Об’ємна роторна машина

Реферат: Винахід належить до об'ємних роторних машин з непаралельними осями обертання ротора і поршня. У корпусі роторної машини встановлений ротор з можливістю обертання, роздільник, що має напрямну частину з отвором для ротора, поршень, встановлений в пазу ротора з можливістю здійснення обертальних коливань відносно ротора навколо осі, яка перетинає вісь обертання ротора. Поршень має проріз для проходження напрямної частини роздільника. Навколо ротора утворена сфероподібна робоча порожнина, яку направляюча частина роздільника поділяє на камероутворюючі порожнини. Поршень поділяє кожну з них на дві робочі камери. Вхід і вихід для робочого тіла розташовані посередині камероутворюючої порожнини. Перепад тиску утворюється між мінімальним і максимальним перерізами камероутворюючих порожнин. В мінімальному перерізі камероутворюючої порожнини передбачений зазор для проходження робочого тіла та/або в роторі є канал, який дозволяє робочому тілу проходити повз мінімальний переріз камероутворюючої порожнини. Винахід сприяє зменшенню навантаження і зносу поршня, що збільшує ресурс машини. UA 103721 C2 (12) UA 103721 C2 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винаходи відносяться до галузі машинобудування, а саме до роторних об'ємних машин, які можуть бути використані в якості насосів, компресорів, гідроприводів, в тому числі регульованих. Рівень техніки Відома об'ємна роторна машина (GB 573278), що має корпус, ротор і, щонайменше, один поршень, вікна входу і виходу робочого тіла. Ротор, має робочу поверхню, обмежену поверхнею обертання, і встановлений в корпусі з можливістю обертання. Між корпусом і ротором утворена, щонайменше, одна частково сферична робоча порожнина, обмежена частиною сфероподібній поверхні корпусу, поверхнею роздільника і робочою поверхнею ротора. У роторі є, щонайменше, один паз, виконаний переважно вздовж осі обертання ротора на його робочої поверхні. Поршень встановлений у згаданому пазу ротора з можливістю здійснення обертальних коливань відносно ротора. Поршень, виступаючи з паза ротора, має можливість перекриття робочої порожнини. Роздільник має можливість повороту в сфероподібній робочій порожнині для зміни подачі машини. Дана машина має такі недоліки. Поршень має несиметричну форму, і пов'язане з цим непереборне зміщення центру мас від осі обертальних коливань поршня, що веде до зміщення центру мас від осі симетрії ротора в ході обертальних коливань поршня, що викликає значні відцентрові сили, що діють на центр мас поршня, і викликані ними моменти сил навколо осі поршня. Останні навантажують пару тертя поршень - роздільник або, при наявності ущільнювального синхронізуючого елемента (УСЕ), пари тертя поршень - УСЕ - роздільник. Саме знос згаданих пар тертя визначає ресурс машини. До недоліків можна так само віднести консольне кріплення вала машини при наявності нескомпенсованого радіального навантаження на вільний кінець ротора; непостійність подачі машини на протязі одного обороту вала і неможливість отримати рівномірну подачу при паралельному об'єднанні кількох ступенів; неможливість створення тиску одним ступенем у варіанті з одним поршнем; зменшення максимального тиску, що розвивається ступенем при використанні двох поршнів через їх ослаблення, пов'язаного з необхідністю взаємного перекриття всередині ротора; обмежений хід поршнів при використанні двох поршнів, що знижує максимальну подачу і межі регулювання. Крім того, використання загального ущільнювального синхронізуючого елемента (УСЕ) для двох (кількох) поршнів передбачає обов'язкову наявність пружних елементів, через які поршень взаємодіє з УСЕ, що обмежує сфери застосування машини. Відома ОРМ (RU 2202695), що містить статор; робочі камери; ротор, встановлений з можливістю обертання; роздільник встановлений з можливістю обертання, причому геометричні осі обертання ротора і роздільника перетинаються під гострим кутом; вікна входу та вікна виходу робочого тіла; причому роздільник знаходиться в зачепленні з ротором через ущільнюючий синхронізуючий елемент (УСЕ), що має наскрізну щілину, через яку проходить ротор. Дана ОРМ має симетрично навантажений УСЕ, дві її ступені при паралельній роботі можуть забезпечити майже рівномірну подачу, проте, вона має збільшені габарити (діаметр) за рахунок паза, який робить можливим обертання роздільника. Діаметр ще додатково збільшується через необхідність пропускати два канали для робочого тіла в обхід цього паза для зв'язку робочих камер і ступенів. Недоліком є і можливість концентрації абразиву відцентровими силами у згаданому пазу. Відома ОРМ (RU 2382884), що містить корпус зі сфероподібною внутрішньою робочою поверхнею, умовно розділений на перепускну і напірну частини, ротор з робочою поверхнею обертання, встановлений в корпусі з можливістю обертання, кільцеву робочу порожнину, утворену робочими поверхнями корпусу і ротора, С-подібний роздільник, встановлений у частині (по ходу обертання ротора) кільцевої робочої порожнини під кутом до площини обертання ротора і прикріплений нерухомо до корпусу, при цьому робоча порожнина розділена роздільником на дві частини в перепускній частині корпусу, а вікна входу і виходу робочого тіла розташовані по різні боку зазначеного роздільника, причому на робочій поверхні ротора виконаний, щонайменше, один паз, переважно, уздовж геометричної осі обертання ротора, в кожному пазу ротора встановлено поршень з можливістю перекриття (ущільнення) робочої порожнини і здійснення обертальних коливань у площині паза, причому поршень виконаний у вигляді, щонайменше, частини диска, а в кожному поршні є, щонайменше, один проріз для проходу роздільника, а також засіб для перекриття прорізу поршня на напірній ділянці корпусу. 1 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В кільцевій (круговій) сфероподібній робочій порожнині, утвореної в корпусі навколо ротора, робочі камери відсікаються поршнем і роздільником при взаємодії його з конічною поверхнею на роторі, так як робочу порожнину розділено роздільником на дві частини в перепускний частині корпусу. Дана ОРМ має надійну синхронізацію, симетричний урівноважений поршень, робочі органи, що мають великий запас міцності, практично строго рівномірну подачу навіть з одним ступенем. Однак, максимальний тиск, що витримується одним ступенем, і ресурс обмежені зносостійкістю пари тертя УСЕ - поршень через навантаження УСЕ перепадом тиску ступеню. Оскільки основні опорні поверхні УСЕ знаходяться всередині частини поршня, що не виступає з ротора, а навантаження перепадом тиску доводиться на частини УСЕ, що знаходяться в прорізи поршня, то питомий тиск на опорну поверхню виходить дещо більше, ніж перепад тиску ступеню. Рівнодіюча сил, що діють на поршень з боку тиску робочого тіла, що створює обертовий момент навколо осі ротора, прикладена далі від осі ротора, ніж рівнодіюча сил, що виникають в опорі поршня (в прорізі ротора). Тому плече навантаження більше плеча опори, що збільшує питомий тиск в опорі в порівнянні з перепадом тиску ступені, що знижує ресурс пари тертя поршень - проріз ротора. Крім того, ОРМ не має регульованого виконання. Відома ОРМ (RU 2376478), що містить корпус, робоча поверхня якого виконана у вигляді частини сегмента сфери, ротор з робочою поверхнею обертання, встановлений в корпусі з можливістю обертання, кільцеву концентричну робочу порожнину, утворену корпусом і ротором, роздільник, виконаний у вигляді похилої шайби, який встановлений нерухомо в корпусі під кутом до геометричної осі обертання ротора і розбиває робочу порожнину на дві частини, причому на робочій поверхні ротора виконаний, щонайменше, один паз уздовж його геометричної осі обертання, в роторі встановлено поршень з можливістю перекриття (ущільнення) робочої порожнини і здійснення обертальних коливань навколо своєї геометричної осі, що перетинає геометричну вісь ротора, причому поршень виконаний у вигляді, щонайменше, частини диска, а в кожному поршні є, щонайменше, один ущільнюваний проріз для проходу роздільника. При цьому, у варіанті з одним поршнем, вікна входу і виходу робочого тіла примикають до місця торкання торців роздільника з ротором. Дана ОРМ має надійну синхронізацію. Проте їй притаманні недоліки попереднього аналога. А саме, максимальний тиск, що витримується одним ступенем, і ресурс обмежені зносостійкістю пари тертя УСЕ - поршень через навантаження УСЕ перепадом тиску ступеню. Аналогічно, рівнодіюча сил, що діють на поршень з боку тиску робочого тіла, створює крутний момент навколо осі ротора, в той час як момент сил опору в цьому напрямку мінімальний через геометріюї ротора. Крім того, ОРМ має пульсуючу подачу, яку не виходить перетворити в строго рівномірну, встановлюючи кілька паралельних ступенів. Дана ОРМ є найближчим аналогом. Завданням винаходу є зменшення навантаження на пари тертя для збільшення ресурсу та робочого перепаду тиску на ступінь в ОРМ зі сфероподібною робочої камерою і поршнем, який вчиняє обертальні коливання відносно ротора, в їх нерегульованому і регульованому виконанні. Функціонально завдання винаходу досягається тим, що в кільцевий (кругової) сфероподібній робочої порожнини, яка утворена в корпусі навколо ротора, робочі камери відсікаються роздільником і поршнем, виключаючи участь конічної поверхні ротора. Для цього або залишається достатній для проходу робочого тіла зазор між торцями направляючої частини роздільника і ротором (його конічною або її замінюючою поверхнею), або на роторі виконуються канали, що забезпечують прохід робочого тіла між частинами робочої камери та / або з камери до вікон входу і виходу. Відповідно до цього змінюється розташування вікон входу і вікон виходу. При роботі з умовно нестисливої рідиною, при виконанні на поверхні сфероподібної порожнини корпусу, вікна розташовані в області максимального кута нахилу роздільника, на відміну від розташування вікон у аналога, де вони примикають до місця торкання торців роздільника з ротором. При роботі зі стисливою рідиною, вікна одного з типів (входу або виходу) зменшуються, і обмеження на їх положення стають менш жорсткими. Така зміна веде до того, що, в разі симетричного виконання, рівнодіюча сил і моментів сил з боку тиску робочого тіла на УСЕ стає рівною нулю; рівнодіюча сил з боку тиску робочого тіла на поршень теж стає рівною нулю, а сумарний момент сил з боку тиску робочого тіла на поршень діє, в основному, в площині, що проходить через вісь обертання ротора (тобто навколо осі, перпендикулярної осі обертання ротора). В цій площині плече сил істотно менше плеча опори 2 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (сили прикладені поблизу осі УСЕ, а основна площа опори зосереджена поблизу діаметра поршня усередині прорізи ротора), тому має місце ослаблення питомого навантаження на пару тертя поршень - проріз ротора, а не її збільшення як в аналогах. Задача винаходу досягається тим, що об'ємна роторна машина містить корпус; ротор, встановлений в корпусі з можливістю обертання; роздільник, встановлений в корпусі, що має направляючу частина з отвором під ротор; поршень, встановлений в пазу ротора з можливістю здійснення обертальних коливань відносно ротора навколо осі, що перетинає вісь обертання ротора переважно під прямим кутом, який має, щонайменше, один проріз для проходу направляючої частини роздільника, сфероподібну робочу порожнину, утворену навколо ротора, яку направляюча частина роздільника, при взаємодії отвором з ротором, розділяє на камероутворюючі порожнини змінного перерізу, кожну з яких поршень поділяє на робочі камери, причому, в мінімальному січенні камероутворюючої порожнини між торцевими поверхнями направляючої частини роздільника і ротора є прохід для робочого тіла, та / або в роторі є канал, який дозволяє робочому тілу обходити мінімальне розріз камероутворюючої порожнини; вікна входу і виходу робочого тіла. Задача винаходу досягається тим, що об'ємна роторна машина містить корпус; ротор, встановлений в корпусі з можливістю обертання; роздільник, встановлений в корпусі, що має направляючу частину з отвором під ротор; поршень, встановлений в пазу ротора з можливістю здійснення обертальних коливань відносно ротора навколо осі, яка перетинає вісь обертання ротора переважно під прямим кутом, який має, щонайменше, один проріз для проходу направляючої частини роздільника; сфероподібну робочу порожнину, утворену навколо ротора, яку направляюча частина роздільника, при взаємодії отвором з ротором, розділяє на дві частини, кожну з яких поршень поділяє на робочі камери; вікна входу і виходу робочого тіла, причому, щонайменше, одне з вікон по кутовому положенню примикає до місця максимального нахилу направляючої частини роздільника. Задача винаходу досягається тим, що об'ємна роторна машина, містить корпус, ротор, встановлений в корпусі з можливістю обертання, що має паз переважно вздовж осі його обертання, роздільник, що має направляючу частина з отвором для проходу ротора, встановлений в корпусі, поршень, що має два прорізи для проходу направляючої частини роздільника, встановлений в пазу ротора з можливістю здійснення обертальних коливань відносно ротора, при взаємодії з направляючою частиною роздільника, сфероподібну робочу порожнину, утворену навколо ротора, яку направляюча частина роздільника розділяє на дві частини, кожну з яких поршень поділяє на дві робочі камери, вікна входу і виходу робочого тіла, причому з кожної камери виходять канали для проходу робочого тіла, виконані в роторі з можливістю її зв'язку з вікнами входу і виходу. Задача винаходу досягається тим, що вікна входу та вікна виходу робочого тіла розташовані в зоні взаємодії з ротором, а на роторі є канали, виконані з можливістю зв'язку робочих камер з вікнами входу і виходу, що дозволило підтримувати тиск одним ступенем при використанні одного поршня. Задача винаходу досягається тим, що поршень містить, щонайменше, один ущільнювальний синхронізуючий елемент, встановлений в прорізу, через який він взаємодіє з направляючою частиною роздільника. Задача винаходу досягається тим, що ущільнювальний синхронізуючий елемент встановлений в поршні з можливістю обертання відносно осі, перпендикулярної осі поршня. Задача винаходу досягається тим, що направляюча частина роздільника встановлена в корпусі під фіксованим кутом до осі обертання ротора. Задача винаходу досягається тим, що роздільник встановлений в корпусі з можливістю зміни нахилу направляючої частини до осі обертання ротора для регулювання подачі машини. Задача винаходу досягається тим, що роздільник змінює нахил направляючої частини до осі обертання ротора, повертаючись навколо осі, перпендикулярної осі обертання ротора. Задача винаходу досягається тим, що роздільник виконаний з оболонкою. Задача винаходу досягається тим, що роздільник, щонайменше, одного ступеня доповнено оболонкою з сфероподібною порожниною. Задача винаходу досягається тим, що направляюча частина розташована під кутом по відношенню до оболонки і змінює свій нахил до осі обертання ротора, за рахунок повороту 3 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оболонки навколо осі, що проходить під кутом до осі обертання ротора. Задача винаходу досягається тим, що в корпусі встановлена втулка, на якій розташовані вікна входу і виходу робочого тіла, причому машина оснащена механізмом повороту роздільника і втулки. Задача винаходу досягається тим, що роздільник змінює нахил направляючої частини до осі обертання ротора, повертаючись навколо точки - центру сфероподібної робочої порожнини. При цьому навантаження УСЕ тиском робочого тіла виявляється повністю симетричним, що різко знижує навантаження на пару тертя УСЕ - поршень. Додатково поліпшуються умови роботи пари тертя поршень - ротор. За рахунок зміненого характеру навантаження (напрям, циклічність), з'являється можливість гідродинамічного розвантаження поршня (ефективно, якщо швидкість обертання ротора не знижується нижче мінімальної) і, в другому варіанті, повного гідростатичного розвантаження поршня (ефективно при будь-яких оборотах). Все це дозволяє збільшити максимальний тиск, що створюється ступенем при роботі з абразивом. Навіть з урахуванням необхідності використання подвоєної кількості ступенів (паралельних) для отримання рівномірної подачі, тією ж кількістю ступенів вдається отримати в рази вищий тиск при забезпеченні аналогічного ресурсу або більший ресурс при рівному з кращими аналогами (RU 2382884) тиску. Використання одного поршня в ступені дозволяє отримати більш міцний ротор, поршень і УСЕ, що збільшує надійність і запас міцності машини. Крім того, у новій конфігурації вдалося розробити надійну регульовану машину в заглибному багатоступеневому варіанті виконання. Неочевидність рішення пояснюється наявністю безлічі модифікацій і напрямів розвитку продуктивних машин, з сфероподібною камерою, роздільником і поршнем, встановленим з можливістю здійснення обертальних коливань відносно ротора, що задовольняють окремим вимогам поставленого завдання, але що не вирішують задачу повністю. Для вирішення завдання потрібно відмовитися від існуючих досягнень (наприклад, рівномірна подача одного ступеню, багатопоршневі варіанти), зробити крок назад до двоступінчастого варіанту з одним поршнем в ступені і змінити розташування вікон. Винахід пояснюється за допомогою креслень. На фіг. 1 представлений в ізометрії ступінь багатоступінчастої об'ємної роторної машини (ОРМ). Вилучена частину корпусу. На фіг. 2 представлена в ізометрії частина ротора, яка відповідає одному ступеню ОРМ. На фіг. 3 представлений в ізометрії поршень ОРМ. На фіг. 4 представлений в ізометрії ущільнювальний силовий елемент (УСЕ). На фіг. 5 представлений в ізометрії роздільник. На фіг. 6 представлена в ізометрії частина корпусу, яку можна бачити на фіг. 1. На фіг. 7 представлена в ізометрії частина корпусу, відсутня на фіг. 1 На фіг. 8 представлено в ізометрії ділянку багатоступінчастої ОРМ, що складається з двох гідравлічно паралельних ступенів, запресованих в трубу. Частина труби для наочності вилучена. На фіг. 9 представлений в ізометрії гідравлічно розвантажений поршень в зборі з УСЕ. На фіг. 10 представлена в ізометрії частина корпусу ступеню, виконаного з можливістю регулювання подачі. На фіг. 11 представлений в ізометрії поворотний вал роздільника. На фіг. 12 представлений в ізометрії роздільник, використовуваний з поворотним валом по фіг. 11. На фіг. 13 представлені в ізометрії два гідравлічно паралельних ступеня регульованої ОРМ з поворотним валом роздільника. На фіг. 14 представлені в ізометрії два ступені регульованої ОРМ з сфероподібною оболонкою роздільника. Зняті ближні частини корпусів. На фіг. 15 представлені в ізометрії два ступені регульованої ОРМ по фіг. 14. Зняті всі деталі крім далеких частин корпусів, половинки роздільника з оболонкою і рейки. На фіг. 16 представлені в ізометрії два ступені регульованої ОРМ по фіг. 14. Зовнішній вигляд з каналами для робочого тіла. На фіг. 17 представлений в ізометрії поворотний роздільник. На фіг. 18 представлена в ізометрії частина корпусу з пазом під поворотний роздільник. На фіг. 19 представлений в ізометрії ступінь, що використовує поворотний роздільник. Зовнішній вигляд. Видно рейку, канали. На фіг. 20 представлена в ізометрії поворотна втулка. На фіг. 21 представлена в ізометрії схема регулювання подачі ОРМ. Показані два ступеня ротора з поворотними роздільниками, втулкою і рейкою. 4 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 22 представлена в ізометрії поворотна втулка з рейкою і їх зачеплення за допомогою зуба і гвинтового паза. На фіг. 23 представлений в ізометрії варіант поворотного роздільника, що встановлюється з можливістю обертання навколо точки. На фіг. 24 представлена в ізометрії частина корпусу з пазом під рейку, що працює з поворотним роздільником по фіг. 23. На фіг. 25 представлена в ізометрії друга частина корпусу по фіг. 24. На фіг. 26 представлений в ізометрії ступінь, що працює з поворотним роздільником по фіг. 23. Вилучена частина корпусу без паза під рейку. На фіг. 27 представлені в ізометрії дві гідравлічно послідовні ступені ОРМ, що створюють перепад тиску тільки на частині циклу. Вилучені ближні частині корпусу. На фіг. 28 представлена в ізометрії частина корпусу ОРМ по фіг. 27. На фіг. 29 представлений в ізометрії зовнішній вигляд ОРМ по фіг. 27. На фіг. 30 представлений в ізометрії зовнішній вигляд ОРМ по фіг. 27 із зворотного боку. На фіг. 31 представлені в ізометрії два гідравлічно послідовні ступеня регульованої ОРМ, в «наземному» виконанні. Відсічена половина середньої і половина крайньої частині корпусу. На фіг. 32 представлений в ізометрії поршень з пазами для збільшення площі опори. На фіг. 33 представлений в ізометрії ротор, який використовується з поршнем по фіг. 32. Опис найкращого зразка. Для спрощення опису введемо кілька визначень. Під перекриттям мається на увазі ковзний контакт або наявність невеликого зазору. Під сфероподібною поверхнею розуміється схожа на сферу або частину сфери поверхню, що допускає невеликі відхилення від ідеальної сфери, пов'язані з неточністю виготовлення, необхідністю забезпечення робочих зазорів, з виконанням ущільнень, зазорів для зменшення в’язкісного тертя і т.п. Під сфероподібною порожниною розуміється порожнина, у якій, щонайменше, однією з обмежуючих її поверхонь є сфероподібна поверхня. Областю взаємодії двох деталей будемо називати одну або кілька ділянок поверхні однієї деталі, з робочим зазором, від якого, в процесі роботи постійно або періодично має можливість перебувати поверхня другої деталі. Робочим зазором будемо називати зазор між двома деталями, при якому вони мають можливість відносного руху, але при цьому витоки робочого тіла через нього відсутні або знаходяться в допустимих для даного пристрою межах через малий зазор або через розташування в ньому елементів ущільнень. Будемо говорити, що дві деталі взаємодіють між собою, якщо у них є область взаємодії. Робочою поверхнею деталі будемо називати одну або кілька ділянок поверхні однієї деталі, за якими вона для відсікання обсягу взаємодіє з іншими деталями. Камероутворююча поверхня - це поверхня, яка обмежує робочу порожнину. Робоча порожнина - обмежений обсяг, що розділяється на робочі камери поршнем і роздільником. Камероутворююча порожнина - обмежений об'єм, в якому переміщується поршень, розділяючи його на робочі камери. При цьому проходи для робочого тіла для зручності опису будемо вважати окремими елементами. Каналами будемо називати проходи різної форми для робочого тіла, виконані всередині або по поверхні деталі, наприклад, отвори, пази, порожнини отримані литтям або іншим способом. Ступінь ОРМ (фіг. 1), який може використовуватися і в якості окремого насоса, містить корпус 1 з роздільником 2, ротор 3 і поршень 4. До складу поршня 4 входить ущільнювальний синхронізуючий елемент 5 (УСЕ). Камероутворююча поверхня ротора 3 (фіг. 2) виконана у вигляді поверхні обертання і складається з декількох поверхонь, концентричних геометричній осі 6 обертання ротора 3: центральної сфероподібної поверхні 7, двох однакових зрізаних конічних поверхонь 8, що спираються з протилежних боків на центральну сфероподібну поверхню 7 своїми меншими основами. По обидва боки від камероутворюючої поверхні вздовж осі 6 ротора 3 є концентричні осі 6 циліндричні поверхні 9, які є поверхнями вала 10 (напіввалів) ротора 3. Перехід між циліндричними поверхнями 9 і великими основами усічених конічних поверхонь 8 виконаний по сфероподібним поверхням 11, центр яких збігається з центром центральної сфероподібної поверхні 7. Камероутворююча поверхня ротора 3 формує на роторі 3 круговий паз 12, бічними стінками якого є усічені конічні поверхні 8, а дном є центральна сфероподібна поверхня 7. Уздовж осі 6 ротора 3 через всю його камероутворюючу поверхню, сфероподібну поверхню 11 і частини циліндричних поверхонь 9 виконаний наскрізний, практично прямокутний (не 5 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рахуючи заокруглень по кутах) паз 13. Через кожну сфероподібну поверхню 11 і усічені конічні поверхні 8 симетрично відносно паза 13 виконані по два перепускних канали 14 у вигляді пазів. Кутова протяжність навколо осі 6 кожного з них становить ¼ обороту. Поршень 4 (фіг. 3) має форму плоского диска з сфероподібною бічною поверхнею 15 і плоскими торцями 16. Діаметр бічної поверхні 15 приблизно (з точністю до робочих зазорів і допусків) дорівнює діаметру сфероподібної поверхні 11. Товщина диска відповідає розміру паза 13. Паралельно торцях 16, симетрично вздовж діаметра в диску виконано наскрізний циліндричний отвір 17. Співвісно йому, симетрично, з двох боків виконані два циліндричних отвори 18 більшого діаметру. Їх діаметр трохи більше товщини диска. Перехід 19 між різними діаметрами отворів 17, 18 виконаний конічним. Через кожний отвір 18, симетрично, осі 20 отвору 17 виконаний паз зі сфероподібним дном 21, який розтинає бічну поверхню диска і утворює наскрізний проріз 22. Діаметр дна 21 відповідає діаметру центральної сфероподібної поверхні 7. Пазами утворені фаски 23 між торцями 16 і поверхнею отворів 18. Геометрична вісь симетрії диска, яка перпендикулярна торцях 16, є віссю 161 його обертальних коливань відносно ротора 3. УСЕ 5 (фіг. 4) виконаний у вигляді симетричної гантельки, що складається з двох співвісних циліндрів 24, з'єднаних віссю 25 меншого діаметру. Перехід між циліндрами 24 і віссю 25 виконаний по конусу 26. Циліндри 24 симетрично розсічені круговим плоским пазом 27, який виходять на їх зовнішні торці 28. Дно 29 паза 27 є сфероподібним. Зовнішні розсічені пазом 27 торці 28 циліндрів 24 обмежені сфероподібною поверхнею, яка має діаметр близький до діаметру бічної сторони 15 поршня 4. Бічні сторони 30 паза 27 є плоскими. Для можливості збірки УСЕ 5 в районі середини осі 25 розділений на дві частини (не показано), які з'єднуються при збірці будь-яким відомим способом (контактне зварювання, зварювання через технологічний отвір, різьбове або штифтове з'єднання). Роздільник 2 (фіг. 5) виконаний у вигляді плоского прямокутника з округленими кутами з отвором 31 в центрі. Поверхня отвору 31 сфероподібна. Торці 32 - плоскі. Центральна частина роздільника 2 у формі плоского кільця (на фіг. 5 обмежена штрих-пунктирною окружністю) взаємодіє з поршнем 4 через УСЕ 5, для відсікання об’єму. Будемо називати її направляючої частиною 140, при необхідності відрізнити її від решти частини роздільника 2, яка служить для його кріплення в корпусі 1. Вісь 144 є віссю обертання твірної направляючої частини 140. У випадку, наприклад, цілісного виготовлення роздільника 2 і корпуса 1, роздільник 2 може складатися тільки з направляючої частини 140. Для можливості складання, роздільник 2 виконаний з двох однакових частин (деталей). Гніздо 33 між ними проходить приблизно через діаметрально протилежні точки центрального отвору 31. Від них він йде під кутом до радіусу отвору 31 (в наведеному прикладі кут дорівнює 30 градусів). Крім того, поверхня роз'єму 33 виконана у вигляді симетричного двогранного кута (в наведеному прикладі кут дорівнює 90 градусів), вершина 34 якого орієнтована проти ходу руху УСЕ 5 при роботі ОРМ. Усередині корпусу 1 (фіг. 6, 7) є сфероподібна порожнина 35 з центром на осі 6, від якої в протилежні боки відходять два співвісних осі 6 циліндричних отвори 36 для виходу вала 10 ротора 3. Функціонально на поверхні порожнини 35 можна виділити три кільцевих ділянки: симетрична, співвісна осі 6 середня ділянка 37, яка відповідає області розташування паза 12 на роторі 3, і дві крайніх ділянки 38, які відповідають розташуванню сфероподібних поверхонь 11 на роторі 3. На фіг. 6 і фіг. 7 для наочності ділянки 37 і 38 розділені штрих-пунктирними колами. Через центр порожнини 35 під кутом до площини обертання (вона перпендикулярна осі 6) ротора 3 (в даному прикладі кут дорівнює 25 градусів), симетрично відносно центру порожнини 35, по середній ділянці 37 поверхні порожнини 35 виконаний плоский круговий паз 39 під установку роздільника 2. Для можливості складання машини корпус 1 виконаний з двох частин 40 і 41 (фіг.8), площина 42 розділу між якими проходить через вісь 6 перпендикулярно пазу 39 (фіг. 6, 7). На крайніх ділянках 38 поверхні порожнини 35, в кожній з частин 40 і 41 корпуса 1, симетрично відносно площини обертання ротора 3, яка проходить через центр порожнини 35, симетрично відносно площини 42 розділу і симетрично відносно площини, що проходить через вісь 6 перпендикулярно площині 42 розділу, розташовані вікно 43 входу і вікно 44 виходу робочого тіла. Кожне з них має протяжність ¼ обороту навколо осі 6. У напрямку вздовж осі 6 вікна 43 і 44 рознесені від центру поверхні 35 і розміщуються на крайніх ділянках 38 поверхні 35, тобто поза зоною розташування кругового паза 12. Тому вікна 43 входу та вікна 44 виходу робочого тіла можуть сполучатися з робочими камерами тільки за допомогою перепускних каналів 14. Про вікно входу 43 / виходу 44 можна сказати, що воно примикає з двох боків до площини, що проходить через вісь 6 обертання ротора 3 перпендикулярно площині, яка проходить через вісь 6 і вісь обертання 144, що утворює направляючої частини 140 роздільника 6 UA 103721 C2 2. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Центральною сфероподібною поверхнею 7 (фіг. 1), двома усіченими конічними поверхнями 8 і середньою ділянкою 37 поверхні сфероподібної порожнини 35 утворена кільцеподібна робоча порожнина 45, яку роздільник 2 направляючої частиною 140 розділяє на дві однакові камероутворюючі порожнини 46 змінного перерізу. Поршень 4 розділяє кожну з камероутворюючих порожнин 46 на дві робочі камери 47 змінного об'єму. За кутовим положенням навколо осі 6, вікно 43 входу і вікно 44 виходу знаходяться приблизно посередині між максимальним і мінімальним перерізами камероутворюючої порожнини 46 (маються на увазі перерізи площинами, що містять вісь 6). Тобто в області мінімального перерізу і в області максимального перерізу камероутворюючої порожнини 46 і областях, що примикають до них, вікон входу 43 і вікон виходу 44 немає. Проходячи області камероутворюючої порожнини 46, прилеглі до її мінімального і максимального перерізах, поршень 4 своїми виступаючими з ротора 3 частинами створює перепад тиску ступеня. В найближчому аналогу, при використанні одного поршня 4, в місцях, прилеглих з двох боків до мінімального перерізу камероутворюючої порожнини 46, розташовані вікна входу 43 і виходу 44 робочого тіла, і ці місця не використовуються для створення перепаду тиску. Для відсікання робочих камер 47, між собою, в основному, взаємодіють: сфероподібна поверхня 11 ротора 3 з крайніми ділянками 38 поверхні сфероподібної порожнини 35, поверхня центрального отвору 31 роздільника 2 з центральною сферо подібною поверхнею 7 ротора 3, бокова поверхня 15 поршня 4 і зовнішній торець 28 УСЕ 5 з поверхнею сфероподібної порожнини 35 корпуса 1, торець 16 поршня 4 з поверхнею паза 13 ротора 3, бокова поверхня 30 паза 27 УСЕ 5 з торцем 32 направляючої частини 140 роздільника 2, бокова поверхня циліндра 24 УСЕ 5 з поверхнею отвору 18 в поршні 4, конус 26 УСЕ 5 з конічним переходом 19 у поршні 4. Усічена конічна поверхня 8 ротора 3 не взаємодіє з іншими поверхнями для відсікання робочих камер 47, тому до неї немає строгих вимог щодо якості і форми (на відміну від аналогів). Навпаки, між нею і торцем 32 направляючої частини 140 роздільника 2 є великий зазор - прохід 143 для робочого тіла. Більш загальні вимоги до вікон входу 43 і вікон виходу 44 полягають в тому, що вони розташовуються в області взаємодії корпусу 1 з ротором 3, сполучаючись з камерами 47 через перепускні канали 14, і окремо кутова довжина вікна 43 входу, вікна 44 виходу і перепускного каналу 14 в місцях перерізу з вікнами 43 і 44 може змінюватися, але їх сума для кожної камероутворюючої порожнини 46 для нестисливого робочого тіла повинна складати приблизно один оборот, і може бути менше обороту для стисливого робочого тіла. Оскільки сума кутових довжин вікна 43 входу, вікна 44 виходу і двох перепускних каналів 14, що відносяться до кожної камероутворюючої порожнини 46, приблизно дорівнює одному обороту, ротор 3 має можливість практично повного перекриття кожного з вікон 43, 44. Винятком є випадок високооборотної ОРМ, в якій достатньо неповного (наприклад, відсотків на 95) перекриття вікон 43, 44 ротором 3. Вікна 43 входу різних камероутворюючих порожнин 46 симетричні відносно центра порожнини 35. Вікна 44 виходу різних камероутворюючих порожнин 46 так же симетричні відносно центра порожнини 35. Зовні корпус 1 виконаний у вигляді циліндра. По зовнішній поверхні корпусу 1 вікна входу 43 різних камероутворюючих порожнин 46 пов'язує канал 48, який обходить порожнину 35. Аналогічний канал 49 (фіг. 8) по зовнішній боковій поверхні корпусу 1 пов'язує їх вікна виходу 44. Обидва канали 48, 49 однакові і вісесиметричні між собою. Починається і закінчується канал 48/49 глухими отворами 50/51 (фіг. 1, фіг. 8), що йдуть повз порожнини 35 паралельно площині роз’єму 42 перпендикулярно осі 6. У них з порожнини 35 ведуть вікна входу 43 / вікна виходу 44 відповідно. Щодо корпусу 1, канали 48 і 49 мають в основному діагональний (гвинтовий) напрям. Середина каналу 48/49 припадає на роз'єм 42. З одного торця 52 (фіг. 6, 7, 8) на корпусі 1 є співвісне його бічній поверхні циліндричне зменшення 53 діаметру, на якому виконана різьба 54. З отворів 50 і 51, ближніх до торця 52, є по два отвори 55 (для зв'язку по вхідному тиску) і 56 (для зв'язку по вихідному тиску), що виходять уздовж осі 6 на торець 52. При виході на торець 52 їх діаметр збільшений. Отвори 55 і 56 служать для гідравлічного паралельного об'єднання двох сусідніх ступенів. На протилежному торці 57 є два аналогічних отвори 55 з отвору 50 на торець 57. Вони служать для гідравлічно послідовного об'єднання двох сусідніх гідравлічно послідовних ступенів або для з'єднання з входом / виходом ОРМ. По різьбі 54 на корпус 1 при складанні ступеню нагвинчується розпірна втулка 58 (фіг. 8) для регулювання відстані між сусідніми ступенями. Для запобігання гідравлічному сполученню між отворами 55 і 56 в зазорі між гідравлічно паралельними ступенями, отвори 55 і 56 сусідніх ступенів з'єднує вставлена в них перехідна втулка 59 (фіг. 1). 7 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Втулка 59 також слугує штифтом при збірці. Пара або більше отворів 55/56 (а не по одному) виконується для збільшення прохідного перерізу. При установці більше двох гідравлічно паралельно працюючих ступенів, в не крайніх ступенях на кожному торці 52 і 57 виконуються отвори 55 і 56, а на крайніх торцях крайніх ступенів виконуються тільки отвори 55 або 56. При відсутності гідравлічно паралельних ступенів (що використовується дуже рідко), на кожному торці 52 і 57 ступені виконуються тільки отвори 55 або 56. На торцях 52/57 у разі відсутності одного з типів отворів 55 або 56, замість нього виконуються глухі неглибокі отвори 60 (фіг. 8) під штифти. У двох сусідніх гідравлічно паралельних ступенів розташування каналів 48/49 і роздільників 2 дзеркально відносно площини, що проходить між ступенями в області різьби 54 перпендикулярно осі 6, а розташування отворів 55 на крайньому торці 52 першого ступеня 61 центрально симетрично отворам 56 на крайньому торці 57 другого ступеня 62. Збірка з декількох ступенів на одному валу запресовується в трубу 63 (звичайний елемент складання заглибних насосів). На краях труби виконана внутрішня різьба для гайок, що стискають ступені (не показані). Ротор 3 багатоступінчастої ОРМ виконується загальним (цілісним) для декількох ступенів. При цьому ступені ротора 3 двох сусідніх ступенів ОРМ розгорнуті навколо осі 6 на ¼ обороту. Розділювачі 2 різних ступенів паралельні. Гідравлічно послідовно з'єднані пари з'єднаних паралельно ступенів. Наведемо кілька простих модифікацій описаної конструкції, які можуть використовуватися і в варіантах, описаних далі. Для спрощення конструкції, сфероподібна поверхня 11 ротора 3 може бути відсутня, і усічена конічна поверхня 8 може переходити в циліндричну поверхню 9. При цьому її діаметр (діаметр вала 10) може бути збільшений. Перепускні канали 14 виконуються на поверхні 9 або всередині валу 10 з виходом на циліндричну поверхню 9. Тоді вікна 43 входу та вікна 44 виходу виконуються на поверхні отворів 36 під вихід валу 10. При цьому поверхня отвору 36 повинна взаємодіяти з поверхнею 9 ротора 3. Для збільшення жорсткості, робоча частина торців 32 (фіг. 5) роздільника 2 може мати конічну форму поверхні, звужуючись до центрального отвору 31. Тоді паз 26 (фіг. 4) на УСЕ 5 теж має відповідні конічні бічні поверхні 30. Роздільник 2 може так само мати невеликі відхилення від площини або від фігури обертання (відомі заявки щодо поліпшення характеристик ОРМ за рахунок викривлення роздільника). Для посилення ротора 3, поршня 4 і УСЕ 5, поршень 4 може бути не плоским, а мати потовщення в центрі. Поршень 4 може бути забезпечений віссю, співвісною геометричній осі 161. Вона може складатися з двох півосей. Для її кріплення простіше використовувати нероз'ємне з'єднання, що виконується при складанні, наприклад, зварювання. Для вибірки зазорів між поршнем 4 і поверхнею сфероподібної порожнини 35, поршень 4 може складатися з двох (кількох) частин. Залежно від необхідного притиснення, роз'єм може проходити посередині поршня 4 перпендикулярно осі 20 або мати більш складну форму. Для спрощення складання УСЕ 5 може складатися з двох окремих половинок (тоді можна говорити про два УСЕ 5), але їх взаємне кріплення знижує навантаження на пари тертя, покращуючи характеристики машини. Замість використання розпірної втулки 58 можна використовувати регулювальні прокладки або просто точно підганяти / виконувати довжину ступеня. Перехідні втулки 59 в цих випадках теж не потрібні. Для посилення поверхні, яка працює по торцю 32 направляючої частини 140 роздільника 2 в якості пари тертя, на бічній стороні одного або двох циліндрів 24 УСЕ 5 можуть бути виконані виступи 64 (фіг. 9), що прилягають до пазу 27 і розширюють його бічні поверхні 30. Фаски 23 на поршні 4 при цьому потрібно збільшити. Для гідростатичного розвантаження поршня 4 (фіг. 9) на його торцях 16 виконуються два типи канавок. По один бік від осі 20 по периметру ділянки поверхні, який при поворотах поршня 4 не виходить з паза 13, виконується симетрична канавка 65. Якщо торець 16 поршня 4 умовно розділити на центрально коло максимального діаметра, яке не розсікає проріз 22 і два півкільця, що примикають до нього, то з паза 13 не виходить це коло і середина (по куту) півкілець, яка віддалена від прорізів 22 поршня 4. Тому, канавка 65 складається з дуги вздовж бічної сторони 15, симетричних відносно її двох майже радіальних ділянок, двох симетричних дуг вздовж периметра кола (дна 21), і прямої ділянки вздовж осі 20. По інший бік від осі 20 виконується симетрична їй канавка 65. По периметру симетричних ділянок поршня 4, що виходять з паза 13 (вони прилягають до прорізів 22), виконуються відкриті до прорізів 22 канавки 66. Така ж система канавок 65 і 66 виконується на іншому торці 16. Канавки 65 отворами 67 зв'язуються з 8 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 канавками 66 на іншому боці поршня 4. Поршень 4 може виконуватися з двох частин 68, роз'єм між якими виконано по площині симетрії поршня 4, паралельної його торцях 16. Частини фіксують одну відносно одної штифтгвинтами 69, розташованими по периметру поршня 4, або зварюванням. Для можливості зміни кута нахилу направляючої частини 140 роздільника 2 відносно площини обертання ротора 3 (можна сказати кута нахилу до осі 6, але подача ОРМ пропорційна куту відхилення роздільника 2 від площини обертання ротора 3), паз 39 не виконується. На корпусі 1 (фіг. 10) є наскрізний отвір 70 через центр порожнини 35 перпендикулярно осі 6 і перпендикулярно площині 42 роз'єму. Співвісно йому, з внутрішнього і з зовнішнього боку кожної частини 40 і 41 є глухі отвори більшого діаметра 71 і 72 (фіг. 13) відповідно. Перехід 73 між отворами 70 і 71, а так само перехід між отворами 70 і 72 є сфероподібними. В отворах 71, 70 розміщується деталь - поворотний півувал 75 (фіг. 13) у вигляді циліндра 76 (фіг. 11), що закінчується увігнутим капелюшком 77 більшого діаметру. Увігнута поверхня 78 капелюшка 77 є продовженням поверхні порожнини 35. З боку отвору 72, на циліндр 76 при складанні напресовується опуклий капелюшок 79, що має центральний отвір під циліндр 76. Для поліпшення умов напресування, отвір на капелюшку 79 видовжено за рахунок циліндричного виступу, який заходить в отвір 70. На поверхні 78 є глухий прямокутний паз 80 під запресовування роздільника 2. Паз 80 в центрі має заглиблення, що йде в циліндр 76. На частині (в даному прикладі на куті в 60 градусів) бічної циліндричної поверхні 81 капелюшка 79 є зубці 82. Роздільник 2 (фіг. 12) виконаний у вигляді центральної направляючої частини 140 в формі плоского кільця з сфероподібною зовнішньої бічною поверхнею 83, торцями 32 і центральним отвором 31. На діаметрально протилежних боках кільця є виступи 84 для запресовування в паз 80. Для можливості складання, роздільник 2 складається з двох однакових частин 85, роз'єм між якими виходить на середину виступів 84. При запресовуванні в паз 80, виступи утримують разом частини 85. Після складання, роздільник разом з двома поворотними напіввалами 75 має можливість повертатися відносно корпуса 1 навколо осі 97 (фіг.13), перпендикулярної осі 6. У даному прикладі кут його можливого відхилення від площини обертання ротора від -25 до +25 градусів. Величина кута обмежена лише формою ротора 3. Корпус 1 (фіг. 10) ступенів такої регульованої ОРМ виконується з порожниною 35 без обниження 53 і розпірної втулки 58. Довжина корпусів 1 ступенів 61 і 62 (фіг. 13) підганяється по відстані між ступенями 61 і 62 на загальному роторі 3 або регулюється регулювальними прокладками (не показані). Канали 48 і 49 ступенів 61 та 62 виконуються однаково (а не дзеркально, як у попередньому прикладі), роздільники 2 виставляються паралельно. Ротори 3 гідравлічно паралельних ступенів 61, 62 розгорнуто на ¼ обороту. Отвори 55/56 (фіг. 10, 13) для зв'язку отворів 50/51 гідравлічно паралельних ступенів 61 та 62 виконуються діагонально, а отвори 55 і 56 на зовнішніх торцях 52 і 57 виявляються по одну сторону від ротора 3 (а не осесиметрично як в попередньому прикладі). На зовнішньому боці корпусів 1 ступенів 61, 62 (фіг. 13) виконані два пази 86, паралельні осі 6. Пази 86 на розмір зубів зачіпають бічну сторону отворів 72. У пазах 86 щільно розміщені рейки 87 із зубцями 88 на окремих ділянках. У зборі, рейки 87 входять в зубчасте зачеплення з опуклим капелюшком 79 поворотного напіввалу 75. При синхронному переміщенні двох рейок 87, синхронно повертаються в одному напрямку все поворотні напіввали 75 і роздільники 2 всіх ступенів ОРМ. Дві (а не одна) рейки 87 використовуються для зняття частини навантаження з роздільника 2. За межами ступенів ОРМ або в проміжних місцях, рейки 87 пов'язані з поршневим регулятором тиску або з іншим керуючим приводом. Поршень 4, УСЕ 5 і ротор 3 принципово не відрізняються від ОРМ по фіг. 1. Невеликі відмінності можуть бути в довжині ступеня (без втулки 58 він коротше), товщині поршня 4 (поршень 4 може бути трохи тонше, тому роздільник 2 в цьому варіанті менш міцний) і т.п. Великий кут регулювання робить машину реверсивною, тобто напрям руху робочого тіла за рахунок зміни кута роздільника може змінюватися на протилежний. Максимальна величина перепаду тиску на ступень у цьому виконанні обмежена міцністю роздільника 2. Інше виконання роздільника 2 (фіг. 14) дозволяє збільшити величину максимального тиску ступеня ОРМ. Для цього центральна направляюча частина 140 (фіг. 15) роздільника 2 у формі плоского кільця, з центральним отвором 31 і торцями 32, укладена в оболонку 89 зі сфероподібною внутрішньою поверхнею 90, тобто кут нахилу направляючої частини 140 зафіксований відносно оболонки 89, або роздільник 2 виконаний цілісно з нею. Таке виконання збільшує жорсткість роздільника 2. Зовнішня поверхня 91 (фіг. 14) оболонки 89 концентрична внутрішній поверхні 90 (фіг. 15) і, для зручності виконання, є сфероподібною. В оболонці 89 є центральний наскрізний витягнутий отвір 92, що дозволяє пропускати вал 10 (фіг. 14) ротора 3 9 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 при різних допустимих кутах нахилу роздільника 2 до площини обертання ротора 3. У даному прикладі отвір 92 пропускає вал 10 при кутах нахилу направляючої частини 140 роздільника 2 від 0 до 25 градусів. Роль сфероподібної порожнини 35 по утворенню камероутворюючих порожнин 46, в цьому виконанні, виконує сфероподібна порожнина 93, утворена всередині оболонки 89. Для можливості складання машини, роздільник 2, доповнений оболонкою 89, виконаний з двох частин, роз'єм 94 (фіг.15) між якими проходить приблизно через центр роздільника 2 вздовж його площини повороту. Для кріплення двох частин роздільника 2 між собою, на оболонці роздільника вздовж роз'єму 94 є фланець 95. Кріплення виконано за допомогою штифт-гвинтів (не показані), для чого на фланцях 95 виконані отвори 109. Для зачеплення між собою двох півкілець направляючої частини 140 роздільника 2, в місцях роз'єму 94, на них є паз під закладку штифта або шпонки. На роз'ємі 42 частин 40 (на фіг. 15 відсутній) і 41 корпусу 1, по периметру порожнини 35, є круговий паз 96 для розміщення фланців 95 оболонки 89. Вікна 43 входу та вікна 44 виходу залишаються на поверхні порожнини 35 корпуса 1, яка вже може мати іншу форму, наприклад, форму поверхні обертання відносно осі 97 повороту роздільника 2. Але більш зручно виконувати її сфероподібною. Для проходу робочого тіла крізь оболонку 89 до вікон входу 43 і вікон виходу 44, розташованим на корпусі 1, на оболонці 89 роздільника 2, симетрично відносно поворотної площині є проходи 98. Вони виконані у вигляді одного ромбоподібного великого отвору 99 і декількох невеликих отворів 100. Великий отвір 99 виконано на ділянці оболонки 89, який при будь-якому допустимому кутовому положенні роздільника 2 знаходиться напроти вікна 43 входу / вікна 44 виходу. Невеликі отвори 100 виконані на ділянках оболонки 89, які не при будь-якому допустимому кутовому положенні роздільника 2 знаходяться навпроти вікна входу 43 / вікна виходу 44, тобто існують положення роздільника 2, при яких невеликі отвори 100 можуть не бути з’єднаними з вікнами входу 43 або вікнами виходу 44. Таке виконання вхідних / вихідних проходів 98 дозволяє убрати вплив кутового положення роздільника 2 на фази перепуску машини. Загальна форма проходу 98 (з усіма його отворами 99, 100) схожа на трапецію. Проходи 98 розташовані симетрично відносно оболонки 89, але не симетрично відносно направляючої частини 140 роздільника 2, тому що вона розташована під нахилом до площини симетрії оболонки 89. Поняття невеликий отвір 100 - якісне, тому що оптимальний розмір залежить від в'язкості робочого тіла, частки витоків в подачі машини і визначається для кожних конкретних умов застосування. Важливий сам факт відокремленості таких отворів 100, тобто те, що вони не зливаються з іншими отворами 100. Чим менше розмір отворів 100, тим більше точність дотримання оптимальних фаз перепуску робочого тіла, але більше відсоток гідравлічних втрат. Чим більше розмір отворів 100, тим менше точність дотримання оптимальних фаз перепуску робочого тіла, але менший відсоток гідравлічних втрат на них. Для більшої жорсткості роздільника 2, великий отвір 99 теж може бути замінено набором невеликих отворів, хоча це трохи збільшує гідравлічний опір. Невеликі отвори можуть розташовуватися і на інших ділянках оболонки 89 для вирівнювання тиску всередині і зовні оболонки 89. Це дозволяє знизити навантаження на оболонку 89 від перепаду тиску робочого тіла і, тим самим, знизити її необхідну товщину і, відповідно, масу і габарити машини. Перепад тиску при цьому сприймає корпус 1, який в будь-якому разі на це розрахований. Вікна входу 43 і вікна виходу 44, як і в попередньому прикладі, розташовуються в області 38 взаємодії корпусу 1 з ротором 3. Але корпус 1 з ротором 3 взаємодіють, в цьому варіанті, через проміжну деталь - оболонку 89 роздільника 2, яка ущільнює контакт корпусу 1 з ротором 3, але завдяки проходам 98, пропускає робоче тіло в напрямку між каналами 14 (фіг. 2, 14) ротора і вікнами входу 43 / вікнами виходу 44, розташованими на корпусі 1. Тобто дірчаста оболонка 89 перешкоджає проходу робочого тіла уздовж зазору між корпусом 1 і ротором 3 і пропускає його в поперечному напрямку. Для обмеження ступенів свободи роздільника 2 в порожнині 35, на ньому є дві півосі 101 (фіг. 14) у вигляді співвісних циліндричних виступів, геометрична вісь яких проходить через центр оболонки 89 уздовж осі 97 повороту (перпендикулярно площині повороту) роздільника 2. На частинах 41, 40 (на фіг.15 не показана, так як внутрішня її частина є дзеркальною частині 40) корпусу 1 є циліндричні поглиблення 102 (фіг. 15) під піввісі 101. Для управління кутом роздільника 2 (направляючої частини 140), на циліндричній поверхні фланців 95 виконані зубці 82. Нахил роздільника 2 контролюється за допомогою рейки 87, розміщеної в пазу 86 корпуса 1, що знаходиться на стику частин 40 і 41 і зачіпає на розмір зубців 82 пази 96 ступенів 61, 62. Підвід робочого тіла виконаний за допомогою підвідних каналів 103 (фіг. 16) і відвідних каналів 104, що йдуть по поверхні корпусу 1 вздовж осі 6 по ступеням 61, 62. Симетрично з двох боків від паза 86, проходять два відвідних каналу 104, а симетрично від діаметрально протилежної лінії роз'єму 42 йдуть два підвідних канали 103. По суті, це один канал 103, але для 10 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 симетрії запресовування в трубу 63 (показана раніше на фіг. 8), у нього по середині залишено ребро жорсткості 105. Між каналами 103 і 104 на частинах 40 та 41 виходять проходи 106 від вікон 43 входу і вікон 44 виходу робочого тіла і з'єднуються з каналами 103 і 104 відповідно. По роз'єму 42, з діаметрально протилежного боку від паза 86, йде циліндричний отвір 107 під прокладку трубки, яка гідравлічно зв'язує вхід ОРМ з виходом для підведення низького / високого тиску для осьового розвантаження ротора 3. Для взаємної орієнтації сусідніх корпусів 1 ступенів ОРМ по куту відносно осі 6, на торцях 52, 57 є отвори 108 під штифти. Аналогічні отвори 108, для фіксації положення частин 40, 41 між собою, є на площині роз'єму 42 (фіг. 15). Канали 103/104 (фіг. 16) гідравлічно паралельних ступенів сполучаються, а при переході до наступного гідравлічно послідовного ступеню, канал 103 цього ступеню закінчується, а канал 104 цього ступеню переходить в канал 103 наступного ступеню. Для цього в наступній групі гідравлічно паралельних ступенів проходи 106 виходять в протилежних напрямках, через що канали 103 і 104 міняються місцями. А в наступній за ними групі проходи 106 виконані, як у цих ступенях 61, 62, і т.д. Форма зовнішньої поверхні 91 і поверхні порожнини 35 в цьому варіанті не обов'язково повинна бути сфероподібною. Ці поверхні можуть бути будь-якими поверхнями обертання відносно осі 97, наприклад, циліндрами. Але сфероподібне виконання дозволяє зменшити розмір і вагу. Інший спосіб зміни кута нахилу направляючої частини 140 роздільника 2 (фіг. 17) полягає в тому, що оболонку 89 роздільника 2 виконують у вигляді кільця 110. Внутрішня поверхня 90 кільця 110 обмежена сфероподібною поверхнею, близькою (з точністю до допусків) по діаметру до діаметру порожнини 35. Зовнішня поверхня 91 теж є сфероподібною і концентрична внутрішній поверхні 90, торці 136 є плоскими. Направляюча частина 140 роздільника 2 знаходиться в кільці 110 під кутом до нього, тобто встановлена під фіксованим кутом, наприклад, за допомогою паза, або виконана цілісно. Тобто центральний отвір 31 концентричний внутрішній поверхні 90, а торці 32 (або площина) направляючої частини 140 роздільника 2 розташовані під кутом (в даному прикладі 21 градус) до торців 136 кільця 110. По суті, ділянка корпусу 1 - нахилене кільце 110 разом з направляючою частиною 140 роздільника 2, встановленої в ньому, виділена в окрему деталь - поворотний роздільник 111 (використовується далі на фіг. 21, 26). На корпусі 1 (фіг. 18) при цьому виконується паз 112, що проходить симетрично через центр порожнини 35, під кутом (в даному прикладі 21 градус) до площини обертання ротора 3 (іншими словами, вісь обертання його твірної проходить під кутом до осі 6). Він обмежений сфероподібною бічною поверхнею 113, яка концентрична порожнини 35, і двома торцями 114 у вигляді плоских кілець. Паз 112 виконаний симетрично відносно площини роз'єму 42. Для можливості складання, поворотний роздільник 111 (фіг. 17) виконаний з двох частин 115 і 116. Роз'єм 117 між ними, для зручності виконання «напрохід», проходить через всю деталь наскрізь, приблизно через центр направляючої частини 140 роздільника 2, паралельно площині симетрії поворотного роздільника 111, у вигляді двогранного кута 118, і далі, по один бік від площини симетрії симетрично площині направляючої частини 140 роздільника 2, в обидва боки від тіла направляючої частини 140 по кільцю 110, формуючи в ньому прямокутні виступи 119, на, приблизно, діаметрально протилежних місцях частини 115 і відповідні пази під нього на частині 116. Для фіксації частин 115 і 116 між собою, на стику виступів 119 і пазів виконані отвори 121 під штифти. На зовнішній поверхні 91 частини 115 виконані зубці122 на ділянці, що прилягає до гнізда 117 з кутовою протяжністю приблизно в 100 градусів навколо осі симетрії кільця 110. По зовнішньому боку корпусу 1 (фіг. 18) по поверхні однієї з його частин - частини 40, виконаний паз 86 уздовж осі 6 з перерізом у вигляді сектора кільця. Паз 86 зачіпляє на величину зуба 122 паз 112 в місці його максимального нахилу. В пазу 86 розміщується рейка 87 (фіг. 19), що має переріз, відповідний перерізу паза 86, у вигляді сектора кільця. На окремих її ділянках на внутрішній циліндричній поверхні виконані зубці 123 для взаємодії з зубцями 122. У даному прикладі зубці 123 виконані під кутом близько 45 градусів до осі 6. Напрямок переміщення рейки 87 в пазу 86 частково збігається з напрямком обертання кільця 110, що покращує умови їх зубчастого зачеплення. При повороті поворотного роздільника 111, направляюча частина 140 роздільника 2 змінює кут нахилу до площини обертання ротора 3, змінюючи подачу ОРМ, але при цьому є і негативний ефект - відносно осі 6 повертаються точки максимального нахилу направляючої частини 140 роздільника 2, з кутовим положенням яких пов'язане положення вікон 43 входу і вікон 44 виходу робочого тіла. Для компенсації цього ефекту, вікна входу 43 і вікна виходу 44 виконуються на поворотній втулці 124 (фіг. 20). Поворотна втулка 124 має форму відрізка труби 11 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з концентричними циліндричними внутрішньою і зовнішньою поверхнею. Діаметр внутрішньої поверхні близький до діаметру поверхні 9. Вони взаємодіють один з одним. На ній симетрично виконані два вікна 43 входу і два вікна 44 виходу. Вікна входу 43 осесиметричні вікнам 44 виходу і пара вікон 43, 44 знаходиться центрально симетрично по відношенню до центру втулки 124 іншої пари вікон 43, 44. Кутова протяжність кожного вікна 43, 44 в даному прикладі - ¼ обороту навколо осі втулки 124. У площині симетрії втулки 124, перпендикулярної її осі, концентричне втулці 124, розташований виступ 125 у вигляді сектора плоского кільця з зубцями 126 на зовнішній циліндричній поверхні (іншими словами, сектор шестерінки). На окремих ділянках рейки 87 (фіг. 21), між ділянками, на яких виконані зубці123, виконані зубці 127, які є відповідними зубцям 126. Вони виконані під меншим кутом до рейки 87, ніж зубці 123. Співвідношення між кутами зубців 123 і зубців 126 розраховується з умови, що поворотна втулка 124 повинна повертатися рейкою 87 відносно осі 6 удвічі повільніше, ніж поворотний роздільник 111 повертається рейкою 87 в пазу 112. Для можливості складання на роторі 3, втулка 124 (фіг.20) виконується з двох частин. Роз'єм 120 між ними симетричний відносно площини симетрії втулки і проходить через внутрішню поверхню втулки 124 в її діаметрально протилежних місцях далеко від вікон 43, 44, по радіусу, далі під прямим кутом до нього і далі знову під прямим кутом в попереднім напрямі, утворюючи сходинки. Між собою частини втулки 124 з'єднуються за допомогою штифтів, для яких в сходинці роз'єму 120 виконані радіальні отвори. Жорсткість втулки 124 забезпечується за рахунок товщини її стінок. Напіввали 10 (фіг. 21) ротора 3 виконуються більшого діаметру, ніж в ОРМ по фіг. 1, так як канали 14 для проходу робочого тіла, починаючись на усічених конічних поверхнях 8, виконуються всередині ротора 3 і виходять назовні у вигляді вікон 128 вже на циліндричній поверхні 9. Кутова протяжність вікон в даному прикладі - ¼ обороту навколо осі 6. В середині вікна 128 залишено ребро жорсткості 129. Канали 103 підведення і канали 104 (фіг. 19) відведення робочого тіла виконані на зовнішній поверхні корпусу 1 в осьовому напрямку. На показаних ступенях, два канали 103 примикають до пазу 86, і два канали 104 знаходяться на протилежному боці корпусу 1 і розділені ребром жорсткості 105. На наступному за ними гідравлічно послідовному ступені канали 103 і 104 міняються місцями. Усередині ребра жорсткості 105 через всі ступені ОРМ проходить отвір 107 для сполучення області входу ОРМ з областю виходу ОРМ. Через нього з однієї області в іншу підводиться тиск, необхідний для гідравлічного осьового розвантаження загального ротора 3 і для приводу системи керування рейкою 87 (подачею ОРМ). У корпусі 1, в отворах 36 (фіг. 18), є циліндрична порожнина 130 під втулку 124, яка має діаметр, близький до діаметру зовнішньої поверхні втулки 124. На її поверхню виходять проходи 131 для робочого тіла з каналів 103 і 104 (фіг. 19) в область розташування вікон 43 і 44 відповідно. Проходи 131 виходять на зовнішню поверхню корпусу 1 між каналами 103 і 104 і мають вихід або в канал 103, або в канал 104, в залежності від положення ступеню в ОРМ і положення проходу 131 на ньому. Зовнішня поверхня втулки 124 взаємодіє з поверхнею порожнини 130. У центрі порожнини 130 є плоский паз 132 під виступ 125. Кутова протяжність паза 132 більше кутової протяжності виступу 125 на кут регулювання (в даному прикладі на 34 градуси). У місцях стикування гідравлічно паралельних ступенів, відповідні канали різних ступенів сполучаються один з одним, а в місцях стикування гідравлічно послідовних ступенів, сполучається тільки канал 104 для вихідного тиску одного ступеню з каналом 103 для вхідного тиску наступного ступеня. Як і в прикладі на фіг. 16, потрібні для стикування канали 103 і 104 гідравлічно послідовних ступенів опиняються один навпроти одного. Як і в попередньому варіанті, можна вважати, що вікна 43 входу та вікна 44 виходу розташовані на корпусі 1 в області його взаємодії з ротором 3, але вони взаємодіють через проміжну деталь - втулку 124, яка ущільнює їх контакт. Але на додаток до попереднього варіанту, втулка 124 активно зміщує границі вікон 43 входу і вікон 44 виходу. Іншим способом керування втулкою 124 (фіг. 22) є виконання гвинтового паза 133 на втулці 124 в проміжку між вікнами 43, 44 замість виступу 125. Тоді на рейці 87 замість зубів 127 виконується високий зуб 134 для взаємодії з гвинтовим пазом 133. На корпусі 1 замість паза 132 виконується наскрізний паз, що йде уздовж осі 6 усередині паза 86 на довжині порожнини 130. Зуб 134 має дві бічні поверхні, відповідні гвинтовому пазу 133, і дві бічні поверхні, відповідні пазу в корпусі 1. Серед простих можливих модифікацій – є виконання поверхні торців 136 кільця 110 і відповідних їм торців 114 паза 112, для зручності виконання паза 112 електроерозійним способом, конічною. Замість сфероподібної зовнішньої поверхні 91 кільця 110 може використовуватися інша, наприклад циліндрична поверхня. Положення поворотного 12 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 роздільника 111 і поворотної втулки 124 може контролюватися валом з наявними на ньому шестерінками, а не рейкою 87. Оскільки втулка 124 повертається на кут, менший кутового розміру вікон 43, 44, то частина вікон 43, 44 меншого кутового розміру, може бути виконана на корпусі 1, як у прикладі на фіг. 1. У варіанту машини по фіг. 13 перепад тиску обмежений міцністю роздільника 2, у машини по фіг. 14 обмежений кут регулювання, у машини по фіг. 19 з'являється зайва деталь - перепускна втулка 124. Наступний варіант машини (фіг. 26) позбавлений цих недоліків. Для цього центральна направляюча частина 140 роздільника 2 (фіг. 23) у формі плоского кільця, з центральним отвором 31 і торцями 32, укладена в оболонку 89 з сфероподібною внутрішньою поверхнею 90 і концентричною їй сфероподібною зовнішньою поверхнею 91. В оболонці 89 є круглий центральний наскрізний отвір 92, який дозволяє пропускати вал 10 ротора 3 при нульовому і при максимальному допустимому куті нахилу направляючої частини 140 роздільника 2 до площини обертання ротора 3. У даному прикладі отвір 92 пропускає вал 10 при кутах нахилу направляючої частини 140 від 0 до 25 градусів. Роль сфероподібной робочої порожнини 35 по утворенню камероутворюючих порожнин 46, в цьому виконанні, виконує сфероподібна порожнина 93, утворена всередині оболонки 89. Для керування кутовим положенням направляючої частини 140 такого поворотного роздільника 111, на поверхні оболонки 89 є кілька виступів 135. Їх мінімальне число - два. У даному прикладі виконано три виступи 135. Кожен виступ 135 виконаний у вигляді циліндра, орієнтованого вздовж радіуса оболонки 89. Виступи 135 рознесені вздовж кільця роздільника 2 приблизно на кути в 90 градусів і трохи рознесені вздовж осі 137 оболонки 89. На поверхні оболонки 89 виконані зубці 138 (пази), нахил яких до осі 137 змінюється (як у косозубої шестерні, тільки нахил зубців 138 плавно змінюється від зубу до зубу). Для можливості складання машини, роздільник 2, доповнений оболонкою 89, виконаний з двох частин, роз'єм 117 між якими проходить приблизно через центр направляючої частини 140 роздільника 2 і складається з прямокутних виступів 119 вздовж площини роздільника 2 і відповідних їм пазів. На одному з виступів 119 в центрі роздільника 2 виконано два двогранних кута 118 з вершинами, направленими в протилежні боки по напрямку вздовж площини роздільника 2. Напрямок твірної роз'єму 117 трохи відхиляється від площини направляючої частини 140 роздільника 2, тому кожна з вершин двогранних кутів 118 припадає на одну з діаметрально протилежних частин направляючої частини 140 роздільника 2, так що кут вершиною скрізь спрямований проти напрямку руху поршня 4. Для кріплення двох частин роздільника 2 між собою, на стиках площин виступів 119 і пазів є отвори 121 під штифти. У корпусі 1 (фіг. 24, 25) є сфероподібна порожнина 35 для розміщення оболонки 89. На поверхні порожнини 35 є три (по числу виступів 135) криволінійних напрямних пази 139. На поверхні отворів 36 корпуса 1 є вікна входу 43 і вікна виходу 44 робочого тіла. Їх кутова довжина приблизно ¼ обороту. На зовнішній поверхні корпусу 1 є паз 86 під рейку 87, який йде уздовж осі 6. З двох боків відносно паза 86, симетрично розташовані канали 103 і 104. У кожному з них посередині є ребро жорсткості 105. Для можливості збірки, корпус 1 складається з двох частин 40 і 41. Площина 42 роз'єму між ними проходить через ребра жорсткості 105. Паз 86 виявляється в центрі частини 40. Вікна входу 43 і вікна виходу 44 розташовані симетрично на частинах 40, 41 і з’єднані проходами 96 з каналами 103 і 104 відповідно. Направляюча частина 140 роздільника 2 (фіг. 23 - 26) змінює свій нахил до площини обертання ротора 3 при повороті роздільника 2 навколо точки - центру порожнини 35. У нього немає фіксованої осі повороту. Маючи додатковий ступінь свободи, він виконує одночасно два рухи - нахил (як у машин по фіг. 10 - 13 і 14) і поворот навколо осі симетрії оболонки 89 (як у машини по фіг. 17-22). Він нахиляється від -25 градусів через нуль знову до -25 градусів, як дозволяє йому отвір 92, але при цьому він встигає повернутися навколо осі 6, в результаті чого негативний нахил в -25 градусів стає позитивним у +25 градусів. В результаті, він може змінювати свій нахил в даному прикладі від кута -25 до кута +25 градусів. Тобто кут регулювання подвоюється. Напрямні пази 139 можна побудувати, простеживши шлях виступів 135 при одночасному нахилі і повороті роздільника 2. Їх форма залежить від положення виступів 135. Для зменшення навантаження на пари тертя, виступи 135 можуть мати форму, відповідну пазам 139 (її неважко отримати обкаткою виступу 135 пазом 139), або вони можуть бути встановлені з можливістю обертання, або для передачі зусиль може використовуватися проміжний елемент, наприклад, втулка, яка одягається на циліндричний виступ 135. Виступи 135 можуть бути виконані на поверхні порожнини 35, а напрямні пази 139 - на оболонці 89. Виступів і пазів може бути багато. Простір в отворі 92, який вільний від валу 10 ротора 3, може бути заповнено окремої деталлю, що має форму сферичного кола з радіальним отвором під 13 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вал, зміщеним від центру. Таку деталь має сенс використовувати для ущільнення робочої порожнини при великих кутах регулювання, для яких поверхня 11 ротора 3 не перекриває отвір 92. Для запобігання взаємодії її з валом 10, навколо отвору в деталі є круговий виступ, а в корпусі - кругової паз під нього, розташований на стику поверхні 11 і отвору 36. Для зниження внутрішніх перетоків, можна в кожному ступені 61, 62 використовувати для створення перепаду тиску тільки частину робочого циклу, що має максимальну подачу (фіг. 27). Для цього можна розширити вікна входу 43 і / або виходу 44 (фіг. 28) по кутовому розміру та / або змістити / продовжити їх на ділянку 37 корпуса 1, тобто в область робочої порожнини 45. У напрямку вздовж осі 6 вікна входу 43 і виходу 44 можуть доходити до паза 39 під роздільник 2. Оскільки вікна 43, 44 великі, для жорсткості корпусу 1, посередині вікон 43, 44 залишено ребро жорсткості. Навантаження поршня 4 і УСЕ 5 при цьому аналогічна навантаженню в попередніх варіантах, за винятком того, що на частині циклу, за рахунок продовження зв'язку робочих камер 47 з вікнами входу 43 і виходу 44, практично повністю зникає перепад тиску ступені 61, 62. При цьому для підтримки тиску машиною, встановлюється два або більше послідовних ступенів 61, 62, що підтримують тиск - кожний на своїй ділянці циклу, можливо з невеликим перекриттям. Так, наприклад, якщо перепад тиску на всьому циклі забезпечується двома послідовними ступенями 61, 62, то приблизно на 1/2 циклу робоча камера 47 ступеня пов'язана одночасно і з вікном входу 43 і з вікном виходу 44, а якщо трьома - то приблизно 1 / 3 циклу, і т.д. Ступень 62, що створює перепад тиску, прокачує робоче тіло крізь робочі порожнини 46 послідовних ступенів 61, які не створюють, в цей момент, тиск. Чим більше встановлено послідовних ступенів 61, 62, тим більш рівномірну подачу машини можна отримати. Канали 14 на роторі 2, в цьому варіанті, більшою мірою використовуються для забезпечення проходу 143, ніж як засіб для зв'язку вікон входу 43 і вікон виходу 44 з робочими камерами 47. Прохід 143 забезпечений каналами 14, а не загальним зсувом усічених конічних поверхонь 8 в тіло ротора 3, так як таким чином, вдається зберегти велику площу опорної поверхні для поршню 4 в пазу 13, так як канали 14 не доходять до пазу 13. В іншому виконанні замість поверхні 8 і каналів 14 виконується поверхня, яка не є поверхнею обертання навколо осі 6. В цілому машина по фіг. 27 схожа на машину по фіг. 1. Відмінності полягають в розширених по кутовому розміру каналах 14, розширених за розміром (в основному, уздовж осі 6) вікнах входу 43 і виходу 44 і у зміні системи каналів 48, 49, що зв'язують ступені 61, 62 (через перехід від паралельного з'єднання до послідовного). Так само не виконана, для спрощення опису, система регулювання відстаней між ступенями 61, 62. Машина по фіг.27 може використовуватися у всіх описаних раніше для машини по фіг. 1 регульованих варіантах виконання, так як що перехід від машини по фіг. 1 до машини по фіг. 27 полягають у збільшенні вікон входу 43, виходу 44 і каналів 14 (замість каналів 14 може використовуватися великий зазор між деталями - прохід 143). Для можливості складання машини, корпус 1 (фіг. 29, 30) виконаний з двох частин 40 і 41, площина 42 розділу між якими проходить через вісь 6 перпендикулярно пазу 39. Зовні корпус 1 машини по фіг. 27 виконаний у вигляді циліндра. По зовнішній поверхні корпусу 1 групи з двох ступенів 61, 62 проходять канали: 147 - 154. Їх розташування несиметричне. З одного боку корпусу, по частинах 40 проходять канали 147 - 149 та прямі канали 150, 151, з іншого боку корпусу 1 по частинах 41 проходять в обхід сфероподібних порожнин 35 «с»-подібні канали 152 - 154. Канал 147 (фіг. 29) пов'язує вікно входу 43 на частині 40 ступеня 61 з входом машини або з попередніми ступенями. Канал 148 пов'язує вікно виходу 44 на частині 40 ступеню 61 з найближчим вікном входу 43 на частині 40 ступеню 62. Канал 149 пов'язує вікно виходу 44 на частині 40 ступеню 62 з виходом машини або з наступними ступенями. На поверхні частин 40 залишається місце, яке використовується для розміщення каналів 150 і 151, що йдуть паралельно осі 6. Їх можна використовувати для паралельного з'єднання інших ступенів, для збільшення пропускної здатності основних каналів або для підведення тиску до гідравлічного розвантаження ротора 3. Канал 152 (фіг. 30) зв'язує вікно входу 43 на частині 41 ступеню 61 з входом машини або з попередніми ступенями. Канал 153 зв'язує вікно виходу 44 на частині 41 ступеню 61 з дальнім від нього вікном входу 43 на частині 41 ступеню 62. Канал 154 зв'язує вікно виходу 44 на частині 41 ступеню 62 з виходом машини або з наступними ступенями. На фіг. 31, для ілюстрації різних можливостей застосування типів машин по фіг. 1 і фіг. 27 наведено приклад машини по фіг. 27 в наземному регульованому виконанні. Для нього зазвичай потрібна менша кількість ступенів, а також патрубки входу і виходу машини. Тому використання зовнішньої труби в якості загального корпусу машини менш доцільно, і кращим є поперечне розділення корпусу на частини. Корпус 1 складається з трьох частин, за формою близьких до циліндрів: середньої частини 155 і двох симетричних крайніх частин 156. Роз'єми між ними проходять через центри ступенів 14 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 61 і 62 (через центри порожнин 35). Для взаємного кріплення, на роз'ємах є фланці. Кріплення (отвори, болти) не показані. Симетрично, в торцях середньої частини 155 виконано по одній половині сфероподібної порожнини 35, які з'єднані співвісним їм отвором 36 під вал 10 ротора 3. З торців середньої частини 155 через поверхню сфероподібної порожнини 35 виконані канали 148, 152 і 154. На торці крайньої частині 156 виконана половина сфероподібної порожнини 35, з якої симетрично виходить наскрізний отвір 36 під вал 10 ротора 3. На іншому торці виконане розточування під підшипник кочення 160. Через поверхню сфероподібної порожнини 35 виконані канали 147, 153 на ступені 61 і канали 149, 154 на ступені 62. Їх призначення збігається з попереднім прикладом. Всі канали закінчуються отворами 157 для підстикування магістралей (гнучких шлангів високого тиску або труб), що з'єднують дві ділянки внутрішнього каналу 153, які знаходяться в різних крайніх частинах 156, а також машина приєднується до зовнішнього навантаження. Роздільник 2 виконаний аналогічно роздільнику машини по фіг. 14 - зі сфероподібною оболонкою 89. У неї є сфероподібна внутрішня поверхня 90 і, для зручності виконання, сфероподібна зовнішня поверхня 91. Невеликі відмінності є в кріпленні двох частин роздільника 2 між собою. Розділ між ними проходить симетрично через центр оболонки 89, але на одній частині є циліндричне обниження, а на іншій - охоплюючий його циліндричний виступ. При складанні обниження входить у виступ і частини фіксуються один до одного штифтами (не показані). Вікна входу 43 і вікна виходу 44, для зниження гідравлічного опору, виконані на оболонці 89. Це пов'язано з тим, що при послідовному з'єднанні двох ступенів пульсації тиску звичайно вище, ніж при паралельному (це плата за зниження внутрішніх перетоків, тертя і зносу), а відхилення вікон 43, 44, при повороті роздільника 2, від їх оптимального положення менше (через їх більшої кутової протяжності на сфері). Але можна використовувати і розташування вікон 43, 44 при використанні проходів 98 по фіг. 14. Для можливості складання в корпусі 1, ротори 3 окремих ступенів 61, 62 виконані окремо. Між ними є з'єднання типу «вал - втулка». Ще однією відмінністю є те, що напіввали 101 роздільника 2 виходять з корпусу 1 через отвори 158, що ущільнюються, і мають на кінцях лиски (шліци) 159 для стикування із зовнішнім пристроєм, що регулює подачу машини. Для зниження навантаження на пару тертя поршень 4 - паз 13 ротора 3 (фіг. 32), на поршні 4 паралельно його торцях 16 виконані плоскі пази 141. Кожен паз 141 проходить через бічну поверхню 15 поршня 4, не торкаючись прорізів 22. При використанні УСЕ 5, пази 141 не зачіпають отвори 17, 18 під УСЕ 5. У даному прикладі можна сказати, що поршень набраний з декількох дисків, пов'язаних в районі осі 20 УСЕ 5. При цьому, на роторі 3 (фіг. 33), паз 13 під поршень 4 виконується у вигляді декількох паралельних пазів 145, що з'єднуються в середині паза 13. Між сусідніми пазами 145 залишені виступи 142. Товщина виступу 142 відповідає розміру паза 141. При поворотах поршня 4 в пазу 13 ротора 3, виступи 142 не повністю перекривають пази 141, залишаючи місце поблизу осі 20 для проходу робочого тіла, відсіченого в пазу 141. У даному прикладі виконано по одному пазу 141 з кожного від осі УСЕ 5 боку. Але можна виконувати і більшу кількість пазів 141. При цьому кожному пазу 141 відповідає виступ 142 в пазу 13 ротора 3. Пази 145 можуть бути не плоскими, наприклад, конічними з віссю конуса уздовж геометричної осі 161 обертальних коливань поршня 4. Тобто поверхні пазів 145 можуть бути поверхнями обертання навколо геометричній осі 161 поршня 4. Тоді на виступах 142 виконується відповідна поверхню. Такий поршень 4 може використовуватися і в інших ОРМ з наведених аналогів, так як додаванняпазів 141 не впливає на спосіб або особливості роботи ОРМ, а тільки підсилює опору поршня 4. Машина по фіг. 1 працює таким чином. В сфероподібній порожнині 35 корпуса 1 між корпусом 1 і ротором 3, навколо ротора 3 утворена кругова робоча порожнина 45, яку направляюча частина 140 роздільника 2 поділяє на дві частини 46 змінного перерізу, кожну з яких поршень 4 поділяє на дві робочі камери 47. При обертанні ротора 3, періодично змінюється кут між поршнем 4 і спрямовуючою частиною 140 роздільника 2. Тому періодично змінюється обсяг робочих камер 47. Коли дві камери 47, розташовані центрально симетрично відносно центру порожнини 35, збільшують свій об'єм, дві інші робочі камери 47 зменшують свій об'єм. Під час збільшення об’єму камер 47, канали 14, що йдуть з них, знаходяться в перекритті з вікнами входу 43 (Фіг.6, 7), розташованими на корпусі 1 за межами робочої порожнини 45, в області взаємодії корпусу 1 з ротором 3. Через канали 14 робоче тіло з вікон входу 43 15 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 надходить у робочі камери 47. Під час зменшення обсягу камер 47, канали 14, що йдуть з них, знаходяться в перекритті з вікнами виходу 44, розташованими на корпусі 1 за межами робочої порожнини 45, в області взаємодії корпусу 1 з ротором 3. Через канали 14 робоче тіло з робочих камер 47 виходить у вікна виходу 44. Вікна входу 43 / виходу 44 пов'язані з входом / виходом машини або з виходом / входом послідовних ступенів з допомогою каналів 48, 49 і отворів 50, 51, 55, 56. Канали 14 разом з проходом (великим зазором) 143 забезпечують зв'язність частин камери 47, що знаходяться по різні боки її мінімального перерізу. При симетричних камерах 47 і центрально симетричному розташуванні вікон входу 43 і вікон виходу 44 різних камер 47, навантаження на УСЕ 5 від перепаду тиску робочого тіла є симетричним і сума цих сил і моментів сил дорівнює нулю. УСЕ 5 бере участь у передачі моменту сил від роздільника 2, необхідного для підтримки і синхронізації обертальних коливань поршня 4 з обертанням ротора 3. При цьому питомі тиски в парах тертя пропорційні квадрату максимальної лінійної швидкості поршня 4. Так, при роботі на 3000 об / хв машини зі сталевим поршнем діаметром 46мм, питомий тиск, пов'язаний з інерційними навантаженнями на пари 2 тертя роздільник 2 - УСЕ 5 - поршень 4 ~ 4 кг/см . Невеликий (особливо при використанні гідравлічного розвантаження поршня 4) момент потрібен для компенсації сил тертя поршня 4. Машина по фіг. 10-13 працює аналогічним чином. Відмінність полягає в тому, що за допомогою механізму зміни кута нахилу роздільника 2 (точніше кажучи його направляючої частини 140), можна регулювати подачу машини за рахунок зміни геометрії машини. Тобто при постійних обертах ротора 3, змінюючи кут роздільника 2 можна плавно змінювати подачу машини від максимальної подачі в один бік до максимальної подачі в інший бік. При переміщенні зовнішнім пристроєм, наприклад, поршневим регулятором, рейки 87 уздовж осі 6 ротора 3, через зубці 88 і 82 приводиться в обертання капелюшок 79 поворотного напіввала 75 і повертається, жорстко пов'язана з ним, направляюча частина 140 роздільника 2, змінюючи свій кут нахилу до осі 6 обертання ротора 3. При цьому змінюються межі періодичних змін розмірів камер 47 і, отже, змінюється подача машини. При куті між направляючою частиною 140 роздільника 2 і віссю 6 обертання ротора 3 рівному 90 градусам, теоретична подача машини (при роботі на рідині, що не стискається) стає рівною нулю, тому максимальний обсяг камер 47 стає рівним їх мінімального обсягу. При подальшій зміні кута нахилу роздільника 2, машина починає подавати робоче тіло в зворотній бік, так як при збільшенні обсягу камер 47 вони вже будуть пов'язані каналами 14 з вікнами виходу 44, а при зменшенні обсягу камер 47 вони будуть пов'язані каналами 14 з вікнами входу 43. Тобто функціонально вікна входу 43 і вікна виходу 44 міняються місцями. Машина по фіг. 14-16 працює аналогічним з машиною по фіг. 10-13 чином. Відмінність полягає в тому, що за допомогою рейки 87, через зубці 88 і 82 приводиться в обертання оболонка 89 роздільника 2 і повертається, жорстко пов'язана з ним, направляюча частина 140 роздільника 2, змінюючи свій кут нахилу до осі 6 обертання ротора 3. При цьому, максимальний перепад тиску одного ступеню може бути більше, а діапазон регулювання подачі менше, наприклад, від нуля до максимальної подачі. Також, відмінністю є те, що робоче тіло між каналами 14 і вікнами входу 43 / виходу 44 проходить через вікна 98 в оболонці 89 роздільника 2. Машина по фіг. 17-22 працює аналогічним з машиною по фіг. 10-13 чином. Відмінність полягає в способі зміни кута нахилу направляючої частини 140 роздільника 2. Направляюча частина 140 роздільника 2 змінює свій нахил до осі 6 обертання ротора 3 за рахунок повороту оболонки 89 роздільника 2, виконаної у вигляді кільця 110 в круговому пазу 112, вісь обертання твірної якого нахилена до осі 6 обертання ротора 3. При цьому направляюча частина 140 роздільника 2 теж нахилена до осі обертання 137 твірної оболонки 89. Поступальний рух рейки 87 перетворюється в обертання кільця 110 через зубці 123 і 122. При такому способі зміни кута виникає паразитне явище - відхід оптимального положення вікон входу 43 і виходу 44 по відношенню до площини нахилу направляючої частини 140 роздільника 2. Відхід компенсується поворотом перепускної втулки 124 навколо осі 6. Для цього рейка 87 знаходиться ще і в зубчастому зачепленні з втулкою 124 через зубці 126 і 127 або через зубець 134 і канавку 133. При цьому використовується інше передавальне число. Інша відмінність полягає в тому, що вікна входу 43 і виходу 44 розташовуються в районі напіввалів 10 для спрощення геометрії втулки 124, і канали 14 виконані всередині ротора 3, а не у вигляді відкритих пазів, як в інших варіантах. Машина по фіг. 23-26 працює аналогічним з машиною по фіг. 10-13 чином. Відмінність полягає в способі зміни кута нахилу направляючої частини 140 роздільника 2. Направляюча частина 140 роздільника 2 змінює свій нахил до осі 6 обертання ротора 3 за рахунок складного повороту оболонки 89 роздільника 2 навколо центру порожнини 35. При цьому направляюча 16 UA 103721 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 частина 140 роздільника 2 нахилена до осі 137 оболонки 89. Поступальний рух рейки 87 через зубці 123 і 138 перетворюється в обертання оболонки 89, яка змінює кут нахилу направляючої частини 140, але не повертає площину нахилу навколо осі 6. Характер цього руху визначається переміщенням виступів 135 в направляючих пазах 139. При такому способі зміни кута, оптимальні положення вікон входу 43 і виходу 44 залишаються на своїх місцях. Інша відмінність полягає в тому, що вікна входу 43 і виходу 44 розташовуються в районі напіввалів 10, і канали 14 виконані всередині ротора 3, а не у вигляді відкритих пазів, як в інших варіантах. Машина по фіг. 27 працює таким чином. В сфероподібній порожнині 35 корпуса 1 між корпусом 1 і ротором 3, навколо ротора 3 утворена кругова робоча порожнина 45, яку направляюча частина 140 роздільника 2 поділяє на дві частини 46 змінного перерізу, кожну з яких поршень 4 поділяє на дві робочі камери 47. При обертанні ротора 3 періодично змінюється кут між поршнем 4 і направляючою частиною 140 роздільника 2. Тому періодично змінюється об’єм робочих камер 47. Коли дві камери 47, розташовані центрально симетрично відносно центру порожнини 35, збільшують свій об'єм, дві інші робочі камери 47 зменшують свій об'єм. Під час швидкого збільшення обсягу камер 47, вони частково напряму, а частково через канали 14, знаходяться в перекритті з вікнами входу 43, розташованими на корпусі 1. Робоче тіло з вікон входу 43 надходить у робочі камери 47. Під час швидкого зменшення об’єму камер 47, вони частково напряму, а частково через канали 14, знаходяться в перекритті з вікнами виходу 44, розташованими на корпусі 1. У фазі циклу, коли швидкість зміни об’єму камер менше, поршні 4 потрапляють в зону вікон 43, 44 і більше не створюють перепаду тиску ступені, але й не заважають проходу робочого тіла через дану ступень за рахунок перепаду тиску, створюваного в цей момент іншим послідовним ступенем, у якому фаза зміщена. При симетричних камерах 47 і центрально симетричному розташуванні вікон входу 43 і вікон виходу 44 різних камер 47, навантаження на УСЕ 5 від перепаду тиску робочого тіла є симетричним, і сума цих сил і моментів сил дорівнює нулю. УСЕ 5 бере участь у передачі моменту сил від роздільника 2, необхідного для підтримки і синхронізації обертальних коливань поршня 4 з обертанням ротора 3. У даній машині поршень 4 і УСЕ 5 навантажені тільки частину циклу, отже, їх знос менше, ніж у машини по фіг. 1. Кращими є і умови змащування. Але недоліком є велика пульсація подачі. Машина по фіг. 31 працює аналогічним з машиною по фіг. 27 чином. Відмінністю є можливість регулювання подачі за рахунок зміни кута нахилу направляючої частини роздільника відносно осі 97. Кут змінюється за рахунок одночасного повороту напіввалів 101 зовнішнім регулюючим пристроєм. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Об'ємна роторна машина, яка має корпус; ротор, встановлений в корпусі з можливістю обертання; роздільник, встановлений в корпусі, що має направляючу частину з отвором під ротор; поршень, встановлений в пазу ротора з можливістю здійснення обертальних коливань відносно ротора навколо осі, що перетинає вісь обертання ротора переважно під прямим кутом, що має щонайменше один проріз, в який входить направляюча частина роздільника; сфероподібну робочу порожнину, утворену навкруг ротора, яку напрямна частина роздільника, при взаємодії отвора з ротором, розділяє на камероутворюючі порожнини змінного перерізу, кожну з яких поршень поділяє на робочі камери, яка відрізняється тим, що в мінімальному перерізі камероутворюючої порожнини є прохід для робочого тіла та/або в роторі є канал, який дозволяє робочому тілу обходити мінімальний переріз камероутворюючої порожнини; вікна входу і виходу робочого тіла. 2. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що з кожної камери виходять канали для проходу робочого тіла, виконані в роторі з можливістю її зв'язку з вікнами входу і виходу. 3. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що посередині між максимальним і мінімальним перерізом камероутворюючої порожнини, по кутовому положенню навколо осі обертання ротора, є щонайменше одне вікно входу або вікно виходу. 4. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що поршень містить щонайменше один ущільнювальний синхронізуючий елемент, встановлений в прорізі, через який він взаємодіє з направляючою частиною роздільника. 5. Машина за п. 4, яка відрізняється тим, що ущільнювальний синхронізуючий елемент встановлений в поршні з можливістю обертання відносно осі, перпендикулярної осі поршня. 6. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що напрямна частина роздільника встановлена в корпусі під фіксованим кутом до осі обертання ротора. 17 UA 103721 C2 5 10 15 7. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що роздільник встановлений в корпусі з можливістю зміни нахилу направляючої частини до осі обертання ротора для регулювання подачі машини. 8. Машина за п. 7, яка відрізняється тим, що роздільник змінює нахил направляючої частини до осі обертання ротора, повертаючись навколо осі, перпендикулярної осі обертання ротора. 9. Машина за п. 7, яка відрізняється тим, що роздільник доповнено оболонкою з сфероподібною порожниною, в якій розташована його направляюча частина. 10. Машина за п. 9, яка відрізняється тим, що направляюча частина розташована під кутом відносно до оболонки і змінює свій нахил до осі обертання ротора, за рахунок повороту оболонки навколо осі, що проходить під кутом до осі обертання ротора. 11. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що в корпусі встановлена втулка, на якій розташовані вікна входу і виходу робочого тіла, причому машина оснащена механізмом повороту роздільника і втулки. 12. Машина за п. 7, яка відрізняється тим, що роздільник змінює нахил направляючої частини до осі обертання ротора, повертаючись навколо точки - центру сфероподібної робочої порожнини. 18 UA 103721 C2 19 UA 103721 C2 20 UA 103721 C2 21 UA 103721 C2 22 UA 103721 C2 23 UA 103721 C2 24 UA 103721 C2 25 UA 103721 C2 26 UA 103721 C2 27 UA 103721 C2 28