通用型流體機械結構原理

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發表于 2019-8-21 18:01:47 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本人是外行，突發奇想，搞了這么個東東，不知對各位專業人士是否有用。

一、特別說明：

本結構的最大特點是：在確保良好密封性能的前提下，通過轉子相對于定子內腔的同軸線旋轉，實現容積的不斷循環變化。

該結構可應用于汽輪機、水輪機、壓縮機、氣動馬達、液壓馬達、液壓機、真空泵、動力傳輸等眾多領域，具有非常明顯的節能環保等優勢。

二、結構特點：

1、同軸線旋轉：轉子相對于定子內腔同軸線旋轉，無偏心旋轉、無擺動、無往復運動；

2、結構對稱：旋轉結構完全對稱，沒有震動源，可實現高速運轉；

3、結構簡單、加工難度較低、運動件少：只有定子、轉子、行星輥、同步機構等極少部件，沒有進排氣機構（發動機），沒有活塞、彈簧等部件；

4、該結構若加工成環形，可內置發電機、電動機、渦輪、葉片等；

5、該結構可拓展性強，根據實際需求，可通過增、減行星輥數量拓展出多種類似結構，還可多結構串聯、并聯；

6、該結構屬于通用型結構，容易推廣、普及，方便售后服務；

7、行星輥及定子內壁曲面形狀均由其橫截面對應曲線的軌跡方程確定；

8、在行星輥同步機構作用下，行星輥相對于轉子做同轉速、反方向的旋轉運動，行星輥相對于定子只做沒有自轉的平移運動。

三、流體能量轉換結構的性能特點：

1、結構對稱，運行平穩，震動噪音較小，可實現高速旋轉、正反轉；

2、工作腔容積變化平緩，輸出較平穩，如多結構合理串聯，可大大改善輸出波動；

3、密封性好、自吸力強，方便潤滑、冷卻，磨損較小；

4、通用性強：在眾多領域的基本結構相同，很多零部件甚至整體結構均可適度通用互換。

四、軌跡曲線（2個行星輥）：

行星輥8在轉子上互成180°，行星輥位于腔槽13內并與腔槽同軸線，行星輥通過行星輥軸2可旋轉地支撐在轉子的兩端。

如下圖所示，在同步機構作用下（可視情況設置同步機構），第五曲線23是第一曲線16與第二曲線21的連接點M1在行星輥8橫截面上劃出的軌跡，第六曲線25是第三曲線19與第四曲線18的連接點M2在行星輥8橫截面上劃出的軌跡線，第一曲線16是第五曲線23與第三圓弧線22的連接點D1在定子1的所述凹槽9底面上劃出的軌跡線，第二曲線21是第五曲線23與第四圓弧線24的連接點D2在定子1的所述凹槽9底面上劃出的軌跡線，第三曲線19是第六曲線25與第四圓弧線24的連接點D3在定子1的所述凹槽9底面上劃出的軌跡線，第四曲線18是第六曲線25與第三圓弧線22的連接點D4在定子1的所述凹槽9底面上劃出的軌跡線。

五、密封磨損（2個行星輥）：

轉子6在定子1內旋轉一周過程中，D1點所對應的行星輥8的頂角棱線僅與第一曲線16所對應的曲面接觸，D2點所對應的行星輥8的頂角棱線僅與第二曲線21所對應的曲面接觸，D3點所對應的行星輥8的頂角棱線僅與第三曲線19所對應的曲面接觸，D4點所對應的行星輥8的頂角棱線僅與第四曲線18所對應的曲面接觸，第三圓弧線22所對應的行星輥8圓弧面僅與第一圓弧線17所對應的定子1內壁圓弧面接觸，第四圓弧線24所對應的行星輥8圓弧面僅與第二圓弧線20所對應的定子1內壁圓弧面接觸，M1點所對應的定子1的內壁棱線除與轉子6圓柱面接觸外，還與第五曲線23所對應的行星輥8曲面接觸，M2點所對應的定子1的內壁棱線除與轉子6圓柱面接觸外，還與第六曲線25所對應的行星輥8曲面接觸。

行星輥8上D1點、D2點、D3點、D4點所對應的頂角棱線（密封條），分別只負責第一、第二、第三、第四曲線所對應的定子內壁曲面的密封，接觸時間較短，磨損較小。

六、多個行星輥結構圖：