RU2049267C1

RU2049267C1 - Two-section roller-blade hydraulic machine

Info

Publication number: RU2049267C1
Authority: RU
Inventors: Герман Павлович Тярасов
Original assignee: Герман Павлович Тярасов
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: hydraulic machine has housing with grooves and bearings, ring working chambers with passageways for supplying and discharging fluid, contactors with shifted recesses, rotors with blades, and gear mechanism for synchronization of rotation of the contactors and rotors. The contactors have cogs. The rotors have alternative parts of tangential areas and gear sectors positioned inside the ring working chambers. The blades are made up as two symmetry members mounted on the pins of the rotors and springs for permitting axial- radial movement. The bearings of the contactors are made up as end bushings and middle detachable bushing. The pressing springs are mounted on the pins of the rotor. Openings are made at the buts between the tangential areas of blades and rotors. The sealing pins are received in the openings. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве насоса или привода различных механизмов. The invention relates to mechanical engineering and can be used as a pump or drive various mechanisms.

Известная объемная гидромашина, содержащая корпус, ротор с пазами и размещенные в них с возможностью радиального перемещения профилированные элементы (см. SU N 1780559, F 01 C 1/00, 1990). Known volumetric hydraulic machine comprising a housing, a rotor with grooves and profiled elements placed therein with the possibility of radial movement (see SU N 1780559, F 01 C 1/00, 1990).

Известна зубчатая гидромашина, содержащая статор, ротор и замыкатели с механизмом синхронизации вращения последних. Known gear hydraulic machine containing a stator, rotor and contactors with a mechanism for synchronizing the rotation of the latter.

Известна также двухсекционная роликолопастная гидромашина, содержащая статор с цилиндрической полостью, разделенной средней перегородкой на две секции, и установленные в них ротор и замыкатели, причем камеры первой секции последовательно соединены с камерами второй секции посредством перепускных каналов в средней перегородке (патент US N 3426694, кл. 418-141, 1969). Also known is a two-section roller-blade hydraulic machine containing a stator with a cylindrical cavity divided by a middle partition into two sections, and a rotor and contactors installed in them, the chambers of the first section being connected in series to the chambers of the second section bypass channels in the middle partition (US patent 3426694, class 418-141, 1969).

Технической задачей является повышение объемного коэффициента полезного действия (КПД). The technical task is to increase the volumetric efficiency (COP).

Для этого двойной ротор имеет чередующиеся участки тангенциальных площадок с центральными штырями и установленными на них лопастями и зубчатых секторов, а замыкатели выполнены в виде вала-шестерни с проточками под опоры на торцах и в средней части, т.е. соприкасающиеся поверхности ротора и замыкателей выполнены зубчатыми. Концевые втулки-опоры выполнены цельными и установлены с торцовым уплотнением, а средняя втулка выполнена составной. For this, the double rotor has alternating sections of tangential platforms with central pins and blades and gear sectors mounted on them, and the contactors are made in the form of a pinion shaft with grooves for supports at the ends and in the middle part, i.e. the contacting surfaces of the rotor and contactors are gear. The end bushings are made integral and installed with a mechanical seal, and the middle sleeve is made integral.

В стыках элементов втулки установлены штифты, имеющие круглое и прямоугольное сечения. Полулопасти установлены с возможностью осевого и радиального перемещений, а на стыке тангенциальной площадки ротора и лопастей образовано сквозное цилиндрическое отверстие, обеспечивающее возможность установки уплотнительного штифта. Прижатие полулопастей к ротору осуществляют пружины, установленные в полулопастях. Распределительные каналы гидромашины выполнены в виде наружных проточек на цилиндре коллектора и радиальных наклонных отверстий в нем, а коллектор гидромашины состоит из четырех частей, а именно: цилиндра с полостями, двух боковых и средней втулок, причем последняя соединена с цилиндром посредством штифтов. At the joints of the elements of the sleeve mounted pins having a round and rectangular cross-section. The half-blades are mounted with the possibility of axial and radial movements, and a through cylindrical hole is formed at the junction of the tangential rotor platform and the blades, which makes it possible to install a sealing pin. The pressing of the semi-blades to the rotor is carried out by the springs installed in the semi-blades. The distribution channels of the hydraulic machine are made in the form of external grooves on the cylinder of the collector and radial inclined holes in it, and the collector of the hydraulic machine consists of four parts, namely: a cylinder with cavities, two lateral and middle bushings, the latter being connected to the cylinder by pins.

На фиг.1 показана двухсекционная роликолопастная гидромашина, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 сечение Д-Д на фиг.5; на фиг.7 вид по стрелке Е фиг.4. Figure 1 shows a two-section roller-blade hydraulic machine, a longitudinal section; in FIG. 2 section AA in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; in FIG. 4 section BB in figure 1; figure 5 section GG in figure 1; in Fig.6 section DD in Fig.5; Fig.7 is a view along arrow E of Fig.4.

Двухсекционная роликолопастная гидромашина состоит из корпуса 1, в котором установлен коллектор 2 с кольцевыми рабочими камерами, состоящий из цилиндра 3, боковых 4 и 5 и центрального 6 вкладышей. Последний соединен с цилиндром 3 посредством штифтов 7 (фиг.4). В коллекторе 2 на валу 8 установлен двойной ротор 9, а также замыкатели 10 (фиг.1). Они выполнены в виде вала-шестерни с проточками 11 на торцах 12 в средней части под опоры. Концевые втулки-опоры 13 выполнены цельными и установлены с торцовым уплотнением 14 в крышках 15 и 16. Средняя втулка 17 выполнена составной из двух частей, в стыках которой установлены штифты 18, имеющие цилиндрические 19 и плоские 20 поверхности (фиг.7). The two-section roller-blade hydraulic machine consists of a housing 1, in which a collector 2 with annular working chambers is installed, consisting of a cylinder 3, side 4 and 5 and a central 6 liners. The latter is connected to the cylinder 3 by means of pins 7 (figure 4). In the collector 2 on the shaft 8 is installed a double rotor 9, as well as contactors 10 (figure 1). They are made in the form of a pinion shaft with grooves 11 at the ends 12 in the middle part under the supports. The end sleeve-bearings 13 are made integral and installed with the mechanical seal 14 in the covers 15 and 16. The middle sleeve 17 is made of two parts, in the joints of which pins 18 are installed, having cylindrical 19 and flat 20 surfaces (Fig. 7).

На валу 8 установлены роторы 9, которые имеют чередующиеся участки тангенциальных площадок 22 и зубчатых секторов 23. Тангенциальные площадки 22 в средней части имеют штыри 24. На этих штырях установлены элементы 25, образующие лопасть с разгрузочными участками на периферийной торцовой поверхности. На стыках тангенциальных площадок 22 и элементов 25 образованы сквозные цилиндрические отверстия 26, в которых установлены уплотнительные штифты 27. Соприкасающиеся поверхности элементов 25 образуют отверстие 28 для штыря 24 ротора 9. В элементах 25 выполнены боковые карманы 29 для установки фигурных прижимных пружин 30 (фиг.5). В корпусе 1 выполнены впускной и выпускной каналы 31. В цилиндре 3 выполнены распределительные каналы в виде наружных проточек 32 и радиальных наклонных отверстий 33, входящих в секции 34 и 35, которые ограничены вкладышами 4-6. В цилиндре 3 также выполнены перепускные каналы 36 в виде радиальных наклонных отверстий, связывающих обе секции 34 и 35 между собой через срединные карманы (фиг.4). Rotors 9 are installed on the shaft 8, which have alternating sections of tangential platforms 22 and gear sectors 23. The tangential platforms 22 in the middle part have pins 24. Elements 25 are formed on these pins, forming a blade with discharge sections on the peripheral end surface. Through the joints of the tangential pads 22 and the elements 25, through cylindrical holes 26 are formed in which the sealing pins 27 are installed. The contacting surfaces of the elements 25 form an opening 28 for the pin 24 of the rotor 9. The elements 25 have side pockets 29 for installing shaped clamping springs 30 (Fig. 5). In the housing 1, the inlet and outlet channels 31 are made. In the cylinder 3, distribution channels are made in the form of external grooves 32 and radial inclined holes 33 included in sections 34 and 35, which are limited by inserts 4-6. In the cylinder 3 also made bypass channels 36 in the form of radial inclined holes connecting both sections 34 and 35 with each other through the middle pockets (figure 4).

Двухсекционная роликолопастная гидромашина работает следующим образом (в режиме насоса). Two-section roller-blade hydraulic machine operates as follows (in pump mode).

Вал с двойным ротором приводят во вращение двигателем (не показан). Вместе с валом вращаются роторы 9 с элементом 25 в секциях 34 и 35. За элементами 25 создается разрежение и рабочая жидкость всасывается через канал 31, наружную проточку 32 и наклонное радиальное отверстие 33 в полость секции 34. Свободному перетеканию рабочей жидкости по одной из секций, например 35, или перетеканию в другую секцию препятствуют элементы 25 ротора 9 и замыкатели 10. При этом каждая лопасть 25 создает повышенное давление в полости перед ней. Через перепускные каналы 36 рабочая жидкость поступает в другую секцию, где под воздействием элементов 25 жидкость выдается из гидромашины через отверстия 33. The double rotor shaft is driven by a motor (not shown). Together with the shaft, rotors 9 rotate with element 25 in sections 34 and 35. Behind the elements 25, a vacuum is created and the working fluid is sucked through the channel 31, the outer groove 32 and the inclined radial hole 33 into the cavity of the section 34. Free flow of the working fluid through one of the sections, for example 35, or the flow to another section is prevented by the elements 25 of the rotor 9 and the contactors 10. Moreover, each blade 25 creates an increased pressure in the cavity in front of it. Through the bypass channels 36, the working fluid enters another section, where, under the influence of the elements 25, the fluid is discharged from the hydraulic machine through the openings 33.

В режиме гидромотора гидромашина работает следующим образом. In the mode of the hydraulic motor, the hydraulic machine operates as follows.

Давление рабочей среды на элементы 25 вызывает вращение роторов 9, от которых крутящий момент передают на требуемый механизм. The pressure of the working medium on the elements 25 causes the rotation of the rotors 9, from which the torque is transmitted to the desired mechanism.

Элемент 25 состоит из двух полулопастей, каждая из которых установлена с возможностью радиального и осевого смещений. При осевом смещении элементов 25 происходит их прижатие к центральному 6 и боковым вкладышам 4 или 5, что будет способствовать уменьшению перетечек рабочей среды. Element 25 consists of two half-blades, each of which is mounted with the possibility of radial and axial displacements. When the axial displacement of the elements 25 occurs, they are pressed against the central 6 and side liners 4 or 5, which will help to reduce the leakage of the working environment.

Фигурные пружины 30 прижимают элементы 25 к тангенциальным площадкам 22 роторов 9, обеспечивая в статике зазор порядка 0,1 мм, а также обеспечивая плавное, безударное перемещение элементов 25 в радиальном направлении в начальный момент работы машины. При повороте ротора на угол 5-10^о происходит прижатие элементов 25 к проточкам секции 34 и 35 цилиндрической части 3 коллектора 2 за счет гидравлического давления рабочей среды и центробежной силы элементов 25. Это также препятствует перетеканию жидкости в зазорах. Штифты 27 препятствуют перетеканию жидкости между элементами 25 и тангенциальными площадками 22 роторов 9, а штифты 18 средней втулки 17 препятствуют перетеканию жидкости в средней опоре. Все это способствует повышению объемного КПД гидромашины.Curly springs 30 press the elements 25 to the tangential pads 22 of the rotors 9, providing a static gap of about 0.1 mm, as well as providing smooth, unstressed movement of the elements 25 in the radial direction at the initial moment of operation of the machine. When the rotor is rotated by an angle of ^about 5-10 pressing members 25 occurs to the groove section 34 and 35 of the cylindrical portion 3 reservoir 2 by the hydraulic working medium pressure and the centrifugal force elements 25. This also prevents liquid from flowing in the gaps. The pins 27 prevent the fluid from flowing between the elements 25 and the tangential pads 22 of the rotors 9, and the pins 18 of the middle sleeve 17 prevent the fluid from flowing in the middle support. All this helps to increase the volumetric efficiency of the hydraulic machine.

Claims

1. TWO-SECTION ROLLER-VALVE HYDRAULIC MACHINE, comprising a housing with grooves and bearings, annular working chambers with channels for supplying and discharging the working fluid, contactors with two cutouts offset from each other, installed in the grooves of the housing on rotor bearings with displacement blades, and a gear mechanism for synchronizing rotation of the contactors and rotors, characterized in that the rotors are made with alternating sections of tangential platforms and gear sectors, contactors with teeth located in the working ring Outside chambers, the displacement blades are made up of two symmetrical elements mounted on the pins of the rotors with the possibility of axial and radial movement, and springs.

2. The hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the bearings of the contactors are made in the form of annular bushings and an average detachable sleeve, consisting of two parts, in the joints of which pins are installed, one part of which has a circular cross section and the other rectangular.

3. The hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the clamping springs are installed on the rotor pins, and holes are made in the joints of the tangential areas of the blades and rotors in which the sealing pins are placed.