Планетарная трубколопастная гидромашина

 

Использование: в гидромашиностроении, в частности в гидромоторах и насосах. Сущность изобретения: планетарная трубколопастная гидромашина содержит корпус с зубьями и лопастями, соосно установленный в нем цилиндрический ротор с трубчатыми замыкателями, имеющими внешний зубчатый венец, сцепленный с зубьями корпуса, и каналы рабочей среды. Зубья корпуса и замыкателей расположены в рабочей полости. В роторе и замыкателях установлены стержни. В средней части замыкателей выполнены окна, длина которых равна длине лопастей, а ширина превышает ширину лопастей. 4 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при изготовлении насосов и гидромоторов.

Известна планетарная трубколопастная гидромашина, содержащая корпус с зубьями, ротор с трубчатыми замыкателями, имеющими внешний зубчатый венец, сцепленный с зубьями корпуса, лопасти с цилиндрическим участком и каналы рабочей среды.

Известные конструкции гидромашин обеспечивают перекачивание жидкости либо получение крутящего момента, однако характеризуются повышенными перетечками жидкости между соприкасающимися элементами, что приводит к снижению объемного КПД.

Техническая задача изобретения повышение КПД за счет снижения перетечек.

Это достигается тем, что в планетарной трубколопастной гидромашине, содержащей корпус с зубьями, соосно установленный в нем цилиндрический ротор с трубчатыми замыкателями, имеющими внешний зубчатый венец, сцепленный с зубьями корпуса, противоположно установленные в корпусе лопасти с цилиндрическим участком, контактирующим с цилиндрическим участком ротора, каналы подвода и отвода рабочей среды, при этом зубья корпуса и замыкателей расположены в рабочей полости, в роторе и замыкателях выполнены отверстия для установки стержней с цилиндрическим участком, расположенным на одном радиусе от оси гидромашины, а в средней части замыкателей выполнены окна, длина которых равна длине лопастей корпуса, а ширина превышает ширину лопастей.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 4, на которых показана роликолопастная гидромашина и ее элементы.

На фиг. 1 показана гидромашина, продольный разрез; на фиг. 2 то же, поперечный разрез, на фиг. 3 схема распределения потока (в развертке) на два потока, циркулирующих в каждой рабочей камере; на фиг. 4 вариант исполнения гидромашины.

Планетарная роликолопастная гидромашина содержит корпус 1 с крышкой 2, в корпусе 1 установлен коллектор 3 с лопастями 4. Лопасти 4 установлены симметрично относительно друг друга; в них выполнены каналы подвода 5 и отвода 6 рабочей среды. Соосно с корпусом 1 в нем установлен ротор 7, в котором выполнены гнезда 8 для установки трубчатых замыкателей 9, причем диаметр каждого замыкателя 9 равен радиусу ротора 7.

На замыкателях 9 выполнены зубья 10 сателитной шестерни, сцепленной с зубьями 11 участков коронной шестерни 12, обеспечивающие синхронное вращение замыкателей и ротора. Шейки 13 замыкателей оперты на шарикоподшипники 14.

Внутренняя поверхность 15 лопасти 4 контактирует с дуговой поверхностью стержня 16 с фиксационной головкой 17 на одном конце и с гайкой 18 на другом. Для осевой фиксации вращения замыкателей 9 относительно лопастей 4 в гнездах замыкателей установлены кольца 19. Гайками 18 и штифтом 35 прикреплена крышка 20 с шейкой 21, установленной на шарикоподшипнике 22.

Конструкция гидромашины в целях разгрузки ротора 7 и его подшипников 22 от радиальных давлений жидкости выполнена симметричной.

При подаче и отводе рабочей среды через каналы 5 и 6 лопасти 4 обе рабочие камеры 23 и 24 находятся в одинаковых условиях.

Каналы 5 и 6 лопасти 4 сообщены попарно с входным 25 и сливным 26 штуцерами и с выточками 27 и 28 коллекторов 3. От радиального перемещения лопасти фиксируются кольцами 29.

По варианту исполнения гидромашины (фиг. 4) на замыкателях зубья сателлитов отсутствуют. Синхронизация вращения ротора и замыкателей осуществляется обычным зацеплением.

Для отделения каналов подвода 5 и отвода 6 лопастей 4 по обеим сторонам от лопастей установлены ползушки 30, подпружиненные пластинами 31. Внутри замыкателя 9 установлен ролик 32 (фиг. 4), через который осуществляется контакт лопасти 4 с ротором 7. Внутри коллектора установлены кольца 33 со штифтами 34.

Гидромашина работает следующим образом.

В режиме насоса. При вращении ротора 7 вместе с ним замыкатели 9 совершают планетарное движение, обкатываясь по внутренней поверхности коллектора 3 за счет зубчатой пары 10 и 11. Вращающиеся замыкатели 9 перемещают рабочую среду от каналов подвода 5 лопастей 4 к каналам отвода 6.

Причем, вследствие того, что поступающий поток раздваивается (фиг. 3) и подается к каждой камере, производительность насоса при тех же габаритах повышается вдвое.

В момент прохода замыкателями 9 лопастей 4 происходит контакт между торцами лопастей 4 и поверхностью стержня 16 или ротора 7, или этот контакт может осуществляться через ролики 32. Наряду с этим происходит сгибание боковых поверхностей лопастей 4 зубьями 10 или кромками замыкателей 9, при этом замыкатели 9 не сцеплены между собой в центре ротора 7. Вариантно в конструкцию гидромашины предложено ввести ползушки 30, укрепленные на подпружинных пластинах 31.

Ползушки 30 прижаты к внутренним пазам и кромкам замыкателей 9. Прижимаясь и перемещаясь возле этих поверхностей, ползушки 30, как и другие конструктивные особенности, существенно снижают перетекание рабочей среды из одной камеры в другу при проходе замыкателя 9 лопастей 4, что способствует повышению объемного КПД и надежности.

В режиме гидромотора. При подаче рабочей жидкости через канал 5 в лопасти 4 возникает давление в лопастях замыкателей 9. Давление жидкости на стенки замыкателей 9 создает окружные силы, также передаваемые на ротор 7. Образуемая пара сил создает крутящий момент, передаваемый на вал ротора 7. При вращении ротора 7 замыкатели 9 поджимают ползушки 30. Конструктивные особенности гидромашины обеспечивают существенное повышение ее объемного КПД.

Формула изобретения

Планетарная трубколопастная гидромашина, содержащая корпус с зубьями, соосно установленный в нем цилиндрический ротор с трубчатыми замыкателями, имеющими внешний зубчатый венец, сцепленный с зубьями корпуса, противоположно установленные в корпусе лопасти с цилиндрическим участком, контактирующим с цилиндрическим участком ротора, каналы подвода и отвода рабочей среды, отличающаяся тем, что гидромашина снабжена стержнями, зубья корпуса и замыкателей расположены в рабочей полости, в роторе и замыкателях выполнены отверстия для установки стержней с цилиндрическим участком, расположенным на одном радиусе от оси гидромашины, а в средней части замыкателей выполнены окна, длина которых равна длине лопастей корпуса, а ширина превышает ширину лопастей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4