Роторный двигатель
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторным двигателям с неравномерным движением лопастей. Техническим результатом является повышение удельной мощности и упрощение конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит два ротора, один внутренний с лопастями, направленными наружу, второй наружный с лопастями, направленными внутрь. Каждый ротор имеет две роликовые муфты: одну с наружной обоймой на выходном валу, другую с наружной обоймой на неподвижном корпусе, установленные с возможностью вращения обоих роторов в одну сторону. Двигатель имеет впускные золотники на внутреннем или наружном роторе и выпускные золотники с каналами отвода отработавшего газа из рабочих полостей, расположенных по разные стороны лопастей внутреннего ротора. Согласно изобретению, впускной золотник расположен по оси, а внутренние обоймы роликовых муфт, связанные через ролики в сепараторах с выходным валом, выполнены в виде многоугольника. Обоймы на неподвижном корпусе выполнены с наружной звездочкой, а сепараторы через пружины соединены с поводком. 3 з.п.ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к пневматическим роторным двигателям и может быть использовано для привода различных машин.
Аналогом является: патент Н.П.Сейма 1929 г. №14226.
Прототипом является: двигатель по патенту автора №2195402, имеющий сложную конструкцию реверсивного устройства.
Задачей изобретения является создание двигателя, имеющего высокую удельную мощность, простую конструкцию.
Указанная задача достигается тем, что двигатель содержит два ротора, один - внутренний с лопастями, направленными наружу, второй - наружный с лопастями, направленными внутрь, каждый ротор имеет две роликовые муфты: одну - с наружной обоймой на выходном валу, другую с наружной обоймой на неподвижном корпусе, установленных с возможностью вращения обоих роторов в одну сторону, двигатель имеет впускные золотники на внутреннем или наружном роторе и выпускные золотники с каналами отвода отработавшего газа из рабочих полостей, расположенных по резные стороны лопастей внутреннего ротора.
Сущность изобретения заключается в следующем:
1. Двигатель (Фиг.1-10) имеет впускной золотник, расположенный по оси внутреннего ротора, внутренние обоймы роликовых муфт, связанные через ролики в сепараторах с наружной обоймой на выходном валу, выполнены в виде многоугольника, а обойма на неподвижном корпусе выполнена с наружной звездочкой и сепараторы через пружины соединены с поводком.
2. Двигатель на фиг.1-5 имеет шариковый впускной золотник и выпускные золотники с двумя шариками и перфорированным толкателем между ними, расположенные в лопастях наружного ротора.
3. Двигатель на фиг.6-10 имеет внутренний ротор, выполненный в виде катушки, а впускной и выпускной золотники - трубчатые со штифтом, проходящим через пазы внутреннего ротора и выходящим в полость наружного ротора с кулачками.
4. Двигатель на фиг.6-10 выполнен с лопастями из обрезиненных роликов.
На фиг.1 показан двигатель с шариковыми золотниками и упрощенной системой реверса.
На фиг.2-5 показаны сечения А-А, Б-Б, В-В, Г-Г с фиг.1.
На фиг.6 показан двигатель с внутренним ротором в виде катушки, роликовыми лопастями и трубчатым золотником.
На фиг.7-10 показаны сечения А-А, Б-Б, В-В, Г-Г с фиг.6.
Двигатель, показанный на фиг.1-10, содержит внутренний ротор 1 с лопастями 2, направленными наружу, и наружный ротор 3 с лопастями 4, направленными внутрь.
Внутренний ротор имеет роликовые муфты с внутренними обоймами 5, 6, а наружный ротор - с внутренними обоймами 7, 8.
Внутренние обоймы 5 и 7 связаны через ролики 9 с наружной обоймой на выходном валу 10.
Внутренние обоймы 6 и 8 связаны через ролики 9 с наружной обоймой 11 на неподвижном корпусе с возможностью вращения обоих роторов в одну сторону.
Внутренний ротор имеет каналы 12, 13 подвода рабочего газа к впускным золотникам 14 и каналы 15 и 16 подвода рабочего газа от золотника в рабочие полости 17 или 18 (фиг.3, 4 и 8, 9), расположенные по разные стороны лопастей 2 внутреннего ротора.
Двигатель на фиг.1-5 имеет шариковый впускной золотник 14, расположенный по оси внутреннего ротора, а выпускные золотники 19 с выпускными каналами 20 выполнены с двумя шариками 21, 22 и перфорированными толкателями 23 между ними.
Выпускной золотник имеет каналы 24 и 25 отвода отработавшего газа из рабочих полостей в полости выпускного золотника.
Внутренне обоймы роликовых муфт 5, 7, связанные через ролики 9 с выходным валом 10, выполнены в виде многоугольника (Фиг.2), и ролики расположены в сепараторах 26, а обоймы на неподвижном корпусе 11 выполнены с наружной звездочкой, и сепараторы через пружины 27 соединены с поводком 28 (фиг.5).
У двигателя на фиг.6-10 внутренний ротор 1 выполнен в виде катушки с лопастями 2 из обрезиненных роликов, с каналами подвода газа 15 и 16 (фиг.6, 9) от впускного золотника 14 в рабочие полости 17 или 18, расположенные по разные стороны лопастей 2 внутреннего ротора, и выпускным золотником 19, внутренний ротор имеет каналы 20 (фиг.8) отвода газа из рабочих полостей.
Впускной 14 и выпускной 19 золотники, расположенные по оси, выполнены в виде трубки, разделенной на две части, с впускными каналами 21 и выпускными каналами 22 и штифтом 23 (фиг.10).
Штифт 23 проходит через пазы 24 внутреннего ротора и выходит в полость наружного ротора с кулачками 25.
Роликовые муфты имеют сепараторы 26, соединенные пружинами 27 с поводком 28.
Двигатели на фиг.1-10 работают от любого источника сжатого газа (воздуха) или жидкости под давлением.
В двигателе на фиг 1-5 газ подается в каналы 12, 13, поступает к шариковым золотникам 14, отжимает шарик, например, вниз и по каналам 15 поступает в полости 18 (фиг.1, 3), проходит через каналы 25 (фиг.1, 4) и отжимает шарик 22 (фиг.1) вверх.
Полость 18 (фиг.3, 4) становится замкнутой и газ давит на лопасти 2,4, стремясь развернуть роторы в разные стороны, но роликовые муфты 6, 8 обеспечивают вращение обоих роторов в одну сторону, например по часовой стрелке, поэтому один ротор, например внутренний с лопастями 2, повернется, а наружный ротор с лопастями 4 будет неподвижен, газ из полостей 17 через каналы 24 (фиг.3), перфорированный толкатель 23 (фиг.1) и каналы 20 будет выдавливаться в атмосферу.
При быстром сближении лопастей 2 и 4 давление в полостях 17 превысит давление в полостях 18 и давление газа через каналы 16 сдвинет шарик впускного золотника 14 вверх, а газ, пройдя через каналы 13 и 16, будет поступать в полости 17.
Канал 15 перекроется шариком золотника 14, а из полостей 18 после смещения шариков 21, 22 вниз отработавший газ будет выдавливаться через каналы 25, перфорированный толкатель 23 и канал 20 в атмосферу.
Далее циклы будут повторяться.
В двигатель на фиг.6-10 газ подается в каналы 12,13, поступает к впускным золотникам 14 и по каналам 21 золотника 19 (фиг.6, 9) и каналам 15 в роторе поступает в полости 17, которые замкнуты, и газ давит на лопасти 2, 4, стремясь развернуть роторы в разные стороны.
Роликовые муфты 6, 8 обеспечивают вращение обоих роторов в одну сторону, например по часовой стрелке, поэтому внутренний ротор с лопастями 2 повернется, а наружный ротор с лопастями 4 будет неподвижен, газ из полостей 18 (фиг.8) через каналы 20 в роторе и каналы 22 в золотнике будет выдавливаться (фиг.6, 8) в атмосферу.
При сближении лопастей 2 и 4 штифт 23 (фиг.6, 10), закрепленный в золотнике 14, будет сближаться с кулачками 25 наружного ротора и после соприкосновения с ними повернется до соприкосновения с противоположным торцом паза 24 внутреннего ротора.
В этот момент впускные каналы 21 золотника 14 совпадут с впускными каналами 16 на другой стороне лопастей 2, а выпускные каналы 22 золотника совпадут с выпускными каналами 20 внутреннего ротора на другой стороне лопастей 2, и рабочий газ будет поступать в полости 18, а из полостей 17 отработавший газ будет выходить в атмосферу.
Далее циклы будут повторяться.
Реверсирование двигателей осуществляется поворотом поводка 28, который через пружины 27 поворачивает сепараторы 26 относительно неподвижной наружной звездочки 11, что и обеспечивает реверс.
Предлагаемые устройства - двигатели двойного действия, рабочие площади лопастей значительно больше, чем, например, при тех же габаритах рабочая площадь пластинчатых двигателей или ротора двигателя Ванкеля, что обеспечивает большую удельную мощность.
С двигателем по первому варианту разработаны рабочие чертежи (белки) пневматического гайковерта, с двигателем по второму варианту (но без реверса) выпущены рабочие чертежи пневматических гайковертов 394.92.800 и 394.92.805 в ФГУП “НПП Мотор”, опытный образец пневматического гайковерта Е6374-0190СБ-1 с роторным двигателем с впускным золотником по первому варианту был разработан в УМПО и изготовлен с конструктивной недоработкой (вместо выпускного золотника в цилиндре наружного ротора посредине между лопастями были выпускные отверстия) и большими производственными дефектами, однако двигатель подтвердил работоспособность - частота вращения превышала 1000 об/мин, крутящий момент статический превышал 1,5 кгм при давлении в сети 5 атм, время непрерывной работы составляло 3-4 мин (шарики заклинивало в золотнике).
1. Роторный двигатель, содержащий два ротора, один внутренний с лопастями, направленными наружу, второй наружный с лопастями, направленными внутрь, каждый ротор имеет две роликовые муфты: одну с наружной обоймой на выходном валу, другую с наружной обоймой на неподвижном корпусе, установленные с возможностью вращения обоих роторов в одну сторону, двигатель имеет впускные золотники на внутреннем или наружном роторе и выпускные золотники с каналами отвода отработавшего газа из рабочих полостей, расположенных по разные стороны лопастей внутреннего ротора, отличающийся тем, что впускной золотник расположен по оси, внутренние обоймы роликовых муфт, связанные через ролики в сепараторах с выходным валом, выполнены в виде многоугольника, а обоймы на неподвижном корпусе выполнены с наружной звездочкой, и сепараторы через пружины соединены с поводком.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что впускной и выпускные золотники выполнены шариковыми, и выпускные золотники расположены в лопастях наружного ротора с двумя шариками и перфорированными толкателями между ними.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что внутренний ротор выполнен в виде катушки, а впускной и выпускной золотники трубчатые со штифтом, проходящим через пазы внутреннего ротора и выходящим в полость наружного ротора с кулачками.
4. Двигатель по п.1 или 3, отличающийся тем, что лопасти одного ротора выполнены из обрезиненных роликов.
