RU2030597C1

RU2030597C1 - Rotor roller-vane hydraulic machine

Info

Publication number: RU2030597C1
Authority: RU
Inventors: Герман Павлович Тярасов
Original assignee: Герман Павлович Тярасов
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: machine has stator with cylindrical bore, grooves, and through lateral opening wherein an insert is received whose longitudinal axis is perpendicular to the axis of the stator. Contactors are set up in the grooves of the stator. The contactors interact with the vane rotor mounted inside the housing for rotating synchronously with respect to the contactors. Ports for supplying and discharging fluid are provided in the side surface of the insert. The ports are arranged in the spaces of the working chambers. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства в качестве гидромотора или насоса. The invention relates to hydraulic engineering and can be used in various sectors of the economy as a hydraulic motor or pump.

Известна роторная гидромашина объемного типа, содержащая полый торообразный корпус с шибером-разделителем, ротор с выступом, средства подачи и отвода рабочего тела и каналом, связывающем полость между уплотнительными элементами со средствами подачи и отвода рабочего тела. Known rotary hydraulic machine of volume type, containing a hollow toroidal body with a gate-separator, a rotor with a protrusion, means for supplying and discharging the working fluid and a channel connecting the cavity between the sealing elements with means for supplying and discharging the working fluid.

Недостатком известной гидромашины является ее низкая надежность. A disadvantage of the known hydraulic machine is its low reliability.

Известна роторно-поршневая машина, содержащая корпус и расположенные в нем один в другом два ротора с возможностью контакта их частей с образованием рабочих камер. Known rotary piston machine containing a housing and located in it one in the other two rotors with the possibility of contact of their parts with the formation of the working chambers.

Недостаток этого устройства - сложность изготовления, так как роторы выполнены в виде кривых второго порядка (гидроциклоид). The disadvantage of this device is the complexity of manufacture, since the rotors are made in the form of second-order curves (hydrocycloid).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является объемная гидромашина, содержащая корпус с лопастным ротором, связанным с замыкателем, синхронизирующей передачей. Closest to the technical nature of the claimed solution is a volumetric hydraulic machine comprising a housing with a blade rotor associated with a contactor, synchronizing transmission.

Недостаток известного технического решения - сложность изготовления и низкая надежность. A disadvantage of the known technical solution is the complexity of manufacture and low reliability.

Цель изобретения - упрощение изготовления устройства и повышение его надежности. The purpose of the invention is to simplify the manufacture of the device and increase its reliability.

Поставленная цель достигается тем, что рабочие полости роторной роликолопастной гидромашины (насоса), в которых действуют лопасти ротора, выполнены в цилиндрическом вкладыше, установленном в сквозном поперечном отверстии статора, причем продольные оси статора и вкладыша взаимно перпендикулярны и пересекаются. Диаметр рабочей полости больше диаметра вкладыша и линии пересечения поверхностей этих цилиндров образуют на боковых поверхностях вкладыша рабочие окна, через которые ротор взаимодействует с замыкателями, причем последние разделяют полость насоса на всасывающие и нагнетающие камеры, имеющие сообщения с соответствующими каналами корпуса. This goal is achieved by the fact that the working cavity of the rotor roller vane hydraulic machine (pump), in which the rotor blades act, is made in a cylindrical insert installed in the through transverse bore of the stator, the longitudinal axis of the stator and the insert being mutually perpendicular and intersect. The diameter of the working cavity is larger than the diameter of the liner and the intersection lines of the surfaces of these cylinders form working windows on the lateral surfaces of the liner through which the rotor interacts with the contactors, the latter separating the pump cavity into suction and discharge chambers that have messages with the corresponding channels of the housing.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что в заявляемой роторной роликолопастной гидромашине рабочие полости, в которых взаимодействуют лопасти, выполнены в отдельной детали, вкладыше, установленном в сквозное поперечное отверстие в статоре. Для упрощения изготовления гидромашины вкладыш и отверстие выполнены цилиндрическими. Взаимодействие лопастей ротора с замыкателями осуществляется через рабочие окна во вкладыше, образованные вследствие того, что диаметр рабочей полости больше диаметра вкладыша. A comparative analysis of the claimed technical solution with the prototype shows that in the inventive rotary roller-blade hydraulic machine, the working cavities in which the blades interact are made in a separate part, a liner installed in a through transverse hole in the stator. To simplify the manufacture of hydraulic machines, the liner and hole are made cylindrical. The interaction of the rotor blades with the contactors is carried out through the working windows in the liner, formed due to the fact that the diameter of the working cavity is larger than the diameter of the liner.

На фиг. 1 и 2 представлена предлагаемая гидромашина; на фиг. 3 - вкладыш. In FIG. 1 and 2 show the proposed hydraulic machine; in FIG. 3 - liner.

В гнездах корпуса 1 установлены вкладыши 2 и уплотнителями 3. Во вкладышах 2 выполнена рабочая полость 4 в виде цилиндра диаметром Д₁ для взаимодействия с лопастями ротора 5.In the slots of the housing 1, liners 2 and seals 3 are installed. In the liners 2, a working cavity 4 is made in the form of a cylinder with a diameter of D ₁ for interaction with the rotor blades 5.

В корпусе 1 вкладыш 2 закреплен ввернутыми в корпус пробками 6. Составной частью вкладышей 2 является сегмент 7, внутренняя поверхность которого параллельна торцовой плоскости рабочей полости 4, а наружная поверхность - сегменту цилиндрического вкладыша, причем для точной установки сегмента 7 и его фиксации во вкладыше 2 торцовые поверхности сегмента представляют собой равнобедренные трапеции. In case 1, insert 2 is fixed with plugs screwed into the case 6. An integral part of inserts 2 is a segment 7, the inner surface of which is parallel to the end plane of the working cavity 4, and the outer surface is parallel to the segment of the cylindrical insert, and for the exact installation of segment 7 and its fixing in the insert 2 end surfaces of the segment are isosceles trapezoid.

Диаметр Д₂ вкладыша меньше диаметра Д₁ рабочей полости, вследствие чего образованы рабочие окна 8 на боковых поверхностях вкладыша 2. В корпусе 1 установлен вал 9, на который с помощью шлицевого соединения 10 закреплены ротор 5 и шестерня 11, взаимодействующая с шестернями 12. Посредством шестерни 12 вращательное движение ротора 5 синхронно передается замыкателям 13, установленных в цельных продольных гнездах корпуса 1. Замыкатели 13 выполнены в виде трубок с двумя симметричными вырезами 14 в средней части, через которые в процессе работы проходят лопасти ротора 5. Торцы замыкателей 13 выполнены в виде проточек (шеек), на которые посажены втулки 15. Эти торцы замыкателей 13 и втулки 15 ограничены шайбами 16. Замыкатели 13 и шестерни закреплены на стержнях 17, установленных в шарикоподшипниках 18. Осевое положение замыкателей 13 определяют крепежные гайки 19. Для уменьшения внешних утечек в месте соприкосновения вала 9 с крышками 20 и 23 выполнено торцовое уплотнение 21. В крышке 20 выполнены всасывающие каналы 22, а в крышке 23 - нагнетающие каналы 24.The diameter D _{2 of the} liner is smaller than the diameter D _{1 of the} working cavity, as a result of which working windows 8 are formed on the lateral surfaces of the liner 2. A shaft 9 is installed in the housing 1, onto which a rotor 5 and a gear 11 are mounted with a spline connection 10, which interacts with the gears 12. By gears 12, the rotational movement of the rotor 5 is synchronously transmitted to the contactors 13 installed in the integral longitudinal sockets of the housing 1. The contacts 13 are made in the form of tubes with two symmetrical cutouts 14 in the middle part, through which they pass during operation protect the rotor 5. The ends of the contactors 13 are made in the form of grooves (necks) on which the sleeves 15 are fitted. These ends of the contactors 13 and the sleeves 15 are limited by washers 16. The switches 13 and gears are fixed to the rods 17 installed in the ball bearings 18. The axial position of the contactors 13 determine the mounting nuts 19. To reduce external leaks in the place of contact of the shaft 9 with the covers 20 and 23 made mechanical seal 21. In the cover 20 is made of suction channels 22, and in the cover 23 - injection channels 24.

Гидромашина работает следующим образом. The hydraulic machine works as follows.

В режиме насоса. In pump mode.

При вращении вала 9 вращается лопастной ротор 5, посаженный на вал 9 посредством шлицевого соединения 10. На валу 9 установлена шестерня 11, связанная с шестернями 12 и передающая синхронное вращение замыкателям 13, установленным на стержнях 17. Замыкатели 13, представляющие собой трубки с вырезами 14, расположены так, что при вращении ротора 5 его лопасти проходят через вырезы 14 замыкателей 13 либо при его другом положении цилиндрические части ротора 5 и замыкателей 13 соприкасаются одна с другой, образуя замкнутую полость. Наружный участок лопастей ротора 5 взаимодействует с цилиндрической поверхностью рабочей полости 4 во вкладыше 2. С торцов ротор 5 ограничен параллельными плоскостями рабочей полости 4 во вкладыше 2 и сегмента 7. Так как цилиндрические участки замыкателей 13 и ротора 5 находятся в соприкосновении, то при вращении ротора 5 в рабочей полости 4 создается разрежение и жидкость по всасывающим каналам 22, выполненным в крышке 20, поступает в соответствующую полость гидромашины, сообщающуюся с всасывающими каналами через окна 8 на боковых поверхностях вкладыша 2. Лопасть ротора 5, пройдя вырез 14 замыкателя 13, создает давление жидкости, затекшей во всасывающую полость, и транспортирует ее через вторую секцию к нагнетающим каналам 24. С каждым поворотом ротора цикл повторяется. When the shaft 9 rotates, the rotor 5 rotates, seated on the shaft 9 by means of a splined connection 10. A gear 11 is mounted on the shaft 9, connected to the gears 12 and transmitting synchronous rotation to the contactors 13 mounted on the rods 17. The switches 13, which are tubes with cutouts 14 are located so that when the rotor 5 rotates, its blades pass through the cutouts 14 of the contactors 13 or, when it is in a different position, the cylindrical parts of the rotor 5 and the contactors 13 come into contact with each other, forming a closed cavity. The outer portion of the rotor blades 5 interacts with the cylindrical surface of the working cavity 4 in the liner 2. At the ends, the rotor 5 is bounded by parallel planes of the working cavity 4 in the liner 2 and segment 7. Since the cylindrical sections of the contactors 13 and the rotor 5 are in contact, when the rotor rotates 5, a rarefaction is created in the working cavity 4 and the liquid flows through the suction channels 22 made in the cover 20 into the corresponding cavity of the hydraulic machine, which communicates with the suction channels through the windows 8 on the side surfaces insert 2. The blade of the rotor 5, having passed the cutout 14 of the contactor 13, creates the pressure of the liquid flowing into the suction cavity, and transports it through the second section to the injection channels 24. With each rotation of the rotor, the cycle repeats.

В режиме двигателя. In engine mode.

Рабочая среда (жидкость) под давлением подается по всасывающим каналам 22 и через рабочие окна 8 в рабочие полости 4. Так как цилиндрические поверхности замыкателей 13 и ротора 5 соприкасаются, то рабочая среда не может перетечь в другую часть машины, не совершая поворота лопастей ротора 5 относительно рабочей поверхности вкладыша 2. Аналогичные действия осуществляются и во второй секции. Вместе с ротором 5 осуществляется вращение вала 9. Таким образом обеспечивается передача крутящего момента на выходной вал 9 и обеспечение ему вращательного движения. The working medium (liquid) is supplied under pressure through the suction channels 22 and through the working windows 8 to the working cavities 4. Since the cylindrical surfaces of the contactors 13 and the rotor 5 are in contact, the working medium cannot flow to another part of the machine without turning the rotor blades 5 relative to the working surface of the liner 2. Similar actions are carried out in the second section. Together with the rotor 5, the shaft 9 is rotated. In this way, torque is transmitted to the output shaft 9 and provides rotational movement to it.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными обладают следующими преимуществами: простотой в изготовлении гидромашины за счет выполнения рабочей полости во вкладыше, а не в статоре; повышенной надежностью работы; созданием практически неограниченной мощности, так при габаритах 400˙400 мм насос может обеспечить давление 320 бар и производительность в 6 м³/мин, обеспечивая при этом мощность 3500 кВт; нет ограничений на рабочую среду. Предложенный насос может работать на эмульсии и заменит 10 применяемых насосов марки Г 305 А.The proposed technical solution in comparison with the known ones has the following advantages: simplicity in the manufacture of a hydraulic machine due to the implementation of the working cavity in the liner, and not in the stator; increased reliability; the creation of almost unlimited power, so with dimensions of 400-400 mm the pump can provide a pressure of 320 bar and a capacity of 6 m ³ / min, while providing a power of 3500 kW; no restrictions on the working environment. The proposed pump can work on emulsion and will replace 10 used pumps brand G 305 A.

Claims

1. ROTARY ROLLER-VALVE HYDRAULIC MACHINE, containing a stator with a cyclic boring and contactors located in its grooves, windows for supplying and discharging the working medium connected with corresponding channels, a rotor blade installed with the formation of working chambers in the housing and with the possibility of synchronous rotation and interaction with contactors , characterized in that, in order to simplify the design and increase reliability in operation, it is equipped with a cylindrical liner, a through transverse hole is made in the stator, in which is placed a graft, while the longitudinal axis of the stator and liner are mutually perpendicular.

2. The hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the diameter of the stator bore is larger than the liner diameter, and the inlet and outlet windows of the working medium are made on the side surfaces of the liner located in the cavities of the working chambers.