Багатосекційний гідропневмодвигун

Багатосекційний пдропневмодвигун, що містить рознімний корпус з каналами для підведеннявідведення енергоносія, встановлений у корпусі на опорах обертання корінний ведений вал з елементом передавання на нього обертального моменту, виконані у корпусі секції у вигляді циліндричних порожнин, осі яких паралельні між собою і розташовані по дотичній до кола, що описане навколо осі корінного вала, встановлені у секціях на опорах обертання рушійні ексцентрикові вали, що кінематично зв'язані за допомогою знижувальної передачі між собою та з корінним валом елементами передавання обертального моменту, виконані у вигляді втулки і встановлені на ексцентриках валів за допомогою опор обертання рушійні ланки з ЗОВ Корисна модель відноситься до комбінацій двигунів об'ємного витиснення обертальної дії, що надаються руху робочим тілом, яке знаходиться у газовому або рідкому стані Може бути використана переважно у якості високомоментного рушія для машин, механізмів та механізованого інструмента, що працюють у пожежо-і (або) вибухонебезпечному середовищі Відомий багатосекційний аксіально-поршневий пневмодвигун типу "ДАР" об'ємного витиснення містить в собі складений (рознімний) корпус з каналами для підведення і відведення енергоносія У корпусі на опорах обертання встановлено роторкорінний вал, що ведеться, з елементом передавання на нього обертального моменту Цей елемент виконано у вигляді профільованої три хвильової кулачкової шайби з складним двобічним нееквідистантним профілем У корпусі виконані і циліндри (порожнини-секци), осі яких паралельні між собою і розташовані по дотичній до кола, що описане навколо осі ротора-корінного вала У циліндрах розташовані двобічні поршні, що кінема тично пов'язані між собою і з корінним валом за допомогою передачі, що знижує Ротор виконує функції повітророзподільного золотника Кулачкова шайба синхронізує роботу усіх поршнів і перетворює їх поступовий рух у обертовий рух корінного вала-ротора Вадами такого високомоментного двигуна є його низький к к д , обумовлений інер НІШНІМ ПОЗДОВЖНІМ профільованим пазом та з роз ташованими по обидва боки від цього паза поздовжніми пазами-каналами, радіально встановлені у секціях по усій їх довжині поміж каналами для підведення-відведення енергоносія розділяючі пластини, виступаючий окрайок яких постійно знаходиться у рухливому з'єднанні з профільованим пазом рушійних ланок, розташовані у секціях місця рухливого з'єднання розділяючих пластин з рушійними ланками таким чином, що вони ніколи одночасно не знаходяться на продовженнях ЛІНІЙ, ЩО з'єднують центри обертання (ЦО) ексцентрикових валів з центрами мас (ЦМ) ексцентриків, який відрізняється тим, що ексцентрикові вали встановлені таким чином, що у поряд розташованих секціях центри мас (ЦМ) ексцентриків знаходяться у взаємно-протилежних положеннях відносно центрів обертання (ЦО) ексцентрикових валів ЦІЙНІСТЮ і незрівноваженістю мас, що рухаються, невеликий термін служби ПІДШИПНИКІВ (опор обертання) завдяки впливу на них Осьових навантажень, а також складність його виготовлення та експлуатації через наявність складних кулачкової шайби і ротора-золотника [1] Відомий також односекційний гідропневматичний мотор-вібратор з вбудованим двигуном об'ємного витиснення, що містить в собі рознімний корпус, у якому виконана циліндрична порожнина і канали для підведення-відведення енергоносія У порожнині на опорах обертання встановлено вал з ексцентриком, на якому жорстко закріплені дебаланси і за допомогою опори обертання встановлена виконана у вигляді втулки рушійна ланка з зов о> 1319 НІШНІМ поздовжнім профільованим пазом і розташованими по обидва боки від цього паза каналами По довжині порожнини поміж каналами для підведення і відведення енергоносія радіально встановлено виконаний у вигляді пластини розділяючий елемент (розділяюча пластина), виступаючий окрайок якого постійно знаходиться у рухливому з'єднанні з профільованим пазом рушійної ланки При закріпленні дебалансів на валу без зміщення відносно один одного і (або) центру тяжіння рушійної ланки такий мотор-вібратор перетворюється у компактний пдро-пневмодвигун об'ємного витиснення з високим к к д і малими навантаженнями на опори обертання Вадами такого двигуна буде складність його запускання у випадках, коли рушійна ланка у момент запускання знаходиться у своїй так званій "мертвій зоні", а також невеликий обертовий момент на валу, обумовлений високообертовістю двигуна [2] Найбільш близьким до пропонуємої корисної моделі за сукупністю суттєвих ознак є прийнятий за прототип спарений (двохсекційний) гідропневматичний мотор-вібратор з двома вбудованими пдро-пневмодвигунами об'ємного витиснення, що містить в собі рознімний корпус з каналами для підведення-відведення енергоносія, виконані у корпусі дві циліндричні порожнини (секції), осі яких паралельні між собою У секціях встановлені на опорах обертання ексцентрикові вали, що кінематичне пов'язані між собою зубчастою передачею (елементами передавання обертового моменту), а також виконані у вигляді втулки і встановлені на ексцентриках валів за допомогою опор обертання рушійні ланки з ЗОВНІШНІМ поздовжним профільованим пазом та з розташованими по обидва боки від цього паза поздовжніми пазами-каналами По всій довжині секцій поміж каналами для підведення-вщведення енергоносія радіально встановлені розділяючи пластини, виступаючий окрайок яких постійно знаходиться у рухливому з'єднанні з профільованим пазом рушійних ланок В обох секціях вали за допомогою зубчастої передачі встановлені таким чином, що центри мас ексцентриків знаходяться відносно центрів обертання валів у однаковому стані Місця рухливого з єднання розділяючих пластин з рушійними ланками за такою комбінацією двигунів розташовані у взаємно протилежних напрямках відносно центрів обертання ексцентрикових валів і ніколи одночасно не знаходяться на продовженнях ЛІНІЙ, ЩО з'єднують центри обертання валів з центрами мас ексцентриків Встановлені на валах зубчасті колеса забезпечують їх синхронне обертання у протилежні боки Така комбінація вбудованих пдропневмодвигунів виключає можливість одночасного знаходження рушійних ланок у своїх так званих "мертвих зонах", що забезпечує стовідсоткове запускання спареного мотора-вібратора Але при цьому, навіть після розміщення поміж синхронізуючими зубчастими колесами проміжного зубчастого колеса, що має бути встановлене на корінному валу для забезпечення обертання ексцентрикових валів у одному напрямку, не забезпечується самогасіння коливань систем, що обертаються у секціях [3] В основу корисної моделі поставлено технічну задачу модифікування гідропневмодвигуна об'ємного витиснення, що не має деталей, які рухаються у ньому відновлювано-поступово або відновлювано-обертово, шляхом такого розташування рушійних валів у секціях двигуна, при якому самогасіння вібрацій в системах, що обертаються, забезпечується сприятливим відносним розміщенням елементів, що рухаються у секціях Таке виконання багатосекційного двигуна забезпечує його надійну, тривку і плавну роботу при одночасному одержанні на корінному валу двигуна великого обертового моменту і при СТОВІДСОТКОВІЙ гаранти запускання двигуна Поставлена технічна задача вирішується тим, що у багатосекційному пдропневмодвигуні, що містить в собі рознімний корпус з каналами для підведення-відведення енергоносія, встановлений у корпусі на опорах обертання корінний вал, що ведеться, з елементом передавання на нього обертального моменту, виконані у корпусі секції у вигляді циліндричних порожнин, Осі ЯКИХ паралельні між собою і розташовані по дотичній до кола, що описане навколо осі корінного вала, встановлені у секціях на опорах обертання рушійні ексцентрикові вали, що кінематично пов'язані за допомогою передачі, що знижує, між собою і з корінним валом елементами передавання обертального моменту, виконані у вигляді втулок і встановлені на ексцентриках валів за допомогою опор обертання рушійні ланки з ЗОВНІШНІМ поздовжнім профільованим пазом та з розташованими по обидва боки від цього паза поздовжніми пазами-каналами, радіально встановлені у секціях-порожнинах по усій їх довжині поміж каналами для підведення-відведення енергоносія розділяючи пластини, виступаючий окрайок яких постійно знаходиться у рухливому з'єднанні з профільованим пазом рушійної ланки, розташовані у секціях місця рухливого з'єднання розділяючих пластин з рушійними ланками таким чином, що вони ніколи одночасно не знаходяться на продовженнях ЛІНІЙ, ЩО з'єднують центри обертання валів з центрами мас ексцентриків, пропонується рушійні вали встановити таким чином, щоб у поряд розташованих (сусідніх) секціях центри мас ексцентриків знаходились у взаємнопротилежних відносно центрів обертання валів Розташування, що пропонується, рушійних ексцентрикових валів забезпечує автоматичне самогасіння вібрацій у багатосекційному двигуні, які неминуче виникають в результаті обертання незрівноважених валів і рушійних ланок, що генерують у сусідніх секціях протилежно спрямовані збуджуючі сили і моменти Суть корисної моделі пояснюється ілюстраціями одного з можливих варіантів виконання пристрою, що заявляється На фіг 1 зображено поперечний переріз двигуна На фіг 2 зображено діагональний поздовжній переріз А-А на фіг 1 На фіг 3 зображено поперечний переріз Б-В на фіг 2 На фіг 4 зображено повернутий переріз В-В на фіг 1 Пристрій, що заявляється, являє собою комбінацію з чотирьох кінематичне пов'язаних між собою пдро-пневмодвигунів об'ємного витиснення, що розташовані у спільному рознімному корпусі 1 У корпусі 1 виконано сліпий канал 2 і чотири цилі 1319 ндричні секци-порожнини 3, осі яких паралельні між собою і розташовані по дотичній до кола, що описане навколо поздовжньої осі каналу 2 Корпус I щільно зачинений знімними торцовими кришками 4 та 5 У кожній з цих кришок встановлені підшипники (опори обертання) 6, на яких цапфами 1 встановлені рушійні вали з ексцентриками 8 Центри обертання рушійних ексцентрикових валів позначені на фіг 1 літерами "ЦО", а центри мас ексцентриків 8 позначені літерами "ЦМ" РІВНІ ДЛЯ усіх валів 7-8 величини ексцентриситетів (відстаней поміж "ЦО" та "ЦМ") позначені літерою "є" На ексцентриках 8 за допомогою двох ПІДШИПНИКІВ 9 встановлені виконані у вигляді циліндричних втулок рушійні ланки 10 На ЗОВНІШНІЙ поверхні кожної ланки 10 по усій її довжині виконано один профільований паз 11, глибина якого перевищує подвійну величину ексцентриситету "є" Паралельно пазу I1 по обидві його боки у ТІЛІ ланок 10 виконані два паза-канали 12 і 13 У кожній порожнині 3 по всій їх довжині встановлено радіально по одній розділяючій пластині 14 Пази для розміщення розділяючих пластин 14 в усіх секціях 3 виконані симетрично центру канапа 2 і на найбільшій відстані від нього Пластини 14 встановлені консольно у цих пазах таким чином, що їх частки (окрайки), що виступають всередину порожнин 3, своїми боковими стінками постійно знаходяться у рухливому з'єднанні з профільованим пазом 11 По обидві боки від бокових стінок пластин 14 у торцовій кришці 4 виконані наскрізні канали 15 і 16 ВІДПОВІДНО підведення та відведення енергоносія (робочого тіла) Ці канали сполучають секції 3 з магістралями підведення 17 та відведення (випуску) 18 енергоносія 3 боку торцової кришки 5 на кінцях ексцентрикових валів 8 за допомогою шпонок 19 встановлені елементи передавання обертального моменту, виконані у вигляді шестерен 20, що ведуть Пази для шпонок 19 виконані на кінцях валів 7-8 таким чином, що вісь симетрії паза знаходиться у одній площині з продовженням лінії, що з'єднує "ЦО" з "ЦМ" Усі чотири шестерні 20 знаходяться у зубчастому зачепленні з елементом передавання обертального моменту, що ведеться і виконане у вигляді зубчастого колеса 21, жорстко встановленого на корінному валу 22 Діаметри шестерен 20 однакові і менше за діаметр колеса 21 Корінний вал 22 встановлено на двох підшипниках 23 та 24, що розміщені відповідно у каналі 2 та у торцовій кришці 5 У початковому стані рушійні вали 7-8 встановлені у поряд розташованих секціях 3 за допомогою зубчастої передачі 20-21 таким чином, що у сусідніх секціях (фіМ) "ЦМ" знаходяться у взаємно-протилежних станах відносно "ЦО" у ЛІВІЙ верхній і у правій нижній секціях З "ЦМ" знаходяться на вертикальних осях симетрії секцій нижче за "ЦО", а у правій верхній і у ЛІВІЙ НИЖНІЙ секціях "ЦМ" знаходяться також на вертикальних осях симетрії своїх секцій, але вище за "ЦО" За таким початковим станом, що візуально контролюється при знятій кришці 5 (фіг 3), шпонки 19 на рушійних валах 7-8 у ЛІВІЙ парі секцій 3 знаходяться у одній площині і спрямовані назустріч одна одній, а у правій парі секцій 3 шпонки 19 розташовані у другій, паралельній площині і спрямовані у взаємно-протилежні боки При цьому зазо ри-камери поміж зовнішньою поверхнею ланок 10 і внутрішньою поверхнею порожнин 3 у правій парі секцій 3 мають серпоподібну форму У ЛІВІЙ парі секцій 3 ці зазори-камери по обидва боки від пластин 14 мають форму колових клинів Зазорикамери, що сполучаються з каналами 15, виконують функції робочих камер, а зазори-камери, що сполучаються з каналами 16, виконують функції випускних камер Працює пристрій таким чином 3 магістралі 17 рідкий або газовий енергоносій (робоче тіло) постійно нагнічується у канали 15 3 цих каналів енергоносій надходить у робочі камери двох верхніх і однієї нижньої лівої секцій З У цих секціях вчиняються обов'язкові для двигунів об'ємного витиснення фази витиснення, впускання і наповнення У правій нижній секції 3 об'єм робочої камери нульовий, а об'єм випускної камери максимальний і у ній вчиняється фаза виштовхування енергоносія Під дією тиску енергоносія рушійні ланки 10 вчиняють своє складне й безконтактне з циліндричною поверхнею порожнин 3 переміщення переміщуються по бокових поверхнях розділяючих пластин 14 і одночасно відхиляються у бік випускної камери За рахунок ексцентриситету "є" і зв'язку рушійних ланок 10 через підшипники 9 з валом 7-8 на останні діє обертовий момент і вони починають своє обертання у напрямку руху годинникової стрілки Разом з валами 7-8 обертаються і шестерні 20, що ведуть і знаходяться у зубчастому зачепленні з колесом 21, що ведеться Останнє разом з корінним валом 22 обертається у напрямку, протилежному руху годинникової стрілки При цьому на корінний вал 22 діє збільшений на величину передавального числа передачі 20-21 обертальний момент Вектори однакових за величиною збуджуючих сил, що виникають при обертанні незрівноважених валів 7-8 та рушійних ланок 10, у сусідніх секціях спрямовані по лінії, що з'єднує "ЦО" з "ЦМ" При цьому у ЛІВІЙ парі секцій 3 вектори спрямовані назустріч один одному, а у правій парі секцій 3 вони спрямовані у взаємнопротилежні боки Збуджуючий обертальний момент у верхній парі секцій 3 спрямований проти ходу годинникової стрілки, а у нижній парі секцій З такий же за величиною збуджуючий обертальний момент спрямований у напрямку руху годинникової стрілки Після обертання валів 7-8 на 180° вектори збуджуючих сил у ЛІВІЙ парі секцій 3 будуть спрямовані у взаємо-протилежні боки, а в правій парі секцій вектори цих сил будуть спрямовані назустріч один одному При цьому збуджуючий обертальний момент у верхній парі секцій 3 буде спрямований у напрямку руху годинникової стрілки, а у нижній парі секцій 3 такий же момент буде спрямований проти ходу годинникової стрілки Далі цикли повторюються, збуджуючі сили і моменти увесь час зрівноважуються Таким чином відбувається самогасіння вібрацій А за рахунок того, що робочі камери двигунів у кожній секції мають у своєму поперечному перерізі форму колового клина, радіальний складник сили тиску енергоносія у таких камерах спрямований назустріч відцентровій силі деталей, що обертаються Як наслідок відбувається зниження навантажень на підшипники б і 9 При необхідності реверсивне обертання корін 1319 ного вала 22 здійснюється приєднанням магістралі 17 до каналів 16, а магістралі 18 - до каналів 15. Бібліографічні дані джерел інформації, де розкриті аналоги 1. В.Д. Зинкевич, Г.З. Ярмоленко, Е.Г. Калита "Пневматические двигатели горных машин", Москва, "НЕДРА", 1975, crop. 194-196. ^д„лл 8 2. Деклараційний патент №39028А України на винахід, МПК7 В06В1/16, В06В1/18, опубліковане 15.05.2001р. у бюл.№4. 3. Заявка №2001074796/К на корисну модель подана 10.07.2001р., МПК7 В06В1/16, В06В1/18 (прототип). е 9 З «к АА Фіг 1 Фіг.З В-БО ?Й\\\\\\Х \\чч\ч ч\\\УЇ/% Фіг.4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)216-32-71