Гидравлическая машина

 

Использование: для перекачивания жидких, газожидкостных и газовых сред с преобразованием энергии жидкости, пара и газа в механическую энергию. Сущность изобретения: дисковый ротор размещен в корпусе с образованием двух кольцевых полостей. Разделительные лопасти установлены на роторе с возможностью поворота и свободного прохода в профилированном пазу секторного выступа. Периферийные участки секторных выступов снабжены сопряженными с ними направляющими и расположены в полостях со смещением одного относительно другого на 180°. Лопасти попарно и жестко закреплены на осях, свободно установленных в отверстиях ротора, и расположены в кольцевых полостях взаимно перпендикулярно. 16 ил.

Изобретение относится к гидравлическим машинам (насосы, гидродвигатели) и может быть использовано во всех отраслях, связанных с перекачиванием жидких, газожидкостных и газовых сред и с преобразованием энергии жидкости, пара и газа в механическую энергию.

Наиболее близкой по назначению, конструкции и достигаемому результату к изобретению является гидравлическая машина, содержащая цилиндрический корпус с входными и выходными окнами и секторным выступом с профилированным пазом, дисковый ротор, размещенный в корпусе с образованием двух кольцевых полостей, разделительные лопасти, установленные на роторе с возможностью поворота и свободного прохода в пазу выступа, и выходной вал.

Недостатком этой машины, ограничивающим ее широкое применение, является сложность и низкая надежность конструктивного элемента, обеспечивающего поворот разделительных лопастей из положения "поперек кольцевой полости" в положение "вдоль кольцевой полости" и обратно и фиксацию их в положении "поперек кольцевой полости".

Целью изобретения является повышение надежности конструктивного элемента, обеспечивающего поворот разделительных лопастей из положения "вдоль кольцевой полости" в положение "поперек кольцевой полости" и обратно и фиксацию их в положении "поперек кольцевой полости".

Для этого периферийные участки секторных выступов снабжены сопряженными с ними направляющими и расположены в полостях со смещением одного относительно другого на 180^о, разделительные лопасти попарно и жестко закреплены на осях, свободно установленных в отверстиях дискового ротора, и расположены в кольцевых полостях взаимно перпендикулярно.

На фиг. 1 представлен общий вид гидравлической машины, разрез; на фиг. 2-4 - разрезы А-А, Б-Б и В-В на фиг. 1; на фиг. 5 и 6 - два варианта выполнения гидравлической машины - один с ротором в форме плоского кольца, другой с ротором в форме диска; на фиг. 7 и 8 - варианты выполнения ротора; на фиг. 9-16 - восемь положений вращающегося по часовой стрелке ротора через каждые 45^о.

Гидравлическая машина состоит из корпуса 1, ротора, состоящего из диска 2 (плоского кольца), разделительных лопастей 3, попарно и взаимно перпендикулярно закрепленных на подвижной оси 4, и вала 5. Ротор делит внутреннюю часть корпуса на две кольцевые полости: верхнюю и нижнюю (в.к.п. и н.к.п.). Каждая кольцевая полость состоит из секторного выступа с профилированным пазом, образованного сегментами 6, 7 и 8, 9, рабочего участка, являющегося частью кольцевой полости, прилегающей к секторному выступу другой кольцевой полости, полости входа с окнами 10, 11 и полости выхода с окнами 12, 13, причем полость входа занимает часть объема кольцевой полости между секторным выступом и началом рабочего участка, а полость выхода - участок между концом рабочего участка и секторным выступом. Направляющие 14 и 15, примыкающие к сегментам 7 и 9 со стороны полостей выхода, служат для поворота разделительных лопастей из положения "поперек кольцевой полости" в положение "вдоль кольцевой полости".

Ролики 16 и 17 служат опорой для ротора в форме плоского кольца; подшипники 18 и 19 могут быть применены в качестве подвижной опоры для ротора в форме диска.

Передача вращающего момента от ротора валу 5 и обратно осуществляется у гидравлической машины с ротором в форме плоского кольца (фиг. 5); через зубчатый обод ротора и шестерню 20 у гидромашины с ротором в форме диска (фиг. 6) передается напрямую без промежуточных деталей.

Разделительные лопасти 3 ротора снабжены роликами 21, опираясь на которые, они прокатываются по направляющим 14 и 15 и стенкам профилированного паза.

Работа гидравлической машины демонстрируется на примере работы насоса, для чего на фиг. 9-16 показаны восемь последовательных положений одной пары разделительных лопастей, обозначенной значком ⊕, за один оборот ротора.

В положении фиг. 9 верхняя лопасть указанной пары совершает рабочий ход в рабочем участке в к.п., при этом она фиксируется в положении "поперек кольцевой полости" нижней полостью, опирающейся на стенки профилированного паза н.к.п. Совершая рабочий ход, лопасть подобно поршню вытесняет перекачиваемую среду в полость выхода и одновременно всасывает ее в полость входа.

В положении фиг. 10 верхняя лопасть, заканчивая рабочий ход, выходит из рабочего участка в.к.п., а нижняя - из паза н.к.п.

В положении фиг. 11 верхняя лопасть, опираясь на направляющую в полости выхода в. к.п., поворачивается, готовясь для входа в паз выступа, при этом нижняя лопасть готовится совершить рабочий ход в н.к.п.

В положении фиг. 12 верхняя лопасть входит в паз выступа в.к.п., фиксируя нижнюю лопасть в рабочем положении.

В положении фиг. 13 нижняя лопасть совершает рабочий ход в н.к.п., при этом верхняя лопасть, находясь в пазу, удерживает нижнюю лопасть в рабочем положении.

В положении фиг. 14 нижняя лопасть совершает рабочий ход в н.к.п.

В положении фиг. 15 верхняя лопасть свободна от зацепления с пазом н.к. п., а нижняя, опираясь на направляющую в полости выхода н.к.п., поворачивает ее для совершения рабочего хода в в.к.п.

В положении фиг. 16 верхняя лопасть изображена в начале рабочего хода в в.к.п.

Работа гидравлического двигателя аналогична работе насоса. При создании расхода рабочего тела через гидродвигатель на разделительных лопастях, находящихся в рабочих участках, образуется перепад давления, под действием которого они перемещаются в сторону полостей выхода, преобразуя энергию рабочего тела в механическую энергию вращения вала ротора.

Формула изобретения

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая цилиндрический корпус с входным и выходным окнами и секторным выступом с профилированным пазом, дисковый ротор, размещенный в корпусе с образованием двух кольцевых полостей, разделительные лопасти, установленные на роторе с возможностью поворота и свободного прохода в пазу выступа, и выходной вал, отличающаяся тем, что периферийные участки секторных выступов снабжены сопряженными с ними направляющими и расположены в полостях со смещением относительно друг друга на 180^o, а разделительные лопасти попарно и жестко закреплены на осях, свободно установленных в отверстиях дискового ротора, и расположены в кольцевых полостях взаимно перпендикулярно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16