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专利号: 201410092640X
申请人: 张民良
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液体变容式机械;液体泵或弹性流体泵
更新日期:2025-05-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种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,包括对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置、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;对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置包括数个托盘、活塞片、连接机构、动力进出键合结构、润滑系统和密封结构;数个托盘包括两个固定托盘和中间托盘,中间托盘夹在上、下两个固定托盘中间;在每一个固定托盘上围绕回转中心轴线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;摇摆托盘以赤道平面(D-D)对称设有两层与固定托盘相同方式的围绕回转中心轴线形成环状的上、下凹槽,上层的上固定托盘和摇摆托盘上凹槽构成上固摇托盘组,下层的下固定托盘和摇摆托盘下凹槽构成下固摇托盘组;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(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,上、下固定托盘和中间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);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端面为水平法面(S-S),赤道平面(D-D)与水平法面(S-S)相互平行;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;

上、下固定托盘(1、2)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);中间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摇摆托盘(4),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圆周布置或均布数个摇摆活塞片,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;在固定托盘的凹槽和活塞片和摇摆托盘上的上、下凹槽和活塞片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(10c)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;摇摆托盘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定驱动轴(38),驱动轴和摇摆托盘的回转中心线重合,驱动轴与配套的驱动机械连接;上、下固定托盘和摇摆托盘利用连接机构连接,连接机构包括法兰盘和紧固件,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(1a、2a),两个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(1a、2a)的端面相互连接一体后用可拆卸的紧固件连接固定;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固摇托盘组中的每个独立工作腔室(10c)设有并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。

2.根据权利要求1所述的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,其特征是,所述的对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置为对夹分体摇摆托盘活塞摇摆执行装置,该执行装置的摇摆托盘采用分体结构,沿与赤道平面(D-D)平行的分型基准面对称分割摇摆托盘,分割摇摆托盘(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);连接机构采用外轴连接机构,在上、下摇摆托盘中心分别设定作为动力进出键合结构的驱动孔和/或作为驱动轴的外轴杆(38);驱动孔、外轴杆和上、下摇摆托盘的回转中心轴线的重合,上和下摇摆托盘(4a、4b)相邻一侧的轴向端面(40)接触,在上、下固定托盘环状的凹槽的内侧设有轴孔(19),外轴杆两端部(22)和轴孔之间设有轴承(18),外轴杆的上下两个轴肩(38b)被上下两个轴承的轴向内端面约束,轴承用轴用紧固件(20)固定在固定托盘上的轴孔(19)中,外轴杆的下部和/或上部穿过轴用紧固件(20)的通孔与配套机械连接。

3.根据权利要求1或2所述的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,其特征是,所述的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,该对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置和流体进排通道系统是在上、下固摇托盘组中每个独立工作腔室(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或2所述的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,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,该对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置和流体进排通道系统是在上、下固摇托盘组中每个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。

5.根据权利要求1或2所述的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,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,该对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置和流体进排通道系统是在上、下固摇托盘组中每个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的对夹摇摆托盘活塞摇摆驱动机,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,该对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置和流体进排通道系统是在上、下固摇托盘组中每个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或2所述的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,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,该对夹摇摆托盘活塞摇摆执行装置和流体进排通道系统是在上、下固摇托盘组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(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4或5或6或7所述的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,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4或5或6或7所述的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,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(44),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耳状的弹性膜片,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4或5或6或7所述的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,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。