WO2006098610A1 - Hydromechanical device - Google Patents

Hydromechanical device Download PDF

Info

Publication number
WO2006098610A1
WO2006098610A1 PCT/LV2006/000003 LV2006000003W WO2006098610A1 WO 2006098610 A1 WO2006098610 A1 WO 2006098610A1 LV 2006000003 W LV2006000003 W LV 2006000003W WO 2006098610 A1 WO2006098610 A1 WO 2006098610A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
disks
disk
working
cavity
paragraph
Prior art date
Application number
PCT/LV2006/000003
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Valerijs Jokovs
Original Assignee
Valerijs Jokovs
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
Priority claimed from LV050035A external-priority patent/LV13422B/en
Application filed by Valerijs Jokovs filed Critical Valerijs Jokovs
Publication of WO2006098610A1 publication Critical patent/WO2006098610A1/en

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
    • F01C3/00—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/02—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
    • F01C3/025—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing

Definitions

  • the proposed device relates to volumetric pumps with rotational movement of the working elements.
  • the device is based on the principle of interaction of two identical synchronously rotating disks of a special design installed in the device case at the centers of radial cross-intersecting tunnels formed in the device case by rotation of the disk circuits.
  • Disks are installed in the device’s body on perpendicular axes.
  • the device’s working process is based on the displacement and simultaneous absorption of one of the disks of liquid or another medium from its working cavity, divided by the working segment of the second disk into two mutually changing volumes, in which, on the one hand, the process of displacement takes place, and on the other hand, the process of suction of the working medium . The process takes place alternately with both disks.
  • the purpose of the invention is the creation of a new hydromechanical device, characterized by high efficiency and other positive qualities of similar devices, namely;
  • FIG. IA hydromechanical device, general view
  • FIG. IB One of the possible mutual positions of the discs
  • Figure 2 Hydromechanical device in the section
  • Fig.Z A device in a section without axes and disks
  • Fig.ZV device housing
  • Fig.C With the cover of the device;
  • Fig.ZD Disks with axles;
  • FIG. 4B, 4C and 4D The working phases of the device, where A is the relative position of the disks, B is the relative position of the channels; 5A and 5B are schematic diagrams of a disk device.
  • 1 device case
  • 2 device case covers
  • 3 device disks
  • 4 device disk axes
  • 5 device inlet and outlet channels
  • 6 oblique surface of the end protrusions of the disk (pistons)
  • Rl is the radius of the perimeter of a fragment of a larger disk
  • R2 is the radius of the perimeter of a fragment of a smaller disk.
  • a synchronous drive is connected to the axes of the device’s disks, which can be either a mechanical or other known synchronous drive;
  • FIG. IA The basis of the hydromechanical device, a general view of which is shown in FIG. IA, the principle of interaction of two identical synchronously rotating disks 3, a special design (Fig. IB), installed in the centers of the radial cross-intersecting tunnels 9 on the perpendicular axes 4, is laid.
  • the device consists of a housing 1, the internal cavity 9 of which is two cylindrical, intersecting volumes with adjacent inlet and outlet channels 5.
  • the shape of the internal cavity 9 of the device corresponds to the external dimensions and the shape of the mounted rotating disks 3 with the smallest possible gaps from the walls of the device and rotating discs.
  • a prerequisite for the operation of the device a synchronous drive is connected to both axes of 4 disks 3. To synchronize the rotation of the shafts 4, you can use both mechanical, synchronous drive, and other known synchronous drives. Internal synchronization of the disks 3 is also possible, for which it is necessary to cut the oblique gear teeth on the radial perimeters of the disks 3. Such a device can use for pumping oily liquids that help to reduce friction of disks during engagement.
  • Disks 3 rotating synchronously, interact with each other and the housing 1 of the device.
  • the working segments 10 of the disks 3 and the gaps of the working cavity 11 of the disks, corresponding to the cross-sectional shape of the radial tunnel 9, rotating form their tunnels 9 circular, intersecting at right angles.
  • the working segments 10 and the radial gaps between them 11 must have the same radial length, and when the shafts rotate synchronously, the segments of one shaft must necessarily coincide when crossing the transverse tunnel with the gaps of the working cavity of the second shaft, and vice versa.
  • the ends of the working segments 6 have a bevel of 45 degrees and one bevel orientation for both disks, which allows rotation of the working segments of the disks to approach the minimum allowable distance without touching.
  • the inlet and outlet channels 5 are brought to the intersection formed by the intersection of tunnels 9.
  • the inner cavity is two cylindrical volumes 9, corresponding to the intersecting contours of the rotating disks 3.
  • the perimeter of one cylindrical volume crosses intersect with the perimeter of the second cylindrical volume.
  • the cavity of the inlet and outlet channels 5 are diagonally adjacent to the intersection point.
  • the device For the operation of the hydromechanical device, the prerequisite must be met: the device must be equipped with a synchronous mechanical or other drive on both drive shafts 3.
  • the installation distance between the centers of the drive axles is: Rl + R2 + minimum clearance that excludes contact between the drives.
  • the internal cavity 9 of the housing 1 of the device must correspond to the shape of the dimensions of the rotating mounted disks and between the external dimensions of the disks and the inner walls of the housing of the device minimal gaps are required.
  • Both disks 3 are rigidly fixed on perpendicular axes (Fig. IB) and mounted on bearings 7 in the device housing in one of the relative positions shown in Figs. 4A, 4B, 4C, 4D in the case of mutual synchronous rotation of the disks.
  • the position in figure 4 corresponds to: 0 degrees - A, 90 degrees - B, 180 degrees - C,
  • the disks should interact, without touching one another, with the perimeter of a larger radius Rl of one disk and the perimeter of a small radius R2 of the second disk.
  • the depth of intersection of the disks is the difference between the radii of the disk R1-R2.
  • each of the disks 3 during synchronous rotation intersects with the working segment of the second disk, which first separates the cavity of the second disk from the working segment of the disk, and then divides it into two parts that are constantly changing in volume.
  • the process flow inside the mechanism is shown in FIG. 4, where, for clarity, the circular disk tunnels formed by the rotation of the radial cavities together with the inlet and outlet channels suitable for their intersection are shown in plan views on the scans of intersecting tunnels.
  • phase A corresponding to 0 degrees, i.e. the position of the disks in Fig. 4A, both disks 3 with their working segments occupy half the intersection of tunnels 9, diagonally separating it with the oblique surfaces 6 of the pistons.
  • one disk fills the intersection, and the second frees it at the same speed and the mounting gap between the disks remains constant.
  • the working segment of the second disk is at the beginning of the suction phase through the inlet channel 5 of the device.
  • phase B the discs are mutually rotated 90 degrees in the directions indicated by the arrows.
  • the first disk by the working segment divides the working cavity of the second disk into two equal parts, in which, on the one hand, the suction phase through the inlet channel occurs, and on the other side of the working segment, the liquid extrusion phase passes through the exhaust channel.
  • the working cavity of the first disk filled with liquid is on the opposite side of the intersection and moves in a circle to it.
  • phase C the discs are mutually rotated 180 degrees.
  • the following processes occur, since both disks occupy half the intersection of tunnels: the working segment of the first disk frees the intersection of tunnels, and the working segment of the second disk fills it.
  • the working cavities of both disks are filled with liquid.
  • the cavity of the first disk the beginning of the release phase occurs, and the cavity of the second disk is cut off by the working segment of the second disk from the inlet channel and at the same time there is a phase of absorption into the cavity of the first disk after the working segment of the disk leaving the intersection.
  • phase D the discs are rotated 270 degrees.
  • the working segment of the second disk divides into two equal parts the working cavity of the first disk, in which, on the one hand, the phase of liquid suction through the inlet continues, and on the other hand, the process of discharging the liquid through outlet channel of the device.
  • the cavity of the second disk filled with liquid is located on the opposite side of the intersection and moves in a circle to it.
  • the proposed hydromechanical device can be used in various fields, both for industrial purposes and for domestic use, as structural units of pumps, compressors, hydraulic converters, hydraulic gearboxes, torque converters, and a water propulsion device.
  • a device can be used, for example, for pumping oily liquids, contributing to the reduction of friction of the disks during engagement.
  • Productivity and power of the device depend on the size of structural elements and drive power.
  • a torque converter the device can be used instead of water turbines to drive current generators in hydropower plants.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

The invention relates to a volume hydromechanical device for forcedly displacing liquid and gases based on the principle of interaction between two identical synchronously rotatable discs (3) which have a specific structural design and are arranged in the device body (1), in the centres of radial crosswisely crossing tunnels (9) embodied in the device body by rotation of the disc (3) contours, wherein said discs are placed on the perpendicularly located axes (4) on beatings (7) and the device structure is devoid of inlet and outlet valves.

Description

Устройство гидромеханическое Hydromechanical device
Описание изобретенияDescription of the invention
Предлагаемое устройство относится к объемным насосам с вращательным движением рабочих элементов. В основе работы устройства использован принцип взаимодействия двух одинаковых синхронно вращающихся дисков специальной конструкции, установленных в корпусе устройства в центрах радиальных перекрестно- пересекающихся тоннелей, образованных в корпусе устройства вращением контуров дисков. Диски установлены в корпусе устройства на перпендикулярно расположенных осях. Рабочий процесс устройства основан на вытеснении и одновременном всасывании одним из дисков жидкости или другой среды из своей рабочей полости, разделяемой рабочим сегментом второго диска на два взаимно меняющихся объема, в которых с одной стороны происходит процесс вытеснения, а с другой стороны происходит процесс всасывания рабочей среды. Процесс происходит попеременно с обоими дисками.The proposed device relates to volumetric pumps with rotational movement of the working elements. The device is based on the principle of interaction of two identical synchronously rotating disks of a special design installed in the device case at the centers of radial cross-intersecting tunnels formed in the device case by rotation of the disk circuits. Disks are installed in the device’s body on perpendicular axes. The device’s working process is based on the displacement and simultaneous absorption of one of the disks of liquid or another medium from its working cavity, divided by the working segment of the second disk into two mutually changing volumes, in which, on the one hand, the process of displacement takes place, and on the other hand, the process of suction of the working medium . The process takes place alternately with both disks.
Цель изобретения - создание нового гидромеханического устройства, отличающегося высоким КПД и другими положительными качествами аналогичных устройств, а именно;The purpose of the invention is the creation of a new hydromechanical device, characterized by high efficiency and other positive qualities of similar devices, namely;
- высокой производительностью, сравнимой с производительностью центробежных и осевых насосов;- high performance comparable to that of centrifugal and axial pumps;
- создаваемым высоким давлением и напором жидкости или газов, сравнимым с давлением, создаваемым поршневыми и зубчатыми насосами, причем максимально допустимое давление (напор) определяется прочностью элементов насоса и мощностью привода.- created by high pressure and pressure of a liquid or gases, comparable to the pressure created by piston and gear pumps, and the maximum allowable pressure (pressure) is determined by the strength of the pump elements and drive power.
- универсальностью применения, так как одно и то же гидравлическое устройство без конструктивных изменений можно использовать для работы как с жидкой средой, так и с газообразной ( к примеру в качестве узла компрессора); - простотой и надежностью конструкции, так как в работе устройства отсутствуют трущиеся элементы;- universality of application, since the same hydraulic device without design changes can be used to work with both liquid and gaseous media (for example, as a compressor assembly); - simplicity and reliability of the design, since the device does not have rubbing elements;
- отсутствием впускных и выпускных клапанов.- lack of inlet and outlet valves.
Предлагаемое гидромеханическое устройство в сборе и его основные конструктивные элементы показаны на Фиг.1-5, где:The proposed hydromechanical device assembly and its main structural elements are shown in Fig.1-5, where:
Фиг. IA Гидромеханическое устройство, общий вид; Фиг. IB Одно из возможных взаимных положений дисков; Фиг.2 Гидромеханическое устройство в рвзрезе; Фиг.З А Устройство в разрезе без осей и дисков; Фиг.ЗВ Корпус устройства;FIG. IA hydromechanical device, general view; FIG. IB One of the possible mutual positions of the discs; Figure 2 Hydromechanical device in the section; Fig.Z A device in a section without axes and disks; Fig.ZV device housing;
Фиг.З С Крышки устройства; Фиг.ЗD Диски с осями;Fig.C With the cover of the device; Fig.ZD Disks with axles;
Фиг.4A, 4В, 4Cи 4D Рабочие фазы устройства, где А- взаимное положение дисков, В - взаимное расположение каналов; Фиг.5A и 5В Схема устройства дисков.Figa, 4B, 4C and 4D The working phases of the device, where A is the relative position of the disks, B is the relative position of the channels; 5A and 5B are schematic diagrams of a disk device.
Спецификация обозначений на фигурах: 1 - корпус устройства, 2 - крышки корпуса устройства, 3 - диски устройства, 4 - оси дисков устройства, 5 - впкскной и выпускной каналы устройства, 6 - косая поверхность торцевых выступов диска (поршней), 7The specification of the designations in the figures: 1 — device case, 2 — device case covers, 3 — device disks, 4 — device disk axes, 5 — device inlet and outlet channels, 6 — oblique surface of the end protrusions of the disk (pistons), 7
- подшипники, 8 - сальники, 9 - рабочие полости (тоннели) устройства, 10 - рабочий сегмент диска, 11 - рабочая полость диска, 12, 13 - радиальные выемки на периметрах диска, Rl - радиус периметра фрагмента большего диска, R2 - радиус периметра фрагмента меньшего диска.- bearings, 8 - seals, 9 - working cavities (tunnels) of the device, 10 - working segment of the disk, 11 - working cavity of the disk, 12, 13 - radial recesses on the perimeters disk, Rl is the radius of the perimeter of a fragment of a larger disk, R2 is the radius of the perimeter of a fragment of a smaller disk.
Сущность изобретения, отраженная в формуле изобретения:The invention is reflected in the claims:
- предложена конструкция гидромеханического устройства объемного типа для напорного перемещения жидкости или газов, в основе работы которой использован принцип взаимодействия двух одинаковых синхронно вращающихся дисков специальной конструкции, установленных в корпусе устройства в центрах радиальных перекрестно пересекающихся тоннелей, образованных в корпусе устройства вращением контуров дисков, причем диски установлены на перпендикулярно расположенных осях и в конструкции устройства отсутствуют впускные и выпускные клапана, состоящее из корпуса, внутренняя полость которого представляет собой два перекрестно пересекающиеся объема с примыкаемым к пересечению впускным и выпускным каналами, причем:- the design of a volume-type hydromechanical device for pressure transfer of liquids or gases is proposed, the operation of which is based on the principle of interaction of two identical synchronously rotating disks of a special design installed in the device case at the centers of radial cross-intersecting tunnels formed in the device case by rotation of the disk circuits, and the disks mounted on perpendicular axes and in the design of the device there are no inlet and outlet valves, with standing from the housing, the internal cavity of which is two cross-intersecting volume adjacent to the intersection of the inlet and outlet channels, and:
- внутри корпуса устройства на двух перпендикулярно установленных осях, установлены два одинаковых диска специальной конструкции, внешний вид которых может отличаться от предложенного варианта, однако на любом варианте форма внутренней полости корпуса устройства должна соответствовать форме внешних габаритов дисков;- inside the device’s body on two perpendicularly mounted axes, two identical disks of a special design are installed, the appearance of which may differ from the proposed option, however, in any case, the shape of the internal cavity of the device’s case must match the shape of the external dimensions of the disks;
- к осям дисков устройства подключен синхронный привод, который может быть как механическим, так и другим известным синхронным приводом;- a synchronous drive is connected to the axes of the device’s disks, which can be either a mechanical or other known synchronous drive;
- зубчатое зацепление радиальных периметров дисков устройства косое; - при вращении дисков устройства они синхронно взаимодействуют между собой и корпусом механизма, причем, двигаясь по кругу, образованные на дисках периметром большего радиуса сегменты диска 10 и рабочие полости 11, соответствующие форме поперечного сечения полости корпуса устройства, образуют своим контуром кольцевые пересекающиеся под прямым углом тоннели; - сегменты диска 10 устройства и промежутки между ними (рабочие полости диска 11) имеют одинаковую радиальную длину и при синхронном вращении валов сегменты одного диска совпадают с промежутками рабочей полости второго диска и наоборот; торцы рабочих секторов дисков устройства имеют скос в 45 градусов и одну ориентацию скоса для обоих дисков, что позволяет при вращении сближаться рабочим фрагментам обоих дисков на минимально допустимое расстояние.- gearing radial perimeters of the disks of the device oblique; - during the rotation of the device’s disks, they synchronously interact with each other and the mechanism case, and, moving in a circle, the disk segments 10 and working cavities 11 formed on the disks with a perimeter of a larger radius and corresponding to the cross-sectional shape of the device’s body cavity, form circular intersecting at right angles tunnels - the segments of the disk 10 of the device and the gaps between them (the working cavity of the disk 11) have the same radial length and with synchronous rotation of the shafts the segments of one disk coincide with the gaps of the working cavity of the second disk and vice versa; the ends of the working sectors of the device’s disks have a bevel of 45 degrees and one bevel orientation for both disks, which allows the working fragments of both disks to approach the minimum allowable distance during rotation.
В основу гидромеханического устройства, общий вид которого показан на Фиг. IA, заложен принцип взаимодействия двух одинаковых синхронно вращающихся дисков 3, специальной конструкции (Фиг. IB), установленных в центрах радиальных перекрестно пересекающихся тоннелей 9 на перпендикулярно расположенных осях 4.The basis of the hydromechanical device, a general view of which is shown in FIG. IA, the principle of interaction of two identical synchronously rotating disks 3, a special design (Fig. IB), installed in the centers of the radial cross-intersecting tunnels 9 on the perpendicular axes 4, is laid.
Устройство состоит из корпуса 1, внутренняя полость 9 которого представляет собой два цилиндрических, перекрестно пересекающихся объема с примыкаемыми к пересечению впускным и выпускным каналами 5. Форма внутренней полости 9 устройства соответствует внешним габаритам и форме установленных вращающихся дисков 3 с минимальными возможными зазорами от стенок корпуса устройства и вращающимися дисками.The device consists of a housing 1, the internal cavity 9 of which is two cylindrical, intersecting volumes with adjacent inlet and outlet channels 5. The shape of the internal cavity 9 of the device corresponds to the external dimensions and the shape of the mounted rotating disks 3 with the smallest possible gaps from the walls of the device and rotating discs.
Внутри корпуса устройства 1 на двух перпендикулярно установленных осях 4 устанавливаются на подшипниках 7 два одинаковых, жестко закрепленных на осях 4, диска 3 специальной конструкции (диск с осью может также представлять собой одну монолитную деталь).Inside the device case 1, on two perpendicularly mounted axes 4, two identical, rigidly fixed on the axles 4, discs 3 of a special design are mounted on bearings 7 (the disc with the axis can also be one monolithic part).
Обязательное условие для работы устройства: к обоим осям 4 дисков 3 подключается синхронный привод. Для синхронизации вращения валов 4 можно использовать как механический, синхронный привод, так и другие известные синхронные приводы. Также возможна внутренняя синхронизация дисков 3, для чего необходимо на радиальных периметрах дисков 3 нарезать косые зубья шестерен. Такое устройство можно использовать для перекачки маслянистых жидкостей, способствующих уменьшению трения дисков при зацеплении.A prerequisite for the operation of the device: a synchronous drive is connected to both axes of 4 disks 3. To synchronize the rotation of the shafts 4, you can use both mechanical, synchronous drive, and other known synchronous drives. Internal synchronization of the disks 3 is also possible, for which it is necessary to cut the oblique gear teeth on the radial perimeters of the disks 3. Such a device can use for pumping oily liquids that help to reduce friction of disks during engagement.
Диски 3, вращаясь синхронно, взаимодействуют между собой и корпусом 1 устройства. Рабочие сегменты 10 дисков 3 и промежутки рабочие полости 11 дисков, соответствующие форме поперечного сечения радиального тоннеля 9, вращаясь образуют своим контуром кольцевые, пересекающиеся под прямым углом, тоннели 9.Disks 3, rotating synchronously, interact with each other and the housing 1 of the device. The working segments 10 of the disks 3 and the gaps of the working cavity 11 of the disks, corresponding to the cross-sectional shape of the radial tunnel 9, rotating form their tunnels 9 circular, intersecting at right angles.
Рабочие сегменты 10 и радиальные промежутки между ними 11 должны иметь одинаковую радиальную длину, и при синхронном вращении валов сегменты одного вала обязательно должны совпадать при пересечении поперечного тоннеля с промежутками рабочей полости второго вала, и наоборот.The working segments 10 and the radial gaps between them 11 must have the same radial length, and when the shafts rotate synchronously, the segments of one shaft must necessarily coincide when crossing the transverse tunnel with the gaps of the working cavity of the second shaft, and vice versa.
Торцы рабочих сегментов 6 имеют скос в 45 градусов и одну ориентацию скосов для обоих дисков, что позволяет при вращении сближаться на минимально допустимое расстояние рабочим сегментам дисков, не соприкасаясь.The ends of the working segments 6 have a bevel of 45 degrees and one bevel orientation for both disks, which allows rotation of the working segments of the disks to approach the minimum allowable distance without touching.
К перекрестку, образованному пересечением тоннелей 9, подводятся впускной и выпускной каналы 5.The inlet and outlet channels 5 are brought to the intersection formed by the intersection of tunnels 9.
В корпусе устройства, показанного на Фиг. ЗА, внутренняя полость представляет собой два цилиндрических объема 9, соответствующие пересекающимся контурам вращающихся дисков 3. Периметр одного цилиндрического объема перекрестно пересекается с периметром второго цилиндрического объема. К месту пересечения диагонально примыкают полости впускного и выпускного каналов 5.In the housing of the device shown in FIG. FOR, the inner cavity is two cylindrical volumes 9, corresponding to the intersecting contours of the rotating disks 3. The perimeter of one cylindrical volume crosses intersect with the perimeter of the second cylindrical volume. The cavity of the inlet and outlet channels 5 are diagonally adjacent to the intersection point.
Описание устройства дисков механизмаDescription of the device drive mechanism
К примеру, если взять два одинаковых по толщине, разного диаметра диски и условно разрезать их пополам на две одинаковые половинки плоскостью, совпадающей с осью диска (Фиг.5A), а потом соединить полученные половинки с разными диаметрами попарно, то получатся два новых диска, необходимых для устройства механизмаFor example, if you take two disks of the same thickness, different diameters and conditionally cut them in half into two identical halves with a plane coinciding with the axis of the disk (Fig. 5A), and then connect the resulting halves with different diameters in pairs, you will get two new disks, necessary for the device mechanism
(Фиг.5B). Для эффективной работы дисков 3 необходимо, чтобы торцевые плоскости 6, образованные разницей диаметров выше периметра меньшего диска, образованного линией разреза на большем диске (Фиг.5), имели скос в 45 градусов по отношению к осевой линии диска. Окончфтельный вид поверхности скоса в виде сверху будет иметь форму скрученной поверхности (пропеллера), кривизна которой зависит от разницы диаметров условных половинок, составляющих диск и толщины дисков.(Fig. 5B). For the efficient operation of the disks 3, it is necessary that the end planes 6 formed by the difference in diameters above the perimeter of the smaller disk formed by the cut line on the larger disk (Figure 5) have a bevel of 45 degrees with respect to the center line of the disk. The final tilt surface of the bevel in top view will have the form of a twisted surface (propeller), the curvature of which depends on the difference in the diameters of the conditional halves that make up the disk and the thickness of the disks.
Описание выполняемых дисками 3 функций: - рабочий сегмент 10 диска большего радиуса Rl и боковые плоскости диска, образованные половиной сегмента круга большего радиуса, разделяет при вращении рабочую подвижную полость второго диска на две части;Description of the 3 functions performed by the disks: - the working segment 10 of the disk of larger radius Rl and the lateral planes of the disk, formed by half of the segment of the circle of larger radius, divides the working movable cavity of the second disk into two parts during rotation;
- рабочая полость диска 11, образованная удаленной половиной фрагмента большего диска Rl5 над периметром малого диска R2, в результате полного оборота диска вокруг оси, своим контуром в корпусе устройства образует радиальный тоннель;- the working cavity of the disk 11, formed by the removed half of the fragment of the larger disk Rl 5 above the perimeter of the small disk R2, as a result of a complete revolution of the disk around the axis, forms a radial tunnel with its outline in the device body;
- косые торцевые поверхности 6 рабочего сегмента диска, делящие пространство диска большего радиуса Rl над периметром малого радиуса R2 на две равные радиальные половинки, занимаемые рабочим сегментом и рабочей полостью, во время вращения выполняют функции поршней; - на внешних периметрах дисков устроены радиальные выемки 12, 13; соответственно на сегменте диска Rl выполнено углубление радиусом, соответствующим радиусу диска R2, и наоборот на поверхности сегмента диска R2 выполнено углубление радиусом диска Rl. Углубления необходимы для обеспечения минимального рабочего зазора между внешними орбитами дисков устройства, т.е. между орбитой вращения одного диска с большим радиусом Rl и орбитой второго диска с меньшим радиусом R2, и наоборот, которые являются установочным расстоянием между центрами осей дисков 3 при монтаже устройства. Описание принципа работы гидромеханического устройства- oblique end surfaces 6 of the working segment of the disk, dividing the space of the disk of larger radius Rl above the perimeter of small radius R2 into two equal radial halves occupied by the working segment and the working cavity, during the rotation perform the functions of pistons; - on the outer perimeters of the disks arranged radial recesses 12, 13; accordingly, a recess with a radius corresponding to the radius of the disk R2 is made on the segment of the disk Rl, and vice versa, a recess with the radius of the disk Rl is made on the surface of the segment of the disk R2. The recesses are necessary to ensure a minimum working gap between the external orbits of the device disks, i.e. between the orbit of rotation of one disk with a large radius Rl and the orbit of the second disk with a smaller radius R2, and vice versa, which are the installation distance between the centers of the axes of the disks 3 during installation of the device. Description of the principle of operation of the hydromechanical device
Для работы гидромеханического устройства необходимо выполнение обязательного условия: устройство должно быть снабжено синхронным механическим или иным приводом на оба вала дисков 3. Установочное расстояние между центрами осей дисков равно: Rl+R2+минимaльный зазор, исключающий контакт дисков. Внутренняя полость 9 корпуса 1 устройства должна соответствовать форме габаритов вращающихся устанавливаемых дисков и между внешними габаритами дисков и внутренними стенками корпуса устройства необходимы минимальные зазоры.For the operation of the hydromechanical device, the prerequisite must be met: the device must be equipped with a synchronous mechanical or other drive on both drive shafts 3. The installation distance between the centers of the drive axles is: Rl + R2 + minimum clearance that excludes contact between the drives. The internal cavity 9 of the housing 1 of the device must correspond to the shape of the dimensions of the rotating mounted disks and between the external dimensions of the disks and the inner walls of the housing of the device minimal gaps are required.
Оба диска 3 жестко закрепляются на перпендикулярно расположенных осях (фиг. IB) и устанавливаются на подшипниках 7 в корпусе устройства в одном из взаимных положений, показанных на фиг.4A, 4В, 4C, 4D в случае взаимного синхронного поворота дисков. Позиции на Фиг.4 соответствует: 0 градусов - А, 90 градусов - В, 180 градусов - С,Both disks 3 are rigidly fixed on perpendicular axes (Fig. IB) and mounted on bearings 7 in the device housing in one of the relative positions shown in Figs. 4A, 4B, 4C, 4D in the case of mutual synchronous rotation of the disks. The position in figure 4 corresponds to: 0 degrees - A, 90 degrees - B, 180 degrees - C,
270 градусов - D. Вращаясь в корпусе устройства синхронно, диски должны взаимодействовать, не прикасаясь один к другому, периметром большего радиуса Rl одного диска с периметром малого радиуса R2 второго диска. Рабочая полость 9 диска, перемещаясь вместе с диском по кругу, образует кольцевой контур радиального тоннеля, который пересекается перпендикулярно с таким же тоннелем, образованным контуром полости второго диска 9. Глубина пересечения дисков составляет разницу радиусов диска R1-R2. Рабочая полость каждого из дисков 3 при синхронном вращении пересекается с рабочим сегментом второго диска, который вначале отделяет полость второго диска от рабочего сегмента диска, а затем делит его на две постоянно меняющиеся в объеме части. Ход процессов, происходящих внутри механизма, показан на Фиг.4, где для наглядности кольцевые тоннели дисков, образованные вращением радиальных полостей вместе с подходящими к их пересечению впускным и выпускным каналами, показаны на видах сверху на развертках пересекающихся тоннелей.270 degrees - D. Rotating in the device’s case synchronously, the disks should interact, without touching one another, with the perimeter of a larger radius Rl of one disk and the perimeter of a small radius R2 of the second disk. The working cavity 9 of the disk, moving together with the disk in a circle, forms an annular contour of the radial tunnel, which intersects perpendicularly with the same tunnel formed by the contour of the cavity of the second disk 9. The depth of intersection of the disks is the difference between the radii of the disk R1-R2. The working cavity of each of the disks 3 during synchronous rotation intersects with the working segment of the second disk, which first separates the cavity of the second disk from the working segment of the disk, and then divides it into two parts that are constantly changing in volume. The process flow inside the mechanism is shown in FIG. 4, where, for clarity, the circular disk tunnels formed by the rotation of the radial cavities together with the inlet and outlet channels suitable for their intersection are shown in plan views on the scans of intersecting tunnels.
На Фиг.5A, 5В, 5C и 5D показаны фазы взаимного расположения дисков при вращении. В фазе А, соответствующей 0 градусов, т.е. позиции дисков на Фиг .4A, оба диска 3 своими рабочими сегментами занимают по половине перекрестка тоннелей 9, разделяя его по диагонали косыми поверхностями 6 поршней. При этом один диск заполняет пересечение, а второй с такой же скоростью освобождает его и монтажный зазор между дисками остается постоянным. Рабочий сегмент второго диска находится вначале фазы всасывания через впускной канал 5 устройства.5A, 5B, 5C, and 5D show the phases of the relative position of the disks during rotation. In phase A, corresponding to 0 degrees, i.e. the position of the disks in Fig. 4A, both disks 3 with their working segments occupy half the intersection of tunnels 9, diagonally separating it with the oblique surfaces 6 of the pistons. In this case, one disk fills the intersection, and the second frees it at the same speed and the mounting gap between the disks remains constant. The working segment of the second disk is at the beginning of the suction phase through the inlet channel 5 of the device.
В фазе В диски взаимно повернуты на 90 градусов в указанных стрелками направлениях. Первый диск рабочим сегментом разделяет рабочую полость второго диска на две равные части, в которых с одной стороны происходит фаза всасывания через впускной канал, а с другой стороны рабочего сегмента - фаза выдавливания жидкости через выпускной канал. В это время заполненная жидкостью рабочая полость первого диска находится на противоположной стороне от перекрестка и движется по кругу к нему.In phase B, the discs are mutually rotated 90 degrees in the directions indicated by the arrows. The first disk by the working segment divides the working cavity of the second disk into two equal parts, in which, on the one hand, the suction phase through the inlet channel occurs, and on the other side of the working segment, the liquid extrusion phase passes through the exhaust channel. At this time, the working cavity of the first disk filled with liquid is on the opposite side of the intersection and moves in a circle to it.
В фазе С диски взаимно повернуты на 180 градусов. Происходят следующие процессы, так как оба диска занимают по половине перекрестка тоннелей: рабочий сегмент первого диска освобождает перекресток тоннелей, а рабочий сегмент второго диска заполняет его. Рабочие полости обоих дисков заполнены жидкостью. В полости первого диска происходит начало фазы выпуска, а полость второго диска отсекается рабочим сегментом второго диска от впускного канала и одновременно происходит фаза всасывания в полость первого диска за уходящим с перекрестка рабочим сегментом диска.In phase C, the discs are mutually rotated 180 degrees. The following processes occur, since both disks occupy half the intersection of tunnels: the working segment of the first disk frees the intersection of tunnels, and the working segment of the second disk fills it. The working cavities of both disks are filled with liquid. In the cavity of the first disk, the beginning of the release phase occurs, and the cavity of the second disk is cut off by the working segment of the second disk from the inlet channel and at the same time there is a phase of absorption into the cavity of the first disk after the working segment of the disk leaving the intersection.
В фазе D диски повернуты на 270 градусов. Происходят следующие процессы. Рабочий сегмент второго диска разделяет на две равные части рабочую полость первого диска, в которых с одной стороны продолжается фаза всасывания жидкости через впускной канал, а с другой стороны продолжается процесс выпуска жидкости через выпускной канал устройства. Заполненная жидкостью полость второго диска находится на противоположной стороне от перекрестка и движется по кругу к нему.In phase D, the discs are rotated 270 degrees. The following processes occur. The working segment of the second disk divides into two equal parts the working cavity of the first disk, in which, on the one hand, the phase of liquid suction through the inlet continues, and on the other hand, the process of discharging the liquid through outlet channel of the device. The cavity of the second disk filled with liquid is located on the opposite side of the intersection and moves in a circle to it.
По прохождению дисками полного оборота 360 градусов вокруг оси цикл завершается и повторяется снова.Upon the passage of the discs a full revolution of 360 degrees around the axis, the cycle ends and repeats again.
Предлогаемое гидромеханическое устройство можно использовать в различных сферах, как в промышленных целях, так и для бытового назначения, в качестве конструктивных узлов насосов, компрессоров, гидропреобразователей, гидравлических коробок передач, гидротрансформаторов, водяного движителя. Такое устройство можно использоваться, например, для перекачки маслянистых жидкостей, способствующих уменшению трения дисков при зацеплении. Производительность и мощность устройства зависят от размеров элементов конструкции и мощности привода. В качестве гидротрансформатора устройство может применяться вместо водяных турбин для приведения в действие генераторов тока на гидроэлектростанциях. The proposed hydromechanical device can be used in various fields, both for industrial purposes and for domestic use, as structural units of pumps, compressors, hydraulic converters, hydraulic gearboxes, torque converters, and a water propulsion device. Such a device can be used, for example, for pumping oily liquids, contributing to the reduction of friction of the disks during engagement. Productivity and power of the device depend on the size of structural elements and drive power. As a torque converter, the device can be used instead of water turbines to drive current generators in hydropower plants.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Гидромеханическое устройство объемного типа для напорного перемещения жидкости или газов, в основе работы которой использован принцип взаимодействия двух одинаковых синхронно вращающихся дисков специальной конструкции, установленных в корпусе устройства в центрах радиальных перекрестно пересекающихся тоннелей, образованных в корпусе устройства вращением контуров дисков, причем диски установлены на перпендикулярно расположенных осях и в конструкции устройства отсутствуют впускные и выпускные клапана.1. Volumetric hydromechanical device for pressure transfer of liquid or gases, which is based on the principle of interaction of two identical synchronously rotating disks of a special design installed in the device’s body in the centers of radial cross-intersecting tunnels formed in the device’s body by rotating disk circuits, the disks being installed on the perpendicular axes and in the design of the device there are no inlet and outlet valves.
2. Устройство по пункту 1, состоящее из корпуса, внутренняя полость которого представляет собой два перекрестно пересекающиеся объема 9 с примыкаемым к пересечению впускным и выпускным каналами 5 .2. The device according to paragraph 1, consisting of a housing, the internal cavity of which is two cross-intersecting volumes 9 with adjacent inlet and outlet channels 5.
3. Устройство по пункту 1, внутри корпуса которой на двух перпендикулярно установленных осях, установлены два одинаковых диска специальной конструкции, внешний вид которых может отличаться от предложенного варианта, однако на любом варианте форма внутренней полости корпуса устройства должна соответствовать форме внешних габаритов дисков.3. The device according to paragraph 1, inside the case of which, on two perpendicularly mounted axes, two identical disks of a special design are installed, the appearance of which may differ from the proposed option, however, in any case, the shape of the internal cavity of the device case must correspond to the shape of the external dimensions of the disks.
4. Устройство по любому предложенному пункту, в которой к осям дисков подключен синхронный привод, который может быть как механическим, так и другим известным синхронным приводом.4. The device according to any proposed item, in which a synchronous drive is connected to the axes of the disks, which can be either a mechanical or other known synchronous drive.
5. Устройство по любому предыдущему пункту, в которой зубчатое зацепление радиальных периметров дисков косое.5. The device according to any preceding paragraph, in which the gearing of the radial perimeters of the disks is oblique.
6. Устройство по любому предыдущему пункту, в которой при вращении дисков они синхронно взаимодействуют между собой и корпусом механизма, причем, двигаясь по кругу, образованные на дисках периметром большего радиуса сегменты диска 10 и рабочие полости 11, соответствующие форме поперечного сечения полости корпуса устройства, образуют своим контуром кольцевые пересекающиеся под прямым углом тоннели. 6. The device according to any preceding paragraph, in which, when the disks rotate, they synchronously interact with each other and the mechanism body, moreover, moving in a circle, disk segments 10 and working cavities formed on the disks with a perimeter of a larger radius, corresponding to the cross-sectional shape of the cavity of the device body, they form circular tunnels intersecting at right angles.
7. Устройство по пункту 6, в которой сегменты диска 10 и промежутки между ними 11 имеют одинаковую радиальную длину и при синхронном вращении валов сегменты одного диска совпадают с промежутками рабочей полости второго диска и наоборот.7. The device according to paragraph 6, in which the segments of the disk 10 and the gaps between them 11 have the same radial length and with synchronous rotation of the shafts the segments of one disk coincide with the gaps of the working cavity of the second disk and vice versa.
8. Устройство по пункту 6 или 7, в которой торцы рабочих секторов имеют скос в 45 градусов и одну ориентацию скоса для обоих дисков, что позволяет при вращении сближаться рабочим фрагментам обоих дисков на минимально допустимое расстояние. 8. The device according to paragraph 6 or 7, in which the ends of the working sectors have a bevel of 45 degrees and one bevel orientation for both disks, which allows rotation of the working fragments of both disks to approach the minimum allowable distance.
PCT/LV2006/000003 2005-03-18 2006-03-20 Hydromechanical device WO2006098610A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-05-35 2005-03-18
LV050035A LV13422B (en) 2004-09-09 2005-03-18 Hydromechanical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006098610A1 true WO2006098610A1 (en) 2006-09-21

Family

ID=36991938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/LV2006/000003 WO2006098610A1 (en) 2005-03-18 2006-03-20 Hydromechanical device

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2006098610A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1279035A (en) * 1961-02-03 1961-12-15 Improvements made to rotary piston machines, more specifically to internal combustion engines with rotary pistons
GB937265A (en) * 1960-02-24 1963-09-18 John Paine Renshaw Improvements in rotary motors and pumps
FR2213687A5 (en) * 1973-01-05 1974-08-02 Montagne Thierry
RU2044893C1 (en) * 1992-11-06 1995-09-27 Юрий Михайлович Макушенко Rotary piston machine
GB2342397A (en) * 1998-10-06 2000-04-12 James Wolfe Macconn Kilpatrick Rotary pump or engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB937265A (en) * 1960-02-24 1963-09-18 John Paine Renshaw Improvements in rotary motors and pumps
FR1279035A (en) * 1961-02-03 1961-12-15 Improvements made to rotary piston machines, more specifically to internal combustion engines with rotary pistons
FR2213687A5 (en) * 1973-01-05 1974-08-02 Montagne Thierry
RU2044893C1 (en) * 1992-11-06 1995-09-27 Юрий Михайлович Макушенко Rotary piston machine
GB2342397A (en) * 1998-10-06 2000-04-12 James Wolfe Macconn Kilpatrick Rotary pump or engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2284424C1 (en) Internal gearing rotary machine
US6607371B1 (en) Pneudraulic rotary pump and motor
RU2006119771A (en) VOLUME ROTARY MACHINE
EP2699821B1 (en) Rotors formed using involute curves
US9777729B2 (en) Dual axis rotor
US6494698B2 (en) Rotary piston machine having cycloid teeth
CN103423150A (en) Rotor fluid mechanical transfiguration mechanism
WO2006098610A1 (en) Hydromechanical device
JP6166483B2 (en) Rotary motor with gear transmission using compression medium drive
RU2468209C2 (en) Rotary engine operating on compressed medium
KR100551525B1 (en) Rotary piston machine
RU2373400C2 (en) Double-auger unit of movable working chambers of mechanical compression or using pressure of liquid and/or gaseous working body, method of producing spherical helical wall of spherical auger of double-auger unit
CN109915371B (en) Non-equiangular meshed rotary vane type variable-capacity mechanism
EP1709310B1 (en) Improvements in intersecting vane machines
WO2005005836A1 (en) Volume screw machine of rotary type
GB2115490A (en) Rotary positive-displacement fluid-machines
RU2357097C2 (en) Rotor-piston pump-compressor
RU2199668C1 (en) Positive displacement machine
CN210422767U (en) Energy conversion device based on fluid volume change
US2590751A (en) Flat rotary pump
CN202597086U (en) Mechanical rotor fluid capacity variable mechanism
KR100196920B1 (en) A dual pump for compressor and motor
CN210422765U (en) Energy conversion device based on fluid volume change
US9714573B2 (en) Rotor mechanism
CN113738648B (en) Semicircular arc compressor cylinder assembly and compressor thereof

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06732917

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1