ПОДАВАТЕЛЬ ШНЕКОВЫЙ
SCREW FEEDER

Изобретение относится к области силовых установок и двигателей, использующих сферические тела - шарики в качестве рабочих тел.
Перед автором стояла задача создать механизм для подачи по трубопроводным магистралям шариков, обладающих механической энергией в рабочие камеры исполнительных механизмов, имеющих в своих корпусах и крышках большое количество впускных отверстий для воздействия на их рабочие органы с целью совершения ими работы.
Из уровня техники известно подъемное устройство, использующее шарики в качестве рабочих тел и содержащее цилиндр с закрепленным на штоке поршня рабочим органом, а подпоршневая полость которого трубкой через подающий механизм соединена с бункером, наполненным шариками (SU 509524 А (ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ), 07.04.1976, B66F 11/00).
В известном устройстве механизм подачи шариков содержит приводной двигатель, на выходных валах которого смонтированы звездочки, входящие в прорези соединительной трубки и расположенные симметрично относительно ее продольной плоскости. Шарики из бункера под действием собственного веса поступают к звездочкам привода, после включения которого звездочки проталкивают шарики в цилиндр. Последние создают в цилиндре необходимое объемное давление. Рабочий орган поднимается. При выключении двигателя зубья звездочек перекрывают трубку, обеспечивая фиксацию рабочего органа в необходимом положении. Опускание рабочего органа производится реверсированием двигателя. Недостатками известного устройства являются то, что механизм подачи шариков работает только с одним потоком шариков и, как следствие, - низкая производительность, длительное время срабатывания и невысокий к.п.д.
Известно устройство для сборки двухрядных подшипников, имеющее узлы принудительной подачи шариков в гнезда сепараторов (RU 2097615 С1, 27.11.1997, F16C 43/04).
В известном устройстве узел принудительной подачи шариков выполнен в виде цилиндрической обоймы с глухим торцом. На внутренней стенке обоймы выполнены сквозные каналы полукруглой формы с диаметром, соответствующим применяемым шарикам. Каналы заканчиваются отверстиями в глухом торце обоймы. Внутри обоймы размещен шнек, имеющий винтовую канавку полукруглого профиля с диаметром, соответствующим диаметру применяемых шариков. Шнек связан с приводом, который вращает его. Шарики, поступающие из бункера через отверстия в крышке, закрывающей обойму с открытого торца, по каналам стенки обоймы продвигаются к глухому торцу под воздействием стенок винтовой канавки вращающегося шнека и подаются в гнезда сепаратора подшипника через отверстия глухого торца. Взято за прототип.
Для решения поставленной задачи недостатком известного устройства является невозможность присоединения подводящих и отводящих трубопроводных магистралей для подачи и отвода шариков.
Предлагаемый подаватель предназначен для подачи по трубопроводным магистралям шариков, обладающих механической энергией, используемых в качестве рабочих тел в соответствующих исполнительных механизмах, в рабочие камеры исполнительных механизмов для совершения работы, содержащий корпус с крышкой, в которых выполнены сквозные каналы для прохода шариков, шнек, установленный в корпусе и крышке, привод, вращающий шнек, отличающийся тем, что привод выполнен реверсивным для удаления отработавших шариков из нерабочих камер исполнительных механизмов, шнек выполнен в виде цилиндра переменного диаметра, на цилиндрической части большего диаметра выполнена как минимум одна винтовая канавка полукруглого профиля с диаметром, равным диаметру перемещаемых шариков, а на цилиндрических частях меньшего диаметра по обе стороны от цилиндрической части большего диаметра установлены подшипниковые узлы, при этом на внешних концах каналов для прохода шариков в корпусе и крышке выполнены оборудованные места для присоединения трубопроводных магистралей подвода и отвода шариков.
На Фиг. 1 показан продольный разрез подавателя. Подаватель состоит из корпуса 1, крышки 2 и шнека 3, установленного в подшипниковых узлах корпуса, и крышки. Корпус 1 и крышка 2 стянуты между собой крепежными элементами, предпочтительно болтовыми.
Корпус имеет преимущественно цилиндрический вид. По внешнему краю корпус имеет фланец с отверстиями для крепления подавателя по месту установки. Корпус в центре имеет преимущественно цилиндрический выступ, вставляемый в соответствующее углубление крышки 2. В центре выступа находится цилиндрическое углубление для размещения в нем шнека, углубление для установки подшипникового узла и отверстие для выхода вала шнека. В стенке отверстия для выхода вала имеется канавка для установки уплотнения. Для прохода шариков по краю выступа организованы сквозные каналы круглого сечения с диаметрами, соответствующими диаметрам применяемых шариков. Центры каналов располагаются на окружности диаметром, равным диаметру углубления для размещения шнека. На внешних концах каналы имеют организованные места для присоединения трубопроводных магистралей подвода и отвода шариков. С внешней стороны корпус имеет цилиндрический выступ, являющийся оправкой для установки подавателя по месту применения. По краю выступа располагаются отверстия под крепежные элементы для крепления крышки 2.
Крышка 2 имеет преимущественно цилиндрический вид. По внешнему краю крышка имеет фланец с отверстиями для соединения с корпусом 1 с помощью крепежных элементов. В центре крышка имеет цилиндрическое углубление для вставки выступа корпуса 1, углубление для установки подшипникового узла и отверстие для выхода вала шнека. В стенке отверстия для выхода вала имеется канавка для установки уплотнения. Для прохода шариков в крышке организованы сквозные каналы круглого сечения с диаметрами, соответствующими диаметрам применяемых шариков. Каналы расположены напротив соответствующих каналов корпуса 1. На внешних концах каналы имеют организованные места для присоединения трубопроводных магистралей для подвода и отвода шариков.
Каналы для прохода шариков в корпусе 1 и крышке 2 должны находиться строго напротив друг друга
Шнек 3 имеет вид цилиндра переменного диаметра. На цилиндрической части большего диаметра находится как минимум одна винтовая канавка полукруглого профиля с диаметром, равным диаметру перемещаемых шариков. На цилиндрические части меньшего диаметра по обе стороны от цилиндрической части большего диаметра установлены подшипниковые узлы.
Корпус, крышка и шнек изготавливаются из прочных и износостойких материалов (различные стали, сплавы, металлы, композитные материалы и др.).
На Фиг. 2 изображен поперечный разрез подавателя.
Осуществление изобретения
Для нормальной работы предлагаемый подаватель должен иметь реверсивный привод, создающий крутящий момент. Привод вращает шнек, который захватывает поступающие по каналам в крышке 2 шарики и, воздействуя на них задней стенкой полукруглой винтовой канавки, продвигает их по аналогичным каналам корпуса 1 и выталкивает в трубопроводные магистрали, уже заполненные шариками, соединяющие подаватель с рабочими камерами исполнительных механизмов. Воздействуя через находящиеся спереди шарики на рабочий орган исполнительного механизма, передают ему механическую энергию, полученную от вращающегося шнека. Рабочий орган исполнительного механизма, меняя положение, совершает работу. Поскольку воздействие стенки винтовой канавки шнека на шарики происходит по касательной линии, то возникает «эффект призматического клина», что приводит к значительному возрастанию передаваемой шарикам механической энергии. На поперечном разрезе (Фиг. 2) видно, что шарики, находящиеся в каналах, расположенных внутри сектора α, одновременно воздействуют на рабочий орган исполнительного механизма, с которым подаватель соединен трубопроводными магистралями. Таким образом, общее количество механической энергии, одновременно передаваемой подавателем, складывается из механических энергий шариков, находящихся в каналах, расположенных в секторе α. Отвод шариков из нерабочих камер исполнительных механизмов происходит переключением привода подавателя в реверсивный режим.
Таким образом, обеспечивается технический результат применения данного изобретения, а именно:
- придание используемым в качестве рабочих тел шарикам механической энергии для совершения работы соответствующими исполнительными механизмами;
- подача по соединительным трубопроводным магистралям шариков, обладающих механической энергией, в рабочие камеры исполнительных механизмов для совершения работы;
- отвод отработавших шариков из нерабочих камер исполнительных механизмов, препятствующих нормальной работе этих механизмов, в бункеры-накопители или возвращение их в работу, придав им механическую энергию.