Гидравлическая машина рыля


 


Владельцы патента RU 2569992:

Рыль Сергей Александрович (RU)

Изобретение относится к устройствам для перемещения или преобразования энергии жидкостей, газов, мультифазных сред. Гидравлическая машина содержит корпус-статор 1, ротор 2, выполненный, по меньшей мере, с двумя пазами, в каждом из которых бесшарнирно установлен поршень-вытеснитель 3 с возможностью скольжения относительно поверхностей паза ротора 2 и без возможности касания стенки рабочей камеры. Два ребра на каждом поршне-вытеснителе 3 постоянно прижаты к стенке рабочей камеры корпуса-статора 1. Внутренняя цилиндрическая поверхность поршней-вытеснителей 3 выполнена с возможностью соприкосновения с кромками пазов ротора 2, образованными пересечением продольных цилиндрических пазов и цилиндрическим телом ротора 2, в том числе посредством упругих элементов 4. Элементами уплотнения рабочих камер являются рабочие ребра поршней-вытеснителей 3. Система впуска и выпуска рабочего тела выполнена бесклапанной в виде полостей 7 и 8 в теле корпуса-статора 3, соединенных с впускными и выпускными патрубками 5 и 6. Изобретение направлено на повышение технологичности изготовления, повышение ресурса эксплуатации, снижение неравномерности подачи, обеспечение высокого КПД. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для перемещения жидкостей, газов, мультифазных сред или преобразования энергии сжатых жидкостей, газов, мультифазных сред в качестве гидромоторов и пневмодвигателей и может быть использовано в промышленности, на транспорте, в быту.

Известна роторная гидромашина [Авторское свид. СССР №1707240 по МПК F04C 2/00], которая содержит корпус-статор с выполненной в нем цилиндрической рабочей камерой, в которой эксцентрично к ней и касательно к стенке рабочей камеры установлен цилиндрический ротор, жестко закрепленный на центральном приводном валу и образующий в рабочей камере серповидную полость, концы которой сообщены с всасывающим и нагнетающим патрубками, оснащенными всасывающим и нагнетательным клапанами, ротор, выполненный с продольным цилиндрическим пазом, в котором шарнирно, с возможностью качания относительно своей продольной оси и относительно ротора, установлен вытеснитель, выполненный в форме криволинейной призмы, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими поверхностями, одна из которых - внешняя, описана из центра ротора радиусом, равным радиусу ротора, а вторая - внутренняя, описана из центра оси качания вытеснителя радиусом, превышающим максимальное расстояние от центра качания вытеснителя до цилиндрической стенки рабочей камеры и равным радиусу паза в роторе, пересекающиеся цилиндрические поверхности образуют два ребра вытеснителя, одно из которых - рабочее ребро - постоянно взаимодействует с внутренней стенкой рабочей камеры посредством системы постоянного поджатия и крышки устройства, перекрывающие рабочую камеру с торцов.

Недостатками известной гидромашины являются: нетехнологичность изготовления (повышенная точность изготовления деталей и тщательность сборки), низкий ресурс эксплуатации (касание ротора стенки рабочей камеры), неуравновешенность ротора машины (один паз в теле ротора), наличие высоконагруженных прецизионных механизмов (впускных и выпускных клапанов) вследствие соединения напрямую камер нагнетания и сжатия, неравномерность подачи (один рабочий орган), необратимость машины (наличие «мертвой» зоны в рабочей камере при полностью утопленном вытеснителе), низкий КПД (большая площадь трущихся поверхностей сопряженных деталей и снижение герметичности машины при увеличении зазора между ротором и стенкой рабочей камеры, между ребром вытеснителя и стенкой рабочей камеры в процессе эксплуатации).

Наиболее близка по технической сущности к заявляемому изобретению гидромашина [RU 2241141, МПК F04С, 27.11.2004], содержащая корпус-статор с выполненной в нем цилиндрической рабочей камерой, в которой эксцентрично к ней и касательно к стенке рабочей камеры установлен цилиндрический ротор, жестко закрепленный на центральном приводном валу и образующий в рабочей камере серповидную полость, концы которой сообщены с всасывающим и нагнетающим патрубками, оснащенными всасывающим и нагнетательным клапанами, ротор, выполненный с продольным цилиндрическим пазом, в котором шарнирно с возможностью качания относительно своей продольной оси и относительно ротора установлен вытеснитель, выполненный в форме криволинейной призмы, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими поверхностями, одна из которых, внешняя, описана из центра ротора радиусом, равным радиусу ротора, а вторая, внутренняя, описана из центра оси качания вытеснителя радиусом, превышающим максимальное расстояние от центра качания вытеснителя до цилиндрической стенки рабочей камеры и равным радиусу паза в роторе, пересекающиеся цилиндрические поверхности образуют два ребра вытеснителя, одно из которых - рабочее ребро - постоянно взаимодействует с внутренней стенкой рабочей камеры посредством системы постоянного поджатая, и крышки устройства, перекрывающие рабочую камеру с торцов, рабочее ребро вытеснителя округлено и по центру этого округления выполнено продольное отверстие, в котором установлен цилиндрический штырь, а в корпусе собранного устройства, непосредственно под торцевыми крышками выполнены полные кольцевые канавки, образованные за счет цилиндрических проточек в корпусе и торцах ротора, центр этих канавок совпадает с осью цилиндрической рабочей камеры в статоре, и в этих канавках размещены кольцевые шайбы с отверстиями, ответные по форме формам указанных канавок с возможностью кругового скольжения в этих канавках и шарнирно взаимодействующие с округленным рабочим ребром вытеснителя посредством шарнирной пары: штырь в центральном отверстии округления рабочих ребер вытеснителя и отверстие в кольцевых шайбах, а на внутренних плоскостях торцевых крышек устройства выполнены серповидные или эксцентрично-кольцевые выступы, заполняющие образующиеся пустые полости между кольцевыми шайбами и ротором и между торцами ротора и внутренними плоскостями крышек устройства, и по линии касания ротора и стенки рабочей камеры в стенке рабочей камеры выполнен продольный паз, и в нем размещена подпружиненная пластина из износостойкого, малофрикционного, упругожесткого материала, например фторопласта, с несколькими распределенными по длине пластины регулировочными винтами, головки которых вынесены на внешнюю поверхность корпуса устройства.

Недостатками известной гидромашины являются:

- нетехнологичность изготовления (повышенная точность изготовления деталей и тщательность сборки);

- большое количество деталей;

- низкий ресурс эксплуатации (касание ротора стенки рабочей камеры через подпружиненную пластину и взаимное истирание штыря и криволинейной прорези);

- неуравновешенность ротора машины (один паз в теле ротора);

- наличие высоконагруженных прецизионных механизмов (впускных и выпускных клапанов) вследствие соединения напрямую камер нагнетания и сжатия;

- неравномерность подачи (один рабочий орган);

- необратимость машины (наличие «мертвой» зоны в рабочей камере при полностью утопленном вытеснителе);

- низкий КПД (большая площадь трущихся поверхностей сопряженных деталей и снижение герметичности машины при увеличении зазора между ротором и стенкой рабочей камеры, между ребром вытеснителя и стенкой рабочей камеры в процессе эксплуатации).

Задачей изобретения является повышение технологичности изготовления, минимизация количества деталей, повышение ресурса эксплуатации, уравновешенность, отсутствие высоконагруженных прецизионных механизмов (впускных и выпускных клапанов), снижение неравномерности подачи, обратимость машины, высокий КПД.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается:

- повышение технологичности изготовления за счет того, что все детали имеют простые геометрические формы и не требуют высокой точности изготовления;

- минимизация количества деталей за счет особенностей разработанной конструкции;

- повышение ресурса эксплуатации за счет уменьшения площади трущихся поверхностей;

- уравновешенность ротора за счет симметричности расположения пазов на роторе относительно оси вращения;

- отсутствие высоконагруженных прецизионных механизмов (впускных и выпускных клапанов) за счет гарантированного разделения камер нагнетания и сжатия;

- снижение неравномерности подачи за счет наличия, по меньшей мере, двух рабочих камер, которые последовательно выступают в роли камеры нагнетания и камеры сжатия за один оборот ротора;

- обратимость машины за счет гарантированного разделения впускной и выпускной полостей и отсутствия «мертвой» зоны в рабочей камере;

- высокий КПД за счет минимальной площади трущихся поверхностей и повышенной герметичности машины.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной гидромашине, которая включает в себя корпус-статор с выполненной в нем цилиндрической рабочей камерой, в которой эксцентрично к стенке рабочей камеры установлен цилиндрический ротор, образующий в рабочей камере серповидную полость, в теле которого сформирован продольный цилиндрический паз с установленным в нем поршнем-вытеснителем, который выполнен в форме криволинейной призмы, полученной в результате пересечения внутренней и наружной цилиндрических поверхностей, образующих два ребра вытеснителя, одно из которых - рабочее ребро - постоянно прижато к внутренней стенке рабочей камеры посредством системы постоянного поджатая, отличающейся тем, что ротор выполнен, по меньшей мере, с двумя пазами, симметрично расположенными относительно оси вращения, в каждом из которых бесшарнирно установлен поршень-вытеснитель с возможностью скольжения относительно поверхностей паза ротора и без возможности касания стенки рабочей камеры, два ребра на каждом поршне-вытеснителе постоянно прижаты к стенке рабочей камеры корпуса-статора, а внутренняя цилиндрическая поверхность поршней-вытеснителей выполнена с возможностью соприкосновения с кромками пазов ротора, образованными пересечением продольных цилиндрических пазов и цилиндрическим телом ротора, в том числе посредством упругих элементов, при этом элементами уплотнения рабочих камер являются рабочие ребра поршней-вытеснителей, соприкасающиеся со стенкой рабочей камеры корпуса-статора и кромкипазов ротора, соприкасающиеся с внутренней поверхностью поршней-вытеснителей, система впуска и выпуска рабочего тела выполнена бесклапанной в виде полостей в теле корпуса-статора, соединенных с впускными и выпускными патрубками.

Предлагаемая гидравлическая машина Рыля (на чертеже условно показан вариант с двумя рабочими органами) состоит из: корпуса-статора 1, ротора 2, двух поршней-вытеснителей 3, двух упругих элементов 4, патрубка впуска 5 и патрубка выпуска 6. В корпусе-статоре 1 выполнена цилиндрическая рабочая камера, в которой эксцентрично и бескасательно к стенке рабочей камеры установлен цилиндрический ротор 2, образующий в рабочей камере серповидную полость. В теле ротора 2 сформированы два продольных цилиндрических паза, которые симметрично расположены относительно оси вращения с установленными в них бесшарнирно поршнями-вытеснителями 3, которые выполнены в форме криволинейных призм, полученных в результате пересечения внутренней и наружной цилиндрических поверхностей, образующих по два рабочих ребра на поршнях-вытеснителях 3. Каждое из рабочих ребер постоянно взаимодействует с внутренней стенкой рабочей камеры, а внутренняя цилиндрическая поверхность поршней-вытеснителей 3 соприкасается с кромками пазов ротора 2, образованными пересечением продольных цилиндрических пазов и цилиндрическим телом ротора 2, в том числе посредством упругих элементов 4. В гидравлической машине при вращении ротора 2 изменяется рабочий объем камер нагнетания 9 и сжатия 10. Камеры нагнетания 9 и сжатия 10 образованы ребрами поршней-вытеснителей 3, соприкасающимися со стенкой корпуса-статора 1, кромками пазов ротора 2, соприкасающихся с внутренней поверхностью поршней-вытеснителей 3 и цилиндрической поверхностью ротора 2. Система впуска и выпуска рабочего тела выполнена бесклапанной в виде впускной 7 и выпускной 8 полостей в теле корпуса-статора 1, соединенных с впускным 5 и выпускным 6 патрубками.

Предлагаемая гидравлическая машина Рыля работает следующим образом.

Впуск рабочего тела в машину происходит за счет увеличения объема камеры нагнетания 9, в которой образуется разрежение, и при этом рабочее тело поступает из впускного патрубка 5 во впускную полость 7 и из нее в камеру нагнетания 9. После закрытия впускной полости 7 ребром поршня-вытеснителя 3 камера нагнетания 9 выполняет роль камеры сжатия 10. По мере вращения ротора 2 за счет уменьшения объема в камере сжатия 10 повышается давление, и при совпадении ребра поршня-вытеснителя 3 с выпускной полостью 8 происходит выпуск рабочего тела через выпускной патрубок 6. То же самое происходит и со второй рабочей камерой, и цикл повторяется. В гидравлической машине применена система постоянного принудительного поджатая рабочих ребер поршней-вытеснителей 3 к цилиндрической поверхности рабочей камеры посредством упругих элементов 4 в момент пуска и гидродинамических сил в процессе работы, обеспечивающая герметичность при минимальном контакте взаимодействующих деталей. Гидравлическая машина обратима, т.е. если в выпускной патрубок 6 подавать рабочее тело, то машина превращается в гидромотор или пневмодвигатель с изменением направления вращения на противоположное.

Таким образом, предлагаемое изобретение характеризуется технологичностью изготовления, минимальным количеством деталей, повышенным ресурсом эксплуатации, уравновешенностью машины, отсутствием в конструкции высоконагруженных прецизионных механизмов (впускной и выпускной клапаны), снижением неравномерности подачи, обратимостью машины, повышенным КПД и может быть использовано в промышленности, на транспорте, в быту.

Гидравлическая машина, содержащая корпус-статор с выполненной в нем цилиндрической рабочей камерой, в которой эксцентрично к стенке рабочей камеры установлен цилиндрический ротор, образующий в рабочей камере серповидную полость, в теле которого сформирован продольный цилиндрический паз с установленным в нем поршнем-вытеснителем, который выполнен в форме криволинейной призмы, полученной в результате пересечения внутренней и наружной цилиндрических поверхностей, образующих два ребра вытеснителя, одно из которых - рабочее ребро - постоянно прижато к внутренней стенке рабочей камеры посредством системы постоянного поджатия, отличающаяся тем, что ротор выполнен, по меньшей мере, с двумя пазами, симметрично расположенными относительно оси вращения, в каждом из которых бесшарнирно установлен поршень-вытеснитель с возможностью скольжения относительно поверхностей паза ротора и без возможности касания стенки рабочей камеры, два ребра на каждом поршне-вытеснителе постоянно прижаты к стенке рабочей камеры корпуса-статора, а внутренняя цилиндрическая поверхность поршней-вытеснителей выполнена с возможностью соприкосновения с кромками пазов ротора, образованными пересечением продольных цилиндрических пазов и цилиндрическим телом ротора, в том числе посредством упругих элементов, при этом элементами уплотнения рабочих камер являются рабочие ребра поршней-вытеснителей, соприкасающиеся со стенкой рабочей камеры корпуса-статора и кромки пазов ротора, соприкасающиеся с внутренней поверхностью поршней-вытеснителей, система впуска и выпуска рабочего тела выполнена бесклапанной в виде полостей в теле корпуса-статора, соединенных с впускными и выпускными патрубками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения. Объемная роторная машина состоит из ротора 1, закрепленного на валу, установленном в корпусе, состоящем из корпусных пластин, сжимающих ротор и сегменты корпуса 3 с торцов, качающихся заслонок 4, закрепленных между корпусных пластин и прижимаемых под действием пружинного кольца к поверхности ротора 1.

Изобретения относятся к машиностроению и могут быть использованы в транспортных средствах, а именно в системах смазки гибридных силовых установок (ГСУ). Система смазки содержит картер (2), маслозаборник (3) с каналом, канал (12), первый и второй нагнетатели в полости картера (2).

Изобретение относится к области роторных пластинчатых насосов и может быть использовано для перекачивания высоковязкой жидкости с высоким содержание механических примесей и газа.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к регулирующему клапану для винтового компрессора с впрыском масла. Находящееся в корпусе винтового компрессора масло можно подводить управляемо через регулирующий клапан к теплообменнику и/или к байпасу в таком виде, что холодное масло направляется через обходящий теплообменник байпас, а теплое масло - через теплообменник.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам разделения потока жидкости. В способе разделения потока жидкость к зубчатому зацеплению подводят через общий входной канал, образованный сквозными каналами 13 и 14, выполненными в каждой рабочей и разделительной секции одной части делителя соответственно 1, 2 и 3.

Изобретение относится к области машиностроения и касается устройства насосов, применяемых в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) для подачи масла.

Группа изобретений относится к способу регулировки насоса системы селективной каталитической реакции (SCR) и к системе, позволяющей применять такой способ. В способе регулирования приводимого в действие электродвигателем насоса системы SCR на насос, создающий давление, действует гидравлический момент, связанный с этим давлением, и момент сопротивления.

Группа изобретений относится к одновинтовому эксцентриковому насосу, в котором статор может быть легко разделен на внешний цилиндрический и внутренний элементы. Статор (20) содержит целиковую цилиндрическую внутреннюю часть (22), имеющую охватывающую винтовую нарезку на своей внутренней периферийной поверхности, и внешнюю цилиндрическую часть (24).

Изобретение относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использовано для подъема жидкости из нефтяных скважин. Насос состоит из ступеней, каждая из которых содержит цилиндрический корпус 3 с профилированной внутренней поверхностью, ограниченный верхним и нижним основаниями 5 и 4 с впускными и выпускными окнами 12 и 11, и установленный на валу соосно корпусу 3 ротор 1 с прорезями 2 для перемещения рабочих пластин 7, снабженных ножками 8.

Шестеренная машина относится к области гидравлических и пневматических машин объемного вытеснения с вращающимся рабочим органом, в которых движение нагнетаемой среды происходит в направлении, перпендикулярном осям вращения шестерен, и может быть использовано в насосах для перекачки многофазных сред, в частности нефтепродуктов с высоким содержанием газовой фракции, и сред с большим количеством загрязнений, а также в пневмо- и гидродвигателях.

Изобретение относится к области бурения скважин и, более конкретно, к способу изготовления статора забойного двигателя. Способ изготовления статора для забойного двигателя включает в себя создание шпинделя 506, имеющего наружную геометрию, комплементарную с необходимой внутренней геометрией статора, и наложение гибкого рукава поверх шпинделя 506.

Изобретение относится к роторно-поршневому двигателю, включающему в себя ступень сжатия, ступень расширения, а также камеру воспламенения для воспламенения и сжигания рабочего газа.

Изобретение относится к машиностроению. Машина предназначена как для преобразования разницы давления газообразных либо жидких сред во вращение вала, так и для преобразования вращения вала в давление этих сред.

Изобретение относится к тепловым двигателям роторного типа. Тепловой роторный двигатель содержит корпус с канавками, ротор, суппорт и выдвижное устройство (ВУ).

Изобретение относится к двигателестроению. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит статор, боковые крышки, ротор, систему зажигания, форсунку, компрессор или систему турбонаддува, масляный насос, систему охлаждения, уплотнительные элементы.

Двигатель // 2560641
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися рабочими органами, и может быть использовано на сухопутных, морских и воздушных транспортных средствах.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии, вырабатываемой электрической станцией. Используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, состоящую из охладителя, бака и насоса, теплообменник-охладитель сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе сетевой воды, конденсационную установку, состоящую из конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и системы маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем.

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией (ТЭС). Отработавший пар направляют из паровой турбины в паровое пространство конденсатора и полученный конденсат с помощью его конденсатного насоса направляют в систему регенерации.

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электростанцией (ТЭС). Отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора и полученный конденсат с помощью насоса направляют в систему регенерации.

Изобретение относится к конструкции двигателя внутреннего сгорания. Двигатель включает корпус и планетарный зубчатый механизм. Корпус имеет круговую рабочую полость с каналами впускными, выпускными и перетока. Планетарный зубчатый механизм содержит по меньшей мере два рабочих вала, по меньшей мере одно центральное неподвижное зубчатое колесо, концентричный рабочим валам выходной вал, шатуны. Рабочие валы соосны круговой поверхности рабочей полости и оснащены с одной стороны лопастными поршнями и с другой стороны рычагами. Центральное неподвижное зубчатое колесо соосно поверхности рабочей полости и рабочим валам. Выходной вал имеет эксцентрик. На эксцентрике установлено водило с планетарным зубчатым колесом. Шатуны шарнирно соединяют водило и рычаги обоих рабочих валов. Закрепленное на водиле планетарное зубчатое колесо имеет внутреннее зацепление с центральным неподвижным зубчатым колесом с внешним зацеплением с передаточным отношением i=(n+1)/n, (где n=2, 3, 4, 5 ... - ряд целых чисел), где n равно количеству лопастных поршней, установленных на каждом рабочем валу. Каналы перетока примыкают к рабочей полости и соединяют ее компрессорную и расширительную части. Техническим результатом является повышение экономичности двигателя. 2 з.п. ф-лы, 36 ил.
Наверх