ОБРАТИМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ И МАШИНА ОБЪЕМНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ Российский патент 1999 года по МПК F01C9/00 F01C3/06 F04C9/00 F16H21/52 

Изобретение относится к кинематическим схемам и конструкции обратимых преобразователей направления движения, а более конкретно, преобразователей вращения вала в качательное движение кинематически связанных с валом рабочих органов (например, типа лопастей) или качательного движения указанных рабочих органов во вращение вала и к кинематическим схемам и конструкции машин объемного вытеснения с качающимися рабочими органами на основе указанных преобразователей.

Упомянутые преобразователи могут быть использованы для передачи движения на рабочие органы, например на лопасти мешалок, для приготовления произвольных по составу смесей на основе жидких дисперсионных сред или на движители типа "рыбий хвост" для судов и т.п., и в качестве унифицированной основы упомянутых машин объемного вытеснения с качающимися рабочими органами.

Упомянутые машины могут быть использованы при подаче нагрузки на вал - в качестве насосов, в особенности вакуумных, или компрессоров и объемных дозаторов преимущественно жидких сред; при подаче сжатого газа или жидкости под давлением попеременно в оба входных (питающих) отверстия и при использовании вала для восприятия и передачи крутящего момента - в качестве пневмо- или гидродвигателей или предпочтительно расходомеров преимущественно жидких сред.

Указанные области применения характерны для одно- и многосекционных машин согласно изобретению.

При их использовании нескольких таких машин, объединенных общим валом, возможно изготовление многоступенчатых насосов или компрессоров высокого давления, пневмо- или гидростартеров преимущественно для мощных (в особенности судовых) дизелей.

И, наконец, при их использовании нескольких таких пневматически или гидравлически объединенных машин возможно создание синхронных пневмо- или гидроприводов преимущественно для тяжелонагруженных конвейеров.

Машины объемного вытеснения весьма широко используют в современной технике. Многие из них являются продукцией массового или крупносерийного производства.

Поэтому весьма желательно, чтобы эти машины имели как можно более высокую надежность, как можно большую удельную мощность и соответственно как можно меньшую материалоемкость в изготовлении, как можно больший КПД и соответственно как можно меньший удельный расход энергии на единицу полезной работы и, последнее по счету, но не по важности, как можно легче поддавались унификации независимо от конкретного назначения.

Поскольку основой таких машин служат преобразователи направления движения, постольку от их совершенства в существенной степени зависит совместное выполнение указанных требований.

Преобразователи направления движения для машин объемного вытеснения, как правило, имеют вал и (обычно жестко) связанный с валом произвольный рабочий орган, способный либо оказывать воздействие на текучую (жидкую или газообразную) среду при вращении вала, либо воспринимать давление такой среды и преобразовывать его во вращение вала.

Например, общеизвестны лопаточные преобразователи вращательного движения, которые имеют вал, закрепленный по меньшей мере в одной опоре вращения, и по меньшей мере одну лопатку, преимущественно радиально закрепленную на валу.

Конкретными примерами использования преобразователей такого типа могут служить: роторный насос по патенту США 3985473, вихревая турбомашина по акцептованной заявке Японии 2-291499 (1990 г.), объемный двигатель по авторскому свидетельству СССР 600323 и многие другие насосы, компрессоры и гидро- или пневмодвигатели.

Лопаточные преобразователи и машины объемного вытеснения на их основе весьма широко распространены и, как правило, достаточно надежны. Некоторые из них обладают весьма высокими КПД и удельной мощностью.

Однако они настолько многообразны по конкретным конструкциям, что только классификационные перечни, не говоря уже о подробном обзоре уровня техники, могут занять десятки страниц. В практике же общественного производства и потребления, где давно заметна тенденция к увеличению доли гидравлических и пневматических устройств в общей массе промышленной продукции, отмеченное многообразие приводит к неоправданным производственным и эксплуатационным издержкам.

Поэтому потребность в создании такого обратимого механического преобразователя направления движения, который мог бы служить общей конструктивной основой существенно разных по назначению машин и, в особенности, машин объемного вытеснения, ощущается все острее.

В основу конструирования таких преобразователей целесообразно положить общие принципы создания пространственных, а более конкретно, сферических механизмов типа "универсального шарнира" (см., например, Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учебник для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1988).

Обычный обратимый преобразователь направления движения такого типа имеет корпус, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, водило, жестко связанное с валом, и по меньшей мере одну деталь, кинематически связанную с водилом и способную воспринимать вращение вала или передавать вращение на вал. При этом геометрические оси вращения всех звеньев пересекаются в одной точке (см. указ. книгу, с. 168-172, рисунки 8.3. и 8.4). В частности, показанный на рис. 8.3. сферический четырехзвенник имеет корпус в виде опорного кольца с разнесенными на угол в интервале от > 0^o до < 90^o выступами, два шарнирно установленных в этих выступах вала, каждый из которых может быть входным или выходным в зависимости от подключения к двигателю и с каждым из которых жестко связаны водила в виде вилок (или скоб), шарнирно сочлененные по концам крестовиной.

Этот механизм служит только для передачи вращения под углом к геометрической оси входного вала.

Однако после существенного изменения конструкции вполне возможно его использование в машинах объемного вытеснения (насосах, компрессорах, роторных двигателях), как это, например, предложено в патенте США 4631011. Такая машина имеет незамкнутый (имеющий с двух сторон выемки) полый корпус; размещенную в корпусе поперечную перегородку, которая имеет форму диска с центральным отверстием и снабжена четырьмя взаимно перпендикулярными выступающими из корпуса шипами (и потому служит крестовиной); и полые валы, которые снаружи корпуса снабжены вилками, шарнирно сочлененными с указанными шипами, а внутри корпуса - расположенными с торцев поршнями, способными качаться относительно указанной перегородки при вращении валов под переменным углом, диапазон изменений которого ограничен размерами указанных выемок в корпусе.

Незамкнутость корпуса и ввод-вывод текучей среды через полые валы с ее вытеснением из одной части полости корпуса, расположенной по одну сторону перегородки, в другую часть такой полости, расположенную по другую сторону перегородки, существенно усложняет решение задачи уплотнения и затрудняет практическое применение описанного устройства.

Здесь уместно указать, что далее следует иметь в виду "роторные" машины объемного вытеснения с замкнутым корпусом, из числа которых приемлемым аналогом для сравнения с изобретением как в части преобразователя направления движения, так и машины объемного вытеснения в целом может служить, например, устройство по патенту США 5199864.

Обратимый преобразователь направления движения в таком устройстве выполнен на основе сферического механизма, в котором геометрические оси вращения всех звеньев пересекаются в одной центральной точке и который имеет корпус, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, кинематически связанное с валом сферообразное водило с кольцевым пазом, плоскость симметрии которого наклонена к оси вращения вала и проходит через точку пересечения упомянутых выше осей, поршень, установленный в корпусе вокруг водила с возможностью качательного перемещения, и по меньшей мере один промежуточный элемент зацепления, кинематически связанный с указанным пазом водила и с указанным поршнем и способный при вращении вала приводить поршень в качательное движение или при качательном движении поршня вращать вал, а машина объемного вытеснения (в частности, насос или гидромотор) на основе вышеописанного преобразователя имеет замкнутый полый сферический корпус с отверстиями для впуска-выпуска текучей среды через клапанно-распределительный механизм. В корпусе расположен "поршневой узел", имеющий два поршня. Один из поршней, как указано, кинематически связан с застопоренным относительно корпуса сферообразным водилом, а второй поршень охватывает водило и жестко связан с (входным или выходным) валом.

Задача уплотнения в описанном устройстве решается достаточно просто в отношении вала.

Однако во время работы описанной машины оба поршня совершают вращательное движение и в то же время качательные движения один относительно другого, что снижает надежность из-за интенсивного трения периферийных частей поршней об корпус. При этом поршни совместно выступают в роли маховой массы, на раскрутку и поддержание вращения которой непроизводительно затрачивается энергия.

В связи с изложенным в основу изобретения положена задача путем изменения кинематической схемы и конструкции универсального шарнира создать такой обратимый преобразователь направления движения, который мог бы служить унифицированной основой различных машин, использующих вращательное движение только на входе или только на выходе и, в особенности, обратимых машин объемного вытеснения различного назначения, включая по меньшей мере компрессоры или пневмодвигатели, насосы или гидромоторы, объемные расходомеры и дозаторы, и, далее, с использованием упомянутого преобразователя создать такую машину объемного вытеснения с качающимся рабочим органом, которая была бы простой и надежной в эксплуатации.

Поставленная задача решена тем, что в обратимом преобразователе направления движения на основе сферического механизма, в котором геометрические оси вращения всех звеньев пересекаются в одной центральной точке и который имеет корпус, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, связанное с валом сферообразное водило с кольцевым пазом, плоскость симметрии которого наклонена к оси вращения вала и проходит через точку пересечения упомянутых выше осей, поршень, установленный в корпусе вокруг водила с возможностью качательного перемещения, и по меньшей мере один промежуточный элемент зацепления, кинематически связанный с указанным пазом водила и с указанным поршнем и способный при вращении вала приводить поршень в качательное движение или при качательном движении поршня вращать вал, согласно изобретению водило жестко связано с валом, а поршень выполнен в виде лопасти с центральным отверстием, которая охватывает водило и дополнительно кинематически связана с корпусом двумя оппозитными полуосями, геометрическая ось которых пересекает геометрическую ось вала в упомянутой центральной точке.

Указанная совокупность признаков характеризует обратимый гидромеханический преобразователь направления движения, в котором вращается только вал с водилом, а одна лопасть совершает только качательное движение и который может быть унифицированной основой машин объемного вытеснения самых различных классов.

Первое дополнительное отличие состоит в том, что в кольцевом пазу водила заподлицо с поверхностью сферы установлен кольцевой вкладыш, имеющий по меньшей мере одно углубление для установки промежуточного элемента зацепления. Тем самым достигается наиболее надежное сцепление лопасти с водилом.

Второе дополнительное отличие состоит в том, что промежуточный элемент зацепления выполнен в виде шарика, что снижает потери в зацеплении.

Третье дополнительное отличие состоит в том, что корпус ограничен внутри цилиндрической поверхностью, симметричной относительно геометрической оси полуосей лопасти, а лопасть с центральным отверстием выполнена в виде прямоугольной по внешнему контуру пластины. Такая форма выполнения преобразователя предпочтительна при его использовании в объемных дозаторах или расходомерах.

Поставленная задача решена также тем, что в машине объемного вытеснения на основе преобразователя направления движения в виде сферического механизма, в котором геометрические оси вращения всех звеньев пересекаются в одной центральной точке и которая имеет полый ограниченный поверхностью тела вращения корпус с отверстиями в стенках для впуска-выпуска текучей среды через клапанно-распределительный механизм, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, связанное с валом сферообразное водило с кольцевым пазом, плоскость симметрии которого наклонена к оси вращения вала и проходит через точку пересечения упомянутых выше осей, поршень, установленный в корпусе вокруг водила с возможностью качательного перемещения, и по меньшей мере один промежуточный элемент зацепления, кинематически связанный с указанным пазом водила и с указанным поршнем и способный при вращении вала приводить поршень в качательное движение или при качательном движении поршня вращать вал, согласно изобретению водило жестко связано с валом, поршень выполнен в виде лопасти с центральным отверстием, которая плотно охватывает водило и дополнительно кинематически связана с корпусом двумя оппозитными полуосями, геометрическая ось которых пересекает геометрическую ось вала в упомянутой центральной точке, при этом в полости корпуса размещена жесткая перегородка, плоскость симметрии которой включает геометрические оси вала и полуосей и которая имеет выемки для размещения водила и полуосей.

Далее сущность изобретения поясняется подробным описанием конструкции и работы предложенного обратимого преобразователя направления движения и некоторых машин объемного вытеснения на его основе со ссылками на прилагаемые чертежи, где изображены на фиг. 1 - машина объемного вытеснения с качающимся рабочим органом, имеющая сферическую или цилиндрическую полость в корпусе (продольный разрез в поперечной плоскости симметрии рабочего органа); на фиг. 2 - сечение II-II на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение III-III на фиг. 1 (в продольной плоскости симметрии рабочего органа); на фиг. 4 - сечение IV-IV на фиг. 1 (для случая цилиндрической рабочей полости); на фиг. 5 - сечение V-V на фиг. 1 (в продольной плоскости симметрии рабочего органа для случая цилиндрической рабочей полости); на фиг. 6 - общий вид машины объемного вытеснения с качающимся рабочим органом в сборе с клапанно-распределительным механизмом (продольный разрез в поперечной плоскости симметрии рабочего органа, на котором распределительный диск условно повернут на угол "альфа"); на фиг. 7 - поперечное сечение VII-VII клапанно-распределительного механизма на фиг. 6; на фиг. 8 - пневмо- или гидродвигатель на основе двух машин объемного вытеснения с качающимся рабочим органом (с общим выходным валом и угловым смещением рабочих органов в разных корпусах);
Предложенный обратимый преобразователь направления движения имеет следующие основные части (см. фиг. 1): корпус 1, имеющий по меньшей мере одну пару оппозитных соосных отверстий и по меньшей мере два других несоосных (или попарно соосных) отверстия для размещения в этих отверстиях указываемых далее деталей, все геометрические оси вращения которых пересекаются в одной точке, и выполненный в случаях использования преобразователя, например, для привода лопастной мешалки или движителя типа "рыбий хвост", - в виде скобы (или обоймы), которые ради упрощения не показаны непосредственно на чертежах, а в случаях использования преобразователя в качестве основы машин объемного вытеснения - в виде сосуда, в стенке которого наряду с упомянутыми отверстиями могут быть выполнены упоминаемые далее дополнительные отверстия для ввода и/или вывода текучей среды и который ограничен внутри поверхностью тела вращения (преимущественно сферической, как на фигурах 1, 2 и 3, или, например, цилиндрической, как на фигурах 4 и 5); вал 2, установленный в подходящих опорах качения или скольжения, снабженных подходящими уплотнениями (такие опоры и уплотнения для упрощения не показаны): либо в одном сквозном отверстии корпуса 1, выполненного в виде упомянутой выше скобы, либо в двух соосных отверстиях (одно из которых может быть глухим) в стенке полого корпуса 1; водило 3, жестко связанное с валом 2, имеющее кольцевой паз, плоскость симметрии которого наклонена к оси вращения вала 2 и проходит через точку пересечения упомянутых выше осей, и выполненное либо в виде не показанной непосредственно на чертежах круглой шайбы с открытым периферийным кольцевым пазом (в частности, для использования в конструкции упомянутой мешалки) для зацепления с непоказанным на чертежах штифтом, либо в виде сферического тела (в частности, выполненного за одно целое с валом 2) с аналогичным кольцевым пазом, в котором заподлицо с поверхностью указанного сферического тела может быть установлен кольцевой вкладыш 4, имеющий по меньшей одно (преимущественно сферическое) углубление для элемента зацепления типа штифта или, что предпочтительно, шарика 5; лопасть 6, которая связана с водилом 3 упомянутым штифтом или указанным шариком 5 и которая имеет вид либо не показанной на чертежах пластины преимущественно подковообразной формы, если она предназначена для использования в качестве перемешивающего органа (такая пластина должна быть установлена на полуосях в оппозитных соосных отверстиях корпуса 1, выполненного в виде скобы или обоймы), либо пластины с круглым центральным отверстием, которая имеет сферическую поверхность по периметру этого центрального отверстия и охватывает (с возможностью скольжения) сферическое водило 3 и установлена с возможностью качательного движения на торцевых диаметрально оппозитных полуосях 7 (см. фигуры 2 и 3, 4 и 5) в отверстиях стенки корпуса 1, выполненного в виде полого тела.

Вал 2 может иметь сквозной канал, а водило 3 может быть выполнено полым, как это видно на фиг. 6, для облегчения смазки трущихся поверхностей.

Кольцевой вкладыш 4 может быть выполнен или в целом, или, по меньшей мере, с покрытием из антифрикционного материала, что позволяет уменьшить трение о стенки кольцевого паза в водиле 3, и преимущественно из двух сочлененных встык полуколец, что облегчает его сборку при изготовлении или замену при ремонте (см. фигуры 3 или 5).

Лопасть 6, охватывающая сферическое водило 3, для удобства монтажа может быть выполнена в виде двух либо сочлененных встык, либо наложенных одна на другую частей. Для корпусов 1 со сферической полостью лопасть 6 имеет в плане форму кольца (см. фиг. 3), которое по внешнему периметру может иметь подходящее уплотнение, а для корпусов с цилиндрической полостью - форму прямоугольника, предпочтительно квадрата (см. фиг. 5) со скругленными угловыми частями.

Полуоси 7 могут быть зафиксированы от проворота либо в кольцеобразной лопасти 6, что предпочтительно с точки зрения удобства изготовления и надежности уплотнения в машинах объемного вытеснения, либо в корпусе 1 в виде упомянутой скобы, что предпочтительно при использовании предложенного преобразователя направления движения в приводах лопастных мешалок или движителей типа "рыбий хвост".

Корпуса 1 со сферическими полостями и кольцеобразные лопасти 6 предпочтительны при использовании описанного преобразователя направления движения в составе таких машин объемного вытеснения, как насосы и компрессоры или пневмо- и гидродвигатели, а корпуса 1 с цилиндрическими (или не показанными особо коническими) полостями и соответствующими им по форме лопастями 6 предпочтительны для расходомеров или объемных дозаторов.

Осью симметрии цилиндрических (и конических) корпусов 1 во всех случаях служит геометрическая ось полуосей 7 (см. фиг. 5). Конические корпуса очевидным для специалиста образом могут быть изготовлены в виде двух обращенных большими основаниями навстречу один другому усеченных конусов.

Предложенная машина объемного вытеснения с качающимся рабочим органом на основе описанного преобразователя направления движения наряду с указанными выше имеет следующие дополнительные части (см. фиг. 6): жесткую перегородку 8, плоскость симметрии которой включает геометрические оси вала 2 и полуосей 7 и которая имеет сферические и цилиндрические выемки для размещения соответственно водила 3 и полуосей 7 (указанная перегородка 8 хорошо видна также на фиг. 1); штуцера 9 для впуска и выпуска текучих сред и по меньшей мере один клапанно-распределительный (предпочтительно дисковый) механизм 10.

Указанный механизм 10 имеет (см. фигуры 6 и 7) цилиндрический корпус 11, у которого донная часть жестко связана с корпусом 1, а торцевой борт выступает над донной частью и который имеет центральное отверстие, сквозь которое свободно пропущен вал 2, два торцевых сквозных отверстия одинакового диаметра, выполненные в донной части, оппозитно расположенные на одинаковом расстоянии от геометрической оси вала 2 и переходящие в штуцера 9, и по меньшей мере одно периферийное (обычно нагнетательное) отверстие в торцевом борту; распределительный диск 12 (см. фиг. 7), жестко связанный с валом 2 и имеющий серповидное окно, ограниченное стенкой 13, и серповидную же выемку, открытую в сторону борта цилиндрического корпуса 11, ограниченную с противоположной этому борту стороны стенкой 14 и равную по объему указанному серповидному окну; торцевую крышку 15 с двумя сквозными (обычно "всасывающими") отверстиями.

Кроме того, на фиг. 6 условно показаны уплотнительные элементы 16 и каналы для подачи смазки 17.

В некоторых возможных (очевидных для специалистов и потому не показанных особо) формах выполнения предложенной машины, в которых распределительный диск 12 клапанно-распределительного механизма 10 будет установлен в выемке, выполненной с внешней стороны в стенке корпуса 1 машины, роль штуцеров 9 могут играть соответствующие отверстия в стенке этого корпуса 1.

Поскольку лопасть 6 изолированной машины объемного вытеснения имеет мертвые точки, постольку на валу 2 целесообразно иметь маховую массу. В простейших случаях (например, при использовании указанной машины в качестве расходомера) ее роль могут играть сам вал 2 с водилом 3 и распределительный диск 12. Пневмо- или гидродвигатели на основе предложенной машины могут быть снабжены эксцентричными относительно вала 2 грузами, а в остальных случаях применения, когда вал 2 будет подключен к приводу вращения, роль маховика могут играть вращающиеся части избранного двигателя.

Пневмо- или гидродвигатели (и соответственно компрессоры или насосы) целесообразно выполнять по меньшей мере из двух предложенных машин объемного вытеснения, лопасти 6 которых посажены на общем валу 2 со сдвигом по фазе и которые параллельно подключены на общую сливную (или нагнетательную) магистраль, как это, в частности, показано на фиг. 8.

В многосекционных насосах или компрессорах на основе предложенной машины объемного вытеснения достигается и другой важный эффект - сглаживание пульсаций давления на выходе.

Описанные преобразователь направления движения и машина объемного вытеснения работают следующим образом.

В принципе возможны два основных варианта, в первом из которых застопорен корпус 1, а во втором - вал 2.

Второй вариант предпочтителен как средство вывода лопасти 6 из мертвых точек, однако для большинства применений нецелесообразен и потому, будучи ясен специалистам, далее подробно не рассмотрен.

Первый вариант работы, то есть при застопоренном корпусе 1, в силу обратимости предложенного преобразователя направления движения также может быть реализован двояко, а именно либо путем подачи нагрузки на вал 2 (в режиме нагнетания или дозирования текучей среды), либо путем подачи нагрузки на лопасть 6 (в режиме двигателя или расходомера).

Далее подробно рассмотрен вариант работы в режиме нагнетания со ссылками, если иное не оговорено особо, на фиг. 6.

При вращении вала 2 водило 3 вынуждает кольцевой вкладыш 4 вращаться в своем кольцевом пазу постоянно в одном и том же направлении. Кольцевой вкладыш 4 толкает шарик(и) 5, которые, проворачиваясь в гнездах вкладыша 4, приводят в качательное движение лопасть 6.

При каждом качании лопасти 6 позади нее создается разрежение и соответственно в те части камер внутри корпуса 1, которые ограничены перегородкой 8 и "тыльной" (на конкретной стадии процесса) стороной лопасти 6, через часть каналов клапанно-распределительного механизма 10, открываемых при вращении распределительного диска 12, и соответствующие штуцера 9 всасывается текучая среда, а впереди нее создается повышенное давление и соответственно из тех частей камер внутри корпуса 1, которые ограничены перегородкой 8 и "передней" (на конкретной стадии процесса) стороной лопасти 6, через другую часть каналов клапанно-распределительного механизма 10, открываемых при вращении распределительного диска 12, и соответствующие штуцера 9 сжатая текучая среда выталкивается в выходную магистраль.

При попеременной подаче нагрузки (то есть текучей среды под давлением, поступающей через клапанно-распределительный механизм 10) на части лопасти 6, расположенные в полости корпуса по разные стороны перегородки 8, процесс протекает в порядке, обратном выше описанному, а именно лопасть 6, качаясь, через шарик(и) 5 толкает и приводит во вращение кольцевой вкладыш 4, этот вкладыш 4 вращает водило и вместе с ним выходной вал 2, с которого снимается полезная нагрузка.

Естественно, что приведенные описание и чертежи никоим образом не исчерпывают изобретательский замысел и не ограничивают возможные варианты его осуществления.

Описанное изобретение может быть осуществлено с использованием известных в промышленности материалов, оборудования и инструментов.

В качестве наиболее предпочтительных вариантов осуществления изобретательского замысла из множества реально возможных вариантов особо следует отметить объемные расходомеры и дозаторы и вакуум-насосы для доильных аппаратов.

Преобразователь и машина на его основе могут быть использованы в машиностроении: в насосах, компрессорах, пневмо- или гидродвигателях, расходомерах и дозаторах преимущественно жидких сред и в других устройствах и установках, в которых осуществляется преобразование качательного движения рабочих органов во вращательное движение вала и наоборот. У преобразователя все геометрические оси вращающихся деталей пересекаются в одной точке. Он имеет корпус, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, водило, жестко связанное с валом, выполненное в виде тела вращения и имеющее кольцевой паз, плоскость симметрии которого наклонена к оси вращения вала и проходит через упомянутую точку пересечения, лопасть, кинематически связанную с кольцевым пазом водила промежуточным элементом зацепления, установленную в корпусе на полуосях и способную воспринимать вращение вала или вращать вал. Изобретение позволяет создать такой преобразователь, который может служить унифицированной основой различных машин, при этом машины на его основе отличаются простотой и надежностью в эксплуатации. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Обратимый преобразователь направления движения на основе сферического механизма, в котором геометрические оси вращения всех звеньев пересекаются в одной центральной точке и который имеет корпус, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, связанное с валом сферообразное водило с кольцевым пазом, плоскость симметрии которого наклонена к оси вращения вала и проходит через точку пересечения упомянутых выше осей, поршень, установленный в корпусе вокруг водила с возможностью качательного перемещения, и по меньшей мере один промежуточный элемент зацепления, кинематически связанный с указанным пазом водила и с указанным поршнем и способный при вращении вала приводить поршень в качательное движение или при качательном движении поршня вращать вал, отличающийся тем, что водило жестко связано с валом, а поршень выполнен в виде лопасти с центральным отверстием, которая охватывает водило и дополнительно кинематически связана с корпусом двумя оппозитными полуосями, геометрическая ось которых пересекает геометрическую ось вала в упомянутой центральной точке. 2. Преобразователь по п.1. отличающийся тем, что в кольцевом пазу водила заподлицо с поверхностью сферы установлен кольцевой вкладыш, имеющий по меньшей мере одно углубление для установки промежуточного элемента зацепления. 3. Преобразователь по п.2, отличающийся тем, что промежуточный элемент зацепления выполнен в виде шарика. 4. Преобразователь по п.3, отличающийся тем, что корпус ограничен внутри цилиндрической поверхностью, симметричной относительно геометрической оси полуосей лопасти, а лопасть с центральным отверстием выполнена в виде прямоугольной по внешнему контуру пластины. 5. Машина объемного вытеснения на основе преобразователя направления движения в виде сферического механизма, в котором геометрические оси вращения всех звеньев пересекаются в одной центральной точке и которая имеет полый ограниченный поверхностью тела вращения корпус с отверстиями в стенках для впуска-выпуска текучей среды через клапанно-распределительный механизм, вал, установленный в корпусе с возможностью вращения, связанное с валом сферообразное водило с кольцевым пазом, плоскость симметрии которого наклонена к оси вращения вала и проходит через точку пересечения упомянутых выше осей, поршень, установленный в корпусе вокруг водила с возможностью качательного перемещения, и по меньшей мере один промежуточный элемент зацепления, кинематически связаный с указанным пазом водила и с указанным поршнем и способный при вращении вала приводить поршень в качательное движение или при качательном движении поршня вращать вал, отличающаяся тем, что водило жестко связано с валом, поршень выполнен в виде лопасти с центральным отверстием, которая плотно охватывает водило и дополнительно кинематически связана с корпусом двумя оппозитными полуосями, геометрическая ось которых пересекает геометрическую ось вала в упомянутой центральной точке, при этом в полости корпуса размещена жесткая перегородка, плоскость симметрии которой включает геометрические оси вала и полуосей и которая имеет выемки для размещения водила и полуосей.