Роторная машина



Роторная машина
Роторная машина

 


Владельцы патента RU 2626185:

Рыжков Александр Семенович (RU)

Изобретение относится к роторным машинам. Роторная машина использует шарики, обладающие механической энергией, и преобразует их поступательное движение в крутящий момент своего рабочего вала. Машина содержит корпус и роторное колесо. Корпус выполнен в виде полого цилиндра с расположенными по внешнему контуру прямоугольными выступами, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы для прохода шариков. Диаметр каналов соответствует диаметру шариков. Роторное колесо выполнено в виде полого цилиндра, рабочие камеры которого выполнены в виде сферических углублений с диаметрами сфер, равными диаметрам шариков. Углубления располагаются рядами, равно распределенными по всей длине цилиндра. Глубина углублений равна половине диаметра образующей сферы. Изобретение направлено на снижение затрат на изготовление, эксплуатацию, обслуживание и ремонт роторной машины. 2 ил.

 

Предлагаемая роторная машина может иметь широкий спектр применения в различных областях промышленности, добыче полезных ископаемых, на транспорте, в строительстве и других сферах деятельности.

По функциональности использования косвенными аналогами предлагаемой роторной машины являются используемые в гидравлических приводах шестеренные и пластинчатые гидромоторы [В.К. Свешников «Гидрооборудование. Книга I. Насосы и гидродвигатели: Номенклатура, параметры, размеры, взаимозаменяемость.» Издательский центр «Техинформ» МАИ. С. 122, с. 126].

Известно, что применение жидкостей и масел в качестве рабочей среды требует высокую степень герметичности рабочих камер. Что достигается высокими классами чистоты обработки рабочих поверхностей деталей этих машин и механизмов и применением разного рода уплотнений и уплотнительных устройств, что существенно повышает стоимость их изготовления, эксплуатации, обслуживания и ремонта. Необходимость фильтрации и охлаждения рабочей жидкости также сказывается на удорожании изготовления, эксплуатации, обслуживания и ремонта. Чувствительность к перепадам температуры окружающей среды отрицательно сказывается на работе гидравлических механизмов.

Применение шариков, обладающих механической энергией, в качестве рабочих тел позволяет преодолеть вышеперечисленные проблемы и значительно снизить затраты на изготовление, эксплуатацию, обслуживание и ремонт механизмов, их использующих.

Перед автором стояла задача создать привод барабана грузовой лебедки, использующий шарики, обладающие механической энергией, в качестве рабочих тел. Подавателями, которые своими рабочими органами придают шарикам механическую энергию, шарики по трубопроводным магистралям подаются в привод барабана. В результате воздействия шариков на рабочий орган привода барабана, которым является роторное колесо, совершается необходимая работа.

Из уровня техники известен механизм механической передачи, использующий шарики в качестве рабочих тел. Механизм включает в себя корпус, внутри которого в одной плоскости на некотором расстоянии друг от друга установлены два одинаковых роторных колеса, имеющие на своей внешней образующей равномерно распределенные по всей окружности с шагом 1.5 диаметра применяемых шариков пазы полукруглого профиля с радиусом, равным радиусу применяемых шариков. Глубина пазов равна 1/2 диаметра применяемых шариков. Роторные колеса жестко посажены на валы, которые вставлены в отверстия корпуса. Один из них является приводным и на нем установлено ведущее колесо. Полости корпуса, в которых располагаются роторные колеса, соединены двухрядным каналом, в поперечном сечении имеющим профиль в виде цифры 8 с взаимным пересечением нижней и верхней окружностей. Диаметры окружностей равны и соответствуют диаметру применяемых шариков. Канал имеет две параллельные ветви, находящиеся на разных сторонах роторных колес. Этот же канал охватывает снаружи оба роторных колеса. Причем в месте сопряжения с роторным колесом профиль в виде цифры 8 в нижнем ряду имеет паз шириной, соответствующей толщине роторного колеса. Роторное колесо входит внутрь канала на глубину 1/2 диаметра применяемых шариков. В канал в шахматном порядке, через один в каждый ряд, плотно уложены шарики. В местах сопряжения с роторными колесами шарики нижнего ряда находятся в пазах роторных колес. Двухрядное устройство канала для шариков призвано снизить потери на трение из-за возможности шариков прокатываться, а не скользить по поверхности канала (US 5488881 А, 06.02.1996, F16C 1/28, (fig 2)). Взято за прототип.

В известном механизме ведущее роторное колесо, проворачиваясь от воздействия привода на вал, на который оно жестко установлена, выталкивает крайний шарик, находящийся в нижнем ряду канала в ее пазе, в одну из параллельных ветвей двухрядного канала, который, воздействуя на находящийся перед ним шарик, передает импульс движения на ведомое колесо, заставляя его и вал, на котором оно жестко установлено, вращаться.

Таким образом, известный механизм является одноступенчатым редуктором с передаточным числом, равным единице, и с неограниченно большим межцентровым расстоянием.

Применение данного механизма для решения поставленной задачи не имеет смысла, так как усилие его привода может быть непосредственно приложено к валу барабана грузовой лебедки.

Предлагаемая роторная машина использует шарики, обладающие механической энергией, и преобразует их поступательное движение в крутящий момент своего рабочего вала, согласно изобретению корпус машины выполнен в виде полого цилиндра с расположенными по внешнему контуру прямоугольными выступами, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы для прохода шариков, диаметр которых соответствует диаметру шариков, а роторное колесо выполнено в виде полого цилиндра, рабочие камеры которого выполнены в виде сферических углублений с диаметрами сфер, равными диаметрам шариков, причем углубления располагаются рядами, равно распределенными по всей длине, а глубина углублений равна половине диаметра образующей сферы.

На Фиг 1. показан продольный разрез роторной машины (в предлагаемом варианте). Роторная машина состоит из четырех основных частей: корпуса 1, роторного колеса 2, вала 3, основания 4. Преимущественно корпус 1 жестко связан с основанием 4 с возможностью легкого демонтажа.

Корпус 1 имеет вид полого цилиндра с расположенными по внешнему контуру прямоугольными выступами с осями, находящимися под углом в 120° относительно друг друга. Это относится только к данному рассматриваемому варианту. При изготовлении корпусов больших размеров количество прямоугольных выступов может быть любым. В боковых стенках выступов созданы сквозные отверстия (каналы) для прохода шариков. В предлагаемом варианте их по два в каждом выступе, но может быть и больше. Диаметр отверстий соответствует диаметру применяемых шариков. Отверстия выполнены таким образом, чтобы линия пересечения с внутренним отверстием корпуса располагалась преимущественно на середине диаметров отверстий. На обоих концах отверстий организованы места (резьбы, места для крепления патрубков и т.д.) для присоединения трубопроводных магистралей подвода и отвода шариков. Корпус также имеет организованные места для его установки на основание 4. В предлагаемом варианте корпус выполнен цельным. Но при изготовлении корпусов больших размеров возможно целесообразнее будет изготавливать их состоящими из двух и более частей, с линиями разъема частей, лежащими как вдоль продольной оси, так и поперек нее.

Роторное колесо 2 имеет вид полого цилиндра с расположенными на внешней поверхности рабочими камерами, имеющими вид сферических углублений (лунок), с диаметрами сфер, равным диаметрам применяемых шариков. Лунки располагаются рядами, равно распределенными по всей ширине колеса. Лунки в рядах равно распределены по длине окружности, с шагом, обеспечивающим достаточную толщину стенок между лунками. Глубина лунок равна, преимущественно, половине диаметра образующей сферы.

Вместо лунок рабочие камеры могут быть выполнены в виде канавок полукруглого профиля с диаметром окружности, соответствующим диаметру применяемых шариков, глубиной предпочтительно равной половине этого диаметра, равномерно распределенных по окружности внешней образующей и с шагом, обеспечивающим достаточную толщину стенок между соседними канавками, проходящими через всю ширину роторного колеса.

На поверхности отверстия колеса организованы посадочные места (шпоночные пазы, шлицевые пазы) для установки колеса на рабочий вал 3. В рассматриваемом варианте роторное колесо выполнено цельным. При изготовлении роторных колес больших диаметров возможно целесообразным будет изготавливать их сборными, состоящими из 2-х и более частей (ступица, обод и др.).

Основание 4 имеет преимущественно П-образный вид. На концах стоек организованы места для установки подшипниковых узлов, в которые устанавливается вал 3 с подшипниковыми узлами. На основании также находятся опоры для установки на них корпуса 1.

Корпус 1, роторное колесо 2, рабочий вал 3, основание 4 изготавливаются из прочных и износостойких материалов (различные стали, сплавы, металлы, композитные материалы и др.).

На Фиг. 2 изображен поперечный разрез роторной машины.

Осуществление изобретения

Роторная машина собирается таким образом, что ряды лунок роторного колеса 2 находятся строго под сквозными каналами корпуса 1 (в случае, если рабочие камеры образуются стенками сплошных канавок полукруглого профиля, это условие необязательно). Подводящие и отводящие магистрали присоединены к каналам корпуса 1 каждая строго со своей стороны прямоугольного выступа. Подаваемые шарики, обладающие механической энергией, с одной из сторон проходят по каналам корпуса. В месте пересечения канала с внутренним отверстием корпуса попадают в лунки (рабочие камеры, образуемые стенками сплошных канавок полукруглого профиля) роторного колеса 2 и, воздействуя на стенки лунок (рабочих камер, образуемых стенками сплошных канавок полукруглого профиля), поворачивают роторное колесо. Поскольку роторное колесо 2 жестко соединено с рабочим валом 3, то на валу возникает крутящий момент. Проходя дальше по каналам корпуса 1, шарики удаляются в отводящие магистрали. Крутящий момент и КПД будут тем выше, чем большее количество шариков, обладающих механической энергией, будет воздействовать на роторное колесо (чем больше будет каналов для входа-выхода шариков) и чем больше будет диаметр роторного колеса.

Роторная машина, использующая шарики, обладающие механической энергией, и преобразующая их поступательное движение в крутящий момент своего рабочего вала, отличающаяся тем, что корпус машины выполнен в виде полого цилиндра с расположенными по внешнему контуру прямоугольными выступами, в боковых стенках которых выполнены сквозные каналы для прохода шариков, диаметр которых соответствует диаметру шариков, а роторное колесо выполнено в виде полого цилиндра, рабочие камеры которого выполнены в виде сферических углублений с диаметрами сфер, равными диаметрам шариков, причем углубления располагаются рядами, равно распределенными по всей длине, а глубина углублений равна половине диаметра образующей сферы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к зубчатым волновым передачам. Способ изготовления волновой передачи в герметичном и негерметичном ее исполнениях заключается в том, что предварительно деформируют гибкое звено с изменением его формы.

Изобретение относится к волновым передачам. Волновая передача с двумя деформируемыми зубчатыми или фрикционными колесами включает корпус, крышку, соосные входной и выходной валы, два деформируемых зубчатых колеса, неподвижное и подвижное, каждое деформируемое гибкое зубчатое колесо снабжено по крайней мере одним генератором.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении вакуумного технологического оборудования. Способ изготовления волновой герметичной передачи предусматривает следующие операции: гибкое герметичное звено, установочный фланец, дно, входное и выходное звенья деформируют предварительно с внешней стороны; установке гибкой негерметичной оболочки в герметичную оболочку предваряют установку втулки; при сборке/разборке используют сквозные резьбовые отверстия; подшипниковые опоры устанавливают на хвостовике герметичного звена и в корпусе; в резьбовые отверстия крышки и трубы ввинчивают винты.

Изобретение относится к волновой герметичной передаче вакуумного технологического оборудования. Способ изготовления и сборки/разборки волновой герметичной передачи заключается в установке гибкого подшипника на гибкое герметичное звено недеформированным.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве передаточного устройства в механических системах с большим ресурсом работы при ударных нагрузках.

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в приводах автоматических систем управления летательных аппаратов. Силовой мини-привод петлеобразной формы состоит из одного или нескольких выходных редукторов (10), внутри которых размещены механические передачи, входные звенья которых объединены общим валом (1), соединенным с двигателем (13) через промежуточный редуктор (11).

Изобретение относится к механическим передачам, работающим с повышенными пусковыми и рабочими нагрузками в приводах конвейеров, транспортирующих машин, элеваторов, грохотов, передаточных тележек, смесителей, прокатных клетей и грузоподъемных механизмов.

Изобретение относится к механическим передачам, в которых вращение от ведущего вала к ведомому передается ударом. .

Изобретение относится к передачам для промышленной приводной техники. .

Передача // 2442046
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к передачам. .

Изобретение относится к поворотному двигателю. Двигатель предназначен для преобразования поступательного движения шариков в круговое возвратно-поступательное движение рычага, жестко закрепленного на рабочем валу и создающего на нем крутящий момент.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам преобразования движения. Механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот содержит по десять одинаковых цилиндрических колес внешнего зацепления, круглых валов, неподвижных зубчатых колес внутреннего зацепления, шатунов и поршней.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам преобразования движения. Механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот содержит по шесть одинаковых цилиндрических колес внешнего зацепления, круглых валов, неподвижных зубчатых колес внутреннего зацепления, шатунов и поршней.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Восьмицилиндровый механизм преобразования движения содержит по четыре цилиндрических колеса внешнего зацепления, круглых валов и по восемь неподвижных зубчатых колес внутреннего зацепления, водил, сателлитов, к каждому сателлиту жестко присоединен диск, восемь шатунов и восемь поршней.

Устройство относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Механизм преобразования движения содержит два цилиндрических колеса внешнего зацепления и по четыре одинаковых между собой: неподвижных зубчатых колес внутреннего зацепления; сателлитов с прикрепленными к ним планками; водил; шатунов; поршней и корректирующих масс.

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Устройство преобразования движения содержит по два цилиндрических зубчатых колеса внешнего зацепления (2, 8), зубчатых колеса внутреннего зацепления, сателлитов, к каждому сателлиту жестко присоединена планка, два шатуна (5, 8) и два поршня (6, 9).

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования движения в системах прессов, домкратов, ДВС, компрессорах, бурильных головках и т.п.

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот. .

Изобретение относится к электромеханическим линейным исполнительным механизмам и может быть использовано в приводах точных линейных перемещений, в подвижных системах приборов, в частности, для юстировки оптических элементов, установленных в оправах.
Наверх