[发明专利]流体驱动装置和流体驱动比例混合器系统及其方法

说明书

一流体驱动装置和流体驱动比例混合器系统及其方法。该流体驱动装置包括定子、转子以及二叶片。每该定子依次被划分为进口区域、正排量区域、出口区域以及负排量区域，其中该定子的内腔壁面在该进口区域和该出口区域处的包络线均为偏心圆弧或非圆弧的过渡曲线，并且该定子的内腔壁面在该正排量区域和该负排量区域处分别具有圆弧曲线。每该转子被可旋转地设置于相应的该定子的该内腔。每该叶片被可径向滑动地设置于相应的该转子，并且当该叶片在该流体的作用下带动该转子旋转时，每该叶片的顶部与该定子在该出口区域处的内腔壁面相切地接触。

技术领域

本发明涉及流体驱动技术领域，更具体地涉及一流体驱动装置和流体驱动比例混合器系统及其方法。

背景技术

诸如水力马达等流体驱动装置作为一种将流体的压力能转化为机械能的能量转换装置，已经被广泛地应用于工业、农业以及消防等各种领域。例如，在消防领域，泡沫比例混合器是各种泡沫系统的核心，存在诸如压力式、平衡式、环泵式及计量注入式等多种类型，但每种比例混合器因各自的优点和局限性而只能适用于相应类型的泡沫灭火系统，进而导致其只能在特定的应用场所使用。而为了使其能够尽可能适用于各种类型的泡沫灭火系统，目前市场上出现了一种水力驱动比例混合器，其主要包括水力马达、柱塞泵(或齿轮泵、螺杆泵、罗茨泵)以及将该水力马达与该柱塞泵连接的联轴器。来自消防主泵的消防水流经该水力马达时，消防水的部分压力能被转化为机械能，使得该水力马达旋转并通过该联轴器驱动该柱塞泵作功；此时，该柱塞泵吸入泡沫液并加压注入到该水力马达的出口，从而实现泡沫液与水的混合。由于该水力马达和该柱塞泵均为容积式，在一定的转速范围内，该水力马达和该柱塞泵每转的理论排量是一定的，也就是说，水和泡沫液的排量比不随转速的变化而变化，因此只要调整好该水力马达与该柱塞泵每转的理论排量，就可以实现较为准确的混合比，使得该水力驱动比例混合器几乎能够适用所有类型的泡沫灭火系统，并且该水力驱动比例混合器所适用的流量范围则取决于实际排量与理论排量之间的差别。

然而，虽然现有的水力马达通常由外壳、定子、转子以及叶片组成，其中该定子被固设于该外壳内，并且该叶片被可径向滑动地设置于该转子，但是该转子却被偏心地设置于该定子的内腔内，并且当该叶片在消防水的作用下带动该转子旋转时，该叶片沿着该转子的径向滑动，以使该叶片的顶部直接接触该定子的内腔壁面(即面接触)。这样在该叶片绕着该转子的中心轴线旋转的过程中，该叶片的顶部上与该定子的内腔壁面相接触的区域基本不变，使得该叶片的顶部上同一区域将与该定子的内腔壁面发生持续地滑动摩擦，从而因该叶片的顶部被持续地摩擦损耗而在该叶片的顶部与该定子的内腔壁面之间迅速地形成间隙，不仅导致该现有的水力马达的水压损失严重，而且还大幅缩短该现有的水力马达的使用寿命。

发明内容

本发明的一目的在于提供一流体驱动装置和流体驱动比例混合器系统及其方法，其能够延长所述流体驱动装置的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一流体驱动装置和流体驱动比例混合器系统及其方法，其中，在本发明的一些实施例中，所述流体驱动装置的叶片的顶部与定子的进出口区域的内腔壁面相切，以减缓叶片的磨损，有助于大幅延长所述流体驱动装置的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一流体驱动装置和流体驱动比例混合器系统及其方法，其中，在本发明的一些实施例中，所述流体驱动装置的叶片在所述定子的进口区域和出口区域处时具有一定的摆动角，使得所述叶片的顶部与所述定子的内腔壁面在一定的弧长范围内来回接触，有利于在延长所述流体驱动装置的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一流体驱动装置和流体驱动比例混合器系统及其方法，其中，在本发明的一些实施例中，在所述定子的出口区域，所述叶片的顶部与所述定子的内腔壁面直接接触，并且在所述定子的正排量区域和负排量区域，位于所述叶片顶部的弹性件与所述定子的内腔壁面接触，能够防止所述弹性件被卡滞在所述定子的进口区域和出口区域的小孔或槽内，从而使得所述叶片得以更顺畅地滑动。