CZ7606U1

CZ7606U1 - Hydromotor

Info

Publication number: CZ7606U1
Application number: CZ19988081U
Authority: CZ
Inventors: Miroslav Ing. Csc. Sedláček; Stanislav Ing. Csc. Hostin
Original assignee: Miroslav Ing. Csc. Sedláček; Stanislav Ing. Csc. Hostin
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1998-07-10
Also published as: EP1082538B1; EP1082538A1; WO1999061790A1; JP2002516958A; BR9910636A

Description

Hydromotor

Oblast techniky

Technické řešení se týká hydromotoru, zejména pro pohon rotujících nástrojů, sestávajícího z komory opatřené přívodem kapaliny a nejméně jedním výstupním otvorem, před kterým je na přidržovacím zařízení uložen odvalovací rotor, tvořený tělesem rotačního tvaru.

Dosavadní stav techniky

Existuje celá řada zařízení, u kterých se pro pohon rotujících nástrojů používají hydromotory. Jako zdroj tlakové kapaliny je u ručních a mobilních zařízení výhodné využít běžné vodovodní potrubí. Jako hydromotor se u tohoto typu zařízení nejčastěji používá Peltonova turbína a její modifikace a nebo různé modifikace vodního kola. Jejich účelem je přeměna tlakové a kinetické energie vody v přívodním potrubí na energii rotační, kterou je poháněno určité zařízení, určené velmi často k čisticímu procesu při použití vody. Nevýhodou všech těchto řešení je to, že kroutící moment na hřídeli je doprovázen nadměrně vysokými otáčkami, které nejsou vhodné pro konečné použití a proto musí být cestou převodů velmi výrazně sníženy. Zároveň není z principiálního důvodu možné konstruovat libovolně malé velikosti takovéhoto hydromotoru, protože se zmenšováním průměru jeho oběžného kola, které představuje základní jednotku přeměny energie vodního proudu na energii kroutícího momentu na hřídeli, rostou jeho otáčky a kroutící moment klesá a tím se objektivně zvyšuje počet a složitost převodového soukolí.

Z české patentové přihlášky PV 972-97 a z mezinárodní přihlášky PCT/CZ97/00034 je znám odvalovací tekutinový stroj, sestávající z komory opatřené přívodem kapaliny a nejméně jedním výstupním otvorem, před kterým je na přidržovacím zařízení uložen odvalovací rotor, tvořený tělesem rotačního tvaru.

Cílem technického řešení je modifikovat tento odvalovací tekutinový stroj tak, aby co nejlépe vyhovoval pro pohon rotujících nástrojů.

Podstata technického řešení

Uvedeného cíle se dosahuje hydromotorem, zejména pro pohon rotujících nástrojů, sestávajícím z komory opatřené přívodem kapaliny a nejméně jedním výstupním otvorem, před kterým je na přidržovacím zařízení uložen odvalovací rotor, tvořený tělesem rotačního tvaru, podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že komora má alespoň na vnitřním povrchu rotační tvar se zužujícím se průměrem, přičemž komora je na straně největšího průměru otevřena a na straně nejmenšího průměru je omezena stěnou, v jejímž středu je uspořádán otvor, kterým s vůlí prochází hřídel, nesoucí odvalovací rotor. Hřídel má uvnitř komory osazení, jehož průměr je větší než průměr otvoru ve stěně. Kolem otvoru je ve stěně uspořádáno několik výstupních otvorů.

Hydromotor podle technického řešení nepotřebuje žádné převodové soukolí na získání pracovních otáček, vhodných pro pohon rotujících nástrojů a jeho velikost může být i při zachování potřebného kroutícího momentu výrazně menší než u známých provedení.

Podle výhodného provedení může mít odvalovací rotor tvar duté a otevřené polokoule, která je na hřídeli upevněna otevřenou stranou proti proudu kapaliny.

Podle jiného výhodného provedení může mít komora alespoň na vnitřním povrchu tvar komolého kuželu se sklonem pláště 4 až 8°.

Podle dalšího výhodného provedení je na konci hřídele, který vyčnívá z komoiy, uspořádán adaptér pro uchycení výměnných nástrojů.

- 1 CZ 7606 Ul

Pro usnadnění manipulace je výhodné, když je ke komoře na straně jejího největšího průměru připojena rukojeť, ke které je připojen přívod kapaliny, přičemž v rukojeti může být uložen regulační ventil pro ovládání průtoku kapaliny.

Podle jiného výhodného provedení mohou mít výstupní otvory ve stěně komory osy odkloněné 5 od podélné osy hydromotoru a v plášti komory mohou být vytvořeny přídavné výstupní otvory, přičemž přívod kapaliny může být tvořen flexibilní hadicí.

Podle dalšího výhodného provedení může být komora souose uložena v přídavném plášti, který je zakončen otočnou tryskou, spojenou s hřídelem.

Komora též může být uzavřena v pouzdru, jehož čelní stěnou kapalinotěsně prochází hřídel, přičemž pouzdro je opatřeno odvodem kapaliny.

Podle různých výhodných provedení může být výměnným nástrojem kartáč, nebo štětka, nebo houba, nebo vrták, nebo fréza, nebo struhadlo, nebo brusný kámen, nebo masážní nástavec, nebo mísící nástavec.

Přehled obrázků na výkresech

Hydromotor podle technického řešení bude blíže popsán na příkladech konkrétních provedení, zobrazených na výkresech, na kterých jednotlivé obrázky znázorňují: obr. 1 - hydromotor s adaptérem pro uchycení výměnných nástrojů, obr. 2 - hydromotor s rukojetí a sadou výměnných nástrojů, obr. 3 - hydromotor upravený pro čištění potrubí, obr. 4 - hydromotor s otočnou tryskou, obr. 5 - hydromotor v utěsněném pouzdru s odvodem kapaliny.

Příklady provedení

Na obr. 1 je znázorněn první příklad provedení hydromotoru 1 pro pohon rotujících nástrojů vodou z vodovodního potrubí. Hydromotor sestává z komory 2, která má tvar komolého kuželu sklonem pláště 7°. Na straně většího průměru je komora 2 otevřená a je k ní připojena flexibilní hadice přívodu 10 kapaliny. Na opačné straně je komora 2 uzavřena stěnou 3, ve které je uprostřed umístěn otvor 4 pro hřídel 5 a soustředně výstupní otvory 6 kapaliny. Otvor 4 pro hřídel 5 má takový průměr a tvar, aby umožnil nejen otáčení hřídele 5, ale i jeho kývání. Hřídel 5 má uvnitř komory 2 osazení 8, jehož průměr je větší než průměr otvoru 4 ve stěně J. Na hřídeli 5 je uvnitř komory 2 pevně uchycen odvalovací rotor 7. Rotor 7 může mít libovolný rotační tvar. Pro popisované aplikace se jako výhodný tvar ukázala dutá polokoule, otevřená proti proudu kapaliny. Konec hřídele 5, který vyčnívá z komory 2, nese adaptér 9 pro uchycení výměnných nástrojů.

Po otevření neznázoměného ventilu proudí voda přívodem 10 do komory 2, ze které vytéká výstupními otvory 6. Průtokem vody se rotor 7 prostřednictvím osazení J na hřídeli 5 opře o stěnu 3 a zároveň se začne odvalovat po obvodovém plášti komory 2. Konec hřídele J s adaptérem 9, který vyčnívá z komory 2, se roztočí a současně opisuje i malý kruh. Vzhledem k tomu, že rozdíl mezi maximálním průměrem rotoru Ί a průměrem komory_2 v místě odvalování rotoru 7 je řádově do 1 mm, je rozkmit hřídele 5 pro uvažované aplikace zanedbatelný.

U popsaného příkladu provedení hydromotoru 1 lze při průtoku vody hydromotorem v rozmezí cca 0,17 až 0,2 1/s očekávat otáčky hřídele 5 v rozmezí cca 420 až 450 ot/min. Tlak vody v přívodu 10 by se měl pohybovat v rozmezí 2,4 až 3,6 kPa.

-2CZ 7606 Ul

Na obr. 2 je znázorněno další provedení hydromotoru 1, které se od provedení z obr. 1 liší pouze tím, že mezi komoru 2 a přívod _10 kapaliny je vřazena rukojeť J2 se zabudovaným regulačním ventilem pro ovládání průtoku kapaliny. Jedná se o běžně dostupný ruční zahradní postřikovač pro připojení na hadici. Na obr 2 je dále znázorněn příklad sady výměnných nástrojů a to kartáč 13, štětka 14, houba 15. vrták L6, fréza Γ7, struhadlo 18, brusný kámen 19, masážní nástavec 20 a mísící nástavec 21.

Funkce provedení z obr. 2 je stejná jako u provedení zobr. 1. Jak je z vyjmenovaných výměnných nástrojů zřejmé, lze toto provedení použít k čištění broušení, leštění, vrtání, frézování a míchání materiálů, ale také k masírování těla.

Na obr. 3 je znázorněno provedení hydromotoru 1 pro čištění potrubí. Přívod 10 je tvořen flexibilní hadicí a výstupní otvory 6 ve stěně 3 komory 2 mají osy odkloněné od podélné osy hydromotoru pro směrování proudu kapaliny na vnitřní stěnu čištěného potrubí. Ke stejnému účelu jsou navíc v plášti komory 2 vytvořeny přídavné výstupní otvoiyJLÍ · Hřídel J je zakončen zavrtávacím a čisticím nástrojem 23.

Po zavedení hydromotoru 1 do čištěného potrubí je toto potrubí čištěno jednak proudem vody z výstupních otvorů 6 ve stěně 3 komory 2 a z přídavných výstupních otvorů 11 v plášti komory 2 a jednak otáčením zavrtávacího a čisticího nástroje 23.

Na obr. 4 je znázorněn hydromotor 1 opatřený otočnou tryskou 26 pro postřikování zahrad či polí. Komora 2 hydromotoru 1 je souose uložena v přídavném plášti 25, který je shora uzavřen otočnou tryskou 26, připojenou k hřídeli 5 hydromotoru L

Voda se přivádí nejen do komory 2, kde popsaným způsobem roztáčí hřídel 5 a tím i otočnou tryskou 26, ale pro zvýšení průtoku i do přídavného pláště 25 hydromotoru J.

Pro některé aplikace je výhodné, když je kapalina z hydromotoru J odváděna mimo pracovní prostor, což umožňuje využít hydromotor_1 i pro suché pracovní procesy.

Příklad takového provedení je znázorněn na obr. 5. Komora 2 hydromotoru 1 je uzavřena v pouzdru 27, jehož čelní stěnou prochází hřídel 5, utěsněný proti průniku kapaliny. Pouzdro 27 je opatřeno odvodem 28 kapaliny mimo pracovní prostor.

Takovéto provedení hydromotoru 1 je možné použít např. jako vrtačku, brusku, navíjecí zařízení, mísící zařízení, mixér, pohon elektrického generátoru nebo čerpadla, leštíčku, hoblovačku, kruhovou pilu, šroubovák, utahovák, rotační zubní kartáček, frézu, hydraulický pohon součástí strojů, apod.

Průmyslová využitelnost

Hydromotor podle technického řešení může být použit ve spojení s příslušnými kartáči k čištění při použití vody jako ruční mycí souprava, u které je možné snadno vyměňovat různé typy kartáčů. Toto použití může představovat čištění jak v průmyslu, tak v domácnostech, na zahradách, ve firmách a institucích poskytujících různé služby a může jít očištění nářadí a nástrojů, pracovních pomůcek, sanitární keramiky a pomůcek, keramických obkladů, kuchyňského nádobí, karoserií automobilů ajiných dopravních prostředků a jejich motorů apod., přičemž potřebný tlak vody může být na úrovni tlaku, který je běžně ve vodovodním potrubí. Při použití tohoto běžného tlaku nebo při tlaku vyšším, může být hydromotor uplatněn jako pohonná jednotka ve spojení s odpovídajícími nástavci pro čištění fasád budov, na čištění spár a výtluků v betonových, asfaltových a podobných plochách, na umývání a čištění různých druhů dlažby a obkladových materiálů včetně skla, na čištění skleněných oken apod.

Rovněž může být tento hydromotor použit i na čištění potrubí, bude-li napojen na flexibilní hadici a opatřen odpovídajícím zavrtávacím a čisticím nástrojem. Bude-li opatřen odpovídajícím masážním adaptérem, může sloužit jako masážní sprcha v součinnosti s rotačním mechanickým masírováním. Dále může být také použit jako pohonná jednotka pro specializované stroje

-3CZ 7606 Ul a nástroje, např. pro opracování kamene, řezání a vrtání do kamene, betonu, a podobných materiálů, kde je voda vhodným doprovodným médiem, pro leštění povrchů různých materiálů a ploch apod. Může být také uplatněn na konci zavlažovacího potrubí a zabezpečovat směrování proudu zavlažovači vody. Je možné jej uplatnit také jako ruční nářadí pro použití pod vodní hladinou, např. pro pohon nářadí na utahování šroubů, vrtání, řezání, broušení apod. Může sloužit také jako pohonná jednotka pro dětské hračky v bazénech a hračky napojené na vodovodní potrubí, protože díky své konstrukci může být velmi vhodně dimenzován z bezpečnostního hlediska. Může být také použit v uzavřeném okruhu tekutiny a tím může sloužit jako tekutinový motor, případně servomotor všude tam, kde není vhodné nebo nutné tekutinu při určitém pracovním nebo technologickém procesu používat.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Hydromotor, zejména pro pohon rotujících nástrojů, sestávající z komory (2) opatřené přívodem (10) kapaliny a nejméně jedním výstupním otvorem (6), před kterým je na přidržovacím zařízení uložen odvalovací rotor (7), tvořený tělesem rotačního tvaru,

15 vyznačující se tím, že komora (2) má alespoň na vnitřním povrchu rotační tvar se zužujícím se průměrem, přičemž komora (2) je na straně největšího průměru otevřena a na straně nejmenšího průměru je omezena stěnou (3), v jejímž středu je uspořádán otvor (4), kterým s vůlí prochází hřídel (5), nesoucí odvalovací rotor (7) a hřídel (5) má uvnitř komory (2) osazení (8), jehož průměr je větší než průměr otvoru (4) ve stěně (3), přičemž kolem otvoru (4) je ve stěně (3)

20 uspořádáno několik výstupních otvorů (6).
2. Hydromotor podle nároku l, vyznačující se tím, že odvalovací rotor (7) má tvar duté a otevřené polokoule, která je na hřídeli (5) upevněna otevřenou stranou proti proudu kapaliny.
3. Hydromotor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že komora (2) má

25 alespoň na vnitřním povrchu tvar komolého kuželu se sklonem pláště 4 až 8°.
4. Hydromotor podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na konci hřídele (5), který vyčnívá z komory (2), je uspořádán adaptér (9) pro uchycení výměnných nástrojů.
5. Hydromotor podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že ke

30 komoře (2) je na straně největšího průměru připojena rukojeť (12), ke které je připojen přívod (10) kapaliny, přičemž v rukojeti (12) je uložen regulační ventil pro ovládání průtoku kapaliny.
6. Hydromotor podle některého z předchozích nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že výstupní otvory (6) ve stěně (3) komory (2) mají osy odkloněné od podélné osy hydromotoru a v plášti komory (2) jsou vytvořeny přídavné výstupní otvory (11), přičemž přívod (10) kapaliny

35 je tvořen flexibilní hadicí.
7. Hydromotor podle některého z předchozích nároků laž4, vyznačující se tím, že komora (2) je souose uložena v přídavném plášti (25), který je zakončen otočnou tryskou (26), spojenou s hřídelem (5).
8. Hydromotor podle některého z předchozích nároků laž4, vyznačující se tím,

40 že komora (2) je uzavřena v pouzdru (27), jehož čelní stěnou kapalinotěsně prochází hřídel (5), přičemž pouzdro (27) je opatřeno odvodem (28) kapaliny.

-4CZ 7606 Ul
9. Hydromotor podle nároku 4, vyznačující se tím, že výměnným nástrojem je kartáč (13) nebo štětka (14) nebo houba (15) nebo vrták (16) nebo fréza (17) nebo struhadlo (18) nebo brusný kámen (19) nebo masážní nástavec (20) nebo mísící nástavec (21).