МНОГОЦЕЛЕВАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

МНОГОЦЕЛЕВАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА


RU (11) 2100617 (13) C1

(51) 6 F01B23/08, F02B71/04, F01C13/04, F04B9/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94013101/06 
(22) Дата подачи заявки: 1994.04.13 
(45) Опубликовано: 1997.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Баландин С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972, с.27, рис.23, с.14, 17, рис.11б, 12. 2. Изобретатель и рационализатор, N 11, 1993, с.32. 
(71) Заявитель(и): Тярасов Герман Павлович 
(72) Автор(ы): Тярасов Герман Павлович 
(73) Патентообладатель(и): Тярасов Герман Павлович 

(54) МНОГОЦЕЛЕВАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА 

Многоцелевая силовая установка относится к машиностроению и может быть использована в качестве преобразователя энергии; тепловой в гидравлическую или гидравлической в механическую, т.е. в качестве гидро-ДВС, компрессора, вакуум-насоса, многоцелевого насоса и т.п. Установка содержит поршневую машину и обратимую роторную гидромашину. Применение гипоциклоидного внутреннего зацепления роликов и пазов шестерни корпуса при передаточном отношении, равном 1: 2, создает условия для такого планетарного движения замыкателей, при котором они перешагивают выступающие в рабочую полость лопасти насоса, закрепленные на его корпусе, не задевая их, и эффективно вытесняют рабочую жидкость в магистраль. В механизмах установки обеспечено взаимодействие силовых деталей в условиях качения. 1 з. п. ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к машиностроению преобразователям энергии: тепловой в гидравлическую или гидравлической в механическую. В первом назначении это гидронасос-двигатель внутреннего сгорания (гидро-ДВС), во втором компрессор или насос, приводимые гидромоторами гидропривода от энергетического двигателя.

Гидро-ДВС-генератор преобразует энергию сгорания топлива в передаваемую рабочей машине другой гидромашиной энергию потока рабочей жидкости. Второе назначение, передача гидравлической энергии компрессору или насосу, обеспечивается обратимостью установки.

Известна силовая установка, содержащая роторный агрегат в виде газовой турбины и турбокомпрессора, а также поршневую машину с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное - вала. Этот механизм выполнен в виде коленчатого вала, опорного на вращаемые кривошипные опоры и имеющего малую шестерню, взаимодействующую с зубчатым колесом корпуса [1]

Она преобразует энергию сгорания топлива только в механическую энергию. В этой установке основные детали: коленчатый вал и шестерни передают крутящий момент двигателя одному потребителю от всех поршневых групп двигателя через шестерни в условиях маложестких опор и слабых шестерен. Установка является ненадежной и сложной. Другие установки также ненадежны [2]

Целью изобретения является придание многоцелевой силовой установке многофункциональности, повышение ее надежности, упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что механизм возвратно-поступательного движения и роторный механизм выполнены в виде одного агрегата с общими деталями. Механизм возвратно-поступательного движения поршней выполнен бесшатунным в виде коленчатого вала с роликовым барабаном кривошипной опоры, неподвижной шестерни с пазами. Роторный агрегат выполнен в виде обратимой планетарной гидромашины, имеющей цилиндрическую рабочую полость, вращающиеся замыкатели, установленные во вращающемся роторе, и взаимодействующие с лопастями корпуса.

Технические решения сводятся к обеспечению надежного взаимодействия этих обоих механизмов за счет использования свойств гипоциклоидального зацепления при соотношении диаметров взаимодействующих деталей 1:2.

При перпендикулярном к корпусу расположении поршней (фиг. 1) и двухпоршневой или однопоршневой секционности установки (не показаны) каждый замыкатель присоединен к своему коленчатому валу.

На фиг. 1 изображен продольный разрез двухпоршневой установки; на фиг. 2, 3, 4 поперечные разрезы установки А-А, Б-Б, В-В;

на фиг. 5 и 6 однопоршневая установка в продольном и поперечном Г-Г разрезах.

Многоцелевая силовая установка, например, генератор рабочей жидкости (гидро-ДВС), состоит из двигательной и насосной частей.

Гидро-ДВС имеет цилиндры 1, установленные перпендикулярно трубчатому корпусу 2. В цилиндрах, установленных по бокам насосной части имеются поршни 3 со штоками 4. Механизмы привода насоса выполнены в виде пары одноколенных коленчатых валов, противоположно установленных на кривошипных опорах 6 и роторе 7 насоса. Центральная шейка 5 коленчатого вала размещена в подшипнике 8 конца штока 4.

Коленчатый вал имеет щеки и опорные шейки: трубчатую шейку 9, установленную в подшипнике 10 кривошипной опоры 6, и цилиндрическую шейку 11, установленную в подшипнике 12 ротора 7. Шейка 9 щлицами 13 соединена с барабаном 14, имеющем продольные гнезда, в которых установлены ролики 15, ограниченные в пазах кольцами 16. Ролики последовательно входят в продольные разы 17 шестерни 18, находясь в контакте с их поверхностью при повороте барабана. Число роликов 15 вдвое меньше числа пазов шестерни 18.

Подшипник 10 установлен в кольце 19 эксцентрично, на размере радиуса кривошипа коленвала 5, установленного в опоре 6. Эксцентричная опора 6 и ротор 7 вращаются на подшипниках 20.

В двухпоршневой установке между цилиндрами 1, установлена гидромашина-насос, замыкатели 21 которой соединены с шейками 11 шлицами. Ротор 7 (фиг. 2) составлен из двух дисков, соединенных воедино штифтами 22. Замыкатели вставлены в продольные отверстия ротора, отнесенные от центра вращения ротора на величину радиуса кривошипа коленчатого вала. Во внутренние отверстия замыкателей 21 вставлены консольные опоры 23 от дисков 24. В серединах консольных опор 23 выполнены проточки 25, с поверхностями контактирующими с поверхностями двух, входящих в рабочую полость 26, неподвижных лопастей 27, проходящих через окна трубчатых замыкателей 21, вращающихся вместе с ротором 7. Кроме того замыкатели 21 планетарно вращаются в гнездах ротора вместе с шейками 11 коленчатого вала. За один оборот ротора замыкатели совершают два оборота. Определяется огибание ими лопастей 27 и бесскользящая обкатка круговой наружной поверхности двух рабочих полостей 26.

Чтобы исключить проскок жидкости из напорной магистрали обратно в рабочую полость 26 по бокам лопастей 27 установлены ползунки 28, подымаемые к кромкам окон замыкателей пружинами 29. В лопастях 27 имеются распределительные каналы: с одной стороны всасывающие 30, с другой стороны нагнетательные 31.

Насос обеспечивает два независимых потока жидкости, являясь делителем мощности. Соединение одноименных каналов может дать единый поток. Привод вспомогательных агрегатов гидро-ДВС, как-то систем топливо-подачи, газораспределения, смазки и т.п. осуществляется от кулачков 32 с толкателями 33.

Однопоршневая установка (фиг. 5-6) имеет один одноколенный вал 5 и один замыкатель 34, служащий также опорой при передаче крутящего момента ротору 7 гидромашины.

Для этого в отверстиях трубчатого замыкателя 34 с боковыми буртами установлены ролики 35. В рабочей полости 26 размещена шестерня 36 с пазами 37. Имеется вал 38 для привода вспомогательных систем гидро-ДВС.

Как в варианте с отдельным опорным узлом (детали 14-19 на фиг. 1), так и с опорным узлом в виде замыкателей с роликами. Ролики помещены в гнезда барабана по посадке скольжения. Обеспечивается передача сил при напряжениях смятия поверхностей пазов корпусных шестерен. Усилия передаются через ролики, скользящими по поверхностям пазов барабанов.

В картере двигателя установлены направляющие 39 штока и поддон 40. Многоцелевые силовые установки в качестве компрессора, вакуум-насоса или многоцелевого насоса, приводимыми обратимыми гидромашинами-гидромоторами оснащаются соответствующими клапанами системами (не показаны).

Многоцелевая силовая установка работает следующим образом.

При поочередном сгорании топлива в силовых цилиндрах 1 поршни 3 заставляют штоки 4 двигаться возвратно-поступательно. Это приводит во вращение коленчатые валы 5, которые, в свою очередь, вращают жестко связанные с ними барабаны 14 с роликами 15, являющимися одновременно и приводами для замыкателей 21. При этом барабаны 14 опираются своими цапфами на подшипники кривошипных опор 6. Вращение шейки 11 вала, соединенной за одно целое с замыкателем 21, заставляет вращаться и ротор 7 насоса. Совершая планетарное движение вместе с ротором 7 на определенных участках оба замыкателя наружными поверхностями обкатываются по круговым поверхностям внутри корпуса насоса и двигаясь в полости 26, перешагивают выступающие в рабочую полость 26 лопасти 27, не прерывал при этом постоянного контакта с ползунками 28 и поверхностью круговой полости, создавая надежное уплотнение. Это позволяет при взаимодействии замыкателей 21 с вытеснительными лопастями 27 эффективно нагнетать рабочую жидкость в каналы лопастей 27, а из них в патрубки магистралей рабочих гидромоторов-потребителей (не показаны).

При обратном действии установки, т.е. при подаче рабочей жидкости под давлением в гидромашину-гидромотор должно начаться возвратно-поступательное движение штоков 4 и поршней 3 в силовых цилиндрах 1, используемых для нагнетания газов или перекачиваемой жидкости. В таких условиях комбинированная силовая установка может служить компрессором или насосом загрязненных жидкостей.

Во всех случаях обеспечивается надежный безизносный контакт поверхностей роликов и поверхностей пазов шестерен в условиях хорошей смазки и охлаждения поверхностей деталей жидкостью, вытесняемой из пазов при неподвижном контакте поверхностей ролика с поверхностью пазов корпусных деталей и скольжения большой поверхности роликов по поверхности их пазов.

Основное преимущество предложенного технического решения повышение надежности тяжело нагруженных деталей, особенно зубчатых соединений. Упрощается конструкция многоцелевой силовой установки за счет исключения гидрораспределителей и специального преобразующего механизма. Расширяются технологические возможности такой установки, материальная часть которой используется в качестве не только генератора рабочей жидкости, но также и в виде компрессора, насоса или вакуум-насоса. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Многоцелевая силовая установка, содержащая роторный агрегат, поршневую машину с механизмом возвратно-поступательного движения поршней, выполненный в виде коленчатого вала, вращающихся кривошипных опор, зубчатого зацепления шестерни коленчатого вала с шестерней корпуса, осущестляющего связь коленчатого вала с корпусом установки, причем коленчатый вал установлен в кривошипных опорах с возможностью взаимодействия его шестерни с шестерней корпуса при передаточном отношении 1 2, а эксцентриковая шейка коленчатого вала кинематически связана с поршнями, отличающаяся тем, что роторный агрегат выполнен в виде обратимой гидромашины объемного действия с кольцевой рабочей полостью, снабженной неподвижными лопастями с каналами подвода и отвода рабочей среды, цилиндрическими барабанными замыкателями, в средней части имеющими окна, ротор, имеющий цилиндрические продольные гнезда, в которые вставлены замыкатели, причем замыкатели, установлены в гнездах ротора с возможностью планетарного движения и взаимодействия с лопастями и соединены с отдельными коленчатыми валами, а шестерня коленчатого вала, осуществляющая связь коленчатого вала с шестерней корпуса, выполнена в виде барабана с продольными пазами по периферии, в которых установлены ролики, взаимодействующие с гнездами корпуса в условиях неподвижного контакта.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что связь коленчатого вала с корпусом установки осуществлена цилиндрическим барабанным замыкателем с роликами, взаимодействующими с пазами шестерни корпусных деталей в условиях неподвижного контакта.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru