RU2338861C2 - Dudin twin rotor stepping turbine - Google Patents

Dudin twin rotor stepping turbine Download PDF

Info

Publication number
RU2338861C2
RU2338861C2 RU2006145858/03A RU2006145858A RU2338861C2 RU 2338861 C2 RU2338861 C2 RU 2338861C2 RU 2006145858/03 A RU2006145858/03 A RU 2006145858/03A RU 2006145858 A RU2006145858 A RU 2006145858A RU 2338861 C2 RU2338861 C2 RU 2338861C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotors
turbine
rotor
asynchronous
inter
Prior art date
Application number
RU2006145858/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006145858A (en
Inventor
Анатолий Иванович Дудин (RU)
Анатолий Иванович Дудин
Альберт Рафисович Хабрахманов (RU)
Альберт Рафисович Хабрахманов
Евгени Анатольевна Цыганок (UA)
Евгения Анатольевна Цыганок
Наталь Анатольевна Дудина-Вовчок (UA)
Наталья Анатольевна Дудина-Вовчок
Original Assignee
Анатолий Иванович Дудин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Иванович Дудин filed Critical Анатолий Иванович Дудин
Priority to RU2006145858/03A priority Critical patent/RU2338861C2/en
Publication of RU2006145858A publication Critical patent/RU2006145858A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2338861C2 publication Critical patent/RU2338861C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention can be used as a hydraulic turbine for producing electric power, as a pneumatic and hydraulic turbine making a drive in heading machines, as well as in drilling gas and oil holes. Twin rotor stepping turbine incorporates an asynchronous reduction gear. Inner (5) and outer (6) rotors are fitted aligned on the aligned shafts, the outer and inter rotor vanes entering their inter-vane space to come into contact with the inner rotor outer surface and the outer rotor inner surface, respectively, so as to turn the said rotors in turn one way through the designed angle from the acting working clearance which allows filling the rotors' inter-vane space via the slide valves fitted on the turbine inner and outer rotors. Note that the aforesaid rotors are rigidly linked with the aforesaid inner and outer aligned shafts of the asynchronous variable gear ratio reduction gear to allow asynchronous one-way rotation of the twin turbine inner and outer rotors.
EFFECT: smaller turbine overall sizes and higher output.
5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве гидротурбины для выработки электроэнергии, пневмо- и гидротурбины в качестве привода в горнопроходческом деле, а также при бурении нефтяных и газовых скважин.The invention relates to mechanical engineering and can be used as a hydraulic turbine to generate electricity, pneumatic and hydraulic turbines as a drive in mining, as well as when drilling oil and gas wells.

Известны применяемые в настоящее время однороторные и бироторные лопастные турбины, которые используют для вращения ротора. Скоростной поток рабочего тела (вода, газ, рабочий раствор) не дает большого крутящего момента на рабочем валу.Known currently used single-rotor and bi-rotor vane turbines, which are used to rotate the rotor. The high-speed flow of the working fluid (water, gas, working solution) does not give a large torque on the working shaft.

Известны бироторные турбины (патент №80162 и патент №1716173), которые обладают теми же недостатками, что и однороторные, они конструктивно разработаны только для реверса вращения рабочего вала.Known biirotor turbines (patent No. 80162 and patent No. 1716173), which have the same disadvantages as single-rotor, they are structurally designed only for reverse rotation of the working shaft.

За прототип взята турбина редукторного турбобура (патент RU №2112856).The prototype was taken turbine gear turbodrill (patent RU No. 2112856).

Целью данного изобретения является создание турбины, мощность которой на порядок выше существующих при меньших габаритах.The aim of this invention is to provide a turbine whose power is an order of magnitude higher than existing with smaller dimensions.

Указанная цель достигается за счет того, что на лопатки турбины воздействует статическое давление рабочей жидкости, создаваемое высотой столба жидкости над турбиной (закон Паскаля Р=f (Н), где Н - высота столба жидкости).This goal is achieved due to the fact that the turbine blades are affected by the static pressure of the working fluid created by the height of the liquid column above the turbine (Pascal's law P = f (N), where N is the height of the liquid column).

Бироторная шаговая турбина характеризуется тем, что содержит асинхронный редуктор с зубчатой передачей, при этом внутренний и наружный роторы размещены соосно на коаксиально расположенных валах, а лопатки внутреннего и наружного роторов входят в межлопаточное пространство друг друга до касания с соответственно с внутренней цилиндрической поверхностью наружного ротора и с наружной цилиндрической поверхностью внутреннего ротора с возможностью поочередного проворачивания роторов в одну сторону относительно друг друга на расчетный угол от действия рабочего раствора, который имеет возможность заполнять межлопаточное пространство роторов через золотники, закрепленные на внутреннем и наружном роторах турбины, которые соответственно жестко соединены с внутренним и наружным коаксиально расположенными валами асинхронного редуктора с овальными шестернями и переменным передаточным отношением, обеспечивающим асинхронное вращение в одну сторону внутреннего и наружного роторов бироторной турбины.The bi-rotor stepper turbine is characterized in that it contains an asynchronous gearbox with gear transmission, while the inner and outer rotors are placed coaxially on the coaxially located shafts, and the blades of the inner and outer rotors enter each other's interscapular space until they touch the inner cylindrical surface of the outer rotor and with the outer cylindrical surface of the inner rotor with the ability to alternately rotate the rotors in one direction relative to each other on the estimated ol from the action of the working solution, which has the ability to fill the interscapular space of the rotors through spools mounted on the inner and outer rotors of the turbine, which are respectively rigidly connected to the inner and outer coaxially located shafts of the asynchronous gearbox with oval gears and a variable gear ratio, providing asynchronous rotation in one side of the inner and outer rotors of the biotor turbine.

На фиг.1а и 1б представлена общая схема бироторной шаговой турбины.On figa and 1b presents a General diagram of the biotor stepper turbine.

На фиг.2 - схема взаимного расположения внутреннего и наружного роторов бироторной турбины.Figure 2 - diagram of the relative position of the inner and outer rotors of the biotor turbine.

На фиг.3 представлена схема расположения овальных шестерен асинхронного редуктора с переменным передаточным отношением.Figure 3 presents the layout of the oval gears of the asynchronous gearbox with a variable gear ratio.

На фиг.4 представлен график угловых скоростей роторов турбины внутреннего - (W5) и наружного - (W6).Figure 4 presents a graph of the angular velocities of the rotors of the turbine internal - (W5) and external - (W6).

Бироторная шаговая турбина (1) включает редуктор (2) и дифференциал (3) с корпусами, жестко соединенными между собой, снабженные валами, размещенными в общей маслонаполненной камере, имеющей гидравлические каналы для соединения с масляной полостью диафрагменного лубрикатора (4). Турбина имеет внутренний (5) и наружный (6) роторы, лопатки которых взаимно входят в межлопаточное пространство друг друга, а сами роторы закреплены на внутреннем (7) и наружном (8), соответственно, валах асинхронного редуктора с переменным передаточным отношением (2), имеются также золотники-распределители - впускной (9) и выпускной (10), жестко закрепленные на наружном и внутреннем роторах турбины.The birotor stepping turbine (1) includes a gearbox (2) and a differential (3) with housings rigidly connected to each other, equipped with shafts located in a common oil-filled chamber having hydraulic channels for connecting to the oil cavity of the diaphragm lubricator (4). The turbine has internal (5) and external (6) rotors, the blades of which are mutually included in each other's interscapular space, and the rotors themselves are mounted on the internal (7) and external (8), respectively, shafts of the asynchronous gearbox with a variable gear ratio (2) There are also spool valves-inlet (9) and exhaust (10), rigidly fixed to the outer and inner rotors of the turbine.

Работа турбины осуществляется следующим образом.The operation of the turbine is as follows.

Рабочее тело (вода, газ, рабочий раствор) имеет возможность проходить по кольцевому каналу (11) внутри турбины через золотник (9) в межлопаточное пространство роторов и вращать рабочий вал (17) через дифференциал (3) поочередно от внутреннего (5) или от наружного (6) роторов бироторной турбины, которые жестко связаны, соответственно, с внутренним (13) и наружным (14) валами асинхронного редуктора с переменным передаточным отношением, и уходить через золотник (10) в полый вал (17) через канал (12) и далее в затрубное пространство. Для поочередного шагового проворачивания внутреннего и наружного роторов бироторной турбины в одну сторону на определенный угол α5 и угол α6 (фиг.2) имеется двухступенчатый асинхронный редуктор (2) с переменным передаточным отношением, соединенный валами (13 и 14) с внутренним (5) и наружным (6) роторами бироторной турбины, соответственно одна из ступеней (20) редуктора предназначена осуществлять поочередное (шаговое) перемещение роторов при вращении, другая ступень (21) возвращать взаимное расположение роторов в исходное состояние за период одного оборота центральной шестерни (18) (фиг.3), закрепленной на внутреннем валу (13) асинхронного редуктора, а также за один оборот центральной шестерни (19), закрепленной на наружном валу (14) редуктора. Зубья овальных шестерен (18, 19, 20, 21) являются силовыми для восприятия нагрузки рабочего вала турбины (17).The working fluid (water, gas, working solution) has the ability to pass through the annular channel (11) inside the turbine through the spool (9) into the interscapular space of the rotors and rotate the working shaft (17) through the differential (3) alternately from the internal (5) or from external (6) rotors of the biotor turbine, which are rigidly connected, respectively, with the internal (13) and external (14) shafts of the asynchronous gearbox with a variable gear ratio, and go through the spool (10) into the hollow shaft (17) through the channel (12) and further into the annulus. For alternating step-by-step turning of the internal and external rotors of the biotor turbine in one direction at a certain angle α5 and angle α6 (Fig. 2), there is a two-stage asynchronous gearbox (2) with a variable gear ratio, connected by shafts (13 and 14) to the internal (5) and by the outer (6) rotors of the biotor turbine, respectively, one of the stages (20) of the gearbox is designed to alternately (stepwise) move the rotors during rotation, the other stage (21) to return the relative position of the rotors to their original state for a period of one the first rotation of the central gear (18) (Fig. 3), mounted on the inner shaft (13) of the asynchronous gearbox, and also for one revolution of the central gear (19), mounted on the outer shaft (14) of the gearbox. The teeth of oval gears (18, 19, 20, 21) are power to absorb the load of the working shaft of the turbine (17).

ЛитератураLiterature

1. Патент RU №2112856 «Редукторный турбобур».1. Patent RU No. 2112856 "Gear turbodrill".

2. Патент RU №30414 «Асинхронный редуктор Дудина с переменным передаточным отношением».2. Patent RU No. 30414 "Dudin's asynchronous gearbox with variable gear ratio."

3. Литвин Ф.Л. «Некруглые зубчатые колеса». Машгиз, 1950 г.3. Litvin F.L. "Non-circular gears." Mashgiz, 1950

4. Киясбейли А.Ш. и др. «Счетчики с овальными шестернями». 1983 г.4. Kiyasbeyli A.Sh. and others. "Counters with oval gears." 1983 year

Claims (1)

Бироторная шаговая турбина, характеризующаяся тем, что содержит асинхронный редуктор с зубчатой передачей, при этом внутренний и наружный роторы размещены соосно на коаксиально расположенных валах, а лопатки внутреннего и наружного роторов входят в межлопаточное пространство друг друга до касания соответственно с внутренней цилиндрической поверхностью наружного ротора и с наружной цилиндрической поверхностью внутреннего ротора с возможностью поочередного проворачивания роторов в одну сторону относительно друг друга на расчетный угол от действия рабочего раствора, который имеет возможность заполнять межлопаточное пространство роторов через золотники, закрепленные на внутреннем и наружном роторах турбины, которые соответственно жестко соединены с внутренним и наружным коаксиально расположенными валами асинхронного редуктора с овальными шестернями и переменным передаточным отношением, обеспечивающим асинхронное вращение в одну сторону внутреннего и наружного роторов бироторной турбины.A bi-rotor step turbine, characterized in that it contains an asynchronous gearbox with a gear, the inner and outer rotors are placed coaxially on the coaxially located shafts, and the blades of the inner and outer rotors enter each other's interscapular space until they touch, respectively, with the inner cylindrical surface of the outer rotor and with the outer cylindrical surface of the inner rotor with the ability to alternately rotate the rotors in one direction relative to each other on the estimated the goal from the action of the working solution, which has the ability to fill the interscapular space of the rotors through the spools mounted on the inner and outer rotors of the turbine, which are respectively rigidly connected to the inner and outer coaxially located shafts of the asynchronous gearbox with oval gears and a variable gear ratio, providing asynchronous rotation in one side of the inner and outer rotors of the biotor turbine.
RU2006145858/03A 2006-12-25 2006-12-25 Dudin twin rotor stepping turbine RU2338861C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145858/03A RU2338861C2 (en) 2006-12-25 2006-12-25 Dudin twin rotor stepping turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145858/03A RU2338861C2 (en) 2006-12-25 2006-12-25 Dudin twin rotor stepping turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006145858A RU2006145858A (en) 2008-06-27
RU2338861C2 true RU2338861C2 (en) 2008-11-20

Family

ID=39679780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006145858/03A RU2338861C2 (en) 2006-12-25 2006-12-25 Dudin twin rotor stepping turbine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2338861C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006145858A (en) 2008-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU662767B2 (en) Water turbines or pumps
JP6364419B2 (en) Rotary lobe pump with direct drive
JP5074437B2 (en) Reducer for yaw drive of wind power generator
US4145168A (en) Fluid flow rotating machinery of lobe type
CN102644588B (en) Fluid pressure and mechanical energy converter
CN101619660B (en) Special-shape cavity prime motor
RU2338861C2 (en) Dudin twin rotor stepping turbine
CN103423150A (en) Rotor fluid mechanical transfiguration mechanism
US8579618B2 (en) Internal gear pump with optimized noise behaviour
RU2468209C2 (en) Rotary engine operating on compressed medium
CN104389639A (en) Eccentric shaft hole rotor fluid mechanism
RU2366792C2 (en) Dudin's geared turbodrill
CN205714738U (en) There is the cycloid rotor pump of non-smooth surface
CN210343681U (en) Rotary cam displacement pump
US9951619B2 (en) Actuator of a rotary positive displacement machine
RU2285103C1 (en) Turbodrill
CN203685463U (en) Double-stator cycloid hydraulic motor
CN213684251U (en) High-efficiency double-rotor expansion machine
CN204664308U (en) Spiral bevel gear speed reducer
CN203395556U (en) Novel two-way cycloid pump
CN103742626A (en) Gear tooth structure of gear, gear pump with gear tooth structure and fluid transmission device with gear pump
RU139028U1 (en) ROTARY HYDRAULIC MACHINE
RU2445512C2 (en) Rotary hydraulic machine
CN103363053A (en) Hydraulic transmission device
RU135021U1 (en) ROTARY HYDRAULIC MACHINE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081226