ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЛОПАСТНОЙ ПРИВОД ПОВОРОТНОГО ВАЛА Российский патент 1998 года по МПК B63H25/30 

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к гидравлическим приводам, применяемым в рулевых машинах для поворота баллера руля.

Известны гидравлические лопастные приводы, содержащие корпус, ротор, подвижные и неподвижные лопасти, а также уплотнения лопастей, ротора и корпуса [1].

Однако, известные лопастные приводы имеют сложные прямоугольной формы уплотнения подвижных и неподвижных лопастей, что не позволяет получить высокий объемный КПД, а также не обеспечивают самоустановки поворотного вала при изменении положения его оси под действием внешних усилий.

Известен гидравлический лопастной привод поворотного вала, содержащий корпус, выполненный из верхней и нижней частей, жестко связанных между собой, поворотный ротор, установленный в корпусе и жестко связанный с баллером руля, подвижные лопасти, соединенные с ротором, и неподвижные лопасти, соединенные с корпусом, при этом внутренние поверхности корпуса и ротора выполнены шарообразными, а подвижные и неподвижные лопасти герметично расположены в кольцевой полости [2].

Это техническое решение принято за прототип.

К недостаткам этого привода следует отнести сравнительно большие массогабаритные характеристики и недостаточно высокий объемный КПД, что обусловлено тем, что торообразная кольцевая полость выполнена в корпусе, а лопасти в местах контакта корпуса с ротором имеют острые трудноуплотняемые угловые формы.

Изобретение направлено на снижение массогабаритных характеристик привода и повышение его объемного КПД.

Это достигается тем, что в гидравлическом лопастном приводе поворотного вала, преимущественно баллера руля, содержащем корпус, выполненный из верхней и нижней частей, жестко связанных между собой, поворотный ротор, установленный в корпусе и жестко связанный с баллером руля, подвижные лопасти, соединенные с ротором, и неподвижные лопасти, соединенные с корпусом, при этом внутренние поверхности корпуса и ротора выполнены шарообразными, а подвижные и неподвижные лопасти герметично расположены в кольцевой полости, кольцевая полость выполнена торообразной в роторе и ограничена шарообразной поверхностью корпуса. При этом подвижные лопасти, контактирующие с шарообразной поверхностью корпуса посредством уплотнений, жестко соединены о ротором полукольцевыми шпонками, а неподвижные лопасти, контактирующие с торообразной поверхностью ротора посредством уплотнений, соединены с корпусом приспособлением для самоустановки. Приспособление для самоустановки неподвижных лопастей представляет собой цилиндрические держатели с продольными пазами, в которых установлены цилиндрические фиксаторы с лысками, закрепленные на корпусе.

Заявляемая совокупность существенных признаков, ограничительных и отличительных, обеспечивает снижение массо-габаритных характеристик привода и повышение его объемного КПД.

Изобретение неизвестно из уровня техники, оно является новым, имеет изобретательский уровень и подложит правовой охране.

На фиг. 1 изображен гидравлический лопастной привод поворотного вала (вид в плане, в разрезе), на фиг. 2 - то же (разрез А-А).

Гидравлический лопастной привод содержит корпус 1, выполненный из верхней и нижней частей, жестко связанных между собой, при этом нижняя часть крепится к корпусу судна (не показано) и поворотный ротор 2, установленный в корпусе и жестко связанный с баллером 3 руля. Внутренняя поверхность корпуса и ротора выполнены шарообразными. В кольцевой полости, выполненной торообразной в роторе и ограниченной шарообразной поверхностью корпуса, установлены подвижные лопасти 4, жестко соединенные с ротором полукольцевыми шпонками 5 и контактирующие с шарообразной поверхностью корпуса посредством уплотнений 6; неподвижные лопасти 7, контактирующие с торообразной поверхностью ротора посредством уплотнений 8 и соединенные с корпусом приспособлением для самоустановки. Это приспособление для самоустановки неподвижных лопастей представляет собой цилиндрические держатели 9 с продольными пазами 10, в которых установлены цилиндрические фиксаторы 11 с лысками 12, закрепленные на корпусе. Лопасти 4 и 7 разделяют кольцевую полость на рабочие камеры 13, 14 и 15, 16. Верхняя и нижняя части ротора, контактирующие с шарообразной поверхностью корпуса, снабжены кольцевыми уплотнениями 17 и 18. С каждой стороны неподвижных лопастей 7 в корпусе выполнены каналы 19, 20 и 21, 22 для подвода и отвода рабочей жидкости от источника питания (не показан).

Гидравлический лопастной привод поворотного вала работает следующим образом.

При подаче рабочей жидкости под давлением от источника питания (не показан) в каналы 19 и 21 и, следовательно, в рабочие камеры 13 и 15 лопасти 4 с ротором 2 и баллером 3 руля поворачиваются по часовой стрелке. В это время из рабочих камер 14 и 16 через каналы 20 и 22 рабочая жидкость вытесняется.

При подаче рабочей жидкости в камеры 14 и 16 и вытеснении ее из камер 13 и 15 ротор 2, а вместе с ним и баллер 3 руля поворачиваются против часовой стрелки.

Деформации и перемещения баллера 3, связанные с изменением положения его оси, под действием внешних усилий, передающиеся на ротор 2, компенсируются за счет того, что внутренняя поверхность корпуса 1 привода и соответствующие ей поверхности ротора 2, выполнены шарообразными, а неподвижные лопасти 7 кинематически развязаны от корпуса 1 и имеют возможность самоустанавливаться совместно с ротором 2. Самоустановка неподвижных лопастей 7 обеспечивается тем, что они при изменении положения оси ротора 2 могут поворачиваться на цилиндрических держателях 9 и вместе с последними перемещаться по лыскам 12 цилиндрических фиксаторов 11, закрепленных на корпусе 1.

Предварительная оценка промышленной применимости изобретения показывает, что его использование позволит снизить массогабаритные характеристики привода на 10 - 15% и повысить его объемный КПД на 5 - 8% за счет того, что кольцевая полость, разделяемая подвижными и неподвижными лопастями на рабочие камеры, выполнена торообразной в роторе и ограничена шарообразной поверхностью корпуса, а лопасти в местах контакта корпуса с ротором имеют тупые, значительно легче уплотняемые формы.

Использование: судостроение. Сущность изобретения: гидравлический лопастной привод поворотного вала содержит корпус, выполненный из верхней и нижней частей, жестко связанных между собой, при этом нижняя часть крепится к корпусу судна, и поворотный ротор, установленный в корпусе и жестко связанный с баллером руля. Внутренняя поверхность корпуса и ротора выполнены шарообразными. В кольцевой полости, выполненной торообразной в роторе и ограниченной шарообразной поверхностью корпуса, установлены подвижные лопасти, жестко соединенные с ротором полукольцевыми шпонками и контактирующие с шарообразней поверхностью корпуса посредством уплотнений, и неподвижные лопасти, контактирующие с торообразной поверхностью ротора посредством уплотнения и соединенные с корпусом приспособлением для самоустановки, которое представляет собой цилиндрические держатели с продольными пазами, в которых установлены цилиндрические фиксаторы с лысками, закрепленные на корпусе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидравлический лопастной привод поворотного вала, преимущественно баллера руля, содержащий корпус, выполненный из верхней и нижней частей, жестко связанных между собой, поворотный ротор, установленный в корпусе и жестко связанный с баллером руля, подвижные лопасти, соединенные с ротором, и неподвижные лопасти, соединенные с корпусом, при этом внутренние поверхности корпуса и ротора выполнены шарообразными, а подвижные и неподвижные лопасти герметично расположены в кольцевой полости, отличающийся тем, что кольцевая полость выполнена торообразной в роторе и ограничена шарообразной поверхностью корпуса, при этом подвижные лопасти, контактирующие с шарообразной поверхностью корпуса посредством уплотнений, жестко соединены с ротором полукольцевыми шпонками, а неподвижные лопасти, контактирующие с торообразной поверхностью ротора посредством уплотнений, соединены с корпусом приспособлением для самоустановки. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что приспособление для самоустановки неподвижных лопастей представляет собой цилиндрические держатели с продольными пазами, в которых установлены цилиндрические фиксаторы с лысками, закрепленные на корпусе.