Пневматический ротационный двигатель

Авторы патента:

Сорокин Вадим Николаевич (RU)

Жаров Сергей Викторович (RU)

Устинов Виталий Валентинович (RU)

F01C1/344 - Роторные машины или двигатели; машины или двигатели с колебательным движением рабочих органов (конструктивные элементы и отличительные особенности роторных двигателей или двигателей с качающимися рабочими органами, обусловленные внутренним сгоранием F02B 53/00, F02B 55/00)

Владельцы патента RU 2578068:

Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в пневматических двигателях. Пневматический ротационный двигатель содержит статор 1 с крышками 2 и впускными и выпускными отверстиями, эксцентрично установленный в нем ротор 5 и лопатки в виде роликов, размещенные в радиальных пазах 8 ротора 5. Ролики снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими с внутренней поверхностью статора 1. Ротор выполнен из немагнитного материала. Постоянные магниты роликов ориентированы таким образом, что ролики отталкиваются друг от друга. В торцах каждого из роликов выполнены выборки, через отверстие соединенные с боковой поверхностью ролика. Изобретение направлено на повышение удельной мощности двигателя за счет снижения потерь на трение лопаток о внутреннюю поверхность крышек статора. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в пневматических двигателях.

Известен пневматический ротационный двигатель, содержащий статор с крышками и впускными и выпускными отверстиями, эксцентрично установленный в нем ротор и лопатки в виде роликов, размещенные в радиальных пазах ротора, ролики снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими с внутренней поверхностью статора, ротор выполнен из немагнитного материала, а постоянные магниты роликов ориентированы таким образом, что ролики отталкиваются друг от друга (см. US 5027654 A, G01F 3/08, 02.07.1991).

Недостатком указанного двигателя является недостаточно высокая удельная мощность двигателя из-за потери части мощности на трения роликов о внутреннюю поверхность крышек статора.

Цель изобретения - повышение удельной мощности двигателя за счет снижения трения роликов о внутреннюю поверхность крышек статора.

Поставленная цель достигается тем, что в пневматическом ротационном двигателе, содержащем статор с крышками и впускными и выпускными отверстиями, эксцентрично установленный в нем ротор и лопатки в виде роликов, размещенные в радиальных пазах ротора, ролики снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими с внутренней поверхностью статора, ротор выполнен из немагнитного материала, а постоянные магниты роликов ориентированы таким образом, что ролики отталкиваются друг отдруга, в торцах каждого из роликов выполнены выборки, через отверстие соединенные с боковой поверхностью ролика.

На фиг. 1 схематично представлен двигатель, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - лопатки, на фиг. - 4 лопатка, вид Б-Б на фиг. 3.

Пневматический роторный двигатель содержит статор 1 с крышками 2 и с впускным отверстием 3 и выпускным отверстием 4, эксцентрично установленный в нем ротор 5, выполненный из немагнитного материала, лопатки в виде роликов 6 с постоянными магнитами 7, размещенные в радиальных пазах 8 ротора 5, выборки 9, выполненные в торцах 10 каждого из роликов 6, через отверстие 11 соединенные с боковой поверхностью 12 ролика 6.

Двигатель работает следующим образом.

При подаче воздуха ротор 5 получает вращение из-за давления воздуха на ролики 6. Так как ролики 6 снабжены постоянными магнитами 7, то при взаимодействии магнитов 7 с поверхностью статора 1 ролики 6 примагничиваются к поверхности статора 1 и катятся по его поверхности. Постоянные магниты 7 роликов 6 ориентированы одноименными полюсами в одном направлении, что приводит к взаимному отталкиванию роликов 6 друг от друга в пазах 8. Это приводит к увеличению усилия прижима роликов 6 к поверхности статора 1, что приводит к более устойчивой работе мотора при низкой частоте вращения ротора 5. Так как ролики 6 катятся по поверхности статора 1, то снижаются потери на трение при движении ролика 6 по поверхности статора 1. Если по каким-либо причинам ролик 6 оказался прижатым давлением воздуха к поверхности крышки 2, то через отверстие 11 воздух начинает заполнять выборку 9, давление воздуха в выборке 9 начинает возрастать и под действием давление воздуха ролик 6 перемещается от поверхности крышки 2. Если ролик 6 оказывается прижат к боковой поверхности другой крышки 2, то давление в другой выборке 9 ролика 6 начинает возрастать и ролик 6 отходит от поверхности крышки 2. Таким образом, ролики 6 устанавливаются на равноудаленном расстоянии от крышек 2 статора 1, благодаря чему снижается трение роликов 6 о боковые поверхности крышек 2.

Использование в пневматическом ротационном двигателе, содержащем статор с крышками и впускными и выпускными отверстиями, эксцентрично установленный в нем ротор и лопатки в виде роликов, размещенные в радиальных пазах ротора, ролики снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими с внутренней поверхностью статора, ротор выполнен из немагнитного материала, а постоянные магниты роликов ориентированы таким образом, что ролики отталкиваются друг от друга, роликов, в торцах каждого из которых выполнены выборки, через отверстие соединенные с боковой поверхностью ролика, позволило повысить удельную мощность двигателя за счет снижения трения роликов о внутреннюю поверхность крышек статора.

Пневматический ротационный двигатель, содержащий статор с крышками и впускными и выпускными отверстиями, эксцентрично установленный в нем ротор и лопатки в виде роликов, размещенные в радиальных пазах ротора, ролики снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими с внутренней поверхностью статора, ротор выполнен из немагнитного материала, а постоянные магниты роликов ориентированы таким образом, что ролики отталкиваются друг от друга, отличающийся тем, что в торцах каждого из роликов выполнены выборки, через отверстие соединенные с боковой поверхностью ролика.

Изобретение относится к области бурения. Способ изготовления вставки статора для забойного двигателя, в котором обеспечивают шпиндель, имеющий наружную геометрию, комплементарную с необходимой внутренней геометрией статора; осуществляют наложение гибкого рукава поверх шпинделя; устанавливают гибкий рукав и шпиндель в форму; осуществляют ввод армирующего материала в форму для заполнения пространства между гибким рукавом и формой; отверждают армирующий материал для связывания армирующего материала с гибким рукавом; удаляют отвержденный армирующий материал и гибкий рукав из формы; таким образом получая статор.

Роторный двигатель и его роторный узел // 2577912

Изобретение относится к роторному двигателю, содержащему роторный узел сжатия воздуха и силовой роторный узел. Силовой роторный узел выполнен с возможностью движения скоординированно с роторным узлом сжатия воздуха.

Устройство передачи гидравлической энергии // 2577686

Изобретение относится к устройствам передачи гидравлической энергии, которые работают на принципе смещения текучей среды посредством закрепляющейся трохоидной зубчатой передачи, и более конкретно к уменьшению сил трения в таких системах.

Многокамерный турбо-роторный двигатель // 2575630

Изобретение относится к машиностроению. Многокамерный турбо-роторный двигатель состоит из статора эллипсоидной формы со спиральными каналами и ротора.

Роторный двигатель // 2575234

Изобретение относится к роторному двигателю, состоящему из корпуса (110) с первой роторной камерой (120) и второй роторной камерой (130). Первый ротор (150) расположен в первой роторной камере (120), а второй ротор (160) расположен во второй роторной камере (130).

Гибридный двигатель внутреннего сгорания // 2570542

Изобретение относится к конструкции двигателя внутреннего сгорания. Двигатель включает корпус и планетарный зубчатый механизм.

Гидравлическая машина рыля // 2569992

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.

Способ изготовления статора для забойного двигателя // 2566512

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.

Роторно-поршневой двигатель // 2565486

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

Машина и двигатель внутреннего сгорания на ее основе // 2565347

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.

Асимметричный роторный двигатель с обратным смещением // 2578072

Изобретение относится к роторному двигателю. Асимметричный роторный двигатель содержит камеру. Камера содержит неподвижный изолированный элемент, переднюю пластину, подвижный профильный элемент вогнутой формы и по меньшей мере один взаимодействующий с передней пластиной подшипник. Изолированный элемент имеет внешнюю поверхность и удлиненную выпуклую форму и включает канал коленчатого вала. Канал коленчатого вала расположен на расстоянии от центра указанного изолированного элемента. Передняя пластина присоединена к передней поверхности изолированного элемента и снабжена направляющим краем. Профильный элемент смещен в направлении внешней поверхности изолированного элемента и выполнен с возможностью вращения вокруг изолированного элемента с образованием рабочего объема камеры между внутренней поверхностью профильного элемента и внешней поверхностью изолированного элемента. Подшипник проходит от передней поверхности подвижного профильного элемента и над направляющим краем передней пластины. Взаимодействующий с передней пластиной подшипник выполнен с возможностью взаимодействия с указанным направляющим краем. Техническим результатом является повышение эффективности и облегчение производства двигателя. 24 з.п. ф-лы, 21 ил.

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2578241

Изобретение относится к роторному двигателю внутреннего сгорания, включающему секцию мотора, секцию компрессора и секцию связующих шестерен. В секциях мотора и компрессора заключены роторы, размещенные с зазором между собой и корпусом. В двигателе предусмотрены системы: подачи воздуха, впрыска топлива в камеру сгорания, воспламенения топливной смеси, отвода выхлопных газов, смазки подшипников и шестерен, воздушного и водяного охлаждения лопастей ротора мотора. Двигатель включает систему каналов для введения в них герметизирующего состава для уплотнения частей корпуса. Роторы располагаются на трех валах. Роторы компрессора установлены на разных уровнях. Отделяемая камера сгорания постоянного объема расположена вне области расширения ротора мотора. Вспомогательный ротор компрессора расположен над остальными валами и его область вращения соединена с камерой сгорания. Малый ротор мотора представляет собой цилиндр, выполняющий роль золотника между камерой сгорания и областью расширения. В малом роторе мотора имеются каналы для пропуска горячих газов из камеры сгорания в область вращения ротора мотора. Впрыскивание воды в область вращения ротора мотора используется для повышения давления в фазе расширения, а также охлаждения лопастей. Двигатель включает декомпрессионный клапан. Техническим результатом является повышение КПД двигателя. 15 ил.

Роторно-лопастная машина // 2578383

Группа изобретений относится к машиностроению, в частности к роторным машинам, насосам, гидромоторам и двигателям, может найти применение в гидравлических приводах вращательного движения. Роторно-лопастная машина содержит неподвижный корпус 1 с валом 4, соединенным с эксцентрично расположенным вторым валом 6, вокруг которого подвижно расположены лопасти 5. Внутри лопастей 5 расположена внутрилопастная камера 2 двигателя, разделенная на две рабочие секции подвижным поршневым валом 8. Вал 8 имеет канал подачи и канал отвода рабочей среды и прикреплен к ротору 3. Ротор 3 вращается вокруг вала 4. Машина содержит также межлопастную камеру 18 насоса, занимающую пространство между двумя соседними лопастями 5 и имеющую канал всасывания 16 и канал нагнетания 17. Лопасти 5 соединены между собой пружинистыми деталями, формирующими стабилизатор вращения 19. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик с уменьшением пневмогидравлических и механических потерь и повышение КПД устройства. 3 н.п. ф-лы, 21 ил.

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2580170

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1 с цилиндрической полостью, крышки 2 и 3, вал 4, ротор 6, камеру сгорания 8, заслонку 9, компрессор, системы подачи топлива и зажигания. Крышки 2 и 3 закреплены на корпусе 1. Вал 4 закреплен в крышках 2 и 3 по центру полости корпуса 1 посредством подшипников. Ротор 6 закреплен на валу 4, выполнен в виде диска цилиндрической формы и содержит вырез, образующий замкнутую, увеличивающуюся при вращении ротора 6 рабочую камеру. Полость корпуса 1 ограничена поверхностями выреза в роторе 6, цилиндрической поверхностью полости корпуса 1, внутренними плоскостями крышек 2 и 3 и поверхностью заслонки 9. Камера сгорания 8 содержит канал 16 для подачи рабочей смеси в камеру сгорания 8 и канал 17 для выхода горящей смеси из нее. Заслонка 9 постоянно поджата к наружной поверхности ротора 6 пружиной 10. Поворотная заслонка 9 содержит внутреннюю расточку, поверхностью которой заслонка 9 охватывает корпус камеры сгорания 8 и закреплена на нем с возможностью поворота. Поворотная заслонка 9 содержит сквозной канал 19 или несколько сквозных каналов, входящих в полость расточки со стороны рабочей камеры. Техническим результатом является упрощение конструкции, снижение шумности, повышение экономичности и надежности двигателя. 3 ил.

Гидравлический забойный двигатель // 2586124

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважинах, и может быть использовано при роторном бурении боковых горизонтальных стволов нефтяных скважин. Забойный двигатель содержит трубчатый корпус, размещенный внутри него многозаходный винтовой героторный механизм, включающий статор с обкладкой из эластомера и установленный в статоре ротор, и шпиндельную секцию, включающую вал, установленный на осевой опоре, выполненной в виде упорно-радиального многорядного подшипника, а также на верхней и нижней радиальных опорах скольжения, состоящих из наружной и внутренней втулок, размещенных в корпусе шпиндельной секции, и, соответственно, на валу шпиндельной секции. Вал шпиндельной секции скреплен на входе приводным валом с ротором, а на выходе скреплен с долотом. Двигатель снабжен верхним ловильным устройством, состоящим из вала, упора и гайки, и нижним ловильным устройством, выполненным в виде ловильной втулки с наружным буртом, упорного кольца и резьбового переводника. Верхнее ловильное устройство скреплено с верхней частью ротора героторного винтового механизма, а нижнее ловильное устройство установлено на валу шпиндельной секции между внутренней втулкой нижней радиальной опоры скольжения и осевой опорой, выполненной в виде упорно-радиального многорядного подшипника. Вал шпиндельной секции и ловильная втулка нижнего ловильного устройства с ловильным буртом жестко скреплены между собой с помощью общей резьбы. Упорное кольцо выполнено разъемным и установлено внутри корпуса шпиндельной секции между направленными друг к другу торцами резьбового переводника и наружного кольца упорно-радиального многорядного подшипника. Ловильный бурт в ловильной втулке расположен между внутренним кольцом упорно-радиального многорядного подшипника и указанным упорным кольцом. Диаметр ловильного бурта ловильной втулки превышает диаметр отверстия упорного кольца. Диаметр отверстия нижней радиальной опоры скольжения превышает диаметр ловильной втулки. Обеспечивается снижение аварийности, повышение ресурса и надежности двигателя, точности проходки скважины, темпа набора параметров кривизны скважины и проходимости. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Компоновка гидравлического забойного двигателя, способ изготовления забойного двигателя и способ изготовления статора забойного двигателя // 2587202

Группа изобретений относится к области винтовых забойных двигателей и насосов. Компоновка гидравлического забойного двигателя содержит объемный или винтовой забойный двигатель, имеющий впускной конец и выпускной конец. Двигатель содержит статор и ротор, при этом поверхность статора выполнена из гибкого материала для обеспечения образования уплотнения между входящими в контакт поверхностями ротора и статора; по меньшей мере одно устройство, расположенное между статором и ротором вблизи, по меньшей мере, одного из впускного конца и выпускного конца, причем указанное устройство выбрано из группы, включающей блок колеса, содержащий колесо, прикрепленное к ротору; неподвижно закрепленную вставку, установленную внутри статора; поршневую компоновку, содержащую множество поршней, соединенных со статором; и прецессионное устройство, содержащее зубчатое колесо, соединенное с ротором, при этом указанное по меньшей мере одно устройство ограничивает радиальное и/или тангенциальное перемещение ротора относительно статора. Обеспечивается регулирование положения ротора относительно статора. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 18 ил.

Способ работы роторно-лопастной машины (варианты) и роторно-лопастная машина // 2587506

Группа изобретений относится к области машиностроения. Способ работы роторно-лопастной машины заключается в преобразовании энергии рабочего тела в энергию механического вращения вала и/или придания дополнительной энергии потоку рабочего тела. Используют более чем один контур движения потока, по крайней мере, один из которых образован полостью, ограниченной внутренней поверхностью корпуса 1, ротором 2 и лопастями 3, а другой - внутренней поверхностью ротора 2 и лопастями 3, с возможностью вывода потока из каждого контура для промежуточного преобразования потока и возврата потока для дальнейшего преобразования. Изобретение направлено на повышение эффективности использования единицы энергии потока. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Винтовая гидромашина с наклонным профилем зубьев статора // 2587513

Изобретение относится к винтовым героторным гидромашинам. Винтовая гидромашина содержит статор, представляющий собой трубчатый корпус 10 с закрепленной в нем обкладкой 6 из упругоэластичного материала с внутренними винтовыми зубьями 5. Внутри статора эксцентрично расположен ротор 2 с наружными винтовыми зубьями 1, число которых на единицу меньше числа зубьев 5 обкладки 6. Ходы винтовых зубьев 5 и 1 обкладки 6 и ротора 2 пропорциональны их числам зубьев. Вершины зубьев 5 обкладки 6 статора имеют смещение навстречу наибольшему давлению текучей среды, действующему при работе гидромашины. Срединные оси 7 профилей зубьев 5 имеют наклон в ту же сторону. Изобретение направлено на увеличение рабочего момента и КПД гидромашины, применяемой в рабочем режиме двигателя, и рабочего давления и КПД при работе в качестве насоса, на увеличение надежности запуска гидромашины после остановки ее в скважине и на увеличение долговечности гидромашины. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Двигатель внутреннего сгорания с шатунными поршнями (дшп) // 2587727

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с шатунными поршнями содержит ротор, имеющий возможность совершать вращательное движение на вале с установленными по одному между его шлицами четырьмя шатунными поршнями. Поршни имеют возможность совершать возвратно-поворотное движение на своих двух цилиндрических поверхностях с разными радиусами из одного центра. Ротор установлен в блок поршней между двумя жестко связанными между собой закрывающей сверху плоской поверхностью, расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями, закрытыми снизу основанием и диском ротора. Блок поршней с ротором установлен и закреплен на основании. Наружная поверхность внутреннего овального цилиндра блока поршней выполнена из жестко связанных между собой цилиндром двух овальных цилиндрических поверхностей двух овальных дисков. На каждом овальном диске блока поршней выполнены овальные опорные поверхности и на каждой грани шатунных поршней выполнены по одной шпоре с отверстием, в которые установлена одна ось с двумя подшипниками. Через подшипники шатунные поршни опираются на овальные опорные поверхности двух овальных дисков блока поршней. Техническим результатом является упрощение конструкции двигателя. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания-(варианты) // 2589882

Изобретение относится к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания. Рабочая поверхность корпуса в первом варианте двигателя состоит из четырех равных по величине угла участков поверхности. Два участка дуги, симметричных относительно вертикальной оси, выполняют разными радиусами, а смежные участки дуг выполняют радиусами так, что величина результирующего диаметра остается неизменной. В зоне четверти окружности наименьшего диаметра размещают ротор. С обоих торцов ротора в нем выполняют навстречу друг другу и накрест два П-образных паза. В пазах засверливают по два отверстия для установки спиральных пружин, отжимающих вкладываемые в эти пазы лопасти. Лопасти выполняют П-образной формы. Рабочую поверхность корпуса во втором варианте двигателя выполняют разделенной относительно центра на четыре угловых сектора. Центральные сектора образующей выполняют в виде двух симметричных относительно вертикальной оси дуг окружности, угловым размером приблизительно по 80 градусов каждая. Два боковых сектора выполняют в форме дуг эллипса с соотношением осей примерно 1/1,2. В зону центральной окружности помещают ротор с диаметром, на минимальный допуск меньшим, чем диаметр образующей окружности корпуса. Техническим результатом является повышение удельной мощности и упрощение изготовления двигателя. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.