CN101223004A - 旋转工具 - Google Patents

Abstract

一种旋转装置，其具有用于将该装置连接到加压流体源的入口转接器、涡轮转子和输入通道。该输入通道提供入口转接器和涡轮转子之间的流体连通，具有接近入口转接器的第一端和位于第一端下游的开口，并在第一端和开口之间具有基本恒定的横截面积。

Description

旋转工具

技术领域

本发明总体上涉及旋转工具。特别地，本发明涉及手持或机载的加压流体驱动旋转工具。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及一种旋转装置，其具有用于将该装置连接到加压流体源的入口转接器，涡轮转子和输入通道。该输入通道提供入口转接器和涡轮转子之间的流体连通，具有接近入口转接器的第一端和位于第一端下游的开口，并在第一端和开口之间具有基本恒定的横截面积。

附图说明

图1是根据本发明的旋转工具的横剖面视图。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的示例性旋转工具总体显示为10。这里描述的示例性工具是具有由无油高压空气提供动力的涡轮转子的气动工具，然而，应理解的是，本发明的概念可用于或适用于具有任何类型的流体驱动发动机(如叶片发动机)，并由任何类型的压缩流体提供动力的任何旋转工具。

旋转工具10大体具有由前段12和后段14形成的壳体13，转子16，可旋转轴18，以及消声器壳体46。

壳体13的前段12包括长圆筒形前部分24和加大的短圆筒形后部分28。后部分28包括外螺纹，该外螺纹将与后段14上的内螺纹接合，以将前段12连接到后段14，如下文中更详细描述的那样。前部分24包括将与支承螺母30上的外螺纹接合的内螺纹，如下文中更详细描述的那样。

壳体13的后段14具有流体入口部32，从流体入口部32的一端向外延伸的第一凸缘34，以及从第一凸缘34的外缘向前延伸的第二凸缘36。第二凸缘36的内表面形成有内螺纹，该内螺纹与前段12的后部分28上的外螺纹接合，在其中形成发动机室15。流体入口部32具有贯穿的孔38，在孔38的一端包括有将与入口转接器40上的外螺纹接合的内螺纹，并且在孔38的相反端包括有加大的扩孔。第一凸缘34具有一系列的孔45，其允许来自发动机室15的排出流体流过第一凸缘34并流入消声器壳体46。密封环42被固定在扩孔内，并且也具有贯穿的孔44，其与后段14的流体入口部32中的孔38对齐且流体连通。可选地，密封环42也可形成为壳体13的后段14的一体形成部分。

消声器壳体46包括后壁47和从后壁47向外延伸的侧壁48，从而在其中形成腔室。后壁47具有允许来自消声器壳体46内部的排出流体被排出到大气的一个或多个孔49，以及穿过中央用于接收入口转接器40的孔51，其中每个孔49均具有预定直径。入口转接器40延伸穿过后壁47，并螺纹连接到后段14的流体入口部32中，以将消声器壳体46靠在后段14上固定定位。在消声器壳体46中形成的腔室内部的是消声材料26，其可由类似毛毡的材料组成，并适于消除由排出流体产生的噪声。

入口转接器40适于接收来自高压气体源的软管，并具有孔41以允许流体流过。可选地，入口转接器40可一体地形成为后段14的流体入口部32的一部分，并且消声器壳体46可通过其他装置而被紧固至后段，诸如通过将消声器壳体46直接螺纹连接到壳体13的后段14。

可旋转轴18通过后轴承组件20和前轴承组件21而可旋转地安装在壳体13的前段12中。每个轴承组件20、21的每个外座圈位于前段12的前部分24的每一端中的环形扩孔中，而内座圈位于轴18上。轴18具有伸入到发动机室15中的后端，和附连于其上的连接器70。连接器70的前端与后轴承组件20的内座圈的一端接触以将其固定定位。支承螺母30被拧入到前段12的前部分24的内螺纹中，并与前轴承组件21的外座圈接触以将其固定定位。轴18具有伸出到支承螺母30前方的前端，并连接到夹持器22，该夹持器22用于固定工具(未示出)，诸如研磨型工具。如果需要，也可使用本领域中众所周知的许多其它工具固定装置。

连接器70被形成为这样的圆筒形部件，其在连接器70的前端具有第一孔，并且在连接器的后端具有第二孔74。第一孔适于套在轴18的后端上，并接收轴18的后端。第二孔与密封环42中的孔44对齐并流体连通，并具有贯穿至连接器70的外部的沿直径相对的径向开口72。连接器70的后部具有围绕第二孔的向后延伸的环形密封凸缘，用于与密封环42一起进行密封。该密封配置使加压流体流过流体入口部32和密封环42，并进入连接器70到达径向开口72。连接器70在从其后端到邻近其前端并形成有环形肩部76的位置的范围内加工有外螺纹。

通过将转子16螺纹连接到连接器70的外螺纹上而将转子16安装到发动机室15内，使得转子16可在其中旋转。如这里所述，转子16是反作用涡轮型转子，诸如Davis的美国专利第4,776,752号中所述的转子，该专利与本发明具有共同的受让人，并且通过引用将该专利的公开内容结合在此。然而，本发明不限于此，并且可被应用于具有其它类型的发动机的旋转装置中。

在操作中，加压空气通过入口转接器40进入旋转工具，流过后段的流体入口部32和密封环42到连接器70中的第二孔74，并经过径向开口72流入转子16中。当空气进入转子16中时，其进入第一环形室50，通过环形壁60中的径向孔54绕着弹性阀环52流动进入第二环形室56，在这里加压空气被引导通过喷嘴58，从而向转子16并因此向轴18施加旋转。加压流体通过喷嘴58从转子16排出，并流进发动机室15，穿过壳体13的后段14中的孔45，穿过消声材料26，并通过消声器壳体46中的孔49而排出旋转工具10进入大气。

当加压流体被引导进入转子16中时，旋转增加到预选的最大值。作用在弹性阀环52上的离心力倾向于使弹性阀环52发生径向膨胀，然而，除了在径向孔54处之外，环形壁60的内表面支撑弹性阀环52。这使得弹性阀环52的径向膨胀被引导到孔54，从而引起弹性阀环52的受控弹性变形。在弹性阀环52变形时，其接近径向孔54的端部。当距离足够窄时，流经径向孔54的流体受到限制，并且旋转力降低。当作用在系统上的阻力和旋转力达到平衡时，作用在弹性阀环52上的力也处于平衡。这导致恒定的旋转速度。如果阻力增加，则平衡被中断，并且作用在弹性阀环52上的力将使弹性阀环52从其最接近径向孔54的位置缩回，从而允许附加的流体流过直至建立另一平衡。如果因为任何原因，涡轮万一超过预期限速，则弹性阀环52将移动以进一步限制加压流体流过，直至足够的超速将导致全部流动停止，从而具有超速安全功能。

穿过壳体13的后段14的孔38、穿过密封环42的孔44和穿过连接器70的第二孔74，限定了穿过旋转工具10的输入通道，该输入通道允许流体从入口转接器40流过径向开口72到达转子16。孔38、44、74具有近似相等的横截面积，从而允许进入旋转工具10的流体平稳地流过工具10到达径向开口72，而没有输入通道的任何收缩或膨胀。这提高了旋转工具10的功率。在本发明的优选实施例中，孔38、44、74为圆柱形，并且具有近似0.284英寸的直径，并因此具有近似0.063平方英寸的横截面积。

上文中对本发明的优选实施例的描述仅是用于示例和描述的目的，而并非意在是无遗漏的，或者并非意在将本发明限制于所公开的精确形式。该描述被选择为最好地说明本发明的原理及其实际应用，以使本领域的其它技术人员能够以适合于预期的特定应用的各种实施例和各种改型来最好地利用本发明。本发明的保护范围不由说明书限定，而由下面附属的权利要求限定。

Claims (10)

1.一种旋转装置，包括：

用于将所述旋转装置连接到加压流体源的入口转接器；

涡轮转子；

输入通道，其提供所述入口转接器和所述涡轮转子之间的流体连通，具有接近所述入口转接器的第一端和位于所述第一端的下游的开口，并在所述第一端和所述开口之间具有基本恒定的横截面积。

2.如权利要求1所述的旋转装置，还包括：

后壳体，其连接到所述入口转接器并具有与所述入口转接器流体连通的孔；

密封环，其在所述入口转接器的相反侧连接到所述后壳体，并具有与所述后壳体中的孔流体连通的孔；和

连接器，其用于将所述涡轮转子连接到可旋转轴，所述连接器与所述密封环接触并且所述涡轮转子安装于所述连接器上，而且所述连接器具有与所述密封环中的孔和所述涡轮转子流体连通的孔；其中

所述后壳体中的孔、所述密封环中的孔和所述连接器中的孔形成所述输入通道。

3.如权利要求2所述的旋转装置，其中所述后壳体和所述入口转接器是一体形成的。

4.如权利要求2所述的旋转装置，其中所述入口转接器被螺纹连接到所述后壳体中。

5.如权利要求2所述的旋转装置，其中所述后壳体和所述密封环是一体形成的。

6.如权利要求2所述的旋转装置，其中所述连接器和所述可旋转轴是一体形成的。

7.如权利要求2所述的旋转装置，其中所述涡轮转子被螺纹连接到所述连接器上。

8.如权利要求1所述的旋转装置，其中所述横截面积近似为0.063平方英寸。

9.如权利要求1所述的旋转装置，其中所述涡轮转子是反作用涡轮转子。

10.如权利要求1所述的旋转装置，其中所述加压流体是空气。

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