一種微小型轉子發動機用密封裝置的制作方法

本發明涉及一種用于微小型轉子發動機密封裝置，尤其涉及一種用于微小型轉子發動機、采用彈簧片和密封片相結合的形式的密封裝置，屬于微小型轉子發動機領域。

背景技術：

隨著微電子機械系統(MEMS)的發展，研制小體積、輕質量、能量密度高、能持續運行的微能量系統已成為各國關注的焦點。與常規的電源設備相比，微小型發動機采用碳氫作為燃料，其能量密度要比電池系統高，由于燃料多樣化的發展還具有成本低廉的潛力。因此微小型發動機在工業、農業、環境保護、醫療衛生等各行各業的電子器件將有廣泛的應用前景。

當前針對微小型轉子發動機的研究主要集中在結構與機理研究上，而忽視了對密封結構的研究。隨著微小型轉子發動機的減小，其徑向密封對微小型轉子發動機的性能具有重大影響。由于少量的漏氣就會導致發動機功率大幅度的下降。除此以外微小型轉子發動機由于轉速高其密封片與氣缸之間的滑動速度高，易于失效。因此，發明一種用于微小型發動機不易于漏氣和密封片失效的密封裝置是非常有必要的。

技術實現要素：

針對現有技術中轉子發動機用密封裝置結構復雜、易于失效的問題，本發明公開一種微小型轉子發動機用密封裝置，要解決的技術問題是提供一種結構合理、不易于失效的用于微小型轉子發動機的密封裝置，減小密封片的磨損量、改善密封片工作過程中的偏磨，提高微小型轉子發動機功率和壽命，且安裝方便。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

本發明公開的一種微小型轉子發動機用密封裝置，包括密封片和彈簧片。彈簧片為弧形，上下方向上的兩端中部開有用于與肋板間隙配合的槽。密封片頂端為弧形，中間部分為長方形，密封片背部的上下兩端有防止彈簧片竄動的凸臺，密封片背部中間加工有減小氣體泄漏面積的肋板。所述的肋板與彈簧片端部所開的槽間隙配合，彈簧片上下兩側的槽需保證能夠跨在肋板的兩側。安裝時，彈簧片的背部與轉子密封槽槽底的部分相接觸，密封片的頂部與氣缸的內壁接觸。

微小型轉子發動機高壓燃燒室內的氣體將密封片推向轉子發動機的徑向密封槽的一側，此時在轉子發動機轉子上的徑向密封槽的另一側與密封片形成較寬的氣體流動通道，高壓氣體通過此通道流動到密封片的背部，通過密封片與密封槽另一側窄的通道流向低壓燃燒室。已有技術中密封片背部長方形鏤空，整個長方形鏤空處均為泄漏通道。本發明通過在密封片背部中間加工有減小氣體泄漏面積的肋板，減小泄漏通道中的泄漏面積，進而減小高壓燃燒室向低壓燃燒室的泄漏量，提高微小型轉子發動機功率。

由于通過上述泄漏通道泄漏氣體的流動過程是動態非穩定的過程，氣體泄漏是由高壓燃燒室流向低壓燃燒室，由于本發明增加的肋板相比已有技術中的密封片泄漏通道泄漏面積減小，泄漏面積減小的同時增加了動態非穩定氣體流動的阻力，因此本發明的密封片背部的氣體壓力要小于傳統密封片背部的壓力。此種情況下密封片與氣缸之間的接觸力就會較小，進而減小密封片的磨損量。此外，由于密封片背部的壓力波動比已有技術中的密封片背部的壓力波動小，因此，能夠改善密封片工作過程中的偏磨，增加發動機壽命。

有益效果：

1.與傳統的微小型轉子發動機密封裝置相比，本發明公開的一種微小型轉子發動機用密封裝置，能夠有效減小微小型轉子發動機由高壓燃燒室通過密封片底部向低壓燃燒室的漏氣量。

2.與傳統的微小型轉子發動機密封裝置相比，本發明公開的一種微小型轉子發動機用密封裝置，能夠有效的減少工作過程中作用于密封片背部的氣體壓力，從而減小密封片的磨損量提高密封片的壽命。

3.與傳統的微小型轉子發動機密封裝置相比，本發明公開的一種微小型轉子發動機用密封裝置，能夠有效的減小在工作過程中密封片背部的氣體與密封片頂端的氣體作用力的壓力差，從而改善密封片工作過程中的偏磨。

4.與傳統的微小型轉子發動機密封裝置相比，本發明公開的一種微小型轉子發動機用密封裝置，本發明所公開的密封片和彈簧片安裝方便，工作可靠。

5.與傳統的微小型轉子發動機密封裝置相比，本發明公開的一種微小型轉子發動機用密封裝置，能夠提高微小型轉子發動機功率和壽命。

附圖說明

圖1是微小型轉子發動機氣缸轉子和密封片示意圖。

圖2是彈簧片的主視圖。

圖3是彈簧片的左視圖。

圖4是密封片的俯視圖。

圖5是密封片的主視圖。

圖6是密封片的后視圖。

圖7是密封片和彈簧片的裝配圖。

圖8是密封片和彈簧片的裝配剖視圖。

圖9是傳統密封片和彈簧片的裝配剖視圖。

其中：1—氣缸、2—密封片、3—轉子、4—相位正齒輪、5—彈簧片。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明進行進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

實施例1：

本實施例公開的一種微小型轉子發動機用密封裝置，如圖1所示。以創成半徑為21mm，偏心距為3mm和厚度為14.5mm的5CC轉子發動機為例，密封片2和彈簧片5安裝于轉子上的密封槽內，其中圖2和圖3分別為彈簧片的主視圖和左視圖。圖4、圖5和圖6是密封片2的俯視圖、主視圖和后視圖。將密封片2和彈簧片5安裝在轉子上的密封槽中，其中密封片2的頂部的圓弧部分與氣缸1相接觸。彈簧片5安裝于密封片2背部的彈簧片，其弧頂處與密封槽底相接觸，密封片2背后上下的兩個凸臺可以防止彈簧片5的竄動，在具有一定的預緊力的情況下將密封片2和彈簧片5安裝于密封槽內，在工作過程中其能夠保證微小型轉子發動機在工作過程中的密封。

本實施例的彈簧片5為弧形片狀彈簧片，其左視圖如圖3所示。其兩側分別具有寬度為1mm和深度為5mm的槽，此槽的寬度略大于密封片背部的上下肋的寬度，一般取0.05mm即可。密封片2背部肋如圖6所示。彈簧片5與密封片2與轉子3和氣缸1的接觸形式如圖7所示。彈簧片5由于加工有槽，其槽跨過密封片底部的肋，彈簧片5的兩端與密封片的兩端的凸臺相接觸，其背部與轉子密封槽底的轉子3部分相接觸。在安裝過程中，彈簧片5受到擠壓可向密封片2的方向提供預緊力。由于上下兩側的肋穿過彈簧片，在微小型轉子發動機工作過程中，其高壓燃燒室內的氣體通過密封片底部流向低壓燃燒室的通道面積減小，傳統的密封裝置底部的漏氣面積為29mm²，目前設計的密封裝置為7.25mm²，其漏氣量減少。除此以外其底部的氣體壓力波動減小，可減小密封片2頂部的偏磨現象。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，密封片和彈簧片的直徑可根據具體的要求做出相應的改變。圖中的尺寸僅僅是對本發明結構所做的舉例說明，用于解釋本發明，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。