Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

  Изобретение относится к машинам, которыеможно использовать в качестве гидродвигателей или гидронасосов в гидрообъемныхпреобразователях, в качестве компрессионных машин в двигателях внутреннегосгорания (ДВС).

Текст

Смотреть все

(51) 03 4/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ возможность использовать в качестве рабочего тела воду, пар и газ. Это достигается тем, что в первом варианте гидромашина включает корпус со сферической полостью и расположенные в этой полости диск и два ротора, один из которых соединен с выходным валом, а другой - с шипом, установленным в стенке корпуса. Соединение диска с роторами выполнено по кинематической схеме карданного шарнира. Между ротором и дисками образованы четыре рабочие камеры, с возможностью изменения их объемов. Во втором варианте гидромашина имеет корпус,состоящий из трех полых частей - средней,цилиндрической и двух крайних - полусферических. Рабочие камеры образованы в полусферических полостях корпуса двумя дисками, закрепленными на выходном валу, и двумя роторами, соединенными с дисками по кинематической схеме карданного шарнира. При вращении выходного вала роторы осуществляют возвратно-поворотное движение, в результате которого рабочие камеры изменяют свой объем и поочередно соединяются с впускными и выпускными окнами, выполненными в корпусе.(76) Кабдылкасымов Талгат Мамырбекович ,Кабдылкасымов Рахат Мамырбекович(56) Вильнер Я.М. Ковалев Я.Т. Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Минск. Высшая школа, 1976, - с. 271(57) Изобретение относится к машинам, которые можно использовать в качестве гидродвигателей или гидронасосов в гидрообъемных преобразователях, в качестве компрессионных машин в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Техническими результатами изобретения являются упрощение конструкции гидромашины повышение КПД увеличение крутящего момента на выходном валу без увеличения габаритных размеров и массы снижение стоимости изготовления повышение надежности работы механизма большая эффективность работы при использовании в качестве пневмомашины, в том числе при использовании в качестве компрессионной машины в ДВС повышение надежности герметизации рабочей полости увеличение долговечности, 16492 Изобретение относится к машинам, которые можно использовать в качестве гидродвигателей или гидронасосов в гидрообъемных преобразователях и в качестве компрессионных машин в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). По сходству конструктивных элементов,образующих камеры переменного объема (далее рабочие камеры), и по характеру движения рабочих органов, совершающих работу вытеснения или всасывания жидкости или же совершающих поворотное движение непосредственно от давления подаваемой жидкости, аналогами изобретения являются объемные насосы с возвратно-поворотным движением рабочих органов и поворотные гидродвигатели. Крыльчатый насос Альвейлера (Вильнер Я.М.,Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике гидромашинам и гидроприводам,Минск Высшейшая школа, 1976, с. 254) является наиболее распространенным среди возвратноповоротных насосов. В нем рабочие камеры образуются поверхностями цилиндрической полости корпуса, вмонтированной в корпусе неподвижной диафрагмы, и рабочего органа крыльчатки. В корпусе имеются впускные и выпускные патрубки. Крыльчатка насажена на выходном валу, ось вращения которого совпадает с осью цилиндрической полости корпуса. Крыльчатка снабжена выпускными клапанами. Впускные клапана установлены в диафрагме. При возвратноповоротном движении выходного вала изменяется расстояние между поверхностями крыльчатки и диафрагмы, т.е. изменяются объемы рабочих камер. В то же время, из-за того, что диафрагма находится на пути вращения крыльчатки, ограничивается угол поворота выходного вала. По сравнению с крыльчатым насосом шиберный поворотный гидродвигатель (Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. М. Машиностроение, 1981 с. 245) имеет более простую конструкцию. В поворотном гидродвигателе рабочие камеры образуются поверхностями полости корпуса, вала и связанного с ним рабочего органа шибера. В гидродвигателе отсутствуют впускные и выпускные клапана. Окна подачи и вывода рабочей среды расположены в корпусе и выходят в рабочую полость. Гидродвигатель предназначен для преобразования энергии потока жидкости в поворотное движение выходного звена с ограниченным углом поворота. Известны гидромашины роторно-поступательного типа, используемые в качестве двигателей или насосов, например, шиберные, радиально-поршневые, аксиально-поршневые (Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике гидромашинам и гидроприводам,Минск Высшейшая школа, 1976, с. 260). Характеризуются эти машины тем, что в них во время работы рабочие органы одновременно совершают вращательное и возвратнопоступательное движение. Преимуществом их является то, что в них рабочие органы совершают неограниченное вращательное движение, поэтому 2 они обладают более высокой быстроходностью в них отсутствуют впускные и выпускные клапана машины являются обратимыми, и могут быть выполнены регулируемыми. Их недостатком является то, что они могут работать лишь на чистых,неагрессивных жидкостях,обладающих смазывающими свойствами (использование воды в качестве рабочей среды для этих гидромашин исключается). Известна аксиально-поршневая гидромашина(АПМ) с наклонным диском (Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике гидромашинам и гидроприводам. Минск. Высшейшая школа, 1976, с. 271). Она включает корпус, рабочие камеры, диск,ротор, поршни, гидрораспределитель и карданный шарнир. Ось вращения диска пересекается с осью вращения выходного вала. Ротор выполнен в виде блока цилиндров. В цилиндрах образуются рабочие камеры. Ось вращения ротора совпадает с осью вращения выходного вала. Известна АПМ с наклонным ротором (Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике гидромашинам и гидроприводам. Минск Высшейшая школа, 1976,с. 271), которая является наиболее близким аналогом изобретения. Она включает корпус, рабочие камеры, диск,ротор поршни, гидрораспределитель и карданную передачу. Ось вращения диска совпадает с осью вращения выходного вала. Ротор выполнен в виде блока цилиндров. В цилиндрах образуются рабочие камеры. Ось вращения ротора пересекается с осью вращения выходного вала. По конструктивной схеме АПМ с наклонным ротором отличается от АПМ с наклонным диском, в основном, по расположению выходного вала относительно ротора и диска. В остальном, их конструкции схожи и они имеют одинаковый принципы работы, т.е. работают благодаря наличию угла пересечения осей вращения диска и ротора. В блоке цилиндров цилиндры расположены по кругу параллельно один другому. В цилиндрах расположены поршни, взаимодействующие с диском. При вращении блока цилиндров и диска в пересекающихся осях, диск и стенки блока цилиндров совершают возвратно-поворотное движение по отношению друг к другу, в результате чего поршни совершают в цилиндрах возвратнопоступательное движение. При изменении угла пересечения осей вращения блока цилиндров и диска будет изменяться ход поршней в цилиндрах,т.е. будет производиться регулирование момента на выходном валу гидромашины. Окна подачи и вывода рабочей среды располагаются в неподвижном гидрораспределителе и соединяются с рабочими камерами. При вращении блока цилиндров рабочие камеры перемещаются относительно окон, а объем камер изменяется. Когда объем рабочей камеры увеличивается, она соединяется с одним окном. Когда объем уменьшается - она соединяется с другим окном. То есть у определенных окон рабочие камеры имеют 16492 определенное направление изменения объема,зависящее от знака угла пересечения осей вращения блока цилиндров и диска. Изменяя знак угла, можно регулировать гидромашину по направлению. АПМ имеют сложную конструкцию, и это является основной причиной их недостатков рабочие камеры образуются в отдельных цилиндрах,что расширяет размер пространства, занимаемого деталями, поверхности которых образуют рабочие камеры. Регулировка АПМ производится изменением угла пересечения осей вращения блока цилиндров и диска и для того, чтобы это было возможным, в корпусе необходимо выполнить полость для движения диска или ротора при изменении угла его наклона. Поршень необходим для передачи движения от диска к жидкости, и поэтому его можно назвать паразитным звеном. При возвратно-поступательном движении поршней между поршнями и диском возникают знакопеременные нагрузки и при этом отдельные связи между поршнями и диском не усиливаются другими связями. Рабочие поверхности цилиндров являются прямолинейными направляющими при движении в них поршней, что предопределяет наличие между поверхностями зазоров,сообщающих среду рабочей полости со средой вне полости и расположенных по окружностям, радиусы которых равны радиусам цилиндров возникновение между поверхностями трения, которое нельзя устранить необходимость выполнения в корпусе полости для движения поршней, т.е. для размещения частей стержня поршней, выступающих из блока цилиндров, необходимость опорной длины блока цилиндров, достаточной для предотвращения нарушения связи между цилиндром и поршнем при максимуме объема камеры. Сложность конструкции также препятствует использованию АПМ в качестве компрессионных машин в ДВС. АПМ могут использоваться в качестве компрессионных машин в ДВС, если АПМ соединить с газораспределительным механизмом,клапана которого перекрывали бы впускные и выпускные окна для обеспечения протекания тактов сжатия и рабочего хода в камерах АПМ и который обеспечивал бы открытие клапанов в моменты,необходимые для протекания тактов впуска и выпуска. Однако, при использовании АПМ в ДВС,ДВС будет обладать малым моторесурсом. Объясняется это тем, что в ДВС АПМ будет работать в условиях, приближенных к сухому трению, т. к. участки поверхности цилиндров в пределах рабочих камер будут свободны от масла. В результате, при вращении блока цилиндров, поршни под воздействием центробежных сил будут интенсивно изнашивать поверхности цилиндров в радиальном по отношению к оси вращения блока цилиндров направлении. Задачей изобретения является разработка гидромашины упрощенной конструкции,обеспечивающей повышение К.П.Д. увеличение крутящего момента на выходном валу без увеличения габаритных размеров и массы повышение надежности работы большую эффективность работы при использовании в качестве пневмомашины, в том числе при использовании в качестве компрессионной машины в ДВС повышение надежности герметизации рабочей полости увеличение долговечности возможность использования в качестве рабочей среды воды и пара. Для достижения технических результатов, в первом варианте гидромашина, включающая корпус, рабочие камеры переменного объема,выполненные с возможностью поочередного соединения с окнами подачи и вывода рабочей среды, выходной вал, диск, ось вращения которого пересекается с осью вращения выходного вала,ротор, образующий рабочие камеры, ось вращения которого совпадает с осью вращения выходного вала, имеет дополнительно второй ротор, корпус гидромашины имеет сферическую полость и выполнен из двух соединяемых частей, в одной из которых установлен с возможностью осевого вращения выходной вал, а в другой установлен с возможностью осевого вращения шип, каждый ротор выполнен в виде полукруглой пластины и установлен в полости корпуса, причем первый из них жестко симметрично прикреплен полукруглой кромкой к выходному валу, а второй - к шипу, диск выполнен в виде круглой пластины и установлен между роторами, которые прямолинейными кромками шарнирно соединены с диском, причем оси шарниров роторов взаимно перпендикулярны, а точка их пересечения совпадает с точкой пересечения осей вращения роторов и находится в центре сферической полости корпуса, рабочие камеры образованы сферической поверхностью полости корпуса и поверхностями роторов и диска,установленных в полости корпуса с зазорами и с возможностью изоляции упомянутых поверхностей друг от друга, а окна подачи и выпуска рабочей среды выполнены в стенке корпуса на линиях пересечения внутренней поверхности корпуса с плоскостями, проходящими через оси вращения роторов перпендикулярно к плоскости пересечения этих осей. В роторах и диске гидромашины, образующих рабочие камеры, кромки, формирующие зазоры с внутренней поверхностью корпуса, могут быть выполнены с возможностью создания повышенного гидравлического сопротивления без использования уплотнителей или могут быть выполнены с уплотнителями, перекрывающими зазоры. Первая часть корпуса, в которой установлен выходной вал, может быть выполнена неподвижной,а вторая часть корпуса соединена с первой с возможностью поворота относительно нее, или части корпуса могут быть соединены жестко. При подвижном соединении частей корпуса гидромашина будет регулируемой,при неподвижном - нерегулируемой. Технические результаты достигаются также тем, что во втором варианте гидромашина,включающая корпус, рабочие камеры переменного объема,выполненные с возможностью поочередного соединения с окнами подачи и вывода 3 16492 рабочей среды, выходной вал, диск, ось вращения которого совпадает с осью вращения выходного вала, ротор, образующий рабочие камеры, ось вращения которого пересекается с осью вращения выходного вала, имеет дополнительно второй ротор и второй диск, корпус гидромашины выполнен из трех жестко соединенных частей - двух боковых,имеющих полусферические полости, и центральной,соединяющей боковые части и имеющей цилиндрическую полость, роторы выполнены в виде полукруглых пластин и установлены в полостях боковых частей корпуса, в стенке каждой из которых установлен с возможностью вращения шип с вилкой, а в пазе каждой вилки размещена с возможностью перемещения полукруглая кромка одного из роторов, диски установлены на границах центральной части корпуса с его боковыми частями перпендикулярно оси цилиндрической полости и жестко соединены выходным валом с возможностью осевого вращения, прямолинейные кромки роторов шарнирно прикреплены к соответствующим дискам,причем оси шарниров взаимно перпендикулярны и пересекаются с осями соответствующих шипов в точках, расположенных на оси вращения дисков,рабочие камеры образованы сферическими поверхностями полостей боковых частей корпуса,поверхностями роторов и дисков, установленных в полусферические полости с зазорами и с возможностью изоляции упомянутых поверхностей друг от друга, а окна подачи и выпуска рабочей среды выполнены в стенке корпуса на линиях пересечения внутренней поверхности корпуса с плоскостями, проходящими через оси вращения шипов перпендикулярно к плоскостям пересечения этих осей с осью вращения дисков. В роторах, образующих рабочие камеры,кромки, формирующие зазоры с внутренней поверхностью корпуса, могут быть выполнены с возможностью создания повышенного гидравлического сопротивления без использования уплотнителей,или с уплотнителями,перекрывающими зазоры. В отличие от АПМ, в которых рабочие камеры образованы поверхностями ротора, гидрораспределителя и поршней, ротор выполнен в виде блока цилиндров, а рабочими органами, непосредственно совершающими нагнетание и всасывание рабочей среды, являются поршни, в первом варианте гидромашины рабочие камеры образуются поверхностями корпуса, диска и двух роторов, а рабочим органом является диск. Во втором варианте гидромашины рабочие камеры образуются поверхностями корпуса, двух соединенных между собой дисков, двух роторов и двух вилок. Роторы выполнены в виде полукруглых пластин и подвижно соединены с дисками и с вилками. У роторов при вращении меняется относительное расположение масс и геометрия соединения. Рабочими органами,непосредственно совершающими всасывание и нагнетание рабочей среды, являются роторы. Гидромашины обоих вариантов содержат меньше деталей, чем АПМ и проще по конструкции. Однако элементов, образующих рабочие камеры, у 4 них вполне достаточно для образования механизма,обеспечивающего изменение объема этих камер. В АПМ при вращении блока цилиндров и диска в пересекающихся осях происходит возвратноповоротное движение диска по отношению к стенкам блока цилиндров. Для преобразования возвратно-поворотного движения диска в движение рабочей среды (или наоборот) используются поршни, расположенные в отдельных цилиндрах, и характер движения которых возвратнопоступательный. В гидромашине по первому варианту при вращении роторов и диска в пересекающихся осях происходит возвратноповоротное движение диска по отношению к роторам. В гидромашине по второму варианту при вращении роторов и дисков на пересекающихся осях происходит возвратно-поворотное движение роторов по отношению к дискам. В гидромашине передача движения от диска или ротора к рабочей среде (или наоборот) производится непосредственно через их поверхности. В результате этого гидромашина по сравнению с АПМ обладает следующими преимуществами. Большим КПД, т.к. с уменьшением площади контакта трущихся поверхностей уменьшаются потери, вызываемые жидкостным трением, а в АПМ при меньшем рабочем объеме площадь контакта поверхностей цилиндров и поршней больше, чем в гидромашине площадь контакта поверхностей роторов и дисков с рабочей поверхностью корпуса, т.к. роторы и диски являются более тонкостенными, чем поршни. Меньшими габаритными размерами и массой при большем рабочем объеме (т.е. при большем моменте на выходном валу), т.к. в АПМ блок цилиндров состоит из отдельных цилиндров, что увеличивает размеры пространства, занимаемого деталями,образующими рабочие камеры, а сам блок цилиндров выполняется с длинной опорной частью в корпусе выполняется полость, занимаемая выступающими из блока цилиндров частями стержня поршней. А в гидромашине сферическая форма полости корпуса, и то, что все детали являются тонкостенными и расположены компактно, обеспечивает максимум объема рабочей полости при минимуме массы и габаритных размеров. Большей надежностью работы механизма,т.к. АПМ обладает более сложной конструкцией,допускающей возникновение знакопеременных нагрузок между поршнями и диском и не обеспечивающей взаимное усиление связей между звеньями механизма. А гидромашина обладает более простой конструкцией, исключающей использование поршней и обеспечивающей взаимное усиление связей между звеньями за счет геометрического замыкания корпусом всех деталей механизма, в результате чего влияние нагрузок,например, оттягивающих роторы от дисков, будет ослаблено тем, что рабочая поверхность полости корпуса может служить опорной поверхностью для кромок роторов и дисков. Большей эффективностью работы при использовании в качестве пневмомашины, т.к. АПМ по сравнению с гидромашиной обладает меньшим моментом на 16492 выходном валу при больших габаритных размерах и для увеличенияе мощности необходимо увеличить частоту вращения выходного вала, что приведет к сокращению срока службы АПМ. Большей эффективностью работы в качестве компрессионной машины в ДВС, т.к. гидромашина обладает большим рабочим объемом в ней в отличие от АПМ, не содержится цилиндрических поршней, которые под воздействием центробежных сил изнашивают поверхности роторов. Большей надежностью герметизации рабочей полости по сравнению с АПМ, т.к. в АПМ зазоры, сообщающие среду рабочей полости со средой вне полости и находящиеся между трущимися поверхностями цилиндров и поршней,расположены по окружностям, радиусы которых равны радиусам цилиндров, суммарная длина дуг которых превышает длину дуги окружности, по которой расположен зазор в гидромашине между поверхностями шейки ведущего вала и отверстия корпуса под вал. В дополнение к этому, в гидромашине этот зазор сообщает полость нагнетания с полостью всасывания, и среда,попадающая в зазор из полости нагнетания, будет преимущественно перемещаться в полость всасывания, а не вытекать в окружающее пространство. Большей долговечностью т.к. в АПМ поверхности цилиндров являются направляющими при движении в них поршней, что сокращает срок службы цилиндров, а в гидромашине имеются зазоры, изолирующие поверхность полости корпуса от кромок роторов и дисков, т.е. упомянутые поверхности не соприкасаются. Взаимодействие роторов с корпусом производится через поверхности шейки выходного вала и шипов. Вал и шипы можно установить в подшипниках, которые значительно увеличат срок службы роторов, дисков и корпуса гидромашины. Возможностью использования в качестве рабочей среды пара и воды, при отсутствии уплотнителей зазоров,находящихся между кромкой дисков,полукруглыми кромками роторов и поверхностью полости корпуса. Отсутствие уплотнителей зазоров означает отсутствие трения между этими поверхностями, что исключает необходимость смазки этих поверхностей. В АПМ из-за того, что между поверхностями цилиндров и поршней трение нельзя устранить, исключается использование пара и воды в качестве рабочей среды в случае использования в АПМ в качестве рабочей среды пара, смазочный материал, изолирующий рабочие поверхности цилиндров и поршней, потеряет вязкость от тепла подаваемого пара и удалится из рабочей полости через зазоры или через выпускное окно в случае использования в АПМ в качестве рабочей среды воды, смазочный материал будет смываться водой, а вода, как смазочный материал,не даст высокого эффекта. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид регулируемой гидромашины п первому варианту на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 на фиг. 3 сечение В-В на фиг. 2 на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1 на фиг. 5 узелна фиг. 2 на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 3 на фиг. 7 схема, поясняющая работу гидромашины по первому варианту на фиг. 8 - вид гидромашины по второму варианту на фиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 8 на фиг. 10 - сечение Ж-Ж на фиг. 8 на фиг. 11 - узелна фиг. 9 , на фиг. 12 - схема, поясняющая работу гидромашины по второму варианту. Регулируемая гидромашина по первому варианту (фиг. 1-7) включает подвижную часть 1 корпуса, неподвижную часть 2 корпуса, выходной вал 6, ротор 7 выходного вала 6, диск 8, шип 10,ротор 9 шипа 10, рукоять 12. Неподвижная часть 2 корпуса устанавливается на неподвижной поверхности опорой 5. Подвижная часть 1 корпуса крепится к неподвижной части 2 корпуса с возможностью поворота относительно не и образует с ней сферическую полость. В неподвижной части 2 корпуса установлен с возможностью осевого вращения выходной вал 6. В подвижной части 1 установлен с возможностью осевого вращения шип 10. В полости корпуса размещаются диск 8,выполненный в виде круглой пластины, роторы 7 и 9, выполненные в виде полукруглых пластин. Ротор 7 жестко симметрично прикреплен полукруглой кромкой к выходному валу 6. Ротор 9 жестко симметрично прикреплен полукруглой кромкой к шипу 10. Роторы 7,9 взаимодействуют с корпусом через шейки вала 6 и шипа 10. Диск 8 располагается между роторами 7 и 9, которые прямолинейными кромками крепятся к диску 8 шарнирными соединениями 11 с взаимно перпендикулярным пересечением осей шарниров 11 роторов 7 и 9. Точка пересечения осей шарниров 11 совпадает с точкой пересечения осей вращения роторов 7,9 и находится в центре сферической полости корпуса. К подвижной части корпуса 1 прикреплена рукоять 12, имеющая кулачок, предназначенный для удержания одной части корпуса относительно другой. Рукоять 12 служит для получения необходимого угла пересечения осей вращения роторов 7 и 9, т.е. для регулирования машины. Регулирование может осуществляться (фиг. 1) поворотом подвижной части 1 корпуса относительно неподвижной части 2. При этом будет изменяться угол пересечения осей вращения роторов 7 и 9. Регулируемая гидромашина по первому варианту легко может быть преобразована в нерегулируемую. Если части корпуса 1 и 2 (фиг. 17) соединить жестко, то гидромашина не будет регулироваться. Роторы 7, 9 и диск 8 разделяют сферическую полость корпуса на четыре рабочие камеры, каждая из которых, в зависимости от угла поворота роторов 7, 9 относительно окна 3 или 4, соединена либо с окном 3, либо с окном 4. Роторы 7, 9 и диск 8 соединены между собой по кинематической схеме карданного шарнира роторы 7, 9 расположены по сторонам от диска 8 так же, как вилки в карданном шарнире располагаются по сторонам от крестовины. Поэтому при вращении одной из них вращательное движение будет 5 16492 передаваться другим. Так как оси вращения роторов 7, 9 пересекаются, то диск 8 при вращении вместе с роторами 7, 9 будет совершать возвратноповоротное движение по отношению к роторам 7, 9. На фиг. 7 показана схема, поясняющая работу гидромашины по первому варианту плоскость- это плоскость вращения оси шарниров 11 ротора 7,показанного отрезком 1 линией (окружностью)показана траектория движения точек ,1 плоскость 1 это плоскость вращения оси шарниров 11 ротора 9, показанного отрезком 1 линией (окружностью)показана траектория движения точек , 1 ось вращения ротора 7 совпадает с осьюось вращения ротора 9 совпадает с осью 1 угол пересечения осей вращения роторов 7 и 9 обозначен буквойстрелками, находящимися на концах вала 6 и шипа 10, показано расположение рабочих камер , , , по обеим сторонам от роторов 7 и 9 окна 3 и 4 располагаются по плоскостями 1 левее и правее от оси , т.е. окна 3 и 4 располагаются в корпусе по двум плоскостям, проходящим через оси вращения роторов 7 и 9 перпендикулярно к плоскости(11) пересечения осей вращения роторов 7 и 9 на линиях пересечения сферической полости корпуса, с этими плоскостями. Гидромашина по второму варианту (фиг. 8-12) включает корпус 1, состоящий из двух боковых частей, имеющих полусферические полости, и центральной части, соединяющей боковые части и имеющей цилиндрическую полость диски 2 выходной вал 3 роторы 4,5 вилки 6, шипы 10. На выходном валу 3 установлено зубчатое колесо 7,находящееся в зацеплении с шестеренкой 8,установленной на валу 9. Диски 2 установлены на границах центральной части корпуса с его боковыми частями и соединены между собой выходным валом 3, расположенным в центральной части корпуса 1. Торцы вала 3 жестко перпендикулярно по центру крепятся к дискам 2. Роторы 4, 5 выполнены в виде полукруглых пластин и расположены в полусферических полостях боковых частей корпуса, в каждой из которых установлены с возможностью осевого вращения шип 10 с вилкой 6. Полукруглые кромки роторов 4, 5 установлены с возможностью перемещения в пазах вилок 6. Роторы 4, 5 прямолинейными кромками крепятся к соответствующим дискам 2 шарнирными соединениями 11 с взаимно перпендикулярным расположением осей шарниров 11 роторов 4, 5. Оси шарниров 11 пересекаются с осями вращения соответствующих вилок 6 шипов 10. Точки их пересечения располагаются на оси вращения выходного вала 3 и находятся в центрах основании полусферических полостей боковых частей корпуса. Роторы 4, 5 разделяют полости боковых частей корпуса на четыре рабочие камеры, каждая из которых в зависимости от угла поворота выходного вала 3, соединена либо с окном 12, либо с окном 13. Окна 12, 13 выполнены в стенке корпуса 1 и располагаются по линиям пересечения полусферических боковых частей корпуса 1, с плоскостями, проходящими через оси вращения 6 шипов 10 перпендикулярно к плоскости пересечения осей вращения шипов 10 с осью вращения выходного вала 3. То есть окна располагаются по плоскостям,на линиях пересечения этих плоскостей с полусферами. На корпусе 1 имеется опора 5 для установки гидромашины. Вал 9 может являться валом самостоятельного двигателя или потребителя. Вал 9 может быть соединен с валом 3 также через другие виды передач. Например - через цепную или ременную передачу. Вал самостоятельного двигателя или потребителя также может быть совмещен с валом 3. Тогда центральная часть корпуса 1, в которой размещен выходной вал 3, будет совмещена с корпусом, например, электродвигателя, а ротор электродвигателя будет установлен вместо зубчатого колеса 7. На фиг. 12 изображена схема, поясняющая работу гидромашины по второму варианту и выполненная на основе е аксонометрического изображения. На фиг. 12 плоскость разреза верхней полусферической части корпуса 1 совпадает с одной из двух плоскостей, по которым располагаются окна 12, 13. Вторая плоскость, по которой располагаются окна 12,13 в нижней полусферической части корпуса 1, при данном угле поворота ротора 4, совпадает с ротором 4 (с плоскостью симметрии ротора 4). Ротор 5 располагается между камерами , . Ротор 4 располагается между камерами , . Вал 9 и колесо 8 для повышения четкости изображения изображены тонкими штрих-пунктирными линиями. Пусть гидромашина по первому варианту (фиг. 7) работает в режиме гидронасоса и валу 6 сообщается вращательное движение, направленное по часовой стрелке. Тогда точка А повернется к точке , объем камерыначнет увеличиваться и в не из окна 3 будет поступать жидкость объем камерыначнет уменьшаться, из не жидкость будет удаляться через окно 4. А точка 1 повернется к точке С. Объем камеры 1 начнет увеличиваться и из окна 3 в не начнет поступать жидкость, объем камеры П начнет уменьшаться и из не жидкость начнет удаляться через окно 4. Когда точка А достигнет точки , а точка 1 достигнет токи С, ротор 7 окажется в плоскости(углы СОЕ и 1 равны). Объем камерыуменьшится до минимума и будет соответствовать углу 1. Объем камерыувеличится до максимума и будет соответствовать углу . При дальнейшем вращении вала 6 и шипа 10 объем камерыбудет продолжать увеличиваться и в не через окно 3 будет поступать жидкость, объем камерыбудет продолжать уменьшаться и из не жидкость будет удаляться через окно 4, а направление изменения объемов в камерахиизменится камераизолируется от окна 3 и соединится с окном 4, а е объем будет уменьшаться, что будет сопровождаться удалением жидкости из не через окно 4 камера 16492 изолируется от окна 4 и соединится с окном 3, а е объем будет увеличиваться,что будет сопровождаться поступлением жидкости в не из окна 3. Таким образом, при принятом направлении вращения вала 6, расположение окон 3, 4 на плоскостях, проходящих через оси вращения роторов 7 и 9 перпендикулярно к плоскости пересечения осей вращения роторов 7 и 9,обеспечивает следующий эффект при движении камер (полукруглых кромок роторов) от окна 3 к окну 4 объемы камер увеличиваются, что сопровождается всасыванием жидкости в полость корпуса из окна 3, при движении камер от окна 4 к окну 3 их объмы уменьшаются,что сопровождается нагнетанием(вытеснением) жидкости из полости корпуса через окно 4, при нахождении роторов 7 или 9 плоскостиили 1, камеры будут находиться между окнами 3 и 4, а их объемы достигают максимального и минимального значения. При дальнейшем движении их объемы либо увеличиваются и они соединяются с окном 3, либо уменьшаются и они соединяются с окном 4. При изменении углапересечения осей вращения роторов 7 и 9 меняется максимальное и минимальное значения объемов камер (рабочий объем камер), выраженных углами 1 и . При этом изменяется угол размаха лопасти 8 производится регулирование гидромашины по величине. Если уголуменьшить по отношению к углу 1, то функции окон 3 и 4(как впускных или выпускных окон) изменятся, т.е. окно 3 станет выпускным, а окно 4 станет впускным производится регулирование гидромашины по направлению. Если же, например, в камеры подавать жидкость через окно 3 и выводить е из камер через окно 4, то камеры будут соединяться с окном 3 при изменении их объемов от минимума к максимуму и будут соединяться с окном 4 при изменении их объемов от максимума к минимуму. Под действием давления жидкости роторы 7 и 9 будут вращаться, а диск 8 будет совершать возвратно-поворотное движение по отношению к ним. Гидромашина будет работать в режиме гидромотора. Пусть гидромашина по второму варианту (фиг. 12) работает в режиме гидромотора и через окно 12 в полость камерыподается жидкость. Тогда жидкость из камерыначнет удаляться через окно 13. Давление жидкости прижмет ротор 5 к вилке 6. Так как относительно оси вращения вилки 6 площадь поверхности ротора 5 распределена несимметрично, то ротор 5 начнет вращаться и вращать диск 2 и вилку 6. В результате точка Е начнет перемещаться к окну 12, и отдаляться от вилки 6. Точканачнет перемещаться к вилке 6. То есть ротор 5 будет вращаться вместе с диском 2, а его полукруглые кромки будут перемещаться в пазу вилки 6. При повороте диска 2 на 90 точка Е достигнет окна 12, а точкадостигнет вилки 6. Объем камерыдостигнет минимума, а объем камерыдостигнет максимума. При дальнейшем вращении камераизолируется от окна 12 и соединится с окном 13, а камера П изолируется от окна 13 и соединится с окном 12. В момент, когда объемы камеридостигнут минимума и максимума, во второй полусферической полости ротор 4 займет положение, аналогичное первоначальному положению ротора 5, т.к. диски 2 соединены между собой через выходной вал 3 с взаимно перпендикулярным расположением осей шарниров 11. В камерахиначнут протекать процессы, аналогичные описанным в камерахи . В результате, вал 3 будет вращаться более равномерно. От вала 3 вращение через зубчатую передачу будет передаваться валу 9. При сообщении вращательного движения валу 3 от самостоятельного двигателя, гидромашина по второму варианту будет работать в режиме гидронасоса. В предложенной конструкции в качестве рабочего тела можно использовать пар или газ. Поэтому ее можно использовать в качестве компрессионной машины в ДВС. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гидромашина, включающая корпус, рабочие камеры переменного объема, выполненные с возможностью поочередного соединения с окнами подачи и вывода рабочей среды, выходной вал,диск, ось вращения которого пересекается с осью вращения выходного вала, ротор, образующий рабочие камеры, ось вращения которого совпадает с осью вращения выходного вала, отличающаяся тем, что она имеет дополнительно второй ротор,корпус гидромашины имеет сферическую полость и выполнен из двух соединяемых частей, в одной из которых установлен с возможностью осевого вращения выходной вал, а в другой установлен с возможностью осевого вращения шип, каждый ротор выполнен в виде полукруглой пластины и установлен в полости корпуса, причем первый из них жестко симметрично прикреплен полукруглой кромкой к выходному валу, а второй - к шипу, диск выполнен в виде круглой пластины и установлен между роторами, которые прямолинейными кромками шарнирно соединены с диском, причем оси шарниров роторов взаимно перпендикулярны, а точка их пересечения совпадает с точкой пересечения осей вращения роторов и находится в центре сферической полости корпуса, рабочие камеры образованы сферической поверхностью полости корпуса и поверхностями роторов и диска,установленных в полости корпуса с зазорами и с возможностью изоляции упомянутых поверхностей друг от друга, а окна подачи и выпуска рабочей среды выполнены в стенке корпуса на линиях пересечения внутренней поверхности корпуса с плоскостями, проходящими через оси вращения роторов перпендикулярно к плоскости пересечения этих осей 2. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что в роторах и диске, образующих рабочие камеры,кромки, формирующие зазоры с внутренней 7 16492 поверхностью корпуса, выполнены с возможностью создания повышенного гидравлического сопротивления без использования уплотнителей. 3. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что в роторах и диске, образующих рабочие камеры,кромки, формирующие зазоры с внутренней поверхностью корпуса,выполнены с уплотнителями, перекрывающими зазоры. 4. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что первая часть корпуса, в которой установлен выходной вал, выполнена неподвижной, а вторая часть корпуса соединена с первой с возможностью поворота относительно нее. 5. Гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что в ней части корпуса соединены жестко. 6. Гидромашина, включающая корпус, рабочие камеры переменного объема, выполненные с возможностью поочередного соединения с окнами подачи и вывода рабочей среды, выходной вал,диск, ось вращения которого совпадает с осью вращения выходного вала, ротор, образующий рабочие камеры,ось вращения которого пересекается с осью вращения выходного вала,отличающаяся тем, что она имеет дополнительно второй ротор и второй диск, корпус гидромашины выполнен из трех жестко соединенных частейдвух боковых, имеющих полусферические полости,и центральной, соединяющей боковые части и имеющей цилиндрическую полость,роторы выполнены в виде полукруглых пластин и установлены в полостях боковых частей корпуса, в стенке каждой из которых установлен с возможностью вращения шип с вилкой, а в пазе каждой вилки размещена с возможностью перемещения полукруглая кромка одного из роторов,диски установлены на границах центральной части корпуса с его боковыми частями перпендикулярно оси цилиндрической полости и жестко соединены выходным валом с возможностью осевого вращения, прямолинейные кромки роторов шарнирно прикреплены к соответствующим дискам,причем оси шарниров взаимно перпендикулярны и пересекаются с осями соответствующих типов в точках, расположенных на оси вращения дисков,рабочие камеры образованы сферическими поверхностями полостей боковых частей корпуса,поверхностями роторов и дисков, установленных в полусферические полости с зазорами и с возможностью изоляции упомянутых поверхностей друг от друга, а окна подачи и выпуска рабочей среды выполнены в стенке корпуса на линиях пересечения внутренней поверхности корпуса с плоскостями, проходящими через оси вращения шипов перпендикулярно к плоскостям пересечения этих осей с осью вращения дисков. 7. Гидромашина по п. 6, отличающаяся тем, что в роторах, образующих рабочие камеры, кромки,формирующие зазоры с внутренней поверхностью корпуса, выполнены с возможностью создания повышенного гидравлического сопротивления без использования уплотнителей. 8. Гидромашина по п. 6, отличающаяся тем, что в роторах, образующих рабочие камеры, кромки,формирующие зазоры с внутренней поверхностью корпуса,выполнены с уплотнителями,перекрывающими зазоры.

МПК / Метки

МПК: F03C 4/00

Метки: гидромашина, варианты

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/11-16492-gidromashina-varianty.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Гидромашина (варианты)</a>

Похожие патенты