ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ Советский патент 1972 года по МПК F16H31/00 

Предлагаемое изобретение относится к области разработки новых двигательных систем преобразования поступательных усилий от тепловой энергии сжатых газов в механическую вращательного движення,

По ocHOiBHOMy патенту № 267521 известен преобразователь поступательных перемещений во вращательное, содержащий статор с магнитной системой, набранной из радиально подвижных полюсов, связанных с силовыми приводами, выполвенными, например, в виде сильфонов, управляемых распределительным устройством, связанным с явнополюсным ротор 0-м.

Цель изобретения - повысить к.п.д. и тепловую устойчивость преобразователя. Это достигается тем, что статор выполнен ; двумя концентрическими .полостями, и в изолированной внешней высокотемпературной зоне статора энергоагрегата смонтированы короткоходовые сильфонйые силовые элементы, непосредственно воспринимающие энергию расщирения высокотемпературных рабочих газов, а в низкотемпературной зоне - те элементы, работа которых сопряжена с проявлением трения.

ствующем подборе тугоплавких мatepиaлoЁ не требует охлаждения непосредствепно самых рабочих камер. Это открывает перспективную возможность перехода к сверхвысоКИМ температурам рабочих газов с соответствующим подъемом общего к.п.д. энергоагрегата.

На фиг. 1 изображена аксонометрическая схема рабочего элемента статора; на фиг. 2-

преобразователь в поперечном разрезе и разрез по А-А.

Преобразователь включает в себя роторную / и статорную 2 системы. Первая выполнена в виде явнополюсной электромагнитиой системы с неограниченным четным числом N полюсов 3, передающий вращающий момент, например, на вал 4 с шлицевым )выходом 5. В некоторых случаях, например для выравнивания угловой зависимости выходного вращающего момента, полюсы ротора могут быть смонтированы с неравным угловым шагом.

Полюсные токовые обмотки 6 подключены к внешнему электропитанию при помощи

обычных коллекторных колец 7 со скользящими щеточными контактами.

пу клапанных или .поворотных золотниковых устрой-ств (второе предпочтительнее), так ив перспективе может составлять .предмет специальной новой разработки, наеример, в полностью герметичном термоизолированном варианте с установкой выносной камеры 9 для передачи вращающего момента на золотник через разделительную стенку этой камеры. Вращение вала ротора передается на распределительное устройство через специально смонтированное промежуточное фазовращательное устройство 10, которое может быть, например, с внешним пневматическим или гидравлическим пригводом // для дистанционного управления фазового сдвига. Поскольку перечисленные устройства являются факультативными, то они приводятся лищьпростым перечнем с указанием только фуНКционального назначения. Также условно показаны коллекторы 12 подвода газа к распределительному устройству и его вывода 13, газовые линии 14 последующей разводки газа непосредственно к силовым элементам статора. Торцовые кръгшки 15 и 16 центрируют ротор относительно корпуса статора (подшипниковые узлы не изображены).

Статорная система выполнена с разделением на низкотемпературную 17 и высокотемпературную 18 зоны силовым полюсом 19. В первой смонтирована непосредственно сама магнитопроводящая система, состоящая из набора иеподвилшых клиновидных направляющих 20 с торцовыми крышками, а также четкого числа подвижных полюсных элементов 21. Клиновидные напрагвляющие 20 снабжены каналами с выходными отверстиями 22 для подвода в зону трения жидкой смазки. Магнитопроводящая система статора жестко фиксирована в основном силовом поясе, выполненным в виде кольца, образуемого внутренним 23 и внешним 24 цилиндрами, разделенными -ребрами жесткости 25. В торцовых камерах 26, 27 смонтированы качающиеся рычаги (28, плечи 29 которых через толкатели 30 связаны с подвижными элементами

/ п г

статора через интервал, (е) равный 0,5-

(следует заметить, что без изменения существа система качающихся рычагов может быть смонтирована и ближе к центральной части с опорой иа силовой пояс). Рычаги уста1но;влены с аксиальным сдвигом, так что образуется две кольцевые камеры (32, где осуществляется фиксация осевых опор 33, 34. Учитывая малый ход полюсных элементов статора и соответственно малые угловые смещения рычагов, в Конструктивном исполнении указанных механизмов целесообразно применять, например, призматические опоры.

роткоходовые пружины 35 или известные гидравлические пружины.

Каждый подвижный элемент 21 статора при помощи нескольких тяг 36, проходящих через направляющие втулки с герметизирующими сильфонами 37, смонтированными на внутреннем цилиндре силового пояса 23, жестко связан в узле 38 с боковыми пластинами 39, которые проходят через прорези ,во внещнем цилршдре силового пояса 24 и объединяются в общее седло 40, охватывающее соответствующий газовый силь-фонный элемент 41 статора.

Высокотемпературная зона статора начинается с внешней цилиндрической поверхности силовото пояса 24 и ограничивается наружней термоизолированной поверхностью статора с образованием в целом герметичной (предпочтительно вакуумируемой) камеры 42.

В камере 42 на опорной охлаждаемой (каналы 43) поверхности установлены на термоизоляционных подкладках 44 рабочие газовые сильфонные элементы 41. Последние через радиально внешние термоизоляционные

прокладки 44 прижаты к торцам 45 соответствующих седел. Боковые поверхности седел термоизолированы системой отражательных экранов 46. Вокруг седел смонтирована система их радиационного охлаждения газовым

или жидким теплоносителем, циркулирующим по .каналам 47. Внутри камеры 42 выполнена вся газовая разводка объединением по газовому сообщению сразу нескольких сильфонов в самостоятельные синфазные группы.

Минимальное число таких синфазных групл в электромагнитном преобразователе (по количеству полюсных элементов, находящихся в одинаковой фазе движения) равно числу явных полюсов ротора.

Подвод газа к каждому рабочему сильфону условно (с целью не загромождать чертеж) показан торцовым каналом 48, хотя предпочтительнее подвод в центре или одновременно в нескольких местах. Газовые каналы в вакуумной камере термоизолированы экранами 49.

Специфическая особенность исполнения сильфонных элементов заключается в установке внутренних, например, пластинчатых

стяжек 50, снабженных перфорацией для прохода газа.

Это вызвано необходимостью предельно разгрузить боковые зоны 51 сильфона от механических разрывающих напряжений, возникающих за счет внутреннего газового давления.

Предмет изобретения

1. Преобразователь малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное по патенту № 267521, отличающийся тем, что, с . повыщения к.п.д. и тепловой устойчивости, .cTatop- ;ВЫП0-лн-е н с двумя концентрическими .полостями, разделенными силовым поясом, причем во внутренней полости расположены подвижные трущиеся элементы статора, ограниченные силовым лоясом, а сильфонные элементы размеод,ены во внешней полости в термоизолирующей оболочке.

2. Преобразователь ло н. 1, отличающийся тем, что сильфонные элементы выполнены с пластинчатыми стяжками, снабженными перфорацией.

3.Преобразователь по оп. 1 и 2, отличающийся тем, что подвижные элементы статора, отстоящие друг от друга на интервале 0,5 м/N попарно связаны системой качающихся рычагов, где М - число подвижных элементов статора, а N - число явных полюсов ротора.

4.Преобразователь по пп. 1-3, отличающийся тем, что статор снабжен упругими элементами, установленными между подвижными элементами статора и силовым поясом.

7,

23

20

21

Фиг.2