Объемная гидромашина Советский патент 1987 года по МПК F01C1/30 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к объемным гидромашинам с торообразными рабочими цилиндрами.

Цель изобретения - увеличение надежности работы гидромашины путем уравновешивания осевых сил, действуюш,их на золотник замыкателя и образуюш,ихся от давления рабочей жидкости в рабочих камерах.

На фиг. 1 изображена гидромашина, общий вид; 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. 2, на фиг. 6 - эпюры сил, действуюш,их на золотник гидромашины, при сообщении камер золотника с рабочей камерой высокого давления; на фиг. 7 - то, же, при сообщении камер золотника с рабочей камерой низкого давления.

Объемная гидромащина содержит корпус 1 и ротор 2, имеющие участки 3 и 4 торообразной поверхности и сопряженные между собой по двум концентрическим цилиндрическим поверхностям 5 и 6 с образованием торообразного рабочего цилиндра 7, разделенного двумя замыкателями в виде подпружиненных пружинами 8 золотников 9 и 10 на два отсека. Гидромащина имеет поршень 11, жестко связанный с ротором 2 и расположенный в рабочем цилиндре 7 с образованием в совокупности с любым из замыкателей-золотников 9 и 10 рабочей камеры, и профилированные кулачки 12 и 13, расположенные по обе стороны порщня 11 с возможностью контакта с золотниками 9 и 10. Каждый из золотников 9 и 10 имеет участок сферической поверхности на торце и установлен в корпусе 1 и крышке 14 параллельно оси вращения ротора 2 с возможностью контакта его сферической поверхностью с торообразной поверхностью 4 ротора 2, кулачками 12 и 13 и поршнем 11. Контактирующий с пружиной 8 конец каждого из золотников 9 и 10 выполнен ступенчатым и установлен в корпусе 1 и крышке. 14, состоящей из двух частей с образованием двух изолированных одна от другой уплотнениями 15 и 16 камер 17 и 18 переменного объема, которые при помощи каналов 19 и 20 в теле золотника сообщены с соответствующим и рабочими камерами гидромашины, расположенными по обе стороны от секущей плоскости, проходящей через оси золотника 9 или 10 и ротора 2, причем площадь сечения каждой камеры 17 и 18 .переменного объема золотника равна половине площади сечения рабочего цилиндра 7.

Золотники 9 и 10 зафиксированы от вращения при помощи штифта 21, входящего в продольный паз 22 крышки 14. Золотники 9 и 10 совместно с поршнем И разделяют торообразный рабочий цилиндр 7 на три камеры 23-25. Гидромащина имеет коллекторы высокого 26 и низкого 27 давления, выполненные в виде кольцевых намывок в корпусе 1 в зоне сопряжения с цилиндрической поверхностью 6 ротора 2, и каналы 28 и 29, выполненные в роторе 2 и выходящие на его цилиндрическую поверхность 6 в зоне расположения соответствуюQ щего коллектора 26 и 27 и на его торооб- разную поверхность 4. Ротор 2 при помощи шпонки 30 соединен с выходным валом 31, установленным на подшипниках 32 в корпусе 1.

Объемная гидромащина работает сле5 дующим образом.

Рабочая жидкость под давлением подается в коллектор 26 и далее по каналу 28 в камеру 23 рабочего цилиндра 7, где действует на порщень 11, который совместно с

Q ротором перемещается в сторону золотника 10, при этом рабочая жидкость из камеры 24 вытесняется по каналу 29 в коллектор 27 низкого давления. При подходе поршня 11 к золотнику 10 во взаимодействие с последним вступает профилированный кулачок 13,

5 что приводит к перемещению золотника 10 в осевом направлении в сторону уменьшения объема камер 17 и 18. После прохода порщня 11 золотник 10 пружиной 8 возвра- щаётся в исходное положение, перекрывая

„ сечение рабочего цилиндра 7, Дальнейщее движение порщня 11 осуществляется в камере 25 рабочего цилиндра 7, при этом рабочая жидкость из нее по каналу 29 вытесняется в коллектор 27. При подходе поршня 11 к золотнику 9 во взаимодейст5 вие с последним вновь вступает профилированный кулачок 13 и золотник 9, сжимая пружину 8, освобождает путь поршню 11 в камеру 23. Далее циклы повторяются.

Равенство площадей камер 17 и 18 половине площади сечения рабочего цилиндра 7

позволяет уравновесить золотники 9 и 10 в осевом направлении от сил давления жидкости в рабочих камерах гидромащи- ны, что существенно увеличивает надежность работы гидромашины. При необходи5 мости реверсирования гидромащины рабочая жидкость под давлением подается в коллектор 27, а из коллектора 26 отводится из гидромашины. Рабочие процессы в гид- ром ашине при этом протекают аналогично указанным с той лишь разницей, что в пос0 ледовательное взаимодействие с золотниками 9 и 10 вступает профилированный кулачок 12.

Таким образом, в предлагаемой машине исключается влияние сил давления жид- кости на золотники 9 и 10 и при реверсивном режиме работы. Каждый из золотников нагружен только усилием пружины 8, а выбор усилия пружины при данной конструкции замыкателя не зависит от давлеНИИ жидкости в рабочих камерах, что позволяет снизить моменты сил трения как для случая запирания золотником рабочего цилиндра, так и при осевом перемещении золотника, что увеличивает надежность работы гидромашины.

Формула изобретения

Объемная гидромашина, содержащая корпус и ротор, имеющие участки торооб- разной поверхности, сопряженные между собой по двум концентрическим цилиндрическим поверхностям с образованием торо- образного рабочего цилиндра, разделенного двумя замыкателями на два отсека, пор- щень, жестко соединенный с ротором и расположенный в рабочем цилиндре с образованием в совокупности с любым из замыкателей рабочей камеры, и профилированные кулачки, расположенные по обе стороны поршня с возможностью контакта с замыкателями, причем каждый из последних выполнен в виде подпружиненного золотника со сферической поверхностью на торце, установленного в корпусе и крышке параллельно оси вращения ротора с возможностью контакта его сферической поверхности с торообразной поверхностью ротора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения надежности работы гидромашины путем уравновешивания осевых сил, действующих на золотник от давления рабочей жидкости в рабочих камерах, контактирующий с пружиной конец золотника выполнен ступенчатым и установлен в корпусе и крышке с образованием двух изолированных одна от другой камер переменного объема, которые при помощи каналов в теле золотника сообщены с соответствующим и рабочими камерами гидромашины, расположенными по обе стороны от секущей плоскости, проходящей через оси золотника и ротора, причем площадь сечения каждой

камеры переменного объема золотника равна половине площади сечения рабочего цилиндра.

Изобретение относится к гидромашиностроению и позволяет увеличить надежность работы. Конец каждого из золотников 9 и 10 выполнен ступенчатым и установлен в корпусе 1 и крышке 14 с образованием двух изолированных камер (К) 17 и 18 переменного объема. Каналы сообщают К 17 и 18 с рабочими К гидромашины. При таком выполнении каждый золотник 9, 10 нагружен только усилием пружины, а выбор ее усилия не зависит от давления жидкости в рабочих К. Равенство плош,адей К 17 и 18 половине площади сечения рабочего цилиндра позволяет уравновесить золотники 9, 10 в осевом направлении от сил давления жидкости в рабочих К. 7 ил. А- А (повернуто) 7 17 Щ 75 ,9 (Л 31 со 00 05 со со

Г- Г

ФигМ

Т5

14

ю

2 -

макс

Фиг. 5

Физ.6

шшшш

мин

$ Ш с Ж хч-ч-о;

ч

мин

I мw

JJiMiJ

макс

акс

Фиг.