РЕГУЛИРУЕМАЯ ОБЪЕМНАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 1996 года по МПК F04C2/344 F04C15/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидро- и пневмопередачах для деления или суммирования потоков мощности.

Известна регулируемая объемная гидромашина, в которой за счет относительного перемещения ротора и статора производится объемное деление выходных потоков, при этом полость статора выполнена овальной для возможности относительного перемещения (Авт. св. 680372, кл. F 04 B 13/00, 1976).

Недостатком ее является то, что суммарный объем камер остается постоянным, т. е. суммарная величина потока не регулируется, что ограничивает технологические возможности указанного делителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является регулируемая объемная машина, в которой корпус состоит из двух частей, кинематически связанных между собой и перемещающихся относительно друг друга в радиальном направлении относительно оси ротора. За счет перемещения частей корпуса и происходит регулирование делимых потоков.

Однако в этом случае ступенчатое выполнение составных частей корпуса снижает надежность машины при прохождении пластин ротора (шиберов) через ступень, так как при этом имеют место ударные нагрузки, которые вызывают вибрацию и быстрый износ контактирующих поверхностей частей корпуса, что, в свою очередь вызывает нарушение точности регулирования потоков мощности.

Техническая задача заключается в расширении технологических возможностей и повышении надежности.

Это достигается тем, что в регулируемой объемной гидромашине, содержащей статор, лопастной ротор, размещенный в статоре, составной корпус, выполненный из двух профилированных элементов, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга по длинной оси статора, и механизм регулирования подачи, выполнены накладки, профиль которых повторяет внутреннюю поверхность элементов корпуса и имеющие остроугольные срезы по короткой оси статора, и направляющие, выполненные в виде прямоугольных зубьев, при этом накладки закреплены на корпусе с возможностью постоянного взаимодействия и сопряжения зубьев между собой, а срез выполнен либо на одной, либо на каждой из двух противоположных сторон накладки, причем накладка выполнена из малофрикционного материала.

Это позволяет повысить надежность работы машины за счет возможности плавно и более точно регулировать суммарный объем надроторных пространств, менять соотношение разделенных потоков путем взаимодействия гребенок между собой при перемещении частей корпуса, т.е. путем плавного и точного перемещения зубцов одной гребенки по зубцам другой как по направляющим, что позволяет избежать ударных нагрузок, а также за счет появляющейся возможности снизить не только износ рабочих деталей ротора, но и корпуса, что в свою очередь также позволяет повысить точность регулирования потоков мощности путем исключения ударных нагрузок пластин ротора за счет амортизирующих свойств прокладки по всей внутренней поверхности частей корпуса.

На фиг. 1 показана предлагаемая гидромашина, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 гидромашина с разведенными частями корпуса, продольный разрез; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 3.

Гидромашина содержит статор 1, в который помещен подвижный корпус 2, состоящий из двух частей 3 и 4, кинематически связанных между собой. Каждая из частей корпуса 2 установлена с возможностью перемещения относительно друг друга и в радиальном относительно оси ротора 5 направлении. В полости корпуса 2 помещен ротор 5 с рабочими органами 6 и пружинами 7, поджимающими рабочие органы к периферии. Ротор 5 имеет также вал 8, который проходит через статор 1. В статоре с одной стороны имеется полость 9 для суммарного потока, с другой полости 10 и 11 для разделенных потоков.

Полости 9, 10 и 11 гидравлически связаны (фиг. 3) с надроторными пространствами соответственно; полость 9 с пространствами 12 и 13, полость 10 с пространством 15, полость11 с пространством 15.

Части 3 и 4 корпуса 2 (фиг. 4) имеют направляющие 16, выполненные в виде прямоугольных зубьев, и пазы для них 17 для перемещения относительно друг друга в радиальном относительно оси ротора 5 направлении. Для перемещения частей 3 и 4 корпуса 2 относительно друг друга в радиальном относительно оси ротора направлении в статор 1 установлены плунжеры 18 и 19, кинематически связанные с частями 3 и 4.

Части 3 и 4 корпуса 2 со стороны внутренней их поверхности дополнительно снабжены накладкой, закрепленной штифтами 20. Причем на каждой из двух противоположных сторон накладки выполнен остроугольный срез в поперечном направлении, образуя при этом две отдельные части 21 и 22, которые закреплены соответственно на внутренней поверхности частей 3 и 4 корпуса 2.

На накладке также может быть выполнен остроугольный срез по короткой оси корпуса только с одной стороны, а также крепиться накладка может при этом только с одной из частей 3 или 4 корпуса 2. Накладка выполнена из малофрикционного материала, например фторопласта. Вал 8 ротора 5 кинематически связан с маховиком (или приводом) 23, тормозом 24 и регулятором 25. С торцов корпус 2 закрыт торцовыми распределителями 26 и 27.

Регулируемая объемная гидромашина работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1) подвижные части 3 и 4 корпуса 2 сведены и пространства 12 15 не принимают рабочую жидкость из полостей 9, 10 и 11, т. е. гидромашина не работает.

При перемещении частей 3 и 4 относительно друг друга в радиальном относительно оси ротора 5 направлении с закрепленными на внутренних их поверхностях частями фторопластовой накладки 21 и 22 соответственно (части накладки 21 и 22 получены в результате выполнения остроугольного среза на каждой из двух противоположных сторон накладки по короткой оси корпуса), плунжерами 18 и 19 в надроторных пространствах 12-15 появляется объем отличный от нулевого (или постоянного), что ведет к заполнению этих пространств рабочей жидкостью (при разделении потоков из полости 9, а при суммировании поток из полостей 10 и 11) через торцовые распределители 26 и 27 и к вращению ротора 5.

Рабочая жидкость, вращая ротор 5, перекачивается из пространств 12 и 13 (при разделении потоков) рабочими органами 6 в пространства 14 и 15 (и, наоборот, при суммировании потоков) и направляется в полости 10 и 11 (при разделении потоков). Разделенные потоки в этом случае имеют соотношение расходов, пропорциональные соотношению надроторных пространств, образованных частями 3 и 4 корпуса 2 ротором 5 и рабочими органами 6.

Перемещением частей 3 и 4 корпуса 2 можно менять частоту вращения ротора 5 при работе гидромашины в режиме деления потока (или суммирования) без воздействия на вал 8 ротора 5, так как ротор в этом случае приводится во вращение потоками жидкости. При установке на вал 8 ротора 5 приводных 23, тормозных 24 и регулирующих устройств можно менять параметры пульсации потоков.

Таким образом, гидромашина позволяет регулировать параметры гидравлических потоков в широких диапазонах с активным влиянием на них, что расширяет технологические возможности гидропередач и повышает их надежность.

Использование: в машиностроении, может применяться в гидро- и пневмопередачах для деления или суммирования потоков жидкости. Сущность изобретения: в объемной регулируемой гидромашине корпус 2 состоит из двух частей 3 и 4, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга в радиальном относительно оси ротора направлении плунжерами 18 и 19 в статоре 1, через который выведен вал 8 ротора с рабочими органами 6. На внутренней поверхности частей 3 и 4 корпуса 2 установлена антифрикционная накладка, имеющая остроугольный срез в поперечном направлении, выполненный на каждой из двух ее противоположных сторон, по короткой оси корпуса. В результате накладка представляет собой две части 21 и 22, каждая из которых закреплена штифтами 20 на частях 3 и 4 соответственно. При перемещении одной из частей 3 или 4, или обеих вместе относительно статора и ротора 5 образуются полости между ротором и частями, делящие или суммирующие потоки мощности в различных соотношениях вращающимся ротором. При этом контакт органов 6 с внутренней поверхностью корпуса 2 осуществляется по частям 21 и 22. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. РЕГУЛИРУЕМАЯ ОБЪЕМНАЯ ГИДРОМАШИНА, содержащая статор, лопастной ротор, размещенный в статоре составной корпус, выполненный из двух профилированных элементов, установленных с возможностью перемещения относительно друг друга по длинной оси статора, и механизм регулирования подачи, отличающаяся тем, что она снабжена накладками, профиль которых повторяет внутреннюю поверхность элементов корпуса, имеющими остроугольные срезы по короткой оси статора и направляющие, выполненные в виде прямоугольных зубьев, при этом накладки закреплены на корпусе с возможностью постоянного взаимодействия и сопряжения зубьев между собой. 2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что срез выполнен только на одной стороне накладки. 3. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что срез выполнен на каждой из двух противоположных сторон накладки. 4. Гидромашина по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что накладки выполнены из малофрикционного материала.