ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА ОБЪЕМНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ ЛАПШИНА

Полезная модель относится к гидравлическим машинам, работающим от воздействия давления жидкой среды и может быть использована для привода генераторов тока и других механизмов, а также в качестве водоподающих насосов пневматических двигателей и компрессоров.
Известна гидравлическая машина объемного вытеснения, содержащая корпус с рабочим телом, выполненный в виде неподвижного полого цилиндра с входным и выходным отверстиями, вращающийся поршень, установленный внутри корпуса и образующий с внутренней поверхностью корпуса замкнутые изменяемые объемы, ограниченные подпружиненными пластинами, помещенными в сквозной диаметральной прорези поршня. Распирание пружинами пластин обеспечивает плотный контакт последних с внутренней поверхностью корпуса и возможность радиального перемещения. Замкнутые изменяемые объемы периодически соединяются с входным и выходным отверстиями. Геометрическая ось поршня эксцентрична относительно оси корпуса (см. Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросиcтем. - М.: Машиностроение, 1974, с.273-274, рис.92).
Основным недостатком описанной гидравлической машины объемного вытеснения является низкая износостойкость вследствие повышенной силы трения, обусловленной плотным контактированием подпружиненных пластин с внутренней поверхностью корпуса.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является гидравлическая машина объемного вытеснения, содержащая корпус, выполненный в виде обращенных друг к другу сообщающихся полых цилиндрических элементов с входным и выходным отверстиями, установленный вне корпуса редуктор, оси пары шестерен которого кинематически связаны с вращающимися поршнями,
размещенными на валах и образующими с внутренними поверхностями корпуса замкнутые изменяемые объемы, периодически соединяющиеся с входным и выходным отверстиями. Вращающиеся поршни выполнены в виде профилированных элементов, плотно замыкающихся между собой и с внутренними поверхностями корпуса. При направлении вращения поршней навстречу друг другу изменяемый объем, ограниченный поршнями и внутренней поверхностью корпуса с выходящим отверстием, образующий сливную полость, уменьшается, и рабочее тело, а именно, жидкость, из него вытесняется, а изменяемый объем, ограниченный поршнями и внутренней поверхностью корпуса с входным отверстием, образующий нагнетательную полость, увеличивается и рабочее тело в него нагнетается (см. Бащта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. - М.: Машиностроение, 1974, с.364-365, рис.193а).
Основным недостатком гидравлической машины объемного вытеснения, выбранной в качестве прототипа, является повышенная трудоемкость изготовления вследствие сложности производства профилей поршней с требуемой плотностью контакта между ними и с внутренними поверхностями корпуса.
Предлагаемой полезной моделью решается задача снижения трудоемкости изготовления гидравлической машины объемного вытеснения.
Для достижения этого технического результата в гидравлической машине объемного вытеснения Лапшина, содержащей корпус, выполненный в виде обращенных один к другому сообщающихся полых цилиндрических элементов с входным и выходным отверстиями, установленный вне корпуса редуктор, оси шестерен которого кинематически связаны с вращающимися поршнями, размещенными на валах и образующими с внутренними поверхностями корпуса замкнутые изменяемые объемы, периодически соединяющиеся с входным и выходным отверстиями, вращающиеся поршни выполнены в виде плоских пластин, установленных одна в другой с возможностью
телескопического перемещения и соединенных с цилиндрическими втулками, расположенными на валах, установленных в отверстиях введенных в устройство плоских шайб. Валы, установлены асимметрично в одном направлении относительно общих осей шестерен и плоских шайб. Плоские пластины могут быть установлены одна в другой жестко, при этом шестерни редуктора расположены на осях эксцентрично.
Признаки, характеризующие выполнение вращающихся поршней в виде плоских пластин, установленных одна в другой телескопически и соединенных цилиндрическими втулками, расположенными на валах асимметрично относительно осей шестерен и осей плоских шайб, кооксиальных с осями шестерен, обуславливают упрощение конструкции гидравлической машины за счет использования стандартных комплектующих составляющих, что снижает трудоемкость ее изготовления.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена гидравлическая машина объемного вытеснения, продольный разрез; на фиг.2 показан разрез по линии А-А фиг.1 при установке плоских пластин одна в другой с возможностью телескопического перемещения; на фиг.3 - вид Б фиг.2; на фиг.4 изображена гидравлическая машина объемного вытеснения, продольный разрез, при эксцентричном размещении шестерни редуктора на своей оси; на фиг.5 показан разрез по линии В-В фиг.4 при установке плоских пластин одна в другой жестко, во время поворота поршней относительно продольной оси симметрии гидравлической машины.
Дополнительно на фиг.2 и 5 обозначены стрелками направления вращения плоских шайб, в отверстиях которых установлены валы, связанные с цилиндрическими втулками вращающихся поршней.
Гидравлическая машина объемного вытеснения Лапшина содержит корпус 1, выполненный в виде обращенных один к другому параллельных сообщающихся полых цилиндрических элементов 2 и 3, в качестве которых могут быть использованы барабаны, закрытые с торцов крышками 4 и 5. Цилиндрические
элементы 2 и 3 сообщаются окнами 6 и 7, которые в свою очередь сообщаются с входным и выходным отверстиями, снабженными патрубками 8 и 9 соответственно для впуска и выпуска рабочего тела, а именно, жидкости.
В корпусе 1 расположены вращающиеся поршни, выполненные в виде плоских пластин 10 и 11, установленных одна в другой с возможностью телескопического перемещения (фиг.2) и соединенных на концах с цилиндрическими втулками 12 и 13, размещенными на валах 14 и 15. Вал 14 помещен внутри цилиндрического элемента 2, а вал 15 помещен внутри цилиндрического элемента 3. Концы плоских пластин 10 и 11, соединенные с втулками 12 и 13, снабжены утолщениями 16 и 17, перекрывающими окна 6 и 7 при вращении поршней.
В отверстии 18 крышки 5 и в отверстии 19 в подшипниках 20 крышки 21 корпуса 22 редуктора, установленного вне корпуса 1, размещена общая ось 23 шестерни 24 редуктора и плоской шайбы 25. В отверстии 26 крышки 5 и в отверстии 27 в подшипниках 20 крышки 21 корпуса 22 редуктора размещена общая ось 28 шестерни 29 редуктора и плоской шайбы 30. Таким образом, оси 23 и 28 представляют собой элементы, жестко соединяющие оси шестерни 24 и плоской шайбы 25, а также оси шестерни 29 и плоской шайбы 30. Редуктор состоит из шестерен 24 и 29, кинематически связанных межу собой.
Наружный торец оси 28 снабжен заглушкой 31, а наружный торец оси 23 снабжен фланцем 32.
Валы 14 и 15 установлены в отверстиях плоских шайб 25 и 30 внутри цилиндрических элементов 2 и 3 соответственно. При этом вал 14 установлен асимметрично в одном направлении относительно общей оси 28 шестерни 29 и плоской шайбы 30, а вал 15 установлен асимметрично в одном направлении относительно общей оси 23 шестерни 24 и плоской шайбы 25.
Установка плоских пластин 10 и 11 одна в другой с возможностью телескопического перемещения (фиг.1, 2) позволяет работать гидромашине с переменным расстоянием между центрами кривошипов.
Установка плоских пластин 10 и 11 одна в другой жестко при эксцентричном размещении шестерен 24 и 29 редуктора на осях 23 и 28 таким образом, чтобы расстояние между осями валов 14 и 15 оставалось постоянным при вращении шестерен 24 и 29 (фиг.3, 4), позволяет работать образованной монолитной лопасти без дополнительного трения в месте телескопического соединения, предельно упрощая устройство лопасти и увеличивая ее износостойкость.
Вращающиеся поршни, выполненные в виде плоских пластин 10 и 11 с цилиндрическими втулками 12 и 13, шарнирно установленными на валах 14 и 15, перегораживая цилиндрические элементы 2 и 3 с окнами 6 и 7, образуют с внутренними поверхностями корпуса 1 замкнутые изменяемые объемы. Нагнетательная полость 31 представляет собой изменяемый объем, ограниченный вращающимися поршнями, внутренней поверхностью корпуса 1 и входным отверстием с патрубком 8, а сливная полость 32 представляет собой изменяемый объем, ограниченный вращающимися поршнями, внутренней поверхностью корпуса 1 и выходным отверстием с патрубком 9.
Плоская шайба 25 с валом 15, установленным в ее отверстии и плоская шайба 30 с валом 14, установленным в ее отверстии, выполняют функции кривошипов, валы 14 и 15 - функции шеек кривошипов, плоские пластины 10 и 11, соединенные с цилиндрическими втулками 12 и 13 - функции лопастей со ступицами.
Гидравлическая машина объемного вытеснения Лапшина работает следующим образом.
В режиме работы гидравлического двигателя под воздействием рабочего тела в нагнетательной полости 31 на плоские пластины 10 и 11, соединенные с цилиндрическими втулками 12 и 13, оказывается давление, и они совершают
вращение в направлении, указанном стрелкой в цилиндрическом элементе 2. При этом плоскими пластинами 10 и 11, соединенными с цилиндрическими втулками 12 и 13, совершается 8-ми образный рабочий ход, но так как плоская шайба 30 с валом 14 и плоская шайба 25 с валом 15 взаимосвязаны плоскими пластинами 10 и 11 и шестернями 24, 29 редуктора, то плоская шайба 25 с валом 15 совершает вращение в направлении, указанном стрелкой в цилиндрическом элементе 3.
Вращаясь в разные стороны, плоская шайба 25 на валу 15 и плоская шайба 30 на валу 14, скользящие по внутренним поверхностям корпуса 1 обводят посредством валов 14 и 15 цилиндрические втулки 12 и 13, соединенные с плоскими пластинами 10 и 11. Плоские пластины 10 и 11, соединенные с цилиндрическими втулками 12 и 13, поворачиваясь, в моменты прохождения окон 6 и 7, перекрывают их утолщениями 16 и 17 втулок 12 и 13, а после прохождения окон 6 и 7 открывают их в сторону сливной полости 32, сбрасывая в последнюю рабочее тело.
При дальнейшем вращении плоской шайбы 30 на валу 14 и плоской шайбы 25 на валу 15 окна 6 и 7 открываются к нагнетательной полости 31 и рабочее тело начинает давить посредством плоских пластин 10 и 11, соединенных с цилиндрическими втулками 12 и 13 на плоскую шайбу 25 с валом 15, плавно переводя давление на плоскую шайбу 30 на валу 14 и наоборот попеременно. Таким образом осуществляется расход рабочего тела порциями, а не сплошным потоком, как например, в гидротурбинах.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет снизить трудоемкость изготовления гидравлической машины путем упрощения ее конструкции и обеспечивает высокий КПД, экономно расходуя рабочее тело.