RU2476725C2 - Rotary hydraulic machine - Google Patents

Rotary hydraulic machine Download PDF

Info

Publication number
RU2476725C2
RU2476725C2 RU2011117661/06A RU2011117661A RU2476725C2 RU 2476725 C2 RU2476725 C2 RU 2476725C2 RU 2011117661/06 A RU2011117661/06 A RU 2011117661/06A RU 2011117661 A RU2011117661 A RU 2011117661A RU 2476725 C2 RU2476725 C2 RU 2476725C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic machine
epicyclic
housing
wheel
epicyclic wheel
Prior art date
Application number
RU2011117661/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011117661A (en
Inventor
Глеб Юрьевич Волков
Original Assignee
Глеб Юрьевич Волков
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 Глеб Юрьевич Волков filed Critical Глеб Юрьевич Волков
Priority to RU2011117661/06A priority Critical patent/RU2476725C2/en
Publication of RU2011117661A publication Critical patent/RU2011117661A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476725C2 publication Critical patent/RU2476725C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: rotary hydraulic machine includes housing 1, epicyclic wheel 2 with internal teeth, sun wheel 3 with external teeth, which is fixed by means of hinges on the housing, a pair of similar floating satellites 6, interacting with epicyclic and sun wheels, as well as end cover plates with flat working surfaces, which are fixed relative to the housing, in which inlet 17 and outlet 18 openings are made. Epicyclic wheel 2 interacts with housing 1 by means of a drive piece, for example slide 19, which deprives epicyclic wheel 2 of the possibility of rotation relative to housing 1, and directly contacts housing 1, thus forming together with it a kinematic pair of higher degree of force closure, for the implementation of which the hydraulic machine is equipped with pressure device - spring 11.
EFFECT: increasing the productivity and specific power of hydraulic machine owing to increasing useful capacity; increasing its operating life due to automatic wear compensation of interacting surfaces.
8 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами. Оно может найти применение в насосах, компрессорах и двигателях.The invention relates to volumetric displacement hydraulic machines with rotating working bodies. It can find application in pumps, compressors and motors.

В настоящее время для нагнетания и напорного перемещения вязких жидкостей, обладающих смазывающими свойствами, широко применяют шестеренные насосы с внутренним или внешним зацеплением [Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. - М.: Машиностроение, 1974. - 606 с. (С.311)]. Эти насосы просты по конструкции, неприхотливы в эксплуатации, однако их серьезным недостатком является относительно малый полезный объем, который ограничен пространством между впадинами зубьев и корпусом. Подобные шестеренные насосы эффективны только при достаточно больших скоростях вращения ротора и только для жидкостей.At present, gear pumps with internal or external gearing are widely used for pumping and pressure transfer of viscous liquids with lubricating properties [T. Bashta Volumetric pumps and hydraulic motors of hydraulic systems. - M.: Mechanical Engineering, 1974. - 606 p. (P.311)]. These pumps are simple in design, unpretentious in operation, but their serious drawback is the relatively small usable volume, which is limited by the space between the tooth cavities and the housing. Such gear pumps are effective only at sufficiently high rotor speeds and only for liquids.

В вакуумной технике известны насосы пластинно-статорные [В.И.Кузнецов, Механические вакуумные насосы, Госэнергетическое издание, М., 1959, стр.61-63, а также патент RU 2155277, кл. F04C 2/00, кл. F04C 2/44, 11.02.1999], содержащие корпус с впускным и выпускным окнами, размещенный в нем вал с эксцентриком и пластину, установленную в направляющих корпуса, которая прижимается к ротору-эксцентрику усилием пружины. Эта пластина разделяет полости всасывания и нагнетания.Plate-stator pumps are known in vacuum technology [V.I. Kuznetsov, Mechanical vacuum pumps, State Power Engineering Edition, M., 1959, pp. 61-63, and also patent RU 2155277, cl. F04C 2/00, CL F04C 2/44, 02/11/1999], comprising a housing with inlet and outlet windows, a shaft with an eccentric and a plate mounted in the guides of the housing, which is pressed against the rotor-eccentric by the force of a spring. This plate separates the suction and discharge cavities.

Известны вакуумные плунжерные насосы, например насос [SU 1564391, кл. F04C 2/00, 15.05.1990], содержащий корпус с цилиндрической рабочей полостью, снабженной впускным и выпускным окнами, ведущий вал с эксцентриком, установленный на эксцентрике плунжер с цилиндрической частью и хвостовиком, причем цилиндрическая часть плунжера расположена в корпусе с возможностью контакта с ним, а хвостовик связан с корпусом направляющим устройством, отделяющим всасывающую полость насоса от нагнетающей. Направляющее устройство состоит из двух вкладышей, выполненных в виде сегментов цилиндра.Vacuum plunger pumps are known, for example a pump [SU 1564391, cl. F04C 2/00, 05/15/1990], comprising a housing with a cylindrical working cavity provided with inlet and outlet windows, a drive shaft with an eccentric mounted on an eccentric plunger with a cylindrical part and a shank, the cylindrical part of the plunger located in the housing with the possibility of contact with him and the shank is connected to the housing by a guide device that separates the suction cavity of the pump from the discharge. The guide device consists of two liners made in the form of segments of the cylinder.

Оба упомянутых насоса имеют достаточно большой полезный объем, однако герметичность рабочих полостей требует повышенной точности изготовления деталей, а неизбежный износ этих деталей приводит к потере необходимых характеристик насосов.Both of these pumps have a sufficiently large usable volume, however, the tightness of the working cavities requires increased precision in the manufacture of parts, and the inevitable wear of these parts leads to a loss of the necessary characteristics of the pumps.

Существует роторный насос [патент Великобритании №1158638, кл. F1F, опубл. 1966]. Он содержит корпус, неподвижное эпициклическое колесо с внутренними зубьями, солнечное колесо с наружными зубьями и два плавающих сателлита, взаимодействующих с солнечным и эпициклическим колесами, а также торцовые крышки с каналами подвода и отвода рабочей среды. Солнечное колесо шарнирно закреплено на ведущем эксцентрике. В проекции на торцовую плоскость центры сателлитов в исходном положении механизма расположены на одной прямой с совпадающими в этом положении центрами эпициклического и солнечного колес.There is a rotary pump [UK patent No. 1158638, cl. F1F, publ. 1966]. It contains a housing, a fixed epicyclic wheel with internal teeth, a solar wheel with external teeth and two floating satellites interacting with the solar and epicyclic wheels, as well as end caps with channels for supplying and discharging the working medium. The sun wheel is pivotally mounted on a driving clown. In the projection onto the end plane, the satellite centers in the initial position of the mechanism are located on one straight line with the centers of the epicyclic and sun wheels coinciding in this position.

Достоинствами этого насоса являются его большой полезный объем, а также устойчивость к износу. В кинематических парах, образуемых зубчатыми звеньями, при ограниченном износе сопрягаемых поверхностей нарушения герметичности не происходит, т.е. износ компенсируется зубчатыми зацеплениями.The advantages of this pump are its large useful volume, as well as resistance to wear. In kinematic pairs formed by gear links, with limited wear of the mating surfaces, leakage does not occur, i.e. wear is compensated by gears.

Недостаток гидромашины, используемой в таком насосе, заключается в том, что в определенных положениях ведущего эксцентрика сателлит не может «самостоятельно» выйти из «мертвого» положения.The disadvantage of the hydraulic machine used in such a pump is that in certain positions of the leading eccentric the satellite cannot "independently" get out of the "dead" position.

Наиболее близкой (прототип) предлагаемой является роторная гидромашина [патент СССР №699229, кл. F04 C1, опубл. 1979], содержащая статор в виде венца с внутренними зубьями, связанный через сателлиты с наружными зубьями ротора, установленного на вращающемся эксцентрике. Ротор изготовлен полым и на его внутренней поверхности выполнены зубья. Устройство дополнительно содержит шестерню с внешними зубьями, жестко связанную со статором, и паразитную шестерню, шарнирно закрепленную на эксцентрике, взаимодействующую с неподвижной шестерней и внутренними зубьями ротора.The closest (prototype) of the proposed is a rotary hydraulic machine [USSR patent No. 699229, class. F04 C1, publ. 1979], containing a stator in the form of a crown with internal teeth connected through satellites to the external teeth of the rotor mounted on a rotating eccentric. The rotor is made hollow and teeth are made on its inner surface. The device further comprises a gear with external teeth rigidly connected to the stator, and a parasitic gear pivotally mounted on the eccentric, interacting with the fixed gear and the internal teeth of the rotor.

Достоинство данной конструкции по сравнению с предыдущей состоит в том, что сателлит беспрепятственно проходит «мертвые» положения.The advantage of this design compared to the previous one is that the satellite passes unhindered “dead” positions.

Недостатками этой гидромашины являются: технологическая сложность эксцентрика, большие потери на трение и неблагоприятные условия передачи движения, обусловленные наличием вращательных кинематических пар (между ротором и эксцентриком, осью эксцентрика и паразитной шестерней), которые по условиям компоновки устройства не могут быть снабжены подшипниками качения.The disadvantages of this hydraulic machine are: the technological complexity of the eccentric, large friction losses and adverse conditions for the transmission of motion due to the presence of rotational kinematic pairs (between the rotor and the eccentric, the eccentric axis and the spurious gear), which, according to the layout of the device, cannot be equipped with rolling bearings.

Для устранения указанных недостатков прототипа, а также для обеспечения беспрепятственного прохождения сателлитами «мертвых» положений предлагается следующая конструкция гидромашины.To eliminate these disadvantages of the prototype, as well as to ensure unhindered passage of satellites "dead" positions, the following design of the hydraulic machine is proposed.

Роторная гидромашина содержит корпус, эпициклическое колесо с внутренними зубьями, солнечное колесо с наружными зубьями, шарнирно закрепленное на корпусе, пару одинаковых плавающих сателлитов, взаимодействующих с эпициклическим и солнечным колесами, центры которых в исходном положении механизма расположены на одной прямой с совпадающими в этом положении центрами эпициклического и солнечного колес, а также неподвижные относительно корпуса торцовые крышки с плоскими рабочим поверхностями, в которых выполнены впускное и выпускное окна. Отличия состоят в том, что эпициклическое колесо взаимодействует с корпусом посредством поводка, лишающего эпициклическое колесо возможности вращения относительно корпуса, и контактирует с корпусом непосредственно, образуя с ним высшую кинематическую пару силового замыкания, для осуществления которого гидромашина снабжена нажимным устройством.The rotary hydraulic machine comprises a housing, an epicyclic wheel with internal teeth, a sun wheel with external teeth, pivotally mounted on the body, a pair of identical floating satellites interacting with the epicyclic and solar wheels, the centers of which in the initial position of the mechanism are located on a straight line with the centers coinciding in this position epicyclic and solar wheels, as well as end caps, fixed relative to the body, with flat working surfaces, in which the inlet and outlet windows are made . The differences are that the epicyclic wheel interacts with the casing by means of a leash, which makes it impossible for the epicyclic wheel to rotate relative to the casing, and is in direct contact with the casing, forming a higher kinematic pair of power circuit, for which the hydraulic machine is equipped with a pressure device.

Предлагаемая конструкция обеспечивает правильное прохождение сателлитами «мертвых» точек. Вместе с тем, она технологичнее и надежнее прототипа, так как в ней отсутствуют наиболее «проблемные» элементы, расположенные внутри ротора.The proposed design ensures the correct passage of satellites "dead" points. At the same time, it is more technologically advanced and more reliable than the prototype, since it lacks the most “problematic” elements located inside the rotor.

Наиболее прост по конструкции вариант гидромашины, в котором упомянутую высшую кинематическую пару образуют внутренняя поверхность направляющего кольца, жестко связанного с эпициклическим колесом, и внешняя поверхность ролика, шарнирно закрепленного относительно корпуса. При этом необходимо, чтобы разность диаметров контактирующих поверхностей направляющего кольца и ролика равнялась максимальному эксцентриситету эпициклического и солнечного колес. В простейшем конструктивном варианте поводок, лишающий эпициклическое колесо возможности вращения относительно корпуса, выполнен в виде коромысла, связанного с корпусом и эпициклическим колесом вращательными парами, а нажимное устройство, обеспечивающее силовое замыкание высшей кинематической пары, выполнено в виде пружины, связанной с коромыслом.The most simple in design version of the hydraulic machine, in which the aforementioned higher kinematic pair is formed by the inner surface of the guide ring, rigidly connected to the epicyclic wheel, and the outer surface of the roller, pivotally mounted relative to the housing. It is necessary that the difference in the diameters of the contacting surfaces of the guide ring and the roller is equal to the maximum eccentricity of the epicyclic and solar wheels. In the simplest constructive embodiment, the leash, which deprives the epicyclic wheel of rotation relative to the body, is made in the form of a beam connected to the body and the epicyclic wheel by rotational pairs, and the pressure device providing power closure of the higher kinematic pair is made in the form of a spring connected to the beam.

В другом конструктивном исполнении гидромашины упомянутую ранее высшую кинематическую пару образуют цилиндрическое отверстие корпуса и внешняя цилиндрическая поверхность эпициклического колеса, причем разность диаметров этих поверхностей равна максимальному эксцентриситету эпициклического и солнечного колес.In another design of the hydraulic machine, the aforementioned higher kinematic pair is formed by a cylindrical hole of the casing and the outer cylindrical surface of the epicyclic wheel, and the difference in the diameters of these surfaces is equal to the maximum eccentricity of the epicyclic and solar wheels.

Такая конструкция создает предпосылки для радикального повышения технических возможностей гидромашины за счет использования дополнительных рабочих полостей, заключенных между корпусом, эпициклическим колесом и поводком, снабженных собственным впускным и выпускным окнами.This design creates the prerequisites for a radical increase in the technical capabilities of the hydraulic machine through the use of additional working cavities enclosed between the body, the epicyclic wheel and the leash, equipped with their own inlet and outlet windows.

Необходимая герметичность дополнительных рабочих полостей обеспечена в гидромашине, содержащей пару поводков, каждый из которых выполнен в виде плавающей шестерни, взаимодействующей со специальным внутренним зубчатым сектором, принадлежащим корпусу, и зубчатым выступом, жестко связанным с эпициклическим колесом. Нажимное устройство, обеспечивающее силовое замыкание контакта эпициклического колеса с корпусом, включает пружину сжатия и шток, опирающийся на зубчатый выступ.The necessary tightness of the additional working cavities is provided in a hydraulic machine containing a pair of leashes, each of which is made in the form of a floating gear interacting with a special internal gear sector belonging to the housing and a gear ledge rigidly connected to the epicyclic wheel. A pressure device that provides power closure of the contact of the epicyclic wheel with the housing includes a compression spring and a rod resting on a gear protrusion.

Для повышения разности давлений, создаваемых гидромашиной, дополнительные рабочие полости соединены с основными последовательно, через перепускные каналы.To increase the pressure difference created by the hydraulic machine, additional working cavities are connected to the main ones in series through the bypass channels.

Для дополнительного повышения производительности или рабочего давления гидромашина состоит из двух или более гидромашин, имеющих общий корпус и солнечные колеса, закрепленные на общем валу, разделенных плоскими перегородками. При соединении нескольких гидромашин создается возможность для их более полного динамического уравновешивания.To further increase productivity or operating pressure, the hydraulic machine consists of two or more hydraulic machines having a common housing and sun wheels mounted on a common shaft, separated by flat partitions. When connecting several hydraulic machines, the opportunity arises for their more complete dynamic balancing.

В любом конструктивном варианте для уменьшения чувствительности машины к погрешностям изготовления и монтажа зубчатых колес сателлиты выполнены сборными. Они состоят из нескольких шестерен, одновременно взаимодействующих с эпициклическим и солнечным колесами.In any design option, to reduce the sensitivity of the machine to manufacturing errors and the installation of gears, the satellites are made prefabricated. They consist of several gears interacting simultaneously with the epicyclic and solar wheels.

Примеры реализации изобретения иллюстрируются чертежами.Examples of the invention are illustrated by drawings.

На фигуре 1 показана наиболее простая конструкция роторной гидромашины, на фигуре 2 - ее осевой разрез, а на фигуре 3 - работа этой гидромашины.Figure 1 shows the simplest construction of a rotary hydraulic machine, figure 2 shows its axial section, and figure 3 shows the operation of this hydraulic machine.

На фигуре 4 изображена схема гидромашины с измененным положением направляющего кольца, на фигуре 5 - гидромашина, имеющая дополнительные рабочие полости.The figure 4 shows a diagram of a hydraulic machine with a changed position of the guide ring, figure 5 - hydraulic machine with additional working cavity.

На фигуре 6 показана гидромашина с «зубчатыми поводками», на фигуре 7 - ее осевой разрез, на фигуре 8 - ее разрез по «зубчатым поводкам».Figure 6 shows a hydraulic machine with "gear leads", figure 7 - its axial section, figure 8 - its section along the "gear leads".

На фигуре 9 изображена гидромашина, состоящая из нескольких гидромашин, соединенных последовательно.The figure 9 shows a hydraulic machine, consisting of several hydraulic machines connected in series.

Гидромашина, показанная на фиг.1, 2, содержит сборный корпус, центральную часть которого составляет разомкнутое кольцо 1. Эпициклическое колесо 2 с внутренними зубьями является подвижным. Солнечное колесо 3 с наружными зубьями насажено на вал 4, шарнирно закрепленный относительно корпуса, и удерживается от проворота шпонкой 5. Пара одинаковых плавающих сателлитов 6 взаимодействуют с эпициклическим и солнечным колесами. Сборка механизма выполнена таким образом, что центры сателлитов 6 (в проекции на торцовую плоскость) в исходном положении механизма расположены на одной прямой с совпадающими в этом положении центрами эпициклического 2 и солнечного 3 колес. На эпициклическом колесе 2 закреплен рычаг 7, заканчивающийся направляющим кольцом 8, которое своей внутренней поверхностью взаимодействует с роликом 9, шарнирно закрепленным относительно корпуса. При этом разность диаметров контактирующих поверхностей направляющего кольца 8 и ролика 9 равна максимальному эксцентриситету эпициклического 2 и солнечного 3 колес. Поводок, лишающий эпициклическое колесо 2 возможности вращения относительно корпуса, выполнен в виде коромысла 10, шарнирно связанного с корпусом и рычагом 7, закрепленным на эпициклическом колесе 2. Силовое замыкание кинематических пар системы обеспечивается пружиной 11 через коромысло 10. Торцовые крышки 12 и 13, стянутые между собой через разомкнутое кольцо 1 шпильками 14 и гайками 15, образуют корпус гидромашины, установленный на лапах 16. Крышки 12, 13 плотно прилегают своими плоскими рабочим поверхностями к торцам сателлитов 6 и солнечного колеса 3. В крышке 12 выполнены впускное 17 и выпускное 18 окна. Сателлиты 6 выполнены сборными, состоящими из нескольких шестерен, одновременно взаимодействующих с эпициклическим и солнечным колесами - это снижает чувствительность конструкции к погрешностям ее изготовления.The hydraulic machine shown in figures 1, 2, contains a prefabricated housing, the Central part of which is an open ring 1. The epicyclic wheel 2 with internal teeth is movable. The sun wheel 3 with external teeth mounted on the shaft 4, pivotally mounted relative to the housing, and is kept from turning by the key 5. A pair of identical floating satellites 6 interact with the epicyclic and sun wheels. The assembly of the mechanism is made in such a way that the centers of the satellites 6 (in projection onto the end plane) in the initial position of the mechanism are located on one straight line with the centers of the epicyclic 2 and solar 3 wheels coinciding in this position. A lever 7 is mounted on the epicyclic wheel 2, ending with a guide ring 8, which interacts with its inner surface with a roller 9 pivotally mounted relative to the housing. Moreover, the difference between the diameters of the contacting surfaces of the guide ring 8 and the roller 9 is equal to the maximum eccentricity of the epicyclic 2 and solar 3 wheels. The leash, which deprives the epicyclic wheel 2 of the possibility of rotation relative to the body, is made in the form of a rocker 10 pivotally connected to the body and a lever 7 mounted on the epicyclic wheel 2. The kinematic pairs of the system are locked by a spring 11 through the beam 10. The end caps 12 and 13, tightened between each other through an open ring 1 with pins 14 and nuts 15, form the body of the hydraulic machine mounted on the legs 16. The covers 12, 13 fit tightly with their flat working surfaces to the ends of the satellites 6 and the sun track CA 3. The cover 12 is made inlet 17 and outlet 18 of the window. Satellites 6 are made prefabricated, consisting of several gears, simultaneously interacting with epicyclic and solar wheels - this reduces the sensitivity of the structure to the errors of its manufacture.

Роторная гидромашина работает следующим образом (см. фиг.3).Rotary hydraulic machine operates as follows (see figure 3).

При вращении солнечного колеса 3 взаимодействующие с ним сателлиты 6 обкатываются по внутреннему венцу эпициклического колеса 2. При этом колесо 2 лишено возможности вращения относительно корпуса коромыслом 10. Пружина 11 (фиг.1) через коромысло 10 обеспечивает силовое замыкание высшей кинематической пары ролик 9 - направляющее кольцо 8 в нижних положениях эпициклического колеса 2 и помогает системе правильно выйти из «мертвой точки» в верхнем положении эпициклического колеса 2. Расположение направляющего кольца 8 на конце рычага 7 (как показано на фиг.1) обеспечивает движение центра эпициклического колеса 2 по траектории, близкой к круговой. В результате система звеньев движется таким образом, что объемы рабочих полостей, заключенных между торцовыми крышками и поверхностями всех зубчатых колес, циклически изменяются. При этом полезное изменение объема составляет около половины всего объема, заключенного внутри эпициклического колеса 2. Перекрытие впускного 17 и выпускного 18 окон осуществляют сателлиты, поэтому клапаны для данной конструкции гидромашины не нужны.When the sun wheel 3 rotates, the satellites 6 interacting with it run around the inner rim of the epicyclic wheel 2. In this case, the wheel 2 is unable to rotate relative to the housing by the beam 10. The spring 11 (Fig. 1) through the beam 10 provides power closure of the highest kinematic pair roller 9 - guide ring 8 in the lower positions of the epicyclic wheel 2 and helps the system to correctly exit the “dead center” in the upper position of the epicyclic wheel 2. The location of the guide ring 8 at the end of the lever 7 (as shown about figure 1) provides movement of the center of the epicyclic wheel 2 along a path close to circular. As a result, the link system moves in such a way that the volumes of the working cavities enclosed between the end caps and the surfaces of all gears change cyclically. At the same time, a useful change in volume is about half of the total volume enclosed inside the epicyclic wheel 2. Satellites carry out the overlap of the inlet 17 and outlet 18 windows, therefore, valves for this design of the hydraulic machine are not needed.

Гидромашина может работать как в режиме насоса (или компрессора), так и в режиме гидро- или пневмодвигателя. Усилие, создаваемое пружиной 11, должно соответствовать давлению рабочей среды.The hydraulic machine can operate both in the pump (or compressor) mode, and in the hydraulic or air motor mode. The force generated by the spring 11 must correspond to the pressure of the working medium.

Роторная гидромашина, схема которой изображена на фиг.4, отличается от предыдущей тем, что в ней направляющее кольцо 8 закреплено на эпициклическом колесе 2 со стороны, противоположной расположению оси шарнира, связывающего это колесо с коромыслом 10. При этом траектория (изображена пунктиром) центра эпициклического колеса 2 имеет форму не окружности, а вытянутого эллипса. Влияние такого изменения на работу гидромашины сводится к более резкому началу и концу сжатия. Изменяя положение направляющего кольца 8 на звене, связанном с эпициклическим колесом 2, можно получить и обратную модификацию цикла сжатия (на фигурах не показано).The rotary hydraulic machine, the diagram of which is shown in figure 4, differs from the previous one in that the guide ring 8 is mounted on the epicyclic wheel 2 from the side opposite to the location of the axis of the hinge connecting this wheel to the beam 10. In this case, the trajectory (dashed line) of the center epicyclic wheel 2 has a shape not of a circle, but of an elongated ellipse. The effect of such a change on the operation of the hydraulic machine is reduced to a sharper start and end of compression. By changing the position of the guide ring 8 on the link associated with the epicyclic wheel 2, it is possible to obtain an inverse modification of the compression cycle (not shown in the figures).

В гидромашине, схема которой показана на фиг.5, эпициклическое колесо 2 контактирует с корпусом 1 непосредственно, образуя с ним высшую кинематическую пару силового замыкания. Разность диаметров внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 и внешней цилиндрической поверхности эпициклического колеса 2 равна максимальному эксцентриситету эпициклического 2 и солнечного 3 колес. Поводок, лишающий эпициклическое колесо 2 возможности вращения относительно корпуса 1, выполнен в виде ползуна 19, установленного в направляющих корпуса 1 и связанного с эпициклическим колесом шарниром 20. Силовое замыкание кинематических пар системы обеспечивается пружиной 11, нагружающей ползун 19. Полости, заключенные между торцовыми крышками, корпусом 1, эпициклическим колесом 2 и поводком 19, имеют впускной 21 и выпускной 22 каналы, снабженные соответствующими клапанами. Они используются в качестве дополнительных рабочих полостей гидромашины. Дополнительные рабочие полости соединены с основными (расположенными внутри эпициклического колеса) последовательно, через перепускные каналы (на фигуре не показаны), или параллельно.In a hydraulic machine, the circuit of which is shown in FIG. 5, the epicyclic wheel 2 is in direct contact with the housing 1, forming a higher kinematic pair of power circuit with it. The difference between the diameters of the inner cylindrical surface of the housing 1 and the outer cylindrical surface of the epicyclic wheel 2 is equal to the maximum eccentricity of the epicyclic 2 and solar 3 wheels. The leash, which deprives the epicyclic wheel 2 of rotation relative to the housing 1, is made in the form of a slider 19 installed in the guides of the housing 1 and connected to the epicyclic wheel by a hinge 20. The kinematic pairs of the system are closed by a spring 11 loading the slider 19. The cavities enclosed between the end caps , the housing 1, the epicyclic wheel 2 and the leash 19, have an inlet 21 and an outlet 22 channels equipped with corresponding valves. They are used as additional working cavities of the hydraulic machine. Additional working cavities are connected to the main (located inside the epicyclic wheel) sequentially, through the bypass channels (not shown in the figure), or in parallel.

Работа «внутренней» части такой гидромашины (основные полости) подобна работе машины, показанной на фигурах 1-3. «Внешняя» часть машины (дополнительные полости) работает как обычная пластинчато-статорная гидрообъемная машина, кольцевой поршень (плунжер) которой перемещается эксцентриком. Особенность состоит в том, что контакт эпициклического колеса 2 с корпусом 1 происходит не с зазором, как в других коловратных насосах, а силовым замыканием. В зависимости от фазы движения это замыкание обеспечивают: сила, приложенная к системе со стороны пружины 11, силы реакции, возникающие в зацеплениях, или силы давления среды во внутренних (основных) полостях гидромашины. Силовое замыкание, с одной стороны, повышает герметичность дополнительных рабочих полостей, а с другой - сопровождается трением скольжения. Поэтому такая гидромашина предназначена для работы со средами, обладающими смазочным действием, либо с газообразными средами в присутствии смазки.The work of the "inner" part of such a hydraulic machine (main cavity) is similar to the work of the machine shown in figures 1-3. The "external" part of the machine (additional cavities) works like a conventional plate-stator hydrostatic machine, the annular piston (plunger) of which is moved by an eccentric. The peculiarity is that the contact of the epicyclic wheel 2 with the housing 1 does not occur with a gap, as in other rotary pumps, but with a power circuit. Depending on the phase of movement, this closure is provided by: the force applied to the system from the side of the spring 11, reaction forces arising in the gears, or pressure forces of the medium in the internal (main) cavities of the hydraulic machine. Power short circuit, on the one hand, increases the tightness of additional working cavities, and on the other, is accompanied by sliding friction. Therefore, such a hydraulic machine is designed to work with media with a lubricating effect, or with gaseous media in the presence of lubricant.

Роторная гидромашина, показанная на фиг.6, 7, 8, отличается от предыдущей устройством системы поводков, лишающей эпициклическое колесо возможности вращения относительно корпуса и обеспечивающей герметичность дополнительных рабочих полостей. Эта система содержит пару поводков, каждый из которых выполнен в виде плавающей шестерни 23, взаимодействующей со специальным внутренним зубчатым сектором 24, принадлежащим корпусу 1, и зубчатым выступом 25, жестко связанным с эпициклическим колесом 2. Система зубчатых элементов 23, 24, 25, подобно основной системе зубчатых звеньев гидромашины 2, 3, 6, собрана с соблюдением условия, согласно которому центры шестерен 23 в исходном положении механизма расположены на одной прямой с совпадающими в этом положении центрами зубчатых элементов 24, 25. Нажимное устройство содержит пружину сжатия 11 и шток 26, опирающийся на зубчатый выступ 25.The rotary hydraulic machine shown in Fig.6, 7, 8, differs from the previous device of the leash system, depriving the epicyclic wheel of rotation relative to the housing and ensuring the tightness of additional working cavities. This system contains a pair of leashes, each of which is made in the form of a floating gear 23, interacting with a special internal gear sector 24, which belongs to the housing 1, and a gear protrusion 25, rigidly connected to the epicyclic wheel 2. The system of gear elements 23, 24, 25, like the main system of gear links of the hydraulic machine 2, 3, 6, is assembled under the condition that the centers of gears 23 in the initial position of the mechanism are located on one straight line with the centers of gear elements 24, 25 coinciding in this position. The device comprises a compression spring 11 and a rod 26, supported by a gear protrusion 25.

Работа такой гидромашины подобна работе машины, описанной выше, но система зубчатых поводков снижает потери на трение, износ и повышает герметичность по сравнению с другими конструкциями устройств, выполняющих аналогичные функции.The operation of such a hydraulic machine is similar to the operation of the machine described above, but the gear leash system reduces friction losses, wear and improves tightness compared to other designs of devices that perform similar functions.

На фигуре 9 показана гидромашина, которая состоит из двух гидромашин-секций, имеющих общий корпус, но разделенных плоской перегородкой 28. Внутри этой перегородки 28 выполнено перепускное окно (на фигуре не показано), т.е. секции соединены последовательно. Солнечные колеса 3 обеих секций закреплены на общем валу 4. Будучи установлены в противофазах, секции обеспечивают динамическое уравновешивание системы и сглаживают колебания рабочего давления.The figure 9 shows a hydraulic machine, which consists of two hydraulic sections, having a common casing, but separated by a flat partition 28. An overflow window (not shown) is made inside this partition 28, i.e. sections are connected in series. The solar wheels 3 of both sections are mounted on a common shaft 4. Being installed in antiphase, the sections provide dynamic balancing of the system and smooth out fluctuations in operating pressure.

Представляется перспективным использование изобретения:It seems promising to use the invention:

в масляных насосах и насосах для перекачки предварительно очищенной нефти. Технический эффект - повышение износостойкости оборудования;in oil pumps and pumps for pumping pre-refined oil. EFFECT: increased wear resistance of equipment;

в вакуумных насосах. Технический эффект - повышение производительности за счет увеличения полезного объема;in vacuum pumps. Technical effect - increased productivity by increasing the usable volume;

в тепловых двигателях внешнего сгорания, в геотермальной энергетике. Технический эффект - повышение удельной мощности за счет увеличения полезного объема гидромашины.in heat engines of external combustion, in geothermal energy. EFFECT: increased specific power by increasing the useful volume of the hydraulic machine.

Claims (8)

1. Роторная гидромашина, содержащая корпус, эпициклическое колесо с внутренними зубьями, солнечное колесо с наружными зубьями, шарнирно закрепленное на корпусе, пару одинаковых плавающих сателлитов, взаимодействующих с эпициклическим и солнечным колесами, центры которых в исходном положении механизма расположены на одной прямой с совпадающими в этом положении центрами эпициклического и солнечного колес, а также неподвижные относительно корпуса торцовые крышки с плоскими рабочим поверхностями, в которых выполнены впускное и выпускное окна, отличающаяся тем, что эпициклическое колесо взаимодействует с корпусом посредством поводка, лишающего эпициклическое колесо возможности вращения относительно корпуса, и контактирует с корпусом непосредственно, образуя с ним высшую кинематическую пару силового замыкания, для осуществления которого гидромашина снабжена нажимным устройством.1. A rotary hydraulic machine comprising a housing, an epicyclic wheel with internal teeth, a sun wheel with external teeth, pivotally mounted on the body, a pair of identical floating satellites interacting with the epicyclic and solar wheels, the centers of which in the initial position of the mechanism are located on one straight line with those coinciding in in this position, the centers of the epicyclic and solar wheels, as well as the end caps, fixed relative to the body, with flat working surfaces in which the inlet and outlet are made windows, characterized in that the epicyclic wheel interacts with the casing by means of a leash, which deprives the epicyclic wheel of the possibility of rotation relative to the casing, and contacts the casing directly, forming with it the highest kinematic pair of power circuit, for which the hydraulic machine is equipped with a pressure device. 2. Роторная гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что высшую кинематическую пару образуют внутренняя поверхность направляющего кольца, жестко связанного с эпициклическим колесом, и внешняя поверхность ролика, шарнирно закрепленного относительно корпуса, при этом разность диаметров контактирующих поверхностей направляющего кольца и ролика равна максимальному эксцентриситету эпициклического и солнечного колес.2. The rotary hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the higher kinematic pair is formed by the inner surface of the guide ring rigidly connected to the epicyclic wheel, and the outer surface of the roller pivotally mounted relative to the housing, while the diameter difference between the contacting surfaces of the guide ring and the roller is equal to the maximum eccentricity of epicyclic and solar wheels. 3. Роторная гидромашина по п.2, отличающаяся тем, что поводок, лишающий эпициклическое колесо возможности вращения относительно корпуса, выполнен в виде коромысла, связанного с корпусом и эпициклическим колесом вращательными парами, а нажимное устройство, обеспечивающее силовое замыкание высшей кинематической пары, выполнено в виде пружины, связанной с коромыслом.3. The rotary hydraulic machine according to claim 2, characterized in that the leash, depriving the epicyclic wheel of rotation relative to the body, is made in the form of a beam connected to the body and the epicyclic wheel by rotational pairs, and the pressure device providing power closure of the highest kinematic pair is made in in the form of a spring connected to the beam. 4. Роторная гидромашина по п.1, отличающаяся тем, что высшую кинематическую пару образуют цилиндрическое отверстие корпуса и внешняя цилиндрическая поверхность эпициклического колеса, причем разность диаметров этих поверхностей равна максимальному эксцентриситету эпициклического и солнечного колес.4. The rotary hydraulic machine according to claim 1, characterized in that the higher kinematic pair is formed by a cylindrical bore of the casing and the outer cylindrical surface of the epicyclic wheel, and the difference in the diameters of these surfaces is equal to the maximum eccentricity of the epicyclic and solar wheels. 5. Роторная гидромашина по п.4, отличающаяся тем, что полости, заключенные между корпусом, эпициклическим колесом и поводком, имеют впускное и выпускное окна и используются в качестве дополнительных рабочих полостей гидромашины.5. The rotary hydraulic machine according to claim 4, characterized in that the cavities enclosed between the housing, the epicyclic wheel and the leash, have inlet and outlet windows and are used as additional working cavities of the hydraulic machine. 6. Роторная гидромашина по п.5, отличающаяся тем, что дополнительные рабочие полости соединены с основными последовательно, через перепускные каналы.6. The rotary hydraulic machine according to claim 5, characterized in that the additional working cavities are connected to the main ones in series through the bypass channels. 7. Роторная гидромашина по п.5, отличающаяся тем, что содержит пару поводков, каждый из которых выполнен в виде плавающей шестерни, взаимодействующей со специальным внутренним зубчатым сектором, принадлежащим корпусу, и зубчатым выступом, жестко связанным с эпициклическим колесом, а нажимное устройство включает пружину сжатия и шток, опирающийся на зубчатый выступ.7. The rotary hydraulic machine according to claim 5, characterized in that it contains a pair of leashes, each of which is made in the form of a floating gear interacting with a special internal gear sector belonging to the housing and a gear ledge rigidly connected to the epicyclic wheel, and the pressure device includes a compression spring and a rod resting on a gear protrusion. 8. Роторная гидромашина по пп.1-7, отличающаяся тем, что сателлиты выполнены сборными, состоящими из нескольких шестерен, одновременно взаимодействующих с эпициклическим и солнечным колесами. 8. Rotary hydraulic machine according to claims 1 to 7, characterized in that the satellites are prefabricated, consisting of several gears, simultaneously interacting with the epicyclic and solar wheels.
RU2011117661/06A 2011-05-03 2011-05-03 Rotary hydraulic machine RU2476725C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117661/06A RU2476725C2 (en) 2011-05-03 2011-05-03 Rotary hydraulic machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117661/06A RU2476725C2 (en) 2011-05-03 2011-05-03 Rotary hydraulic machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011117661A RU2011117661A (en) 2012-11-10
RU2476725C2 true RU2476725C2 (en) 2013-02-27

Family

ID=47321965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117661/06A RU2476725C2 (en) 2011-05-03 2011-05-03 Rotary hydraulic machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476725C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184382U1 (en) * 2017-09-03 2018-10-24 Александр Евгеньевич Нуждин Volumetric pump

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR377906A (en) * 1907-03-25 1907-09-19 Pierre Samain Device controlled by planet gears eliminating the cranks, which can be used as a pump or as a motor
DE917744C (en) * 1951-04-28 1954-09-09 Leybold S Nachfolger E Two-stage rotating oil pump with nested pump rooms
DE1751224A1 (en) * 1968-04-22 1971-06-09 Alfred Hanel Rotary piston pump for liquids and gases
SU699229A1 (en) * 1970-12-29 1979-11-25 Kostikov Nikolaj Gear-type hydromachine
FR2582740A1 (en) * 1985-05-28 1986-12-05 Malbec Edouard Eccentric piston pump
RU2022174C1 (en) * 1991-07-22 1994-10-30 Воронежский Политехнический Институт Pump

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR377906A (en) * 1907-03-25 1907-09-19 Pierre Samain Device controlled by planet gears eliminating the cranks, which can be used as a pump or as a motor
DE917744C (en) * 1951-04-28 1954-09-09 Leybold S Nachfolger E Two-stage rotating oil pump with nested pump rooms
DE1751224A1 (en) * 1968-04-22 1971-06-09 Alfred Hanel Rotary piston pump for liquids and gases
SU699229A1 (en) * 1970-12-29 1979-11-25 Kostikov Nikolaj Gear-type hydromachine
FR2582740A1 (en) * 1985-05-28 1986-12-05 Malbec Edouard Eccentric piston pump
RU2022174C1 (en) * 1991-07-22 1994-10-30 Воронежский Политехнический Институт Pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184382U1 (en) * 2017-09-03 2018-10-24 Александр Евгеньевич Нуждин Volumetric pump
RU184382U9 (en) * 2017-09-03 2018-11-30 Александр Евгеньевич Нуждин Volumetric pump

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011117661A (en) 2012-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3289542A (en) Hydraulic motor or pump
US6659744B1 (en) Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link
US8011909B2 (en) Balanced variable displacement vane pump with floating face seals and biased vane seals
WO2014166431A1 (en) Rotation device and corresponding fluid motor, engine, compressor and pump thereof
JP5611221B2 (en) Sliding vane pump
CA2818778A1 (en) Variable radial fluid device with counteracting cams
US3547565A (en) Rotary device
US2787959A (en) Power transmission
US11560890B2 (en) Split power gerotor pump
RU2476725C2 (en) Rotary hydraulic machine
CN111502952A (en) Heavy-load force balance type two-dimensional piston monoblock pump
KR20140048823A (en) Rotary compressor
CA2903906C (en) Dual axis rotor
JPH05202869A (en) Compressor
RU2468209C2 (en) Rotary engine operating on compressed medium
US3456559A (en) Rotary device
CN110325740A (en) Vehicle liquid tilting blade pump
RU2484334C1 (en) Motion converter
US4090817A (en) High displacement-to-size ratio rotary fluid mechanism
RU112296U1 (en) VOLUME DEFENSE MACHINE
CN101886631A (en) Parallel move rotor type capacity-varied device
US7520732B2 (en) Pump
US2694982A (en) Hydraulic machine
CN111287972A (en) Vane rotary compressor
RU2442907C1 (en) Gear hydraulic unit

Legal Events

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

Effective date: 20140504