RU2687189C1

RU2687189C1 - Rotary hydraulic machine

Info

Publication number: RU2687189C1
Application number: RU2018104151A
Authority: RU
Inventors: Глеб Юрьевич Волков
Original assignee: Глеб Юрьевич Волков
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2019-05-07

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to positive displacement hydraulic machines. Rotary hydraulic machine of planetary type consists of series-connected sections, each of which comprises central wheel 1 with external teeth, centroid of which has M waves, fixed central wheel 2 with internal teeth, number N of waves centroids of which is greater than or equal to M (N≥M), as well as floating satellites 3, fixed end walls 4, 5, 6 interacting with wheels 1, 2 and system of working medium supply and discharge channels. Retraction channels of the previous section are connected to feed channels of the next section. Wheels 1 of all sections are secured on common shaft 10. Centroids of wheels 1 and 2 contain respectively M and N sections, which are circumferences of maximum radius (R), having common centre lying on central axis, as many sections, which are concentric circles of minimum radius (R), and located between these circles sections centroid, providing a smooth transition from Rto R. Angular length of each section of centroids with maximum radius Requal to angular length of section centroids with minimum radius R.EFFECT: invention is aimed at providing theoretically constant instantaneous consumption of working medium.1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами. Оно может использоваться в насосах и двигателях.The invention relates to hydraulic machines volumetric extrusion with rotating working bodies. It can be used in pumps and motors.

Известна роторная гидромашина планетарного типа RU 2137943, содержащая два центральных колеса, одно из которых имеет внешние зубья и является подвижным, а другое - внутренние зубья и является неподвижным. Центральные колеса выполнены волнообразными, радиусы их центроид изменяются по закону, близкому к гармоническому. Центроида колеса с внешними зубьями имеет М=2 волны, а центроида колеса с внутренними зубьями - N=4 волны (соотношение чисел волн 2×4). С центральными колесами взаимодействуют плавающие сателлиты. Количество V плавающих сателлитов равно сумме чисел волн колес с внешними и внутренними зубьями, V=M+N=6. Каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в торцовых крышках, связанных с неподвижным центральным колесом. Количество каналов подвода равно количеству каналов отвода и равно числу волн N неподвижного центрального колеса. На входе и выходе каналы соединены параллельно.Known rotary hydraulic planetary type RU 2137943, containing two Central wheels, one of which has external teeth and is movable, and the other is internal teeth and is stationary. The central wheels are wavy, their centroid radii vary according to a law close to harmonic. The wheel centroid with external teeth has M = 2 waves, and the wheel centroid with internal teeth has N = 4 waves (the ratio of the numbers of waves is 2 × 4). With the central wheels interact floating satellites. The number V of floating satellites is equal to the sum of the numbers of waves of wheels with external and internal teeth, V = M + N = 6. The channels for supplying and discharging the working medium are made in end caps connected with a fixed central wheel. The number of supply channels is equal to the number of removal channels and is equal to the number of waves N of the stationary central wheel. At the entrance and exit channels are connected in parallel.

Недостатком данной конструкции является непостоянство мгновенного расхода рабочей среды. Расход среды, проходящей через один конкретный канал, изменяется по синусоидальному закону на участке синусоиды от 0° до 180°. В гидромашине RU 2137943 пара каналов повернута относительно другой пары на 90°. При параллельном соединении всех каналов отвода, итоговый расход изменяется по закону синусоиды на участке от 45° до 135°. Это обуславливает колебание мгновенного расхода среды в пределах ±17%.The disadvantage of this design is the variability of the instantaneous consumption of the working environment. The flow rate of the medium passing through one specific channel varies sinusoidally over a sinusoid section from 0 ° to 180 °. In the hydraulic machine RU 2137943 a pair of channels is rotated relative to the other pair by 90 °. With a parallel connection of all drainage channels, the total consumption varies according to the law of a sinusoid in the area from 45 ° to 135 °. This causes the fluctuation of the instantaneous flow rate of the medium within ± 17%.

Роторная гидромашина RU 2149281 отличается от предыдущей тем, что в ней остановлено центральное колесо с внешними зубьями, имеющее две волны (М=2), и, соответственно, по одной паре каналов подвода и отвода рабочей среды. Пик расхода среды в двух одноименных каналах совпадает по времени, поэтому колебание мгновенного расхода среды составляет ±50%. Кроме того, выполнение каналов в элементах звена, связанных с центральным колесом, имеющем внешние зубья, приводит к усложнению общей конструкции гидромашины.The rotary hydraulic machine RU 2149281 differs from the previous one in that the central wheel with external teeth, which has two waves (M = 2), and, respectively, one pair of supply and discharge channels, is stopped in it. The peak of the medium flow in the two channels of the same name coincides in time, therefore, the fluctuation of the instantaneous flow rate of the medium is ± 50%. In addition, the implementation of channels in the elements of the link associated with the Central wheel having external teeth, leads to the complication of the overall design of the hydraulic machine.

Известны US 6230823 подобные роторные гидромашины с другими соотношениями четных чисел волн: 4×6 и 6×8. В них, благодаря меньшему угловому расстоянию между соседними каналами, при выполнении каналов в торцовых крышках, связанных с центральным колесом, имеющим внутренние зубья, колебания расхода среды сократились до ±7% и ±4%. При выполнении каналов в звене, имеющем внешние зубья, колебания расхода среды составляют ±17% и ±7%, соответственно. Однако из-за большего числа сателлитов (10 и 14) в схемах 4×6 и 6×8 снижается механический КПД гидромашины. Другим недостатком таких гидромашин является потеря части полезного объема рабочих полостей, занимаемого большим количеством сателлитов.There are known US 6,230,823 similar rotary hydraulic machines with different ratios of even numbers of waves: 4 × 6 and 6 × 8. In them, due to the smaller angular distance between adjacent channels, when running channels in the end caps associated with the central wheel having internal teeth, the fluctuations in the flow rate of the medium were reduced to ± 7% and ± 4%. When running channels in a link with external teeth, fluctuations in the flow rate of the medium are ± 17% and ± 7%, respectively. However, due to the larger number of satellites (10 and 14) in the 4 × 6 and 6 × 8 circuits, the mechanical efficiency of the hydraulic machine decreases. Another disadvantage of such hydraulic machines is the loss of a part of the useful volume of working cavities occupied by a large number of satellites.

Роторные гидромашины, известные по патентам: SU 861734, DE 288340, SU 484710, SU 1403993, WO 0166948, характеризуются некратными друг другу числами волн М и N: 1×2, 1×3, 2×3, 3×4. Помимо указанных выше недостатков, все они отличаются отсутствием симметрии приложения сил, что обуславливает наличие нагруженных опор вала ротора и существенно снижает максимально достижимое давление рабочей среды.Rotary hydraulic machines, known by the patents: SU 861734, DE 288340, SU 484710, SU 1403993, WO 0166948, are characterized by mutually multiple numbers of waves M and N: 1 × 2, 1 × 3, 2 × 3, 3 × 4. In addition to the above disadvantages, they all differ in the absence of symmetry of application of forces, which causes the presence of loaded rotor shaft bearings and significantly reduces the maximum achievable pressure of the working medium.

Известна (RU 2513057, фигура 9) роторная гидромашина планетарного типа с числами волн M=N=1 (1×1). Число волн - одна волна - это значит, что центральные колеса круглые, но установлены на своих осях с эксцентриситетом. В этой гидромашине каналы, подобно предыдущим конструкциям, расположены в торцовых стенках, но в отличие от других гидромашин, она содержит две одинаковых секции, соединенные последовательно. Пульсация подачи рабочей среды в каждой отдельной секции составляет ±50%, но за счет последовательного соединения секций она снижается до ±17%. Недостатки: отсутствие симметрии приложения сил и пульсация подачи рабочей среды.Known (RU 2513057, FIG. 9) is a rotary hydromachine of a planetary type with the numbers of waves M = N = 1 (1 × 1). The number of waves - one wave - this means that the central wheels are round, but installed on their axes with eccentricity. In this hydraulic machine, channels, like the previous constructions, are located in the end walls, but unlike other hydraulic machines, it contains two identical sections connected in series. The pulsation of the supply of the working medium in each individual section is ± 50%, but due to the sequential connection of the sections, it is reduced to ± 17%. Disadvantages: lack of symmetry of the application of forces and pulsation of the supply of the working environment.

Наиболее близкой по технической сущности предлагаемой конструкции является роторная гидромашина планетарного типа (RU 144306, фигуры 5, 6), которая состоит из двух последовательно соединенных секций. Каждая секция содержит два некруглых центральных колеса, одно из которых (подвижное) имеет внешние зубья, а другое (неподвижное) - внутренние. Центральные колеса выполнены волнообразными, радиусы их центроид изменяются по закону, близкому к гармоническому. Оба центральных колеса имеют одинаковое число зубьев и число волн М=N=2 (2×2). С центральными колесами взаимодействуют плавающие сателлиты, количество V которых равно сумме чисел волн колес с внешними и внутренними зубьями, V=2+2=4. Подвижные центральные колеса первой и второй секций закреплены на общем центральном валу без относительного поворота, неподвижные центральные колеса с внутренними зубьями развернуты друг относительно друга на угол 90°. Каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в торцовых стенках секций, связанных с неподвижным центральным колесом. Секции отделены друг от друга плоской перегородкой. В торцовой крышке первой секции выполнены два канала подвода рабочей среды, в торцовой крышке второй секции выполнены два канала отвода рабочей среды. В плоской перегородке, разделяющей секции, выполнены два перепускных канала, смещенные относительно каналов подвода и отвода среды на 90°, причем размер всех каналов в окружном направлении превышает внешний диаметр сателлитов.The closest to the technical nature of the proposed design is a rotary hydraulic machine of the planetary type (EN 144306, figures 5, 6), which consists of two sections connected in series. Each section contains two non-circular central wheels, one of which (movable) has external teeth, and the other (fixed) internal. The central wheels are wavy, their centroid radii vary according to a law close to harmonic. Both central wheels have the same number of teeth and the number of waves M = N = 2 (2 × 2). Floating satellites interact with the central wheels, the number V of which is equal to the sum of the numbers of waves of the wheels with external and internal teeth, V = 2 + 2 = 4. The movable central wheels of the first and second sections are mounted on a common central shaft without relative rotation, the fixed central wheels with internal teeth are rotated relative to each other at an angle of 90 °. The channels for supplying and discharging the working medium are made in the end walls of the sections connected with the fixed central wheel. Sections are separated from each other by a flat partition. In the end cover of the first section there are two channels for supplying working medium, in the end cover of the second section there are two channels for withdrawing working medium. In the flat partition separating the sections, two bypass channels are made, offset from the supply and removal channels by 90 °, with the size of all channels in the circumferential direction exceeding the outer diameter of the satellites.

В каждой отдельной секции пульсация подачи рабочей среды составляет ±50%. За счет последовательного соединения каналов секций она снижается до ±17%, но этого недостаточно. Недостатком данной гидромашины является непостоянство мгновенного расхода рабочей среды.In each section, the pulsation of the supply of working medium is ± 50%. Due to the serial connection of the channels of the sections, it is reduced to ± 17%, but this is not enough. The disadvantage of this machine is the variability of the instantaneous consumption of the working environment.

Техническая проблема, решаемая в изобретении, состоит в снижении колебаний мгновенного расхода рабочей среды роторной гидромашины планетарного типа.The technical problem solved by the invention is to reduce the fluctuations of the instantaneous flow rate of the working medium of a rotary hydraulic machine of the planetary type.

Техническим результатом изобретения является обеспечение теоретически постоянного мгновенного расхода рабочей среды.The technical result of the invention is to provide a theoretically constant instantaneous flow of the working environment.

Предлагаемая роторная гидромашина планетарного типа состоит из последовательно соединенных секций, каждая из которых содержит центральное колесо с внешними зубьями, центроида которого имеет М волн, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, число N волн центроиды которого больше или равно М (N≥M), а также взаимодействующие с центральными колесами плавающие сателлиты, неподвижные торцовые стенки и систему каналов подвода и отвода рабочей среды. При этом каналы отвода рабочей среды предыдущей секции соединены с каналами подвода последующей секции, а центральные колеса с внешними зубьями всех секций закреплены на общем валу. Отличия от прототипа состоят в том, что центроиды центральных колес содержат соответственно М и N участков, являющихся окружностями максимального радиуса (R_max), имеющими общий центр, лежащий на центральной оси гидромашины, столько же участков, являющихся концентричными им окружностями минимального радиуса (R_min), и расположенные между этими окружностями участки центроид, обеспечивающие плавный переход от R_max к R_min, угловая протяженность Δ_R каждого участка центроиды с максимальным радиусом R_max равна угловой протяженности участка центроиды с минимальным радиусом R_min и составляет:The proposed rotary hydromachine of planetary type consists of sequentially connected sections, each of which contains a central wheel with external teeth, whose centroid has M waves, a fixed central wheel with internal teeth, the number N of waves of which centroids is greater than or equal to M (N≥M), and floating satellites, fixed end walls and a system of channels for supplying and discharging the working medium also interacting with the central wheels. In this case, the channels for withdrawing the working medium of the previous section are connected to the channels for supplying the subsequent section, and the central wheels with external teeth of all sections are fixed on a common shaft. Differences from the prototype consist in the fact that the centroids of the central wheels contain, respectively, M and N sections, which are circles of maximum radius (R _max ), having a common center lying on the central axis of the hydraulic machine, as many sections that are concentric circles of minimum radius (R _min ) and disposed between two circles portions centroid, providing a smooth transition from the R _max to R _min, the angular extent of each segment Δ _R centroids with a maximum radius R _max is the centroid portion angular extent with a minimum radius R _min and is:

где n - число последовательно соединенных секций;where n is the number of series-connected sections;

G - число волн центроиды соответствующего центрального колеса (М или N), при этом каналы подвода и отвода рабочей среды открыты в периоды прохождения сателлитами переходных участков.G is the number of waves of the centroids of the corresponding central wheel (M or N), while the channels for supplying and discharging the working medium are open during the periods when the satellites pass through the transition sections.

Технический результат - постоянство мгновенного расхода рабочей среды достигается за счет того, что в период прохождения центров двух соседних сателлитов, ограничивающих рабочую полость, по траекториям постоянного радиуса, объем данной рабочей полости изменяется по строго линейному закону. В следующий период, когда сателлиты катятся по переходным участкам центроид центральных колес, для этой рабочей полости одновременно открыты каналы подвода и отвода рабочей среды и она перепускает среду через себя. Однако в этот период рабочие полости другой секции гидромашины находятся в активной фазе и обеспечивают подачу рабочей среды с постоянной производительностью.The technical result - the constancy of the instant flow of the working medium is achieved due to the fact that during the passage of the centers of two neighboring satellites limiting the working cavity, along the paths of a constant radius, the volume of this working cavity changes according to a strictly linear law. In the next period, when the satellites roll along the transition sections of the centroid of the central wheels, the supply and discharge channels of the working medium are simultaneously open for this working cavity and it passes the medium through itself. However, during this period, the working cavities of the other section of the hydraulic machine are in the active phase and ensure the supply of the working medium with constant performance.

Теоретически постоянный мгновенный расход рабочей среды обеспечивается, когда угловая протяженность Δ_R каждого участка центроиды с максимальным радиусом R_max равна угловой протяженности участка центроиды с минимальным радиусом R_min и составляетTheoretically constant instantaneous flow of the working medium is provided when the angular length Δ _{R of} each section of the centroid with the maximum radius R _max is equal to the angular length of the section of the centroid with the minimum radius R _min and is

где n - число последовательно соединенных секций; G - число волн центроиды соответствующего центрального колеса (М или N). В реальных гидромашинах можно допустить незначительные (до 1%) колебания мгновенного расхода, поэтомуwhere n is the number of series-connected sections; G is the number of centroid waves of the corresponding central wheel (M or N). In real hydraulic machines, slight (up to 1%) fluctuations of instantaneous flow can be allowed, therefore

Максимальный эффект предложенная совокупность признаков дает в роторной гидромашине планетарного типа, состоящей из двух последовательно соединенных секций (n=2), с одинаковым числом волн центральных колес с внешними и внутренними зубьями равным двум (N=M=2 т.е. 2×2), в которой каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены в цилиндрической зубчатой поверхности неподвижного центрального колеса с внутренними зубьями. Число секций n=2 - при этом нет усложнения конструкции и дополнительных утечек среды, связанных с наличием большего количества секций. Признак - одинаковые числа волн (N=M) дает достаточно широкие каналы и малые размеры сателлитов, что в совокупности обеспечивает беспрепятственное прохождение рабочей среды. Число волн 2×2, в отличие от схемы 1×1, обеспечивает симметрию приложения сил, а в отличие от схемы 3×3 - более плавные волны. Последнее способствует беспрепятственному прохождению сателлитами переходных участков. Выполнение каналов в цилиндрической зубчатой поверхности неподвижного центрального колеса с внутренними зубьями позволяет убрать каналы с торцовых стенок гидромашины и, тем самым, обеспечить более благоприятные условия работы кинематической пары торцовая стенка - сателлит.The maximum effect of the proposed set of features gives a planetary type rotor hydromachine consisting of two sections connected in series (n = 2), with the same number of waves of central wheels with external and internal teeth equal to two (N = M = 2, i.e. 2 × 2 ), in which the channels for supplying and discharging the working medium are made in a cylindrical toothed surface of a fixed central wheel with internal teeth. The number of sections n = 2 - while there is no complication of the design and additional leakage of the medium associated with the presence of a larger number of sections. The sign - the same number of waves (N = M) gives sufficiently wide channels and small sizes of the satellites, which together provide for the smooth passage of the working environment. The number of 2 × 2 waves, in contrast to the 1 × 1 scheme, provides symmetry for the application of forces, and in contrast to the 3 × 3 scheme, smoother waves. The latter contributes to the uninterrupted passage of the transition regions by the satellites. The implementation of the channels in the cylindrical gear surface of the stationary central wheel with internal teeth allows you to remove the channels from the end walls of the hydraulic machine and, thereby, to provide more favorable conditions for the kinematic pair of the end wall - satellite.

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

На фигуре 1 изображена двухсекционная роторная гидромашина 2×2 в осевом разрезе. На фигурах 2 и 3 эта гидромашина показана в разрезе плоскостями Б-Б и В-В, перпендикулярными главной оси. На фигуре 4 -развертка по Г-Г. На фигуре 5 увеличено показаны волнообразные венцы центральных колес.The figure 1 shows a two-section rotary hydraulic machine 2 × 2 in the axial section. In figures 2 and 3, this hydraulic machine is shown in section by the planes BB and BB, perpendicular to the main axis. On figure 4 - scan according to GG. The figure 5 is enlarged showing the wavy rims of the central wheels.

На фигуре 6 изображена трехсекционная роторная гидромашина 2×4 в осевом разрезе. На фигуре 7 показаны волнообразные венцы ее центральных колес.The figure 6 shows a three-section rotary hydraulic machine 2 × 4 in axial section. Figure 7 shows the wave-like rims of its central wheels.

Роторная гидромашина 2×2, показанная на фигурах 1-5, состоит из двух последовательно соединенных секций I и II, каждая из которых содержит подвижное волнообразное центральное колесо 1 с внешними зубьями, неподвижное волнообразное центральное колесо 2 с внутренними зубьями. Оба центральных колеса 1 и 2 имеют одинаковые числа зубьев Z₁=Z₂=60 и одинаковые числа волн М=N=2. Гидромашина также содержит плавающие сателлиты 3 и неподвижные плоские торцовые стенки 4, 5, 6, стянутые между собой при помощи болтов 11 и гаек 12. В торцовой стенке 4 выполнены два канала 7 подвода рабочей среды. В торцовой стенке 6 выполнены два канала 9 отвода рабочей среды. В торцовой стенке 5 выполнены два канала 8, перепускающих рабочую среду из секции I в секцию II, смещенные относительно каналов подвода и отвода среды на угол 90°. Каналы подвода и отвода рабочей среды имеют выход на цилиндрическую зубчатую поверхность неподвижного волнообразного центрального колеса 2 с внутренними зубьями. The 2 × 2 rotary hydraulic machine, shown in figures 1-5, consists of two sections I and II connected in series, each of which contains a movable wavy central wheel 1 with external teeth, a fixed wavy central wheel 2 with internal teeth. Both central wheels 1 and 2 have the same number of teeth Z ₁ = Z ₂ = 60 and the same number of waves M = N = 2. The hydraulic machine also contains floating satellites 3 and fixed flat end walls 4, 5, 6, tightened together with the help of bolts 11 and nuts 12. In the end wall 4 there are two channels 7 supplying the working medium. In the end wall 6 made two channel 9 of the working environment. In the end wall 5 there are two channels 8, bypassing the working medium from section I to section II, offset from the channels for the supply and removal of the medium at an angle of 90 °. Channels for supplying and discharging the working medium have access to the cylindrical toothed surface of a fixed wavy central wheel 2 with internal teeth.

Подвижные волнообразные центральные колеса 1 обеих секций закреплены на общем шлицевом валу 10 без относительного поворота, а неподвижные центральные колеса 2 секций развернуты друг относительно друга на угол 180°/N=90°. При этом сателлиты 3, принадлежащие разным секциям, располагаются в шахматном порядке. Центроиды волнообразных центральных колес 1 и 2 содержат по два (M=N=2) участка, являющихся окружностями максимального радиуса (R_max), имеющими общий центр, лежащий на центральной оси гидромашины, столько же участков, являющихся концентричными им окружностями минимального радиуса (R_min), и расположенные между ними участки, обеспечивающие плавный переход от R_max к R_min. Угловая протяженность Δ_R каждого участка центроиды с максимальным радиусом R_max равна угловой протяженности участка центроиды с минимальным радиусом R_min и составляет Δ_R=180°/(G-n). Число последовательно соединенных секций n=2, число волн центрального колеса, G=M=N=2, поэтому Δ_R=180°/(2-2)=45°. Угловая протяженность δ_П каждого переходного участка тоже 45°. Разность как максимальных R_max так и минимальных R_min радиусов центроид центральных колес с внутренними и внешними зубьями равна сумме соответствующих начальных радиусов сателлита. Каналы подвода и отвода рабочей среды открыты в периоды прохождения сателлитами переходных участков. Угловая протяженность δ каждого канала подвода и отвода соответствует угловой протяженности δ_П2 переходного участка венца центрального колеса с внутренними зубьями и составляет δ=45°.The movable wave-shaped central wheels 1 of both sections are mounted on a common splined shaft 10 without relative rotation, and the fixed central wheels of the 2 sections are turned relative to each other at an angle of 180 ° / N = 90 °. At the same time, satellites 3 belonging to different sections are arranged in a checkerboard pattern. The centroids of the wave-shaped central wheels 1 and 2 each contain two (M = N = 2) sections that are circles of maximum radius (R _max ) and have a common center lying on the central axis of the hydraulic machine, as many sections that are concentric circles of minimum radius (R _min ), and between them areas, providing a smooth transition from R _max to R _min . The angular length Δ _{R of} each section of the centroids with the maximum radius R _max is equal to the angular length of the section of the centroids with the minimum radius R _min and is Δ _R = 180 ° / (Gn). The number of sections connected in series is n = 2, the number of waves of the central wheel, G = M = N = 2, therefore Δ _R = 180 ° / (2-2) = 45 °. The angular length δ _{P of} each transition section is also 45 °. The difference between the maximum R _max and minimum R _min radii of the centroid of the central wheels with internal and external teeth is equal to the sum of the corresponding initial radii of the satellite. The channels for supplying and discharging the working medium are open during the periods when the satellites pass through the transitional sections. The angular length δ of each channel for the inlet and outlet corresponds to the angular extent δ _{P2 of the} transition section of the crown of the central wheel with internal teeth and is δ = 45 °.

Гидромашина работает следующим образом. При вращении центральных колес 1 с внешними зубьями, взаимодействующие с этими колесами плавающие сателлиты 3 обкатываются по внутренним зубчатым венцам неподвижных центральных колес 2 с внутренними зубьями. В результате движения звеньев объемы рабочих полостей, заключенных между торцовыми стенками и поверхностями всех зубчатых колес, циклически изменяются. Секции I и II гидромашины работают последовательно. В рассматриваемом примере в секции I, изображенной на фигуре 2, две рабочие полости максимально расширены, а другие две - максимально сужены. При этом одновременно открыты каналы подвода и отвода рабочей среды. Эта секция находится в пассивной фазе - перепускает среду без изменения давления. Секция II, показанная на фигуре 3, находится в активной фазе. В две ее полости рабочая среда поступает через отверстия 8 в торцовой стенке 5. Из других двух полостей среда вытесняется через отверстия 9. В следующий момент времени секция I станет активной, а секция II - пассивной. Форма центроид волнообразных центральных колес 1 и 2 обеспечивает подачу рабочей среды в активной фазе с постоянной производительностью. Поскольку активные фазы I и II секций чередуются без паузы, гидромашина в целом работает с постоянной мгновенной производительностью Q:Hydraulic machine works as follows. During the rotation of the central wheels 1 with external teeth, floating satellites 3 interacting with these wheels run around the internal gear rims of the stationary central wheels 2 with internal teeth. As a result of the movement of the links, the volumes of the working cavities enclosed between the end walls and the surfaces of all gear wheels change cyclically. Section I and II hydraulic machines operate sequentially. In this example, in section I, shown in figure 2, the two working cavities are maximally widened, and the other two are maximally narrowed. At the same time, the supply and discharge channels of the working medium are open at the same time. This section is in the passive phase - bypass the medium without changing the pressure. Section II, shown in Figure 3, is in the active phase. In its two cavities, the working medium enters through the openings 8 in the end wall 5. Of the other two cavities, the medium is displaced through the openings 9. At the next time point, section I will become active, and section II will become passive. The centroid form of wave-shaped central wheels 1 and 2 provides the supply of working medium in the active phase with constant performance. Since the active phases of sections I and II alternate without a pause, the hydraulic machine as a whole operates with a constant instantaneous performance Q:

где ω₁ - угловая скорость центрального колеса 1.where ω ₁ is the angular velocity of the central wheel 1.

За счет формы центроид постоянная производительность может быть обеспечена не только в рассмотренной выше двухсекционной схеме 2×2.Due to the shape of the centroid, constant performance can be ensured not only in the two-section 2 × 2 scheme discussed above.

На фигурах 6-7 показана трехсекционная (n=3) гидромашина 2×4 (М=2, N=4). В гидромашинах, имеющих центральные колеса с различным числом волн (M<N), каналы 7 должны быть прорезаны не в цилиндрической зубчатой поверхности неподвижного волнообразного центрального колеса 2 с внутренними зубьями, а в торцовых стенках 4. Неподвижные центральные колеса 2, принадлежащие разным секциям, развернуты друг относительно друга на углы 180°/N=45°. Подвижные центральные колеса 1 закреплены на общем валу 10 без углового смещения. На неподвижном центральном колесе 2 угловая протяженность Δ_R2 каждого из 4-х участков центроиды с максимальным радиусом R_2max равна угловой протяженности участков центроиды с минимальным радиусом R_2min и составляет Δ_R2=180°/(N⋅n)=180°/(4⋅3)=15°. Соответственно, угловая протяженность δ_П2 каждого из 8-и переходных участков составит δ_П2=30°. При этом угловая протяженность каналов δ составляет также 30°. На подвижном центральном колесе 1 угловая протяженность Δ_R1 каждого из 2-х участков центроиды с максимальным радиусом R_1max равна угловой протяженности участков центроиды с минимальным радиусом R_1min и составляет Δ_R1=180°/(М⋅n)=180°/(2⋅3)=30°. Соответственно, угловая протяженность δ_П1 каждого из 4-х переходных участков составит δ_П1=60°. Работа такой гидромашины происходит аналогичным образом.In figures 6-7, a three-section (n = 3) 2 × 4 hydraulic machine (M = 2, N = 4) is shown. In hydraulic machines with central wheels with different numbers of waves (M <N), channels 7 should not be cut in the cylindrical gear surface of the fixed wavy central wheel 2 with internal teeth, but in the end walls 4. Stationary central wheels 2 belonging to different sections, rotated relative to each other at angles of 180 ° / N = 45 °. The movable central wheels 1 are mounted on a common shaft 10 without angular displacement. On a fixed central wheel 2, the angular length Δ_R2 each of 4 plots of centroids with a maximum radius R_2max equal to the angular length of the centroids with a minimum radius R_2min and is Δ_R2= 180 ° / (N⋅n) = 180 ° / (4⋅3) = 15 °. Accordingly, the angular extent δ_P2 each of the 8 transition sites will be δ_P2= 30 °. In this case, the angular length of the channels δ is also 30 °. On the movable center wheel 1, the angular length Δ_R1 each of 2 plots of centroids with a maximum radius R_1max equal to the angular length of the centroids with a minimum radius R_1min and is Δ_R1= 180 ° / (М⋅n) = 180 ° / (2⋅3) = 30 °. Accordingly, the angular extent δ_P1 each of the 4 transition sections will be δ_P1= 60 °. The work of such a hydraulic machine is similar.

Claims

1. Rotor hydromachine of planetary type, consisting of series-connected sections, each of which contains a central wheel with external teeth, whose centroid has M waves, a fixed central wheel with internal teeth, the number N of waves of which centroids is greater than or equal to M (N≥M) as well as floating satellites interacting with the central wheels, fixed end walls and a system of channels for supplying and discharging the working medium, while the channels for discharging the working medium of the previous section are connected to the channels for supplying the afterbirth guide section, and the central wheel with external teeth of all the sections are secured on a common shaft, characterized in that the centroids of the central wheels comprise respectively M and N sections being circles of maximum radius (R _max), having a common center at a point lying on the central hydraulic machine axis , the same number of sections that are concentric circles of minimum radius (R _min ), and centroids located between these circles, providing a smooth transition from R _max to R _min , the angular length Δ _{R of} each price segment Troids with a maximum radius R _max equal to the angular length of each section of the centroid with a minimum radius R _min and is

where n is the number of series-connected sections;

G is the number of waves of the centroids of the corresponding central wheel (M or N), while the channels for supplying and discharging the working medium are open during the periods when the satellites pass through the transition sections.

2. The rotary hydraulic machine under item 1, characterized in that it consists of two sections connected in series (n = 2), with the same number of waves, a centroid of central wheels with external and internal teeth equal to two (N = M = 2), in which the channels for supplying and discharging the working medium are made in a cylindrical toothed surface of a fixed central wheel with internal teeth.