Винтовой пневмодвигатель Советский патент 1992 года по МПК F16N1/00 F01C1/16 

Изобретение относится к роторным машинам с вращательным движением рабочих органов и может быть использовано в качестве пневмодвигателя для привода горных и других машин, а также в качестве детандера для охлаждения воздуха в горных выработках.

Известна система регулирования машин, включающая маслонасос, маслобак, сервомотор, золотник и дроссель. Недостаток системы - ненадежность в работе. Нагрев масла с маслонасосе и трансмиссии ведет к изменению его вязкости и соответственно к изменению сопротивления на Выходе, что искажает импульс, кроме того использование одного насоса как для питания сервомотора, так и для маслоснабжения подшипников, затрудняет поддержание заданной характеристики насос в связи с изменяющимся сопротивлением в

нагнетательной линии маслоснабжения подшипников.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является винтовая машина, содержащая корпус с двумя полостями, в одной из которых размещены ведущий и ведомый роторы, а в другой понижающий редуктор, соединенный с ведущим ротором и выходным валом, систему регулирования степени наполнения, включающую сдвоенный насос с приводом от ведомого ротора,(

Недостатком известной винтовой машины является ненадежность в работе. Используя винтовую машину в качестве пневмодвигателя, сдвоенный насос развивает высокие скорости враще ния, пр и которых происходит интенсивная циркуляция масла, сопровождающаяся ростом количества нерастворенного воздуха в масле, увеличением утечек и нагревом масла с

уменьшением вязкости, что приводят к кавитации, колебанию давления с потерей линейности характеристики давление масла - скорость вращения насоса, которая не может обеспечить соответствие степени наполнения пневмодвигателя его скорости вращения и нагрузке на него и, как результат, пневмодвигатель начинает работать в неустойчивом режиме Кроме того, при кавитации, появляющейся при высоких оборотах, становится неработоспособной система ограничения предельной скорости вращения, из-за невозможности сформировать заданные характеристики насосов, что ведет к выходу из строя пневмодвигателя

Цель изобретения - повышение надежности работы пневмодвигателя.

Указанная цель достигается тем, что в винтовом пневмодвигателе, содержащем корпус, состоящий из двух полостей, в одной из которых расположены ведущий и ведомый роторы, а в другой понижающий редуктор, соединенный с ведущим ротором и выходным валом, систему регулирования степени наполнения, включающую сдвоенный насос с приводом сдвоенный насос установлен в редукторной полости корпуса, а привод насоса соединен с выходным валом.

Такое конструктивное решение позволяет значительно уменьшить скорость вращения сдвоенного насоса, устранив таким образом кавитацию, получить заданные характеристики каждого из сдвоенного насоса, которые наполнения и ограничения скорости вращения в результате чего повышается надежность работы пневмодвигателя.

На фиг.1 схематически изображен винтовой пневмодвигатель, продольный разрез; на фиг.2 - разрезы А-А и Б-Б на фиг.1.

Винтовой пневмодвигатель содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 каналами, картером 4, рабочей полостью 5 и редукторной полостью 6. В рабочей полости 5 размещены ведущий 7 и ведомый 8 роторы, снабженные синхронизирующими шестернями 9, расположенными в картере 4, а в полости 6 размещен понижающий редуктор, состоящий из установленной на ведущем роторе 7 шестерни 10 и входящим с ней в зацепление колесом 11, закрепленном на выходном валу 12 пневмодвигателя. Кроме того в редукторной полости б установлен сдвоенный насос 13, состоящий из насосов 14 и 15 с одним приводным валом 16, расположенным соосно с выходным валом 12 пневмодвигателя и соединенным с ним, например, с помощью вилки 17, шарнирно закрепленной в последнем

Система регулирования степени наполнения включает также гидроцилиндр 18 с подпружиненным поршнем 19, который своим штоком 20 соединен с полым золотником 21, размещенным во впускном канале 2. Всасывающая линия 22 насоса 14 присоединена к маслобаку 23 непосредственно, а нагнетательная 24 - через надпор- шневую управляющую полость 25 и

0 дроссель 26. Гидроцилиндр 18 снабжен обратным клапаном 27, состоящим из корпуса 28, шарика 29 и пружины 30, который своим входом сообщен с нагнетательной линией 31 насоса 15, а выходом - с управляющей

5 полостью25. Всасывающая линия 32 насоса 15 подключена к картеру 4, а нагнетательная 31, кроме входа в обратный клапан 27, через дроссель 33 к узлам трения.

Винтовой пневмодвигатель работает

0 следующим образом.

Сжатый газ через впускной канал 2 поступает в рабочую полость 5, приводит во вращение роторы 7 и 8, расширяясь, охлаждает корпус 1 и масло в маслобаке 23. Вра5 щение от роторной шестерни 10 передается колесу 11 и выходному валу 12 пневмодвигателя, от которого через вилку 17 приходит в движение приводной вал 16 сдвоенного насоса 13.

0 Насос 14 всасывает масло из маслобака 23 и нагнетает его в управляющую полость 25 и в сообщенный с нею обратныйклапан 27, где совместно с пружиной 30 прижимает шарик 29 к соплу корпуса 28. Поступающее

5 в управляющую полость 25 масло, воздействует на поршень 19, усилие воздействия регулируется дросселем 26, при этом поршень 18 сжимает свою пружину и штоком 20 перемещает золотник 21, который частично

0 перекрывает впускной канал 2, тем самым уменьшается подача газа и, следовательно, скорость вращения роторов 7 и 8 и выходного вала 12 пневмодвигателя. Степень наполнения пневмодвигателя в заданном

5 оптимальном диапазоне изменяется в зависимости от нагрузки на него и соответственно от скорости вращения выходного вала 12 и, следовательно, от давления масла нагнетаемого насосом 21.,

0Насос 15 всасывает масло из картера

нагнетает его к узлам трения и на вход в обратный клапан 27, воздействуя на шарик 29 давлением отрегулированным дросселем 33 таким образом, что его рост происходит

5 более интенсивно с увеличением скорости вращения , чем в нагнетательной линии 24 насоса 14. При резком увеличении скорости вращения пневмодвигателя (сброс нагрузки или работа на холостом ходу) больше номинальной, но меньше допустимой для роторных подшипников, срабатывает обратный клапан 27. в момент когда усилие, создаваемое насосом 15 превысит усилие, создаваемое насосом 14 и пружиной 30 шарик 29 отходит от сопла корпуса 28 и нагнетатель- ная линия 31 насоса 15. с давлением большим давления нагнетания насоса 14, сообщается с управляющей полостью 25, в результате чего происходит скачок усилия, действующего на поршень 19, золотник 21 получает ускорение и перекрывает впускной канал 2,

Значительное уменьшение скорости вращения насосов (для пневмодвигателей горных машин в 3-5 раз) с использованием предполагаемого изобретения привело к бес кавитациоиной работе насосов, позво- лилоуменьшить количество масла всистеме регулирования степени наполнения и габариты маслобака, обеспечило устойчивые ха- рактеристики давлений в функции оборотов

насосов во всем диапазоне скоростей вра- щения благодаря которым повысились надежность работы систем регулирования степени наполнения и ограничения скорости вращения и соответственно повысилась надежность работы пневмодвигателя в целом.

Формула изобретения Винтовой пневмодвигатель, содержащий корпус, состоящий из двух полостей, в одной из которых расположены ведущий и ведомый в другой понижающий редуктор соединенный с ведущим ротором и выходным валом, систему регулирования степени наполнения, включающую сдвоенный насос с приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, сдвоенный насос установлен в редукторной полости корпуса, а привод насоса соединен с выходным валом

Изобретение относится к роторным машинам с вращательным движением рабочих органов и может быть использовано в качестве пневмодвигателя для привода горных и других машин, а также в качестве детандера для охлаждения воздуха в горных выр абот- ках. Цель изобретения - повышение надежности работы пневмодвигателя, Указанная цель достигается тем, что в винтовом пнев- модвигателе, содержащем корпус, состоящий из двух полостей, в одной из которых расположены ведущий и ведомый роторы, а в другой - понижающий редуктор, соединенный с ведущим ротором и выходным валом, систему регулирования степени наполнения, включающую сдвоенный насос с приводом, сдвоенный насос установлен в редукторной полости корпуса, а привод насоса соединен с выходным валом. 2 ил.

27 JrL- Ј8 30,

ч24

ч Ь3