Гидромотор

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

<Р

CO (И

4 0

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4948024/29 (22) 24.06.91 (46) 15.10.93 Бюл. N() 37-38 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова (72) Голубчик Э.M.; Бахматов Ю.Ф. (73) Голубчик Эдуард Михайлович, Бахматов Юрий

Федорович (54) ГИДРОМОТОР (57) Использование: в качестве гидропривода самолетов, тракторов, строительно-дорожных машин, станков. Сущность изобретения: в корпусе размещены статор и ротор с образованием рабочих ка()9) Щ (и) 2001304 Д (ЯЦ Г 2 00 мер, заполненных рабочей жидкостью. Ротор и статор выполнены в виде круглых пластин, снабженных магнитами и соосно установленных в корпусе на валу с чередованием пластин между собой. Пластины ротора установлены на валу и закреплены в корпусе с возможностью взаимодействия с валом подшипниками. В качестве рабочей жидкости использована магнитная жидкость. Магниты установпены в радиальных паза)с выполненных нэ боковых сторонах пластин и очерченных в продольном сечении гидромотора на пластинах ротора кривыми второго порядка, на пластинах статора — прямыми линиями. 1 зп ф-лы,бил.

2001304 е

Предлагаемое изобретение относится к гидравлическим машинам и двигателям и может быть использовано в качестве гидропривода самолетов, тракторов. строительно-дорожных машин, станков.

Известны дисковые насосы трения, имеющие корпус, вал, ротор, состоящий из ведущего и рабочих дисков, соединительные винты.

Недостатком этих гидромашин является то, что данные гидромашины не позволяют обеспечить работу в режиме гидромотора, - "

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является пластинчатый гидромотор, содержащий вращающийся ротор, помещенный в неподвижном кольце статора, и в пазах ротора радиально установлены пластины. Ротор приводится в движение с помощью рабочей жидкости.

Этот гидромотор обладает пониженным коэффициентом полезного действия (КПД) из-за наличия тормозящих сил, действующих на пластины со стороны, противоположной направлению вращения ротора и, кроме того, трение пластин о статор ограничивает максимальную частоту вращения ротора. Наличие пластин, пластинчатых пружин под торцами пластин, которые из-за возможных усталостных разрушений могут являться элементами ненадежности, а также выполнение статора в виде специального профиля делают конструкцию гидромотора сложной.

Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение КПД гидромотора.

Поставленная цель достигается тем, что гидромотор, включающий ротор, статор и рабочую жидкость, снабжен корпусом, в котором установлены ротор и статор, выполненные в виде пластин, снабженных магнитами и установленных соосно на валу с чередованием пластин статора и ротора, причем пластины статора установлены с воэможностью вращения относительно вала, а пластины ротора установлены с возможностью вращения вместе с валом, а в качестве рабочей жидкости использована циркулирующая по системе каналов магнитная жидкость и заполняющая полости между пластинами статора и ротора. Причем магниты установлены в пазах, выполненных радиально на пластинах, причем на пластинах ротора по кривым линиям второго порядка, а на пластинах статора по прямым линиям, ВыполНение ротора и статора в виде пластин. снабженных магнитами и yc,1àHOBленных соосно на валу с чередованием пластин статора и ротора - неизвестно. В

55 данном изобретении признак служит для образования магнитной цепи.

Признак "пластины статора установлены с воэможностью вращения относительно вала, а пластины ротора установлены с воэможностью. вращения вместе с валом" — известен. Использование магнитной жидкости для передачи вращения — неизвестно, Магнитная жидкость в известных конструкциях выполняет функцию смазки, уплотнений.

Признак, что рабочая жидкость, циркулирующая по системе каналов, которой заполнены полости между пластинами статора и ротора — известен в других конструкциях. Расположение магнитов радиально по кривым линиям второго порядка и по прямым линиям — известно в других конструкциях, а выполнение подобным образом магнитов на пластинах статора и ротора одновременно — неизвестно.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию существенные отличия.

Выполнение ротора и статора в виде пластин, снабженных магнитами и установленных соосно с чередованием пластин статора и ротора позволяет организовать магнитную цепь, которая при наличии магнитной жидкости замыкается, т,к. магнитная жидкость сцепляется с магнитами, то работа трения увеличивается и, в конечном счете, Обеспечивается более полная передача энергии напора жидкости вращающемуся ротору, т.е. повышается КПД гидромотора.

Возможность вращения пластин ротора вместе с валом, а вращения пластин статора относительно вала обеспечивает максимальное использование замкнутой магнитной цепи "пластины статора — магнитная жидкость — пластины ротора" для более полной передачи энергии магнитной жидкости одной из пластин, что также, в конечном счете повышает КПД двигателя. В противном случае, т.е. когда и пластины статора, и пластины ротора вращаются вместе с валом, магнитная цепь будет замкнута постоянно, что не обеспечит оперативное управление (регулирование скорости) гидромотором, т.е, цель не будет достигнута, Для обеспечения возможности работы гидромотора а различных скорос Гных режимах, магнитная жидкость обязательно должна циркулировать по система каналов, т.к, для обеспечения аозможн.;сти вращения пластин ротО()д жидкОсть д .1Г) ж на ООстоянно ваодитсч а по/)Ости меж,".1 и 1 1с Ги нами ста тора и ротора Гидрпма) );..) )О,.Оянно от2001304 водиться из них, что вытекает иэ особенно- стей. Частицы магнитной жидкости (ферростей магнитных жидкостей удерживаться в жидкости) концентрируются в области" макобъеме между магнитами. симальной напряженности магнитного

На фиг. 1 изображен гидромотор в раз- поля. В магнитном поле частицы соединярезе, общи вид; на фиг. 2 — вид I на фиг. 1; 5 ются в цепочки, ориентированные вдоль пома фиг, 3 — пластина статора; на фиг. 4 — ля. В магнитном поле вдь ь магнитных пластина ротора: на фиг. 5 — образование силовых линий цепочки следую1 за полем. замкнутой магнитной цепи (рромежуточное Таким образом, если есть два магнитположение цикла работы гидромотора); на ных полюса (северный и южный), то между фиг. 6 — размыкание магнитной цепи (окон- 10 ними лежат силовые линии магнитного почательная стадия цикла работы гидромото- ля. Если теперь в это поле (в промежуток ра). между полюсами) ввести магнитную жидГидромотор содержит неподвижный кость, то. как было указано выще, частицы статор. образованный пластинами 1, кото- магнитной жидкости ориентируются в этом рыв крепятся по образующим к корпусу 2 15 магнитном поле вдоль силовых линий магчереэ уплотнительные элементы 3 с по- нитного поля, образовав "стенку". Если к мощью болтов4, и вращающийся ротор, об- этой "стенке" иэ частиц феррожидкости разованный пластинами 5, например, приложить какую-либонагруэку,тонесмоткруглого сечения. Пластины 1 статора и пла- ря на то, что это жидкость, тем не менее стины 5 ротора размещены соосно на валу 20 вести себя она будет как твердое тело, т.е.

6, причем пластины 5 ротора закреплены на сможет воспринимать нагрузку, оставаясь в валу 6 и вращаются вместе с ним, а пласти- зазоре, не выдавливаясь, а лишь упруго дены 1 статора установлены на валу 6 с по- формируясь. мощью подшипников, например, Между пластинами 1. 5 ротора и статора скольжения. и вращаются относительно ва- 25 существуют две плоскости (см. фиг. 5, 6), в ла 6. которых лежат магнитные силовые линии, На пластинах 1, 5 статора и ротора, об- Эти плоскости пересекаются по прямой. Поращенных друг к другу выполнены пазы, ложение этой линии относительно центра например, прямоугольного сечения, в кото- пластины 1, 5 определяет величину замкнурые запрессованы магниты 7, например, по- 30 того объема, кбторый является переменной стоянные с концентраторами величиной, Б этот объем подается под давнапряженности магнитного поля в виде лением магнитная жидкость через систему проточек 8. образующих магнитные релье- трубопроводов 10. Магнитная жидкость явфы поверхностей пластин 1, 5 ротора и ста- ляясь проводником магнитного поля, при тора. Проточки 8 могут быть треугольного 35 попадании в полости 9.между магнитами 7 или трапецеидального сечения. Причем па- поверхностей пластин 1. 5 статора и ротора эы, в которых размещены магниты 7 на пла- замыкает магнитную цепь "поверхность стинах 1 статора расположены радиально пластин 1 ротора — магнитная жидкость— по прямым, а на пластинах 5 ротора — по поверхность пластин 5 статора". Так как на кривым линиям второго порядка. 40 магнитах 7 выполнены концентраторы наВ полости 9 между пластинами 1, 5 ро- пряженности магнитного поля в виде прототора и статора через систему трубопрово- чек 8, то магнитная жидкость сцепляется дОв 10 подается магнитная жидкость. только с магнитами 7 пластин 1,5 статора и

Причем поступление магнитной жидкости ротор». осуществляется от центра пластин 1, 5 к 45 Так как магнитная жидкость подается в периферии. Магнитная жидкость сцепляет- полости 9 под давлением, то возникает сися только с магнитами 7, образуя замкнутую ла, котбрая образует вращающий момент, магнитную цепь "поверхность пластин 1 который вращает пластины5 ротора. После статора — магнитная жидкость — поверх- поворота на некоторый угол, пластины 5, 1 ность пластин 5 ротора". В корпусе 2 выпол- 50 ротора и статора занимают такое положенены отверстия 11, через которые ние, когдамагнитнаяжидкостьсвободнобумагнитная жидкость отводится из корпуса дет вытекать иэ гидромотора через систему

2. Корпус 2 выполнен цилиндрическим и - отверстий 11 фиг. 6, т.е. когда плоскости, в снабжен крышками 12, которые закреплены которых лежат силовые магнитные линии не на его торцах. Гидромотор работает следу- 55 будут пересекаться (см. фиг. 5) — в этот моющим образом. мент произойдет "размыкание" замкнутой

Магнитная жидкость имеет ряд свойств, магнитной цепи(см. фиг. 6). Но в то же время отличных от жидкостей, используемых в пластины 5 ротора займут положение, ко да гидросистемах. минеральных масел нефтя- вышеуказанные плоскости(см. фиг. 5) вновь ного происхождения, синтетических жидко" образуют замкнутый объвм (см. фиг. 6) 2001304

Данный процесс вращения пластин 5 будет продолжаться до тех пор, пока в системе циркулирует магнитная жидкость. Скорость вращения можно изменять, изменяя давление подачи магнитной жидкости (на- 5

nop) от источника высокого давления.

Предлагаемый гидромотор имеет ряд преимуществ перед известным, заключающимися в следующем.

Гидромотор прост в конструктивном ис- 10 полнении, легко поддается регулированию, обладает малым уровнем шума при работе.

Изготовление данных гидромоторов может быть налажено сравнительно просто, Кроме того, он обладает универсальностью, т.е. 15 возможна замена элементов (пластин) из-за

Формула изобретения

1. ГИДРС}МОТОР, содержащий корпус, размещенные в нем статор и ротор с образова- 20 нивм рабочих камер, заполненных рабочей жидкостью, и каналы подвода и отвода, отличающийся тем, что ротор и статор выполнены в виде круглых пластин, снабженных магнитами и соосно установ- 25 ленных в корпусе на валу с чередованием, пластин статора и ротора, причем пластины ротора установлены на валу, а пластины статора закреплены в корпусе с идентичности их выполнения. Кавитационные свойства заявляемого гидромотора не зависят от частоты вращения пластин, и диапазон увеличения вращения пластин не ограничен опасностью возникновения кавитации (закипания" жидкости), и следовательно, гидравлическое сопротивление будет меньше, т,е. не возникнет добавочной потери энергии, возрастет на 8 КПД гидромотора, который в данном случае будет зависеть (при прочих равных условиях) от числа пластин, ширины пластин и расстояния между ними. (56) Зайченко И.З, Лопастные насосы и гидромоторы. М. .Машиностроение, 1964, с.

115, возможностью взаимодействия с валом посредством подшипников, при этом в качестве рабочей жидкости использована магнитная жидкость.

2. Гидромотор по п,1, отличающийся тем, что магниты установлены в радиальных пазах, выполненных на боковых сторонах пластин и очерченных в продольном сечении гидромотора на пластинах ротора кривыми второго порядка, а на пластинах статора — прямыми линиями, 2001304

E-

Риг.Я

Фиг.4

2001304

Производственно-издательский комбинат "Патент г Ужгород ул (л .> ина, 101

/ЩЯ7 4<1 л аЭ М МСаи .зс2 О с1)С тх

Редактор Н.Семенова

Заказ 3122

pcÿà мм.

М жи гжс ь лЫЬГСсЮж

Составитель Э.Голубчик

Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5