close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3161

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3161
(13)
C1
6
(51) F 04C 2/00,
(12)
F 04C 2/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 970027
(22) 1997.01.22
(46) 1999.12.30
РОТОРНАЯ ЛОПАСТНАЯ ГИДРОМАШИНА
(71) Заявитель: Антоненко А.Н. (BY)
(72) Автор: Антоненко А.Н. (BY)
(73) Патентообладатель:
Антоненко
Николаевич (BY)
Александр
BY 3161 C1
(57)
1. Роторная лопастная гидромашина, содержащая корпус, внутренняя полость которого образована двумя
цилиндрическими поверхностями равного радиуса и торцовыми крышками, установленные в корпусе с возможностью вращения в разных направлениях на валах, связанных между собой синхронизирующими шестернями, лопастные роторы с радиально направленными и равномерно расположенными лопастями,
отличающаяся тем, что роторы снабжены замыкателями в виде вкладышей, установленными в двугранных
углах между лопастями и взаимодействующими поверхностью углубления с вершиной лопасти сопряженного ротора.
2. Гидромашина по п. 1, отличающаяся тем, что величина углубления замыкателя выполнена такой, что
в момент выхода лопасти одного ротора из зацепления с замыкателем другого ближайшая лопасть этого ротора
начинает взаимодействовать с замыкателем первого ротора и наоборот.
3. Гидромашина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что длина лопасти в радиальном направлении ограничена наружным радиусом, близким к радиусу цилиндрической поверхности корпуса.
4. Гидромашина по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что центральный угол, соответствующий цилиндрической поверхности корпуса, больше, чем двугранный угол между лопастями.
5. Гидромашина по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что межосевое расстояние между роторами
составляет 1,05-1,45 наружного радиуса лопасти ротора.
Фиг. 2
6. Гидромашина по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что она выполнена многосекционной, секции
разделены перегородками в корпусе, причем каждая последующая секция смещена на угол, равный
BY 3161 C1
γ=
где γ - угол смещения секций,
n - число лопастей в роторе,
m - число секций в гидромашине.
360
,
n⋅m
(56)
1. FR 2000284 МПК F 04С 1/00, 1969.
Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства в качестве насоса и гидромотора.
Известен насос или мотор вращательного типа, основанный на принципе вытеснения, состоящий из корпуса и двух крыльчаток, свободно вращающихся вокруг своих осей, зубчато-приводного механизма, связывающего оси. Крыльчатки расположены по отношению друг к другу так, что край одной лопатки
взаимодействует с другой крыльчаткой от основания одной лопатки до основания другой лопатки, при этом
край каждой лопатки в разрезе представляет форму полукруга с диаметром, равным толщине лопатки. Каждая крыльчатка имеет предпочтительно 6 лопаток. Расстояние между осями, длина лопаток и их толщина являются зависимыми величинами и выбираются так, что в любой момент времени приемная и отдающая
полости гидромашины разделены взаимодействующими крыльчатками [1].
Основной недостаток известной гидромашины заключается в том, что при вращении крыльчаток край
лопатки, выполненный в виде цилиндрической поверхности, взаимодействуя с цилиндрической поверхностью корпуса и криволинейной поверхностью ступицы взаимодействующей крыльчатки, в месте их касания
образует гидравлический клин, а твердые и волокнистые включения, имеющиеся в неочищенной среде, попадая в уменьшающийся в сторону гидравлического клина зазор между криволинейными рабочими поверхностями, вызывают заклинивание крыльчаток.
Задачи изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей роторной
гидромашины.
Указанная техническая задача решается тем, что в роторной лопастной гидромашине, содержащей корпус, внутренняя полость которого образована двумя цилиндрическими поверхностями равного радиуса и
торцовыми крышками, установленными в корпусе с возможностью вращения в разных направлениях на валах, связанных между собой синхронизирующими шестернями, лопастные роторы с радиально направленными и равномерно расположенными лопастями, лопастные роторы снабжены замыкателями в виде
вкладышей, установленными в двугранных углах между лопастями и взаимодействующими поверхностью
углубления с вершиной лопасти сопряженного ротора.
Причем величина углубления замыкателя выполнена такой, что в момент выхода лопасти одного ротора
из зацепления с замыкателем другого ближайшая лопасть этого ротора начинает взаимодействовать с замыкателем первого ротора и наоборот, а длина лопасти в радиальном направлении ограничена наружным радиусом, близким к радиусу цилиндрической поверхности корпуса. При этом центральный угол,
соответствующий цилиндрической поверхности корпуса, больше, чем двугранный угол между лопастями.
Межосевое расстояние между роторами составляет 1,05-1,45 наружного радиуса лопасти ротора, а при
установке на каждом валу ротора нескольких секций, разделенных перегородкой в корпусе, каждая последующая секция смещается по фазе на угол, равный
360
,
γ=
n⋅m
где γ - угол смещения секций;
n - число лопастей в роторе;
m - число секций в гидромашине.
Техническим результатом при использовании гидромашины является повышение надежности за счет
предотвращения заклинивания, что позволит разработать насосы большой производительности, способные
перекачивать неочищенные жидкости и вязкие массы, и использовать гидромашину в качестве обратимых
гидроагрегатов на гидроэлектростанциях.
На фиг. 1 изображена роторная лопастная гидромашина с четырехлопастными роторами, разрез; на фиг.
2 представлена схема гидромашины с трехлопастными роторами.
Роторная лопастная гидромашина (фиг. 1) содержит корпус 1, внутренняя полость которого образована
двумя цилиндрическими поверхностями равного радиуса и торцовыми крышками. Внутри корпуса 1 на валах
2 и 3, связанных между собой синхронизирующими шестернями 4 и 5, установлены лопастные роторы 6 и 7 с
возможностью вращения в разных направлениях. Каждый ротор имеет, как минимум, три радиально направленных и равномерно расположенных лопасти 8, ограниченных в радиальном направлении наружным радиусом R, близким к радиусу цилиндрической поверхности ротора. В двугранных углах между лопастями 8
2
BY 3161 C1
установлены замыкатели 9, выполненные в виде вкладышей и взаимодействующие поверхностью углубления с вершиной лопасти сопряженного ротора. Назначение замыкателей - разделять рабочие полости гидромашины при любой форме основных рабочих органов ротора - лопастей. Таким образом, задачи
замыкателей - упростить конструкцию и изготовление лопастей, придать им нужную для конкретного изделия форму, например в виде пластины, скребка, ковша или клина. При этом вершина лопасти может иметь
заточенную острую грань для подрезания волокнистых включений, находящихся в неочищенной жидкости.
Величина углубления замыкателя 9 выполнена такой, что в момент выхода лопасти одного ротора из зацепления с замыкателем другого ближайшая лопасть этого ротора начинает взаимодействовать с замыкателем
первого ротора и наоборот, постоянно разделяя таким образом приемную и отдающую полости гидромашины. Цилиндрическая часть корпуса должна быть не менее той, у которой центральный угол γ, соответствующий длине дуги в сечении этой поверхности, больше, чем двугранный угол между лопастями.
Межосевое расстояние между роторами находится в пределах
А = 1,05...1,1 R, для трехлопастных роторов;
А = 1,15...1,25 R, для четырехлопастных роторов;
А = 1,3...1,45 R, для пятилопастных роторов,
где А - межосевое расстояние между роторами,
R - наружный радиус лопасти.
Чем меньше межосевое расстояние между роторами при равных их диаметрах, тем совершеннее гидроагрегат, меньше его удельная материалоемкость и стоимость, выше производительность. Предлагаемая схема
гидромашины позволяет довести межосевое расстояние между роторами до 1,05 R, что является лучшим показателем для двухроторных гидромашин.
Чтобы получить постоянный крутящий момент на каждом роторе и снизить нагрузку на зубья синхронизирующих шестерен, гидромашина выполнена многосекционной, причем каждая последующая секция разделена в корпусе перегородкой (на чертеже не показана) и смещена на угол, равный
360
,
γ=
n⋅m
где γ - угол смещения секций;
n - число лопастей в роторе;
m - число секций в гидромашине.
Гидромашина работает следующим образом. При вращении роторов от внешнего источника крутящего
момента гидромашина работает как насос с подачей в любую сторону в зависимости от направления вращения роторов. Перекачиваемая среда захватывается лопастями обоих роторов и переносится из всасывающей
полости в нагнетательную. Большая часть этой среды из нагнетательной полости вытесняется в выпускной
трубопровод, а находящаяся в пространстве между двумя лопастями и взаимодействующими с ними замыкателями в момент выхода лопасти одного ротора из зацепления с замыкателем другого - обратно во всасывающую полость. Вместе с тем КПД гидромашины не зависит от обратного перепуска жидкости, числа и
формы лопастей на роторе. Чем меньше зазоры между лопастями и корпусом и лопастями и замыкателями,
тем меньше и объемные потери жидкости, а КПД гидромашины ближе к 1.
Гидромашина в качестве гидромотора работает в обратном порядке. Жидкость под давлением, превышающим давление в отдающей полости, поступает в приемную полость гидромашины. В любой момент времени один из роторов находится в равновесии, а другой в это время работает как поворотный гидродвигатель и имеет
одну рабочую лопасть, от которой в результате разности давлений в приемной и отдающей полостях образуется
крутящий момент. Роторы начинают синхронно вращаться, а лопасти, поочередно взаимодействуя с замыкателями взаимодействующих роторов, постоянно перекрывают межосевое пространство и препятствуют свободному переливу жидкости из приемной в отдающую полость. При этом часть рабочей жидкости из
отдающей полости переносится взаимодействующими роторами обратно в приемную полость. Для предотвращения повышенного расхода рабочей жидкости, а следовательно, и снижения КПД гидромашины отдающая полость во время работы гидроагрегата должна быть постоянно полностью заполнена рабочей
жидкостью.
Гидромашина, внутренняя полость которой заполнена несжимаемой средой, например маслом, может работать в качестве вакуумнасоса, компрессора или объемного счетчика перекачиваемого газа.
Таким образом, роторная лопастная гидромашина является объемной обратимой гидромашиной. Предлагаемое конструктивное исполнение роторов с замыкателями в виде вкладышей, установленных в двугранных
углах между лопастями и взаимодействующих поверхностью углубления с вершиной лопасти сопряженного
ротора, позволяет придать вершине лопасти геометрическую форму, предотвращающую заклинивание, и
расширить функциональные возможности гидромашины, использовать ее в качестве объемных обратимых
гидроагрегатов на гидроэлектростанциях.
3
BY 3161 C1
Фиг. 1
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
137 Кб
Теги
by3161, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа