UA24978U

UA24978U - Hydromachine

Info

Publication number: UA24978U
Application number: UAU200701538U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Stepanovyc Bakumenko; Lev Abramovych Mufel; Ihor Hryhorovych Hurmankin; Yurii Heorhiiovych Kosynov
Original assignee: Volodymyr Stepanovyc Bakumenko; Lev Abramovych Mufel; Ihor Hryhorovych Hurmankin; Yurii Heorhiiovych Kosynov
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2007-07-25

Abstract

Hydromachine has rotor installed in stator, this is arranged as eccentric, and spring-supported separators that form working chambers with respective surfaces. Rotor is arranged as two eccentrics placed on one shaft, between the outer surface of the eccentric that is maximally separated from center of rotation and surface of stator gap is provided, this forms not more than 0.5 e where e: -value of eccentricity. At that, eccentrics are installed in such way that main axles of those going at distance of eccentricity from center of rotation of shaft are displaced by angle 90 DEGREE one with respect to another.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропоноване технічне рішення належить до галузі гідроприводу, зокрема, до об'ємних гідравлічних машин, 2 що використовуються як насоси та гідродвигуни.The proposed technical solution belongs to the field of hydraulic drive, in particular, to volumetric hydraulic machines, 2 used as pumps and hydraulic motors.

Відомий роторно-кільцевий гідродвигун, що містить статор (корпус) з бічними стінками і двома роздільниками, в якому встановлено ротор, який виконано у вигляді ексцентрика встановленого в підшипниках, і оснащено кільцем, установленим із зазором щодо ексцентрика, а роздільники утворюють дві робочі камери і підпружинені щодо кільця див. патент Мо13548, Україна, Е04С18/34, опубл. 17.04.06., Бюл. Мо4). 70 Відоме технічне рішення, визнане за прототип, має такі недоліки: - необхідність високоточного сполучення всіх деталей для забезпечення безперервного контакту торця робочого кільця з внутрішньою поверхнею статора і центрування з високим ступенем точності робочих камер між собою і щодо підшипникових вузлів, обумовлює велику трудомісткість виготовлення машини і підвищує Її вартість; 19 - для виготовлення високоточних деталей необхідно дороге технологічне обладнання, що збільшує витрати на виробництво гідромашин.A known rotary-ring hydraulic motor containing a stator (housing) with side walls and two separators, in which a rotor is installed, which is made in the form of an eccentric mounted in bearings, and is equipped with a ring installed with a gap relative to the eccentric, and the separators form two working chambers and spring-loaded relative to the ring, see patent Mo13548, Ukraine, E04С18/34, publ. 04/17/06, Bul. Mo4). 70 The well-known technical solution, recognized as a prototype, has the following disadvantages: - the need for high-precision coupling of all parts to ensure continuous contact of the end of the working ring with the inner surface of the stator and centering with a high degree of accuracy of the working chambers between each other and in relation to the bearing assemblies, causes the high complexity of the machine manufacturing and increases Its value; 19 - for the manufacture of high-precision parts, expensive technological equipment is needed, which increases the costs of the production of hydraulic machines.

В основу корисної моделі поставлено завдання зі створення такої гідромашини, у якій зміна конструкції статора і ротора дозволяє значно знизити вимоги до точності виготовлення деталей, а також поліпшити герметизацію робочих камер і, отже, підвищити надійність, об'ємний ККД і продуктивність машини. 20 Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в гідромашині, що містить встановлений у статорі ротор, виконаний у вигляді ексцентрика, і підпружинені роздільники, які утворюють з відповідними поверхнями робочі камери, згідно з корисною моделлю, ротор виконано у вигляді розташованих на одному валу двох ексцентриків, між зовнішньою поверхнею ексцентрика, максимально віддаленою від центра обертання, і поверхнею статора виконано зазор, що складає не більше 0,5е, при цьому ексцентрики встановлено так, що їх 25 головні осі, які проходять на відстані ексцентриситету від центра обертання вала, зміщено на кут 902 одна щодо пт) іншої.The basis of a useful model is the task of creating such a hydraulic machine, in which a change in the design of the stator and rotor allows to significantly reduce the requirements for the accuracy of manufacturing parts, as well as to improve the sealing of the working chambers and, therefore, to increase the reliability, volumetric efficiency and productivity of the machine. 20 The task is solved due to the fact that in the hydraulic machine, which contains a rotor installed in the stator, made in the form of an eccentric, and spring-loaded separators that form working chambers with the corresponding surfaces, according to a useful model, the rotor is made in the form of located on one the shaft of two eccentrics, between the outer surface of the eccentric, which is the most distant from the center of rotation, and the surface of the stator, a gap of no more than 0.5e is made, while the eccentrics are installed so that their 25 main axes, which pass at the eccentricity distance from the center of rotation of the shaft , shifted to an angle of 902 one with respect to pt) of the other.

Статор, з розташованими запропонованим образом ексцентриками і роздільниками, які утворюють чотири робочі камери, являє собою модуль. Його можна виготовляти окремо. Потім з'єднують ці модулі на одному валу й одержують гідромашину з заданими параметрами. 09 30 У запропонованій гідромашині ексцентрики, які закріплено на одному валу, вільно переміщаються усередині - статора без контакту з його внутрішньою поверхнею за рахунок зазору, величина якого не більше 0,5е. Це підвищує надійність і об'ємний ККД, а також знижує трудомісткість виготовлення поверхонь ротора і статора, що б сполучаються, тому що не потрібна їх точна обробка. При цьому величину зазору може бути змінено відповідно «Ж до вимог до реальної гідромашини. Запропонована гідромашина може бути використана і як гідронасос, якщоThe stator, with eccentrics and separators located in the proposed manner, which form four working chambers, is a module. It can be made separately. Then these modules are connected on one shaft and a hydraulic machine with specified parameters is obtained. 09 30 In the proposed hydraulic machine, the eccentrics, which are fixed on one shaft, move freely inside the stator without contact with its inner surface due to the gap, the size of which is no more than 0.5e. This increases the reliability and volumetric efficiency, and also reduces the labor-intensiveness of manufacturing the surfaces of the rotor and stator, which would be connected, because their precise processing is not required. At the same time, the size of the gap can be changed in accordance with the requirements for a real hydraulic machine. The proposed hydraulic machine can be used as a hydraulic pump if

Зо ротор обертати будь-яким приводом. счThe rotor can be rotated by any drive. high school

На фігурі 1 наведено загальний вигляд запропонованої гідромашини, а на фігурі 2 - теж, з умовно знятою кришкою 3.Figure 1 shows the general view of the proposed hydraulic machine, and Figure 2 shows the same, with cover 3 conditionally removed.

Гідромашина містить статор (корпус) 1 з бічними кришками 2 і 3, ротор, виконаний у вигляді двох « ексцентриків 4, розташованих на одному валу 5, роздільники 6, ущільнювачі 7, пружини 8, вузол підшипників 9, З7З гідророзподільник 10, кришку 11 гідророзподільника. У кришці 11 виконано отвори: напірне - 12 і зливальне - с 13. Статор має впускні отвори 14 і випускні 15. "з Стяжні болти, ущільнювальні кільця та манжети, зворотні клапани, а також канали гідравлічних з'єднань гідророзподільника 10 на фігурах не наведено.The hydraulic machine contains a stator (body) 1 with side covers 2 and 3, a rotor made in the form of two "eccentrics 4, located on one shaft 5, separators 6, seals 7, springs 8, a bearing assembly 9, З7Z hydraulic distributor 10, cover 11 of the hydraulic distributor . The cover 11 has openings: pressure - 12 and drain - c 13. The stator has inlet openings 14 and outlet openings 15. "z Tightening bolts, sealing rings and cuffs, non-return valves, as well as channels of hydraulic connections of the hydraulic distributor 10 are not shown in the figures .

У статорі (корпусі) 1 виконано дві симетричні камери, у кожну з яких умонтовано по два роздільника 6.In the stator (housing) 1, two symmetrical chambers are made, in each of which two separators 6 are mounted.

Роздільники б спираються на зовнішню поверхню ексцентриків 4 через ущільнювачі 7 і притиснуті до них о пружинами 8. т» Ротор, розміщений у підшипниковому вузлі У, являє собою вал 5, на якому жорстко закріплено два ексцентрики 4. Ексцентрики виконано у вигляді кола з посадковим квадратом. Причому вісь вала 5 зміщено щодо ї-о центральної осі статора на величину ексцентриситету е. Головні осі ексцентриків, які проходять на відстані -І 50 ексцентриситету е від центра обертання вала 5, зміщено на кут 902 одна щодо іншої. со Робочі камери утворюються внутрішньою поверхнею статора 1, його бічними кришками 2 і 3, зовнішньою поверхнею ексцентриків 4 і відповідними роздільниками 6 з ущільнювачами 7.Separators b rest on the outer surface of the eccentrics 4 through seals 7 and are pressed against them by springs 8. t» The rotor, located in the bearing unit U, is a shaft 5, on which two eccentrics 4 are rigidly fixed. The eccentrics are made in the form of a circle with a landing square . Moreover, the axis of the shaft 5 is shifted relative to the central axis of the stator by the amount of eccentricity e. The main axes of the eccentrics, which pass at a distance of -I 50 eccentricity e from the center of rotation of the shaft 5, are shifted by an angle of 902 relative to each other. The working chambers are formed by the inner surface of the stator 1, its side covers 2 and 3, the outer surface of the eccentrics 4 and the corresponding separators 6 with seals 7.

Усього в гідромашині утворюються чотири робочих камери: А і Б та В і Г. Камери В і Г на фігурах не наведено.A total of four working chambers are formed in the hydraulic machine: A and B and B and G. Chambers B and G are not shown in the figures.

Гідророзподільник 10 може бути золотникової, клапанної чи іншої відомої конструкції. с Працює запропонована гідромашина в режимі гідродвигуна так.The hydraulic distributor 10 can be of a spool, valve or other known design. c The proposed hydraulic machine works in the hydraulic motor mode as follows.

З напірної магістралі через гідророзподільник 10 при визначених витраті і тиску, робоча рідина подається в камери А, Б, В та Г. Під впливом тиску на робочу частину ексцентриків 4, виникає крутячий момент, який приводить в обертання вихідний вал 5. Тому що головні осі ексцентриків 4 зміщено друг щодо друга на 902, то 60 крутячий сумарний момент на вихідному валу залишається постійним, незважаючи на те, що на кожному ексцентрику він змінюється по синусоїдальному закону від 0 до тах через кожні 902. Швидкість обертання вала 5 ротора залежить від витрати робочої рідини. Отже, запропонована гідромашина може працювати з заданими крутячим вихідним моментом і швидкістю обертання в залежності від тиску і витрати робочої рідини. 65 Крутячий момент на вихідному валу визначається за формулою:From the pressure line through the hydraulic distributor 10 at the specified flow rate and pressure, the working fluid is supplied to the chambers A, B, B and G. Under the influence of pressure on the working part of the eccentrics 4, a torque occurs, which causes the output shaft 5 to rotate. Because the main axes eccentrics 4 are shifted relative to each other by 902, then the total torque 60 on the output shaft remains constant, despite the fact that on each eccentric it changes according to the sinusoidal law from 0 to tach every 902. The speed of rotation of the shaft 5 of the rotor depends on the consumption of working liquid Therefore, the proposed hydraulic machine can work with the specified torque output and rotation speed depending on the pressure and flow rate of the working fluid. 65 The torque on the output shaft is determined by the formula:

Мьр.:рхОпевіпо,.Mr.:rhOpevipo,.

де р - тиск у робочій камері; к - 3,14; р - діаметр ексцентрика 4, мм;where p is the pressure in the working chamber; k - 3.14; p - eccentric diameter 4, mm;

А - висота ексцентрика 4, мм; е - величина ексцентриситету, мм; звіпо, - кут повороту ексцентрика 4.A - eccentric height 4, mm; e - eccentricity value, mm; zvipo, - eccentric rotation angle 4.

Для роботи гідромашини в режимі насоса необхідно виключити гідророзподільник 10, а впускні 14 і випускні 70.15 отвори обладнати зворотними клапанами і привести в обертання вал ротора з ексцентриками 4 будь-яким відомим приводом.For the operation of the hydraulic machine in the pump mode, it is necessary to turn off the hydraulic distributor 10, and to equip the inlet 14 and outlet 70.15 holes with non-return valves and rotate the rotor shaft with eccentrics 4 by any known drive.

При цьому ексцентрики 4 будуть витісняти з робочих камер робочу рідину шляхом зміни об'єму останніх.At the same time, eccentrics 4 will displace the working fluid from the working chambers by changing the volume of the latter.

Робоча рідина витісняється з камер за синусоїдальним законом. Продуктивність насоса визначається зі співвідношення:The working fluid is displaced from the chambers according to the sinusoidal law. The performance of the pump is determined from the ratio:

О-т/(042-02)ппК/2, де р - діаметр ексцентрика, мм; 0. - Ож2е; е - величина ексцентриситету, мм; й - висота ексцентрика, мм; п - кількість оборотів у хвилину;O-t/(042-02)ppK/2, where p is the diameter of the eccentric, mm; 0. - Ozh2e; e - eccentricity value, mm; y - eccentric height, mm; n - number of revolutions per minute;

К - кількість робочих камер; х - 3,14.K - the number of working cameras; x - 3.14.

Для гідродвигунів великої потужності і насосів з високою продуктивністю доцільно підшипниковий вузол 9 встановлювати в бічних кришках 2 і 3. -For high-power hydraulic motors and pumps with high performance, it is advisable to install the bearing assembly 9 in the side covers 2 and 3. -

Використання запропонованої гідромашини дозволить одержати економічний ефект за рахунок зниження трудомісткості її виготовлення, підвищення Її надійності та ККД.The use of the proposed hydraulic machine will make it possible to obtain an economic effect by reducing the labor intensity of its manufacture, increasing its reliability and efficiency.

Ф (ее) зо ормула винаходу щаF (ee) from the formula of the invention

Гідромашина, яка містить встановлений у статорі ротор, виконаний у вигляді ексцентрика, і підпружинені (о) роздільники, що утворюють з відповідними поверхнями робочі камери, яка відрізняється тим, що ротор виконано « у вигляді розташованих на одному валу двох ексцентриків, між зовнішньою поверхнею ексцентрика, максимально віддаленою від центра обертання, і поверхнею статора виконано зазор, що складає небільше 0,5бе,, СМ де: е - величина ексцентриситету, при цьому ексцентрики встановлено так, що їх головні осі, які проходять на відстані ексцентриситету від центра обертання вала, зміщено на кут 902 одна відносно іншої. - . и? іме) щ» се) -іA hydraulic machine that contains a rotor installed in the stator, made in the form of an eccentric, and spring-loaded (o) separators that form working chambers with corresponding surfaces, which is distinguished by the fact that the rotor is made "in the form of two eccentrics located on one shaft, between the outer surface of the eccentric , as far as possible from the center of rotation, and the surface of the stator has a gap of no more than 0.5be,, CM where: e is the amount of eccentricity, while the eccentrics are set so that their main axes, which pass at the eccentricity distance from the center of rotation of the shaft, shifted to an angle of 902 relative to each other. - and? name) sh» se) -i

ІЧ е) 60 б5IR e) 60 b5