EA014680B1 - Универсальный гидравлический привод (варианты) - Google Patents

Abstract

Универсальный гидравлический привод (варианты) обеспечивает увеличение мощности на выходе, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения прямого и обратного вращения ротора, выполнения несущей поверхности для механизмов передачи вращения ротора увеличенных габаритов, возможности одновременного привода различных передач, упрощение конструкции устройства и технологии изготовления в целом. Универсальный гидравлический привод для первого варианта содержит роторный двигатель 1. В корпусе 2 роторного двигателя 1, выполненного в виде основания 3 и каркаса, состоящего из двух разъемных частей 4, 5, закрытых кожухом 6, жестко закреплен в стопорных квадратах 7 неподвижный вал 8. В центральной части неподвижного вала 8 жестко закреплен статор 9. Равномерно в статоре 9 в радиальном направлении от центра выполнены пазы 10, в которых размещены подпружиненные пружинами 11 шиберы 12. Статор 9 жестко закреплен шпонками 13 внутри ротора 14, который установлен на подшипниках 15 на неподвижном валу 8. Ротор 14 может быть выполнен в виде рабочего колеса 16 диаметром D, скрепленного с другим рабочим колесом 17 диаметром D. При этом диаметры D, Dрабочих колес 16 и 17 могут быть одинаковыми или разными по величине. На внутренней термически обработанной поверхности ротора 14 между равномерно расположенными радиальными перемычками 26 по их числу выполнено пять одинаковых декомпрессионных камер 27, сообщающихся с кольцевой гравитационной камерой 28, образованной ротором 14 и статором 9. Внутренние стенки 35 декомпрессионных камер 27 выполнены цилиндрическими по радиусу R со скругленными относительно перемычек 26 поверхностями 36, переходящими в торцовые поверхности 37 перемычек 26. Декомпрессионные камеры 27 содержат съемные сегменты 38. Опорные стенки 39 съемных сегментов 38 выполнены по форме внутренних стенок 35, 36, 37 декомпрессионных камер 27, а направляющие для рабочей жидкости стенки 40 выполнены по касательной от торцевой поверхности 37 одной перемычки 26 убывающей к основанию внутренней скругленной поверхности 36 другой перемычки 26. Направляющая стенка 40 съемного сегмента 38 и рабочая стенка декомпрессионной камеры 27, состоящая из ее внутренних стенок 36, 37, образуют рабочую зону 41 декомпрессионной камеры 27. Съемные сегменты 38, расположенные в декомпрессионных камерах 27, определяют работу ротора 14 и направляют ламинарный поток рабочей жидкости высокого давления по касательной к цилиндрической поверхности ротора 14 в сторону его вращения посредством направляющей стенки 40. Выполнение ротора в виде двух рабочих колес (вариант 1) разного диаметра и исполнения наружной поверхности позволяет интегрировать универсальный привод с цепными конвейерами, оборудованием, зубчатыми или реечными передачами и т.д., а также может являться приводом одновременно для двух механизмов как одного назначения, так и разного. Выполнение ротора в виде рабочего колеса, расположенного между двумя фланцами (вариант 2), позволяет при относительно небольших диаметрах ротора за счет насадки увеличить габариты его внешней поверхности, являющейся несущей поверхностью для механизмов передачи вращения ленточных барабанов, тросовых лебедок и зубчатых зацеплений различного исполнения. В третьем варианте гидравлический привод дополнен вторым, аналогичным первому роторным двигателем, установленным зеркально первому на другом конце неподвижного вала с возможностью вращения его ротора в направлении вращения первого ротора. Это позволяет использовать универсальный привод для приведения ленточных конвейеров, в частности, в мощных лентопротяжных механизмах, тросовых лебедках и т.д. за счет увеличения габаритов внешней поверхности, разнесения роторов по концам вала и применения общей обоймы.

Description

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для привода различных механизмов и машин, как стационарных, так и передвижных, во всех отраслях промышленности, в частности, механических редукторов отбора мощности, рабочих органов цепных и ленточных конвейеров высокой грузонесущей способности, в частности лентопротяжных механизмов, применяемых в горнодобывающей промышленности, на рудниках, карьерах и т.д.

Наиболее перспективными в современных условиях являются разработки силовых установок, в основу которых положена теория вращающего пространства, динамические основы преобразования энергии, теоретические основы материализации энергии, а также основные теоретические наработки в области гидродинамических процессов.

Известен гидравлический привод с осевым входным и периферийным выходным патрубками [1]. Привод содержит корпус, рабочий орган в виде ротора с гидравлическими каналами и соединенный с валом привод. Ротор выполнен в виде тел вращения, полусферы или усеченного конуса с приемной камере, расположенной в его узкой части. Внутри ротора выполнены гидравлические каналы в виде многозаходных винтовых, разветвляющихся от камеры к периферии спиралей. Выходы каналов расположены на периферии, в широкой части ротора или на его торце. Винты спирали гидравлических каналов выполнены под углом φ=η^π, где п>0 с заданным шагом от 0,5 до 1 диаметра ротора по оси, а приемная камера выполнена в виде усеченного конуса.

Недостатком известного гидравлического привода является технологически сложно выполнимые гидравлические каналы ротора, а также низкий КПД, недостаточно эффективное преобразование кинетической энергии рабочей среды в механическую энергию вращения ротора.

Наиболее близким к предложенному изобретению является гидравлический привод, содержащий роторный двигатель, с жестко закрепленным внутри ротора, установленного на подшипниках на неподвижном валу, статором, внешняя поверхность ротора выполнена в виде несущей поверхности для механизмов передачи вращения, на внутренней поверхности ротора между равномерно расположенными радиальными перемычками выполнены декомпрессионные камеры с установленными в них сегментами с направляющими и опорными стенками, образующими со стенками перемычки рабочую зону, сообщающиеся с кольцевой гравитационной камерой, образованной ротором и статором с каналами впуска и выпуска рабочей жидкости, проходящими через ротор и неподвижный вал в радиальном и осевом направлении [2].

Основным недостатком известного гидравлического привода является то, что он не может обеспечивать плавность вращения ротора, поскольку при наличии двух впускных и двух выпускных отверстий при четном числе декомпрессионных камер во время запуска двигателя оба впускные отверстия попадают на переднюю кромку декомпрессионной камеры, вследствие чего образуются мертвые зоны. Это не обеспечивает эффективной работы известной машины, не позволяет получить достаточно высокой мощности механической энергии вращения ротора на выходе.

Другим недостатком известного устройства является сложность конструкции, в частности декомпрессионные камеры, содержат сегмент сложной формы, установленный с возможностью колебания относительно оси, на которой он закреплен. Такая конструкция уменьшает износостойкость устройства в целом, при этом в местах стыка сегментов неизбежны потери энергии, что также снижает КПД машины.

Кроме того, известное устройство гидравлического привода имеет ограниченные функциональные возможности, прежде всего по мощности, принципу работы и направлению движения ротора. Это не позволяет использовать привод для одновременного привода различных механизмов передачи вращения, например цепного и зубчатого и т.д., из-за ограниченных размеров несущей поверхности на рабочем колесе ротора, размеры которой зависит от габаритов декомпрессионных камер.

Из-за ограниченных размеров несущей поверхности на рабочем колесе ротора известный гидравлический привод не может быть применен для объемных механизмов (например, большой ширины ленты в транспортерах и подъемниках горнодобывающей техники), требующих больших усилий от 100 кВт и более.

Задачей изобретения является увеличение мощности на выходе, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения прямого и обратного вращения ротора, выполнения несущей поверхности для механизмов передачи вращения ротора увеличенных габаритов, возможности одновременного привода различных передач, упрощение конструкции устройства и технологии изготовления в целом.

Поставленная задача в первом варианте достигается тем, что в известной конструкции универсального гидравлического привода, содержащем роторный двигатель, с жестко закрепленным внутри ротора, установленного на подшипниках на неподвижном валу, статором, внешняя поверхность ротора выполнена в виде несущей поверхности для механизмов передачи вращения, на внутренней поверхности ротора между равномерно расположенными радиальными перемычками выполнены декомпрессионные камеры с установленными в них сегментами с направляющими и опорными стенками, образующими со стенками перемычки рабочую зону, сообщающиеся с кольцевой гравитационной камерой, образованной ротором и статором с каналами впуска и выпуска рабочей жидкости, проходящими через ротор и неподвижный вал в радиальном и осевом направлении, ротор выполнен в виде двух рабочих колес, с диамет

- 1 014680 рами Όι и Ό₂, где Όι>Ό₂, с нечетным количеством декомпрессионных камер, внутренние стенки которых между перемычками выполнены по радиусу К. со скругленными относительно перемычек поверхностями, образующими в основании и конечных частях перемычек соответствующие утолщения, сегменты выполнены съемными, с двумя опорными стенками, соответствующими форме внутренних стенок декомпрессионных камер, и направляющими стенками, выполненными по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности одной перемычки к основанию внутренней скругленной поверхности другой перемычки.

Канал впуска рабочей жидкости имеет тарированные входные отверстия, причем осевые составляющие входных и выходных отверстий выведены на противоположные концы неподвижного вала.

В статоре выполнены пазы с размещенными в них подпружиненными в радиальном направлении, шиберами.

Внешняя поверхность по крайней мере одного рабочего колеса ротора выполнена заодно с зубчатым венцом.

Внешняя поверхность по крайней мере одного рабочего колеса ротора выполнена в виде барабана.

Поставленная задача во втором варианте достигается тем, что в известной конструкции универсального гидравлического привода, содержащем роторный двигатель, с жестко закрепленным внутри ротора, установленного на подшипниках на неподвижном валу, статором, внешняя поверхность ротора выполнена в виде несущей поверхности для механизмов передачи вращения, на внутренней поверхности ротора между равномерно расположенными радиальными перемычками выполнены декомпрессионные камеры с установленными в них сегментами с направляющими и опорными стенками, образующими со стенками перемычки рабочую зону, сообщающиеся с кольцевой гравитационной камерой, образованной ротором и статором с каналами впуска и выпуска рабочей жидкости, проходящими через ротор и неподвижный вал в радиальном и осевом направлении, ротор выполнен в виде рабочего колеса, расположенного между двумя фланцами с нечетным количеством декомпрессионных камер, внутренние стенки которых между перемычками выполнены по радиусу К со скругленными относительно перемычек поверхностями, образующими в основании и конечных частях перемычек соответствующие утолщения, сегменты выполнены съемными, с двумя опорными стенками, соответствующими форме внутренних стенок декомпрессионных камер, и направляющими стенками, выполненными по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности одной перемычки к основанию внутренней скругленной поверхности другой перемычки.

В статоре выполнены пазы с размещенными в них подпружиненными в радиальном направлении шиберами.

На внешней поверхности ротора жестко установлена насадка, выполненная в виде барабана.

На внешней поверхности ротора жестко установлена насадка, выполненная в виде шкива.

Поставленная задача в третьем варианте достигается тем, что в известной конструкции универсального гидравлического привода, содержащем роторный двигатель, с жестко закрепленным внутри ротора, установленного на подшипниках на неподвижном валу, статором, внешняя поверхность рабочего колеса ротора выполнена в виде несущей поверхности для механизмов передачи вращения, на внутренней поверхности ротора между равномерно расположенными радиальными перемычками выполнены декомпрессионные камеры с установленными в них сегментами с направляющими и рабочими стенками, образующими со стенками перемычки рабочую зону, сообщающиеся с кольцевой гравитационной камерой, образованной ротором и статором с каналами впуска и выпуска рабочей жидкости, проходящими через ротор и неподвижный вал в радиальном и осевом направлении гидравлический привод дополнен вторым роторным двигателем, установленным зеркально первому на другом конце неподвижного вала с возможностью вращения его ротора в направлении вращения первого ротора, в каждом роторе выполнено нечетное количество декомпрессионных камер, внутренние стенки которых между перемычками выполнены по радиусу К, со скругленными относительно перемычек поверхностями, образующими в основании и конечных частях перемычек соответствующие утолщения, сегменты выполнены съемными, с двумя опорными стенками, соответствующими форме внутренних стенок декомпрессионных камер, и направляющими стенками, выполненными по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности одной перемычки к основанию внутренней скругленной поверхности другой перемычки.

Каналы впуска и выпуска для каждого роторного двигателя расположены на противоположных концах неподвижного вала, каналы впуска рабочей жидкости первого и второго роторного двигателя выполнены тарированными и соединены на входе с общей питающей магистралью, а выходные отверстия каналов выпуска соединены с единой сливной магистралью.

В статорах выполнены пазы с размещенными в них подпружиненными в радиальном направлении шиберами.

Корпус универсального гидравлического привода выполнен сборным в виде двух оснований и каркаса, состоящего из разъемных частей, закрытых кожухом.

На внешних поверхностях первого и второго ротора жестко установлена обойма, выполненная в виде барабана.

На внешних поверхностях первого и второго ротора жестко установлена обойма, выполненная в

- 2 014680 виде шкива.

То, что ротор имеет нечетное количество декомпрессионных камер, предпочтительно пять, позволяет обеспечить плавность вращения ротора, за счет исключения в процессе запуска мертвых зон, что, в свою очередь, влияет на увеличение КПД.

Наличие съемных сегментов в роторе позволяет значительно упростить технологию производства, расширяет функциональные возможности машины за счет обеспечения правого или левого вращения ротора. Переставлять сегмент возможно, поскольку его опорные стенки выполнены соответствующими по форме внутренним стенкам декомпрессионных камер.

То, что каждая камера дополнительно содержит установленный с минимальными зазорами относительно ее внутренних стенок сегмент, определяющий рабочую зону, направляющую поток рабочей жидкости, позволяет выполнить эту зону в пределах параметров, обеспечивающих при меньших линейных скоростях вращения, т.е. меньшем диаметре ротора, возможность получения большего крутящего момента для механизмов передачи вращения.

Внешние плоскости сегментов, являющиеся направляющей стенкой декомпрессионной камеры для рабочей жидкости, выполнены по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности одной перемычки, убывающей к основанию внутренней скругленной поверхности другой перемычки, образуют наиболее оптимальную форму рабочей зоны. Это способствует снятию обратного гидравлического удара, неизбежного в известных гидравлических машинах, а также позволяет исключить проточную циркуляцию рабочей жидкости, что увеличивает КПД. Другим преимуществом сегмента является то, что при износе направляющей стенки рабочей зоны его легко можно заменить на новый.

То, что канал впуска рабочей жидкости имеет тарированные входные отверстия, причем осевые составляющие входных и выходных отверстий выведены на противоположные концы неподвижного вала, позволяет эффективно производить сброс давления в системе.

Выполнение в статоре пазов с размещенными в них подпружиненными в радиальном направлении шиберами позволяет в процессе вращения ротора за счет пружин прижиматься шиберам к внутренней поверхности ротора, выбирая, таким образом, зазор между ротором и статором и производя сброс рабочей жидкости в кольцевую полость.

Выполнение ротора в виде двух рабочих колес (вариант 1) разного диаметра и исполнения наружной поверхности позволяет интегрировать универсальный привод с цепными конвейерами, оборудованием, зубчатыми или реечными передачами и т.д., а также может являться приводом одновременно для двух механизмов как одного назначения, так и разного.

Выполнение ротора в виде в виде рабочего колеса, расположенного между двумя фланцами (вариант 2) позволяет при относительно небольших диаметрах ротора, за счет насадки увеличить габариты его внешней поверхности, являющейся несущей поверхностью для механизмов передачи вращения ленточных барабанов, тросовых лебедок и зубчатых зацеплений различного исполнения.

То, что в третьем варианте гидравлический привод дополнен вторым, аналогичным первому роторным двигателем, установленным зеркально первому на другом конце неподвижного вала с возможностью вращения его ротора в направлении вращения первого ротора, позволяет использовать универсальный привод для приведения ленточных конвейеров, в частности в мощных лентопротяжных механизмах, тросовых лебедках и т.д. за счет увеличения габаритов внешней поверхности, разнесения роторов по концам вала и применения общей обоймы.

Синхронность вращения роторов обеспечивается за счет того, что каналы впуска рабочей жидкости первого и второго роторного двигателя соединены на входе с общей питающей магистралью, расположены на противоположных концах неподвижного вала, а каналы выпуска соединены с единой сливной магистралью, причем каналы впуска и выпуска каждого двигателя расположены симметрично с двух сторон неподвижного вала. Это позволяет синхронизировать давление в магистралях. Наличие общей обоймы также обеспечивает синхронную работу обоих роторных двигателей универсального гидравлического привода.

Выполнение корпуса универсального гидравлического привода сборным в виде двух оснований и каркаса, состоящего из разъемных частей, закрытых кожухом облегчает обслуживание привода, повышает безопасность его использования. Форма и габариты корпуса роторного двигателя определяются исходя из конкретных условий (место установки привода, его мощности и т. д.)

Предложенное устройство позволяют учитывать и использовать эффект антигравитационных камер замкнутых в гидравлическом поле, высокоимпульсный коэффициент давления, а также прямо направленный гидроудар, гравитационно-иннерционные силы, направленные в рабочую зону декомпрессионной камеры, коэффициент остаточного давления, коэффициент плотности жидкости, коэффициент сжимаемости жидкости.

Техническим результатом изобретения является увеличение мощности на выходе, упрощение конструкции устройства и технологии производства, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения прямого и обратного вращения ротора, увеличения площади несущей поверхности для механизмов передачи вращения.

Сущность предложенного изобретения поясняются чертежами.

- 3 014680

На фиг. 1 представлен общий вид универсального гидравлического привода, с ротором выполненным в виде двух рабочих колес (вариант 1);

фиг. 2 - вид поперечного сечения декомпрессионной камеры ротора (вариант 1; 2);

фиг. 3 - общий вид универсального гидравлического привода, (вариант 2);

фиг. 4 - общий вид универсального гидравлического привода (вариант 3);

фиг. 5 - вид поперечного сечения декомпрессионной камеры ротора (вариант 3).

Универсальный гидравлический привод для первого варианта содержит роторный двигатель 1 (см. фиг. 1). В корпусе 2 роторного двигателя 1, выполненного в виде основания 3 и каркаса, состоящего из двух, разъемных частей 4, 5, (в зависимости от конкретного технического задания разъемных частей может быть больше), закрытых кожухом 6, жестко закреплен в стопорных квадратах 7 неподвижный вал 8. В центральной части неподвижного вала 8 жестко закреплен статор 9. Равномерно в статоре 9 в радиальном направлении от центра выполнены пазы 10, в которых размещены подпружиненные в радиальном направлении пружинами 11 шиберы 12.

Шиберы 12 выполнены из более мягкого материала, имеющего наименьший коэффициент трения по стали, такого как латунь, бронза, синтетический материал. Это позволяет легко заменить их на новые в процессе износа, при эксплуатации предложенной гидравлической машины (фиг. 2).

Статор 9 жестко закреплен шпонками 13 внутри ротора 14, который установлен на подшипниках 15 на неподвижном валу 8. Ротор 14 может быть выполнен в виде рабочего колеса 16, диаметром Όι скрепленного с другим рабочим колесом 17, диаметром Ό₂, например, посредством винтов 18. При этом диаметры Όι, Ό₂ рабочих колес 16 и 17 могут быть одинаковыми или разными по величине. Такая модификация позволяет выполнять рабочие колеса 16, 17 разных типоразмеров с несущей поверхностью для разных механизмов передачи вращения, например, цепного и зубчатого, канатного и ременного и т.д., в том числе разных габаритных размеров. Это значительно увеличивает функциональные возможности предложенного универсального гидравлического привода.

Внешняя поверхность рабочих колес 16 и 17, ротора 14, являющаяся несущей поверхностью для механизмов передачи вращения, может быть выполнена заодно с зубчатым венцом (звездочкой) 23 или в виде барабана 24 для натяжения ленты.

На внутренней термически обработанной поверхности ротора 14 между равномерно расположенными радиальными перемычками 26 по их числу выполнено пять одинаковых декомпрессионных камер 27, сообщающихся с кольцевой гравитационной камерой 28, образованной ротором 14 и статором 9.

На неподвижном узле роторного двигателя 1 универсального гидравлического привода, включающем неподвижный вал 8 и статор 9, выполнены канал впуска 29 высокого давления рабочей жидкости и выпуска 30 низкого давления. Канал впуска 29 включает осевое входное тарированное отверстие 31 и два радиальных тарированных отверстия 32, проходящих через статор 9 и неподвижный вал 8 до пересечения с отверстием 31.

Каналы выпуска 30 низкого давления (сброса) рабочей жидкости расположены с противоположной стороны неподвижного вала 8 от канала впуска 29. Каналы выпуска 30 включают выходные осевые отверстия 33, пересекающиеся с радиальными отверстиями 34. Причем суммарное сечение выходных осевых отверстий 33 для сброса давления имеет больше, чем входное тарированное отверстие 31 для подачи рабочей жидкости, а радиальные входные отверстия 32 и радиальные выходные отверстия 34 выполнены поочередно, равномерно под углом 90°, относительно друг друга. Для каждого конкретного исполнения машины, в зависимости от диаметра ротора 14, производят конкретный расчет тарированных отверстий 31, 33.

Внутренние стенки 35 декомпрессионных камер 27, между равномерно расположенными радиальными перемычками 26 выполнены цилиндрическими, по радиусу В, со скругленными относительно перемычек 26 поверхностями 36, образующими в основании и конечных частях перемычек соответствующие утолщения, переходящие в торцовые поверхности 37 перемычек 26. Удвоенный радиус 2В, образования внутренних стенок 35 декомпрессионных камер 27 находится в пределах 0,6-0,85Ό₂.

Декомпрессионные камеры 27 содержат съемные сегменты 38 с двумя опорными стенками. Обе опорные стенки 39 съемных сегментов 38 выполнены по форме внутренних стенок 35, 36, 37 декомпрессионных камер 27, а направляющие для рабочей жидкости стенки 40 выполнены по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности 37 одной перемычки 26 убывающей к основанию внутренней скругленной поверхности 36 другой перемычки 26, которая определена экспериментальным путем.

Направляющая стенка 40 съемного сегмента 38 и рабочая стенка декомпрессионной камеры 27, состоящая из ее внутренних стенок 36, и стенки перемычки 37 образуют рабочую зону 41 декомпрессионной камеры 27.

Съемные сегменты 38, расположенные в декомпрессионных камерах 27, определяют работу ротора 14 и направляют ламинарный поток рабочей жидкости высокого давления по мягкой лекальной линии к цилиндрической поверхности ротора 14 в сторону его вращения посредством направляющей стенки 40.

Наличие съемных сегментов 38 позволяет обеспечить, в зависимости от необходимости, как правое, так и левое вращение ротора 14.

Роторный двигатель 1 универсального гидравлического привода запитывается рабочей жидкостью,

- 4 014680 например маслом, посредством гидростанции (не показано).

Второй вариант исполнения универсального гидравлического привода отличается выполнением ротора в виде рабочего колеса 19, расположенного между двумя фланцами 20, 21 (фиг. 3). Такое исполнение позволяет на несущей поверхности установить насадку 22 для механизмов передачи вращения с увеличенными габаритами. Внешняя поверхность насадки 22 выполнена в виде барабана 24 для ленты, барабана с бортиками или шкива 25 для каната или ремня.

Универсальный гидравлический привод для третьего варианта содержит два роторных двигателя 1 и 2, которые установлены симметрично и зеркально друг другу на противоположных концах неподвижного вала 3. Неподвижный вал 3 жестко закреплен в стопорных квадратах 4, в общем корпусе 5 для обоих роторных двигателей предложенного универсального гидравлического привода (фиг. 4).

При этом корпус 5 выполнен в виде двух оснований 6, каркаса 7, состоящего из двух разъемных частей 8, 9, (в зависимости от конкретного технического задания разъемных частей может быть больше), закрытых кожухом 10 (фиг. 5).

С каждой стороны неподвижного вала 3 жестко закреплены статоры 11, 12. Равномерно в статорах 11, 12 выполнены пазы 13, в которых размещены подпружиненные в радиальном направлении пружинами 14 шиберы 15.

Статоры 11, 12 жестко закреплены на неподвижном валу 3 внутри роторов 16, 17, установленных на подшипниках 18, 19.

На внутренних термически обработанных поверхностях роторов 16, 17 между равномерно расположенными радиальными перемычками 20, по их числу выполнено пять одинаковых декомпрессионных камер 21, сообщающихся с кольцевыми гравитационными камерами 22, 23, образованными роторами 16, 17 и соответствующими статорами 11, 12. Декомпрессионные камеры 21 такие же, как в первом и втором вариантах исполнения универсального гидравлического привода.

Роторные двигатели 1 и 2 конструктивно могут быть выполнены, как в первом или втором вариантах исполнения. В приведенном примере выполнения роторы 16, 17 выполнены в виде двух рабочих колес 24, 25, имеют возможность вращения в одну сторону за счет соответствующей установки съемных сегментов 26. При этом роторы 16 и 17 расположены на противоположных концах неподвижного вала 3 зеркально друг другу.

Два канала впуска 27, 28 рабочей жидкости для первого 1 и второго 2 роторных двигателей соединены на входе с общей питающей входной магистралью 29, а четыре канала выпуска 30, 31 (по два для каждого роторного двигателя 1, 2) соединены с единой сливной магистралью 32.

Каналы впуска 27, 28 и каналы выпуска 30, 31 для каждого роторного двигателя 1,2 расположены на противоположных концах неподвижного вала 3. Выполнение входного отверстия и двух сливных с выходом на одну сторону неподвижного вала возможно при большом диаметре вала, устанавливаемом на приводе большой мощности.

Каналы впуска 27, 28 состоят из осевых тарированных отверстий 35, 36, расположенных по центру неподвижного вала 3 и двух радиальных тарированных отверстий 37, 38, проходящих через соответствующий статор 11, 12 и неподвижный вал 3 до пересечения с соответствующими отверстиями 35, 36. Каналы выпуска 30, 31 выходят каждый со стороны входа соответствующего канала впуска 27, 28 и состоят из двух выходных осевых отверстий 33, 34, пересекающихся соответственно с радиальными отверстиями 39, 40. Радиальные входные отверстия 37, 38 и радиальные выходные отверстия 39, 40 расположены поочередно под углом 90° относительно друг друга. Предпочтительно, благодаря большему диаметру неподвижного вала 3, все радиальные отверстия 37, 38, 39, 40 расположены в одной плоскости, проходящей через середину декомпрессионных камер 21.

На внешних поверхностях первого 16 и второго ротора 17 жестко установлены переходные насадки 41, 42, большего диаметра, чем диаметр соответствующего ротора 16, 17. На переходных насадках 41, 42 закреплена общая для двух роторных двигателей 1, 2 обойма 43, выполненная в виде барабана 44 или шкива 45.

Универсальный гидравлический привод роторного типа работает следующим образом.

Рабочая жидкость под рабочим давлением 60-160 кг/см² при температуре порядка 45-65°С подается в гравитационную камеру 19.

При рабочем цикле рабочая жидкость под давлением через входное тарированное отверстие 31 и впускной канал 29 попадает в гравитационную камеру 28 с термически обработанной внутренней поверхностью ротора 14.

Далее рабочая жидкость по направляющей стенке 40 попадает в рабочую зону 41 декомпрессионных камер 27. Нечетное количество декомпрессионных камер 27 позволяет избежать ситуации, когда перемычки 26 ротора 14 перекрывают впускной канал 29 и входное тарированное отверстие 31.

Ламинарный поток рабочей жидкости проходит в сторону вращения ротора 14 по плавной лекальной линии к цилиндрической поверхности направляющей стенки 40, попадает на рабочую стенку 36, 37. На рабочей стенке 36, 37 происходит мягкое торможение рабочей жидкости. Это снижает потери энергии от удара, сопровождающееся передачей энергии ламинарного потока и превращению ее в кинетическую энергию вращения ротора 14, создавая крутящий момент на несущей поверхности для механизмов пере

- 5 014680 дачи вращения - зубчатом венце 23 или барабане 24 в первом варианте исполнения, барабане 24 или шкиве для каната 25 во втором варианте исполнения универсального гидравлического привода соответственно.

Форма декомпрессионной камеры 27 при выбранных размерах обеспечивает оптимальный режим энергообмена между рабочей жидкостью и ротором 14. Такое исполнение гарантирует исключение развития обратного гидравличекого удара в потоке рабочей жидкости при впуске в декомпрессионную камеру 27, а также обеспечивает компенсацию эффекта антигравитационного всплытия ротора 14 на высоких частотах вращения, что также снижает потери мощности на соответствующих механизмах передачи вращения.

В третьем варианте исполнения вращение двух роторов 16, 17 универсального гидравлического привода происходит синхронно, поскольку они связаны между собой общей обоймой 43, жестко закрепленной на обоих роторах 16, 17, а также наличием общей входной магистрали 29 для каналов впуска высокого давления 27, 28.

Испытания опытных образцов различных модификаций универсальных гидравлических приводов, выполненных в соответствии с предложенным и вариантами изобретений, показали, что при обеспечении полного отсутствия промышленных отходов их КПД превышается в 5 раз и более. Первый вариант исполнения обеспечивает получение мощности на выходе в пределах от 30 до 50 кВт, а второй - от 40 до 100 кВт, а третий вариант - 100 кВт и выше. Наличие съемного сегмента позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления универсального гидравлического привода в целом, а также обеспечить правое и/или левое вращение ротора (или роторов).

Универсальные гидравлические приводы, выполненные в соответствии с предложенным изобретением, при полной нагрузке работают тихо и равномерно, без вибраций. Шумность не превышает 100 дБ. Простата конструкции обеспечивает возможность привлечения минимум персонала.

Источники информации:

[1] . ВИ 2305191, 2007г.

[2] . АО 2005/068839, 2005 г., прототип (по пп.1, 6, 10).

Claims (15)

1. Универсальный гидравлический привод, содержащий роторный двигатель, с жестко закрепленным внутри ротора, установленного на подшипниках на неподвижном валу, статором, внешняя поверхность ротора выполнена в виде несущей поверхности для механизмов передачи вращения, на внутренней поверхности ротора между равномерно расположенными радиальными перемычками выполнены декомпрессионные камеры с установленными в них сегментами с направляющими и опорными стенками, образующими со стенками перемычки рабочую зону, сообщающиеся с кольцевой гравитационной камерой, образованной ротором и статором с каналами впуска и выпуска рабочей жидкости, проходящими через ротор и неподвижный вал в радиальном и осевом направлении, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде двух рабочих колес с диаметрами Ό! и Ό₂, где Ό₁>Ό₂, с нечетным количеством декомпрессионных камер, внутренние стенки которых между перемычками выполнены по радиусу В со скругленными относительно перемычек поверхностями, образующими в основании и конечных частях перемычек соответствующие утолщения, сегменты выполнены съемными, с двумя опорными стенками, соответствующими форме внутренних стенок декомпрессионных камер, и направляющими стенками, выполненными по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности одной перемычки к основанию внутренней скругленной поверхности другой перемычки.

2. Универсальный гидравлический привод по п.1, отличающийся тем, что канал впуска рабочей жидкости имеет тарированные входные отверстия, причем осевые составляющие входных и выходных отверстий выведены на противоположные концы неподвижного вала.

3. Универсальный гидравлический привод по п.2, отличающийся тем, что в статоре выполнены пазы с размещенными в них подпружиненными в радиальном направлении шиберами.

4. Универсальный гидравлический привод по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что внешняя поверхность по крайней мере одного рабочего колеса ротора выполнена заодно с зубчатым венцом.

5. Универсальный гидравлический привод по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что внешняя поверхность по крайней мере одного рабочего колеса ротора выполнена в виде барабана.

6. Универсальный гидравлический привод, содержащий роторный двигатель, с жестко закрепленным внутри ротора, установленного на подшипниках на неподвижном валу, статором, внешняя поверхность ротора выполнена в виде несущей поверхности для механизмов передачи вращения, на внутренней поверхности ротора между равномерно расположенными радиальными перемычками выполнены декомпрессионные камеры с установленными в них сегментами с направляющими и опорными стенками, образующими со стенками перемычки рабочую зону, сообщающиеся с кольцевой гравитационной камерой, образованной ротором и статором с каналами впуска и выпуска рабочей жидкости, проходящими через ротор и неподвижный вал в радиальном и осевом направлении, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде рабочего колеса, расположенного между двумя фланцами с нечетным количеством декомпрессион- 6 014680 ных камер, внутренние стенки которых между перемычками выполнены по радиусу В со скругленными относительно перемычек поверхностями, образующими в основании и конечных частях перемычек соответствующие утолщения, сегменты выполнены съемными, с двумя опорными стенками, соответствующими форме внутренних стенок декомпрессионных камер, и направляющими стенками, выполненными по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности одной перемычки к основанию внутренней скругленной поверхности другой перемычки.

7. Универсальный гидравлический привод по п.6, отличающийся тем, что в статоре выполнены пазы с размещенными в них подпружиненными в радиальном направлении шиберами.

8. Универсальный гидравлический привод по п.6, отличающийся тем, что на внешней поверхности ротора жестко установлена насадка, выполненная в виде барабана.

9. Универсальный гидравлический привод по п.6, отличающийся тем, что на внешней поверхности ротора жестко установлена насадка, выполненная в виде шкива.

10. Универсальный гидравлический привод, содержащий роторный двигатель, с жестко закрепленным внутри ротора, установленного на подшипниках на неподвижном валу, статором, внешняя поверхность рабочего колеса ротора выполнена в виде несущей поверхности для механизмов передачи вращения, на внутренней поверхности ротора между равномерно расположенными радиальными перемычками выполнены декомпрессионные камеры с установленными в них сегментами с направляющими и рабочими стенками, образующими со стенками перемычки рабочую зону, сообщающиеся с кольцевой гравитационной камерой, образованной ротором и статором с каналами впуска и выпуска рабочей жидкости, проходящими через ротор и неподвижный вал в радиальном и осевом направлении, отличающийся тем, что гидравлический привод дополнен вторым роторным двигателем, установленным зеркально первому на другом конце неподвижного вала с возможностью вращения его ротора в направлении вращения первого ротора, в каждом роторе выполнено нечетное количество декомпрессионных камер, внутренние стенки которых между перемычками выполнены по радиусу В со скругленными относительно перемычек поверхностями, образующими в основании и конечных частях перемычек соответствующие утолщения, сегменты выполнены съемными, с двумя опорными стенками, соответствующими форме внутренних стенок декомпрессионных камер, и направляющими стенками, выполненными по лекальной линии, проходящей от торцевой поверхности одной перемычки к основанию внутренней скругленной поверхности другой перемычки.

11. Универсальный гидравлический привод по п.10, отличающийся тем, что каналы впуска и выпуска для каждого роторного двигателя расположены на противоположных концах неподвижного вала, каналы впуска рабочей жидкости первого и второго роторного двигателя выполнены тарированными и соединены на входе с общей питающей магистралью, а выходные отверстия каналов выпуска соединены с единой сливной магистралью.

12. Универсальный гидравлический привод по п.11, отличающийся тем, что в статорах выполнены пазы с размещенными в них подпружиненными в радиальном направлении шиберами.

13. Универсальный гидравлический привод по п.12, отличающийся тем, что корпус универсального гидравлического привода выполнен сборным в виде двух оснований и каркаса, состоящего из разъемных частей, закрытых кожухом.

14. Универсальный гидравлический привод по одному из пп.10-13, отличающийся тем, что на внешних поверхностях первого и второго ротора жестко установлена обойма, выполненная в виде барабана.

15. Универсальный гидравлический привод по одному из пп.10-13, отличающийся тем, что на внешних поверхностях первого и второго ротора жестко установлена обойма, выполненная в виде шкива.