首页> 中国专利> 托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机

托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机

摘要

托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞摇摆压送流体机包括支架、托盘活塞式摇摆执行装置中的托盘活塞式摇摆执行器和托盘活塞式摇摆压送流体机头、冷却系统和驱动力发生系统;托盘活塞式摇摆执行器包括执行器固摇托盘组和/或执行器活塞缸体活塞组、执行器流体进排通道系统;托盘活塞式摇摆压送流体机头包括托盘活塞式摇摆执行装置中的压送流体固摇托盘组和/或压送流体活塞缸体活塞组、压送流体机头流体进排通道系统;托盘活塞式摇摆执行装置包括至少一个固摇托盘组、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构;该固摇托盘组包括固定托盘、活塞片和摇摆托盘,其摇摆活塞片角行程范围为0~300°左右,适用于压力流体驱动活塞片压送流体进行泵送工作。

著录项

  • 公开/公告号CN105090021A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-11-25

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 张民良;

    申请/专利号CN201410196993.4

  • 发明设计人 张民良;张奇琳;何培庆;高惠琴;

    申请日2014-05-05

  • 分类号F04C9/00;F04C21/00;F04C25/02;

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 300020 天津市和平区河北路浮德里8门405号

  • 入库时间 2023-12-18 12:26:02

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-04-24

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):F04C9/00 授权公告日:20180817 终止日期:20190505 申请日:20140505

    专利权的终止

  • 2018-08-17

    授权

    授权

  • 2018-03-30

    文件的公告送达 IPC(主分类):F04C9/00 收件人:张民良 文件名称:第一次审查意见通知书 申请日:20140505

    文件的公告送达

  • 2017-05-10

    实质审查的生效 IPC(主分类):F04C9/00 申请日:20140505

    实质审查的生效

  • 2015-11-25

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机,其摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为0~300°左右,适用于驱动摇摆活塞片压送流体进行泵送工作;本压送流体机驱动活塞压送的流体和动力源均是气体或液体。

背景技术

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力在较小流量和较低转速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在承载零件上承受的应力强度呈现从小到大较高倍级的峰谷值变化,作为最高应力承载零件的连杆和活塞上的销轴等成为影响寿命的薄弱环节,此外,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。

在本发明中摇摆压送流体机中的执行器和压送流体机头均使用托盘活塞式摇摆执行装置;在本人已经提出的托盘活塞式摇摆执行装置有多种型式,关于多种型式的托盘活塞式摇摆执行装置以及利用这些执行装置组成的摇摆压送流体机的具体情况请参见《托盘活塞式摇摆驱动机》申请号CN201410058099.0和20142007411.9、《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和210420073755.X、《对夹摇摆托盘活塞摇摆驱动机》申请号CN201410092706.5和201420114473.X、《机械驱动活塞作用于流体的对夹摇摆托盘活塞摇摆驱动机》申请号CN201410092640.X和201420114474.4。上述文件中的机械驱动活塞作用于流体的几种形式的托盘活塞式摇摆驱动机在本文中称之为托盘活塞式摇摆压送流体机。从上述文件如果直观的简单地理解在其中介绍的装置是一种比较适用于以悬臂驱动轴的形式输入扭矩的单个托盘活塞式摇摆执行装置的解决方案;采用电动机通过曲柄连杆机构驱动的托盘活塞摇摆压送流体机(参见专利申请《曲柄连杆机构驱动的托盘活塞摇摆压送流体机》CN201410130641.9),仅仅是一种满足电能转换成机械能驱动摇摆压送流体机型式,没有人提出利用高压气体或液体作为动力源驱动托盘活塞式摇摆压送流体机的技术方案,显然后一种型式更简单、直接,可以满足许多场合的特定要求,成本更低,效率更高。

发明内容

针对以上种种缺陷,本发明提出了解决存在问题的托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的技术方案:

一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞摇摆压送流体机,包括支架、托盘活塞式摇摆执行装置中的托盘活塞式摇摆执行器和托盘活塞式摇摆压送流体机头、冷却系统和驱动力发生系统;冷却系统是对本压送流体机的元件进行强制冷却和/或自然散热的机构;托盘活塞式摇摆执行器包括执行器固摇托盘组和/或执行器活塞缸体活塞组、执行器流体进排通道系统;托盘活塞式摇摆压送流体机头包括压送流体固摇托盘组和/或压送流体活塞缸体活塞组、压送流体机头流体进排通道系统;执行器流体进排通道系统和压送流体机头流体进排通道系统分别包括各自的流体通道、管口和阀,流体通道与工作腔室连通;托盘活塞式摇摆执行装置包括至少一个固摇托盘组、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构;该固摇托盘组包括固定托盘、活塞片和摇摆托盘,在固定托盘和摇摆托盘上分别围绕回转中心轴线360°,以回转中心圆的直径Φ1,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上述的凹槽中形成圆周布置的数个敞开的独立的腔室;所有托盘的回转中心轴线重合,且当回转中心轴线处于铅锤方向时,所有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,活塞片是在铅锤法面相交的特定轮廓线以回转中心圆的直径Φ1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Φ1,夹角为α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部分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;每个固摇托盘组中两个相邻托盘敞开的腔室对扣合成一个封闭的腔室时接触的轴向侧端面为水平法面S-S,特定轮廓线在铅锤法面与水平法面上左右两个交点的宽度为特定轮廓线的外轮廓在铅锤法面上左右两条相距最远的铅锤切线的宽度;每个固摇托盘组中两个相邻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并形成动密封结构;固定托盘与所设定其上的活塞片都相对地球固定不动,在每个固定托盘上设定的活塞片称之为静止活塞片;其中的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,在每个固摇托盘组的凹槽中围绕回转中心轴设有圆周布置或均布数个摇摆活塞片和静止活塞片,每个固摇托盘组中的摇摆活塞片在其中的固定托盘的凹槽中相邻的静止活塞片之间摇摆;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,当然如果特定轮廓线采用长圆形的活塞片,固定托盘上插入静止活塞片的深度和摇摆托盘上插入摇摆活塞片的深度可以不一样,考虑到静止活塞片和摇摆活塞片上的密封件的通用性,推荐两个深度相同,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;在固定托盘的凹槽、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;在每个固摇托盘组中固定托盘和数个静止活塞片与摇摆托盘结合构成数个作为工作腔室的缸体,在每个固摇托盘组中摇摆托盘和数个的摇摆活塞片与固定托盘结合构成数个活塞;该个摇摆活塞片、相邻的静止活塞片、摇摆托盘和固定托盘构成每个固摇托盘组中一个活塞缸体活塞组;在每个固摇托盘组的凹槽中至少设有m≥2个活塞缸体活塞组,其中的摇摆活塞片在固摇托盘组的每个工作腔室中围绕回转中心轴线的左转向角行程范围或右转向角行程范围相等;每个固摇托盘组的固定托盘利用连接机构连接,润滑系统包括对动密封元件和/或轴承采用自润滑材料和/或润滑剂润滑系统和/或强制润滑系统;

驱动力发生系统包括压力流体动力源和压力流体动力源管路;执行器流体进排通道系统是在执行器活塞缸体活塞组的独立工作腔室的左右旋向两端部分别设有一路进流体通道和一路排流体通道,该路进流体通道和该路排流体通道通过多位换向阀与压力流体动力源管路连接;压送流体机头流体进排通道系统是在压送流体活塞缸体活塞组的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压送流体通道和一路排压送流体通道,此独立工作腔室为压送流体工作腔室,在该路进压送流体通道中设有并且连通仅能够进流体的单向阀,在每路排压送流体通道中设有并且连通仅能够排流体的单向阀;托盘活塞式摇摆执行装置安装在支架上。

更进一步技术方案,托盘活塞式摇摆执行装置设有一个固摇托盘组,在固摇托盘组中分别设有执行器活塞缸体活塞组和压送流体活塞缸体活塞组,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、外圆轴孔、止推轴承和止推支撑壳,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盘,这两个法兰盘连接的端面与托盘的旋转轴线的相垂直,托盘和止推支撑壳的法兰盘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,外轴杆与摇摆托盘一体或分体,外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,轴承的两个轴向侧端面分别与摇摆托盘和止推支撑壳上的外圆轴孔底端面接触和外圆轴杆上的轴肩接触。

更进一步技术方案,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侧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侧端面接触,另一个端面与外圆轴杆的轴肩端面接触。

还有一种托盘活塞式摇摆执行装置为对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置设有两个固摇托盘组,该执行装置包括两个固定托盘和中间托盘,中间托盘夹在与赤道平面D-D对称设置的上、下两个固定托盘中间;中间托盘是以与赤道平面D-D对称设有两层与固定托盘相同方式围绕回转中心轴线构成环状的上、下凹槽的双凹槽摇摆托盘,赤道平面D-D与水平法面S-S相互平行,上层的上固定托盘和双凹槽摇摆托盘的上凹槽构成上固摇托盘组的腔室,下层的下固定托盘和双凹槽摇摆托盘的下凹槽构成下固摇托盘组的腔室;在每个固摇托盘组的凹槽中设有m≥2个活塞缸体活塞组时,其中的摇摆活塞片在上、下固摇托盘组的每个工作腔室中围绕回转中心轴线的左转向角行程角度或右转向角行程角度相等;两个固摇托盘组中的上、下固定托盘和双凹槽摇摆托盘利用连接机构连接,连接机构包括固定托盘法兰盘和紧固件,在上、下两个固定托盘的外圆周的端面,沿旋转轴向均设有法兰盘,两个固定托盘法兰盘的连接的端面与托盘的旋转轴线的垂直平面平行,上、下两个固定托盘的法兰盘的端面相互连接一体后用紧固件固定。进一步细节请看上述推荐资料。对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置的单位生产能力的体积更为紧凑,制造成本比较低。

还有一种对夹托盘活塞式摇摆执行装置为对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,该执行装置的双凹槽摇摆托盘采用分体结构,沿与赤道平面D-D平行的分型基准面分割双凹槽摇摆托盘,构成两个背向叠罗一起的摇摆托盘,分割双凹槽摇摆托盘后的上部实体为上固摇托盘组中上摇摆托盘,下部实体为下固摇托盘组中下摇摆托盘,上层的上固定托盘和上摇摆托盘的凹槽构成上固摇托盘组的腔室,下层的下固定托盘和下摇摆托盘的凹槽构成下固摇托盘组的腔室;在上、下摇摆托盘回转中心利用动力进出键合结构连接,动力进出键合结构采用驱动孔轴机构或凸齿盘机构。本方案采用分体摇摆托盘特别适应超大尺寸规格的摇摆托盘活塞式摇摆执行装置。

按照操作步骤的特点,在本文提出数个实施例中主要包括三种类型和6种型式的托盘活塞式摇摆执行装置,这三种类型为采用一个固摇托盘组的托盘活塞式摇摆执行装置、对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置和对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,这三种类型根据采用不同的单向阀和布局方案可以构成许许多多型式,至少可以扩展至在背景技术提供的专利申请中的所有实施例的机型;关于这三种类型的执行装置以及利用这些执行装置组成的摇摆压送流体机的具体情况请参见背景技术中提供的有关技术资料。由于专利申请文件对题目字数的限制,本文中的“对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置”和“对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置”,在《对夹摇摆托盘活塞摇摆驱动机》申请号CN201410092706.5和《机械驱动活塞作用于流体的对夹摇摆托盘活塞摇摆驱动机》申请号CN201410092640.X中均表达为“对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置”和“对夹分体摇摆托盘活塞摇摆执行装置”。以上三种托盘活塞式摇摆驱动机在本文中称之为托盘活塞式摇摆压送流体机,本文的实施例中的结构与上述在先申请专利的技术特征的表现形式在专利保护的范围内也许略有一些变形。

在本发明中托盘活塞式摇摆执行装置不仅作为气体驱动活塞作用于流体负载的驱动器使用,还作为压送流体机头使用;该机械需要能满足摇摆托盘的摇摆动作起止位置和极位角度的要求,考虑到静止活塞片和摇摆活塞片在腔室中占据的位置,托盘活塞式摇摆执行装置常用的极位角度0>θ>300°,本托盘活塞式摇摆压送流体机通过托盘活塞式摇摆执行器使压送流体机头的摇摆托盘获得了摇摆动作,并满足极位角度的技术要求,压送流体机头的摇摆活塞片在工作腔室摇摆完成吸进流体和压送流体的角行程。

作为本托盘活塞式摇摆压送流体机的进一步方案,压送流体机设有压送流体固摇托盘组和执行器固摇托盘组,执行器流体进排通道系统包括其中执行器固摇托盘组的所有的活塞缸体活塞组的独立工作腔室,这些独立工作腔室的左右旋向两端部分别设有一路进流体通道组成并连连接总进流体通道和一路排流体通道组成并连连接总排流体通道,该并连连接总进流体通道和该并连连接总排流体通道通过多位换向阀与压力流体动力源管路连接。

作为本托盘活塞式摇摆压送流体机的进一步方案,连接机构还增设外弹性压紧连接机构,外弹性压紧连接机构包括固定销轴和调整垫,固定销轴穿过下固定托盘法兰盘上的通孔固定在上固定托盘和/或支架的支撑板上,并且用锁紧螺母锁紧,固定销轴的中心轴线与下固定托盘的回转中心线平行,在固定销轴的轴肩台与上固定托盘法兰盘的外端面之间设有数个弹性的调整垫。

作为本托盘活塞式摇摆压送流体机的进一步方案,动力进出键合结构的驱动孔轴机构包括驱动孔,键和轴杆,在上、下摇摆托盘中心分别设定驱动孔和轴杆,轴杆与上或下摇摆托盘一体或分体,驱动孔和轴杆利用键连接,上摇摆托盘和下摇摆托盘通过驱动孔和/或轴杆的键槽孔可与键啮合的端面上相对轴向滑动,驱动孔和轴杆与上、下摇摆托盘的回转中心轴线的重合;

作为本托盘活塞式摇摆压送流体机的进一步方案,动力进出键合结构的凸齿盘机构包括凸齿,在上、下摇摆托盘相邻一侧的轴向侧端面分别设有相互嵌合的轴向伸出至少一个凸齿,上摇摆托盘和下摇摆托盘通过相互嵌合的凸齿可在数个凸齿啮合的端面上相对轴向滑动。

作为本托盘活塞式摇摆压送流体机的进一步方案,动力进出键合结构还增设弹性内涨压紧结构,弹性内涨压紧结构是在上和下摇摆托盘相邻的轴向侧端面之间增加至少一个调整垫,上和下摇摆托盘相邻一侧的轴向侧端面相互平行,调整垫采用刚性材料调整垫或弹性材料调整垫或金属材料的弹簧调整垫。

连接机构增设外弹性压紧连接机构和动力进出键合结构还增设弹性内涨压紧结构,是为了保证每个固摇托盘组中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,安装后弹性的调整垫保持一定的膨胀力,该膨胀力还使每个固摇托盘组中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。

作为本托盘活塞式摇摆压送流体机的进一步方案,压送流体机头流体进排通道系统是将数个压送流体活塞缸体活塞组的工作腔室为1级压送流体工作腔室,1级压送流体工作腔室的排压送流体通道汇集后连通储气室;该排压送流体通道和/或储气室还与其它数个次级压送流体活塞缸体活塞组的压送流体工作腔室的进流体通道连通,次级的工作腔室为2级压送流体工作腔室,并以此方式排序顺延至最后的n级压送流体工作腔室,据此构成n级压缩气体系统。很明显如果根据各级空气压缩容积的匹配的合理计算可以不需要储气室和恒压溢流阀,否则必须需要储气室和恒压溢流阀作为中间存储容器和控制器。从理论上利用本原理可以设置任意级数的压缩比,而且安装和维修都很方便。

根据本托盘活塞式摇摆执行装置组成的压送流体机包括多种结构,有多种型式,以下为三种主要型式的托盘活塞式摇摆执行装置的工作模式;

第1种流体驱动单作用活塞压送流体负载进行泵送工作模式是:托盘活塞式摇摆压送流体机的托盘活塞式摇摆执行装置中的执行器活塞缸体活塞组和压送流体活塞缸体活塞组设置在同一个固摇托盘组中,托盘活塞式摇摆执行器利用固摇托盘组中数个活塞缸体活塞组作为执行器活塞缸体活塞组;托盘活塞式摇摆压送流体机头利用固摇托盘组中其余的数个活塞缸体活塞组作为压送流体活塞缸体活塞组;压力流体动力源管路中的压力流体通过多位换向阀进入托盘活塞式摇摆执行器的独立工作缸体,该缸体的进流体通道和排流体通道是通过多位换向阀反复换位,以驱动执行器活塞缸体活塞组中的摇摆活塞片在执行器工作缸体中左右摇摆,与摇摆活塞片固定一起的摇摆托盘随之摇摆;压送流体固摇托盘组中摇摆托盘左旋转角γ2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压送流体工作腔室空间,摇摆活塞片的背压侧压送流体工作腔室的流体从进排压送流体通道排至大气,摇摆活塞片到极限位置后换向;压送流体固摇托盘组中摇摆托盘左旋转角γ1进行负载的压程时,将刚才吸入的流体从排流体通道的单向阀排出压送流体工作腔室,大气中的流体从进排压送流体通道进入摇摆活塞片的背压侧压送流体工作腔室中。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等等。

第2种是流体驱动双作用活塞压送流体负载进行泵送工作模式,它与单作用压送的操作步骤基本相同,它的结构区别是:采用对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,托盘活塞式摇摆执行器利用其中一个固摇托盘组中所有活塞缸体活塞组作为执行器活塞缸体活塞组;托盘活塞式摇摆压送流体机头利用另一个固摇托盘组中所有的活塞缸体活塞组作为压送流体活塞缸体活塞组;压送流体活塞缸体活塞组中每个压送流体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;压送流体活塞缸体活塞组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和/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上的单向阀压出流体,摇摆活塞片在左右摇摆中都做功。

第3种是流体驱动单作用活塞作用于流体负载双向压送流体负载进行泵送工作模式,它与双作用压送的操作步骤的区别在于,在压送流体固摇托盘组中每个压送流体工作腔室上设有两组进排压送流体通道,在每组进排压送流体通道的压送流体活塞缸体活塞组中的静止活塞片和摇摆活塞片上分别设置单向阀,摇摆托盘在左右旋向时,每个压送流体活塞缸体活塞组中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,利用压送流体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,缸体的容积利用率更高。

本发明的托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机与现有技术的活塞泵和活塞压缩机产品技术相比的有益效果是:

1、强度和寿命增加。本托盘活塞式摇摆压送流体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,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,因此许多关键零件可以采用塑料直接注射或3D打印成形,材料成本、体积和重量大大减少,采用普通低廉的结构材料作为缸体和活塞可获得极高压气体,如果托盘和活塞片等采用塑料材料重量可进一步减轻重量,降低了成本;为了适应在高强度的或高温状态下的使用要求可以采用高压铸铝材料;

2、体积减小,但是能力增加。由于利用驱动轴直接驱动摇摆托盘及固定一起的摇摆活塞片,摇摆托盘与摇摆活塞片固定一起的结合面积较大,其强度较高,特别是支撑壳可以采用焊接的或组装的钣金件,减少了由于铸造带来的体积限制和昂贵的成本,可以制作超大规格的巨型的压送流体机,本设备的输入功率和能力很大,可以超过世界上现有的最大功率和流量的空气压缩机和水泵,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,而且体积大幅度减小;

3、利用摇摆托盘与固定托盘滑动啮合面的弹性压紧结构,可以有效地防止液击或超压事故,通过位移传感器可以自动停车。

4、用本压送流体机可以很方便的完成多级压缩气体的增压系统或气液压送的转换系统;

5、作为压送液体的泵时,由于本设备能获得真空,可以不需像离心泵一样预先灌注液体,由此本设备可以设置在较高的位置,方便了安装与维修。当然本压送流体机还可以作为真空泵使用;

6、利用风力涡轮叶片作为曲柄连杆机构驱动的托盘活塞摇摆压送流体机(参见专利申请《曲柄连杆机构驱动的托盘活塞摇摆压送流体机》CN201410130641.9)的原动机,可以制造出较大产出规模的多级空气压缩使用和储存系统(或抽水蓄能系统),风能驱动巨大规模空气压缩机产出的高压气体可以储存在天然形成或人工形成的溶洞或矿井或海底束袋的巨型容器中,这种基于压缩空气的储能系统具有无限次循环和低污染特点,该系统弥补了风能和太阳能不稳定性和间歇性的缺点,继而利用这种大量成本廉价得几乎免费的压缩流体动力源,驱动本发明的托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机进行淡水输送,它可以打造100%可再生能源驱动的中国新的东水西调、南水北调工程和世界层面更大的调水工程,例如沿风能资源丰富的海岸线和沙漠地带进行超长距离、低驱动成本、高速和高压输水管道的优质淡水输送,特别是从海岸线中优质淡水资源丰富的入海口提水输送到内蒙、新疆、外蒙古、哈萨克斯坦、吉尔吉斯坦和塔吉克斯坦等水比油还贵的缺水地区,超低成本解决我国、与我国相邻的周边国家和世界各地的淡水短缺问题,彻底解决土地沙漠化的根源,利用风能的永久正能量获得淡水,利用淡水获得农业生物质,解决世界层面的优质农垦耕作土地短缺问题,完成风能-淡水-能源作物-生物燃料的可再生能源生产的可持续循环,为实现人类社会所需的大规模可再生能源融入系统又提供一个有价值的机械设备,首先它可以创造更多的本国内需的市场机遇,为有志之士提供就业机会或更大的发展机会,使荒无人烟的地区变成人间乐土。

附图说明

图1是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例1的轴侧图,该托盘活塞式摇摆压送流体机是在托盘活塞式摇摆执行装置中设有1个固摇托盘组,在固摇托盘组中设有2个执行器活塞缸体活塞组和1个压送流体活塞缸体活塞组;图2是图1的托盘活塞式摇摆压送流体机的轴测爆炸剖视图;图3是沿水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图,还是图5的Z-Z剖面图;图4是图2的B-B倾斜测视剖面图;图5是图2的A-A剖面图;

图6是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例2的轴侧图,该托盘活塞式摇摆压送流体机采用对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,在托盘活塞式摇摆执行装置中上固摇托盘组为执行器固摇托盘组,下固摇托盘组为压送流体固摇托盘组,在执行器固摇托盘组中设有3个执行器活塞缸体活塞组;在压送流体固摇托盘组中设有3个压送流体活塞缸体活塞组;图7是图6的托盘活塞式摇摆压送流体机的正视图;图8是图6的托盘活塞式摇摆压送流体机的轴测爆炸图;图9是图13的G-G剖面图,图10是图9的H-H剖面图;

图11是图14的总体实施例3的压送流体机头流体进排通道系统图;

图12是图7的C-C剖面图,还是沿上固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图;图13是图7的E-E剖面图,还是沿下固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的俯视剖面图;

图14是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例3的轴侧图,图15是图14的实施例3的横断剖视图;

图16是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例4的轴侧图,该托盘活塞式摇摆压送流体机采用对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,在托盘活塞式摇摆执行装置中上固摇托盘组为执行器固摇托盘组,下固摇托盘组为压送流体固摇托盘组,在执行器固摇托盘组中设有2个执行器活塞缸体活塞组;在压送流体固摇托盘组中设有2个压送流体活塞缸体活塞组;图17是图16的托盘活塞式摇摆压送流体机沿铅锤轴向颠倒180°的轴侧图;图18是图16的托盘活塞式摇摆压送流体机的轴测爆炸图;图19是图22的K-K剖面图,图20是图19的J-J剖面图;图21是图19的H-H剖面图,还是沿上固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图;图22是图19的I-I剖面图,还是沿下固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的俯视剖面图;

图23是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例5的轴侧图,该托盘活塞式摇摆压送流体机采用对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,在托盘活塞式摇摆执行装置中上固摇托盘组为执行器固摇托盘组,下固摇托盘组为压送流体固摇托盘组,在执行器固摇托盘组中设有1个执行器活塞缸体活塞组;在压送流体固摇托盘组中设有1个压送流体活塞缸体活塞组;图24是图23的托盘活塞式摇摆压送流体机沿铅锤轴向颠倒180°的轴侧图;图25是图23的托盘活塞式摇摆压送流体机的轴测爆炸图;图26是图29的O-O剖面图,图27是图26的N-N剖面图;图28是图26的L-L剖面图,还是沿上固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图;图29是图26的M-M剖面图,还是沿下固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的俯视剖面图;

图30是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例6的轴侧图,该托盘活塞式摇摆压送流体机采用对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,在托盘活塞式摇摆执行装置中上固摇托盘组为执行器固摇托盘组,下固摇托盘组为压送流体固摇托盘组,在执行器固摇托盘组中设有2个执行器活塞缸体活塞组;在压送流体固摇托盘组中设有2个压送流体活塞缸体活塞组;图31是图30的托盘活塞式摇摆压送流体机沿铅锤轴向颠倒180°的轴侧图;图32是图30的托盘活塞式摇摆压送流体机的轴测爆炸图;图33是图36的U-U剖面图,图34是图32的中显示增加孔51a用紧固件3固定的圆形轮廓线的可拆卸的摇摆活塞片9的L2-L2剖面图;图35是图33的T-T剖面图;图36是图33的P-P剖面图,还是沿上固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图;图37是图33的R-R剖面图,还是沿下固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的俯视剖面图;图38是图34的俯视图,R1为在水平法面摇摆活塞片与摇摆托盘外圆盘口的相交弧,R4为在水平法面摇摆活塞片与摇摆托盘内圆盘口的相交弧;

图39是本发明的一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例7的轴侧图,该托盘活塞式摇摆压送流体机采用对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,在托盘活塞式摇摆执行装置中下固摇托盘组为压送流体固摇托盘组,在上固摇托盘组中设有1个执行器活塞缸体活塞组和2个压送流体活塞缸体活塞组;在压送流体固摇托盘组中设有3个压送流体活塞缸体活塞组;图40是图39的托盘活塞式摇摆压送流体机沿铅锤轴向颠倒180°的轴侧图;图41是图39的托盘活塞式摇摆压送流体机的轴测爆炸图;图42是图45的X-X剖面图,图43是图42的Y-Y剖面图;图44是图42的V-V剖面图,还是沿上固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的仰视剖面图;图45是图42的W-W剖面图,还是沿下固摇托盘组的水平法面平行横切进流体通道的俯视剖面图;图46是图34可拆卸的摇摆活塞片9的右视图;

图中:1-上固定托盘,1a-上固定托盘法兰盘,1c-固定托盘,2-下固定托盘,2a-下固定托盘法兰盘,3-紧固件,4-双凹槽摇摆托盘,4a-上摇摆托盘,4b-下摇摆托盘,4c-单凹槽摇摆托盘,4d-摇摆托盘的轴向侧端面,5-支架,6-进排流体通道,6a-排流体通道,6b-进流体通道,6a2-排压送流体通道,6b2-进压送流体通道,6c2-进排压送流体通道圆孔,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,10c2-压送流体工作腔室,10c1-1级压送流体工作腔室,10c-2级压送流体工作腔室,11-内圆盘口密封圈,11a-内圆盘口密封槽,11b-内圆盘口,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-止推支撑壳,13a-止推支撑壳法兰盘,14-碟簧,15-轴承,16-第1例托盘活塞式摇摆压送气体机,17-轴杆,17a-轴杆键,17b-轴杆的轴肩,17d-外圆轴杆,18-销轴,19-弹性密封板,20-进流体阀片,20a-凸脚,21-导向销,22-排流体阀片,23-限动片,24-压簧,25-阀盖板,26-第2例托盘活塞式摇摆压送气体机,27-调整垫,28-两级压缩托盘活塞摇摆压送气体机,29-固定销轴,30-导向销孔,31-阀杆,32-弹簧,33-阀片密封垫,34-进排流体阀片,35-恒压溢流阀,36-储气室,37-高压储气室,38-圆法兰盘,39-第4例对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆压送液体机,40-止推轴向侧端面内孔,41-凸齿,42-第5例托盘活塞式摇摆压送流体机,43-注入嘴,43a-注入孔道,44-密封端盖,45-轴承,46-轴承孔,47-第6例托盘活塞式摇摆压送流体机,48-起跳腔室,49-活塞片键槽,50-第7例托盘活塞式摇摆压送流体机,51-凸环,51a-增加孔,F1-进流体的单向阀,F2-排流体的单向阀,Q-Q为铅锤法面,S-S为水平法面,赤道平面-D-D,γ1-摇摆托盘的摆动角行程的左旋向角度,γ2-摇摆托盘的摆动角行程的右旋向角度,γ-左旋向和右旋向摇摆角行程角度的合计范围。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机作进一步的描述。

在图1至5中,显示了托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例1。本实施例为第1例托盘活塞式摇摆压送气体机16,特别适合泵送液体。

参考图1至6,一种托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机,包括支架5、托盘活塞式摇摆执行装置中的托盘活塞式摇摆执行器和托盘活塞式摇摆压送流体机头、冷却系统和驱动力发生系统;冷却系统是对本压送流体机的元件进行自然散热的机构;托盘活塞式摇摆执行器包括2个执行器活塞缸体活塞组、执行器流体进排通道系统;托盘活塞式摇摆压送流体机头包括托盘活塞式摇摆执行装置中的1个压送流体活塞缸体活塞组、压送流体机头流体进排通道系统;执行器流体进排通道系统和压送流体机头流体进排通道系统分别包括各自的流体通道、管口和阀,流体通道与工作腔室连通;托盘活塞式摇摆执行装置包括一个固摇托盘组、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构;该固摇托盘组包括固定托盘、活塞片和摇摆托盘,在固定托盘和摇摆托盘上分别围绕回转中心轴线360°,以回转中心圆的直径Φ1,按照铅锤法面活塞片啮合轮廓线形成环状的凹槽;将3个活塞片的半截部分设定在上述的固定托盘或摇摆托盘凹槽中形成圆周布置的数个敞开的独立的腔室10;所有托盘的回转中心轴线重合,且当回转中心轴线处于铅锤方向时,所有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,活塞片是在铅锤法面相交的特定轮廓线以回转中心圆的直径Φ1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Φ1,夹角为α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10a和静止轮廓线10b构成;在铅锤法面上,活塞片伸出凹槽水平法面部分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,本附图中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;活塞片和托盘凹槽的铅锤法面啮合轮廓线与铅锤法面静止轮廓线对称于水平法面;每个固摇托盘组中两个相邻托盘敞开的腔室对扣合成一个封闭的腔室时接触的轴向侧端面为水平法面S-S;每个固摇托盘组中两个相邻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并形成动密封结构;固定托盘1c与所设定其上的活塞片都相对地球固定不动,在每个固定托盘上设定的活塞片称之为静止活塞片7;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均为连体结构,也可以为可拆卸分体结构;其中的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4c,在摇摆托盘上设定的活塞片称之为摇摆活塞片9,在每个固摇托盘组的凹槽中围绕回转中心轴设有均布3个摇摆活塞片和3个静止活塞片,每个固摇托盘组中的摇摆活塞片在其中的固定托盘的凹槽中相邻的静止活塞片之间摇摆;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;在固定托盘的凹槽、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;在每个固摇托盘组中固定托盘和数个静止活塞片与摇摆托盘结合构成3个作为工作腔室的缸体,在每个固摇托盘组中摇摆托盘和数个的摇摆活塞片与固定托盘结合构成3个活塞;该个摇摆活塞片、相邻的静止活塞片、摇摆托盘和固定托盘构成每个固摇托盘组中一个活塞缸体活塞组;在本实施例中,固摇托盘组的凹槽中设有m=3个活塞缸体活塞组,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22及说明),但是成本增加,且带来缸体有效容积减少,或者需要增大设备的体积的缺点,除非另有它用;其中的摇摆活塞片在固摇托盘组的每个工作腔室中围绕回转中心轴线的左转向角行程γ1范围或右转向角行程γ2范围相等;每个固摇托盘组的固定托盘利用连接机构连接,润滑系统包括对动密封元件采用自润滑材料;驱动力发生系统包括压力流体动力源和压力流体动力源管路(附图未显示);执行器流体进排通道系统是在固摇托盘组中的两个执行器活塞缸体活塞组的独立工作腔室10c的左右旋向两端部设有一路进流体通道6b并连连接为总进流体通道,同理左右旋向两端部设有一路排流体通道6a并连连接为总排流体通道,该总进流体通道和该总排流体通道通过多位换向阀与压力流体动力源管路连接;

压送流体机头流体进排通道系统是在固摇托盘组余下的一个压送流体活塞缸体活塞组的独立工作腔室设有并且连通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压送流体通道6b2和一路排压送流体通道6a2,此独立工作腔室为压送流体工作腔室10c2,在该路进压送流体通道6b2中设有并且连通仅能够进流体的单向阀F1,在每路排压送流体通道6a2中设有并且连通仅能够排流体的单向阀F2;

在附图3中下部的静止活塞片上设有的进流体通道6b和进压送流体通道6b2兼用一个通道,也可以设置各自单独的通道,特别是因压送不同的介质而需要防止混入时。

托盘活塞式摇摆执行装置安装在支架5上;驱动力发生系统为压力流体动力源通过相应流体通道、管口和阀,流体通道与执行器流体进排通道系统的工作腔室连通,通过托盘活塞式摇摆执行器的工作腔室10c中的摇摆活塞片的摇摆作用带动托盘活塞式摇摆压送流体工作腔室10c2中的摇摆活塞片摇摆,在压送流体机头的工作腔室往复摇摆进行流体吸程和压程工作,在此完成压送流体负载的任务。

托盘活塞式摇摆执行装置仅设有一个固摇托盘组,在固摇托盘组中分别设有执行器活塞缸体活塞组和压送流体活塞缸体活塞组,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17d、外圆轴孔13b、止推轴承15和止推支撑壳13,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盘,这两个法兰盘连接的端面与托盘的旋转轴线的相垂直,托盘法兰盘1a和止推支撑壳法兰盘13a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,外轴杆与摇摆托盘一体,外轴杆和外轴孔之间设有轴承,轴承为角接触轴承,轴承的两个轴向侧端面分别与摇摆托盘和止推支撑壳上的外圆轴孔底端面接触和外圆轴杆上的轴肩接触。

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侧端面与外圆轴杆的轴肩端面之间增加2个弹性调整垫,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侧端面接触,另一个端面与外圆轴杆的轴肩端面接触,弹性调整垫为碟簧14。

参考图2、4至5,对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置的固摇托盘组中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任取一个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;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。

参考图2、4至5,对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置的每个固摇托盘组中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一个半环密封圈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。本实施例为压缩气体驱动单作用活塞压送流体负载进行泵送工作,摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为90°左右。

参见附图3、4和32,与压送流体工作腔室连通的进流体的单向阀为进流体单向阀,该阀包括进流体阀板、销轴18和进流体阀片20,利用压送流体工作腔室一侧的静止活塞片7作为进流体阀板,在进流体阀板上设有进流体通道孔6b2,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,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销轴18固定在进流体阀板面向压送流体腔室的右转向γ2角行程一侧的端面上,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20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20a,该凸脚20a伸入进流体阀板的盲孔中;进流体通道孔与进压送流体通道6b2连通。在吸程时,摇摆活塞片逆时针旋转,压送流体工作腔室形成的真空压力使进流体阀片克服扭曲弹力打开,在压程时,摇摆活塞片顺时针旋转,压送流体工作腔室中的流体压力使进流体阀片关闭。

参见附图4和32,与工作腔室一侧连通的单向阀为排流体单向阀,该阀包括排流体阀板、限动板23、导向销21、弹性密封板19、压簧24、阀盖板25和排流体阀片22,在固定托盘1c邻近排流体通道孔的静止活塞片7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48,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10c2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21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23,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20a,弹性膜片的两端面夹持在凸脚之间;还可以在排流体阀片22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20a,该凸脚20a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压送流体通道6a2连通。在吸程时,摇摆活塞片逆时针旋转,压送流体工作腔室形成的真空压力使排流体阀片关闭,在压程时,摇摆活塞片顺时针旋转,压送流体工作腔室形成的流体压力使进流体阀片克服压簧24而打开。

参考图6至13,显示了托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例2。本实施例为第2例托盘活塞式摇摆压送气体机26,特别适合压送气体。它与实施例1的区别在于:

1、托盘活塞式摇摆执行装置为对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,对夹摇摆托盘活塞式摇摆执行装置设有两个固摇托盘组,该执行装置包括两个固定托盘和中间托盘,中间托盘夹在与赤道平面D-D对称设置的上、下两个固定托盘1、2中间;中间托盘是以与赤道平面D-D对称设有两层与固定托盘相同方式围绕回转中心轴线构成环状的上、下凹槽的双凹槽摇摆托盘4,赤道平面D-D与水平法面S-S相互平行,上层的上固定托盘1和双凹槽摇摆托盘4的上凹槽构成上固摇托盘组的腔室,下层的下固定托盘2和双凹槽摇摆托盘4的下凹槽构成下固摇托盘组的腔室;在每个固摇托盘组的凹槽中设有m=3个活塞缸体活塞组时,其中的摇摆活塞片在上、下固摇托盘组的每个工作腔室中围绕回转中心轴线的左转向角行程角度或右转向角行程角度相等;两个固摇托盘组中的上、下固定托盘和双凹槽摇摆托盘利用连接机构连接,连接机构包括固定托盘法兰盘和紧固件,在上、下两个固定托盘的外圆周的端面,沿旋转轴向均设有法兰盘,两个固定托盘法兰盘1a、2a的连接的端面与托盘的旋转轴线的垂直平面平行,上、下两个固定托盘的法兰盘的端面相互连接一体后用紧固件固定。

2、本实施例的连接机构为外弹性压紧连接机构,外弹性压紧连接机构包括固定销轴29和弹性调整垫,弹性调整垫为碟簧14,固定销轴29穿过下固定托盘法兰盘上的通孔固定在支架5的支撑板上,并且用锁紧螺母锁紧,固定销轴29的中心轴线与下固定托盘的回转中心线平行,在固定销轴的轴肩台与上固定托盘法兰盘的外端面之间设有数个碟簧14。在上下固定托盘法兰盘1a、2a的相邻的轴向侧端面之间也增加设有调整垫27,调整垫27为刚性材料。

4、本实施例的压送流体机设有压送流体固摇托盘组和执行器固摇托盘组,执行器流体进排通道系统包括上固摇托盘组的3个活塞缸体活塞组的独立工作腔室10c,这些独立工作腔室10c的左右旋向两端部分别设有一路进流体通道6b组成并连连接总进流体通道和一路排流体通道6a组成并连连接总排流体通道,该并连连接总进流体通道和该并连连接总排流体通道通过一个多位换向阀与压力流体动力源管路连接(图中未显示)。

5、本实施例为压缩气体驱动单作用活塞压送流体负载进行压送工作,摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为90°左右。

6、参见附图13和18,进流体的单向阀为进排流体单向阀,该阀包括进排流体阀板、阀杆31、弹簧32和进排流体阀片34,利用在压送流体工作腔室中的摇摆活塞片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压送流体通道圆孔6c2,在吸程时,摇摆活塞片顺时针旋转,压送流体工作腔室形成的真空压力使进排流体阀片克服弹簧弹力打开,在压程时,摇摆活塞片逆时针旋转,压送流体工作腔室形成的流体压力使进排流体阀片关闭。

在图11、14和15中,显示了托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例3。

本实施例为两级压缩托盘活塞摇摆压送气体机28,它与实施例2的区别在于:

两级托盘活塞摇摆压送气体机28为可移动式气动多级空气增压机。在两级托盘活塞摇摆压送气体机28中,将实施例2中的第2例托盘活塞式摇摆压送气体机26的下固定托盘利用紧固件3安装固定在作为储气室36的立式储气罐的圆法兰盘38上,圆法兰盘38利用紧固件3密封在立式储气罐法兰盘口上,立式储气罐下部为作为高压储气室37的卧式储气罐;压送流体机头流体进排通道系统是将数个压送流体活塞缸体活塞组的工作腔室为1级压送流体工作腔室10c1,1级压送流体工作腔室10c1的排压送流体通道6b2汇集后连通储气室36,为了安全在储气室还增设并且连通恒压溢流阀35;该排压送流体通道6b2和储气室还与其它数个次级压送流体活塞缸体活塞组的压送流体工作腔室的进流体通道6bb2连通,次级的工作腔室为2级压送流体工作腔室10c2,并以此方式排序顺延至最后的n=2级压送流体工作腔室10c2,据此构成n=2级压缩气体系统。

在图16至22中,显示了托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例4。

本实施例为第4例托盘活塞式摇摆压送液体机39,特别适合泵送液体。它与实施例2的区别在于:

1、对夹托盘活塞式摇摆执行装置为对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,该执行装置的双凹槽摇摆托盘采用分体结构,沿与赤道平面D-D平行的分型基准面分割双凹槽摇摆托盘,构成两个背向叠罗一起的摇摆托盘,分割双凹槽摇摆托盘4后的上部实体为上固摇托盘组中上摇摆托盘4a,下部实体为下固摇托盘组中下摇摆托盘4b,上层的上固定托盘1和上摇摆托盘4a的凹槽构成上固摇托盘组的腔室,下层的下固定托盘2和下摇摆托盘4b的凹槽构成下固摇托盘组的腔室;在上、下摇摆托盘回转中心利用动力进出键合结构连接,动力进出键合结构采用凸齿盘机构。

2、上和下摇摆托盘之间的动力进出键合结构的凸齿盘机构包括凸齿,在上、下摇摆托盘相邻一侧的轴向侧端面4d分别设有相互嵌合的轴向伸出2个凸齿41,上摇摆托盘和下摇摆托盘通过相互嵌合的凸齿可在数个凸齿啮合的端面上相对轴向滑动。

3、动力进出键合结构还增设弹性内涨压紧结构,弹性内涨压紧结构是在上和下摇摆托盘4a、4b相邻的轴向侧端面4d之间增加了12个调整垫,上和下摇摆托盘4a、4b相邻一侧的轴向侧端面4d相互平行,调整垫采用金属材料的碟簧14。

4、本实施例中,在执行器流体进排通道系统中,压送流体固摇托盘组中设有均布的两个工作腔室10c,所属的两个摇摆活塞片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。摇摆托盘的摆动角行程的左旋向角度γ1为吸程,摇摆托盘的摆动角行程的右旋向角度γ2为压程。

5、本实施例的托盘活塞式摇摆压送流体机头是在压送流体固摇托盘组中固定托盘的凹槽中设有n=1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之间设有一个压送流体工作腔室10c2;在压送流体工作腔室10c2设有并连通2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压送流体通道6a2,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,当然还可以把两个静止活塞片和两个摇摆活塞片分别视为加厚的空心的静止活塞片和摇摆活塞片,在每个摇摆活塞片上设有一段进排压送流体通道圆孔6c2,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压送流体通道6a2和外接进压送流体通道6b2;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压送流体通道6b2,该进压送流体通道6b2接口连通大气,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,其余和实施例5相同。在本实施例中,在固定托盘凹槽的壁上以回转中心线为原点,相对排流体通道6a孔旋转180°的位置设置进压送流体通道6b2孔,该进流体通道6b2接口连通大气,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°-β-θ的范围内摇摆。

6、本实施例中的压送流体固摇托盘组中均布的两个活塞缸体活塞组的单向阀均为即可进或排的单向阀为进排流体单向阀,分别利用所属的静止活塞片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。

7、本实施例为高压气体驱动双作用活塞压送流体负载进行泵送工作。本实施例中,摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为90°左右;在执行器流体进排通道系统中每个固摇托盘组中设有两个工作腔室10c,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。

8、参见附图20,每个固摇托盘组的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α之间;还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α以外的工作腔室的夹角范围内的扇形环面上。

在图23至29中,显示了托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例5。本第5例托盘活塞式摇摆压送流体机42,特别适用于泵送液体。

本实施例的托盘活塞式摇摆压送流体机与实施例4有以下区别,其余相同:

1、动力进出键合结构为驱动孔轴机构,驱动孔轴机构包括驱动孔17b,键17a和轴杆17,在上、下摇摆托盘中心分别设定驱动孔和轴杆,轴杆与上、下摇摆托盘分体,驱动孔和轴杆利用键连接,上摇摆托盘和下摇摆托盘通过驱动孔17b和/或轴杆17的键槽孔可与键17a啮合的端面上相对轴向滑动,驱动孔和轴杆与上、下摇摆托盘的回转中心轴线的重合。

2、本实施例也是高压气体驱动双作用活塞压送流体负载进行泵送工作。作为对夹摇摆托盘活塞摇摆执行器的一种活塞片的布置方案,托盘活塞摇摆执行装置是将1个静止活塞片的半截部分固定在上固定托盘的凹槽中形成对称原点布置1个敞开的独立的腔室;将1个摇摆活塞片的半截部分固定插入摇摆托盘的凹槽中形成圆周均布成1个敞开的工作腔室10c中,且该摇摆活塞片处于静止活塞片之间的夹角γ中,固定托盘、每两个静止活塞片和与摇摆托盘在执行装置中共构成1个作为工作腔室10c的缸体,固定托盘、摇摆托盘和1个的摇摆活塞片共构成1个活塞。

3、本实施例的执行器流体进排通道系统包括上固摇托盘组的1个活塞缸体活塞组的独立工作腔室10c的左右旋向两端部分别设有一路进流体通道6a组成并连连接进流体通道6a和一路排流体通道6b组成并连连接排流体通道6b,该并连连接进流体通道6a和该并连连接排流体通道6b通过多位换向阀与压力流体动力源管路连接。

4、本实施例的托盘活塞式摇摆压送流体机头和实施例4一样是在压送流体固摇托盘组中固定托盘的凹槽中设有n=1对的双静止活塞片和双摇摆活塞片的组合体;不同的地方是两个摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为210°左右;在内夹角为θ的范围中的压送流体固摇托盘组的下摇摆托盘4b的壁上设有外接进压送流体通道6b2,该进压送流体通道6b2接口通过下固定托盘上设有的数个进流体通道6b2孔连通外界,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。

5、参见附图26,润滑系统包括润滑剂的注入嘴43、润滑油泵(未显示)和润滑剂的注入孔道43a,在固定托盘轴向的一端部设有密封端盖,在密封端盖设有注入嘴,注入嘴与邻近轴承45轴向侧端面的腔室连通,注入嘴还与摇摆托盘中心的轴杆17上设有的注入孔道43a连通,注入孔道43a将两个轴承45轴向侧端面的腔室连通。润滑油泵通过管路连接注入嘴43和注入孔道将润滑剂注入轴承附近,润滑剂为液态的是清洁的水。

在图30至38和图46中,显示了托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例6。本第6例托盘活塞式摇摆压送流体机47用于压缩气体。

1、本实施例的执行器固摇托盘组与实施例4的区别在于:执行器固摇托盘组中的摇摆托盘采用可拆卸的摇摆活塞片9,该可拆卸的摇摆活塞片的凸环44插接固定在上摇摆托盘4a的活塞片键槽49中,其余与实施例4相同。参考图33、34、38和45,显示了摇摆活塞片在水平法面的尺寸参数R5与摇摆托盘凹槽的回转中心圆的直径Φ1的关系为Φ1=R5+R5,摇摆活塞片在铅锤法面的圆弧半径尺寸参数R3的中心在回转中心圆的直径Φ1上,摇摆活塞片在水平法面成形的角度α,静止活塞片外形与摇摆活塞片相同。

2、本实施例的压送流体固摇托盘组与实施例2的区别在于:压送流体固摇托盘组中的活塞缸体活塞组的数量为2,两个与静止活塞片相邻的压送流体工作腔室10c2的排流体单向阀的起跳腔室48合并为一个,故在阀盖板上仅用一个排压送流体通道6a2排出起跳腔室48中的压送流体;摇摆托盘采用可拆卸的摇摆活塞片9,该可拆卸的摇摆活塞片的凸环44利用紧固件3插接固定在上摇摆托盘4a的活塞片键槽49中,其余与实施例4相同。

3、上和下摇摆托盘之间的动力进出键合结构的凸齿盘机构包括凸齿,在上、下摇摆托盘相邻一侧的轴向侧端面4d分别设有相互嵌合的轴向伸出凸齿41,下摇摆托盘的凸齿为一字齿形,上摇摆托盘的两个外圆为弧线的凸齿夹持下摇摆托盘的一字齿形的凸齿。

4、本实施例为高压气体驱动单作用活塞双方向压送流体负载进行泵送工作,摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为90°左右;本实施例托盘活塞式摇摆压送流体机头的与工作腔室连通的排流体单向阀F2、进流体单向阀F1与实施例1相同。

在图39至45中,显示了托盘活塞式摇摆执行器驱动的托盘活塞式摇摆压送流体机的总体实施例7。本第7例托盘活塞式摇摆压送流体机50用于压缩气体,本实施例与实施例1的区别在于:

1、本托盘活塞式摇摆压送流体机的对夹托盘活塞式摇摆执行装置为对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆执行装置,上、下固摇托盘组分别设有3个活塞缸体活塞组,托盘活塞式摇摆执行器是上固摇托盘中的一个活塞缸体活塞组,托盘活塞式摇摆压送流体机头包括上固摇托盘中其余两个活塞缸体活塞组和下固摇托盘组中的3个活塞缸体活塞组。

2、本实施例为高压液体驱动单作用活塞压送液体负载进行泵送工作,摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为90°左右;托盘活塞式摇摆压送流体机头中的与工作腔室连通的排流体单向阀F2、进流体单向阀F1与实施例1相同。在附图42和43中的静止活塞片7上设有的进流体通道6b或进排压送流体通道圆孔6c2与进压送流体通道6b2兼用一个通道,也可以设置各自单独的通道,特别是因压送不同的介质而需要防止混入时。

3、上和下摇摆托盘之间的动力进出键合结构采用凸齿盘机构,凸齿盘机构包括凸齿,在上、下摇摆托盘相邻一侧的轴向侧端面4d分别设有相互嵌合的轴向伸出1个凸齿41,上摇摆托盘和下摇摆托盘通过相互嵌合的凸齿可在凸齿啮合的端面上相对轴向滑动。凸齿外圆周的弧面在相邻的摇摆托盘的轴孔的啮合面中,凸齿外圆周的弧面和轴孔的半径相同,且圆中心线重合。凸齿41的外圆周的圆弧与相邻摇摆托盘上的止推轴向侧端面内孔40啮合,该圆弧与止推轴向侧端面内孔中心线重合。

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。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号