RU2365764C2 - Hand-held pneumatic tool (versions) and turbine rotor with high torque moment (versions) - Google Patents
Hand-held pneumatic tool (versions) and turbine rotor with high torque moment (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365764C2 RU2365764C2 RU2007121447/06A RU2007121447A RU2365764C2 RU 2365764 C2 RU2365764 C2 RU 2365764C2 RU 2007121447/06 A RU2007121447/06 A RU 2007121447/06A RU 2007121447 A RU2007121447 A RU 2007121447A RU 2365764 C2 RU2365764 C2 RU 2365764C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wall
- rotor
- chamber
- annular chamber
- annular
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ручному или установленному на шпинделе легковесному инструменту с пневмоприводом, используемому для шлифования и полировки, и, в частности, к турбинному ротору для легковесного шлифовального инструмента, приводимого в движение с помощью пневматической реактивной турбины. Турбинный ротор создает высокий момент вращения для ведущего вала без значительного увеличения в размере или весе шлифовального инструмента.The invention relates to a manual or mounted on a spindle lightweight tool with a pneumatic drive used for grinding and polishing, and, in particular, to a turbine rotor for a lightweight grinding tool, driven by a pneumatic jet turbine. The turbine rotor creates a high torque for the drive shaft without a significant increase in the size or weight of the grinding tool.
В предшествующем уровне техники легковесные пневматические инструменты использовались для множества функций, таких как шлифовка, полировка, металлическая или пластиковая отделка, гравировка, сверление и зачистка. Разновидности инструментов включают в себя ручные и машинные установленные на шпинделе варианты осуществления. Ручные инструменты часто включают в себя узкий цилиндрический внешний корпус, который включает в себя часть рукоятки, вмещающую в себя ротор и ведущий вал, который удерживается приблизительно как карандаш или ручка. Легковесные пневматические шлифовальные инструменты могут удерживаться рукой более длительный период времени, чем сопоставимый электродвигательный инструмент, который является более тяжелым, без ущерба пользователю.In the prior art, lightweight pneumatic tools have been used for many functions, such as grinding, polishing, metal or plastic finishing, engraving, drilling and stripping. Varieties of tools include manual and machine mounted spindle embodiments. Hand tools often include a narrow cylindrical outer case, which includes a part of the handle accommodating the rotor and the drive shaft, which is held approximately like a pencil or pen. Lightweight pneumatic grinding tools can be held by hand for a longer period of time than a comparable electric motor tool, which is heavier without harming the user.
Инструменты с пневматическим приводом согласно предшествующему уровню техники используют либо лопастной пневмодвигатель, либо реактивный ротор. В настоящем изобретении используется не лопастной двигатель, а реактивный ротор. Реактивный ротор выпускает воздух высокого давления с высокой скоростью тангенциально от внешней поверхности ротора для получения момента вращения. В данном случае ротор соединен с основным ведущим валом.Pneumatically driven tools according to the prior art use either a paddle air motor or a jet rotor. The present invention uses not a rotary engine, but a jet rotor. A jet rotor releases high pressure air at high speed tangentially from the outer surface of the rotor to obtain a torque. In this case, the rotor is connected to the main drive shaft.
Согласно патенту США №5566770 используется коленчатый вал, который относительно легче приводится в движение с помощью однокамерного ротора. Согласно патенту США №4776752 описан однокамерный турбинный ротор, который является относительно легким и включает в себя высокоскоростной регулятор.According to US Pat. No. 5,566,770, a crankshaft is used, which is relatively more easily driven by a single-chamber rotor. US Pat. No. 4,776,752 describes a single-chamber turbine rotor that is relatively lightweight and includes a high speed governor.
Хотя момент вращения, получаемый в существующих турбинных роторах, является достаточным для шлифовальных и полировочных инструментов, которые являются легкими и компактными, в некоторых задачах шлифования и полировки желателен более высокий момент вращения. Однако увеличение ротора инструмента (и, следовательно, корпуса) для увеличения момента вращения может значительно увеличить вес, размер и объем корпуса инструмента и, следовательно, уменьшит весовые преимущества ручного инструмента.Although the torque obtained in existing turbine rotors is sufficient for grinding and polishing tools that are light and compact, a higher torque is desirable in some grinding and polishing tasks. However, an increase in the rotor of the tool (and therefore the body) to increase the torque can significantly increase the weight, size and volume of the tool body and, therefore, reduce the weight advantages of the hand tool.
Согласно настоящему изобретению значительно увеличен момент вращения ротора работающего пневматического инструмента без сопутствующего увеличения в весе, размере или сложности применения или производства инструмента. Фактически увеличение момента вращения становится возможным с уменьшением диаметра инструмента. Например, там, где ротор около одного дюйма в диаметре обеспечил бы приблизительно 0,2 лошадиных силы на 50000 оборотов в минуту, с настоящим изобретением ротор только в 3/4 дюйма в диаметре обеспечивает приблизительно 0,3 лошадиных силы на 50000 оборотов в минуту. В дополнение к увеличению мощности настоящее изобретение обеспечивает тонкий профиль инструмента. Кроме того, настоящее изобретение также понижает давление, которое необходимо для холостой работы ротора по сравнению с одиночным ротором сопоставимого размера и материала от трех кубических футов в минуту для однодюймового одиночного ротора до двух кубических футов в минуту для 3/4 дюймового двойного ротора.According to the present invention, the rotational moment of the rotor of a working pneumatic tool is significantly increased without a concomitant increase in weight, size or complexity of use or production of the tool. In fact, an increase in the torque becomes possible with a decrease in the diameter of the tool. For example, where a rotor of about one inch in diameter would provide about 0.2 horsepower at 50,000 rpm, with the present invention, a rotor of only 3/4 inch in diameter would provide about 0.3 horsepower at 50,000 rpm. In addition to increasing power, the present invention provides a thin profile of a tool. In addition, the present invention also reduces the pressure necessary for idle rotor operation compared to a single rotor of comparable size and material from three cubic feet per minute for a one inch single rotor to two cubic feet per minute for a 3/4 inch double rotor.
В настоящем изобретении используется ротор, содержащий одиночное компактное тело, имеющее двойные воздухопринимающие камеры высокого давления, которые используют общую стенку, для уменьшения размера и веса для повышения момента вращения. Двойные камеры тела ротора имеют тангенциальные выпускные сопла, которые вызывают момент вращения для вращения ротора. В настоящем изобретении можно также использовать двойные автоматические регуляторы скорости без дополнительной сложности.The present invention uses a rotor containing a single compact body having dual high pressure air chambers that use a common wall to reduce size and weight to increase torque. The dual chambers of the rotor body have tangential outlet nozzles that cause a torque to rotate the rotor. Dual automatic speed controllers can also be used in the present invention without additional complexity.
Легковесный инструмент также желателен в шпиндельном узле, так как инструмент поддерживается на подвижной руке.A lightweight tool is also desirable in the spindle assembly, since the tool is supported on a movable arm.
Турбинный ротор высокого момента вращения устанавливается в узком корпусе ручного или установленного на шпинделе пневматического инструмента на ведущем валу. Тело ротора имеет центральное отверстие с резьбой для размещения и прикрепления ведущего вала с резьбой. Жесткий ведущий вал является частично полым и имеет две пары отверстий, которые служат в качестве впуска к телу ротора для воздуха высокого давления, который обеспечивает движущую силу на теле ротора, для вращения ведущего вала. Точильный элемент для шлифования прикреплен к одному концу ведущего вала. Противоположный конец прикреплен к гибкому воздушному шлангу или средству подачи воздуха высокого давления.The high-torque turbine rotor is installed in a narrow case of a manual or pneumatic tool mounted on a spindle on a drive shaft. The rotor body has a central threaded hole for accommodating and attaching a threaded drive shaft. The rigid drive shaft is partially hollow and has two pairs of holes that serve as an inlet to the rotor body for high pressure air, which provides a driving force on the rotor body to rotate the drive shaft. The grinding grinding element is attached to one end of the drive shaft. The opposite end is attached to a flexible air hose or high pressure air supply means.
Цилиндрическое тело ротора имеет жесткую цилиндрическую внешнюю стенку и внутреннюю центральную стенку, разделяющую тело ротора на две отдельных камеры, с открытой передней стороной и открытой задней стороной. Цилиндрическое тело ротора имеет первую кольцевую камеру, вторую кольцевую камеру и общую внутреннюю стенку. Передняя стенка и задняя стенка соединены с цилиндрической стенкой ротора, образуя две отдельные воздухопринимающие камеры.The cylindrical body of the rotor has a rigid cylindrical outer wall and an inner central wall dividing the rotor body into two separate chambers, with an open front side and an open rear side. The cylindrical body of the rotor has a first annular chamber, a second annular chamber and a common inner wall. The front wall and the rear wall are connected to the cylindrical wall of the rotor, forming two separate air receiving chambers.
Каждая из передней, задней и внутренней стенок ротора имеет отверстие с резьбой для прикрепления к ведущему валу с резьбой. Цилиндрическое тело ротора и передняя, внутренняя и задняя стенки обеспечивают две отдельные камеры в роторе, первую кольцевую камеру и вторую кольцевую камеру. Цилиндрическая стенка ротора имеет множество тангенциальных каналов, оперативно расположенных с промежутками для направления внутреннего воздуха высокого давления наружу, в результате обеспечивая вращающий момент на роторе и, соответственно, на валу.Each of the front, rear, and inner walls of the rotor has a threaded hole for attachment to a threaded drive shaft. The cylindrical body of the rotor and the front, inner and rear walls provide two separate chambers in the rotor, the first annular chamber and the second annular chamber. The cylindrical wall of the rotor has many tangential channels operatively spaced at intervals to direct the high pressure internal air outward, resulting in a torque on the rotor and, accordingly, on the shaft.
В предпочтительном варианте осуществления каждая роторная камера в теле ротора принимает воздух высокого давления от впускных отверстий ведущего вала. Каждая камера тела ротора имеет цилиндрическую внутреннюю форму и включает в себя четыре отдельных тангенциальных воздушных канала, которые выпускают воздух высокого давления по касательной и по направлению к периферии, являясь причиной появления реактивной силы, так как воздух выбрасывается из обеих камер. Внутренняя периферическая стенка каждой камеры имеет четыре конусных части, проходящих от узкой части к толстой части, причем толстая часть вмещает четыре тангенциальных выпускных воздушных канала. Тангенциальные воздушные выпускные каналы корпуса отстоят друг от друга на 90 градусов вокруг кольцевой камеры. В предпочтительном варианте осуществления имеются две отдельные камеры, разделенные общей внутренней стенкой, каждая из которых имеет четыре отдельных выпускных канала, которые являются периферическими и тангенциальными. Таким образом, для каждого тела ротора есть восемь отдельных выпускных каналов. Использование восьми отдельных каналов значительно повышает вращающий момент для отдельного ротора.In a preferred embodiment, each rotor chamber in the rotor body receives high pressure air from the inlets of the drive shaft. Each chamber of the rotor body has a cylindrical internal shape and includes four separate tangential air channels that release high pressure air tangentially and towards the periphery, causing a reactive force, since air is ejected from both chambers. The inner peripheral wall of each chamber has four conical parts extending from the narrow part to the thick part, the thick part accommodating four tangential exhaust air channels. The tangential air outlet ducts of the housing are 90 degrees apart from each other around the annular chamber. In a preferred embodiment, there are two separate chambers separated by a common inner wall, each of which has four separate outlet channels, which are peripheral and tangential. Thus, for each rotor body there are eight separate outlet channels. The use of eight separate channels significantly increases the torque for a single rotor.
В предпочтительном варианте осуществления каждая камера тела ротора (первая камера и вторая камера) включает в себя регулятор для ограничения полного количества оборотов в минуту ротора и, следовательно, вала, как описано в патенте США №4776752. Регулятор и каждая камера, описанные в указанном патенте, включают в себя кольцевой перфорированный барьер и упругое уплотнительное кольцо, которое устанавливается на внутренней стороне кольцевого перфорированного барьера. Стенки камеры ротора включают в себя кольцевые пазы для удержания кольцевого перфорированного барьера. Когда скорость вращения ротора увеличивается, упругое уплотнительное кольцо растягивается наружу под действием центробежной силы, упруго увлекая кольцевой перфорированный барьер, таким образом, изолируя воздух под давлением от впуска воздуха к периферическим выпускным соплам для регулирования величины силы и, следовательно, оборотов в минуту ротора.In a preferred embodiment, each chamber of the rotor body (first chamber and second chamber) includes a regulator to limit the total number of revolutions per minute of the rotor and, therefore, the shaft, as described in US patent No. 47776752. The regulator and each chamber described in this patent include an annular perforated barrier and an elastic sealing ring that is mounted on the inside of the annular perforated barrier. The walls of the rotor chamber include annular grooves for holding the annular perforated barrier. When the rotor speed increases, the elastic o-ring extends outward under the action of centrifugal force, elastically entraining the annular perforated barrier, thereby isolating the air under pressure from the air inlet to the peripheral outlet nozzles to control the magnitude of the force and, therefore, revolutions per minute of the rotor.
Доступны различные типы турбинных роторов. Однако для увеличения величины момента вращения, полученной в текущем роторе, корпус турбинного ротора был бы увеличен, приводя к увеличению размеров корпуса и его веса, появлению вибрации и дрожания, увеличению износа на частях турбины и усталости оператора.Various types of turbine rotors are available. However, to increase the value of the torque obtained in the current rotor, the turbine rotor body would be increased, leading to an increase in the size of the body and its weight, the appearance of vibration and jitter, increased wear on the parts of the turbine and operator fatigue.
Целью настоящего изобретения является создание легковесного пневматического шлифовального инструмента, который способен поддерживать постоянную скорость вращения, когда подвергается нагрузке, без нежелательной вибрации, который также обеспечивает увеличение момента вращения и узкий корпус инструмента для удобного удержания при его использовании.The aim of the present invention is to provide a lightweight pneumatic grinding tool that is able to maintain a constant rotation speed when subjected to a load, without undesirable vibration, which also provides an increase in torque and a narrow tool body for convenient holding when using it.
Также целью настоящего изобретения является создание легковесного шлифовального инструмента, имеющего реактивный ротор, производящий высокий момент вращения при относительно малом размере и весе.It is also an object of the present invention to provide a lightweight grinding tool having a jet rotor producing a high torque with a relatively small size and weight.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание турбинного ротора для ведущего вала инструмента, как упомянуто выше, который является относительно легким и компактным и который обеспечивает значительное увеличение момента вращения по сравнению с ротором согласно предшествующему уровню техники.Another objective of the present invention is the creation of a turbine rotor for the drive shaft of the tool, as mentioned above, which is relatively light and compact and which provides a significant increase in torque compared with the rotor according to the prior art.
Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создан турбинный ротор высокого момента вращения для ручного или установленного на шпинделе пневматического инструмента, содержащий тело ротора, имеющее впуск, присоединяемый к источнику воздуха, и включающее в себя: первую кольцевую камеру; вторую кольцевую камеру; и общую внутреннюю стенку, разделяющую первую кольцевую камеру и вторую кольцевую камеру; при этом тело ротора является цилиндрическим и включает в себя множество тангенциальных периферических сопел, сообщающихся по потоку с первой камерой и второй камерой для выбрасывания воздуха высокого давления для вращения тела ротора; причем внутренняя стенка имеет центральное отверстие для размещения крепления к ведущему валу.Thus, according to a first aspect of the present invention, there is provided a high-torque turbine rotor for a pneumatic tool manually or mounted on a spindle, comprising a rotor body having an inlet connected to an air source, and including: a first annular chamber; a second annular chamber; and a common inner wall separating the first annular chamber and the second annular chamber; wherein the rotor body is cylindrical and includes many tangential peripheral nozzles in fluid communication with the first chamber and the second chamber for discharging high pressure air to rotate the rotor body; moreover, the inner wall has a Central hole to accommodate the mounting to the drive shaft.
Предпочтительно ротор дополнительно содержит регулятор скорости вращения в первой камере и во второй камере.Preferably, the rotor further comprises a speed controller in the first chamber and in the second chamber.
Предпочтительно регулятор скорости вращения включает в себя: переднюю стенку; по меньшей мере, один спиральный стеночный барьер, проходящий от внешней части каждой кольцевой камеры; клапанное уплотнительное кольцо внутри каждой кольцевой камеры; кольцевой перфорированный барьер внутри каждой кольцевой камеры, проходящий наружу от клапанного уплотнительного кольца; и заднюю стенку.Preferably, the rotational speed controller includes: a front wall; at least one spiral wall barrier extending from the outer part of each annular chamber; valve sealing ring inside each annular chamber; an annular perforated barrier within each annular chamber extending outward from the valve sealing ring; and back wall.
Предпочтительно каждый перфорированный барьер объединен с телом ротора.Preferably, each perforated barrier is integrated with the rotor body.
Предпочтительно четыре дуговых камеры расходятся лучами от каждой кольцевой камеры.Preferably, four arc chambers diverge beams from each annular chamber.
Предпочтительно передняя стенка и передняя внутренняя поверхность внутренней стенки имеют пазы для установки первого перфорированного барьера, а задняя стенка и задняя внутренняя поверхность внутренней стенки имеет пазы для установки второго перфорированного барьера.Preferably, the front wall and the front inner surface of the inner wall have grooves for installing the first perforated barrier, and the rear wall and the rear inner surface of the inner wall have grooves for installing the second perforated barrier.
Предпочтительно клапанное уплотнительное кольцо выполнено из упругой резины.Preferably, the valve sealing ring is made of resilient rubber.
Предпочтительно общая внутренняя стенка содержит одну или более дополнительных кольцевых камер и дополнительные спиральные стеночные барьеры, расположенные между двумя кольцевыми камерами и двумя спиральными стеночными барьерами, дополнительный кольцевой перфорированный барьер, расположенный внутри каждой дополнительной кольцевой камеры и расположенный радиально снаружи от дополнительного клапанного уплотнительного кольца, а дополнительное клапанное уплотнительное кольцо расположено радиально внутри от дополнительного кольцевого перфорированного барьера.Preferably, the common inner wall comprises one or more additional annular chambers and additional spiral wall barriers located between two annular chambers and two spiral wall barriers, an additional annular perforated barrier located inside each additional annular chamber and located radially outside from the additional valve sealing ring, and an additional valve o-ring is located radially inside from the additional ring Vågå perforated barrier.
Предпочтительно внутренняя стенка содержит узкую шейку.Preferably, the inner wall comprises a narrow neck.
Предпочтительно детали, за исключением клапанного уплотнительного кольца, выполнены из пластика.Preferably, the parts, with the exception of the valve sealing ring, are made of plastic.
Предпочтительно передняя стенка и задняя стенка разъемно прикреплены к внутренней стенке.Preferably, the front wall and the rear wall are detachably attached to the inner wall.
Предпочтительно передняя стенка и задняя стенка прикреплены к внутренней стенке посредством силы трения.Preferably, the front wall and the rear wall are attached to the inner wall by friction.
Предпочтительно множество тангенциальных периферических сопел, сообщающихся с первой кольцевой камерой, выровнены с множеством тангенциальных периферических сопел, сообщающихся со второй кольцевой камерой.Preferably, the plurality of tangential peripheral nozzles communicating with the first annular chamber are aligned with the plurality of tangential peripheral nozzles communicating with the second annular chamber.
Согласно второму объекту настоящего изобретения создано тело ротора для турбинного ротора высокого момента вращения, представляющее собой: тело ротора, включающее в себя центральное отверстие и имеющее цилиндрическую внешнюю стенку и центральную внутреннюю стенку; переднюю поверхность, включающую в себя, по меньшей мере, одну первую кольцевую камеру, заканчивающуюся в, по меньшей мере, одной первой дуговой камере, оканчивающейся в, по меньшей мере, одном первом кольцевом отверстии; и заднюю поверхность, включающую в себя, по меньшей мере, одну вторую кольцевую камеру, заканчивающуюся в, по меньшей мере, одной второй дуговой камере, оканчивающейся в, по меньшей мере, одном втором кольцевом отверстии; при этом первая кольцевая камера имеет первый паз для установки первого перфорированного барьера, а вторая кольцевая камера имеет второй паз для установки второго перфорированного барьера.According to a second aspect of the present invention, a rotor body for a high-torque turbine rotor is provided, which is: a rotor body including a central hole and having a cylindrical outer wall and a central inner wall; a front surface including at least one first annular chamber ending in at least one first arc chamber ending in at least one first annular hole; and a rear surface including at least one second annular chamber ending in at least one second arc chamber ending in at least one second annular hole; wherein the first annular chamber has a first groove for installing the first perforated barrier, and the second annular chamber has a second groove for installing the second perforated barrier.
Предпочтительно тело ротора дополнительно содержит: первый перфорированный барьер; второй перфорированный барьер; первое клапанное уплотнительное кольцо, расположенное между первым перфорированным барьером и центральным отверстием; и второе клапанное уплотнительное кольцо, расположенное между вторым перфорированным барьером и центральным отверстием.Preferably, the rotor body further comprises: a first perforated barrier; a second perforated barrier; a first valve o-ring located between the first perforated barrier and the central hole; and a second valve o-ring located between the second perforated barrier and the Central hole.
Согласно третьему объекту настоящего изобретения создан ручной пневматический инструмент, содержащий тело турбинного ротора высокого момента вращения, расположенное по окружности вокруг основного вала и содержащее переднюю стенку и заднюю стенку, выполненные с возможностью монтажа с внутренней стенкой, каждая из которых включает в себя центральное отверстие; внутреннюю стенку, выполненную с возможностью монтажа с передней стенкой и задней стенкой, причем внутренняя стенка включает в себя по меньшей мере, две кольцевых камеры; по меньшей мере, одну дуговую камеру, расходящуюся лучом от внешней части каждой кольцевой камеры; клапанное уплотнительное кольцо внутри каждой кольцевой камеры; кольцевой перфорированный барьер внутри каждой кольцевой камеры, расположенный радиально снаружи от клапанного уплотнительного кольца; и центральное отверстие.According to a third aspect of the present invention, a hand-held pneumatic tool is provided comprising a turbine rotor body of a high rotational moment, circumferentially around a main shaft, and comprising a front wall and a rear wall configured to be mounted with an internal wall, each of which includes a central hole; an inner wall configured to be mounted with a front wall and a rear wall, wherein the inner wall includes at least two annular chambers; at least one arc chamber diverging by a beam from the outer part of each annular chamber; valve sealing ring inside each annular chamber; an annular perforated barrier inside each annular chamber located radially outside of the valve sealing ring; and a central hole.
Согласно четвертому объекту настоящего изобретения создан ручной пневматический инструмент, содержащий турбинный ротор высокого момента вращения, имеющий внешнюю стенку и ось вращения, средства для крепления турбинного ротора для вращения вокруг оси вращения на ведущем валу, причем турбинный ротор имеет внутреннюю стенку и, по меньшей мере, две камеры, принимающие воздух высокого давления, средства для направления сжатого воздуха в две камеры, при этом турбинный ротор имеет воздушный канал в каждой камере, причем воздушный канал оканчивается в тангенциальном сопле во внешней стенке ротора, при этом сопла направляют сжатую текучую среду из них для передачи вращения к турбинному ротору.According to a fourth aspect of the present invention, a hand-held pneumatic tool is provided comprising a high-torque turbine rotor having an outer wall and an axis of rotation, means for fastening the turbine rotor for rotation about the axis of rotation on the drive shaft, the turbine rotor having an inner wall and at least two chambers receiving high pressure air, means for directing compressed air into two chambers, the turbine rotor having an air channel in each chamber, the air channel being terminated INDICATES tangential nozzle in the outer wall of the rotor, wherein the nozzles direct the pressurized fluid from them for transmitting rotation to the turbine rotor.
Предпочтительно тело ротора включает в себя стенку камеры, разделяющую две камеры.Preferably, the rotor body includes a chamber wall separating the two chambers.
Предпочтительно инструмент дополнительно содержит упругие уплотнительные средства, расположенные в каждой кольцевой камере, при этом упругие уплотнительные средства являются подвижными наружу под действием центробежной силы для ограничения нагнетаемого потока через перфорированные барьерные средства, позволяющие сжатой текучей среде протекать неограниченно с помощью упругих уплотнительных средств, пока упругие уплотнительные средства смещены наружу под действием центробежной силы для ограничения сжатого потока через перфорированные барьерные средства.Preferably, the tool further comprises resilient sealing means located in each annular chamber, wherein the resilient sealing means are movable outward by centrifugal force to restrict the pumped flow through the perforated barrier means, allowing the compressed fluid to flow indefinitely by means of resilient sealing means, while the resilient sealing means the means are displaced outward by centrifugal force to limit the compressed flow through the perforated bath barriers.
Согласно пятому объекту настоящего изобретения создан турбинный ротор высокого момента вращения для ручного или установленного на вал пневматического инструмента, содержащий средство для создания момента вращения с цилиндрическим телом, имеющим впуск, присоединяемый к источнику воздуха высокого давления, включающее средство для создания момента вращения в первой камере тела; средство для создания момента вращения во второй камере тела; средство для направления сжатого воздуха в две камеры; средство для отделения первой камеры от второй камеры; и средство, соединяющее средство для создания момента вращения с валом.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a high torque turbine rotor for a pneumatic tool manually or mounted on a shaft, comprising means for creating a torque with a cylindrical body having an inlet connected to a high pressure air source, including means for creating a torque in the first body chamber ; means for creating a torque in the second chamber of the body; means for directing compressed air into two chambers; means for separating the first chamber from the second chamber; and means connecting means for creating a moment of rotation with the shaft.
Предпочтительно ротор дополнительно содержит средство для регулирования скорости вращения ротора, расположенное внутри первого средства для создания момента вращения и второго средства для создания момента вращения.Preferably, the rotor further comprises means for controlling a rotor speed located inside the first means for generating a torque and the second means for creating a torque.
Согласно шестому объекту настоящего изобретения создан турбинный ротор высокого момента вращения для ручного или установленного на шпинделе пневматического инструмента, содержащий: впуск, присоединяемый к источнику воздуха высокого давления; первую кольцевую камеру; первое множество тангенциальных периферических сопел, сообщающихся с первой кольцевой камерой; вторую кольцевую камеру; второе множество тангенциальных периферических сопел, сообщающихся со второй кольцевой камерой; и общую внутреннюю стенку, включающую в себя центральное отверстие для размещения и присоединения к ведущему валу, причем первая кольцевая камера и вторая кольцевая камера разделены общей внутренней стенкой.According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a high torque turbine rotor for a pneumatic tool manually or mounted on a spindle, comprising: an inlet connected to a high pressure air source; first annular chamber; a first plurality of tangential peripheral nozzles in communication with a first annular chamber; a second annular chamber; a second set of tangential peripheral nozzles in communication with the second annular chamber; and a common inner wall including a central hole for receiving and connecting to the drive shaft, wherein the first annular chamber and the second annular chamber are separated by a common inner wall.
Предпочтительно ротор дополнительно содержит первый регулятор скорости вращения в первой кольцевой камере и второй регулятор скорости вращения во второй кольцевой камере.Preferably, the rotor further comprises a first rotational speed controller in the first annular chamber and a second rotational speed regulator in the second annular chamber.
Предпочтительно каждый из первого и второго регуляторов скорости вращения содержит: по меньшей мере, один спиральный стеночный барьер, проходящий наружу от внешней части кольцевой камеры; клапанное уплотнительное кольцо внутри кольцевой камеры; и кольцевой перфорированный барьер внутри кольцевой камеры, проходящий наружу от клапанного уплотнительного кольца.Preferably, each of the first and second speed controllers comprises: at least one spiral wall barrier extending outward from the outer part of the annular chamber; valve sealing ring inside the annular chamber; and an annular perforated barrier inside the annular chamber extending outward from the valve seal ring.
Предпочтительно каждый перфорированный барьер объединен с телом ротора.Preferably, each perforated barrier is integrated with the rotor body.
Предпочтительно четыре дуговых камеры расходятся лучами от каждой кольцевой камеры.Preferably, four arc chambers diverge beams from each annular chamber.
Предпочтительно ротор дополнительно содержит: переднюю стенку, соседнюю с общей внутренней стенкой, и заднюю стенку, соседнюю с общей внутренней стенкой, при этом передняя стенка и передняя внутренняя поверхность общей внутренней стенки имеют пазы для установки первого перфорированного барьера, а задняя стенка и задняя внутренняя поверхность общей внутренней стенки имеют пазы для установки второго перфорированного барьера.Preferably, the rotor further comprises: a front wall adjacent to the common inner wall and a rear wall adjacent to the common inner wall, wherein the front wall and the front inner surface of the common inner wall have grooves for installing the first perforated barrier, and the rear wall and the rear inner surface the common inner walls have grooves for installing a second perforated barrier.
Предпочтительно клапанное уплотнительное кольцо выполнено из упругой резины.Preferably, the valve sealing ring is made of resilient rubber.
Предпочтительно детали, за исключением клапанного уплотнительного кольца, выполнены из пластика.Preferably, the parts, with the exception of the valve sealing ring, are made of plastic.
Предпочтительно передняя стенка и задняя стенка разъемно прикреплены к общей внутренней стенке.Preferably, the front wall and the rear wall are detachably attached to a common inner wall.
Предпочтительно передняя стенка и задняя стенка прикреплены к внутренней стенке посредством силы трения.Preferably, the front wall and the rear wall are attached to the inner wall by friction.
Предпочтительно первое множество тангенциальных периферических сопел выровнено со вторым множеством тангенциальных периферических сопел.Preferably, the first plurality of tangential peripheral nozzles are aligned with the second plurality of tangential peripheral nozzles.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено:The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг.1А - вид в перспективе с разнесением деталей предпочтительного варианта осуществления изобретения;FIG. 1A is an exploded perspective view of a preferred embodiment of the invention; FIG.
Фиг.1В - вид сбоку альтернативного варианта осуществления изобретения;Figv is a side view of an alternative embodiment of the invention;
Фиг.2 - вид сбоку в поперечном сечении предпочтительного варианта осуществления изобретения;Figure 2 is a side cross-sectional view of a preferred embodiment of the invention;
Фиг.3А - вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления изобретения;3A is a perspective view of a preferred embodiment of the invention;
Фиг.3В - вид сбоку в сечении предпочтительного варианта осуществления изобретения;Fig. 3B is a side cross-sectional view of a preferred embodiment of the invention;
Фиг.4 - вид в перспективе в сечении с частичным разнесением деталей предпочтительного варианта осуществления изобретения;4 is a perspective view in section with a partial exploded view of a preferred embodiment of the invention;
Фиг.5 - вид в перспективе альтернативного варианта осуществления изобретения; и5 is a perspective view of an alternative embodiment of the invention; and
Фиг.6 - вид сбоку альтернативного варианта осуществления изобретения.6 is a side view of an alternative embodiment of the invention.
На чертежах, в частности на фиг.1А-4, турбинный ротор обозначен в целом ссылочной позицией 10. Внешний продолговатый корпус инструмента, то есть тот, который удерживается рукой и в котором размещены ротор, вал и подшипники, показан на фиг.1В. Турбинный ротор 10 используется в ручном или установленном на шпинделе инструменте, как показано на фиг.1В, предназначенном для работы, такой как шлифование и полировка.In the drawings, in particular in FIGS. 1A-4, the turbine rotor is generally designated 10. The outer elongated tool body, that is, the one that is held by hand and in which the rotor, shaft and bearings are located, is shown in FIG. 1B. The
Тело 10 турбинного ротора предпочтительно имеет две отдельных внутренних воздухопринимающих камеры высокого давления (первая камера и вторая камера), образованных передней стенкой 12, средней внутренней стенкой 14 и задней стенкой 16. Тело 10 ротора в основном имеет цилиндрическую форму. Передняя стенка 12 и задняя стенка 16 могут быть идентичными. Передняя стенка 12, внутренняя стенка 14 и задняя стенка 16 плотно подогнаны друг к другу и, как правило, являются воздухонепроницаемыми. Например, каждая из передней стенки 12 и задней стенки 16 имеет периферический фланец, который сцепляет и проходит по краю периферии стенок камеры средней стенки 14. В предпочтительном варианте осуществления передняя стенка 12 и задняя стенка 16 запрессованы на средней стенке 14. Однако передняя стенка 12, задняя стенка 16 и внутренняя стенка 14 также могут быть склеены друг с другом или разъемными или постоянно закреплены другими эквивалентными элементами, такими как металлический зажим.The
Передняя стенка 12 включает в себя центральное отверстие 18 с резьбой. В предпочтительном варианте осуществления отверстие 18 выполнено таким образом, чтобы соответствовать резьбе на ведущем валу 60, как показано на фиг.2, 4 и 5. Ведущий вал 60 содержит полые отверстия, которые служат в качестве впусков для воздуха высокого давления, для введения в камеры тела 10 ротора для толкания тела 10 ротора. Имеются и другие виды соединения с ведущим валом 60 как разъемные, так и постоянные, такие как склеиваемые, сварные или фрикционные соединения с ведущим валом 60. Передняя стенка 12 и задняя стенка 16 могут быть выполнены из пластика, металла или другого подходящего легкого жесткого материала, который может быть в целом герметичным. Когда тело ротора соединено с валом, вращающий момент, производимый на роторе, передается на вал, заставляя вал крутиться.The
Общая внутренняя стенка 14 также может быть выполнена из пластика, металла или другого подходящего материала. Внутренняя стенка 14 включает в себя центральное отверстие 44 с резьбой, соответствующей резьбе на ведущем валу 60 инструмента.The common
Тело 10 ротора в предпочтительном варианте осуществления включает в себя регулятор в каждой камере корпуса ротора, как описано в патенте США №4776752. Предпочтительно регулятор содержит первую кольцевую камерную зону 20 на передней поверхности 48 внутренней стенки 14. По меньшей мере, одна первая дуговая камера 24 проходит от внешней части 52 первой кольцевой камеры 20. Как показано на фиг.1-4, в предпочтительном варианте осуществления имеются четыре (4) первые дуговые камеры 24, которые проходят от внешней части 52 первой кольцевой камеры 20 к окружности 56 внутренней стенки 14. Дуговые камеры 24 открыты для первых периферических отверстий 58.The
Первое упругое клапанное уплотнительное кольцо 32 установлено в первой кольцевой камере 20 для регулирования и ограничения потока воздуха от первой кольцевой камеры 20 к первой дуговой камере 24. Кольцевой первый перфорированный барьер 22 проходит наружу от первого клапанного уплотнительного кольца 32. Когда воздух высокого давления (приблизительно 90 фунтов на квадратный дюйм) вводится в тело 10 ротора и скорость ротора достигает заданного числа оборотов в минуту, клапанное уплотнительное кольцо 32 деформируется вплотную к перфорированному барьеру 22, таким образом ограничивая воздушный поток и снижая скорость вращения ротора.A first resilient
Как показано на фиг.3, тело 10 ротора включает в себя вторую кольцевую камеру 26 на задней поверхности 50 внутренней стенки 14. По меньшей мере, одна вторая дуговая камера 30 проходит от внешней части 54 второй кольцевой камеры 26. В предпочтительном варианте осуществления предусмотрены четыре (4) вторых дуговых камеры 30 (90 градусов в сторону), которые проходят от внешней части 54 второй кольцевой камеры 26 к окружности 56 тела 10 ротора. Вторая дуговая камера 30 открыта для вторых кольцевых отверстий 62. Как проиллюстрировано на фиг.1 и 2, первые дуговые камеры 24 и вторые дуговые камеры 30 выровнены, как первые и вторые кольцевые отверстия 58, 62. Отверстия 58, 62 воздушных каналов направлены по касательной к цилиндрическому телу 10 ротора и выталкивают воздух высокого давления по касательной для обеспечения силы, чтобы вращать тело 10 ротора. Тем не менее, выравнивание отверстий 58, 62 не является необходимым для работы изобретения.As shown in FIG. 3, the
Вторая кольцевая камера 26 также содержит второе упругое клапанное уплотнительное кольцо 34 для регулирования и ограничения потока воздуха из второй кольцевой камеры 26 к второй дуговой камере 30. Кольцевой второй перфорированный барьер 28 расположен радиально в стороне от второго клапанного уплотнительного кольца 34. Таким образом, когда воздух вводится в турбинный ротор 10 и ротор передает заданную скорость вращения, второе упругое клапанное уплотнительное кольцо 34 деформируется вплотную к перфорированному барьеру 28, в то время как ротор крутится, таким образом ограничивая воздушный поток и уменьшая скорость ротора.The second
Клапанные уплотнительные кольца 32, 34 являются полностью упругими и выполнены из резины. Весь турбинный ротор 10 (за исключением клапанных уплотнительных колец) может быть выполнен из жестких пластических материалов. Подшипники ротора 10 турбины не требуют смазки. Перфорированные барьеры 22, 28 могут быть выполнены из пластика, металла или других подходящих материалов. Также перфорированные барьеры 22, 28 могут быть образованы по существу с внутренней стенкой 14 или разъемно, или постоянно прикреплены к передней поверхности 48 и задней поверхности 50 внутренней стенки 14. Перфорированные барьеры 22, 28 могут иметь зубчатую конфигурацию, как показано на фиг.1. Тем не менее, также могут использоваться эквивалентные конструкции.Valve o-rings 32, 34 are fully elastic and made of rubber. The entire turbine rotor 10 (with the exception of valve sealing rings) can be made of rigid plastic materials. The bearings of the
Также в предпочтительном варианте осуществления в передней стенке 12 имеется паз 36, а в передней поверхности внутренней стенки 14 - соответствующий паз 40, так что первый перфорированный барьер 22 выровнен должным образом в теле 10 турбинного ротора. Также в задней стенке 16 имеется паз 38, а в задней поверхности 50 внутренней стенки 14 - соответствующий паз 42, так что второй перфорированный барьер 28 выровнен должным образом в теле 10 турбинного ротора. Для правильного выравнивания перфорированного барьера может быть использован один паз.Also in a preferred embodiment, there is a
При работе предпочтительный вариант осуществления турбинного ротора 10 функционирует таким образом, как описано далее. Воздух под давлением (приблизительно 90 фунтов на квадратный дюйм) поступает в турбинный ротор 10 из ведущего вала 60 в центральные отверстия 18, 44, 46 в передней стенке 12, внутренней стенке 14 и задней стенке 16. Воздух под давлением поступает в первую и вторую кольцевые камеры 20, 26 и проходит вокруг первого и второго клапанных уплотнительных колец 32, 34 через первый и второй перфорированные барьеры 22, 28 в первую и вторую дуговые камеры 24, 30. Воздух затем выходит под давлением из дуговых камер 24, 30 через кольцевые отверстия 58, 62 в окружность 56 внутренней стенки 14. Эти внешние отверстия работают как тангенциальные сопла, создавая воздушные потоки, обеспечивающие крутящую силу для вращения турбины. Реактивная сила воздуха заставляет вращаться турбинный ротор 10.In operation, a preferred embodiment of the
Предпочтительный вариант осуществления включает в себя регулятор скорости вращения, описанный в патенте США №4776752, в каждой ведущей камере. Упругая деформация клапанных уплотнительных колец 32, 34, вплотную к перфорированным барьерам 22, 28, вызванная центробежной силой, заставляет турбину 10 вращаться на заданной до некоторой степени постоянной скорости. Когда турбинный ротор 10 вращается на высокой скорости вращения, первое и второе клапанные уплотнительные кольца 32, 34 деформируются, надавливая на отверстия первого и второго перфорированных барьеров 22, 28. Деформация клапанных уплотнительных колец 32, 34 ограничивает воздушный поток через отверстия в барьерах 22, 28, таким образом снижая вращающие силы. В конечном счете достигается равновесие, посредством чего создается постоянная скорость вращения для турбинного ротора 10.A preferred embodiment includes a rotational speed controller described in US Pat. No. 4,776,752 in each driving chamber. The elastic deformation of the valve sealing rings 32, 34, close to the
Момент вращения турбинного ротора 10 в настоящем изобретении значительно повышен по сравнению с роторами согласно предшествующему уровню техники. Например, по сравнению с двумя пакетированными турбинными роторами, настоящее изобретение обеспечивает меньший вес, вибрацию, дребезжание и пропускание воздуха и незначительное движение частей, которые могут изнашиваться.The rotation moment of the
На фиг.5 и 6 показан альтернативный вариант осуществления изобретения. Как показано на фиг.5 и 6, корпус ротора выполнен узким для уменьшения веса и дополнительного увеличения в моменте вращения.5 and 6 show an alternative embodiment of the invention. As shown in FIGS. 5 and 6, the rotor housing is made narrow to reduce weight and further increase in torque.
Конструкция турбинного ротора 10 с множественными кольцевыми камерами и множественными дуговыми камерами обеспечивает увеличение момента вращения от воздушных турбин согласно предшествующему уровню техники без значительного увеличения веса шпиндельного устройства. Кроме того, имеет место меньшая вибрация, чем если бы одиночные турбинные роторы были пакетированы поверх друг друга. Также согласно альтернативному варианту осуществления дополнительные кольцевые камеры и дуговые камеры могут быть образованы между первой и второй камерами. Эти дополнительные камеры могут иметь клапанные уплотнительные кольца и перфорированные барьеры, как описано здесь, для регулирования скорости вращения. Более того, хотя изобретение было описано для работы с воздухом, оно также может работать с другими газами для решения других задач.The design of the
Настоящее изобретение было показано и описано здесь на примере его предпочтительного варианта осуществления. Однако следует отметить, что специалистам в данной области техники будет очевидно множество различных модификаций и изменений, входящих в объем защиты настоящего изобретения.The present invention has been shown and described herein by way of example of its preferred embodiment. However, it should be noted that those skilled in the art will recognize many different modifications and changes that fall within the protection scope of the present invention.
Claims (32)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007121447/06A RU2365764C2 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Hand-held pneumatic tool (versions) and turbine rotor with high torque moment (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007121447/06A RU2365764C2 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Hand-held pneumatic tool (versions) and turbine rotor with high torque moment (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007121447A RU2007121447A (en) | 2008-12-20 |
RU2365764C2 true RU2365764C2 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41150097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007121447/06A RU2365764C2 (en) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | Hand-held pneumatic tool (versions) and turbine rotor with high torque moment (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2365764C2 (en) |
-
2004
- 2004-12-08 RU RU2007121447/06A patent/RU2365764C2/en active IP Right Revival
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007121447A (en) | 2008-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5496173A (en) | Dental handpiece having an automatically controlled turbine drive | |
US8297374B2 (en) | Rotationally driven air tool | |
US8758095B2 (en) | Abrading or polishing tool with improved motor chamber | |
RU2406828C2 (en) | Pneumatic engine for tools with turn-rotary actuator | |
JP2010188463A5 (en) | ||
US7077732B2 (en) | High torque dual chamber turbine rotor for hand held or spindle mounted pneumatic tool | |
RU2365764C2 (en) | Hand-held pneumatic tool (versions) and turbine rotor with high torque moment (versions) | |
KR100979735B1 (en) | High torque dual chamber turbine rotor for hand held or spindle mounted pneumatic tool | |
JP6533386B2 (en) | Air tool | |
US7500907B2 (en) | Water driven motor | |
US5118250A (en) | Compressed air motor with reaction propulsive disk | |
KR102031963B1 (en) | Balancing plug setting tool and method for inserting balancing plug using it | |
KR200382866Y1 (en) | Die grinder for rotary burr | |
KR100929317B1 (en) | Low Vibration Lightweight High Power Spinner | |
US20200392858A1 (en) | Dual speed rotary tool | |
NZ555686A (en) | High torque dual chamber turbine rotor for hand-held or spindle mounted pneumatic tool | |
RU148088U1 (en) | PNEUMATIC ENGINE | |
US20050142516A1 (en) | Dental handpiece and kit including same | |
KR20090059779A (en) | Die grinder for rotary burr | |
JP2006102835A (en) | Spindle unit | |
GB2355542A (en) | Governor mechanism | |
EP1738713A1 (en) | Dental handpiece and kit including same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131209 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20151227 |