Роторна гідравлічна машина

1. Роторна гідравлічна машина, що містить корпус з головною циліндричною порожниною, впускними каналами для підведення робочого середовища, випускними каналами для відводу робочого середовища, розділові пристрої і роторпоршень, що встановлений у головній циліндричній порожнині, має радіальні виступи і радіальні западини на периферійній поверхні та утворює із внутрішніми стінками головної циліндричної порожнини замкнуті сегментні порожнини, яка відрізняється тим, що кожен розділовий пристрій виконаний у ви гляді трилопатевого розділового ротора, встановленого в незамкнутій розділовій камері корпусу, що відкрита в головну циліндричну порожнину корпусу за рахунок перетинання з нею, бічні поверхні лопатей розділових роторів виконані уві U 1 3 34941 4 щоб такти впуску і випуску були розмежовані з вого ротора, встановленого в незамкнутій розділоодного боку - принаймні однією зоною переносу, у вій камері корпуса, яка відкрита в головну циліндякій робочий об'єм не сполучається ні з впускним, ричну порожнину корпуса за рахунок перетинання ні з випускним каналом і має постійне максимальз нею, бічні поверхні лопатей розділових роторів не значення Vмакс, а з іншого боку - принаймні виконані увігнутими з радіусом кривизни, рівним однією зоною повернення, у якій робочий об'єм радіусу кривизни головної циліндричної порожнитакож не сполучається ні з впускним, ні з випускни, кожен розділовий ротор встановлений з можним каналом, але має постійне мінімальне зналивістю дискретних поворотів на 120° з зупинами, чення Vмін. так, що в положенні зупину одна з його бічних поТака гідравлічна машина має складну форму верхонь утворює продовження внутрішньої цилінвнутрішньої поверхні корпуса, яка повинна мати дричної поверхні головної циліндричної порожниперемінну кривизну і високу чистоту поверхні для ни, а протилежна цій поверхні лопать цього ротора забезпечення щільного прилягання лопаток і мініподіляє розділову камеру на першу і другу за намальних втрат від тертя лопаток. Крім того, у такій прямком обертання розділового ротора частини, гідравлічній машині лопатки зазнають бічний тиск впускні канали для підведення робочого середоіз боку робочого середовища й одночасно виконувища проходять у другі частини розділових камер, ють зворотно-поступальні рухи в пазах ротора, що а випускні канали для відводу робочого середообумовлює помітні втрати і підвищений знос елевища проходять у перші частини розділових каментів конструкції. мер. Найбільш близькою до даної корисної моделі є Переважно, кількість розділових пристроїв пероторна гідравлічна машина, яка містить корпус із ревищує кількість радіальних виступів роторавнутрішньою циліндричною порожниною, у якій поршня, найбільш переважно, машина містить 8 концентричне з можливістю обертання встановлерозділових пристроїв, а ротор-поршень містить 6 ний ротор-поршень, що має радіальні виступи і радіальних виступів. радіальні западини [пат. США № 3579733, 1996]. Корисна модель пояснюється за допомогою Внутрішня циліндрична порожнина сполучається з Фіг.1-4, на яких показані: зовнішнім джерелом робочого тіла за допомогою на Фіг.1 і 2 - схематичне зображення гідравлівхідного і ви хідного каналів, обладнаних керовачної машини на прикладі її реалізації в якості пненими золотниками. Машина містить також впускні і вмодвигуна; випускні канали, розділові пристрої у виді лопаток, на Фіг.3 і 4 - схематичне зображення гідравлівстановлених у вн утрішній циліндричній порожнині чної машини на прикладі її реалізації в якості накорпуса між вхідним і вихідним каналами і між впусосу для перекачування текучого середовища. скним і випускним каналами з можливістю радіРоторна гідравлічна машина містить корпус 1 з ального зворотно-поступального переміщення. головною циліндричною порожниною, у якій встаРозділові пристрої разом з радіальними западиновлений ротор-поршень 2 (Фіг.1-4). Роторнами ротора-поршня і внутрішньою поверхнею поршень 2 має шість радіальних виступів 3 - 8 і циліндричної порожнини корпуса утворюють робошість радіальних западин 9-14 на периферійній чі порожнини. Машина обладнана також механізповерхні, що утворюють із внутрішніми стінками мом керування розділовими лопатками, що відвоголовної циліндричної порожнини шість замкнутих дить і підводить розділюючи лопатки синхронно з сегментних порожнин 15-20. Корпус 1 обладнаний обертанням ротора так, що забезпечується їх також вісьмома розділовими пристроями 21-28, щільний контакт із поверхнею ротора, однак без виконаними у виді відкритих у головн у циліндричну значного механічного навантаження між контактупорожнину корпуса 1 незамкнутих циліндричних ючими поверхнями. камер, у яких встановлені трилопатеві розділові У цій гідравлічній машині лопатки також заротори 29-36. Ротори 29-36 встановлені на звизнають бічний тиск із боку робочого середовища чайних опорах обертання і кінематичне зв'язані з та одночасно виконують зворотно-поступальні ротором - поршнем 2 так, що при безупинному рухи в пазах ротора, що обумовлює помітні втрати обертанні останнього розділові ротори 29-36 проі підвищений знос елементів конструкції. вертаються дискретно на кут 120° с зупинами. БічЗадачею даної корисної моделі є створення гіні поверхні лопатей розділових роторів 29-36 видромашини, у якій елементи розділових пристроїв конані увігнутими з радіусом кривизни, рівним не будуть виконувати зворотно-поступального радіусу кривизни головної циліндричної порожнини руху, що дозволить зменшити їх знос і втрати енекорпуса 1. У момент зупину розділового ротора ргії. одна з його бічних поверхонь завжди утворює Поставлена задача вирішується тим, що ротопродовження внутрішньої циліндричної поверхні рна гідравлічна машина містить корпус з головною головної циліндричної порожнини корпуса 1, а циліндричною порожниною, впускними каналами протилежна цій поверхні лопать цього ротора подля підведення робочого середовища, випускними діляє камеру відповідного розділового пристрою каналами для відводу робочого середовища, розна першу А та др угу В за напрямком обертання ділові пристрої і ротор-поршень, що встановлений розділового ротора частини. у головній циліндричній порожнині, має радіальні Розділові камери обладнані впускними канавиступи і радіальні западини на периферійній полами 37 для підведення робочого середовища, що верхні та утворює із внутрішніми стінками головної проходять у другі частини В розділових камер, і циліндричної порожнини замкнуті сегментні поровипускними каналами 38 для відводу робочого жнини, і відрізняється тим, що кожен розділовий середовища, що проходять у перші частини А розпристрій виконаний у виді трилопатевого розділоділових камер. 5 34941 6 Ротор-поршень 2 встановлений на валу 39, що Під час провертання розподільного ротора він може служити або валом добору потужності, якщо разом зі стінками розподільної камери утворює: машина працює як пневмо- або гідродвигун, або зростаючу камеру С, приводним валом, якщо машина працює як насос ізольовану камеру Е, для перекачування текучих середовищ. спадну камеру К. Коли гідравлічна машина працює як пневмоОдночасно лопать цього розподільного ротора або гідродвигун (Фіг.1, 2), впускні канали 37 через сковзає по поверхні западини ротора-поршня 2 і регулятор тиску або витрати (на Фіг.не показані) поділяє відповідну сегментну порожнину на зроспідключені до джерела робочого тіла під тиском, а таючу камеру Р та спадну камеру Т. випускні канали 38 відкриті в навколишнє середоРозподільний ротор 35 камери 27 на Фіг.1 знавище або збірник відпрацьованого робочого тіла. ходиться в статичному стані і по його бічній поверРобочим тілом може служити стиснуте газоподібне хні сковзає виступ 8 ротора-поршня 2. Камера 27 середовище (типу водяної пари, повітря та ін.), розділена на дві ізольовані порожнини А та В. Поабо придатна рідина під тиском. рожнина А через випускний канал 38 сполучається Коли гідравлічна машина працює як пневмоз навколишнім середовищем, у результаті чого чи гідронасос (Фіг.3, 4), впускні канали 37 відкриті у робоче середовище, наприклад, повітря, виходить джерело середовища, що перекачується, наприз камери 27 і тиск повітря в ній стає близьким до клад, у навколишнє середовище, а випускні канаатмосферного тиску. У цей період часу порожнина ли 38 відкриті в приймач середовища, що перекаВ через регулятор тиску підключена до джерела чується, наприклад, у ресивер. повітря високого тиску, заповнюється цим повітУ процесі роботи ротор-поршень 2 обертаєтьрям і тиск у ній росте. ся усередині головної циліндричної порожнини Розподільний ротор 36 камери 28 на Фіг.1 знакорпуса 1. Виступи 3-8 ротора-поршня 2 ковзають ходиться в процесі провертання, один з його випо внутрішній циліндричній поверхні головної циступів сковзає по поверхні западини 14 ротораліндричної порожнини корпуса 1 і прилягають до поршня 2. Сегментна порожнина 20 розділена на неї так, щоб виключити або звести до мінімуму зростаючу порожнину Р та спадну порожнину Т. масообмін між сегментними порожнинами 15-20. Порожнина Е через випускний канал38 сполучаКожний з розподільних роторів 27-30 виконує ється з навколишнім середовищем, у результаті провороти с зупинами, синхронізовані з обертанчого продовжує звільнятися від робочого середоням ротора 2 так, щоб у будь-який момент часу вища. У цей період часу порожнина К через регуабо одна з вершин розподільного ротора, або одлятор тиску підключена до джерела повітря висона з його бічних поверхонь прилягала до поверхні кого тиску, заповнюється цим повітрям, тиск у ній ротора 2 без перетікання текучого середовища досягає заданого регулятором максимального через зону контакту. Більш детально цей процес значення. Ця порожнина К сполучається зі зросможна описати в такий спосіб. У стані зупину кожтаючою порожниною Р, тиск повітря в якій також ний з розподільних роторів 29-36 займає таке подорівнює або близький до максимального. Порожложення, що одна з його бічних поверхонь утвонини Т та С також заповнені повітрям під максирює плавне продовження внутрішньої поверхні мальним тиском, у результаті чого результуюча головної циліндричної порожнини корпуса 1 і по тиску повітря в порожнинах Т та Р спрямована на ній сковзає один з виступів 3 -8 ротора 2. У стані вісь обертання ротора-поршня і не створює крутзупину знаходяться розподільні ротори 30, 31, 34 і ного моменту. 35 на Фіг.1, 3 і розподільні ротори 29, 30, 33 і 34 на Розподільний ротор 29 камери 21 на Фіг.1 знаФіг.2, 4. ходиться в стані провертання, один з його виступів Розподільний ротор переходить у ста тичний сковзає по поверхні западини 9 ротора-поршня 2. стан у той момент, коли передня крайка виступу Сегментна порожнина 15 розділена на зростаючу ротора-поршня 2 досягає вікна між розподільною порожнину Р та спадну порожнину Т. Сполучені камерою і головною циліндричною порожниною порожнини С та Т через випускний канал 38 спостатора 1. Далі цей виступ ротора-поршня сковзає лучаються з навколишнім середовищем, у резульпо бічній поверхні нерухомого розподільного рототаті чого звільняються від робочого середовища. У ра, протилежний виступ якого поділяє розподільну цей період часу сполучені порожнини К та Р через камеру на першу А та другу В за напрямком оберрегулятор тиску підключені до джерела повітря тання розподільного ротора порожнини, ізольовані високого тиску, заповнюються цим повітрям і тиск від сегментних порожнин 15-20. в них близько до заданого регулятором максимаУ той момент, коли виступ ротора-поршня 2 льного значення. Через різницю тисків у порожницілком виходить за межі бічної поверхні розділовонах Р та Т виникає результуюча сила R, спрямого ротора, починається провертання цього роздівана убік від осі обертання ротора-поршня 2, лового ротора. У процесі провертання вершина напрямок дії якої зміщено від осі ротора 2, у рерозділового ротора без зазору сковзає по поверхні зультаті чого виникає крутний момент, що привозападини ротора-поршня 2. Розділовий ротор продить ротор 2 в обертання. вертається на кут 120° і зупиняється в той момент, Розподільний ротор 30 камери 22 на Фіг.1 знаколи початок наступного виступ у ротора-поршня 2 ходиться в статичному стані, що характеризується досягає вікна в розділову камеру розділовий ротор процесами, описаними вище для розподільного цієї камери статичне положення і далі цей виступ ротора 35 камери 27. сковзає по бічній поверхні цього розділового ротоУ парах протилежно розташованих розподільра. них камер відбуваються ідентичні процеси, завдяки чому радіальні навантаження на ротор-поршень 7 34941 8 виявляються урівноваженими, а тангенціальні наПри обертанні ротора-поршня 2 у зростаючих вантаження підсумовуються у крутний момент, що порожнинах Р створюється розрідження, за рахупередається на вал добору потужності 39. Крім нок якого середовище, що перекачується, через того, тиск робочого тіла на лопаті розділових ровпускні канали 37 через порожнини К розподільних торів не створює крутного моменту, у результаті камер всмоктуються і заповнює відповідні сегменчого керування розділовими роторами не вимагає тні порожнини ротора-поршня 2. Середовище, що помітних енерговитрат. далі перекачується, переноситься цими сегментНа Фіг.2 показане положення елементів машиними порожнинами до наступного за напрямком ни, коли ротор-поршень провернувся вперед на обертання розподільним порожнинам і за рахунок 22°. Тут крутний момент формується завдяки поскорочення об'єму порожнин Т передавлюється в ложенням розподільних роторів 35 і 31, тоді як інші приймач середовища, що перекачується, через розподільні ротори знаходяться в статичному стапорожнини С розподільних порожнин і випускні ні. канали 38. Коли гідравлічна машина працює як насос Тут також у парах протилежно розташованих (Фіг.3 і 4), впускні канали 37 підключені до джерерозподільних камер відбуваються ідентичні процела середовища, що перекачується, (на Фіг.не поси, завдяки чому радіальні навантаження на роказаний), а випускні канали 38 до приймача серетор-поршень виявляються скомпенсованими. довища, що перекачується, (на Фіг.не показаний). Таким чином, у даній гідравлічній машині звеСередовищем, що перекачується, може бути сумідені до мінімуму витрати енергії на тертя елеменсне з матеріалами робочих частин машини текуче тів розділових пристроїв, оскільки розділові ротори середовище, наприклад, газ, рідина, суспензія і вільно обертаються в звичайних опорах обертант.п. ня, а радіальні навантаження на ці ротори сприйУ процесі роботи ротор-поршень 2 за допомомаються цими опорами. Машина не містить ні клагою зовнішнього джерела енергії приводиться в панів для керування потоками робітничих обертання усередині головної циліндричної поросередовищ, ні радіальних лопаток, що рухаються жнини корпуса 1. Виступи 3-8 ротора-поршня 2 зворотно-поступально, у ній немає, гідродинамічсковзають по внутрішній циліндричній поверхні ний опір потокам робочих середовищ також може головної циліндричної порожнини корпуса 1 і прибути зведений до мінімуму за рахунок того, що лягають до неї так, щоб виключити або звести до канали для них можуть бути виконані широкими і мінімуму масообмін між сегментними порожнинакороткими. ми 15-20. Корисна модель не обмежена описаними виКожний з розподільних роторів 27-30 виконує ще прикладами реалізації та охоплює будь-які провертання з зупинами, синхронізовані з обервдосконалення і модифікації, доступні фахівцю в танням ротора 2 так, як це описано вище. даній області в межах приведеної нижче формули корисної моделі. 9 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 34941 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601