WO2017091108A1 - Двухосевая машина - Google Patents

Двухосевая машина Download PDF

Info

Publication number
WO2017091108A1
WO2017091108A1 PCT/RU2016/000804 RU2016000804W WO2017091108A1 WO 2017091108 A1 WO2017091108 A1 WO 2017091108A1 RU 2016000804 W RU2016000804 W RU 2016000804W WO 2017091108 A1 WO2017091108 A1 WO 2017091108A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotation
locking element
circuit
working
relative
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000804
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Валентинович ГРИШАЕВ
Алексей Андреевич ГРИШАЕВ
Дмитрий Андреевич АНТОНОВ
Original Assignee
Андрей Валентинович ГРИШАЕВ
Алексей Андреевич ГРИШАЕВ
Дмитрий Андреевич АНТОНОВ
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 Андрей Валентинович ГРИШАЕВ, Алексей Андреевич ГРИШАЕВ, Дмитрий Андреевич АНТОНОВ filed Critical Андрей Валентинович ГРИШАЕВ
Publication of WO2017091108A1 publication Critical patent/WO2017091108A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/06—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees

Definitions

  • the invention relates to the field of mechanical engineering, energy and transport, and can be mainly used as a direct, high-torque, low-speed and medium-speed drive or propulsion device, or expander, with the possibility of creating a rotation force at a minimum speed of less than one revolution per minute.
  • the invention is intended for use on heavy vehicles and power plants, as well as in the composition of the Sterling engine and external combustion engines (ICE), as well as micro drives and pumps, and serves as the basic mechanism.
  • ICE Natural engine and external combustion engines
  • Known loop machine (patent for invention RU 2414601, publ. 20.03.201 1), containing a stator, rotor and pistons, designed for the possible reversible conversion of the pressure energy of the working fluid (in the form of a fluid or compressible medium) into a possible rotation of the working body due to the possibility mutual rotation and movement of the elements with their possible interaction and with the possibility of movement of the pistons relative to the rotor along a twisted path, in which the volume of the working fluid enclosed between any two pistons with the possibility of their movement, may vary, characterized in that it contains a conditionally named stator having the ability to be a rotor, with a working surface formed by a possible radial rotation of the boundary of a part of the surface of rotation on the main axis, with a center in the surface of rotation located on the circular axis, and with at least one a circular recess formed in the working surface from the surface of rotation, and a conditionally named rotor installed in the working surface of the stator with
  • the known technical solution is a machine containing an external and internal circuit of bodies of revolution, each of which can be used with a stator or rotor, and at least one locking element (piston), the internal circuit being located in the external circuit with the possibility of rotation of the circuits relative to each other and between them a working cavity is formed in which the input and output are formed, and the locking element is installed in the inner circuit with the possibility of mutual movement relative to each other and about regarding the outer contour.
  • the known technical solution is selected as a prototype, as it contains the greatest number of common features with the claimed technical solution.
  • the prototype has the following main disadvantages:
  • the present invention is the creation of an alternative to the known piston, blade and screw devices, reversibly converting the pressure energy of the working fluid into rotation of the working body, with the achievement of the technical result, which consists in increasing the working volume while reducing weight and size, while simplifying the design of the device and the absence of dead ( transitional) zones during rotation of the locking element with an internal circuit in the external circuit.
  • a two-axis machine contains an external and internal circuit of bodies of revolution, and at least one locking element, the internal circuit being located in the external circuit with the possibility of rotation of the circuits relative to each other and a working cavity is formed between them, in which formed the input and output, and the locking element is installed in the inner loop with the possibility of mutual movement relative to each other and relative to the outer loop, in which according to the present invention July, the axis of rotation of the inner and outer contours of the bodies of revolution are misaligned, and the centers of symmetry of both circuits are displaced relative to each other, and the locking element divides the working cavity into zones of high and low pressure and is made with the possibility of moving the working fluid from entrance to exit when rotating any circuit .
  • figure 1. shows a diagram of a two-axis machine with one locking element (spaced assembly).
  • FIG. 2 shows a working cavity (side view).
  • FIG. 3 shows the working cavity (in isometry).
  • FIG. 4 shows the working cavity (top view) and section AA.
  • FIG. 5 shows a two-axis machine with two round locking elements (spaced assembly).
  • FIG. 6 shows a drawing of a biaxial machine with one locking element (spaced assembly).
  • the biaxial machine (Fig. 1-6) contains an external circuit I of the body of revolution and an internal circuit 2 of the body of revolution, and at least one locking element 3.
  • an external circuit I of the body of revolution for example, a circle (toroid) or a rectangle with part of the circle at the end.
  • the axis of rotation can be located outside the base.
  • the inner circuit 2 is located in the outer circuit 1 with the possibility of rotation of the circuits 1 and 2 relative to each other and between them a working cavity 4 is formed, in which an input 5 and an output 6 are formed.
  • the locking element 3 is installed in the inner circuit 2 with the possibility of mutual movement relative to each other and relative to the outer circuit 1.
  • the axis of rotation of the inner loop 2 and the outer loop 1 are not aligned, and the centers of symmetry of both loops 1 and 2 are offset from each other.
  • the locking element 3 divides the working cavity 4 into zones of high and low pressure and is configured to move the working body (not shown) from input 5 to output 6 during the rotation of any circuit 1 or 2.
  • a rotor or stator can be used as the external circuit 1.
  • a rotor or stator can be used as the inner circuit 2.
  • a stator is used as an internal circuit 2, and vice versa.
  • FIG. 1 shows a diagram of an exploded assembly of a possible design of a biaxial machine comprising an external circuit 1 of a rotation body and an internal circuit 2 of a rotation body and a locking element 3.
  • the inner circuit 2 is located in the outer circuit 1 with the possibility of rotation of the circuits 1 and 2 relative to each other and between them a working cavity 4 is formed (Fig. 2, 3, 4), in which an input 5 and an output 6 are formed (when changing the direction of the relative rotation of the circuits 1 and 2, input 5 and output 6 are interchanged).
  • the locking element 3 is installed in the groove 7 of the inner circuit 2 with the possibility of mutual movement relative to each other and relative to the external circuit 1.
  • the groove 7 has parallel walls and is superior in height to the locking element 3.
  • the locking element 3 can be made in the form of a combination of two parallel surfaces, a surface ball belt and two lateral surfaces of the cylinder (Fig. 1, 6) or in the form of a surface of a ball belt and two parallel surfaces with an eccentric axis of rotation in groove 7 (the eccentric axis is not specified in the drawing a) (FIG. 5).
  • the rotation axis 8 of the inner loop 2 and the rotation axis 9 of the outer loop 1 are not aligned, and the centers of symmetry of both loops 1 and 2 are offset from each other.
  • the locking element 3 divides the working cavity 4 into zones of high and low pressure and is made with the possibility of moving the working fluid (in the form of a liquid or compressible medium) (not shown) in the working cavity 4 from inlet 5 to outlet 6 during rotation of any circuit 1 or 2.
  • the seal element 10 is able to move along the axis of rotation 8 along the groove 7 of the inner circuit 2 and seals the gaps between the locking element 3 and the inner circuit 2.
  • a rotor or stator can be used as the external circuit 1.
  • a rotor or stator can be used as the inner circuit 2.
  • a stator is used as an internal circuit 2, and vice versa.
  • sealing location 1 1 configured to provide operation of the biaxial machine and consists of a spiral surface and two 180 ° spaced surfaces located in the outer circuit 1 (Fig. 5 shows only a spiral surface).
  • Seal 12 of the seal due to touching the parallel surfaces of the locking element 3 with the inner circuit 2, with the possibility of movement on the surface of the inner circuit 2 in the groove 7.
  • Seal 13 of the seal between the inner circuit 2 and the outer circuit 1 is formed by touching the surfaces of the outer circuit 1 and the inner circuit 2 , with the possibility of mutual rotation of the surfaces of circuits 1 and 2.
  • Seal 14 of the seal part of the lateral surface of the cylinder of the locking element 3 with the possibility of movement, with part of the surface of the outer circuit 1.
  • the indicated places 1 1, 12, 13, 14, 15 of the seals are realized due to the interaction of the spring-loaded surfaces (such as piston rings and pressing the places of interaction of the elements).
  • the working cavity 4 is shown, bounded by the external circuit 1, in which the input 5 and the output 6 of the working fluid (not shown) are formed.
  • the input 5 of the working fluid (not shown in the drawing) and the output 6 of the working fluid (not shown in the drawing) are moved to the edges of the seal 1 1.
  • FIG. 5 shows an exploded assembly of a possible design of a biaxial machine, comprising an external circuit 1 of the body of revolution and an internal circuit 2 of the body of revolution and locking elements 3 in the form of a spherical belt.
  • the inner circuit 2 is located in the outer circuit 1 with the possibility of rotation of the circuits 1 and 2 relative to each other and between them a working cavity 4 is formed (Fig. 2, 3, 4).
  • An input 5 and an exit 6 to the working cavity 4 are formed in the inner circuit 2 through the shafts (not indicated in the drawing) to the inner circuit 2, and through the inner circuit 2 into the working cavity 4 to the flat sides of the locking element 3 and when changing the direction of relative rotation of circuits 1 and 2 input 5 and output 6 are interchanged.
  • FIG. 6 is a drawing of an exploded assembly of a two-axis machine structure comprising an external circuit 1 of a rotation body and an internal circuit 2 of a rotation body and a locking element 3.
  • Lubrication is brought to the place of interaction of all moving elements, for example, through a system of 16 lubricant channels. Parts of the external circuit 1 are fixed by balls (not shown in the drawing). Circuit 2 is fixed between the shafts (not shown in the drawing).
  • the inventive device operates as follows.
  • the working fluid enters through the inlet 5 into the working cavity 4, bounded by the external circuit 1, the internal circuit 2 and the locking element 3. Due to the possibility of rotation of the locking element 3 around axis 8, the working cavity 4 increases in volume and is limited to part the surface of the locking element 3. Another part of the working cavity 4 is connected to the output 6, when the locking element 3 is located symmetrically between the input 5 and the output 6 of the working fluid (not shown) in the working cavity 4 is closed opposite to the diagonal part E surface sides of the locking member 3. In this case locking element 3 has to rotate the internal circuit 2 by the difference in pressure working fluid (not shown) attached to the other opposite sides of the diagonal portions of the surface of the locking member 3.
  • the working fluid (not shown) has the ability to rotate the inner circuit 2 with the opening of the working cavity 4 at the outlet 6 of the working fluid from one side of the locking element 3 and with the pressure of the working fluid 4 from the inlet 5 to the other side of the locking element 3. the locking element 3 does not come out of the groove 7.
  • the full cycle of the release of the working cavity 4 is carried out when the inner circuit 2 is rotated on axis 8 for 540 degrees.
  • the initial position is 0 degrees. Clockwise rotation.
  • the locking element 3 is located in the left horizontal lower section of the seal 1 1.
  • the working cavity 4 is divided by a shut-off element 3 into two unequal parts.
  • the first part of the working cavity 4 is located from the entrance 5 to the part of the surface of the locking element 3 located to it, emerging from the groove 7 of the inner circuit 2.
  • the rotation of the inner circuit 2 on the axis 8 is due to the pressure of the working fluid (not shown) on a part of the surface of the locking element 3, emerging from the groove 7 of the inner circuit 2 from the input 5 of the working fluid (not shown).
  • the second part of the working cavity 4 is located from the opposite part of the surface of the locking element 3, emerging from the groove 7 of the inner circuit 2, and is connected to the output 6 of the working fluid (not shown).
  • the working cavity 4 is divided in half.
  • the rotation of the inner circuit 2 on the axis 8 is due to the pressure of the working fluid (not shown) in the working cavity 4 connected to the input 5 of the working fluid (not shown) on the part of the surface of the locking element 3 emerging from the groove 7 of the inner circuit 2.
  • the second part of the working cavity 4 is located from the opposite part of the surface of the locking element 3, emerging from the groove 7 of the inner circuit 2, and is connected to the output 6 of the working fluid (not shown).
  • the working cavity 4 is divided into two unequal parts.
  • the rotation of the inner circuit 2 on the axis 8 occurs due to the pressure of the working fluid (not shown) from the inlet 5 to a part of the surface of the locking element 3, coming out of the groove 7 of the inner circuit 2.
  • the second part of the working cavity 4 is located from the opposite part of the surface of the locking element 3 emerging from the groove 7 of the inner circuit 2, and connected to the output 6 of the working fluid (not shown). 4.
  • the working cavity 4 is divided into three parts.
  • the locking element 3 is divided by an internal circuit 2 into four parts.
  • the middle part of the working cavity 4 is closed opposite - diagonal parts of the surfaces of the locking element 3.
  • the rotation of the inner circuit 2 on the axis 8 is due to the pressure of the working fluid (not shown) on the part of the surface of the locking element 3, coming out of the groove 7 of the inner circuit 2 from the side entrance 5.
  • the third part of the working cavity 4 is located from the exit 6 of the surface of the locking element 3, coming out of the groove 7 of the inner circuit 2, and is designed to exit 6 of the working fluid (not shown).
  • the entire volume of the working fluid (not shown), located in the working cavity 4, has the ability to move from input 5 to output 6.
  • the present invention solves the problem of creating an alternative to the known piston, vane and screw devices, reversibly converting the pressure energy of the working fluid into rotation of the working body, with the achievement of the technical result, which consists in increasing the working volume while reducing weight and size, while simplifying the design of the device, and the absence of dead (transitional) zones during the rotation of the locking element with an internal circuit in the external circuit.
  • the most optimal material for the manufacture of the device is ceramic.
  • a parallel connection of the input and output of two devices with a mirror arrangement of working cavities or locking elements is sufficient.
  • thermodynamic cycle The serial connection of the input and output of two or more devices provides the possibility of obtaining any portion of the thermodynamic cycle (characteristics).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения. Двухосевая машина содержит внешний и внутренний контуры тел вращения, и не менее чем один запорный элемент. Внутренний контур расположен во внешнем контуре с возможностью вращения контуров друг относительно друга и между ними образована рабочая полость, в которой образованы вход и выход. Запорный элемент установлен во внутреннем контуре с возможностью взаимного перемещения друг относительно друга и относительно внешнего контура. Оси вращения внутреннего и внешнего контуров тел вращения расположены несоосно, а центры симметрии обоих контуров смещены относительно друг друга. Запорный элемент разделяет рабочую полость на зоны высокого и низкого давления и выполнен с возможностью перемещения рабочего тела от входа к выходу при вращении любого контура. Изобретение направлено на увеличение рабочего объема, уменьшение веса и размеров.

Description

ДВУХОСЕВАЯ МАШИНА
Изобретение относится к области машиностроения, энергетики и транспорта и может быть преимущественно использовано в качестве прямого, с большим крутящим моментом, низкооборотного и среднеоборотного привода или движителя, или детандера, с возможностью создания силы вращения при минимальной скорости менее чем от одного оборота в минуту. Изобретение предназначено для применения на тяжелых транспортных средствах и энергетических установках, а также в составе двигателя Стерлинга и двигателей внешнего сгорания (ДВС), а также микро приводов и насосов, и служит базовым механизмом.
Известна петлевая машина (патент на изобретение RU 2414601, опубл. 20.03.201 1), содержащая статор, ротор и поршни, предназначенная для возможного обратимого преобразования энергии давления рабочего тела (в виде жидкости или сжимаемой среды) в возможное вращение рабочего органа за счет возможности взаимного вращения и движения элементов при их возможном взаимодействии и с возможностью движения поршней относительно ротора по закрученной траектории, в которой объем рабочего тела, заключенный между двумя любыми поршнями при возможности их движения, может изменяться, отличающаяся тем, что содержит условно названный статор, имеющий возможность быть ротором, с рабочей поверхностью, образованной возможным радиальным вращением границы части поверхности вращения на главной оси, с центром в поверхности вращения, расположенным на круговой оси, и с не менее чем одной круговой выемкой, образованной в рабочей поверхности от поверхности вращения, и условно названный ротор, установленный в рабочую поверхность статора с возможностью вращения, с закрученной вокруг круговой оси не менее чем одной петлевой рабочей полостью, предназначенной для возможного движения при возможности вращения не менее чем одного поршня с уплотнением, с возможностью скольжения и опорой по круговой выемке статора стороны поверхности поршня, разделенный, как минимум, одной концентричной с главной осью выемкой, образующей с рабочей поверхностью статора не менее чем один цилиндр с уплотнением (герметизацией) и, как минимум, с одной границей возможной зоны входа и выхода рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды, с выводом или/и вводом возможного усилия вращения не менее чем с одной стороны, и возможностью изменения усилия прижима уплотнения каждого поршня и/или его части при возможности движения поршня с возможностью вращения.
В сущности, известное техническое решение представляет собой машину, содержащую внешний и внутренний контур тел вращения, в качестве каждого из которых может быть применен статор или ротор, и не менее чем один запорный элемент (поршень), причем внутренний контур расположен во внешнем контуре с возможностью вращения контуров друг относительно друга и между ними образована рабочая полость, в которой образованы вход и выход, а запорный элемент установлен во внутреннем контуре с возможностью взаимного перемещения друг относительно друга и относительно внешнего контура.
Известное техническое решение выбирается в качестве прототипа, так как содержит наибольшее число общих признаков с заявляемым техническим решением. Однако прототип обладает следующими основными недостатками:
- малый объем рабочей полости из-за того, что рабочая полость закручена по круговой оси и образует спираль, при этом размер круговой оси ограничивает этот объем;
- большой вес и габаритные размеры из-за того, что контуры разнесены в пространстве друг от друга; - ограниченный ресурс работы из-за малой площади касания запорных элементов с внутренним контуром и большой силы давления, возникающей между контурами;
- сложность в изготовлении, поскольку внешний контур вращения представляет собой поверхность листа Мебиуса.
Задачей настоящего изобретения является создание альтернативой известным поршневым, лопастным и винтовым устройствам, обратимо преобразующим энергию давления рабочего тела во вращение рабочего органа, с достижением технического результата, заключающегося в увеличении рабочего объема при одновременном уменьшении веса и размеров, при упрощении конструкции устройства и отсутствии мертвых (переходных) зон при вращении запорного элемента с внутреннем контуром во внешнем контуре.
Поставленная задача решена за счет того, что разработана двухосевая машина, содержащая внешний и внутренний контур тел вращения, и не менее чем один запорный элемент, причем внутренний контур расположен во внешнем контуре с возможностью вращения контуров друг относительно друга и между ними образована рабочая полость, в которой образованы вход и выход, а запорный элемент установлен во внутреннем контуре с возможностью взаимного перемещения друг относительно друга и относительно внешнего контура, в которой согласно настоящему изобретению, оси вращения внутреннего и внешнего контуров тел вращения расположены несоосно, а центры симметрии обоих контуров смещены относительно друг друга, причем запорный элемент разделяет рабочую полость на зоны высокого и низкого давления и выполнен с возможностью перемещения рабочего тела от входа к выходу при вращении любого контура.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами и нижеследующим описанием. W
На Фиг.1. изображена схема двухосевой машины с одним запорным элементом (разнесенная сборка).
На Фиг. 2 изображена рабочая полость (вид сбоку).
На Фиг. 3 изображена рабочая полость (в изометрии).
На Фиг. 4 изображена рабочая полость (вид сверху) и сечение А-А.
На Фиг. 5 изображена двухосевая машина с двумя круглыми запорными элементами (разнесенная сборка).
На Фиг. 6 изображен чертеж двухосевой машины с одним запорным элементом (разнесенная сборка).
Двухосевая машина (Фиг. 1-6) содержит внешний контур I тела вращения и внутренний контур 2 тела вращения, и не менее чем один запорный элемент 3. В качестве основания для тел вращения могут быть использованы, например, круг (тороид) или прямоугольник с частью круга на торце. При этом ось вращения может быть расположена и вне основания.
Внутренний контур 2 расположен во внешнем контуре 1 с возможностью вращения контуров 1 и 2 друг относительно друга и между ними образована рабочая полость 4, в которой образованы вход 5 и выход 6.
Запорный элемент 3 установлен во внутреннем контуре 2 с возможностью взаимного перемещения друг относительно друга и относительно внешнего контура 1.
Оси вращения внутреннего контура 2 и внешнего контура 1 расположены несоосно, а центры симметрии обоих контуров 1 и 2 смещены относительно друг друга.
Запорный элемент 3 разделяет рабочую полость 4 на зоны высокого и низкого давления и выполнен с возможностью перемещения рабочего тела (на чертеже не показано) от входа 5 к выходу 6 при вращении любого контура 1 или 2.
В качестве внешнего контура 1 может быть использован ротор или статор. В качестве внутреннего контура 2 может быть использован ротор или статор. При этом если в качестве внешнего контура 1 использован ротор, то в качестве внутреннего контура 2 использован статор, и наоборот.
На Фиг. 1 изображена схема разнесенной сборки возможной конструкции двухосевой машины, содержащий внешний контур 1 тела вращения и внутренний контур 2 тела вращения и запорный элемент 3.
Внутренний контур 2 расположен во внешнем контуре 1 с возможностью вращения контуров 1 и 2 друг относительно друга и между ними образована рабочая полость 4 (Фиг. 2, 3, 4), в которой образованы вход 5 и выход 6 (при смене направления относительного вращения контуров 1 и 2 вход 5 и выход 6 меняются местами).
Запорный элемент 3 установлен в пазе 7 внутреннего контура 2 с возможностью взаимного перемещения друг относительно друга и относительно внешнего контура 1. Паз 7 имеет параллельные стенки и по высоте превосходит запорный элемент 3. Запорный элемент 3 может быть выполнен в виде совокупности двух параллельных поверхностей, поверхности шарового пояса и двух боковых поверхностей цилиндра (Фиг. 1, 6) или в виде поверхности шарового пояса и двух параллельных поверхностей с эксцентричной осью вращения в пазе 7 (эксцентричная ось на чертеже не указана) (Фиг. 5).
Ось 8 вращения внутреннего контура 2 и ось 9 вращения внешнего контура 1 расположены несоосно, а центры симметрии обоих контуров 1 и 2 смещены относительно друг друга. Запорный элемент 3 разделяет рабочую полость 4 на зоны высокого и низкого давления и выполнен с возможностью перемещения рабочего тела (в виде жидкости или сжимаемой среды) (на чертеже не показано) по рабочей полости 4 от входа 5 к выходу 6 при вращении любого контура 1 или 2. Элемент уплотнения 10 имеет возможность движения вдоль оси 8 вращения по пазу 7 внутреннего контура 2 и уплотняет зазоры между запорным элементом 3 и внутренним контуром 2.
В качестве внешнего контура 1 может быть использован ротор или статор. В качестве внутреннего контура 2 может быть использован ротор или статор. При этом если в качестве внешнего контура 1 использован ротор, то в качестве внутреннего контура 2 использован статор, и наоборот.
Между поверхностью внутреннего контура 2 и частью поверхности внешнего контура 1 расположено место 1 1 уплотнения, выполненное с возможностью обеспечения работы двухосевой машины и состоит из спиральной поверхности и двух разнесенных на 180 градусов поверхностей, расположенных во внешнем контуре 1 (на Фиг. 5 показана только спиральная поверхность).
Кроме того имеются дополнительные места уплотнения. Место 12 уплотнения за счет касания параллельных поверхностей запорного элемента 3 с внутренним контуром 2, с возможностью движения по поверхности внутреннего контура 2 в пазе 7. Место 13 уплотнения между внутренним контуром 2 и внешним контуром 1 , образовано касанием поверхностей внешнего контура 1 и внутреннего контура 2, с возможностью взаимного вращения поверхностей контуров 1 и 2. Место 14 уплотнения части боковой поверхности цилиндра запорного элемента 3, имеющего возможность движения, с частью поверхности внешнего контура 1. Место 15уплотнения шарового пояса торца запорного элемента 3, имеющего возможность движения, с частью поверхности внешнего контура 1.
Указанные места 1 1 , 12, 13, 14, 15 уплотнений реализованы за счет взаимодействия подпружиненных поверхностей (типа поршневых колец и прижатия мест взаимодействия элементов).
На Фиг. 2, 3 и 4 изображена рабочая полость 4, ограниченная внешним контуром 1 , в которой образованы вход 5 и выход 6 рабочего тела (на чертеже не показано). Вход 5 рабочего тела (на чертеже не показано) и выход 6 рабочего тела (на чертеже не показано) придвинуты к краям места 1 1 уплотнения.
На Фиг. 5 изображена разнесенная сборка возможной конструкции двухосевой машины, содержащий внешний контур 1 тела вращения и внутренний контур 2 тела вращения и запорные элементы 3 в виде шарового пояса.
Внутренний контур 2 расположен во внешнем контуре 1 с возможностью вращения контуров 1 и 2 друг относительно друга и между ними образована рабочая полость 4 (Фиг. 2, 3, 4). Во внутреннем контуре 2 образованы вход 5 и выход 6 в рабочую полость 4 сквозь валы (на чертеже не обозначены) к внутреннему контуру 2, и через внутренний контур 2 в рабочую полость 4 к плоским сторонам запорного элементаЗ и при смене направления относительного вращения контуров 1 и 2 вход 5 и выход 6 меняются местами.
На Фиг. 6 изображен чертеж разнесенной сборки конструкции двухосевой машины, содержащий внешний контур 1 тела вращения и внутренний контур 2 тела вращения и запорный элемент 3.
К месту взаимодействия всех перемещающихся элементов подведена смазка, например, через систему 16 смазочных каналов. Части внешнего контура 1 зафиксированы шариками (на чертеже не показано). Контур 2 зафиксирован между валами (на чертеже не показано). Заявляемое устройство работает следующим образом.
По Фиг. 1 рабочее тело (на чертеже не показано) поступает через вход 5 в рабочую полость 4, ограниченную внешним контуром 1 , внутренним контуром 2 и запорным элементом 3. За счет возможности вращения запорного элемента 3 вокруг оси 8 рабочая полость 4 увеличивается в объеме и ограничивается частью поверхности запорного элемента 3. Другая часть рабочей полости 4 соединена с выходом 6, когда запорный элемент 3 расположен симметрично между входом 5 и выходом 6 рабочее тело (на чертеже не показано) в рабочей полости 4 замкнуто противоположно диагональным частями сторон поверхности запорного элемента 3. При этом запорный элемент 3 имеет возможность вращать внутренний контур 2 за счет разницы давлений рабочего тела (на чертеже не показано), приложенных к другим противоположно диагональным частям сторон поверхности запорного элемента 3.
В дальнейшем рабочее тело (на чертеже не показано) имеет возможность вращения внутреннего контура 2 с размыканием рабочей полости 4 на выходе 6 рабочего тела с одной стороны запорного элемента 3 и с давлением рабочего тела 4 от входа 5 на другую сторону запорного элемента 3. При этом запорный элемент 3 не выходит из паза 7.
В дальнейшем рабочее тело (на чертеже не показано) с одной стороны запорного элемента 3 по рабочей полости 4 выходит через выход б и с другой стороны запорного элемента 3 входит через вход 5 в рабочую полость 4.
Полный цикл освобождения рабочей полости 4 осуществляется при повороте внутреннего контура 2 на оси 8 за 540 градусов.
По Фиг. 4. Этапы работы.
1. Начальное положение 0 градусов. Вращение по часовой стрелке. Запорный элемент 3 расположен в левом горизонтальном нижнем участке места 1 1 уплотнения. Рабочая полость 4 разделена запорным элементом 3 на две неравные части. Первая часть рабочей полости 4 расположена от входа 5 до расположенной к нему части поверхности запорного элемента 3, выходящую из паза 7 внутреннего контура 2. Вращение внутреннего контура 2 на оси 8 происходит за счет давления рабочего тела (на чертеже не показано) на часть поверхности запорного элемента 3, выходящую из паза 7 внутреннего контура 2 от входа 5 рабочего тела (на чертеже не показано).
Вторая часть рабочей полости 4 расположена от противоположной части поверхности запорного элемента 3, выходящей из паза 7 внутреннего контура 2, и соединена с выходом 6 рабочего тела (на чертеже не показано).
2. Поворот запорного элемента 3 на оси 8 на 90 градусов. Рабочая полость 4 разделена пополам. Вращение внутреннего контура 2 на оси 8 происходит за счет давления рабочего тела (на чертеже не показано) в рабочей полости 4 соединенную с входом 5 рабочего тела (на чертеже не показано) на часть поверхности запорного элемента 3, выходящую из паза 7 внутреннего контура 2. Вторая часть рабочей полости 4 расположена от противоположной части поверхности запорного элемента 3, выходящей из паза 7 внутреннего контура 2, и соединена с выходом 6 рабочего тела (на чертеже не показано).
3. Поворот запорного элемента 3 на оси 8 на 180 градусов. Рабочая полость 4 разделена на две неравные части. Вращение внутреннего контура 2 на оси 8 происходит за счет давления рабочего тела (на чертеже не показано) от входа 5 на часть поверхности запорного элемента 3, выходящую из паза 7 внутреннего контура 2. Вторая часть рабочей полости 4 расположена от противоположной части поверхности запорного элемента 3, выходящую из паза 7 внутреннего контура 2, и соединена с выходом 6 рабочего тела (на чертеже не показано). 4. Поворот запорного элемента 3 на оси 8 на 270 градусов. Рабочая полость 4 разделена на три части. Запорный элемент 3 разделен внутренним контуром 2 на четыре части. Средняя часть рабочей полости 4 замкнута противоположно - диагональными частями поверхностей запорного элемента 3. Вращение внутреннего контура 2 на оси 8 происходит за счет давления рабочего тела (на чертеже не показано) на часть поверхности запорного элемента 3, выходящую из паза 7 внутреннего контура 2 со стороны входа 5. Третья часть рабочей полости 4 расположена от выхода 6 части поверхности запорного элемента 3, выходящую из паза 7 внутреннего контура 2, и предназначена для выхода 6 рабочего тела (на чертеже не показано).
5. Поворот запорного элемента 3 на оси 8 на 360 градусов. Аналогично 0 градусов.
При возможности вращения запорного элемента 3 на оси 8 на угол 540 градусов весь объем рабочего тела (на чертеже не показано), расположенный в рабочей полости 4, имеет возможность перемещения от входа 5 к выходу 6.
Таким образом, настоящее изобретение решает задачу создания альтернативой известным поршневым, лопастным и винтовым устройствам, обратимо преобразующим энергию давления рабочего тела во вращение рабочего органа, с достижением технического результата, заключающегося в увеличении рабочего объема при одновременном уменьшении веса и размеров, при упрощении конструкции устройства, и отсутствии мертвых (переходных) зон при вращении запорного элемента с внутреннем контуром во внешнем контуре.
В связи с отсутствием при возможности работы устройства ударных нагрузок наиболее оптимальным материалом для изготовления устройства является керамика. Для получения линейной зависимости передачи рабочего тела от угла поворота внутреннего контура, достаточно параллельного соединения входа и выхода двух устройств с зеркальным расположением рабочих полостей или запорных элементов.
Последовательное соединение входа и выхода двух и более устройств обеспечивают возможность получения любого участка термодинамического цикла (характеристики).

Claims

Формула изобретения
Двухосевая машина, содержащая внешний и внутренний контур тел вращения, и не менее чем один запорный элемент, причем внутренний контур расположен во внешнем контуре с возможностью вращения контуров друг относительно друга и между ними образована рабочая полость, в которой образованы вход и выход, а запорный элемент установлен во внутреннем контуре с возможностью взаимного перемещения друг относительнс друга и относительно внешнего контура, отличается тем, что оси вращения внутреннего и внешнего контуров тел вращения расположены несоосно, а центры симметрии обоих контуров смещены относительно друг друга, причем запорный элемент разделяет рабочую полость на зоны высокого и низкого давления и выполнен с возможностью перемещения рабочего тела от входа к выходу при вращении любого контура.
PCT/RU2016/000804 2015-11-27 2016-11-22 Двухосевая машина WO2017091108A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151105 2015-11-27
RU2015151105 2015-11-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017091108A1 true WO2017091108A1 (ru) 2017-06-01

Family

ID=58764372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000804 WO2017091108A1 (ru) 2015-11-27 2016-11-22 Двухосевая машина

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017091108A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2509790A (en) * 1945-11-13 1950-05-30 James R Stephenson Nutating axis pump with motor
JPS6030492A (ja) * 1983-07-28 1985-02-16 Minoru Amadera ロ−タリ−ベ−ンポンプ
RU2323356C1 (ru) * 2006-06-29 2008-04-27 Владимир Степанович Григорчук Роторно-лопастной двигатель
RU2414601C2 (ru) * 2009-09-08 2011-03-20 Антонов Дмитрий Андреевич Петлевая машина (варианты)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2509790A (en) * 1945-11-13 1950-05-30 James R Stephenson Nutating axis pump with motor
JPS6030492A (ja) * 1983-07-28 1985-02-16 Minoru Amadera ロ−タリ−ベ−ンポンプ
RU2323356C1 (ru) * 2006-06-29 2008-04-27 Владимир Степанович Григорчук Роторно-лопастной двигатель
RU2414601C2 (ru) * 2009-09-08 2011-03-20 Антонов Дмитрий Андреевич Петлевая машина (варианты)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6659744B1 (en) Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link
US3492974A (en) Rotary nutating power device
HU210369B (en) Machine with rotating blades
US7185625B1 (en) Rotary piston power system
KR101032262B1 (ko) 회전식 연소 장치
RU171248U1 (ru) Двухосевая машина
WO2017091108A1 (ru) Двухосевая машина
CN103452836A (zh) 转子流体机械变容机构
RU2632810C2 (ru) Двухосевая машина (варианты)
US9777729B2 (en) Dual axis rotor
RU2651105C1 (ru) Окружная машина (варианты)
EP3074595B1 (en) Rotary motor with geared transmission for use of compressible media drive
US3320897A (en) Fluid handling rotary vane machine
RU2373400C2 (ru) Обоюдно шнековый блок подвижных рабочих камер механического сжатия или использования давления сжатого жидкого и/или газообразного рабочего тела, способ изготовления сферической спиральной стенки сферического шнека обоюдно шнекового блока
CN104314675B (zh) 一种摆线凸轮与摆盘机构组合的功率传输装置
CZ2008465A3 (cs) Rotacní motor na stlacitelná média
RU2285124C9 (ru) Роторная машина со смещенными валами
RU2241141C2 (ru) Гидромашина
US11828180B2 (en) Piston cam drive
ES2559068A1 (es) Compresor de gases por pistón inercial
RU2541059C1 (ru) Роторно-пластинчатое устройство
US2611534A (en) Rotary pump
GB190925247A (en) Improvements in Rotary Engines, Pumps and Compressors.
RU2253735C2 (ru) Ролико-лопастная машина
US310053A (en) Rotary engine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16868970

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16868970

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1