Пневмо- или гидропривод непрерывного действия Российский патент 2022 года по МПК F01C1/63 

Изобретение относиться к области производства различных роторных механизмов, преобразующих энергию рабочего тела в виде газа или жидкости под давлением, в механическую энергию вращения выходного вала.

По конструкции ближайшим аналогом изобретения является роторный двигатель внутреннего сгорания предложенный Мурата Макото (JP), патент RU 2511953 С2.

Пневмо- или гидропривод непрерывного действия, (в дальнейшем по тексту «Устройство»), в принципе работает как гидроцилиндр с неограниченной длиной рабочего хода, т.е. как бесконечной длины пневмо- или гидроцилиндр. Устройство, Фиг. 1, представляет собой замкнутое полое кольцо прямоугольного или квадратного сечения, образованное, наружной неподвижной трубой 1 и соосной с ней подвижной и вращающейся вокруг ее оси трубой 2, на которой диаметрально укреплены две лопасти 3 и которые, в купе с трубой 2, являются ротором Устройства.

Боковые стенки 4 полого кольца неподвижны и жестко соединены с наружной неподвижной трубой 1, образуя в целом корпус Устройства. Также, боковые стенки 4 Устройства являются опорами подшипников для подвижной вращающейся трубы 2 ротора, к которой крепится рабочий выходной вал 5 Устройства, т.е. вал отбора мощности.

Сочленение подвижной трубы 2 с лопастью 3 показано на Фиг. 3

Принципиальная схема конструкции лопасти 3 с подводящими давление каналами на Фиг. 3.

Рабочее давление, в виде газа или жидкости, через неподвижный подводящий штуцер 6, Фиг. 1, и далее через внутреннюю полость подвижной трубы 2 и каналы в лопасти 3, Фиг. 3, подается в рабочую зону-полость рабочего давления, что видно на Фиг. 1 и Фиг. 2.

Момент крутящий на рабочем, выходном валу 5 Устройства определяется как:

где:

- рабочая площадь лопасти (Фиг. 1)

Ρ - величина давления рабочей среды, подаваемой в Устройство

L - длина плеча лопасти 3, определяемая как расстояние от оси полого кольца до геометрического центра тяжести плоскости лопасти.

Для обеспечения непрерывного вращения ротора Устройства, в наружной неподвижной трубе 1 Фиг. 2 и Фиг. 4 прорезаны четыре продольных прямоугольных паза, параллельных оси полого кольца. Длина пазов соответствует размеру Н, так же, как и расстояние между боковыми стенками 4 Устройства.

В каждый из пазов вставляются затворы Поз 7; 8; 9; 10, Фиг. 2, которые, по заданной программе, совершают возвратно-поступательное перемещение на величину h, поочередно рассекая внутреннее пространство полого кольца на зоны рабочего давления и зоны сброса давления.

Так, в верхней части Фиг. 2, вдвинутый внутрь полого кольца до соприкосновения с трубой 2, затвор 7 справа от себя создает полость рабочего давления, заключенную между затвором 7 и лопастью 3. Тоже самое происходит с затвором 9, где образуется аналогичная полость рабочего давления, только слева от затвора 9. Воздействие в этих двух полостях давления на лопасть 3 создает вокруг оси полого кольца.

В то время, когда затворы 7 и 9 вдвинуты, т.е. соприкасаются с поверхностью подвижной трубы 2, затворы 8 и 10 выведены из зоны полого кольца и не препятствуют прохождению мимо них лопасти 3.

В момент прохождения лопасти 3 створа затворов 8 и 10, Фиг. 1 и Фиг. 2, последние сразу, по заданной программе, под действием кулачков 11 через штангу подъема опускания затворов 12 и тягу 13 вдвигаются внутрь пространства полого кольца до соприкосновения с подвижной трубой 2, создавая между собой и лопастью 3 две новые полости рабочего давления, после чего затворы 7 и 9 выходят из зоны полого кольца, подготавливая проход мимо них лопасти 3 и открывая сброс отработки через специальные каналы в затворах 8 и 10.

Т.е. непрерывность вращения ротора обеспечивается тем, что через каждые 90° поворота ротора, полость полого кольца, при помощи двух затворов, Фиг. 2, поз. 7 и 9 или поз. 8 и 10, рассекается на две части, в результате чего каждый раз между затворами и лопастью 3 образуются очередные зоны рабочего давления, приводящие к возникновению на роторе Устройства.

Расшифровка позиций, их наименований, обозначенных на Фиг. 1-4.

- Поз. 1 - неподвижная труба

- Поз. 2 - подвижная труба (ротор)

- Поз. 3 - лопасть

- Поз. 4 - боковые стенки Устройства

- Поз. 5 - выходной вал

- Поз 6 - неподвижный подводящий штуцер

- Поз. 7, 8, 9, 10 - затворы

- Поз. 11 - кулачки привода подъема-опускания затворов

- Поз. 12 - штанга подъема-опускания затворов

- Поз. 13 - тяга соединения затворов со штангой подъема

- Поз. 14 - кожух

- Поз. 15 - уплотняющие кольца

Изобретение относится к области производства различных роторных механизмов, преобразующих энергию газа или жидкости под давлением в механическую энергию вращения выходного вала. Пневмо- или гидропривод непрерывного действия в принципе работает как гидроцилиндр с неограниченной длиной рабочего хода, т.е. как бесконечной длины пневмо- или гидроцилиндр, и представляет собой замкнутое полое кольцо прямоугольного или квадратного сечения, образованное неподвижной трубой 1 и соосной с ней подвижной, вращающейся вокруг оси полого кольца, трубой 2, на которой диаметрально укреплены две лопасти 3 и которые, вкупе с трубой 2, являются ротором устройства, на котором крепится вал отбора мощности 5. Для обеспечения непрерывности вращения ротора, в наружной неподвижной трубе 1 через каждые 90° прорезаны четыре продольных прямоугольных паза, параллельных оси полого кольца, длина которых соответствует размеру Н, так же, как и расстояние между боковыми стенками 4. В каждый из пазов вставляются затворы 7, 9 и 8, 10, которые по заданной программе совершают возвратно-поступательное перемещение на величину h, поочередно рассекая внутреннее пространство полого кольца на зоны рабочего давления и зоны сброса давления. Рабочее давление через подводящий штуцер 6 и далее через внутреннюю полость подвижной трубы 2 и специальные каналы в лопасти 3 подается в полость повышенного давления, в результате на роторе создается рабочий Мкр. 4 ил.

Пневмо- или гидропривод непрерывного действия представляет собой:

- замкнутое полое кольцо прямоугольного или квадратного сечения, образованное наружной цилиндрической трубой, с двумя торцевыми боковыми, параллельными стенками, с укрепленными на ней четырьмя попарно и диаметрально вдвигаемыми и выдвигаемыми во внутреннюю полость полого кольца затворами, которые, по заданной программе, периодически перекрывают его внутреннее сечение;

- внутренней цилиндрической трубой, несущей на себе две диаметрально расположенные лопасти, по форме соответствующие внутреннему сечению полого кольца и полностью перекрывающего его по сечению, отличающийся тем, что:

- наружная цилиндрическая труба с установленными на ней четырьмя затворами и связанными с ней двумя параллельными торцевыми боковыми стенками неподвижна;

- затворы, укрепленные на неподвижной цилиндрической стенке трубы во вдвинутом состоянии, полностью перекрывают внутреннее сечение полого кольца, имеют со стороны зоны сброса давления каналы-выводы рабочего тела из внутренней зоны полого кольца наружу;

- внутренняя цилиндрическая труба с двумя укрепленными на ней лопастями подвижна, вращается на подшипниках, укрепленных в двух параллельных неподвижных торцевых боковых стенках, и при подаче давления газа или жидкости во внутреннюю полость полого кольца, передает возникающий на ней рабочий крутящий момент вокруг оси полого кольца;

- для непрерывного обеспечения подачи рабочего давления на лопасти, внутренняя полость полого кольца вдвигаемыми и выдвигаемыми затворами разделяется на четыре равные секции, которые в соответствии с программой попарно и диаметрально, поочередно со второй парой затворов перекрывают внутреннюю полость полого кольца через каждые четверть оборота лопасти, чем создают с одной стороны от себя зону рабочего давления, а с другой стороны зону сброса давления, при этом, когда одна пара затворов вдвигается в полость полого кольца, вторая пара затворов выходит из полости полого кольца наружу, освобождая проход мимо себя лопасти.