UA77044C2 - Motor-pump - Google Patents

Abstract

A motor-pump comprises a cylinder with two covers, a console, a piston, a mechanism for transformation of reciprocal motion to rotary one and mechanism distributing working liquid. In the cover with console rod of the piston is placed, with pin installed normally, there with possibility of rotation two bearings are placed, one for rolling over the long slot of the console, and the other by closed ellipse-like slot provided at the inner surface of the rotor, with possibility of its rotation on console by means of roll bearings at reciprocal motion of the piston. On the outer surface of the rotor ring is fixed, with placed in diameter positions on smooth surface depressions, and near it between those - teeth for shaft turn, this distributes working liquid. The shaft is placed in the body on covers of the cylinder and has channels for inlet and outlet of working liquid, those are connected to the cavities of the cylinder at rotation by means of pinion and cam fixed and installed at the end of the shaft. Such implementation makes it possible to increase torque, rate or rotation and pressure of motor-pump.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Заявлене технічне рішення відноситься до галузі машинобудування і може використовуватись як привід 2 різних механізмів з обертальним рухом так і в режимі насоса. Робоча речовина може бути: рідина, повітря, пар.The declared technical solution refers to the field of mechanical engineering and can be used as a drive of 2 different mechanisms with rotary motion and in pump mode. The working substance can be: liquid, air, steam.

Відомий винахід (по А.С. Мо1423751 А1 від 15.09.88р. Бюл. Мо3з4 "ИДРОМАШИНА". У відомому винаході поршень обертається в циліндрі, а гвинтовий еліпсообразний замкнутий паз розміщений на його поверхні Робоча "речовина подається через вісь консолі. При цьому з обох сторін поршня закріпляються спеціальні ущільнення, найбільш підходящі це гумові, котрі використовуються для робочої речовини : рідина, повітря, пар при 70 невисоких тисках і температурах, що знижує технічні експлуатаційні можливості "ГІДРОМАШИНИ".The known invention (according to A.S. Mo1423751 A1 dated 15.09.88, Bull. Mo3z4 "HYDRAULIC MACHINE". In the known invention, the piston rotates in a cylinder, and a helical elliptical closed groove is placed on its surface. The working "substance is fed through the axis of the console. At the same time, with special seals are fixed on both sides of the piston, the most suitable are rubber seals, which are used for the working substance: liquid, air, steam at 70 low pressures and temperatures, which reduces the technical operational capabilities of the "HYDRAULIC MACHINE".

Цей недолік можна знешкодити, якщо ущільнення та поршень будуть металеві, котрі витримають температуру 500...15009С та тиск 5ООкг/смг ; що дозволить значно підвищити експлуатаційні можливості заявленого технічного рішення.This drawback can be neutralized if the seal and the piston are made of metal, which can withstand a temperature of 500...15009C and a pressure of 5OOkg/cmg; which will allow to significantly increase the operational capabilities of the declared technical solution.

Ознакою заявленого технічного рішення і є задача підвищення експлуатаційних можливостей, насамперед т крутячого моменту, обертів, тиску.A sign of the declared technical solution is the task of increasing operational capabilities, primarily torque, revolutions, and pressure.

Ця задача вирішується шляхом розділу поршневого вузла разом з розподіллючим механізмом робочої речовини і подібного механізму перетворення зворотно - поступового руху в обертовий, що дозволяє : на поршень встановлювати традиційні ущільнення, збільшити діаметр каналів входу-виходу за рахунок нового розподіляючого механізму, забезпечити достатнє змащення механізму перетворення зворотно-поступового руху 20 в обертовий котрий тепер працює в масляній ванні, а підвищення параметрів робочої речовини і забезпечить значне збільшення крутячого моменту та обертів.This problem is solved by separating the piston unit together with the distribution mechanism of the working substance and a similar mechanism for converting the reverse - gradual movement into a rotary one, which allows: to install traditional seals on the piston, to increase the diameter of the inlet-outlet channels due to the new distribution mechanism, to ensure sufficient lubrication of the conversion mechanism reciprocating motion 20 in rotary, which now works in an oil bath, and the increase in parameters of the working substance will provide a significant increase in torque and revolutions.

Для досягнення цього технічного рішення при розділі вузлів на одній з кришок циліндра встановлена консоль. В консолі розміщений шток поршня з перпендикулярно встановленим пальцем на котрому розміщені як мінімум два підшипника. Один з можливістю прокатування в зворотно-поступовому русі в повздовжньому пазу сч 29 консолі, а другий по внутрішньому елепсообразному замкненому пазу, розміщеному на внутрішній поверхні (У ротора, котрий обертається на підшипниках навколо згаданої консолі. Крім того, на поверхні ротора закріплений обруч на якому діаметрально протилежно виконані лунки а рядом між ними виступають зуб'я, решта поверхні обруча гладкі. В корпусі котрий закріплений на кришках циліндра, встановлений вал з канавками розподіляючий робочу речовину в порожнини циліндра. З 30 На кінці зафіксовані шестірня та рядом кулачок, котрий має з протилежних сторін увігнутості та гострі - «І виступи. При обертанні ротора обруч контактує своїми елементами з шестернею і кулачком з можливістю повертати згаданий вал на 180г2, та переключати в зворотному напрямі канали впуску-випуску робочої речовини о у порожнини циліндра. Цей момент і обумовлює перехід через ліву або праву мертву крапку елепсообразного їх замкнутого паза. На поверхні ротора також змонтовано лючок для встановлення підшипників на палець штока м 35 поршня, та для змащення вузла механізму перетворення зворотно-поступового руху в обертальний.To achieve this technical solution, a console is installed on one of the cylinder covers when dividing the nodes. The console houses a piston rod with a perpendicularly installed finger on which at least two bearings are placed. One with the possibility of rolling in a reciprocating motion in the longitudinal groove of the sch 29 console, and the second along the internal elliptical closed groove located on the inner surface (U) of the rotor, which rotates on bearings around the mentioned console. In addition, a ring is fixed on the surface of the rotor, on which diametrically opposed holes and teeth protrude between them, the remaining surfaces of the hoop are smooth. In the body, which is fixed on the cylinder covers, a grooved shaft is installed that distributes the working substance into the cylinder cavities. C 30 At the end, a fixed gear and a cam are fixed, which has a opposite sides of the concavity and sharp - "And protrusions. When the rotor rotates, the hoop contacts its elements with the gear and the cam with the possibility of turning the mentioned shaft by 180g2, and switching in the opposite direction the inlet-outlet channels of the working substance into the cylinder cavity. This moment determines the transition through the left or right dead center of their ellipsoidal closed groove a hatch is also mounted on the surface of the rotor for installing bearings on the pin of the m 35 piston rod, and for lubricating the assembly of the mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion.

Між відомими ознаками і заявленим рішенням є причинно-наслідковий зв'язок.There is a cause-and-effect relationship between the known signs and the declared decision.

При розділенні поршневого механізму разом з механізмом розподілялючим робочу речовину і механізмом перетворення зворотно-поступового руху в обертовий з'являться нові ознаки, насамперед поршень вже не « 20 обертається і на нього можна вже встановити традиційні металеві ущільнення, які витримають значно більший з тиск і температуру, а це дасть можливість збільшити крутячий момент і оберти. с За рахунок нового механізму розподілу робочої речовини, з'являється можливість збільшити об'єм :з» входу-виходу робочої речовини, що складно у відомому.When separating the piston mechanism together with the mechanism that distributes the working substance and the mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion, new features will appear, first of all, the piston no longer rotates and traditional metal seals can be installed on it, which can withstand much higher pressure and temperature , and this will make it possible to increase the torque and revolutions. c Due to the new mechanism of distribution of the working substance, there is an opportunity to increase the volume of input-output of the working substance, which is difficult in the known.

Крім того, покращується змащення подібного механізму перетворена зворотно-поступового руху в обертовий, так як елепсообразний замкнутий паз виконаний з внутрішньої поверхні ротора і весь механізм працюватиме в -1 но масляні ванні. А це дасть можливість підвищити експлуатаційні ресурси механізму, а не так як у відомому такий механізм працює у робочій речовині. -і Такий технічний результат не можна одержати якщо з наведених вище сукупності ознак виключити будь-яку. о Заявлене рішення не відомо із рівня техніки, що дає змогу зробити висновок, що воно є новим.In addition, the lubrication of such a mechanism is improved, transformed from a reciprocating motion into a rotating one, since an ellipse-shaped closed groove is made from the inner surface of the rotor and the entire mechanism will work in -1 but oil baths. And this will make it possible to increase the operational resources of the mechanism, and not as in the known such a mechanism works in the working substance. -and Such a technical result cannot be obtained if any of the above set of signs is excluded. o The claimed solution is not known from the state of the art, which makes it possible to conclude that it is new.

Заявлене технічне рішення має винахідницький рівень тому, що воно явним чином не випливає для т» 50 спеціаліста із рівня техніки.The claimed technical solution has an inventive level because it is not obvious to a person skilled in the art.

ГТ» Заявлене технічне рішення у промислово придатним в різних областях машинобудування для механізмів з обертовим рухом та насосів.GT" The declared technical solution is industrially suitable in various fields of mechanical engineering for rotating mechanisms and pumps.

Заявлений мотор-насос зображено на кресленнях, де: - на Фіг.1 показано загальний вид мотора-насоса / повздовжній переріз/: 55 - на Фіг.2 переріз по А-А:The claimed motor-pump is shown in the drawings, where: - Fig. 1 shows the general view of the motor-pump / longitudinal section/: 55 - Fig. 2 is a cross-section along AA:

ГФ) - на Фіг.З переріз по Б-Б: з - Стрілками позначено: вхід вихід робочої речовини, направлення обертання ротора та вала. - Буквами ПІК- вхідні вихідні отвори для робочої речовини. Заявлене технічне рішення складається з кришки во 1 з консоллю 2, циліндра 3, кришки 4, (кришки сполучені традиційними стяжками-шпильками) поршня 5 з штоком 6. Канали входу-виходу робочої речовини 7 і 8 розміщені в кришках 1 і 4 сполучають порожнини 9 та 10 циліндраGF) - in Fig. 3 cross-section along B-B: z - Arrows indicate: input and output of the working substance, direction of rotation of the rotor and shaft. - The letters PIK are input and output openings for the working substance. The declared technical solution consists of a cover in 1 with a console 2, a cylinder 3, a cover 4, (the covers are connected by traditional fasteners-pins) a piston 5 with a rod 6. The inlet-outlet channels of the working substance 7 and 8 are located in the covers 1 and 4 and connect the cavities 9 and 10 cylinder

З. На кінці штока 6 встановлено палець 11 на якому встановлені підшипники 12 і 13 при цьому підшипник 13 розміщений в повздовжньому пазу 14 консолі 2, а підшипник 12 розміщений в замкнутому елепсообразному пазу ротора 16, котрі встановлено на двох підшипниках 17. На поверхні ротора 16 закруглений обруч 18 з лунками 19, які виконані на гладкій поверхні діаметрально протилежно, між ними рядом розміщені виступаючі зуб'я 20. 65 Шестірня 21 та кулачок 22 зафіксовані на кінці розподіляючого вала 23, На кришках 1 і 4 змонтовано корпус 24 в якому розміщений вал 23 і отвори входу-виходу робочої речовиниZ. At the end of the rod 6, a finger 11 is installed on which bearings 12 and 13 are installed, while the bearing 13 is located in the longitudinal groove 14 of the console 2, and the bearing 12 is located in the closed elliptical groove of the rotor 16, which is installed on two bearings 17. On the surface of the rotor 16 a rounded ring 18 with holes 19, which are made on a smooth surface diametrically opposite, protruding teeth 20 are placed in a row between them. 65 Gear 21 and cam 22 are fixed at the end of the distribution shaft 23. On covers 1 and 4, a housing 24 is mounted, in which the shaft is placed 23 and inlet-outlet openings of the working substance

П їі К, котрі через канали вала 23 та канали 7 і б сполучаються о порожнинами 9т 10 циліндра 3.P ii K, which through the channels of the shaft 23 and the channels 7 and b communicate with the cavities 9t 10 of the cylinder 3.

Для установки підшипників 12 і 13 на палець 11, ротор 16 має лючок 25 через нього також заправляється мастило для змащення всього механізму гвинтової пари. В кінці консолі 2 встановлено притискуюче кільце напіввісь 26 та герметичні ущільнення котрі не позначені.To install the bearings 12 and 13 on the finger 11, the rotor 16 has a hatch 25 through which grease is also filled to lubricate the entire mechanism of the screw pair. At the end of the console 2, a semi-axle pressure ring 26 and hermetic seals, which are not marked, are installed.

Заявлене технічне рішення з режимі мотора працює так:The stated technical solution with the motor mode works as follows:

При подачі тиску робочої речовини через отвір П входу виходу в корпусі 24 і далі по каналу розподіляючого вала 23 в отвір каналу 7 попадає в порожнину 10 циліндра З і змушує поршень 5 пересуватись із лівої мертвої 7/0 крапки до протилежної кришки І. При цьому палець 11 на штоку 6 теж пересувається по повздовжньому пазу 14 консолі 2 шляхом прокатування підшипника 13. Підшипник 12 на пальцю 11 прокочуюсь по внутрішньому елепсообразному замкнутому пазу 15 повертає ротор 16 на підшипниках 17. Водночас кулачок 22 повертається в наслідок контакту між зуб'ями 20 і 21 своїми гострими виступом увійде в лунку 19 і свою вгнутою поверхнею тепер буде сковзати в так званому стані спокою по гладкій поверхні обруча 18 до правої мертвої точки, тобто 7/5 Кришка 1. При цьому ротор 16 повертається на 1802, а зуб'я 20 на обручі 18 знову сконтактують з зуб'ями 21 і повернуть вал 23 на 1802 разом з кулачком 22. Ротор 16 продовжить обертатись в заданому напрямі за рахунок інерції, а канали вала 23 з'єднають вхідний отвір П з каналом 8 і порожниною 9 циліндра 3. Тепер тиск робочої речовини на поршень 5 буде в зворотному напрямі, а вихід робочої речовини буде вже із порожнини 10 циліндраWhen the pressure of the working substance is supplied through the opening P of the inlet and outlet in the housing 24 and further along the channel of the camshaft 23 into the opening of the channel 7, it enters the cavity 10 of the cylinder Z and causes the piston 5 to move from the left dead center 7/0 to the opposite cover I. At the same time, the finger 11 on the rod 6 also moves along the longitudinal groove 14 of the console 2 by rolling the bearing 13. The bearing 12 on the finger 11 rolls along the internal elliptical closed groove 15 turns the rotor 16 on the bearings 17. At the same time, the cam 22 turns as a result of the contact between the teeth 20 and 21 with its sharp projection will enter the hole 19 and with its concave surface will now slide in the so-called state of rest on the smooth surface of the hoop 18 to the right dead center, i.e. 7/5 Cover 1. At the same time, the rotor 16 turns to 1802, and the teeth 20 to the hoops 18 will again contact the teeth 21 and turn the shaft 23 to 1802 together with the cam 22. The rotor 16 will continue to rotate in the given direction due to inertia, and the channels of the shaft 23 will be connected in passage hole P with channel 8 and cavity 9 of cylinder 3. Now the pressure of the working substance on piston 5 will be in the reverse direction, and the output of the working substance will already be from cavity 10 of the cylinder

З і далі через отвір К корпуса 24. Далі за допомогою зворотної частини елепсообразного паза 15 підшипників 12 113 ротор 16 продовжує обертатись в заданому напрямі, кулачок 22 своєю вгнутою поверхнею ковзає по гладкій поверхні обруча 18 в заданому стані спокою до лівої мертвої точки де ротор 16 повернеться на другі 1802 тобто закінчиться повний оберт.From and further through the opening K of the housing 24. Further, with the help of the reverse part of the elliptical groove 15 of the bearings 12 113, the rotor 16 continues to rotate in the given direction, the cam 22 with its concave surface slides along the smooth surface of the hoop 18 in a given state of rest to the left dead center where the rotor 16 will return to the second 1802, i.e. the full revolution will end.

Далі зуб'я 20 обруча 18 сконтантують з зуб'ями 21 вала 23 кулачок 22 знову позерниться на 180 2 тиск на поршень 5 буде знову в зворотному напрямі і цикл буде повторюватися до тих пір поки буде тиск робочої Ге речовини в отворі П корпуса 24. Мотор має реверс тобто при подачі тиску робочої речовини в отвір К корпуса 24 (5) і виходу через: отвір П ротор 16 буде обертатись в протилежному напрямі за допомогою руху згаданих: поршня о з штоком 6 пальця 11 підшипників 12 і 13 зуб'ями 20 обруча 18 шестерні 21 гострих виступів кулачка 22 лунок 19 каналів розподіляючого вала 23 і порожнин 9 і 10 циліндра 3, Число обертів і крутячий момент буде залежить від об'єму і тиску робочої речовини. «ІNext, the teeth 20 of the hoop 18 are fixed with the teeth 21 of the shaft 23, the cam 22 will again turn to 180 2, the pressure on the piston 5 will again be in the reverse direction and the cycle will be repeated until there is a pressure of the working substance Ge in the hole P of the housing 24. The motor has reverse, that is, when the pressure of the working substance is supplied to the hole K of the housing 24 (5) and exits through: the hole P, the rotor 16 will rotate in the opposite direction with the help of the movement of the mentioned: piston o with the rod 6 of the finger 11 of the bearings 12 and 13 of the teeth 20 hoop 18 gears 21 sharp protrusions of the cam 22 holes 19 channels of the camshaft 23 and cavities 9 and 10 of cylinder 3. The number of revolutions and torque will depend on the volume and pressure of the working substance. "AND

В режимі насоса або компресора зазначений мотор-насос одержує крутячий момент від стороннього двигуна « через ротор 16 і за допомогою взаємодії згаданих : обруча 16, лунок 19, зубчиків 20, шестерні 21, кулачка 22 розподіляючого вала 23 з'єднуюся Через канали 6 і 7 порожнини 9 і 10 циліндра 3, а поршень 5 з штоком 6 у цей (ав) момент всмоктує або виштовхує робочу речовину Через отвори входу виходу К і П корпуса 24 під тиском м пропорційним крутячому моменту прикладеному до ротора 16. Реверс всмоктування - напору через отвори входу виходу К і Д залежить від напрямку крутячого моменту ротора 16. -In pump or compressor mode, the specified motor-pump receives torque from an external engine "through the rotor 16 and through the interaction of the mentioned: hoop 16, holes 19, teeth 20, gears 21, cam 22 of the distribution shaft 23 are connected through channels 6 and 7 cavities 9 and 10 of cylinder 3, and the piston 5 with the rod 6 at this (av) moment sucks in or pushes out the working substance through the inlet and outlet holes K and P of the housing 24 under a pressure m proportional to the torque applied to the rotor 16. Suction reverse - pressure through the holes input output K and D depends on the direction of the torque of the rotor 16. -

Claims (1)

Формула винаходу « Мотор-насос, що складається з циліндра з двома кришками, консолі, поршня, механізму перетворення - с зворотно-поступового руху в обертовий за рахунок замкнутого еліпсоподібного пазу та механізму, що розподіляє ц робочу речовину, який відрізняється тим, що в кришці з консоллю розміщений шток поршня з перпендикулярно "» встановленим пальцем, на якому з можливістю обертання розміщені як мінімум два підшипника, один для руху по повздовжньому пазу консолі, а другий по замкненому еліпсоподібному пазу, розміщеному з внутрішньої поверхні ротора і можливістю його обертання на консолі за допомогою підшипників, наприклад, кочення, при - І зворотно-поступальному русі поршня, крім того, на зовнішній поверхні ротора закріплений обруч з діаметрально розміщеними на гладкій поверхні лунками, а рядом між ними зубеями для можливості повороту вала, що їв. розподіляє робочу речовину, котрий розміщено в корпусі на кришках циліндра і має канали впуску та випуску (ав) робочої речовини, які сполучені з порожнинами циліндра при обертанні за допомогою шестірні та кулачка зафіксованих і встановлених на кінці цього вала, при цьому зовнішня поверхня ротора має люк для е встановлення підшипників на палець штока і змащення усього механізму перетворення зворотно-поступового «з» руху в обертовий. Ф) іме) 60 б5The formula of the invention "Motor-pump consisting of a cylinder with two covers, a console, a piston, a mechanism for converting from reciprocating to rotary movement due to a closed elliptical groove and a mechanism that distributes the working substance, which differs in that in the cover a piston rod with a finger installed perpendicularly "" is placed with the console, on which at least two bearings are placed with the possibility of rotation, one for movement along the longitudinal groove of the console, and the other along a closed elliptical groove located from the inner surface of the rotor and the possibility of its rotation on the console by with the help of bearings, for example, rolling, during - I reciprocating movement of the piston, in addition, a ring with diametrically placed holes on a smooth surface is fixed on the outer surface of the rotor, and a row of teeth between them for the possibility of turning the shaft that ate. distributes the working substance, which is placed in the housing on the cylinder covers and has inlet and outlet channels (ав) of the working substance, which connected to the cylinder cavities during rotation with the help of a gear and a cam fixed and installed at the end of this shaft, while the outer surface of the rotor has a hatch for installing bearings on the rod finger and lubricating the entire mechanism of converting the reciprocating "z" movement into a rotary one. F) name) 60 b5