SK15272000A3

SK15272000A3 - Hydromotor

Info

Publication number: SK15272000A3
Application number: SK1527-2000A
Authority: SK
Inventors: Miroslav Sedlek; Stanislav Hostin
Original assignee: Miroslav Sedlek; Stanislav Hostin
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2001-02-12
Also published as: ES2195563T3; DE69906065D1; CA2333029A1; TR200003437T2; AU743171B2; CN1302355A; AU3594099A; CN1102999C; ATE234999T1; US6702038B1

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka hydromotora, predovšetkým na pohon rotujúcich nástrojov, pozostávajúceho z komory vybavenej prívodom kvapaliny a najmenej jedným výstupným otvorom, pred ktorým je na pridržiavacom zariadení uložený odvaľovací rotor, tvorený telesom rotačného tvaru.

Doterajší stav techniky

Existuje celý rad zariadení, u ktorých sa na pohon rotujúcich nástrojov používajú hydromotory. Ako zdroj tlakovej kvapaliny je u ručných a mobilných zariadení výhodné využiť bežné vodovodné potrubie. Ako hydromotor sa u tohto typu zariadení najčastejšie používa Peltonova turbína a jej modifikácie a/alebo rôzne modifikácie vodného kolesa. Ich účelom je premena tlakovej a kinetickej energie vody v prívodnom potrubí na energiu rotačnú, ktorou je poháňané určité zariadenie určené veľmi často na čistiaci proces pri použití vody. Nevýhodou všetkých týchto riešení je to, že krútiaci moment na hriadeli je sprevádzaný nadmerne vysokými otáčkami, ktoré nie sú vhodné na konečné použitie, a preto musia byť prostredníctvom prevodov veľmi výrazne znížené. Zároveň nie je z principiálneho dôvodu možné konštruovať ľubovoľne malé veľkosti takéhoto hydromotora, pretože so zmenšovaním priemeru jeho obežného kolesa, ktoré predstavuje základnú jednotku premeny energie vodného prúdu na energiu krútiaceho momentu na hriadeli, rastú jeho otáčky a krútiaci moment klesá, a tým sa objektívne zvyšuje počet a zložitosť prevodového súkolesia.

Z českej patentovej prihlášky PV 972-97 a z medzinárodnej prihlášky

PCT/CZ97/00034 je známy odvaľovací tekutinový stroj pozostávajúci z komory vybavenej prívodom kvapaliny a najmenej jedným výstupným otvorom, pred ktorým je na pridržiavacom zariadení uložený odvaľovací rotor tvorený telesom rotačného tvaru

Cieľom vynálezu je modifikovať tento odvaľovací tekutinový stroj tak, aby čo najlepšie vyhovoval na pohon rotujúcich nástrojov.

Podstata vynálezu

Uvedený cieľ sa dosahuje hydromotorom, predovšetkým na pohon rotujúcich nástrojov, pozostávajúcim z komory vybavenej prívodom kvapaliny a najmenej jedným výstupným otvorom, pred ktorým je na pridržiavacom zariadení uložený odvaľovací rotor tvorený telesom rotačného tvaru, podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že komora má aspoň na vnútornom povrchu rotačný tvar so zužujúcim sa priemerom, pričom komora je na strane najväčšieho priemeru otvorená a na strane najmenšieho priemeru je obmedzená stenou, v ktorej strede je umiestnený otvor, ktorým s vôľou prechádza hriadeľ nesúci odvaľovací rotor. Hriadeľ má vo vnútri komory osadenie, ktorého priemer je väčší než priemer otvoru v stene. Okolo otvoru je v stene umiestnených niekoľko výstupných otvorov.

Hydromotor podľa vynálezu nepotrebuje žiadne prevodové súkolesie na získanie pracovných otáčok vhodných na pohon rotujúcich nástrojov a jeho veľkosť môže byť aj pri zachovaní potrebného krútiaceho momentu výrazne menšia, než u známych vyhotovení.

Podľa výhodného uskutočnenia môže mať odvaľovací rotor tvar dutej a otvorenej pologule, ktorá je na hriadeli upevnená otvorenou stranou proti prúdu kvapaliny.

Podľa iného výhodného uskutočnenia môže mať komora aspoň na vnútornom povrchu tvar zrezaného kužeľa so sklonom plášťa 4 až 8°.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je na konci hriadeľa, ktorý vyčnieva z komory, umiestnený adaptér na uchytenie výmenných nástrojov.

Na uľahčenie manipulácie je výhodné, keď je ku komore na strane jej najväčšieho priemeru pripojená rukoväť, ku ktorej je pripojený prívod kvapaliny, pričom v rukoväti môže byť uložený regulačný ventil na ovládanie prietoku kvapaliny.

Podľa iného výhodného uskutočnenia môžu mať výstupné otvory v stene komory osi odklonené od pozdĺžnej osi hydromotora a v plášti komory môžu byť vytvorené prídavné výstupné otvory, pričom prívod kvapaliny môže byť tvorený flexibilnou hadicou.

Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia môže byť komora súosovo uložená v prídavnom plášti, ktorý je zakončený otočnou dýzou spojenou s hriadeľom.

Komora môže byť tiež uzavretá v puzdre, ktorého čelnou stenou kvapalinotesne prechádza hriadeľ, pričom puzdro je vybavené odvodom kvapaliny.

Podľa rôznych výhodných uskutočnení môže byť výmenným nástrojom kefa, alebo štetka, alebo špongia, alebo vrták, alebo fréza, alebo strúhadlo, alebo brúsny kameň, alebo masážny nadstavec, alebo miešací nadstavec.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Hydromotor podľa vynálezu bude bližšie opísaný na príkladoch konkrétnych uskutočnení, zobrazených na výkresoch, na ktorých jednotlivé obrázky znázorňujú:

obr. 1 - hydromotor s adaptérom na uchytenie výmenných nástrojov, obr. 2 - hydromotor s rukoväťou a sadou výmenných nástrojov, obr. 3 - hydromotor upravený na čistenie potrubí, obr. 4 - hydromotor s otočnou dýzou, obr. 5 - hydromotor v utesnenom puzdre s odvodom kvapaliny.

Príklady uskutočnení vynálezu

Na obr.l je znázornený prvý príklad uskutočnenia hydromotora 1 na pohon rotujúcich nástrojov vodou z vodovodného potrubia. Hydromotor pozostáva z komory 2, ktorá má tvar zrezaného kužeľa so sklonom plášťa 7°. Na strane väčšieho priemeru je komora 2 otvorená a je k nej pripojená flexibilná hadica prívodu 10 kvapaliny. Na opačnej strane je komora 2 uzavretá stenou X, v ktorej je uprostred umiestnený otvor 4 pre hriadeľ X a sústredne výstupné otvory 6 kvapaliny. Otvor 4 pre hriadeľ X má taký priemer a tvar, aby umožnil nielen otáčanie hriadeľa X, ale aj jeho kývanie. Hriadeľ X má vo vnútri komory 2 osadenie 8, ktorého priemer je väčší než priemer otvoru 4 v stene 3_. Na hriadeli X je vo vnútri komory 2 pevne uchytený odvaľovací rotor 7. Rotor 7 môže mať ľubovoľný rotačný tvar. Pre opisované aplikácie sa ako výhodný tvar ukázala dutá pologuľa, otvorená proti prúdu kvapaliny. Koniec hriadeľa X, ktorý vyčnieva z komory 2, nesie adaptér 9 na uchytenie výmenných nástrojov.

Po otvorení neznázorneného ventilu prúdi voda prívodom 10 do komory 2, z ktorej vyteká výstupnými otvormi 6. Prietokom vody sa rotor 7-prostredníctvom osadenia 8 na hriadeli X oprie o stenu X a zároveň sa začne odvaľovať po obvodovom plášti komory 2. Koniec hriadeľa X s adaptérom 9, ktorý vyčnieva z komory 2, sa roztočí a súčasne opisuje i malý kruh. Vzhľadom na to, že rozdiel medzi maximálnym priemerom rotora 7 a priemerom komory 2 v mieste odvaľovania rotora 7 je rádovo do lmm, je rozkmit hriadeľa X pre uvažované aplikácie zanedbateľný.

V opísanom príklade uskutočnenia hydromotora 1 je možné pri prietoku vody hydromotorom v rozmedzí cca 0,17 až 0,2 1/s očakávať otáčky hriadeľa X v rozmedzí cca 420 až 450 ot/min. Tlak vody v prívode 10 by sa mal pohybovať v rozmedzí 2,4 až 3,6 kPa.

Na obr. 2 je znázornené ďalšie uskutočnenie hydromotora X, ktoré sa od uskutočnenia z obr. X líši iba tým, že medzi komoru 2 a prívod 10 kvapaliny je vradená rukoväť 12 so zabudovaným regulačným ventilom na ovládanie prietoku kvapaliny. Jedná sa o bežne dostupný ručný záhradný postrekovač na pripojenie na hadicu. Na obr. 2 je ďalej znázornený príklad sady výmenných nástrojov, a to kefa 13. štetka 14. špongia 15. vrták 16. fréza 17. strúhadlo 18. brusný kameň 19. masážny nadstavec 20 a miešací nadstavec 21.

Funkcia uskutočnenia z obr.2 je rovnaká ako u uskutočnenia z obr.l. Ako je z vymenovaných výmenných nástrojov zrejmé, je možné toto uskutočnenie použiť na čistenie, brúsenie, leštenie, vŕtanie, frézovanie a miešanie materiálov, ale tiež na masírovanie tela.

Na obr. 3 je znázornené uskutočnenie hydromotora 1 na čistenie potrubí. Prívod 10 je tvorený flexibilnou hadicou a výstupné otvory 6 v stene 3 komory 2 majú osi odklonené od pozdĺžnej osi hydromotora na smerovanie prúdu kvapaliny na vnútornú stenu čisteného potrubia. Na rovnaký účel sú navyše v plášti komory 2 vytvorené prídavné výstupné otvory 11. Hriadeľ 5. je zakončený zavrtávacím a čistiacim nástrojom 23..

Po zavedení hydromotora 1 do čisteného potrubia je toto potrubie čistené jednak prúdom vody z výstupných otvorov 6 v stene 3. komory 2 a z prídavných výstupných otvorov 11 v plášti komory 2_a jednak otáčaním zavrtávacieho a čistiaceho nástroja 23..

Na obr. 4 je znázornený hydromotor I vybavený otočnou dýzou 26 na postrekovanie záhrad či polí. Komora 2 hydromotora 1 je súosovo uložená v prídavnom plášti 25. ktorý je zhora uzavretý otočnou dýzou 26 pripojenou k hriadeľu 5. hydromotora J_.

Voda sa privádza nielen do komory 2, kde opísaným spôsobom roztáča hriadeľ 5. a tým i otočnú dýzu 26. ale na zvýšenie prietoku i do prídavného plášťa 25 hydromotora 1.

Pre niektoré aplikácie je výhodné, keď je kvapalina z hydromotora £ odvádzaná mimo pracovný priestor, čo umožňuje využiť hydromotor J_ aj na suché pracovné procesy.

Príklad takého uskutočnenia je znázornený na obr. 5. Komora 2 hydromotora 1 je uzavretá v puzdre 27. ktorého čelnou stenou prechádza hriadeľ 5, utesnený proti prieniku kvapaliny. Puzdro 27 je vybavené odvodom 28 kvapaliny mimo pracovný priestor.

Takéto uskutočnenie hydromotora 1 je možné použiť napr. ako vŕtačku, brúsku, navíjacie zariadenie, miešacie zariadenie, mixér, pohon elektrického generátora alebo čerpadla, leštičku, hobľovačku, kruhovú pílu, šraubovák, uťahovač, rotačnú zubnú kefku, frézu, hydraulický pohon súčastí strojov, a pod.

Priemyselná využiteľnosť

Hydromotor podľa vynálezu môže byť použitý v spojení s príslušnými kefami na čistenie pri použití vody ako ručná umývacia súprava, v ktorej je možné ľahko vymieňať rôzne typy kief. Toto použitie môže predstavovať čistenie ako v priemysle, tak v domácnostiach, na záhradách, vo firmách a inštitúciách poskytujúcich rôzne služby a môže ísť o čistenie náradí a nástrojov, pracovných pomôcok, sanitárnej keramiky a pomôcok, keramických obkladov, kuchynského riadu, karosérií automobilov a iných dopravných prostriedkov a ich motorov a pod., pričom potrebný tlak vody môže byť na úrovni tlaku, ktorý je bežne vo vodovodnom potrubí. Pri použití tohto bežného tlaku alebo pri tlaku vyššom, môže byť hydromotor uplatnený ako pohonná jednotka v spojení so zodpovedajúcimi nadstavcami na čistenie fasád budov, na čistenie spár a výtlkov v betónových, asfaltových a podobných plochách, na umývanie a čistenie rôznych druhov dlažby a obkladových materiálov vrátane skla, na čistenie sklenených okien a pod.

Taktiež môže byť tento hydromotor použitý aj na čistenie potrubí, ak bude napojený na flexibilnú hadicu a vybavený zodpovedajúcim zavrtávacím a čistiacim nástrojom. Ak bude vybavený zodpovedajúcim masážnym adaptérom, môže slúžiť ako masážna sprcha v súčinnosti s rotačným mechanickým masírovaním. Ďalej môže byť tiež použitý ako pohonná jednotka na špecializované stroje a nástroje, napr. na opracovanie kameňa, rezanie a vŕtanie do kameňa, betónu, a podobných materiálov, kde je voda vhodným sprievodným médiom, na leštenie povrchov rôznych materiálov a plôch a pod. Môže byť tiež uplatnený na konci za7 vlažovacieho potrubia a zabezpečovať smerovanie prúdu zavlažovacej vody. Je možné ho uplatniť tiež ako ručné náradie na použitie pod vodnou hladinou, napr. na pohon náradia na uťahovanie skrutiek, vŕtanie, rezanie, brúsenie a pod. Môže slúžiť tiež ako pohonná jednotka pre detské hračky v bazénoch a hračky napojené na vodovodné potrubie, pretože vďaka svojej konštrukcii môže byť veľmi vhodne dimenzovaný z bezpečnostného hľadiska. Môže byť tiež použitý v uzavretom okruhu tekutiny, a tým môže slúžiť ako tekutinový motor, prípadne servomotor všade tam, kde nie je vhodné alebo potrebné tekutinu pri určitom pracovnom alebo technologickom procese používať.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Hydromotor, predovšetkým na pohon rotujúcich nástrojov, pozostávajúci z komory (2) vybavenej prívodom (10) kvapaliny a najmenej jedným výstupným otvorom (6), pred ktorým je na pridržiavacom zariadení uložený odvaľovací rotor (7), tvorený telesom rotačného tvaru, vyznačujúci sa tým, že komora (2) má aspoň na vnútornom povrchu rotačný tvar so zužujúcim sa priemerom, pričom komora (2) je na strane najväčšieho priemeru otvorená a na strane najmenšieho priemeru je obmedzená stenou (3), v ktorej strede je umiestnený otvor (4), ktorým s vôľou prechádza hriadeľ (5) nesúci odvaľovací rotor (7) a hriadeľ (5) má vo vnútri komory (2) osadenie (8), ktorého priemer je väčší než priemer otvoru (4) v stene (3), pričom okolo otvoru (4) je v stene (3) umiestnených niekoľko výstupných otvorov (6)
2. Hydromotor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že odvaľovací rotor (7) má tvar dutej a otvorenej pologule, ktorá je na hriadeli (5) upevnená otvorenou stranou proti prúdu kvapaliny.
3. Hydromotor podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že komora (2) má aspoň na vnútornom povrchu tvar zrezaného kužeľa so sklonom plášťa 4 až 8°.
4. Hydromotor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že na konci hriadeľa (5), ktorý vyčnieva z komory (2), je umiestnený adaptér (9) na uchytenie výmenných nástrojov.
5. Hydromotor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že ku komore (2) je na strane najväčšieho priemeru pripojená rukoväť (12), ku ktorej je pripojený prívod (10) kvapaliny, pričom v rukoväti (12) je uložený regulačný ventil na ovládanie prietoku kvapaliny.
6. Hydromotor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že výstupné otvory (6) v stene (3) komory (2) majú osi odklonené od pozdĺžnej osi hydromotora a v plášti komory (2) sú vytvorené prídavné výstupné otvory (11), pričom prívod (10) kvapaliny je tvorený flexibilnou hadicou.
7. Hydromotor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že komora (2) je súosovo uložená v prídavnom plášti (25), ktorý je zakončený otočnou dýzou (26) spojenou s hriadeľom (5).
8. Hydromotor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že komora (2) je uzavretá v puzdre (27), ktorého čelnou stenou kvapalinotesne prechádza hriadeľ (5), pričom puzdro (27) je vybavené odvodom (28) kvapaliny.
9. Hydromotor podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že výmenným nástrojom je kefa (13) alebo štetka (14) alebo špongia (15) alebo vrták (16) alebo fréza (17) alebo strúhadlo (18) alebo brusný kameň (19) alebo masážny nadstavec (20) alebo miešací nadstavec (21).