RU148081U1

RU148081U1 - PNEUMATIC ENGINE

Info

Publication number: RU148081U1
Application number: RU2014126280/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Кузнецов
Original assignee: Юрий Павлович Кузнецов
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Пневматический двигатель, содержащий ротор, включающий в себя вал с размещенными на нем входной камерой, промежуточной камерой и реактивной турбиной, причем входная камера содержит регулировочное эластичное кольцо, установленное с возможностью упругой деформации под воздействием центробежных сил, промежуточная камера сформирована передней боковой стенкой, задней боковой стенкой, внутренней цилиндрической стенкой и периферийной цилиндрической стенкой и сообщена по потоку газа с входной камерой с помощью группы впускных отверстий, выполненных в передней боковой стенке, а реактивная турбина выполнена в виде диска с размещенными на нем радиальными сопловыми лопатками, отличающийся тем, что промежуточная камера содержит дополнительное эластичное кольцо, установленное с прилеганием к передней боковой стенке, задней боковой стенке и внутренней цилиндрической стенке с возможностью упругой деформации и растяжения под воздействием центробежных сил, радиальные сопловые лопатки установлены на боковой поверхности диска реактивной турбины, обращенной к промежуточной камере, с прилеганием к задней боковой стенке, промежуточная камера сообщена по потоку газа с входным сечением радиальных сопловых лопаток с помощью группы перепускных отверстий, выполненных в задней боковой стенке и расположенных с внутренней стороны цилиндрического сечения, диаметр которого не превышает диаметр цилиндрического сечения, с наружной стороны которого расположена группа впускных отверстий. A pneumatic engine comprising a rotor including a shaft with an inlet chamber, an intermediate chamber and a jet turbine placed on it, the inlet chamber containing an elastic adjusting ring mounted with the possibility of elastic deformation under the influence of centrifugal forces, the intermediate chamber is formed by the front side wall, the rear side the wall, the inner cylindrical wall and the peripheral cylindrical wall and communicated through the gas stream with the inlet chamber using a group of inlets, filled in the front side wall, and the jet turbine is made in the form of a disk with radial nozzle blades placed on it, characterized in that the intermediate chamber contains an additional elastic ring mounted with abutment against the front side wall, rear side wall and inner cylindrical wall deformation and tension under the influence of centrifugal forces, radial nozzle vanes are installed on the side surface of the jet turbine disk facing the intermediate chamber re, adjacent to the rear side wall, the intermediate chamber is communicated through a gas stream with an inlet section of radial nozzle blades using a group of bypass holes made in the rear side wall and located on the inside of the cylindrical section, the diameter of which does not exceed the diameter of the cylindrical section, with the outside the side of which is a group of inlets.

Description

Полезная модель относится к области ручных пневматических шлифовальных машин.The utility model relates to the field of manual pneumatic grinders.

Качество поверхностей деталей, обрабатываемых ручными пневматическими шлифовальными машинами, во многом определяется стабильностью частоты вращения ротора при изменяющейся нагрузке. При этом машины должны быть энергетически эффективными, компактными и технологичными. Указанным требованиям удовлетворяют пневматические шлифовальные машины, в которых в качестве привода вращения применена реактивная турбина, работающая совместно с регулятором числа оборотов (патент США №4776752, 1988).The quality of the surfaces of parts processed by hand-held pneumatic grinders is largely determined by the stability of the rotor speed under varying load. At the same time, machines must be energy efficient, compact and technologically advanced. These requirements are met by pneumatic grinders in which a jet turbine is used as a rotation drive, working in conjunction with a speed controller (US Pat. No. 4,776,752, 1988).

В большинстве известных конструкций регуляторов числа оборотов используется принцип отрицательной обратной связи между частотой вращения ротора и перепадом давлений в приводе вращения. Известен малоразмерный пневмопривод (патент на полезную модель РФ №118359, F01D 17/06. Малоразмерный пневмопривод / Кузнецов Ю.П. и др., 2012), в котором регулятор числа оборотов выполнен в виде камеры с эластичным кольцом. Последнее установлено с прилеганием к боковым стенкам и внутренней цилиндрической стенке камеры с возможностью растяжения под воздействием центробежных сил. Для передачи вращения эластичному кольцу, растянутому под действием центробежных сил, на всем участке его перемещения предусмотрен контакт последнего с боковыми стенками камеры. Контакт обеспечивается тем, что осевой зазор между боковыми стенками на всем участке перемещения эластичного кольца в цилиндрическом сечении любого диаметра эквивалентен ширине указанного кольца, растянутого до этого же диаметра. Величина упругой деформации эластичного кольца зависит от частоты вращения ротора. Растягиваясь и сохраняя концентричное положение относительно оси ротора, эластичное кольцо частично перекрывает проходное сечение камеры и, таким образом, осуществляет воздействие на перепад давлений в приводе вращения пневматического двигателя.Most known designs of speed controllers use the principle of negative feedback between the rotor speed and the differential pressure in the rotation drive. A small-sized pneumatic actuator is known (patent for a utility model of the Russian Federation No. 118359, F01D 17/06. Small-sized pneumatic actuator / Kuznetsov Yu.P. et al., 2012), in which the speed controller is made in the form of a camera with an elastic ring. The latter is installed with fit to the side walls and the inner cylindrical wall of the chamber with the possibility of stretching under the influence of centrifugal forces. To transmit rotation to an elastic ring stretched under the action of centrifugal forces, the contact of the latter with the side walls of the chamber is provided over the entire area of its movement. Contact is ensured by the fact that the axial clearance between the side walls over the entire area of movement of the elastic ring in a cylindrical section of any diameter is equivalent to the width of the specified ring, stretched to the same diameter. The amount of elastic deformation of the elastic ring depends on the rotor speed. Stretching and maintaining a concentric position relative to the axis of the rotor, the elastic ring partially overlaps the passage section of the chamber and, thus, affects the pressure drop in the rotational drive of the air motor.

Наиболее рациональным представляется размещение регулятора числа оборотов со стороны входа потока газа в привод вращения, так как в этом случае имеется конструктивная возможность надежного отделения области высокого от области низкого давления. При этом эластичное кольцо находится под одновременным воздействием центробежных сил и сил давления газа. Если канал подвода газа находится на меньшем диаметре, чем канал отвода газа, центробежные силы воздействуют на эластичное кольцо однонаправлено с силами давления газа. Как результат, при достижении определенной частоты вращения ротора растянутое эластичное кольцо может занять такое положение, при котором воздействующие на него силы давления газа и центробежные силы в сумме оказываются больше, чем силы упругости от деформации растяжения кольца. В этом случае эластичное кольцо не может вернуться в исходное положение без отключения пневматического двигателя от источника питания. Конструкция может быть использована в предельных ограничителях частоты вращения, но непригодна для регуляторов числа оборотов пневматического двигателя, выходящего в процессе работы на холостые обороты ротора.It seems most rational to place the speed controller on the gas flow inlet side of the rotation drive, since in this case there is a constructive possibility of reliable separation of the high region from the low pressure region. In this case, the elastic ring is under the simultaneous influence of centrifugal forces and gas pressure forces. If the gas inlet channel is at a smaller diameter than the gas outlet channel, centrifugal forces act on the elastic ring unidirectionally with gas pressure forces. As a result, when a certain rotor speed is reached, the stretched elastic ring can occupy a position in which the gas pressure and centrifugal forces acting on it turn out to be larger than the elastic forces from the tensile strain of the ring. In this case, the elastic ring cannot return to its original position without disconnecting the air motor from the power source. The design can be used in limit speed limiters, but is unsuitable for speed controllers of a pneumatic engine, which goes into idle rotor during operation.

Если канал подвода газа находится на большем диаметре, чем канал отвода газа, центробежные силы воздействуют на эластичное кольцо в противоположном направлении по отношению к силам давления газа. При низких частотах вращения ротора эти силы сопоставимы по своей величине, что существенно снижает возможность его растяжения. Это не позволяет применять описанный регулятор в относительно тихоходных пневматических двигателях с частотой вращения менее 25000 об/мин.If the gas supply channel is at a larger diameter than the gas exhaust channel, centrifugal forces act on the elastic ring in the opposite direction with respect to the gas pressure forces. At low rotor speeds, these forces are comparable in magnitude, which significantly reduces the possibility of stretching it. This does not allow the use of the described controller in relatively low-speed pneumatic engines with a rotational speed of less than 25,000 rpm.

Известен пневматический двигатель (патент на изобретение РФ №2406828, F01D 15/06. Пневматический двигатель для инструментов с поворотно-вращательным приводом / Зитцлер Я., 2007), который выбран за прототип. Пневматический двигатель содержит ротор, включающий в себя вал с размещенными на нем входной камерой, промежуточной камерой и реактивной турбиной, причем входная камера содержит регулировочное эластичное кольцо, установленное с возможностью упругой деформации под воздействием центробежных сил, промежуточная камера сформирована передней боковой стенкой, задней боковой стенкой, внутренней цилиндрической стенкой и периферийной цилиндрической стенкой и сообщена по потоку газа с входной камерой с помощью группы впускных отверстий, выполненных в передней боковой стенке, а реактивная турбина выполнена в виде диска с размещенными на нем радиальными сопловыми лопатками.Known pneumatic engine (patent for the invention of the Russian Federation No. 2406828, F01D 15/06. Pneumatic engine for tools with rotary-rotational drive / Zitzler Ya., 2007), which is selected for the prototype. The pneumatic engine comprises a rotor including a shaft with an inlet chamber, an intermediate chamber and a jet turbine placed on it, the inlet chamber containing an adjustable elastic ring mounted with the possibility of elastic deformation under the influence of centrifugal forces, the intermediate chamber is formed by the front side wall, the rear side wall , the inner cylindrical wall and the peripheral cylindrical wall and communicated through the gas stream with the inlet chamber using a group of inlets flax in the front side wall, and the jet turbine is made in the form of a disk with radial nozzle blades placed on it.

В описываемой конструкции регулировочное эластичное кольцо установлено с прилеганием к периферийной цилиндрической стенке входной камеры. Во время вращения ротора эта стенка передает вращение регулировочному эластичному кольцу, ограничивая его радиальное перемещение под воздействием центробежных сил. В результате происходит упругая деформация регулировочного эластичного кольца, зависящая от частоты вращения ротора. Последнее частично перекрывает проходное сечение входной камеры и, таким образом, осуществляет воздействие на давление потока газа в канале, сообщающим промежуточную камеру с входной камерой.In the described construction, the adjusting elastic ring is mounted adjacent to the peripheral cylindrical wall of the inlet chamber. During the rotation of the rotor, this wall transmits the rotation to the adjusting elastic ring, limiting its radial movement under the influence of centrifugal forces. As a result, elastic deformation of the adjusting elastic ring, depending on the rotor speed, occurs. The latter partially overlaps the passage section of the inlet chamber and, thus, acts on the pressure of the gas flow in the channel, which communicates the intermediate chamber with the inlet chamber.

В описываемой конструкции упругая деформация регулировочного эластичного кольца имеет относительно малую величину. Поэтому для обеспечения необходимого воздействия на перепад давлений в реактивной турбине приходится снижать площадь проходного сечения входной камеры. Это являются причиной существенного сопротивления потоку газа, особенно в относительно тихоходных пневматических двигателях.In the described construction, the elastic deformation of the adjusting elastic ring is relatively small. Therefore, to ensure the necessary impact on the pressure drop in the jet turbine, it is necessary to reduce the area of the inlet section of the inlet chamber. This is the reason for significant resistance to gas flow, especially in relatively low-speed pneumatic engines.

Входная камера и промежуточная камера пневматического двигателя размещены в области высокого давления, а реактивная турбина - в области низкого давления. Эти области пневматического двигателя разделены с помощью диафрагмы. При этом промежуточная камера сообщена по потоку газа с реактивной турбиной с помощью перепускного канала, в состав которого входит выполненное в валу осевое отверстие. Последнее имеет малую площадь поперечного сечения, что обусловливает возникновение больших гидравлических потерь при движении потока газа вдоль этого отверстия.The inlet chamber and the intermediate chamber of the air motor are located in the high-pressure region, and the jet turbine in the low-pressure region. These areas of the air motor are separated by a diaphragm. In this case, the intermediate chamber is communicated through a gas stream with a jet turbine using a bypass channel, which includes an axial hole made in the shaft. The latter has a small cross-sectional area, which causes large hydraulic losses during the movement of the gas flow along this hole.

Описанная конструкция энергетически неэффективна, особенно при относительно низких частотах вращения ротора, громоздка и нетехнологична. Поэтому пневматический двигатель не может быть использован в ручных пневматических шлифовальных машин с частотой вращения менее 25000 об/мин.The described construction is energetically inefficient, especially at relatively low rotor speeds, it is bulky and low-tech. Therefore, a pneumatic motor cannot be used in hand-held pneumatic grinders with a rotation speed of less than 25,000 rpm.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, - совершенствование конструкции пневматического двигателя.The problem solved by the proposed utility model is to improve the design of the air motor.

Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении энергетической эффективности, компактности и технологичности пневматического двигателя, расширении области его возможного применения.The technical result from the use of the utility model is to increase energy efficiency, compactness and manufacturability of a pneumatic engine, expanding the scope of its possible application.

Указанный результат достигается тем, что в пневматическом двигателе, содержащем ротор, включающий в себя вал с размещенными на нем входной камерой, промежуточной камерой и реактивной турбиной, причем входная камера содержит регулировочное эластичное кольцо, установленное с возможностью упругой деформации под воздействием центробежных сил, промежуточная камера сформирована передней боковой стенкой, задней боковой стенкой, внутренней цилиндрической стенкой и периферийной цилиндрической стенкой и сообщена по потоку газа с входной камерой с помощью группы впускных отверстий, выполненных в передней боковой стенке, а реактивная турбина выполнена в виде диска с размещенными на нем радиальными сопловыми лопатками, промежуточная камера содержит дополнительное эластичное кольцо, установленное с прилеганием к передней боковой стенке, задней боковой стенке и внутренней цилиндрической стенке с возможностью упругой деформации и растяжения под воздействием центробежных сил, радиальные сопловые лопатки установлены на боковой поверхности диска реактивной турбины, обращенной к промежуточной камере, с прилеганием к задней боковой стенке, промежуточная камера сообщена по потоку газа с входным сечением радиальных сопловых лопаток с помощью группы перепускных отверстий, выполненных в задней боковой стенке и расположенных с внутренней стороны цилиндрического сечения, диаметр которого не превышает диаметр цилиндрического сечения, с наружной стороны которого расположена группа впускных отверстий.The specified result is achieved in that in a pneumatic engine containing a rotor including a shaft with an input chamber, an intermediate chamber and a jet turbine placed on it, the input chamber containing an elastic adjusting ring mounted with the possibility of elastic deformation under the influence of centrifugal forces, an intermediate chamber formed by the front side wall, the rear side wall, the inner cylindrical wall and the peripheral cylindrical wall and communicated through the gas flow from the input chamber swarm using a group of inlets made in the front side wall, and the jet turbine is made in the form of a disk with radial nozzle blades placed on it, the intermediate chamber contains an additional elastic ring mounted with fit to the front side wall, rear side wall and inner cylindrical wall with the possibility of elastic deformation and tension under the influence of centrifugal forces, radial nozzle vanes are installed on the side surface of the jet turbine disk to the intermediate chamber, adjacent to the rear side wall, the intermediate chamber is communicated through a gas stream with an inlet section of radial nozzle vanes using a group of bypass holes made in the rear side wall and located on the inside of the cylindrical section, the diameter of which does not exceed the diameter of the cylindrical section, on the outside of which is a group of inlets.

На фиг. 1 приведен продольный разрез пневматического двигателя в статическом положении в момент запуска; на фиг. 2 - продольный разрез пневматического двигателя в процессе работы; на фиг. 3 - разрез Α-A на фиг. 2.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a pneumatic engine in a static position at the time of starting; in FIG. 2 - a longitudinal section of a pneumatic engine during operation; in FIG. 3 is a section Α-A in FIG. 2.

Пневматический двигатель содержит ротор, включающий в себя вал 1 с размещенными на нем входной камерой 2, промежуточной камерой 3 и реактивной турбиной. Ротор размещен в пределах корпуса 4, в котором область высокого давления 5 отделена от области низкого давления 6 с помощью уплотнительной втулки 7, охватывающей вал 1 по периферии. Входная камера 2 содержит регулировочное эластичное кольцо 8. Последнее установлено с прилеганием к периферийной цилиндрической стенке 9 входной камеры 2 таким образом, что в статическом положении пневматического двигателя обеспечивается свободный проход потока газа из входной камеры 2 к промежуточной камере 3. При этом регулировочное эластичное кольцо 8 имеет возможность упругой деформации под воздействием центробежных сил. Входная камера 2 сообщена по потоку газа с областью высокого давления 5 с помощью выполненных в валу 1 осевого отверстия 10 и группы радиальных отверстий 11.The pneumatic engine comprises a rotor including a shaft 1 with an input chamber 2, an intermediate chamber 3, and a jet turbine placed thereon. The rotor is placed within the housing 4, in which the high-pressure region 5 is separated from the low-pressure region 6 by means of a sealing sleeve 7, covering the shaft 1 on the periphery. The inlet chamber 2 contains an adjusting elastic ring 8. The latter is mounted adjacent to the peripheral cylindrical wall 9 of the inlet chamber 2 in such a way that in the static position of the air motor, gas flows freely from the inlet chamber 2 to the intermediate chamber 3. In this case, the adjusting elastic ring 8 has the possibility of elastic deformation under the influence of centrifugal forces. The inlet chamber 2 is communicated by the gas flow with the high-pressure region 5 by means of an axial hole 10 and a group of radial holes 11 made in the shaft 1.

Промежуточная камера 3 сформирована передней боковой стенкой 12, задней боковой стенкой 13, внутренней цилиндрической стенкой 14 и периферийной цилиндрической стенкой 15. Промежуточная камера 3 сообщена по потоку газа с входной камерой 2 с помощью группы впускных отверстий 16, выполненных в передней боковой стенке 12. Промежуточная камера 3 содержит дополнительное эластичное кольцо 17. Последнее установлено с прилеганием к передней боковой стенке 12, задней боковой стенке 13 и внутренней цилиндрической стенке 14 таким образом, что в статическом положении пневматического двигателя обеспечивается свободный проход потока газа из промежуточной камеры 3 к реактивной турбине. При этом дополнительное эластичное кольцо 17 имеет возможность упругой деформации и растяжения под воздействием центробежных сил.The intermediate chamber 3 is formed by the front side wall 12, the rear side wall 13, the inner cylindrical wall 14 and the peripheral cylindrical wall 15. The intermediate chamber 3 is communicated through the gas stream with the inlet chamber 2 using a group of inlets 16 made in the front side wall 12. The intermediate the chamber 3 contains an additional elastic ring 17. The latter is installed with abutment to the front side wall 12, the rear side wall 13 and the inner cylindrical wall 14 so that in a static dix pneumatic motor provided with a free gas flow path from the intermediate chamber 3 to the reactive turbine. Moreover, the additional elastic ring 17 has the possibility of elastic deformation and tension under the influence of centrifugal forces.

Для передачи вращения от ротора дополнительному эластичному кольцу 17, растянутому под действием центробежных сил, на всем участке его перемещения предусмотрен контакт последнего с передней боковой стенкой 12 и задней боковой стенкой 13. Контакт обеспечивается тем, что осевой зазор между указанными стенками на всем участке перемещения дополнительного эластичного кольца 17 в цилиндрическом сечении любого диаметра эквивалентен ширине указанного кольца, растянутого до этого же диаметра.To transmit rotation from the rotor to the additional elastic ring 17, stretched under the action of centrifugal forces, the contact of the latter with the front side wall 12 and the rear side wall 13 is provided over the entire area of its movement. The contact is ensured by the fact that the axial clearance between these walls throughout the entire area of movement of the additional elastic ring 17 in a cylindrical section of any diameter is equivalent to the width of the specified ring, stretched to the same diameter.

Реактивная турбина выполнена в виде диска 18 с размещенными на нем радиальными сопловыми лопатками 19. Последние установлены на боковой поверхности диска 18, обращенной к промежуточной камере 3, с прилеганием к задней боковой стенке 13 промежуточной камеры 3. Последняя сообщена по потоку газа с входным сечением радиальных сопловых лопаток 19 с помощью группы перепускных отверстий 20, выполненных в задней боковой стенке 13. Группа перепускных отверстий 20 расположена с внутренней стороны цилиндрического сечения, диаметр D₁ которого не превышает диаметр D₂ цилиндрического сечения, с наружной стороны которого расположена группа впускных отверстий 16.The jet turbine is made in the form of a disk 18 with radial nozzle vanes 19 located on it. The latter are mounted on the side surface of the disk 18 facing the intermediate chamber 3, with abutment against the rear side wall 13 of the intermediate chamber 3. The latter is communicated through a gas stream with an inlet section of radial nozzle vanes 19 using a group of bypass holes 20 made in the rear side wall 13. A group of bypass holes 20 is located on the inner side of a cylindrical section, the diameter D _{1 of} which does not exceed d and diameter D _{2 of} cylindrical section, on the outside of which there is a group of inlet openings 16.

Радиальные сопловые лопатки 19 в своем выходном сечении сообщены по потоку газа с областью низкого давления 6, которая, в свою очередь, сообщена по потоку газа с атмосферой с помощью группы отверстий 21, выполненных в корпусе 4.The radial nozzle blades 19 in their outlet section are communicated through the gas stream with the low-pressure region 6, which, in turn, is communicated through the gas stream with the atmosphere using a group of holes 21 made in the housing 4.

Пневматический двигатель работает следующим образом. Поток газа подводится к области высокого давления 5, которая отделена от области низкого давления 6 с помощью уплотнительной втулки 7. Далее поток газа поступает во входную камеру 2 через выполненные в валу 1 осевое отверстие 10 и группу радиальных отверстий 11. Затем поток газа поступает в промежуточную камеру 3, сформированную передней боковой стенкой 12, задней боковой стенкой 13, внутренней цилиндрической стенкой 14 и периферийной цилиндрической стенкой 15. Далее поток газа поступает к входному сечению радиальных сопловых лопаток 19 через группу перепускных отверстий 20. Проходя через радиальные сопловые лопатки 19, установленные на боковой поверхности диска 18 реактивной турбины, поток газа ускоряется, создавая реактивную силу и крутящий момент на валу 1. Передав энергию ротору, поток газа поступает в область низкого давления 6 и далее покидает пневматический двигатель через группу отверстий 21, выполненных в корпусе 4 (показано стрелками).Pneumatic engine operates as follows. The gas flow is supplied to the high-pressure region 5, which is separated from the low-pressure region 6 by means of a sealing sleeve 7. Then, the gas flow enters the inlet chamber 2 through the axial bore 10 made in the shaft 1 and the group of radial openings 11. Then, the gas flow enters the intermediate the chamber 3, formed by the front side wall 12, the rear side wall 13, the inner cylindrical wall 14 and the peripheral cylindrical wall 15. Next, the gas flow enters the inlet section of the radial nozzle blades 19 through the group pu bypass holes 20. Passing through radial nozzle blades 19 mounted on the side surface of the jet turbine disk 18, the gas flow accelerates, creating a reactive force and torque on the shaft 1. Having transmitted energy to the rotor, the gas flow enters the low pressure region 6 and then leaves air motor through a group of holes 21 made in the housing 4 (shown by arrows).

В регуляторе числа оборотов заявляемого пневматического двигателя используется принцип отрицательной обратной связи между частотой вращения ротора и перепадом давлений в реактивной турбине. Во время вращения ротора периферийная цилиндрическая стенка 9 входной камеры 2 передает вращение регулировочному эластичному кольцу 8, ограничивая его радиальное перемещение под воздействием центробежных сил. При этом происходит упругая деформация указанного кольца и соответствующее изменение формы его поперечного сечения, зависящее от частоты вращения ротора. В результате указанное кольцо частично перекрывает проходное сечение входной камеры 2 и, таким образом, осуществляет воздействие на давление потока газа в группе впускных отверстий 16, сообщающих входную камеру 2 с промежуточной камерой 3.The speed controller of the inventive air motor uses the principle of negative feedback between the rotor speed and the pressure drop in the jet turbine. During the rotation of the rotor, the peripheral cylindrical wall 9 of the inlet chamber 2 transmits the rotation to the adjusting elastic ring 8, limiting its radial movement under the influence of centrifugal forces. When this occurs, the elastic deformation of the specified ring and the corresponding change in the shape of its cross section, depending on the rotational speed of the rotor. As a result, this ring partially overlaps the passage section of the inlet chamber 2 and, thus, affects the pressure of the gas flow in the group of inlets 16 communicating the inlet chamber 2 with the intermediate chamber 3.

Одновременно с этим передняя боковая стенка 12 и задняя боковая стенка 13 промежуточной камеры 3 передают вращение дополнительному эластичному кольцу 17. В результате воздействия центробежных сил происходит упругая деформация указанного кольца и соответствующее увеличение длины окружности его средней линии, зависящее от частоты вращения ротора. Растягиваясь и сохраняя концентричное положение относительно оси ротора, дополнительное эластичное кольцо 17 частично перекрывает проходное сечение промежуточной камеры 3 на участке между диаметрами D₁ и D₂. При этом положение указанного кольца зависит от частоты вращения ротора. Таким образом, дополнительное эластичное кольцо 17 осуществляет воздействие на давление потока газа в группе перепускных отверстий 20, сообщающих промежуточную камеру 3 с входным сечением радиальных сопловых лопаток 19.At the same time, the front side wall 12 and the rear side wall 13 of the intermediate chamber 3 transmit rotation to the additional elastic ring 17. As a result of centrifugal forces, the ring deforms elastically and a corresponding increase in the circumference of its midline, depending on the rotor speed. Stretching and maintaining a concentric position relative to the axis of the rotor, an additional elastic ring 17 partially overlaps the passage section of the intermediate chamber 3 in the area between the diameters D ₁ and D ₂ . The position of this ring depends on the rotor speed. Thus, the additional elastic ring 17 affects the pressure of the gas flow in the group of bypass holes 20, communicating the intermediate chamber 3 with the inlet section of the radial nozzle blades 19.

В заявляемой конструкции реализовано ступенчатое снижение давления по ходу потока газа от входной камеры 2 к промежуточной камере 3 и далее к реактивной турбине. Это позволяет получить эквивалентное прототипу воздействие на перепад давлений потока газа в реактивной турбине при существенно большей площади проходного сечения входной камеры 2. Таким образом, обеспечивается снижение потерь энергии и повышение энергетической эффективности по сравнению с прототипом, что особенно существенно для относительно тихоходных пневматических двигателей.The claimed design implements a stepwise pressure reduction along the gas flow from the inlet chamber 2 to the intermediate chamber 3 and further to the jet turbine. This allows you to get the equivalent effect of the prototype on the pressure drop of the gas flow in the jet turbine with a significantly larger passage area of the inlet chamber 2. Thus, a reduction in energy loss and increased energy efficiency compared to the prototype, which is especially important for relatively low-speed pneumatic engines.

Одновременно с этим, упругая деформация регулировочного эластичного кольца 8 во входной камере 2 приводит к снижению давления потока газа в группе впускных отверстий 16, расположенных с периферийной стороны дополнительного эластичного кольца 17. Соответственно, величина сил давления, воздействующих на указанное кольцо в центростремительном направлении, снижается, а возможность упругой деформации указанного кольца увеличивается. Поэтому заявляемая конструкция имеет более широкую область применения по сравнению с прототипом и может применяться в относительно тихоходных пневматических двигателях.At the same time, the elastic deformation of the adjusting elastic ring 8 in the inlet chamber 2 leads to a decrease in the gas flow pressure in the group of inlets 16 located on the peripheral side of the additional elastic ring 17. Accordingly, the pressure forces acting on the ring in the centripetal direction decreases , and the possibility of elastic deformation of the specified ring increases. Therefore, the claimed design has a wider scope in comparison with the prototype and can be used in relatively low-speed pneumatic engines.

Пневматический двигатель энергетически эффективен, компактен и технологичен. Он может применяться в ручных пневматических шлифовальных машинах с частотой вращения менее 25000 об/мин. Все элементы пневматического двигателя могут быть выполнены на обычном производственном оборудовании.The air motor is energy efficient, compact and technologically advanced. It can be used in hand-held pneumatic grinders with a rotational speed of less than 25,000 rpm. All elements of the air motor can be performed on conventional production equipment.

Claims

A pneumatic engine comprising a rotor including a shaft with an inlet chamber, an intermediate chamber and a jet turbine placed on it, the inlet chamber containing an elastic adjusting ring mounted with the possibility of elastic deformation under the influence of centrifugal forces, the intermediate chamber is formed by the front side wall, the rear side the wall, the inner cylindrical wall and the peripheral cylindrical wall and communicated through the gas stream with the inlet chamber using a group of inlets, filled in the front side wall, and the jet turbine is made in the form of a disk with radial nozzle blades placed on it, characterized in that the intermediate chamber contains an additional elastic ring mounted with abutment against the front side wall, rear side wall and inner cylindrical wall deformation and tension under the influence of centrifugal forces, radial nozzle vanes are installed on the side surface of the jet turbine disk facing the intermediate chamber re, adjacent to the rear side wall, the intermediate chamber is communicated through a gas stream with an inlet section of radial nozzle blades using a group of bypass holes made in the rear side wall and located on the inside of the cylindrical section, the diameter of which does not exceed the diameter of the cylindrical section, with the outside the side of which is a group of inlets.