【技术实现步骤摘要】
一种改进型机械式液体连续换向装置
本专利技术涉及液体活塞，是一种改进型机械式液体连续换向装置。
技术介绍
液体活塞应用于压缩机、内燃机等机械设备上具有诸多优点，但其关键技术液体换向装置主循环液体间断式运行、气缸连接支管液体不能高频率往复换向的不足长期以来无法解决，使工业应用受到极大限制，因而本领域技术人员长期以来致力于研究换向装置结构的优化组合，以突破因上述技术困扰而阻碍其应用的不足。公开号为CN109209825A的技术方案解决了液体换向装置主循环液体间断运行和气缸连接支管液体不能高频率往复换向的问题，使液体活塞向工业化应用迈进了一大步。该技术是在定子和转子周壁上分别开设通孔，转子上设置腔室，转子的腔室内设置隔离部件，隔离部件将转子腔室分成两个独立小腔室，并使其一端为敞口，另一端封闭，两个独立小腔室的封闭端分别位于转子高度方向的两端，每个独立小腔室与转子壁上相应的通孔对应，使动力循环液体在应用中能在主循环管中高速连续运动的情况下实现多并联气缸支管内的液体交替高频率换向，做往复活塞运动，从而避免了液体换向装置因主循环工作液间断式运行、气缸液体低频活塞运动带来的不足。然而，该技术方案在应用中发现，转子结构存在受力失衡的不足。进一步研究发现，液体换向装置的转子在转动中径向上对称的一对独立腔室液体压力基本压向一侧，并且这个压力较大，使转子的径向压力不平衡。同时，转子轴向压力平衡在工作中也有缺陷，导致转子整体表现失衡状态，从而在工作中产生了较大的摩擦阻力和震动，能量损耗也随之增加，并在运转时产生很大噪音。本专利技术的...
【技术保护点】
1.一种改进型机械式液体连续换向装置，包括定子(1)，定子(1)设有腔体，定子(1)腔体内安装转子(2)，定子(1)腔体内壁与转子(2)外壁间设有间隙，定子(1)壁上开设通孔，定子(1)设置供水口和回水口，转子(2)设置腔室，转子(2)腔室内安装隔离部件(3)，转子(2)设置进水端和出水端，其特征在于：转子(2)周壁上均匀开设四个通孔，隔离部件(3)将转子(2)腔室隔成四个独立小腔室，每个独立小腔室与相应的转子(2)周壁上的通孔对应，每个独立小腔室的轴向一端为封闭端，另一端为敞口端，每个独立小腔室的敞口端在轴向上与相应的循环管道或管连接件相通，在转子(2)的同一直径上对称分布两个独立小腔室，两个独立小腔室的封闭端和敞口端位于各自相同的端面内，在转子(2)的同一直径上对称分布的两个独立小腔室为一对，两对独立小腔室的敞口端所在的转子(2)直径位于转子不同端面内，并且在与转子中轴垂直的截面上的投影相交叉。/n
【技术特征摘要】
20191121 CN 20191116210411.一种改进型机械式液体连续换向装置，包括定子(1)，定子(1)设有腔体，定子(1)腔体内安装转子(2)，定子(1)腔体内壁与转子(2)外壁间设有间隙，定子(1)壁上开设通孔，定子(1)设置供水口和回水口，转子(2)设置腔室，转子(2)腔室内安装隔离部件(3)，转子(2)设置进水端和出水端，其特征在于：转子(2)周壁上均匀开设四个通孔，隔离部件(3)将转子(2)腔室隔成四个独立小腔室，每个独立小腔室与相应的转子(2)周壁上的通孔对应，每个独立小腔室的轴向一端为封闭端，另一端为敞口端，每个独立小腔室的敞口端在轴向上与相应的循环管道或管连接件相通，在转子(2)的同一直径上对称分布两个独立小腔室，两个独立小腔室的封闭端和敞口端位于各自相同的端面内，在转子(2)的同一直径上对称分布的两个独立小腔室为一对，两对独立小腔室的敞口端所在的转子(2)直径位于转子不同端面内，并且在与转子中轴垂直的截面上的投影相交叉。
2.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：隔离部件(3)有一个十字交叉板(303)，十字交叉板(303)上端与第一堵板(301)连接，十字交叉板(303)下端与第二堵板(302)连接，第一堵板(301)和第二堵板(302)分别与转子(2)高度方向两端周壁连接，十字交叉板(303)将转子(2)的腔室隔成四个扇形独立小腔室，第一堵板(301)在第一直径D1上对称开设第一通液口(304)和第二通液口(305)，第二堵板(302)在第二直径D2上对称开设第三通液口(306)和第四通液口(307)，第一通液口(304)和第二通液口(305)所在的第一直径D1与第三通液口(306)和第四通液口(307)所在第二直径D2在与转子(2)中轴垂直的截面上的投影相交叉。
3.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：定子(1)壁上开设8个通孔，8个通孔均匀分布在定子(1)的圆周壁上，定子(1)的同一直径上对称分布两个通孔，每个通孔与相应的气缸连接支管(11)一端连接，气缸连接支管(11)另一端为外接管口端，外接管口端与相应的管道连接。
4.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：转子(2)一端与推力轴承(5)连接，推力轴承(5)圆环状一端的内径与转子(2)连接端的内径相同，推力轴承(5)轴向圆环面积大于转子(2)与其连接端内圆面积；转子(2)的另一端环形端面上设置第二凹槽(9)，第二凹槽(9)的水平截面弧线与转子进水端圆环面连接处呈弧状。
5.根据权利要求4所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：推力轴承(5)的圆环面的内圆轴向设置环状凸台(10)，环状凸台(10)的内径与转子(2)出水端内径相等，推力轴承(5)圆环端面上均匀开设第一凹槽(7)，第一凹槽(7)的底面及底面连接的两侧面均为弧面。
6.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：定子(1)的周壁上开设四个通孔，四个通孔均匀分布在定子(1)周壁的同一半圆范围内，定子(1)回水口连通第一回水弯管(12)，第一回水弯管(12)的出水口(13b)朝向定子(1)未设置通孔的一侧。
7.根据权利要求4所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：转子(2)上开设第一压力平衡孔(8)，第一压力平衡孔(8)为两个、均布，第一压力平衡孔(8)位于推力轴承(5)的环状凸台(10)的外侧，第一压力平衡孔(8)穿透隔离部件(3)和推力轴承(5)与供水通道连通。
8.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：定子(1)的回水口连接的法兰与第一回水弯管(12)连接，第一回水弯管(12)的上部管壁设有轴孔，第一回水弯管(12)的管壁轴孔圆周外部设有电机支架(14)，电机支架(14)、第一回水弯轴12上部管壁上的轴孔、定子(1)及转子(2)均同轴，电机(24a)安装在电机支架(14)上，电机(24a)上的轴穿过第一回水弯管(12)的上部管壁轴孔与隔离部件(3)连接，第一回水弯管(12)上部管壁上的轴孔与电机支架(14)间安装轴封装置15，第一回水弯管(12)另一端是回水口(13b)，位于定子(1)圆周外侧。
9.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：所述定子(1)周壁上开设8个通孔，各通孔在定子(1)周壁均匀分布，每个通孔与气缸连接支管(11)一端连接，定子(1)轴向的一端为供水口(13a)，供水口(13a)一端内壁设置第一台阶(102)，第一台阶(102)内径D1与转子(2)端部开口内径相等，第一台阶(102)的台阶台面与对应的转子端面间设置间隙，定子(1)的另一端设置定位环(16)，定位环(16)的内径与相应的转子(2)上的开口端内径相等，定位环(16)的外径与第三内径D3过渡配合。
10.根据权利要求9所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：所述定子(1)的回水口(13a)对应的一端内壁上设置第二台阶(103)和第三台阶(1031)，转子(2)一端安装推力轴承(5)，第二台阶(103)对应配合推力轴承(5)，推力轴承(5)上端面与定位环(16)下端面间隙配合，推力轴承(5)下端面与第二台阶(103)的台面间隙配合；定位环(16)轴向朝向定子开口的一端外圆设置凸缘(16a)，朝向转子的端面内圆设置内凹台阶(16b)，凸缘(16a)下端面与第三台阶(1031)台面过渡配合。
11.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：转子(2)进水端连接液力涡轮(17)，转子(2)的中心线与液力涡轮(17)为同一中心线，转子(2)出水端设置推力轴承(5)，推力轴承(5)的上环面内径处设置环状凸台(10)，在环状凸环(10)的外圆处的推力轴承(5)的环面上设置第二环形凹槽(21)，第二压力平衡孔(20)为两个、并匀布在第二环形凹槽(21)的槽内，第二压力平衡孔(20)穿过推力轴承(5)和隔离部件(3)分别与进水通道相通。
12.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：转子(2)的进水端位于定子(1)供水口(13a)处，定子(1)上端连接蜗壳(22)，离心泵涡轮(2501)安装在蜗壳(22)内，蜗壳(22)敞口处安装上盖23，上盖23中部设置轴孔，上盖23连接电机支架(14)，电机支架(14)上安装水泵电机(24)，水泵电机(24)通过传动轴与离心泵涡轮(2501)及转子(2)连接，转子(2)的出水端位于离心涡轮(2501)的进水口处，轴孔与电机支架(14)间设置轴封15。
13.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：转子(2)周壁上开设四个通孔，四个通孔尺寸相同，各通孔在周壁上轴向高度相同，每个通孔垂直于轴向最大截面在周壁上所占弧长小于转子周壁周长的八分之一，转子(2)高度方向一端是进水端，转子(2)进水端的端面上均匀分布数个凹槽(2a)，转子(2)高度方向另一端是出水端，转子(2)的出水端连接离心泵涡轮(2501)，转子(2)的出水端与离心泵涡轮(2501)中部设置轴孔管(25011)，轴孔管(25011)与隔离部件(3)连接。
14.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：转子(2)的进水端与轴流涡轮(2C)连接，定子(1)一端是供水口(13a)，轴流泵涡轮(2C)的进水端位于供水口(13a)处，转子(2)的出水端与第二回水弯管(13c)一端连通，第二回水弯管(13c)的另一端是回水口(13b)，回水口(13b)是定子(1)的回水口，回水口位于定子(1)径向一侧，第二回水弯管(13c)管壁与定子(1)对应的位置设置穿过管壁的轴孔，电机支架(14)安装在第二回水弯管(13c)管壁的轴孔外围处，电机支架(14)上安装水泵电机(24)，水泵电机(24)通过轴孔的传动轴与隔离部件(3)连接。
15.根据权利要求9所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：定子(1)一端或两端设置定位环(16)，定位环(16)的内径与转子(2)的进水端或出水端内径相等，定位环(16)外径与定子(1)内径相等，定位环(16)一端设置凸缘(16a)，定子(1)一端内径设置第三台阶(1031)，凸缘(16a)与第三台阶(1031)台面过渡配合，定位环(16)端面与定子(1)端面法兰密封面齐平，定位环(16)一端内环面与转子(2)端面间隙配合。
16.根据权利要求1所述的一种改进型机械式液体连续换向装置，其特征在于：转子(2)进水端连接液力涡轮(17)，转子(2)的中心线与液力涡轮(17)为同一中心线，转子(2)回水端设置推力轴承(5)。
17.根据权利要求1、2、3、4、5、6、8、9、11、12、13...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥真，
申请(专利权)人：山东青耕电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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