СФЕРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК F02G1/02 F01C1/32 

Изобретение относи1тся к области двигаг телестроеийя И качается офермчеокжх пнев1 гатич ее КИЙ дви га тел ей.

Иэвест1ны сферические объемные машины, П|рИменяемые в качестве объемных изме.рИтелей жидкости и гидродаигателей.

Известны также двигатели., в которых внутреа 1няя поверхность статора выполнена в виде сферы с виутрешшм конусом, а подвИ1Ж1на1я часть предс/гавляет собой шайбу с прорезью, через которую пр01ходи1т стадионарная перегородка статора.

Однако в TaiKKx двигателях шайба, имеющая плоскую или коническую поверхность контактирует с KOiHycoiM статора по его образуюш.ей, в результате чего рабо-чая полость разделяется на Д1ве части.

11рИ:Ме1нение такик ма,ш,и« в качестве пневма1гического дв-игателя неэф;фектИ|В1ЛО, так как рабочих камер вдего две (для пневмодвигателя необходимо минимум три1 камеры), а прОХождание стацио;нарной, пластины через диск не обеспечивает достаточной герметичиости камер.

Двигатели с подвижными пластинами не имеют конуса, контактирующего с шайбой, что определяет значительную величину, вредного объема и двухкамерную структуру двигателя. Кроме того, для работы такого двигателя необходимо фазовое воздухораспределительное устройство.

В предложенном двигателе внутренний конус, с которым контактирует шайба, снабжен ПОДВИЖНОЙ разделительной пластиной, расположенной в меридианальном пазу и контактирующей с наклонной шайбой. Для обеспечения кинематического замыкания пары шайба-пластина (при различных углах поворота

вала) плоскость диска выполнена как диаметральная плоскость сферы, что определяет геометрические параметры конуса. С помощью одной пластины можно увеличить количество камер до трех, что вместе с золотнпковым воздухораспределительным устройством, выполненным в шайбе, обеспечивает минимальный вредный объем рабочих камер и работоспособность двигателя, напри.мер пнев.матического, нри любых фазовых положениях вала.

Для того, чтобы контактирование пластины и шайбы не сопровол-сдалось их относительным скольжением, значительным износом и механическими потерями, шайба снабжена

противоположными цнлиндрическпмп выступами, которые входят в меридпанальный паз статора.

На фиг. 1 изображен предложенный сферический двигатель, конструктпвпая схема;

на фиг. 2 - показано сечение ino Л-Л

на фиг. 1; на фиг. 3 - сферический двигатель, один из вариантов; на фиг. 4 - схема работы двигателя при начальном положении вала двигателя; на фиг. 5 - схема работы двигателя ири HOiBOpoTe вала на 45 от начального положения; на фиг, 6 - схема работы двигателя при повороте вала на 90° от начального положения; на фиг. 7 - схема работы двигателя лри повороте вала на 180° от начального положения; на фиг. 8 - схема работы двигателя при повороте вала на 270° от начального лоло-жбния.

Сферический двигатель имеет статор / с внурревней ра-бочей сферической поверхностью 2 с радиусом R, внутри которой установлен конус 5. С 1противопОЛОЖНОЙ стороны в статоре размещен вал 4 двигателя, опи|рающийся .на подшипники 5. Ось вращения этого вала соосна оси конуса 3. Вал имеет наклонную шейку 6, ось которой пе,ресекает его ось под углом |) и проходит через центр сферы. На наклонную шейку через лодшистник 7 апнргется наклонная шайба 8, рабочая поверхность которой совпадает с диаметраль}юй плоскостью сферической поверхности и перпендикулжр.на к оси }1аклонной шейки 6.

В ,меридианальном пазу а, выполненном в статоре, находится Подвижная разделительная пластина 9, имеющая конфигурацию полудиска и контактирующая с рабочей поверхностью шайбы 8 по диаметральной оси N-N.

Периферийные поверхности пластины и шайбы очерчены сферической поверхностью с радиусам R, лричем периферийная нове рхность шайбы уплотнена .кольцом 10. Наклон образующей конуса 3 под углом i) к диаметральпой плоскости, перпендикулярной к оси вала 4, обеспечивает контактирование рабочей поверхности шайбы 8 с ко.нусом 3 по линии 1.

Между конусом 3 пластиной 9, сферической поверхностью € радиусом R и шайбой 8 образуются камеры Л И Б двигателя, каждая из которых (в зависимости от угла поворота вала двигателя) .разобщается па два изолированных объема по линии // контакта. В результате двигатель имеет три рабочих камеры (см. фиг. 5, б, 8), кроме тех положений вала, при которых он поворачивается от пачального положения на угол, кратный п, когда ЛИ.НИЯ 1 контакта совпадает с линией контакта пластины с шайбой (см. фиг. 4, 7). Плоский или сферический золотник 12 жестко связан с .валом 4 двигателя. Рабочее тело, например сжатый газ, поступает в рабочие камеры двигателя по канала.м а, б и через окно е золотника. Выходит газ че|рез окно г золотника и по каналам д, е.

По мере вращения золотника 12 вместе с валом 4 положение фаз 11аполнения и опорожнения в рабочих камерах изменяется. При этом на шайбу воздействует результирующая сила давления, создающая вращающий мо.мент на валу двигателя.

Для обеспечения постоянной зоны контакта пластины 9 с шайбой 8 в паз ж (см. фиг. 4j вместе € этой пластиной .входят два диВметрально противоположных выступа 13 шайбы 8.

Движение шайбы 8 шри вращательном движении вала можно рассматривать как колебательное движение, относительно диаметральной оси N-Л с одновременным колебательным движением этой оси в пазу ж, что устраняет относительное скольжение пластины 9 и шайбы 8.

предмет изобретения

1.Сферический двигатель, преимущественно пнев:матический, содержащий статор с внутренней сферической поверхностью и конусом и ротор, выполненный в виде наклонной

шайбы, связанной с выходным валом и контактирующей с конусом по его образующей, отличающийся тем, что, с целью улучшения рабочих характеристик и снижения вредного объема, статор снабжен меридианальным пазом, в котором установлена подвижная .разделительная пластина, выполненная в виде нолудиска и контактирующая с наклонной шайбой,

2.Двигатель по и. 1, отличающийся тем, что, с целью обеснечения ПОСТОЯЕНОГО контакта пластины с шайбой, последняя снабжена диаметрально противоположными цилиндрическими выступа:ми, входяш,ими в паз статора.

Ю

5

Л/

и

fpu& J

Фuz 7

л

Ри& 8