SK17412000A3

SK17412000A3 - Rotary disk engine

Info

Publication number: SK17412000A3
Application number: SK1741-2000A
Authority: SK
Inventors: Stanislav Zaujec
Original assignee: Stanislav Zaujec
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-07-02

Abstract

Krútiaci moment sa prenáša cez náhonový hriadeľ (12) na unášaciu platňu - rotor (2), v ktorom sú dva otvory (11) s piestami (1). Rotor (2) s piestami (1) je uložený medzi dvoma prírubami statora (5), (6), kde na vnútorných čelných plochách je predná komora (3) a zadná komora (4) v tvare časti medzikružia s osou zhodnou s osou otáčania rotora (13) a s profilom zhodným s profilom piestov (1). Na začiatku prednej komory (3) a zadnej komory (4) je nábehová časť (7) a nasávací kanál (9) a na konci je výbehová časť (8) a výtlakový kanál (10). Príruby (5), (6) musia byť proti sebe pootočené tak, aby boli výbehové časti (8) oproti nábehovým častiam (7). Časť piestov (1) sa nachádza v rotore (2) a súčasne časť v prednej komore (3) a zadnej komore (4).The torque is transmitted through the drive shaft (12) to drift plate - rotor (2) with two holes (11) with pistons (1). The rotor (2) with the pistons (1) is located between two stator flanges (5), (6) where on the inner front the front chamber (3) and the rear chamber (4) in the form of an annulus with an axis coincident with the axis of rotation the rotor (13) and with a profile identical to that of the pistons (1). On the the start of the front chamber (3) and the rear chamber (4) is rising part (7) and intake duct (9) and at the end is out of the way part (8) and discharge channel (10). The flanges (5), (6) must be counter-rotated so that the run-out portions (8) are opposite (7). Part of the pistons (1) is located in the rotor (2) and simultaneously in the front chamber (3) and rear chamber (4).

Description

Vynález sa týka problematiky transformácie mechanickej energie rotačného pohybu na tlakovú energiu pracovného média, alebo na energiu prúdu pracovného média, prípadne naopak na premenu tlakovej energie a energie prúdu pracovného média na mechanickú energiu rotačného pohybu rotora tohoto zariadenia.The invention relates to the problem of transforming the mechanical energy of the rotary motion into the compressive energy of the working medium or to the energy of the working medium stream, or vice versa, to convert the pressure energy and energy of the working medium stream into the mechanical energy of the rotary motion of the rotor.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Na premenu rotačného pohybu na tlak prípadne na premenu tlaku alebo podtlaku na pohyb sa používa v strojárstve viac systémov. Táto problematika je riešená jednak vratnými čerpadlami, alebo hydromotormi, v ktorých pracovný piest striedavo nasáva a vytláča pracovné médium z valca, pričom celý proces je kontrolovaný zložitým mechanickým systémom vstupných a výstupných ventilov, pričom energia je prenášaná z piesta kľukovým hriadeľom. Iný smer riešenia tejto problematiky je zameraný na priamu premenu energie tlaku, alebo pohybu média na rotačný pohyb, čo sa uskutočňuje podobne, ako pri vratných strojoch vzájomným pôsobením pracovného média na piest v pracovnom valci, ale vzájomná konštrukcia jednotlivých prvkov týchto zariadení umožňuje rotačný pohyb piesta, ktorý sa priamo prenáša na hriadeľ. Predkladané riešenie spadá do oblasti rotačných strojov.Several systems are used in mechanical engineering to convert rotational motion to pressure or to convert pressure or vacuum to motion. This problem is solved either by return pumps or hydraulic motors, in which the working piston alternately sucks and expels the working medium from the cylinder, while the whole process is controlled by a complicated mechanical system of inlet and outlet valves, while the energy is transferred from the piston by a crankshaft. Another way of solving this problem is focused on direct conversion of pressure energy or movement of the medium into rotary movement, which is done similarly as in return machines by interaction of working medium on the piston in the working cylinder, but mutual construction of individual elements of these devices allows rotary movement of the piston. which is directly transmitted to the shaft. The present solution falls within the field of rotary machines.

Súčasné riešenia problematiky rotačných strojov sú veľmi pestré. Zmena objemu pracovného valca je dosiahnutá prostredníctvom excentrického uloženia piesta, ktorý má špeciálny tvar a rovnako špeciálny tvar má aj valec, ako je tomu v patentových prihláškach DE 2614471, alebo DE 3915783. Iné riešenia využívajú rovnako excentrické uloženie piesta, pričom zmenu pracovného objemu zabezpečujú iThe current solutions to the problem of rotary machines are very varied. The volume change of the working cylinder is achieved by the eccentric bearing of the piston, which has a special shape and the same special shape as the cylinder, as in patent applications DE 2614471 or DE 3915783. Other solutions use the same eccentric bearing of the piston.

špeciálne prepážky pohybujúce sa po obvode piesta, ako to možno vidieť v patentových prihláškach DE 3242983, alebo DE 8615243. Nevýhodou týchto riešení je chvenie spôsobené excentricitou uloženia piesta a náročnosť technického riešenia.special barriers moving around the periphery of the piston, as can be seen in patent applications DE 3242983 or DE 8615243. A disadvantage of these solutions is the vibration caused by the eccentricity of the piston bearing and the complexity of the invention.

Iné riešenia využívajú na zmenu objemu vďaka systému vzájomného planétového pohybu účinných častí. motora. Možno to vidieť v dokumente GR > ' » ·Other solutions use efficient parts to change volume thanks to a system of planetary motion. engine. This can be seen in DG> '»·

80100274. Takéto riešenia obmedzujú chvenie, ale nevýhodou je zložitý mechanický systém, ktorý znižuje účinnosť motora.80100274. Such solutions reduce vibration, but the disadvantage is a complex mechanical system that reduces engine efficiency.

Tejto problematike je venované viacero riešení na rôznych iných princípoch, ktoré boli publikované v patentovej literatúre, napr. DE 40377997, CH 378890, US 34353689, alebo DE 3516578. Tieto riešenia sú založené na princípe akcie a reakcie spolupôsobiacich prvkov. Účinnosť týchto zariadení je závislá od konzistencie pracovného média a od rýchlosti rotácie rotora.A number of solutions to various other principles have been addressed in this field, which have been published in the patent literature, e.g. DE 40377997, CH 378890, US 34353689, or DE 3516578. These solutions are based on the principle of action and reaction of the interacting elements. The efficiency of these devices depends on the consistency of the working medium and the rotational speed of the rotor.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstatou rotačného diskového stroja sú piesty , ktoré vykonávajú rotačný pohyb. Pohyb na piesty alebo z piestov sa prenáša pomocou unášacej platne. V unášacej platni sú otvory, v ktorých sú uložené piesty. Vzdialenosť jednotlivých otvorov od osi unášacej platni musí byť rovnaká. Uloženie piestov v unášacej platni musí byť tesné, ale zároveň dostatočne voľné, aby sa piesty mohli pohybovať pozdĺžne s osou unášacej platne. Unášacia platňa s piestami je uložená medzi dvomi pevnými prírubami. Príruby musia byť konštruované tak, aby bola medzi unášacou platňou a prírubami minimálna vôľa, potrebná na otočný pohyb unášacej platni. V prednej prírube je otvor, ktorým prechádza náhonový hriadeľ, ten je pevne spojený s unášacou platňou, a slúži na prenos krútiaceho momentu. Na vnútorných čelných plochách prírub sú komory v tvare časti medzikružia. Os každého medzikružia musí byť zhodná s osou otáčania unášacej platne. Profil komôr musí byť rovnaký ako profil piestov. Na začiatku každej komory je nábehová časť a nasávací kanál. Na konci komôr je výbehová časť avýtlakový kanál. Výbehové časti slúžia na presúvanie piestov do opačných komôr. Nábehové časti slúžia na plynulý záber piestov v komorách. Príruby s komorami musia byť proti sebe pootočené tak, aby výbehová časť prednej komory bola oproti nábehovej časti zadnej komory. Medzi komorami je unášacia platňa s piestami. Šírka piestu sa musí rovnať súčtu^-šírky unášacej platne a hĺbky komory. To znamená, že časť piestu sa nachádza v unášacej platni, a časť piestu v komore. Časť piestu, ktorá sa nachádza v unášacej platni slúži na prenos pohybu, a časť piestu, ktorá je v komore, vykonáva prácu.The essence of the rotary disk machine are pistons which perform rotational movement. Movement to or from the pistons is transmitted by means of a carrier plate. In the carrier plate there are holes in which the pistons are received. The distance of the individual holes from the axis of the carrier plate must be the same. The placement of the pistons in the carrier plate must be tight but at the same time sufficiently free for the pistons to move longitudinally with the axis of the carrier plate. The carrier plate with the pistons is mounted between two fixed flanges. The flanges must be designed so that there is the minimum clearance between the carrier plate and the flanges required for the pivoting movement of the carrier plate. In the front flange there is an opening through which the drive shaft passes, which is fixedly connected to the carrier plate, and serves to transmit the torque. On the inner faces of the flanges, the chambers are in the form of a part of the annular ring. The axis of each annulus must be coincident with the axis of rotation of the carrier plate. The profile of the chambers must be the same as that of the pistons. At the beginning of each chamber is a leading-in part and a suction channel. At the end of the chambers is the discharge part and the pressure channel. The run-out parts serve to move the pistons to the opposite chambers. The leading parts serve for smooth engagement of the pistons in the chambers. The flanges with the chambers must be turned against each other so that the front section of the front chamber is opposite the rear section of the rear chamber. Between the chambers is a carrier plate with pistons. The piston width must be equal to the sum ^{- the} width of the carrier plate and the depth of the chamber. That is, a portion of the piston is located in the carrier plate, and a portion of the piston is in the chamber. The part of the piston located in the carrier plate serves to transmit movement, and the part of the piston that is in the chamber performs the work.

vin

Funkcia rotačného diskového stroja je vysvetlená na čerpadle. Čerpadlo je poháňané elektromotorom. Krútiaci moment je prenášaný cez náhonový hriadeľ na unášaciu platňu, v ktorej sú piesty. Piesty sa pohybujú v jednotlivých komorách smerom od nábehovej Časti po výbehovú časť. Pohybom piestov vThe function of the rotary disk machine is explained on the pump. The pump is driven by an electric motor. The torque is transmitted via the drive shaft to the carrier plate in which the pistons are located. The pistons move in the individual chambers away from the lead-in part to the lead-out part. By moving the pistons in

v komorách vzniká pred piestami tlak, a za piestami podtlak. Činnosť piestu v jednej komore je nasledovná. Piest vchádza do komory cez nábehovú časť. Pohybom piestu v komore za piestom vzniká podtlak, ktorý spôsobuje nasávanie kvapaliny cez nasávací kanál. Súčasne pred piestom vzniká tlak, ktorý spôsobuje postupné vytláčanie kvapaliny z komory cez výtlakový kanál. Tento dej trvá, kým sa piest nedostane do výbehovej časti. Tam sa piest automaticky presúva do nábehovej časti opačnej komory, kde sa celá činnosť opakuje. Počet piestov v jednom systéme môže byť rôzny, počet komôr musí byť vždy párny. V jednom systéme môže byť použitých niekoľko unášacích platní s príslušným počtom prírub.there is pressure in the chambers before the pistons, and vacuum under the pistons. The operation of the piston in one chamber is as follows. The piston enters the chamber through the inlet part. The movement of the piston in the chamber downstream of the piston creates a vacuum which causes the liquid to be sucked through the suction channel. At the same time, a pressure is generated upstream of the piston, which causes the liquid to be gradually expelled from the chamber through the discharge channel. This action lasts until the piston reaches the tail. There the piston automatically moves into the leading part of the opposite chamber, where the whole operation is repeated. The number of pistons in one system can vary, the number of chambers must always be even. Several carrier plates with an appropriate number of flanges may be used in one system.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Rotačný diskový systém je vysvetlený na funkcii čerpadla.The rotary disc system is explained on the pump function.

Na obrázku 1. Je priečny rez čerpadla. Tento obrázok objasňuje tvar komory a jej polohu na vnútornej čelnej ploche príruby.Figure 1 is a cross section of the pump. This figure illustrates the shape of the chamber and its position on the inner face of the flange.

Na obrázku 2. Je pozdĺžny rez čerpadla. Tento obrázok objasňuje uloženie unášacej platne medzi prírubami, uloženie piestov unášacej platne, profil komory a náhon na unášaciu platňu.Figure 2 is a longitudinal section of the pump. This figure illustrates the placement of the carrier plate between the flanges, the placement of the carrier plate pistons, the chamber profile and the drive plate drive.

Na obrázku 3. Je rozvinutý rez čerpadla. Tento obrázok objasňuje funkciu čerpadla. Ďalej objasňuje tvar nábehových avýbehových' častí, a polohu ¹nasávacích a výtlakových kanálov.In Figure 3. The pump section is deployed. This figure illustrates the pump function. It further explains the shape of the inlet and outlet sections and the position ^{1 of the} suction and discharge channels.

Na všetkých obrázkoch je šípkami naznačený smer pohybu unášacej platni.In all figures, the direction of movement of the carrier plate is indicated by arrows.

Príklad uskutočneniaExample

Na princípe rotačného diskového systému môže pracovať napríklad olejové čerpadlo na mazanie rôznych strojných zariadení. Čerpadlo môže byť poháňané napríklad elektromotorom. Krútiaci moment sa prenáša cez náhonový hriadeľ 12 na unášaciu platňu 2· V unášacej platni 2 sú dva otvory 11, v ktorých sú uložené piesty 1. Uloženie piestov 1 v unášacej platni 2 musí byť dostatočne tesné. Vzdialenosť piestov 1 od osi 13 unášacej platne musí byť rovnaká. Piest 1 má vFor example, an oil pump can be operated on the principle of a rotary disc system to lubricate various machinery. The pump can be driven, for example, by an electric motor. The torque is transmitted via the drive shaft 12 to the carrier plate 2. There are two holes 11 in the carrier plate 2 in which the pistons 1 are received. The mounting of the pistons 1 in the carrier plate 2 must be sufficiently tight. The distance of the pistons 1 from the carrier plate axis 13 must be the same. Piston 1 has in

tvar gule. Šírka unášacej platne 2 nesmie byť menšia ako polomer gule - piestu 1. Unášacia platňa 2 s piestami 1 je uložená medzi dvoma prírubami 5. 6. Medzi unášacou platňou 2 a prírubami 5. 6 je len minimálna vôľa, potrebná na otočný pohyb unášacej platni 2- Na vnútorných čelných plochách prírub 5. 6 sú predná komora 3 a zadná komora 4. Predná komora 3 a zadná komora 4 majú tvar časti medzikružia s osou zhodnou s osou otáčania unášacej platne 13. Profil prednej komory 2 a zadnej komory 4, musí byť zhodný s profilom piestov 1. To znamená, že pri pieste 1 v tvare gule majú predná komora 2 a zadná komora 4 profil polkruhu. Na začiatku prednej komory 2 a zadnej komory 4 je nábehová časť 2 a nasávací kanál 2 a na konci sú predná komora 2 a zadná komora 4 je výbehová časť avýtlakový kanál 10, Príruby 5. 6 musia byť proti sebe pootočené tak, aby boli výbehové časti £_ oproti nábehovým častiam 2- Predná komora 2 a zadná komora 4 musia byť konštruované tak, aby bola dosiahnutá dobrá tesnosť v každom bode dráhy piestov 1. Šírka piestov _Lsa rovná súčtu šírky unášacej platni 2 a hĺbky prednej komory 2. HÍbka prednej komory 2 a zadnej komory 4 je rovnaká. To znamená, že časť piestov 1 sa nachádza v unášacej časti 2_a súčasne časť v prednej komore 2 a zadnej, komore 4. Časti piestov 1, ktoré sa nachádzajú v unášacej platni 2 slúžia na prenos rotačného pohybu na piesty 1. a časti piestov I, ktoré sa nachádzajú v prednej komore 2 a zadnej komore 4, vykonávajú prácu. Rotačným pohybom unášacej platne 2_sa rotačné pohybujú piesty 1. Smer pohybu piestov 1 v prednej komore 2 a zadnej komore 4, je od nábehovej časti 7 po výbehovú časť-8. Keďže predná komora 2 a zadná komora 4, sú zo všetkých strán uzavreté, pohybom piestov v prednej komore 2 a zadnej komore 4 vzniká súčasne tlak aj podtlak. Za piestami 1 vzniká podtlak, ktorý spôsobuje nasávanie oleja cez nasávacie kanále 2- Pred piestami 1 vzniká súčasne tlak, ktorý spôsobuje postupné vyprázdňovanie prednej komory 2 a zadnej komory 4 cez výtlakové kanály 10. To znamená, že do prednej komory 2 a zadnej komory 4 sa súčasne nasáva olej a súčasne je vytláčaný. V momente, keď sa dostanú piesty 1 na výbehové časti 8, automaticky sa presúvajú cez nábehové časti 2 do protiľahlých komôr 3. 4.ball shape. The width of the carrier plate 2 must not be less than the radius of the ball-piston 1. The carrier plate 2 with the pistons 1 is disposed between two flanges 5. 6. Between the carrier plate 2 and the flanges 5. 6 there is only minimal clearance necessary for rotary movement of the carrier plate 2. On the inner faces of the flanges 5. 6 there are a front chamber 3 and a rear chamber 4. The front chamber 3 and the rear chamber 4 have the shape of a part of the annular with the axis coinciding with the axis of rotation of the carrier plate 13. This means that with the ball-shaped piston 1, the front chamber 2 and the rear chamber 4 have a semicircle profile. At the beginning of the front chamber 2 and the rear chamber 4 there is a leading-in part 2 and a suction channel 2 and at the end there are the front chamber 2 and the rear chamber 4 is an exhausting part and the pressure channel 10, the flanges 5. 6 must be rotated against each other so The front chamber 2 and the rear chamber 4 must be designed so that good tightness is obtained at each point of the piston path 1. The width of the pistons is equal to the sum of the width of the carrier plate 2 and the depth of the front chamber 2. The depth of the front chamber 2 and the rear chamber 4 is the same. That is, part of the pistons 1 is located in the carrier part 2 and at the same time a part in the front chamber 2 and the rear chamber 4. The parts of the pistons 1 located in the carrier plate 2 serve to transmit the rotary movement to the pistons 1 and parts of the pistons 1. which are located in the front chamber 2 and the rear chamber 4 perform the work. The direction of movement of the pistons 1 in the front chamber 2 and in the rear chamber 4 is from the leading part 7 to the leading part-8. Since the front chamber 2 and the rear chamber 4 are closed from all sides, the movement of the pistons in the front chamber 2 and the rear chamber 4 results in simultaneous pressure and vacuum. Downstream of the pistons 1 there is a vacuum which causes the oil to be sucked through the suction ducts 2- Upstream of the pistons 1 there is simultaneously a pressure which causes the front chamber 2 and the rear chamber 4 to be evacuated through the discharge channels 10. This means at the same time, oil is sucked in and simultaneously extruded. As soon as the pistons 1 reach the run-off portions 8, they are automatically moved through the run-off portions 2 to the opposite chambers 3. 4.

Počas chodu stroja sa celá činnosť cyklicky opakuje. Činnosť obidvoch piestov 1 je rovnaká.While the machine is running, the entire operation is repeated cyclically. The operation of both pistons 1 is the same.

Toto Čerpadlo je možné využiť všade tam, kde sa vyžaduje väčší prietok oleja pod vysokým tlakom.This pump can be used wherever a higher oil flow under high pressure is required.

Claims

Rotary disk machine, characterized in that it comprises flanges (5, 6) and a carrier plate (2) in which at least one piston (1) is movably positioned, wherein at least one front chamber is formed in the front flange (5) (3) at least one rear chamber (4) is formed as part of an annular cross-section identical to that of the piston (1) and in the rear flange (6) as part of an annular cross-section identical to that of the piston (1); the rear chamber (4) is rotated relative to each other such that the front section (8) of the front chamber (3) is opposite the rear section (7) of the rear chamber (4) and the rear chamber (4) is opposite the front section (7) a front chamber (3), wherein each inlet section (7) is provided with a suction channel (9) and each outlet section (8) is provided with a discharge channel (10), wherein the plunger (1) is positioned radially away from the insertion plate (2) the axis of rotation (13) of the carrier plate is identical to by placing the front chamber (3) in the front flange (5), and also placing the rear chamber (4) in the rear flange (6).

Rotary disc machine according to claim 1, characterized in that at least two drive plates (2) with a corresponding number of flanges (5, 6) are arranged on the drive shaft (12).