮廓线10a,本附图中活塞片和凹槽的铅锤法面啮合轮廓线为半圆形;在铅锤法面上,活塞片和托盘凹槽相交并固定的部分特定轮廓线为铅锤法面静止轮廓线10b,活塞片和托盘凹槽的啮合轮廓线和静止轮廓线均为半径R2的圆弧线;铅锤法面啮合轮廓线与铅锤法面静止轮廓线对称与水平法面;两个托盘的凹槽的内圆盘口11b和外圆盘口
12b在水平法面上分别对应啮合且相对滑动,滑动面上设有动密封结构;所有活塞片冒出敞开的腔室的法面啮合轮廓线的半截部分分别插入相邻的托盘敞开的腔室10中,该半截部分可以在相邻的托盘敞开的腔室中相对滑动,且滑动面设有动密封结构;其中一个托盘因与所固定其上的活塞片都相对地球固定不动而被定义为固定托盘1,在固定托盘上设定的活塞片称之为静止活塞片7;另一个托盘因与所固定其上的活塞片都可以相对固定托盘转动而被定义为摇摆托盘2,在摇摆托盘上设定的活塞片称之为摇摆活塞片9,本实施例中固定托盘和静止活塞片7,摇摆托盘和摇摆活塞片9均为一体结构,也可以为分体结构;在摇摆托盘上围绕回转中心轴设有均布3个摇摆活塞片9,每个摇摆活塞片在固定托盘的凹槽中相邻的静止活塞片7之间摇摆;在固定托盘的凹槽和活塞片和摇摆托盘上的凹槽和活塞片特定外轮廓线都相同;在托盘活塞式摇摆执行装置中固定托盘、3个静止活塞片和摇摆托盘构成3个作为工作腔室10c的缸体,在托盘活塞式摇摆执行装置中固定托盘、摇摆托盘和3个摇摆活塞片构成3个活塞,该3个摇摆活塞片、3个静止活塞片、摇摆托盘和固定托盘构成3个活塞缸体活塞组;在本实施例中,构成一个活塞缸体活塞组中的静止活塞片、固定托盘和摇摆托盘与构成另一个相邻的活塞缸体活塞组中的静止活塞片、固定托盘和摇摆托盘是共用的,在有些实施例的活塞片布置方案中是不共用(参见附图38及说明);在本实施例3个活塞缸体活塞组中的3个摇摆活塞片分别在固定托盘的每个工作腔室中的左转向角行程角度γ1或右转向角行程角度γ2即使摇摆变位仍然相等。机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在每个独立工作腔室10c设有并且连通一组进排压送流体通道,在工作腔室的左右旋向两个端部分别设有与外界连通的一路进排流体通道6,其中一端的该路进排流体通道有一段设置在固定托盘上和静止活塞片上,在该段流体通道接口设有并且连通的单向阀,该单向阀为分体式管路用单向阀,另一端该路进排流体通道6设置在固定托盘或摇摆托盘上并且连通大气或外界;在摇摆活塞片上也设有一段贯通摇摆活塞片左右旋向工作腔室的进排流体通道6,在该段进排流体通道6接口设有单向阀,工作腔室的左右旋向两个端部的两路进排流体通道、摇摆活塞片上的进排流体通道和两个单向阀为一组串联的进排压送流体通道,并且允许同一方向的流体通过。分体式管路用单向阀通过接管连接在排流体通道6a出口,图中没有显示;进排流体通道6连通大气或外界。其中有两个封闭的腔室是通过进排流体水平通道筋板23内的进流体水平通道6b1和排流体水平通道6a1连通到进流体通道6b和排流体通道6a。摇摆托盘设有动力进出键合结构;
摇摆托盘通过动力进出键合结构与摇摆扭矩输入的驱动轴连接;固定和摇摆托盘利用连接机构连接。驱动轴使摇摆活塞片在角行程角度γ1变小时,流体从静止活塞片上进流体通道6b、摇摆活塞片的单向阀进入角行程角度γ2的工作腔室,到达极限位置驱动轴使摇摆托盘反向,摇摆活塞片的单向阀关闭,摇摆活塞片角行程角度γ1变大,流体从排流体单向阀压出。
[0049] 参考图3、5、6、7、8、9、13和14,两个托盘凹槽的内圆盘口11b和外圆盘口12b的动密封结构是在啮合的滑动面分别设有内圆盘口密封圈11和外圆盘口密封圈12,内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈的上下端面分别与两个托盘的盘口端面啮合,内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈分别固设在摇摆托盘的盘口上的内圆盘口密封槽11a和外圆盘口密封槽12a中;燕尾形或矩型截面的内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈分别与内圆盘口密封槽和外圆盘口密封槽中相匹配;内圆盘口密封圈和外圆盘口密封圈在径向朝托盘凹槽的环状中心线一侧分别设有矩型截面的内圆盘口密封圈唇边11c和外圆盘口密封圈唇边12c,内圆盘口密封圈唇边11c的外圆轮廓线和外圆盘口密封圈唇边12c的内圆轮廓线分别与托盘凹槽的啮合轮廓线重合。
[0050] 参考图3、5至9和图15至16,两个托盘上的活塞片与相邻的托盘的凹槽之间的动密封结构是在啮合的活动表面分别设有半环密封圈8,半环密封圈固设在活塞片上截面相匹配的凸槽8b中;半环密封圈的两个半环端部在穿过水平法面延伸了长度为h1的截面相同的柱脚8a,柱脚深入在活塞片和托盘上设有的避让孔8e中;半环密封圈是以与匹配的活塞片啮合轮廓线的切线方向相垂直截面的形状特征划分为燕尾形截面半环密封圈,该半环密封圈在托盘凹槽和活塞片密封啮合面一侧的设有微微隆起的鼓面,用以进一步加强密封效果,该半环密封圈固设在活塞片上截面相匹配的凸槽为中间是凹进的半环的密封槽,而两侧凸起的半环的棱条。
[0051] 参考图2、5、6和7,采用内轴向连接机构,内轴向连接机构包括轴杆24、轴孔25、轴承18和轴用紧固件21;在固定托盘环状的凹槽的内侧设有轴杆,在摇摆托盘环状的凹槽的内侧设有轴孔,轴杆和轴孔的回转中心轴线重合,轴杆和轴孔之间设有轴承,轴承为角接触轴承,轴杆从相邻的托盘的轴孔伸出,轴承的一个轴向端面与相邻的托盘轴孔的轴孔底端面接触,轴承的另一个轴向端面用轴用紧固件固定。轴用紧固件21采用两个螺母,还设有平垫圈19和碟簧弹性调整垫20。
[0052] 参考图2、5、6和7;摇摆托盘通过动力进出键合结构与配套机械的摇摆扭矩输出的驱动轴(未画出)连接,动力进出键合结构为在摇摆托盘2外轮廓的轴向端面上用紧固件3连接驱动法兰4中心的四方孔12c。
[0053] 参考附图2和42,本实施例的进流体单向阀为进排流体单向阀,该阀包括进排流体阀板、阀杆13、弹簧14和进排流体阀片17,利用活塞片9作为进排流体阀板,在进排流体阀板上设有圆周分布的数个进排流体通道圆孔6c,在进排流体阀板上数个进排流体通道孔中间的板壁上设有阀杆通孔15,在进排流体阀板的进流体通道孔的出口周围的板壁上设有环状凸唇31,进排流体阀片为盘状的阀片,该进排阀片的中部设有阀杆,阀杆穿过阀杆通孔15和弹簧中心孔后与进排流体阀片固定,阀杆可相对进排流体阀板滑动;在进排流体阀板与阀杆肩台之间设有弹簧,弹簧的一个轴向端面与进排流体阀板接触,弹簧的另一个轴向端面与阀杆肩台接触;进排流体阀片与进排流体阀板面向压送流体腔室γ2一侧凸唇的端面的接触并且设有密封结构,密封结构为平面接触11n密封结构或阀片密封垫16密封结构。
[0054] 参考图19至27,显示了双作用活塞压送流体的驱动机的总体实施例2。
[0055] 本实施例与实施例1的区别在于:机械驱动活塞作用于流体负载的系统为机械驱动双作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在托盘活塞式摇摆执行装置中的2个独立工作腔室10c的两个端部各设有一组进排压送流体通道,每组进排压送流体通道包括一路进流体通道6b和一路排流体通道6a,在每路的进流体通道6b中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在每路的排流体通道
6a中设有并且连通仅能够排流体的单向阀。摇摆托盘通过动力进出键合结构与摇摆扭矩输入的外轴杆连接。外轴杆设置在固定托盘和止推支撑壳40中心的轴承18中,外轴杆的中部与摇摆托盘通过键槽孔固定,驱动扭矩通过外轴杆的一端输入,外轴杆的两端轴承用分别用阀盖板45和过渡法兰41固定在轴孔中,在外轴杆与过渡法兰之间设有油封42。
[0056] 本实施例中,流体进排通道系统中设有两个工作腔室,两个摇摆活塞片A、B在工作腔室的左旋向和右旋向均压送流体做功,在每个摇摆活塞片的左旋向一路通道的进排流体单向阀的流向一致,在每个摇摆活塞片的右旋向一路通道的进排流体单向阀的流向一致;摇摆活塞片A的左旋向一路通道的流体和摇摆活塞片B的右旋向一路通道的流体的进出口汇集为一套流体进出口;摇摆活塞片A的右旋向一路通道的流体和摇摆活塞片B的左旋向一路通道的流体的进出口汇集为一套流体进出口。
[0057] 与工作腔室连通的单向阀为进流体单向阀包括进流体阀板、孔用紧固件34和进流体阀片35,利用静止活塞片7作为进流体阀板,在进流体阀板上设有进流体通道孔,在进流体阀板的进流体通道孔的出口周围设有高度为h2的环状凸唇31,进流体阀片为舌状的弹性膜片,该弹性膜片的一端通孔利用紧固件34固定在阀板面向压送腔室一侧的端面上,进流体阀片的悬臂端面作为密封面盖在凸唇的端面上并且密封,可以在进流体阀片30朝向进流体阀板端面,排流体阀片一侧边设有防阀片扭转凸脚32a(见附图20),该凸脚32a伸入进流体阀板的盲孔中;进流体通道孔与进流体通道6b连通。
[0058] 与工作腔室连通的单向阀排流体单向阀包括排流体阀板、限动板、导向销28、弹性密封板29、压簧27、阀盖板45和排流体阀片30,在固定托盘1邻近静止活塞片处的轴向外端凸面作为排流体阀板,阀盖板用紧固件固定在排流体阀板上,在阀盖板与排流体阀板之间设有排流体阀片的起跳腔室47,在起跳腔室中的排流体阀板上设有排流体通道孔,排流体通道孔与工作腔体10c连通,在排流体阀板的排流体通道孔周围设有高度为h3的环状凸唇31,排流体阀片为舌状的弹性膜片,该弹性膜片的端部通孔利用导向销固定在排流体阀板上,导向销插在排流体阀板上的导向销孔33中,弹性膜片的一个端面盖在凸唇的端面上,弹性膜片的另一个端面的通孔处与压簧的一个端面接触,压簧的另一个端面与阀盖板突缘台的端面接触,压簧穿在导向销的轴径上,在排流体阀板和阀盖板之间的排流体通道孔周围设有弹性密封板,弹性密封板的一个端面与排流体阀板端面接触并且密封,弹性密封板的另一个端面与阀盖板接触并且密封,在阀盖板与排流体阀板之间的起跳腔室处设有限动板32,限动板端面与排流体阀板端面之间留有排流体阀片起跳间隙;可以在限动板朝向弹性膜片端面的邻近处,限动板两侧分别设有防阀片扭转的凸脚32a,弹性膜片的两端面夹持在凸脚之间;还可以在排流体阀片30朝向排流体阀板端面,排流体阀片一侧边设有防阀片扭转凸脚32a(见附图20,该凸脚32a伸入排流体阀板的盲孔中;限动板的另一个端面靠近阀盖板,起跳腔室与阀盖板上的排流体通道6a连通。在本实施例中,两个与静止活塞片相邻的工作腔室10c的排流体单向阀的起跳腔室47合并为一个,故在阀盖板上仅用一个排流体通道6a排出起跳腔室47中的压送流体。
[0059] 在附图24中外轴向连接机构包括外圆轴杆38、外圆轴孔43、轴承18和止推支撑壳40,外圆轴杆、轴承、外圆轴孔和托盘的回转中心轴线重合;在固定托盘和止推支撑壳之间夹持摇摆托盘,在固定托盘和止推支撑壳的外圆周的端面,沿旋转轴向均设有法兰1a、40a,这两个法兰的连接的端面与托盘的旋转轴线的垂直平面平行,该托盘和止推支撑壳的法兰的端面相互接触连接一体后用可拆卸的紧固件连接固定,在摇摆托盘环状的外轮廓和止推支撑壳之间分别设有外圆轴杆和外圆轴孔,外圆轴杆与摇摆托盘可以分体(见附图
23),也可以合为一体,外圆轴杆和外轴孔之间设有轴承,轴承为推力轴承或径向推力组合轴承或角接触轴承;作为下部的止推的轴承18的两个轴向端面分别与摇摆托盘的外圆轴杆的轴肩38a(见附图24外圆轴杆右侧)和止推支撑壳上的外圆轴孔底端面接触。在附图
24中在外圆轴杆左侧的轴肩用在外圆轴杆上设有的轴用紧固件21代替,在轴用紧固件21与作为止推的轴承18的轴向端面之间还设有4个调整垫20,调整垫为碟簧,调整垫采用金属材料的碟簧。在附图24中摇摆托盘上部还设有内圆连接机构,摇摆托盘的上下的轴杆和外圆轴杆的轴肩被上下两个轴承的轴向内端面约束,上下两个轴承的轴向外端面被作为轴用紧固件的注入润滑剂的密封端盖48进行轴向约束,外圆轴杆上下两个轴肩的距离小于上下两个轴承的轴向内端面约束的距离,摇摆托盘的轴杆和外圆轴杆可以在这两个轴承内圈的啮合面滑动,当然在本图的实施例中也可以取消内圆连接机构。
[0060] 在附图20和23中外圆轴杆与摇摆托盘采用分体结构,连接机构采用外轴连接机构,用外轴杆作为分体的外圆轴杆,外轴杆两端分别通过上下两个轴承设置在固定托盘和止推支撑壳40上的轴孔中,外轴杆的上下两个轴肩被上下两个轴承的轴向内端面约束,在止推支撑壳40下部设有一个止推轴承和一个径向轴承,在径向轴承下边设有油封42。轴用紧固件21和调整垫20可以采用如下连接方式;摇摆托盘通过轴键槽与外轴杆滑动连接,摇摆托盘可以在该外轴杆轴向滑动,在外轴杆上设有的轴用紧固件21与作为止推的轴承18的轴向端面之间设有调整垫20,调整垫为数个碟簧。
[0061] 两个托盘上的左侧静止活塞片和左侧摇摆活塞片与相邻的托盘的凹槽啮合的活动表面中间位置分别设有采用弹性塑胶材料制作的半环密封圈,该半环密封圈是以沿回转中心圆的切线方向的截面划分为矩形截面半环密封圈8c,参见图17和18;或圆形截面半环密封圈,即将市场销售的0型圈切断改制而成,或者利用市场销售的γx型圈切断改制而成(没有在附图中显示)。在两个托盘上的另一个静止活塞片和另一个摇摆活塞片与相邻的托盘的凹槽啮合的活动表面中间位置的密封槽中分别设有采用金属韧性材料制作的半环密封圈8i,在该密封圈的内部衬有弹性塑胶材料膨胀环8j。这些活塞片的啮合活动表面的两侧都设有环绕半环迷宫槽8k,环绕半环迷宫槽8k之间的啮合活动表面为弧面接触密封面8n。还显示了在韧性材料半环密封圈8i和活塞的凸槽之间衬有半环膨胀圈8j的密封结构。
[0062] 参见在图20右侧、25至27,摇摆托盘和摇摆活塞片为分体结构。摇摆托盘的凹槽中固定一个插接式圆形轮廓线的可拆卸活塞片36,该可拆卸活塞片采用半径为R2,该可拆卸活塞片的一部分插入托盘凹槽中并固定成可拆卸的组合结构,在托盘凹槽插入可拆卸活塞片的结合部位设有凹陷的键槽37,该可拆卸活塞片在与键槽结合的结合部位设有大于托盘凹槽截面轮廓的凸环44;凸环的半径为R3,R3)R2,该可拆卸活塞片与键槽结合面之间设有静密封件,静密封件为采用弹性塑胶材料制作的净密封半环44b,每个可拆卸活塞片36的静密封件还可以用可固化的密封剂替代,可拆卸活塞片的凸环上设有与净密封半环44匹配的静密封半环槽44a,净密封半环44b固设在静密封半环槽44a中。静密封半环槽44a也可以设置在键槽37上。
[0063] 参见图20的左侧,摇摆托盘和摇摆活塞片为分体结构。在摇摆托盘的凹槽中采用两个孔用紧固件加固式圆形轮廓线的可拆卸活塞片36,该可拆卸活塞片不仅一部分插入托盘凹槽中并固定成可拆卸的组合结构,还在托盘凹槽插入可拆卸活塞片36的结合部位又采取利用两个孔用紧固件3固定,孔用紧固件3为螺钉;可拆卸活塞片与托盘凹槽的结合面设有凹陷的键槽37之间设有半圆的静密封件,静密封件为采用弹性塑胶材料制作的带两个通孔的净密封半环44a,两个螺钉通过托盘和静密封半环上的通孔拧紧在可拆卸活塞片的螺纹孔上。在固定托盘或摇摆托盘可以全部采取这种连接方式固定可拆卸活塞片36。
[0064] 两个托盘凹槽的内圆盘口11b和外圆盘口12b的动密封结构是在两个盘口啮合的滑动面分别设有平面接触密封面结构11n、12n,平面接触密封面设在托盘的内圆盘口和外圆盘口的工作腔室中的静止活塞片的水平法面夹角为a之间;和是在两个盘口啮合的滑动面分别设有一个平面半环迷宫槽密封结构11k、12k,平面半环迷宫槽设在托盘的内圆盘口和外圆盘口的静止活塞片的夹角a以外的工作腔室的夹角范围内的扇形环面上。
[0065] 润滑系统包括润滑剂的注入口46和润滑剂注入的管道46a,在固定托盘轴向的一端部设有注入润滑剂的密封端盖48,在本例中注入润滑剂的密封端盖48与阀盖板26合为一体,在密封端盖设有注油口,注油口与连接机构的邻近轴承18轴向端面的腔室连通,和/或注油口还与摇摆托盘中心设有的管道46a连通,管道设置在内轴向连接机构和外轴向连接机构的邻近轴承18轴向端面的腔室之间并且连通。
[0066] 在图33至37中,显示了活塞压送流体的的驱动机的总体施例3。
[0067] 本实施例与实施例1的区别在于:机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载单向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘上每个独立工作腔室10c设有并连通一组进排压送流体通道,在每个工作腔室的一个端部设有一组连通用于进排流体的一路进流体通道6b和一路排流体通道6a,在独立工作腔室的另一个端部设有进排流体通道6;在该进流体通道6b中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在排流体通道6a中设有并且连通仅能够排流体的单向阀;进排流体通道6连通大气或外界。
[0068] 两个托盘上的活塞片与相邻的托盘的凹槽啮合的活动表面分别设有H形截面半环密封圈8d,半环密封圈的内外端面分别与活塞片与相邻的托盘的凹槽啮合的端面啮合,半环密封圈固设在活塞片上截面相匹配的凸槽8b中;在半环密封圈的两个半环端部在穿过水平法面延伸了长度为h1的截面相同的柱脚,柱脚深入在活塞片的避让孔8e中;半环密封圈是以沿回转中心圆的切线方向的截面划分为H形截面半环密封圈,该半环密封圈固设在活塞片上与半环密封圈的截面相匹配的凸槽与实施例1不同,本例的凸槽为中间是凸起的半环的棱条8f,而两侧是凹进的半环的密封槽。
[0069] 连接机构同时采用内轴向连接机构和外轴向连接机构。内轴向连接机构包括轴杆24、轴孔25、轴承18和轴用紧固件21;在摇摆托盘环状的凹槽的内侧设有轴杆,在固定托盘环状的凹槽的内侧设有轴孔,轴杆和轴孔的回转中心轴线重合,轴杆和轴孔之间设有轴承,轴承为角接触轴承,轴杆从相邻的托盘的轴孔伸出,轴承的一个轴向端面与相邻的托盘轴孔的轴孔底端面接触,轴承的另一个轴向端面用轴用紧固件固定。轴用紧固件21采用两个螺母,为了防止螺母松动,还设有平垫圈19和碟簧垫圈20。外轴向连接机构与实施例2中的附图24相同。
[0070] 参考图2、5和6;摇摆托盘通过动力进出键合结构与配套机械的摇摆扭矩输出的驱动轴(未画出)连接,动力进出键合结构为在摇摆托盘2外轮廓的轴向端面上用紧固件3连接驱动法兰4中心的四方孔12c。外轴向连接机构与实施例2接近。在托盘凹槽中心采用的内轴向连接机构的轴承18是角接触轴承;在托盘凹槽中心采用的外轴向连接机构的轴承18是角接触轴承,在该轴承的下部设有轴封42。
[0071] 在进流体阀片的密封端面的侧边设有防转的凸条32b,凸条深入相邻的静止活塞片的盲孔中。排流体单向阀的弹性膜片为双耳状的弹性膜片,该弹性膜片的两个端部通孔分别利用导向销固定在阀板上,导向销插在的导向销孔33中,弹性膜片的端面的通孔处与两个压簧的一个端面接触,在阀盖板与排流体阀板之间设有限动板32,限动板与排流体阀板之间留有排流体阀板起跳间隙,限动板的一个端面朝向弹性膜片端面的邻近处,限动板的另一个端面连接阀盖板。
[0072] 在图43至45中,显示了活塞片动密封结构局部实施例1,
[0073] 静止活塞片7或摇摆活塞片9与凹槽之间的密封结构采用两个C形截面半环密封圈8m,C形截面半环密封圈设置在活塞片的半环的凸槽内。
[0074] 参考图29和30,作为与托盘凹槽结合的可拆卸活塞片的局部实施例2;
[0075] 在图中显示了长圆形轮廓线29a的可拆卸活塞片,该可拆卸活塞片在与键槽结合的结合部位设有大于托盘凹槽截面轮廓的凸环44,该可拆卸活塞片的静密封件为一个静密封半环44b,在该可拆卸活塞片上还设有一道沿回转中心圆的切线方向的设有凹陷的静密封半环槽44a,该静密封半环44b设置在静密封半环槽44a中;在活塞片与托盘凹槽的滑动啮合面设有凸槽8b,半环密封圈8固设在活塞片上与静密封半环的截面相匹配的凸槽中。
[0076] 参考图31和32,作为与托盘凹槽结合的可拆卸活塞片的又一个局部实施例3;
[0077] 在图中显示了圆形轮廓线36b的可拆卸活塞片的一部分插入托盘凹槽中并固定成可拆卸的组合结构,在托盘凹槽上插入该可拆卸活塞片的结合部位并利用孔用紧固件3固定;可拆卸活塞片与托盘凹槽的结合面之间设有静密封件。该可拆卸活塞片的静密封件为两个静密封半环44b,在该可拆卸活塞片上还设有两道沿回转中心圆的切线方向的设有凹陷的静密封半环槽44a,该静密封半环44b设置在静密封半环槽44a中;孔用紧固件3为螺钉,两个螺钉通过托盘上的通孔拧紧在该可拆卸活塞片的螺纹孔36f上。孔用紧固件3也可以用销钉代替。
[0078] 参考图28,作为与托盘凹槽结合的可拆卸活塞片的局部实施例4,在图中显示了带圆角的矩形轮廓线29c的可拆卸活塞片,该可拆卸活塞片在与键槽结合的结合部位设有大于托盘凹槽截面轮廓的凸环44。
[0079] 在图38、39和48中,显示了单作用活塞压送流体驱动机的总体实施例4,[0080] 本实施例与实施例4的区别在于:在摇摆托盘中心设置的动力进出键合结构为四方孔12c,外轴向连接机构与实施例3相同。在实施例3中托盘活塞式摇摆执行装置是在围绕回转中心轴设有圆周布置的3个活塞缸体活塞组中,在本实施例附图38和39中删除其中一个活塞缸体活塞组中的摇摆活塞片和进排流体通道构成简化执行装置。润滑系统包括润滑剂的注入口46和润滑剂注入的管道46a,在固定托盘轴向的一端部设有注入润滑剂的密封端盖48,在密封端盖设有注油口,注油口与连接机构的邻近轴承18轴向端面的腔室连通,和/或注油口还与摇摆托盘中心设有的管道46a连通,管道46a设置在内轴向连接机构和外轴向连接机构的邻近轴承18轴向端面的腔室之间并且连通;此外润滑系统的管道46a还兼顾了对盘口动密封结构的润滑。
[0081] 在图40至44中,显示了机械驱动单作用活塞双向压送流体驱动机的总体实施例5,
[0082] 本实施例与实施例4的区别在于:机械驱动活塞作用于流体负载系统为机械驱动单作用活塞作用于流体负载双向压送流体的系统,该托盘活塞式摇摆执行装置和流体进排通道系统是在固定托盘的凹槽中设有n对的双静止活塞片和双摇摆活塞片的组合体,每对组合体中均有两个静止活塞片和两个摇摆活塞片;在固定托盘上的两个静止活塞片铅锤法面的外夹角γ之间设有一个独立工作腔室10c;在独立工作腔室10c设有并连通n组进排压送流体通道,在两个静止活塞片铅锤法面的内夹角为β的范围中的固定托盘的壁上设有外接排流体通道6a,在每个静止活塞片上设有一段排流体通道,在该段排流体通道接口设置单向阀;在摇摆托盘的凹槽中的两个摇摆活塞片铅锤法面的内夹角为θ,在每个摇摆活塞片上设有一段进流体通道6b,在该段进流体通道接口设置单向阀;固定托盘的凹槽中左旋向和右旋向的静止活塞片及所设单向阀、摇摆活塞片及所设单向阀分别属于n组独立串联的进排压送流体通道,每个组中摇摆活塞片和静止活塞片上的单向阀的流向相同,两组独立的进排压送流体通道共用同一个外接排流体通道6a和外接进流体通道6b;在内夹角为θ的范围中的摇摆托盘的壁上设有外接进流体通道6b,该进流体通道6b接口连通大气或外界,摇摆活塞片和摇摆托盘一起在静止活塞片外夹角γ的范围内摇摆。(当然摇摆活塞片实际旋转的角行程需要在外夹角γ内减去活塞和单向阀外轮廓影响的厚度)。在摇摆托盘的壁上的进流体通道6b孔邻近的止推支撑壳的壁上也要设进流体孔49,从而使进流体通道连通6b大气或外界。
[0083] 所谓在固定托盘的凹槽中设有成对的双静止活塞片和双摇摆活塞片组合体,其意味在固定托盘的凹槽中可以设置两对或更多对的双静止活塞片和双摇摆活塞片组合体。
[0084] 与工作腔室连通的单向阀为即可进或排的单向阀为进排流体单向阀,分别利用静止活塞片7和摇摆活塞片9作为进排流体阀板,进排流体单向阀同时用作排出流体和吸进流体;也可以将静止活塞片和摇摆活塞片上的进排流体单向阀的流向颠倒,虽然压送流体的方向改变但是照样可以使用,但是必须保证在流体进排通道系统中的每一路通道的进排流体单向阀的流向一致,两路压送的流体汇集为一套流体进出口。进排流体单向阀可代替实施例2中的进流体单向阀。本实施例适合泵送液体。
[0085] 在图45和46中显示了机械驱动单作用活塞双向压送流体驱动机的总体实施例6,本实施例与实施例5的区别在于:在固定托盘的壁上以回转中心线为原点,外夹角γ的二分之一处设置进流体通道6b接口,该接口连通大气或外界,外夹角γ大于内夹角θ,且γ>θ>γ1/2,此时摇摆活塞片和摇摆托盘一起在静止活塞片外夹角γ范围内摇摆。
[0086] 其余和实施例5相同。在本实施例中,在固定托盘的壁上以回转中心线为原点,相对排流体通道6a孔旋转180°的位置设置进流体通道6b,该进流体通道6b接口连通大气或外界,两个摇摆活塞片铅锤法面的内夹角θ为180°,此时两个摇摆活塞片和摇摆托盘一起在静止活塞片外夹角γ=180°一β-θ的范围内摇摆。
[0087] 在图47中显示了机械驱动单作用活塞压送流体驱动机的总体实施例7,[0088] 所述的托盘活塞式摇摆执行装置活塞片的布置方案是所述的托盘活塞式摇摆执行装置活塞片的布置方案是将4个静止活塞片的半截部分设在固定托盘的凹槽中形成对称原点布置4个敞开的独立的腔室10,其中两个相邻的静止活塞片的夹角β与另外两个相邻的静止活塞片的夹角β相同,两个相邻的静止活塞片与另外两个相邻的静止活塞片的左旋的外夹角θ和右旋的外夹角θ相同;将2个摇摆活塞片的一部分设在摇摆托盘的凹槽中形成圆周均布成2个敞开的腔室10,且2个摇摆活塞片的夹角为180°,且每个摇摆活塞片处于两个相邻的静止活塞片的夹角β或外夹角θ中;固定托盘、数个静止活塞片和与摇摆托盘共构成2个作为工作腔室10c的缸体,固定托盘、摇摆托盘和数个的摇摆活塞片共构成2个活塞;缸体和活塞组成两个活塞缸体活塞组;固定托盘的凹槽中除了工作腔室10c和静止活塞片占据的部分外的腔室空间为非行程腔室10d。该驱动机的流体进排通道系统与实施例4基本相同,但是两个静止活塞片分别处于两个摇摆活塞片的左旋方向和右旋方向,摇摆托盘在左右摇摆时都有一个摇摆活塞片处于压送做功状态,例如处于空气压缩行程
[0089] 在图48中显示了机械驱动单作用活塞压送流体驱动机的总体实施例8,[0090] 在实施例1中托盘活塞式摇摆执行装置是在围绕回转中心轴设有圆周布置的3个活塞缸体活塞组中,在本实施例附图48中删除其中两个活塞缸体活塞组中的摇摆活塞片和进排流体通道构成简化执行装置;进排流体单向阀换成进流体单向阀。
[0091] 在本文件中,如果在实施例叙述中仅列举与对照的实施例有区别的特征外,其余特征与对照实施例基本相同。显而易见,各种实施例中的有关技术特征在权利保护范围内可以合理的互换,组合和省略。
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