ДВУХСЕКЦИОННАЯ РОЛИКОЛОПАСТНАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 1995 года по МПК F04C2/08 F04C2/24 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве насоса или привода различных механизмов.

Известная объемная гидромашина, содержащая корпус, ротор с пазами и размещенные в них с возможностью радиального перемещения профилированные элементы (см. SU N 1780559, F 01 C 1/00, 1990).

Известна зубчатая гидромашина, содержащая статор, ротор и замыкатели с механизмом синхронизации вращения последних.

Известна также двухсекционная роликолопастная гидромашина, содержащая статор с цилиндрической полостью, разделенной средней перегородкой на две секции, и установленные в них ротор и замыкатели, причем камеры первой секции последовательно соединены с камерами второй секции посредством перепускных каналов в средней перегородке (патент US N 3426694, кл. 418-141, 1969).

Технической задачей является повышение объемного коэффициента полезного действия (КПД).

Для этого двойной ротор имеет чередующиеся участки тангенциальных площадок с центральными штырями и установленными на них лопастями и зубчатых секторов, а замыкатели выполнены в виде вала-шестерни с проточками под опоры на торцах и в средней части, т.е. соприкасающиеся поверхности ротора и замыкателей выполнены зубчатыми. Концевые втулки-опоры выполнены цельными и установлены с торцовым уплотнением, а средняя втулка выполнена составной.

В стыках элементов втулки установлены штифты, имеющие круглое и прямоугольное сечения. Полулопасти установлены с возможностью осевого и радиального перемещений, а на стыке тангенциальной площадки ротора и лопастей образовано сквозное цилиндрическое отверстие, обеспечивающее возможность установки уплотнительного штифта. Прижатие полулопастей к ротору осуществляют пружины, установленные в полулопастях. Распределительные каналы гидромашины выполнены в виде наружных проточек на цилиндре коллектора и радиальных наклонных отверстий в нем, а коллектор гидромашины состоит из четырех частей, а именно: цилиндра с полостями, двух боковых и средней втулок, причем последняя соединена с цилиндром посредством штифтов.

На фиг.1 показана двухсекционная роликолопастная гидромашина, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 сечение Д-Д на фиг.5; на фиг.7 вид по стрелке Е фиг.4.

Двухсекционная роликолопастная гидромашина состоит из корпуса 1, в котором установлен коллектор 2 с кольцевыми рабочими камерами, состоящий из цилиндра 3, боковых 4 и 5 и центрального 6 вкладышей. Последний соединен с цилиндром 3 посредством штифтов 7 (фиг.4). В коллекторе 2 на валу 8 установлен двойной ротор 9, а также замыкатели 10 (фиг.1). Они выполнены в виде вала-шестерни с проточками 11 на торцах 12 в средней части под опоры. Концевые втулки-опоры 13 выполнены цельными и установлены с торцовым уплотнением 14 в крышках 15 и 16. Средняя втулка 17 выполнена составной из двух частей, в стыках которой установлены штифты 18, имеющие цилиндрические 19 и плоские 20 поверхности (фиг.7).

На валу 8 установлены роторы 9, которые имеют чередующиеся участки тангенциальных площадок 22 и зубчатых секторов 23. Тангенциальные площадки 22 в средней части имеют штыри 24. На этих штырях установлены элементы 25, образующие лопасть с разгрузочными участками на периферийной торцовой поверхности. На стыках тангенциальных площадок 22 и элементов 25 образованы сквозные цилиндрические отверстия 26, в которых установлены уплотнительные штифты 27. Соприкасающиеся поверхности элементов 25 образуют отверстие 28 для штыря 24 ротора 9. В элементах 25 выполнены боковые карманы 29 для установки фигурных прижимных пружин 30 (фиг.5). В корпусе 1 выполнены впускной и выпускной каналы 31. В цилиндре 3 выполнены распределительные каналы в виде наружных проточек 32 и радиальных наклонных отверстий 33, входящих в секции 34 и 35, которые ограничены вкладышами 4-6. В цилиндре 3 также выполнены перепускные каналы 36 в виде радиальных наклонных отверстий, связывающих обе секции 34 и 35 между собой через срединные карманы (фиг.4).

Двухсекционная роликолопастная гидромашина работает следующим образом (в режиме насоса).

Вал с двойным ротором приводят во вращение двигателем (не показан). Вместе с валом вращаются роторы 9 с элементом 25 в секциях 34 и 35. За элементами 25 создается разрежение и рабочая жидкость всасывается через канал 31, наружную проточку 32 и наклонное радиальное отверстие 33 в полость секции 34. Свободному перетеканию рабочей жидкости по одной из секций, например 35, или перетеканию в другую секцию препятствуют элементы 25 ротора 9 и замыкатели 10. При этом каждая лопасть 25 создает повышенное давление в полости перед ней. Через перепускные каналы 36 рабочая жидкость поступает в другую секцию, где под воздействием элементов 25 жидкость выдается из гидромашины через отверстия 33.

В режиме гидромотора гидромашина работает следующим образом.

Давление рабочей среды на элементы 25 вызывает вращение роторов 9, от которых крутящий момент передают на требуемый механизм.

Элемент 25 состоит из двух полулопастей, каждая из которых установлена с возможностью радиального и осевого смещений. При осевом смещении элементов 25 происходит их прижатие к центральному 6 и боковым вкладышам 4 или 5, что будет способствовать уменьшению перетечек рабочей среды.

Фигурные пружины 30 прижимают элементы 25 к тангенциальным площадкам 22 роторов 9, обеспечивая в статике зазор порядка 0,1 мм, а также обеспечивая плавное, безударное перемещение элементов 25 в радиальном направлении в начальный момент работы машины. При повороте ротора на угол 5-10^о происходит прижатие элементов 25 к проточкам секции 34 и 35 цилиндрической части 3 коллектора 2 за счет гидравлического давления рабочей среды и центробежной силы элементов 25. Это также препятствует перетеканию жидкости в зазорах. Штифты 27 препятствуют перетеканию жидкости между элементами 25 и тангенциальными площадками 22 роторов 9, а штифты 18 средней втулки 17 препятствуют перетеканию жидкости в средней опоре. Все это способствует повышению объемного КПД гидромашины.

Использование: в машиностроении в качестве насоса или гидромотора механизмов. Сущность изобретения: гидромашина содержит корпус пазами и подшипниками, рабочие кольцевые камеры с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, замыкатели со смещенными вырезами, роторы с вытесненными лопастями и шестеренный механизм синхронизации вращения замыкателей и роторов. Замыкатели имеют зубья, роторы чередующиеся участки тангенциальных площадок и зубчатых секторов, расположенные в кольцевых рабочих камерах. Вытеснительные лопасти состоят из двух симметричных элементов, установленных на штифтах роторов, и пружины с возможностью осевого радиального перемещения. Подшипники замыкателей выполнены в виде концевых втулок и средней разъемной втулки. На штифтах ротора установлены прижимные пружины, а на стыках тангенциальных площадок лопастей и роторов выполнены отверстия, в которых размещены уплотнительные штифты. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. ДВУХСЕКЦИОННАЯ РОЛИКОЛОПАСТНАЯ ГИДРОМАШИНА, содержащая корпус с пазами и подшипниками, кольцевые рабочие камеры с каналами подвода и отвода рабочей жидкости, замыкатели с двумя смещенными друг относительно друга вырезами, установленные в пазах корпуса на подшипниках ротора с вытеснительными лопастями, и шестеренный механизм синхронизации вращения замыкателей и роторов, отличающаяся тем, что роторы выполнены с чередующимися участками тангенциальных площадок и зубчатых секторов, замыкатели с зубьями, расположенными в рабочих кольцевых камерах, вытеснительные лопасти выполнены составными из двух симметричных элементов, установленных на штифтах роторов с возможностью осевого и радиального перемещения, и пружин. 2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что подшипники замыкателей выполнены в виде кольцевых втулок и средней разъемной втулки, состоящей из двух частей, в стыках которых установлены штифты, одна часть которых имеет круглое сечение, а другая прямоугольное. 3. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что на штифтах ротора установлены прижимные пружины, а в стыках тангенциальных площадок лопастей и роторов выполнены отверстия, в которых размещены уплотнительные штифты.