申请/专利权人：张银量

申请日：2019-07-05

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN110159589B

主分类号：F04D29/30

分类号：F04D29/30;F04D29/66;F01D5/14;F01D25/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.09.17#实质审查的生效;2019.08.23#公开

摘要：一种斜置式三维同步流体机械，包括旋转件、旋叶、固件、旋板、支架、同步机构；旋转件包括壳体与转轴，旋叶周向固定在旋转件的内侧，沿固件的外边缘向固件内设置有旋转对称分布的旋板槽，旋板的中部旋转固定在旋板槽内；旋板上径向设有贯通槽；转轴通过同步机构带动旋板旋转，旋叶旋转过程中总能通过贯通槽，且旋叶上边沿通过贯通槽中心时，旋叶上边沿与贯通槽同在旋板的中平面上，旋叶下边沿通过贯通槽中心时，旋叶下边沿与贯通槽同在旋板的中平面上。本发明中的有益效果为：降低了机械运动的摩擦损失，降低了噪音，同时提高了流体机械效率；减小了固件的内部无用空间，扩大了流体与旋叶之间的有效作用面积，进一步提高了流体机械的流量。

主权项：1.斜置式三维同步流体机械，其特征在于，包括旋转件3、旋叶28、固件1、旋板2和同步机构；旋转件3包括壳体27和转轴24，转轴24通过固定件轴向固定在旋转件3的中部；旋叶28周向固定在壳体27的内侧，固件1为圆饼体，固件1的中部设有转轴孔8，沿固件1的外边缘向固件1内设置有旋转对称分布的旋板槽9，旋板2的中部旋转固定在旋板槽9内，旋板2与固件1所在平面保持竖直；其中，旋板2在固件1所在平面的竖直投影线为线段L1；与所有线段L1外端相交的外接圆的且与线段L1外端相交的直径为线段L2；线段线L2与线段L1之间形成夹角；在线段L2上，从线段L1外端到距离转轴孔8边缘长度c处有一线段L3，线段L3的二分之一长度为d；线段L1的中点到转轴孔8的中心点距离为e，转轴孔8的半径为r，其中e和r均为有理数；旋板槽9到转轴孔8的中心点的距离大于c+r,且e+d小于线段L2长度的二分之一；旋板2上径向设有贯通槽15；固件1放入旋转件3内，转轴24伸入转轴孔8内；转轴24通过同步机构带动旋板2旋转，同步机构的传动比为a，旋叶28的数量为b，b为大于或等于2的正整数，且a*b为正整数；贯通槽15的数量为a*b，且旋叶28的旋转速度是旋板2的a倍；旋叶28旋转过程中总能通过贯通槽15，且旋叶28上边沿通过贯通槽15中心时，旋叶28上边沿与贯通槽15同在旋板2的中平面上，旋叶28下边沿通过贯通槽15中心时，旋叶28下边沿与贯通槽15同在旋板2的中平面上。

全文数据：斜置式三维同步流体机械技术领域本发明涉及流体机械技术领域，具体为一种斜置式三维同步流体机械。背景技术流体机械是指以流体为工作介质与能量载体的机械设备，其应用范围极为广泛，根据应用场合的不同，结构型式和工作特点也有很大区别。就流体与机械之间的相互作用原理而言，主要分为容积式流体机械和叶片式流体机械。容积式流体机械的种类很多，第一类是往复活塞式结构，其主要原理是利用泵腔内活塞的往复运动实现活塞和泵壳之间密闭空间的周期性变化；主要优点是容易制成大型泵，主要缺点是结构复杂、往复运动振动大、机械运动速率低。第二类是旋片式结构，其主要原理是偏心设置的转子带动旋片在月牙形空间中旋转；主要优点是结构简单、转速较大。主要缺点是旋片处线密封，使得旋尖磨损较大、密封困难。与该原理相关的专利很多，如专利号CN201710658021.6、CN201410345279.7、CN201380015852.1、CN201110205881.7、CN201610197560.X、CN201610197556.3等等。第三类是滚动活塞式结构，其主要原理是偏心轮在泵体内滚动，同时连接滑阀杆摆动，实现对目标设备的压气或抽真空。主要优点是相比旋片泵而言，其磨损较小。主要缺点是偏心振动较大、质量平衡困难；与该原理相关的专利很多，如专利号CN201410593485.X、CN201010119392.5、CN200710067791.X、CN200810152013.5等等。第四类是爪型转子式结构，其主要原理是通过两个特殊型式的爪型转子啮合旋转，实现两转子与泵壳之间密闭空间的周期性变化；主要优点是易于串联，主要缺点是密封困难；与该原理相关的专利很多，如专利号CN201580047420.8、CN201110330140.1、CN201720088042.4、CN92208248.0等等。第五类是涡旋式结构，其主要原理是依靠涡旋型定子和涡旋型转子之间的相对运动，实现密封空间的周期性变化；主要优点是结构简单、零部件少、振动较小、可靠性高；主要缺点是制造精度高、冷却困难、容积变化量较小；与该原理相关的专利很多，如专利号CN200410026125.8、CN201310644795.5、CN200410026125.8、CN201510699051.2等等。第六类是螺杆式结构，其主要原理是通过双螺杆或者螺杆与星轮之间的相对运动，实现相互啮合密封的空间容积的周期性变化。主要优点是可靠性高、平衡性好。主要缺点是容积变化量小，不适用于高压场合；相关的专利有CN201410005296.6、CN201310047325.0、CN200510098355.X、CN200880114408.4等等。第七类是旋叶式结构，其主要原理是转子置于中间，泵腔制成椭圆形，转子旋转过程中带动旋片在椭圆形腔室中旋转，实现旋片与泵壳之间密闭空间的周期性变化。主要优点是转子完全平衡；主要缺点是磨损较大、密封困难，容积变化量小；与该结构相关的专利号有CN201410693768.1、CN200710018551.0、CN201811009344.3、CN200710191559.7等等。第八类是转环式结构，其主要原理是内滚筒和外滚筒同心设置，一个转环与两滚筒分别内切和外切，滑板与内外滚筒相连，并通过滑槽穿过转环，滑槽可在转环上绕槽心旋转，转环的移动轨道被固定，当内外滚筒匀速旋转时，带动转环变速旋转，实现滚筒、转环与滑板之间密闭空间的周期性变化；主要优点是变容空间较大、密封部件较少；主要缺点是转环与滚筒的切线处密封困难；相关专利有CN200810024668.4和CN200820033698.7。第九类是凸轮式结构，其主要原理是依靠转轴上的斜盘等凸轮带动活塞运动，实现密闭空间的周期性变化；主要优点是适应性好，主要缺点是振动较大；相关专利号有CN201611142985.7、CN201510025884.0、CN201110122499.X等等。第十类是交叉转轴式结构，其主要原理是两转轴呈一定角度分布，连接处通过类似万向连接轴的方式连接，连接处构成一个密闭空间，并设置一些旋转板，两转轴旋转的过程中，连接处的密闭空间发生周期性变化；主要优点是密封比旋片式好，主要缺点是结构复杂、稳定性差、容积变化量小；相关的专利号为CN201610545835.4。概括起来，容积式流体机械的主要缺点如下：或是磨损较大密封性差，或是容积变化量小，或是不能做连续匀速圆周运动导致振动大转速低。叶片式流体机械主要有径流式、混流式和轴流式。其连续旋转特征，可以达到很高转速，应用范围也比容积式更广。叶片式流体机械的主要问题是流体介质与叶片之间有滑移现象，介质的运动速度小于叶片的绝对速度，不能充分运用叶片的旋转。如果既希望具备连续旋转的特征，又希望能充分运用叶片的旋转，就需要将叶片式的特征和容积式的特征结合起来。基于这一思路，专利号201611156234.0中提出了一种新的方案，使竖直方向的旋板和水平方向的旋叶啮合旋转，将旋叶和旋板之间的流体强制排除，从而达到了既做连续旋转运动，又能充分运用叶片旋转的效果。但是，该方案的一个显而易见的缺陷是，竖直安装的旋板，其固件内部有较大空间不能充分运用，导致流体与叶片之间的有效作用面积显著减少。此外，旋板与旋叶的啮合传动，导致机械的摩擦损失较大，噪声较大，同时效率较低。如何扩大流体与叶片之间的有效作用面积以及如何较低摩擦损失，成了该类新型流体机械需要研究的重要问题。发明内容本发明的目的是提供一种斜置式三维同步流体机械，以增加流体与叶片之间的有效作用面积，进一步提高流量，同时减少摩擦、降低噪音、提高效率。一种斜置式三维同步流体机械，包括旋转件、旋叶、固件、旋板和同步机构；旋转件包括壳体与转轴，转轴通过固定件轴向固定在旋转件的中部；旋叶周向固定在壳体的内侧，固件的中部设有转轴孔，沿固件的外边缘向固件内设置有旋转对称分布的旋板槽，旋板的中部旋转固定在旋板槽内，旋板与固件所在平面保持竖直；其中，旋板在固件所在平面的竖直投影线为线段L1；与所有线段L1外端相交的外接圆的且与线段L1外端相交的直径为线段L2；线段线L2与线段L1之间形成夹角，夹角为α度，α为大于0的有理数；在线段L2上，从线段L1外端到距离转轴孔边缘长度c处有一线段L3，线段L3的二分之一长度为d，c和d均为有理数；线段L1的中点到转轴孔的中心点距离为e，转轴孔的半径为r，其中e和r均为有理数；旋板槽到转轴孔的中心点的距离大于c+r,且e+d小于线段L2长度的二分之一；旋板上径向设有贯通槽；支架固定在固件上；固件放入旋转件内，转轴伸入转轴孔内；转轴通过同步机构带动旋板旋转，同步机构的传动比为a，a为有理数，旋叶的数量为b，b为大于或等于2的正整数，且a*b为正整数；贯通槽的数量为a*b，且旋叶的旋转速度是旋板的a倍；旋叶旋转过程中总能通过贯通槽，且旋叶上边沿通过贯通槽中心时，旋叶上边沿与贯通槽同在旋板的中平面上，旋叶下边沿通过贯通槽中心时，旋叶下边沿与贯通槽同在旋板的中平面上。本发明中斜置式三维同步流体机械的工作原理及使用原理在于：该流体机械作为工作机时，电机驱动同步机构带动旋转件及旋转件上的旋叶在水平方向旋转，同时，同步机构按规定倍速关系带动旋板在竖直方向旋转，旋板和旋叶按规定倍速同步旋转的过程中，旋叶总能通过旋板上的贯通槽，且旋板和旋叶之间的流体被强制排除；该流体机械作为原动机时，流体运动带动旋叶旋转，旋叶带动同步机构，同步机构带动旋板同步旋转，其能量的输入输出方式正好与工作机相反。并且通过斜置安装旋板，旋板的内端可以超过固件中心，从而增加了旋板直径，减小了固件的内部无用空间，扩大了流体与旋叶之间的有效作用面积，进一步提高了流体机械的流量，并且利用同步机构驱动旋转件和旋板转动，旋转件中的旋叶和旋板之间不产生接触，减少了摩擦、降低了噪音。本发明的有益效果在于：1、在同步机构的带动下，同步带动旋板和旋叶转动，并且通过设置传动比，使旋叶总能通过旋板上的贯通槽，将旋板和旋叶之间的流体强制排除；避免了旋板与旋叶啮合传动，降低了机械运动的摩擦损失，降低了噪音，同时提高了流体机械效率。2、通过斜置安装旋板，旋板的内端可以超过固件中心，从而增加了旋板直径，减小了固件的内部无用空间，扩大了流体与旋叶之间的有效作用面积，进一步提高了流体机械的流量。附图说明附图1为本发明中斜置式三维同步流体机械的一种爆炸结构示意图。附图2为本发明中斜置式三维同步流体机械的一种安装结构示意图。附图3为本发明中斜置式三维同步流体机械另一角度的安装结构示意图。附图4为本发明中斜置式三维同步流体机械的固件的一种结构示意图。附图5为本发明中斜置式三维同步流体机械的固件的另一角度结构示意图。附图6为本发明中斜置式三维同步流体机械的旋板的一种结构示意图。附图7为本发明中斜置式三维同步流体机械的旋板轴的一种结构示意图。附图8为本发明中斜置式三维同步流体机械的稳轴件的一种结构示意图。附图9为本发明中斜置式三维同步流体机械的螺钉的一种结构示意图。附图10为本发明中旋板安装在固件上的一种安装状态示意图。附图11为本发明中主动大齿轮和主动小齿轮的一种安装结构示意图。附图12为本发明中斜置式三维同步流体机械的旋转件以及旋叶的一种结构示意图。附图13为本发明中斜置式三维同步流体机械的旋接件的一种结构示意图。附图14为本发明中旋板槽的一种布置方式的示意图。图中：固件1、旋板2、旋转件3、旋接件4、旋板轴5、螺钉6、支架7、转轴孔8、旋板槽9、旋板轴孔10、旋板轴槽11、下螺孔12、旋板孔13、从动齿轮14、贯通槽15、齿轮轴16、稳定凸台17、上螺孔18、锲块19、齿轮孔20、主动小齿轮21、齿轮连杆22、主动大齿轮23、转轴24、旋接孔25、连杆26、壳体27、旋叶28、同步齿轮29、旋接杆30、旋转传递杆31、U型件32、连接件33、安装面板34。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明一种斜置式三维同步流体机械进一步说明。需要说明的是:工作机所指的是通过消耗机械能而使流体获得能量或者使系统形成真空的动力设备；原动机所指的是利用能源产生原动力的机械。旋叶28在旋转件3壳体27内侧到旋转件3的旋转中心方向为旋叶28的宽度方向。旋叶28的旋转方向为水平方向，旋板2旋转的方向为竖直方向。旋板的中平面是指旋板厚度方向中间所在的平面。一种斜置式三维同步流体机械，包括旋转件3、旋叶28、固件1、旋板2和同步机构；旋转件3包括壳体27与转轴24，转轴24通过固定件轴向固定在旋转件3的中部；旋叶28周向固定在壳体27的内侧，固件1为圆饼体，固件1上设置有支架7，固件1的中部设有转轴孔8，沿固件1的外边缘向固件1内设置有旋转对称分布的旋板槽9，旋板2的中部旋转固定在旋板槽9内，旋板2与固件1所在平面保持竖直；其中，旋板2在固件1所在平面的竖直投影线为线段L1；与所有线段L1外端相交的外接圆的且与线段L1外端相交的直径为线段L2；线段线L2与线段L1之间形成夹角，夹角为α度，α为大于0的有理数；在线段L2上，从线段L1外端到距离转轴孔8边缘长度c处有一线段L3，线段L3的二分之一长度为d，c和d均为有理数；线段L1的中点到转轴孔8的中心点距离为e，转轴孔8的半径为r，其中e和r均为有理数；旋板槽9到转轴孔8的中心点的距离大于c+r,且e+d小于线段L2长度的二分之一；旋板2上径向设有贯通槽15；支架7固定在固件1上；固件1放入旋转件3内，转轴24伸入转轴孔8内；转轴24通过同步机构带动旋板2旋转，同步机构的传动比为a，a为有理数，旋叶28的数量为b，b为大于或等于2的正整数，且a*b为正整数；贯通槽15的数量为a*b，且旋叶28的旋转速度是旋板2的a倍；旋叶28旋转过程中总能通过贯通槽15，且旋叶28上边沿通过贯通槽15中心时，旋叶28上边沿与贯通槽15同在旋板2的中平面上，旋叶28下边沿通过贯通槽15中心时，旋叶28下边沿与贯通槽15同在旋板2的中平面上。图1是斜置式三维同步流体机械的爆炸结构示意图，展示了本发明的主要零部件分布情况。图2和图3是两个不同角度的斜置式三维同步流体机械的安装结构示意图，展示了安装之后的整体情况。如图14所示，L3展示为粗虚线；L2为外接圆的其中一条直径。线段线L2与线段L1的夹角为α度，从而使旋板2在固件1上以斜置方式安装，其中，斜置式安装的主要作用是增加旋板2的直径，从而扩大流体机械中流体与旋叶28之间的有效作用面积。为了保证倾斜角度α后可以扩大流体机械中流体与旋叶28之间的有效作用面积，α并非任意数值，而是与结构尺寸有关的范围数据，比如：当旋板槽9有四个且当旋板槽9边缘到转轴孔8中心的最小距离为30mm，与所有旋板2在固件1水平面上的竖直投影线L1外端相交的外接圆的直径为180mm时，α的范围约为11°~34°；当旋板槽9有四个且当旋板槽9边缘到转轴孔8中心的最小距离为30mm，与所有旋板2在固件1水平面上的竖直投影线L1外端相交的外接圆的的直径为230mm时，α的范围约为9°~33°。旋板槽9到转轴孔8中心的距离大于c+r,以保证让旋板槽9设置到转轴孔8的孔壁以外；且e+d小于直径线L2长度的二分之一，以保证旋板2中心绕外接圆中心的旋转路径与线段L2的交点落入在线L3的中点靠近外接圆中心的半段范围以内，才能保证旋叶28被加宽，这就扩大了流体与旋叶28之间的有效作用面积。而非只要斜置旋板槽9就能加宽旋叶28的宽度。其中，旋板2中心绕外接圆中心的旋转路径与线L2的交点，是指假设线段L2不动，旋板2中心绕外接圆中心的情况下，与线L2的交点。该流体机械作为工作机时，电机驱动转轴24带动旋转件3及旋转件3上的旋叶28在水平方向旋转，同时，同步机构按规定倍速关系带动旋板2在竖直方向旋转，旋板2和旋叶28按规定倍速同步旋转的过程中，旋叶28总能通过旋板2上的贯通槽15，且旋板2和旋叶28之间的流体被强制排除；该流体机械作为原动机时，流体运动带动旋叶28旋转，旋叶28带动同步机构，同步机构带动旋板2同步旋转，其能量的输入输出方式正好与工作机相反。并且通过斜置安装旋板2，旋板2的内端可以超过固件1中心，从而增加了旋板2直径，减小了固件1的内部无用空间，扩大了流体与旋叶28之间的有效作用面积，进一步提高了流体机械的流量。同时又避免了旋板2与旋叶28啮合传动，降低了机械运动的摩擦损失，降低了噪音，同时提高了流体机械效率。图12是斜置式三维同步流体机械的旋转件3以及旋叶28的结构示意图，转轴24通过连杆26与圆形壳体相连，圆形壳体的内部设置有倾斜的旋叶28，旋叶28的上下两边沿不在旋转件3的轴平面上，而是分布在与轴平面成一定角度的平面上，并与斜置安装好的旋板2上的贯通槽15保持配合关系。另外，固件1可以有多种样式，图4和图5所示结构仅是其中一种方案。图4中固件1的下部为圆饼体，上部为支架7；本发明的流体机械一侧可以通过固定转轴24，另一侧可以通过固定支架7，将整体固定在地面或其他设备部件上。进一步地，还包括旋板轴5和稳轴件；在固件1上，旋板槽9的一侧设有旋板轴槽11，与旋板轴槽11相对的旋板槽9的另一面设有旋板轴孔10；旋板2的中部设有旋板孔13，旋板轴5一端穿过旋板孔13插入到旋板轴孔10内，另一端放入旋板轴槽11内；稳轴件覆盖在旋板轴槽11上部，并通过螺钉6固定在固件1上。在具体实施例中，旋板轴槽11的底部为半圆弧状，其中心与旋板轴孔10的中心同轴。稳轴件为安装面板34，旋板轴槽11的上部两侧边缘设有与安装面板34厚度相匹配的凹槽，安装面板34与凹槽上均设有螺孔，其中安装面板34上的螺孔为沉孔，安装面板34通过螺钉6安装凹槽内，安装面板34上表面能够固件1上表面齐平，且螺钉6不至于露出安装面板34上表面。旋板轴5的设置保证了旋板2能够绕着旋板轴5的轴心自由旋转，并且利用稳轴件将旋板轴5在旋板轴槽11内的一端限位在旋板轴槽11内，防止旋板轴5脱落，并且方便安装。进一步地，如图7所示，旋板轴5包括圆柱体，以及沿圆柱体一端切向延伸的凸台；旋板轴槽11的底部为与圆柱体外形相匹配的半圆弧状，旋板轴5带有圆柱体的一端穿过旋板孔13插入到旋板轴孔10内，带有凸台的一端放入旋板轴槽11内；如图8所示，稳轴件包括与旋板轴槽11形状相匹配的锲块19，以及锲块19上部的安装面板34，安装面板34上设有上螺孔18，旋板轴槽11的外部边缘设有与上螺孔18相匹配的下螺孔12。图10是斜置式三维同步流体机械的内部结构的安装示意图，展示了旋板2安装到固件1之后的整体结构。在安装旋板2的过程中，先将旋板2插入旋板槽9中，旋板2上的旋板孔13与旋板轴孔10保持同心。旋板轴5的圆柱体部分插入旋板孔13和旋板轴孔10，带有凸台的部分卡在旋板轴槽11中。将稳轴件的锲块19插入旋板轴槽11中，锲块19的底端与旋板轴槽11的半圆弧底部抵接配合，锲块19靠近旋板轴5的一侧与旋板轴5抵接；安装面板34上表面与固件1的圆饼体上表面齐平，稳轴件上的上螺孔18与固件1上的下螺孔12同心，螺钉6置于螺孔中将稳轴件旋拧固定在固件1上，同时安装面板34的下表面与旋板轴5的凸台上表面抵接。通过旋板轴5、稳轴件和螺钉6的配合，旋板2便安装在了固件1上，且只能绕稳轴件的轴心自由旋转。如图7所示，旋板轴5的其中一侧为圆形柱体，另一侧设置有与圆形柱体相切的凸台，凸台的主要作用是防止旋板轴5的旋转，从而减少旋板轴5的磨损以及旋转所带来的功率损耗。如图8所示，锲块19与旋板轴槽11形状相匹配，旋板轴槽11的底部又为与圆柱体外形相匹配的半圆弧状，因此，锲块19的形状为一个倒置的拱门形凸台。图9是斜置式三维同步流体机械的螺钉6的一种结构示意图，主要用来将稳轴件固定在固件1上。进一步地，同步机构包括轴向固定在转轴24上的同步齿轮29、通过齿轮连杆22连接的主动大齿轮23和主动小齿轮21以及位于旋板2侧面轴向设置的从动齿轮14；齿轮连杆22的轴向设有贯通的齿轮孔20；稳轴件的安装面板34上固定有稳定凸台17，稳定凸台17上固定有与齿轮孔20相匹配的齿轮轴16，齿轮连杆22套装在齿轮轴16上；同步齿轮29与主动大齿轮23啮合，主动小齿轮21与从动齿轮14啮合。主动大齿轮23、主动小齿轮21与齿轮连杆22键连接；同步齿轮29与转轴24键连接；稳定凸台17焊接在安装面板34上，齿轮轴16与稳定凸台17焊接。如图6所示，旋板2为圆盘状，其径向设置有倾斜的贯通槽15。旋板2的其中一面设置有从动齿轮14，中心设置有旋板孔13。从动齿轮14为锥形齿轮，用于相交轴间的传动，能够改变传动方向，将主动小齿轮21的水平转动转换为从动齿轮14的竖向转动。如图2、图8所示，齿轮轴16设置在稳轴件的上端，用来安装齿轮连杆22，使主动大齿轮23和主动小齿轮21能够绕齿轮轴16旋转。稳定凸台17设置在齿轮轴16的下端，当齿轮连杆22套装到齿轮轴16之后，其下端的主动小齿轮21能够与稳定凸台17保持抵接，且与旋板2上的从动齿轮14保持垂直相交啮合。避免主动小齿轮21与安装面板34产生摩擦，减少功率损耗。此时，主动大齿轮23与同步齿轮29在同一高度；主动小齿轮21与旋板2上的从动齿轮14保持啮合关系，主动大齿轮23与同步齿轮29保持啮合关系。附图11为本发明中主动大齿轮23和主动小齿轮21的安装结构示意图，主要包含齿轮孔20、主动小齿轮21、齿轮连杆22和主动大齿轮23。该流体机械作为工作机时，电机驱动转轴24旋转，转轴24带动旋转件3及旋转件3上的旋叶28在水平方向旋转，转轴24上的同步齿轮29带动主动大齿轮23旋转，主动大齿轮23带动主动小齿轮21旋转从而驱动旋板2，按规定倍速关系在竖直方向旋转；旋板2和旋叶28按规定倍速同步旋转的过程中，旋叶28总能通过旋板2上的贯通槽15，且旋板2和旋叶28之间的流体被强制排除。该流体机械作为原动机时，流体运动带动旋叶28旋转，旋叶28带动转轴24、同步齿轮29转动，同步齿轮29带动主动大齿轮23和主动小齿轮21转动、同步小齿带动从动齿轮14转动，从而带动旋板2同步旋转，其能量的输入输出方式正好与工作机相反。进一步地，如图13所示，同步机构包括旋接件4、同步齿轮29、通过齿轮连杆22连接的主动大齿轮23和主动小齿轮21以及位于旋板2侧面轴向设置的从动齿轮14；旋接件4包括旋转传递杆31以及旋转传递杆31的端部的非圆形的旋接杆30；转轴24的一端设有与旋接杆30形状相匹配的旋接孔25；同步齿轮29轴向设置在旋转传递杆31上；齿轮连杆22的轴向设有贯通的齿轮孔20；稳轴件的安装面板34上固定有稳定凸台17，稳定凸台17上固定有与齿轮孔20相匹配的齿轮轴16，齿轮连杆22套装在齿轮轴16上；同步齿轮29与主动大齿轮23啮合，主动小齿轮21与从动齿轮14啮合。在本具体实施例中，旋接杆30为矩形，旋接孔25设置在转轴24的一端，为一定深度的矩形孔。主动大齿轮23、主动小齿轮21与齿轮连杆22键连接；旋接杆30与旋转传递杆31为一体成型。同步齿轮29与旋转传递杆31键连接；稳定凸台17焊接在安装面板34上，齿轮轴16与稳定凸台17焊接。如图6所示，旋板2为圆盘状，其径向设置有倾斜的贯通槽15。旋板2的其中一面设置有从动齿轮14，中心设置有旋板孔13。从动齿轮14为锥形齿轮，用于相交轴间的传动，能够改变传动方向，将主动小齿轮21的水平转动转换为从动齿轮14的竖向转动。如图2、图8所示，齿轮轴16设置在稳轴件的上端，用来安装齿轮连杆22，使主动大齿轮23和主动小齿轮21能够绕齿轮轴16旋转。稳定凸台17设置在齿轮轴16的下端，当齿轮连杆22套装到齿轮轴16之后，其下端的主动小齿轮21能够与稳定凸台17保持抵接，且与旋板2上的从动齿轮14保持垂直相交啮合。避免主动小齿轮21与安装面板34产生摩擦，减少功率损耗。此时，主动大齿轮23与同步齿轮29在同一高度；主动小齿轮21与旋板2上的从动齿轮14保持啮合关系，主动大齿轮23与同步齿轮29保持啮合关系。该流体机械作为工作机时，电机驱动旋接件4旋转，旋接件4上的旋接杆30带动旋转件3及旋转件3上的旋叶28在水平方向旋转，旋接件4上的同步齿轮29带动同步机构旋转，同步机构按规定倍速关系带动旋板2在竖直方向旋转，旋板2和旋叶28按规定倍速同步旋转的过程中，旋叶28总能通过旋板2上的贯通槽15，且旋板2和旋叶28之间的流体被强制排除。该流体机械作为原动机时，流体运动带动旋叶28旋转，旋叶28带动旋接件4、同步齿轮29转动，同步齿轮29带动主动大齿轮23和主动小齿轮21转动、同步小齿带动从动齿轮14转动，从而带动旋板2同步旋转，其能量的输入输出方式正好与工作机相反。在其他实施例中，同步机构也可以改变成其它样式。比如，图11中主动小齿轮21的位置设计成圆形凸台，主动小齿轮21设计到连杆26的中部，同时从支架7上延伸出一根齿轮固定杆，齿轮固定杆与旋板槽9平行且与旋板2之间有一定间距，齿轮固定杆末端安装一个带有圆形凸台的齿轮，齿轮平面与旋板2平面平行且齿轮与连杆26中部的主动小齿轮21保持垂直相交啮合。旋板2的从动齿轮14位置设计成圆形凸台形式，旋板2上的圆形凸台与齿轮上的圆形凸台之间用一根皮带连接。带有圆形凸台的齿轮的垂直旋转通过皮带带动旋板2旋转。进一步地，如图4、图10所示，固件上设置有支架7，支架7包括数量与旋板槽9相匹配的U型件32以及与主动大齿轮23数量和尺寸相匹配的弧形件围成的连接件33；U型件32的顶部与连接件33的端部固定连接；U型件32的两侧底端固定在旋板槽9两侧的固件1上，U型件32中部空隙与旋板2的高度相匹配。在本具体实施例中，U型件32与连接件33焊接；U型件32的两侧底端与固件1焊接。旋板2有4个，与之相匹配的U型件32也为4个，U型件32的两侧两侧固定在旋板槽9两侧的固件1上有利于加强旋板槽9处的的结构强度，U型件32中部空隙与旋板2的高度相匹配，有利于旋板2的正常旋转。连接件33则将各个U型件32连接为一体，提高支架7的结构强度。进一步地，如图12所示，旋转件3的壳体27为圆形壳体，固定件为均匀分布在圆形壳体外部的连杆26，连杆26的一端与圆形壳体固定，另一端与转轴24固定；旋叶28倾斜设置在圆形壳体的内部，旋叶28为曲面，且其上下两边沿所在的平面与过上下两边沿外端点的轴平面之间形成夹角，夹角为α，即与线段线L2与线段L1的夹角相同，以保证旋叶28的边沿移动到贯通槽15时，刚好和贯通槽15配合，旋叶28旋转过程中总能通过贯通槽15，且旋叶28上边沿通过贯通槽15中心时，旋叶28上边沿与贯通槽15同在旋板2的中平面上，旋叶28下边沿通过贯通槽15中心时，旋叶28下边沿与贯通槽15同在旋板2的中平面上。在本具体实施例中，连杆26与圆形壳体、转轴24之间焊接连接。旋叶28通过螺钉6固定在圆形壳体的内部。应当指出的是，以上实施方式中图形的样式仅是优选的其中一种，针对同一功能，还可设计成不同样式。比如将固件1设计成可以安装旋板2和同步机构的其它样式、舍弃旋板轴5和旋板孔13同时将旋板2中心设置成其它圆形凸台形式、从动齿轮14不设置在旋板2上而是设置在其它位置、将圆形壳体设置为镂空形式、改变螺钉孔的位置和样式、改变同步机构的样式和安装位置、对旋叶28作一定的变形措施等等。但不论怎么调整结构，斜置安装旋板2以增加流量的原理以及在同步机构带动下促使旋叶28和旋板2在三维空间中按一定倍速关系保持同步旋转以强制排除旋叶28和旋板2之间流体的原理始终不变。

权利要求：1.一种斜置式三维同步流体机械，其特征在于，包括旋转件（3）、旋叶（28）、固件（1）、旋板2和同步机构；旋转件（3）包括壳体（27）和转轴（24），转轴（24）通过固定件轴向固定在旋转件（3）的中部；旋叶（28）周向固定在壳体（27）的内侧，固件（1）的中部设有转轴孔（8），沿固件（1）的外边缘向固件（1）内设置有旋转对称分布的旋板槽（9），旋板2的中部旋转固定在旋板槽（9）内，旋板2与固件（1）所在平面保持竖直；其中，旋板2在固件（1）所在平面的竖直投影线为线段L1；与所有线段L1外端相交的外接圆的且与线段L1外端相交的直径为线段L2；线段线L2与线段L1之间形成夹角；在线段L2上，从线段L1外端到距离转轴孔（8）边缘长度c处有一线段L3，线段L3的二分之一长度为d；线段L1的中点到转轴孔（8）的中心点距离为e，转轴孔（8）的半径为r，其中e和r均为有理数；旋板槽（9）到转轴孔（8）的中心点的距离大于c+r,且e+d小于线段L2长度的二分之一；旋板2上径向设有贯通槽（15）；固件（1）放入旋转件（3）内，转轴（24）伸入转轴孔（8）内；转轴（24）通过同步机构带动旋板2旋转，同步机构的传动比为a，旋叶（28）的数量为b，b为大于或等于2的正整数，且a*b为正整数；贯通槽（15）的数量为a*b，且旋叶（28）的旋转速度是旋板2的a倍；旋叶（28）旋转过程中总能通过贯通槽（15），且旋叶（28）上边沿通过贯通槽（15）中心时，旋叶（28）上边沿与贯通槽（15）同在旋板2的中平面上，旋叶（28）下边沿通过贯通槽（15）中心时，旋叶（28）下边沿与贯通槽（15）同在旋板2的中平面上。2.如权利要求1所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，还包括旋板轴5和稳轴件；在固件（1）上，旋板槽（9）的一侧设有旋板轴槽（11），与旋板轴槽（11）相对的旋板槽（9）的另一面设有旋板轴孔（10）；旋板2的中部设有旋板孔（13），旋板轴5一端穿过旋板孔（13）插入到旋板轴孔（10）内，另一端放入旋板轴槽（11）内；稳轴件覆盖在旋板轴槽（11）上部，并通过螺钉6固定在固件（1）上。3.如权利要求2所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，旋板轴5包括圆柱体，以及沿圆柱体一端切向延伸的凸台；旋板轴槽（11）的底部为与圆柱体外形相匹配的半圆弧状，旋板轴5带有圆柱体的一端穿过旋板孔（13）插入到旋板轴孔（10）内，带有凸台的一端放入旋板轴槽（11）内；稳轴件包括与旋板轴槽（11）形状相匹配的锲块（19），以及锲块（19）上部的安装面板（34），安装面板（34）上设有上螺孔（18），旋板轴槽（11）的外部边缘设有与上螺孔（18）相匹配的下螺孔（12）。4.如权利要求2或3所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，同步机构包括轴向固定在转轴（24）上的同步齿轮（29）、通过齿轮连杆（22）连接的主动大齿轮（23）和主动小齿轮（21）以及位于旋板2侧面轴向设置的从动齿轮（14）；齿轮连杆（22）的轴向设有贯通的齿轮孔（20）；稳轴件的安装面板（34）上固定有稳定凸台（17），稳定凸台（17）上固定有与齿轮孔（20）相匹配的齿轮轴（16），齿轮连杆（22）套装在齿轮轴（16）上；同步齿轮（29）与主动大齿轮（23）啮合，主动小齿轮（21）与从动齿轮（14）啮合。5.如权利要求2或3所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，同步机构包括旋接件4、同步齿轮（29）、通过齿轮连杆（22）连接的主动大齿轮（23）和主动小齿轮（21）以及位于旋板2侧面轴向设置的从动齿轮（14）；旋接件4包括旋转传递杆（31）以及旋转传递杆（31）的端部的非圆形旋接杆（30）；转轴（24）的一端设有与旋接杆（30）形状相匹配的旋接孔（25）；同步齿轮（29）轴向设置在旋转传递杆（31）上；齿轮连杆（22）的轴向设有贯通的齿轮孔（20）；稳轴件的安装面板（34）上固定有稳定凸台（17），稳定凸台（17）上固定有与齿轮孔（20）相匹配的齿轮轴（16），齿轮连杆（22）套装在齿轮轴（16）上；同步齿轮（29）与主动大齿轮（23）啮合，主动小齿轮（21）与从动齿轮（14）啮合。6.如权利要求1至3中任一权利要求所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，固件上设置有支架（7），支架7包括数量与旋板槽（9）相匹配的U型件（32）以及与主动大齿轮（23）数量和尺寸相匹配的弧形件围成的连接件（33）；U型件（32）的顶部与连接件（33）的端部固定连接；U型件（32）的两侧底端固定在旋板槽（9）两侧的固件（1）上，U型件（32）中部空隙与旋板2的高度相匹配。7.如权利要求4所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，固件上设置有支架（7），支架7包括数量与旋板槽（9）相匹配的U型件（32）以及与主动大齿轮（23）数量和尺寸相匹配的弧形件围成的连接件（33）；U型件（32）的顶部与连接件（33）的端部固定连接；U型件（32）的两侧底端固定在旋板槽（9）两侧的固件（1）上，U型件（32）中部空隙与旋板2的高度相匹配。8.如权利要求5所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，固件上设置有支架（7），支架7包括数量与旋板槽（9）相匹配的U型件（32）以及与主动大齿轮（23）数量和尺寸相匹配的弧形件围成的连接件（33）；U型件（32）的顶部与连接件（33）的端部固定连接；U型件（32）的两侧底端固定在旋板槽（9）两侧的固件（1）上，U型件（32）中部空隙与旋板2的高度相匹配。9.如权利要求1、2、3、7或8所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，旋转件（3）的壳体（27）为圆形壳体，固定件为均匀分布在圆形壳体外部的连杆（26），连杆（26）的一端与圆形壳体固定，另一端与转轴（24）固定；旋叶（28）倾斜设置在圆形壳体的内部，旋叶（28）为曲面，且其上下两边沿所在的平面与过上下两边沿外端点的轴平面之间的夹角为α。10.如权利要求4所述的斜置式三维同步流体机械，其特征在于，旋转件（3）的壳体（27）为圆形壳体，固定件为均匀分布在圆形壳体外部的连杆（26），连杆（26）的一端与圆形壳体固定，另一端与转轴（24）固定；旋叶（28）倾斜设置在圆形壳体的内部，旋叶（28）为曲面，且其上下两边沿所在的平面与过上下两边沿外端点的轴平面之间形成夹角。

百度查询： 张银量 斜置式三维同步流体机械

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD