[go: up one dir, main page]

PL236310B1 - Rotary vane hydraulic element - Google Patents

Rotary vane hydraulic element Download PDF

Info

Publication number
PL236310B1
PL236310B1 PL418871A PL41887116A PL236310B1 PL 236310 B1 PL236310 B1 PL 236310B1 PL 418871 A PL418871 A PL 418871A PL 41887116 A PL41887116 A PL 41887116A PL 236310 B1 PL236310 B1 PL 236310B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rotor
stator
space
hydraulic
rotation
Prior art date
Application number
PL418871A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL418871A1 (en
Inventor
Sławomir Żuławski
Original Assignee
Zulawski Slawomir
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
Application filed by Zulawski Slawomir filed Critical Zulawski Slawomir
Priority to PL418871A priority Critical patent/PL236310B1/en
Priority to PCT/PL2017/000090 priority patent/WO2018063011A1/en
Priority to JP2019537739A priority patent/JP2019534422A/en
Priority to EP17787664.6A priority patent/EP3519678A1/en
Publication of PL418871A1 publication Critical patent/PL418871A1/en
Priority to US16/293,935 priority patent/US20190211818A1/en
Publication of PL236310B1 publication Critical patent/PL236310B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/02Rotary-piston machines or pumps of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C2/063Rotary-piston machines or pumps of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • F04C2/07Rotary-piston machines or pumps of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having crankshaft-and-connecting-rod type drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • F01C1/07Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having crankshaft-and-connecting-rod type drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/10Stators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/50Bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest element hydrauliczny obrotowo łopatkowy, którego korpus, mający wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną w kształcie bryły toroid (toroidalną) o osi obrotu (X - X), jest podzielony płaszczyzną (A - A), przechodzącą przez tę przestrzeń prostopadle do osi obrotu (X - X), a w przypadku przestrzeni w kształcie toroida kołowego (torusa) - płaszczyzną (A - A), przechodzącą przez środek koła opisującego tę przestrzeń na część ruchomą (1.1) (rotor) i część stacjonarną (1.2) (stator). Obydwie części korpusu są zespolone dwoma pierścieniami (1.7a i 1.7b), przymocowanymi koncentrycznie po obu stronach przestrzeni hydraulicznej do krawędzi jednej części korpusu i zachodzącymi promieniowo na drugą część, tworząc z obiema częściami korpusu dwa koncentryczne łożyska wieńcowe, utrzymujące rotor i stator w jednym położeniu osiowo promieniowym względem siebie i umożliwiające rotorowi obracanie się względem statora wokół wspólnej osi obrotu (X - X). W wewnętrznej przestrzeni znajdują się łopatki (1.11a i 1.11b) o przekroju tej przestrzeni, przymocowane na przemian do rotora i statora, dzielące tę przestrzeń na oddzielne komory hydrauliczne. Dzięki możliwości obracania się rotora względem statora, razem z przymocowanymi łopatkami, zgłaszany wynalazek może być zastosowany na przykład jako siłownik obrotowy, różnego rodzaju zawór, pompa lub jeszcze inny element funkcyjny.The subject of the invention is a rotary-vane hydraulic element, the body of which, having an internal hydraulic space in the shape of a toroidal solid (toroidal) with an axis of rotation (X - X), is divided by a plane (A - A) passing through this space perpendicularly to the axis of rotation (X - X), and in the case of a space in the shape of a circular toroid (torus) - by a plane (A - A) passing through the center of the circle describing this space into a moving part (1.1) (rotor) and a stationary part (1.2) (stator). Both body parts are joined by two rings (1.7a and 1.7b), attached concentrically on both sides of the hydraulic space to the edges of one body part and radially overlapping the other part, forming with both body parts two concentric slewing bearings, maintaining the rotor and stator in one axial-radial position relative to each other and enabling the rotor to rotate relative to the stator around a common axis of rotation (X - X). The internal space contains vanes (1.11a and 1.11b) with a cross-section of this space, attached alternately to the rotor and stator, dividing this space into separate hydraulic chambers. Thanks to the ability of the rotor to rotate relative to the stator, together with the attached vanes, the claimed invention can be used, for example, as a rotary actuator, various types of valve, pump, or other functional element.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Wynalazek dotyczy elementu hydraulicznego obrotowo łopatkowego do zastosowania głównie w układach hydraulicznych jako siłownik obrotowy, różnego rodzaju zawór, pompa wyporowa lub jeszcze inny element funkcyjny, wtedy gdy ruchoma część korpusu w postaci rotora danego elementu ma wykonywać ruch obrotowo zwrotny o ograniczonym kącie obrotu względem stałej części korpusu w postaci statora.The invention relates to a rotary vane hydraulic element for use mainly in hydraulic systems as a rotary actuator, various types of valve, displacement pump or yet another functional element, when the movable part of the rotor body of a given element is to perform a rotationally reciprocating movement with a limited rotation angle relative to the fixed part. body in the form of a stator.

Z opisu TW436579 znany jest silnik wykonujący ruch obrotowo zwrotny mający wewnętrzną toroidalną przestrzeń, w której poruszają się tłoki przymocowane poprzez tłoczyska i części pośrednie do rotoru. W tym wynalazku toroidalna przestrzeń jest utworzona przez stator złożony z kilku części przymocowanych do siebie i nieruchomych wobec siebie.From TW436579, a rotary-reciprocating engine is known having an internal toroidal space in which the pistons attached via piston rods and intermediate parts to the rotor move. In this invention, the toroidal space is formed by a stator composed of several parts attached to each other and stationary against each other.

Z opisu DE19523736 znany jest silnik wykonujący ruch obrotowo zwrotny mający wewnętrzną toroidalną przestrzeń, w której poruszają się tłoki przymocowane poprzez tłoczyska i części pośrednie do rotoru. W tym wynalazku toroidalna przestrzeń jest utworzona przez cylindry złożone z kilku części przymocowanych do siebie i nieruchomych wobec siebie.DE19523736 discloses a rotary-reciprocating engine having an internal toroidal space in which the pistons, which are attached to the rotor via piston rods and intermediate parts, move. In this invention, the toroidal space is formed by cylinders composed of several parts attached to each other and stationary against each other.

Z opisu US5823092 znany jest siłownik obrotowo zwrotny, w którym stator i rotor razem ograniczają wewnętrzną toroidalną przestrzeń, w której znajduje się łopatka przymocowana do rotoru. W tym wynalazku podział między rotorem i statorem jest dokonany powierzchnią walcową o osi obrotu pokrywającej się z osią obrotu rotoru siłownika.From US5823092 there is known a rotary-reciprocating actuator in which the stator and the rotor together define an internal toroidal space containing a blade attached to the rotor. In this invention, the division between the rotor and the stator is made by a cylindrical surface with an axis of rotation coinciding with the axis of rotation of the actuator rotor.

Stan techniki pokazano na rysunku - fig. 6 i 7, oraz opisano poniżej. Znane siłowniki hydrauliczne obrotowo łopatkowe mają korpus (obudowę) składający się z podstawy, korpusu cylindrycznego, pokrywy oraz piasty obrotowej. Części te ograniczają wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną określoną jako toroid prostokątny, czyli bryła utworzona przez obrót prostokąta wokół osi obrotu X-X, leżącej w płaszczyźnie tego prostokąta i nieprzecinającej go. Korpus cylindryczny, zwany również statorem, razem z podstawą i pokrywą, tworzy część zewnętrzną korpusu siłownika, która jest w większości konstrukcji częścią stacjonarną, niewykonującą żadnego ruchu. Piasta obrotowa tworzy część wewnętrzną korpusu siłownika, zwaną również rotorem, bo jest to w większości przypadków część ruchoma, wykonująca ruch obrotowo zwrotny. W konstrukcji tego siłownika istotne jest to, że korpus jest podzielony na część ruchomą (rotor) i część stacjonarną (stator) powierzchnią walcową przechodzącą przez korpus równolegle do osi obrotu X-X. Podstawa w większości konstrukcji jest wykonana jako jedna część z korpusem cylindrycznym. Piasta obrotowa (rotor) jest osadzona bezpośrednio na wale na połączenie stożkowo wpustowe i zamocowana za pomocą nakrętki, aby przekazać na wał moment i ruch obrotowy. Kolejne części składowe omawianego siłownika to łopatki ruchome i łopatki nieruchome o przekroju wewnętrznej przestrzeni hydraulicznej przymocowane na przemian odpowiednio do piasty obrotowej (rotora) i korpusu cylindrycznego (statora). W większości konstrukcji łopatki nieruchome są przymocowane do korpusu cylindrycznego (statora) za pomocą śrub. Łopatki ruchome mogą być również przymocowane śrubami lub wykonane jako jedna część z piastą obrotową (rotorem), jak to jest również w omawianym przykładzie. Ilość łopatek może być od jednej do kilku. W omawianym rozwiązaniu są zainstalowane na przemian po dwie łopatki ruchome i po dwie łopatki nieruchome, dzieląc wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną na cztery komory hydrauliczne. Pokrywa jest przymocowana do korpusu cylindrycznego (statora) za pomocą śrub. Podstawa jest przymocowana do fundamentu za pomocą śrub. Między piastą (rotorem) a pokrywą i podstawą znajduje się odpowiednio łożysko promieniowe górne, łożysko promieniowe dolne i łożysko osiowe, zwane również oporowym. Łopatki są wyposażone w uszczelki służące do uszczelnienia komór hydraulicznych między łopatkami. Między pokrywą a piastą obrotową (rotorem) oraz między podstawą a wałem znajdują się uszczelki przestrzeni hydraulicznej, odpowiednio: górna i dolna, służące do uszczelnienia całej przestrzeni hydraulicznej od otoczenia. Wtłaczanie oleju hydraulicznego lub innego czynnika pompą przez rozdzielacz, a następnie przewodami do odpowiednich komór hydraulicznych, powoduje ruch obrotowy łopatek ruchomych wraz z piastą obrotową (rotorem) i z przymocowanym do niej wałem wokół osi obrotu X-X, podczas gdy podstawa, korpus cylindryczny (stator) i pokrywa pozostają nieruchome. Przy pokazanym położeniu rozdzielacza, pompa będzie tłoczyła czynnik przewodem do wskazanych komór hydraulicznych, co będzie powodowało obrót łopatek ruchomych i piasty obrotowej (rotoru) wraz z przymocowanym do niej wałem zgodnie z ruchem ws kazówek zegara względem statora. Natomiast z przeciwległych komór hydraulicznych czynnik będzie tłoczony łopatkami ruchomymi przez przewód i rozdzielacz do zbiornika. Siłownik hydrauliczny obrotowo łopatkowy, jak opisano powyżej, jest stosowany na przykład do zaworów motylkowych i w maszynach sterowych.The prior art is shown in Figures 6 and 7 and described below. Known rotary vane hydraulic actuators have a body (housing) consisting of a base, a cylindrical body, a cover and a rotary hub. These parts delimit an internal hydraulic space defined as a rectangular toroid, that is, a solid formed by the rotation of the rectangle about the axis of rotation X-X, lying in the plane of the rectangle and not intersecting it. The cylindrical body, also known as the stator, together with the base and cover form the outer part of the actuator body, which is mostly a stationary part with no movement. The rotating hub forms the internal part of the actuator body, also called the rotor, because in most cases it is a movable part that performs a rotary-reciprocal motion. In the construction of this actuator, it is important that the body is divided into a movable part (rotor) and a stationary part (stator) by a cylindrical surface passing through the body parallel to the axis of rotation X-X. The base, in most designs, is made in one piece with a cylindrical body. The rotating hub (rotor) is seated directly on the shaft on a conical keyed connection and secured with a nut to transmit torque and rotational movement to the shaft. The next components of the discussed actuator are movable blades and fixed blades with a cross-section of an internal hydraulic space, attached alternately to the rotating hub (rotor) and cylindrical body (stator), respectively. In most designs, fixed blades are attached to a cylindrical body (stator) with screws. The movable vanes can also be bolted on or made in one piece with a rotating hub (rotor), as is also the case in this example. The number of paddles can vary from one to several. In the discussed solution, two movable blades and two fixed blades are installed alternately, dividing the internal hydraulic space into four hydraulic chambers. The cover is attached to the cylindrical body (stator) with screws. The base is attached to the foundation with screws. Between the hub (rotor) and the cover and the base are respectively the upper radial bearing, the lower radial bearing, and the axial bearing, also called the thrust bearing. The vanes are fitted with gaskets to seal the hydraulic chambers between the vanes. Between the cover and the rotating hub (rotor), and between the base and the shaft, there are seals for the hydraulic space, respectively: upper and lower, used to seal the entire hydraulic space from the environment. Forcing hydraulic oil or another medium with a pump through the distributor, and then through conduits to the appropriate hydraulic chambers, causes the rotational movement of the movable blades together with the rotary hub (rotor) and the shaft attached to it around the XX rotation axis, while the base, cylindrical body (stator) and the cover remains stationary. With the manifold position shown, the pump will pump the medium through the conduit to the indicated hydraulic chambers, which will cause the rotation of the movable vanes and the rotating hub (rotor) with the shaft attached to it, clockwise relative to the stator. On the other hand, from opposite hydraulic chambers the medium will be pumped with movable blades through the conduit and the distributor to the tank. A rotary vane hydraulic actuator as described above is used, for example, for butterfly valves and in steering machines.

PL 236 310 B1PL 236 310 B1

Wynalazek dotyczy elementu hydraulicznego obrotowo łopatkowego, mającego korpus podzielony na część ruchomą w postaci rotora i część stacjonarną w postaci statora, które razem ograniczają wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną w kształcie bryły toroid (toroidalną) o osi obrotu X-X. Rotor obraca się wokół tej samej osi obrotu X-X wobec statora przymocowanego do fundamentu. Łopatki znajdujące się wewnątrz korpusu są przymocowane odpowiednio do rotora i statora.The invention relates to a rotary vane hydraulic element having a body divided into a movable rotor part and a stationary stator part which together delimit a toroidal internal hydraulic space with a rotation axis X-X. The rotor rotates about the same X-X axis of rotation with respect to the stator attached to the foundation. The vanes inside the body are attached to the rotor and stator respectively.

Według wynalazku korpus elementu jest podzielony płaszczyzną A-A, przechodzącą przez wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną prostopadle do osi obrotu X-X, a w przypadku przestrzeni w kształcie toroida kołowego (torusa) - płaszczyzną A-A przechodzącą przez tę przestrzeń prostopadle do osi obrotu X-X i przez środek koła opisującego tę przestrzeń, na część ruchomą w postaci rotora i część stacjonarną w postaci statora. Części te są zespolone dwoma pierścieniami, przymocowanymi koncentrycznie po obydwu stronach przestrzeni hydraulicznej do krawędzi jednej części korpusu i zachodzącymi promieniowo na drugą część korpusu, tworząc z obiema częściami dwa koncentryczne łożyska wieńcowe. Takie połączenie utrzymuje rotor i stator w jednym położeniu osiowo promieniowym względem siebie i umożliwia rotorowi obracanie się względem statora wokół wspólnej osi obrotu X-X. Dzięki takiemu podziałowi korpusu wewnętrzna przestrzeń hydrauliczna może mieć kształt toroidu kołowego czyli torusa i można zastosować łopatki również o przekroju kołowym, które są bardziej optymalne w porównaniu do łopatek o przekroju prostokątnym. Dzięki wyżej wymienionym korzyściom zgłaszany element hydrauliczny obrotowo łopatkowy z łopatkami o przekroju kołowym, zastosowany np. jako siłownik obrotowy, może wytrzymać większe ciśnienie i osiągnąć lepsze parametry, np. większy moment obrotowy niż w przypadku zastosowania elementu z łopatkami prostokątnymi.According to the invention, the body of the element is divided by a plane AA passing through the internal hydraulic space perpendicular to the axis of rotation XX, and in the case of a toroid-shaped space (torus) - by a plane AA passing through this space perpendicular to the axis of rotation XX and by the center of the circle describing this space, a movable part in the form of a rotor and a stationary part in the form of a stator. These parts are connected by two rings, concentrically attached on both sides of the hydraulic space to the edges of one body part and overlapping radially with the other body part, forming two concentric slewing bearings with both parts. This connection keeps the rotor and stator in one axial radial position with respect to each other and allows the rotor to rotate with respect to the stator about a common X-X rotation axis. Due to such division of the body, the internal hydraulic space can have the shape of a circular toroid, i.e. a torus, and blades with a circular cross-section can be used, which are more optimal compared to blades with a rectangular cross-section. Due to the above-mentioned advantages, the claimed hydraulic rotary vane element with circular blades, used e.g. as a rotary actuator, can withstand higher pressure and achieve better performance, e.g. higher torque than when the element with rectangular blades is used.

Wynalazek został przedstawiony w przykładach i na rysunku, na którym przedstawiono następujące figury i części:The invention is illustrated by examples and the drawing, which shows the following figures and parts:

Figura 1: Ogólny schemat wynalazku w rzucie poziomym - przekrój B-B.Figure 1: General scheme of the invention in plan view - section B-B.

Figura 2: Ogólny schemat wynalazku w rzucie pionowym - przekrój A-A, wraz ze schematem układu hydraulicznego.Figure 2: General diagram of the invention in elevation - section A-A with a diagram of the hydraulic system.

Figura 3: Schemat zgłaszanego wynalazku, w którym obydwie części korpusu: dolną (stator) i górna (rotor), mają po jednej wysuniętej krawędzi bocznej, pozycja 2.1 a i 2.1b.Figure 3: Diagram of the claimed invention, in which both body parts: the lower (stator) and upper (rotor) have one protruding side edge, position 2.1 a and 2.1b.

Figura 4: Schemat zgłaszanego wynalazku, w którym krawędzie boczne są częścią pierścieni oporowych, pozycja 2.2a i 2.2b.Figure 4: Diagram of the claimed invention, in which the side edges are part of the abutment rings, item 2.2a and 2.2b.

Figura 5: Schemat zgłaszanego wynalazku z wewnętrzną toroidalną przestrzenią hydrauliczną o przekroju prostokątnym, pozycja 2.3.Figure 5: Diagram of the claimed invention with an internal toroidal hydraulic space with a rectangular cross section, item 2.3.

Figura 8 i 9: Schemat zastosowania zgłaszanego wynalazku jako zaworu odcinającego.Figure 8 and 9: Schematic view of the application of the present invention as a shut-off valve.

Figura od 10 do 15: Schemat zastosowania zgłaszanego wynalazku jako rozdzielacza hydrauliczne go trójpołożeniowego trójdrogowego.Figure 10 to 15: A diagram of the application of the present invention as a three-position three-way hydraulic distributor.

Figura od 16 do 21: Schemat zastosowania zgłaszanego wynalazku jako rozdzielacza hydraulicznego trójpołożeniowego czterodrogowego.Figure from 16 to 21: Diagram of the application of the present invention as a four-way three position hydraulic distributor.

Figura od 22 do 25: Schemat zastosowania zgłaszanego wynalazku jako zaworu bezpieczeństwa . Figura 26: Schemat zastosowania zgłaszanego wynalazku jako pompy wyporowej obrotowo zwrotnej. Figura 6 i 7: Stan techniki (Fig. 6: Rzut poziomy - przekrój F-F, Fig. 7: Rzut pionowy - przekrój E-E).Figure 22 to 25: Schematic application of the claimed invention as a safety valve. Figure 26: Diagram of the application of the present invention as a rotary displacement pump. Fig. 6 and 7: Prior art (Fig. 6: Plan view - F-F section, Fig. 7: Elevation view - E-E section).

Oznaczenie części:Part designation:

1.1 Górna (ruchoma) część korpusu elementu hydraulicznego obrotowo łopatkowego (rotor)1.1 Upper (movable) part of the rotary vane hydraulic element body (rotor)

1.2 Dolna (stacjonarna) część korpusu elementu hydraulicznego obrotowo łopatkowego (stator)1.2 Lower (stationary) part of the rotary vane hydraulic element body (stator)

1.3 Fundament1.3 Foundation

1.4 Śruby mocujące dolną część 1.2 (stator) do fundamentu 1.31.4 Bolts securing the lower part 1.2 (stator) to the foundation 1.3

1.5 a Krawędź boczna zewnętrzna1.5 a Outside side edge

1.5 b Krawędź boczna wewnętrzna1.5 b Inner side edge

1.6 a Łożysko promieniowe zewnętrzne1.6 a Radial outer bearing

16b Łożysko promieniowe wewnętrzne16b Inner radial bearing

1.7 a Pierścień oporowy zewnętrzny1.7 a Outer thrust ring

1.7 b Pierścień oporowy wewnętrzny1.7 b Inner thrust ring

1.8 Śruby mocujące pierścienie oporowe do krawędzi bocznych1.8 Bolts fastening thrust rings to the side edges

19a Łożysko osiowe dolne zewnętrzne19a Lower outer axial bearing

1.9b Łożysko osiowe dolne wewnętrzne1.9b Lower inner axial bearing

1.10 a Łożysko osiowe górne zewnętrzne1.10 a Upper outer axial bearing

1.10 b Łożysko osiowe górne wewnętrzne1.10 b Upper inner axial bearing

PL 236 310 B1PL 236 310 B1

1.11 a Łopatki ruchome (łopatki rotora)1.11 a Moving vanes (rotor blades)

1.11 b Łopatki nieruchome (łopatki statora)1.11b Fixed blades (stator blades)

1.12 Śruby mocujące łopatki do części korpusu1.12 Bolts securing the blades to the body part

1.13 a, b, c, d Komory hydrauliczne między łopatkami1.13 a, b, c, d Hydraulic chambers between the blades

1.14 a, b Przewody doprowadzające czynnik1.14 a, b Refrigerant supply lines

1.15 Uszczelki łopatek1.15 Vane seals

1.16 a Uszczelka przestrzeni hydraulicznej zewnętrzna1.16 a Outer hydraulic space seal

1.16 b Uszczelka przestrzeni hydraulicznej wewnętrzna1.16 b Internal hydraulic space seal

1.17 Pompa1.17 Pump

1.18 Rozdzielacz1.18 Manifold

1.19 Zbiornik czynnika1.19 Refrigerant tank

1.20 Połączenie suwliwo-wahliwe (jarzmo)1.20 Slide-swing joint (yoke)

1.21 Śruby mocujące połączenie 1.20 do rotora (1.1)1.21 Bolts securing the connection 1.20 to the rotor (1.1)

1.22 Sterownica1.22 Tiller

1.23 Piasta1.23 Hub

1.24 Wał1.24 Shaft

1.25 Nakrętka mocująca piastę 1.23 do wału 1.241.25 Nut for fastening the hub 1.23 to the shaft 1.24

Oznaczenie części na Figurach 6 i 7: Obecny stan techniki:Part designation in Figures 6 and 7: State of the art:

3.1 Podstawa3.1 Basis

3.2 Korpus cylindryczny (stator)3.2 Cylindrical body (stator)

3.3 Pokrywa3.3 Cover

3.4 Piasta obrotowa (rotor)3.4 Rotary hub (rotor)

3.5 Wał3.5 Shaft

3.6 Nakrętka mocująca piastę 3.4 (rotor) do wału 3.53.6 Nut fastening the hub 3.4 (rotor) to the shaft 3.5

3.7 Łopatki ruchome (łopatki rotora)3.7 Movable vanes (rotor blades)

3.8 Łopatki nieruchome (łopatki statora)3.8 Fixed blades (stator blades)

3.9 Śruby mocujące łopatki nieruchome 3.8 do korpusu 3.23.9 Screws fastening fixed blades 3.8 to the body 3.2

3.10 a, b, c, d Komory hydrauliczne między łopatkami3.10 a, b, c, d Hydraulic chambers between the blades

3.11 Śruby mocujące pokrywę 3.3 do korpusu 3.23.11 Screws securing the cover 3.3 to the body 3.2

3.12 Fundament3.12 Foundation

3.13 Śruby mocujące podstawę 3.1 do fundamentu 3.123.13 Bolts securing the base 3.1 to the foundation 3.12

3.14 a Łożysko promieniowe górne3.14 a Top radial bearing

3.14 b Łożysko promieniowe dolne3.14 b Bottom radial bearing

3.15 Łożysko osiowe (oporowe)3.15 Axial (thrust) bearing

3.16 Uszczelki łopatek3.16 Blade seals

3.17 a Uszczelka przestrzeni hydraulicznej górna3.17 a Upper hydraulic space seal

3.17 b Uszczelka przestrzeni hydraulicznej dolna3.17 b Bottom hydraulic space seal

3.18 Pompa3.18 Pump

3.19 Rozdzielacz3.19 Manifold

3.20 a, b Przewody doprowadzające czynnik3.20 a, b Refrigerant supply lines

3.21 Zbiornik czynnika3.21 Refrigerant tank

Przykład ogólny (fig. 1 i 2)General example (fig. 1 and 2)

Korpus zgłaszanego wynalazku, mający wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną w kształcie bryły toroid (toroidalną) o osi obrotu X-X, jest podzielony płaszczyzną A-A, przechodzącą przez tę przestrzeń prostopadle do osi obrotu X-X, a w przypadku przestrzeni hydraulicznej w kształcie toroida kołowego (torusa) - płaszczyzną A-A przechodzącą przez tę przestrzeń prostopadle do osi obrotu X-X i przez środek koła opisującego tę przestrzeń, na część ruchomą 1.1 (rotor) i część stacjonarną 1.2 (stator), które są zespolone dwoma pierścieniami 1.7a i 1.7b przymocowanymi koncentrycznie po obu stronach przestrzeni hydraulicznej do krawędzi jednej części i zachodzącymi promieniowo na drugą część, tworząc z obiema częściami korpusu dwa koncentryczne łożyska wieńcowe, utrzymujące obie części w jednym położeniu osiowo promieniowym i umożliwiające obu częściom obracanie się względem siebie wokół wspólnej osi obrotu X-X.The body of the proposed invention, having a toroidal (toroidal) internal hydraulic space with an XX rotation axis, is divided by a plane AA passing through this space perpendicular to the XX rotation axis, and in the case of a circular toroid shaped hydraulic space by a plane AA passing through through this space perpendicular to the axis of rotation XX and through the center of the circle describing this space, onto the movable part 1.1 (rotor) and stationary part 1.2 (stator), which are joined by two rings 1.7a and 1.7b attached concentrically on both sides of the hydraulic space to the edge of one parts and overlapping radially over the other part, forming with both body parts two concentric slewing bearings, holding both parts in one axially radial position and allowing both parts to pivot relative to each other about a common XX rotation axis.

PL 236 310 B1PL 236 310 B1

Dzięki podziałowi korpusu płaszczyzną A-A, przechodzącą przez wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną prostopadle do osi obrotu X-X, uzyskuje się korpus elementu hydraulicznego składający się z części, które dalej będziemy nazywać: górna część korpusu 1.1 i dolna część korpusu 1.2. W omawianym rozwiązaniu górną część korpusu 1.1 można nazwać rotorem, bo jest to część korpusu wykonująca ruch obrotowy, a dolną część korpusu 1.2 można nazwać statorem, bo jest to część stacjonarna elementu przymocowana do fundamentu 1.3 śrubami 1.4 i niewykonująca żadnego ruchu.Due to the division of the body by the plane A-A, passing through the internal hydraulic space perpendicular to the axis of rotation X-X, the body of the hydraulic element is obtained, consisting of parts, which we will refer to hereinafter: the upper part of the body 1.1 and the lower part of the body 1.2. In the discussed solution, the upper part of the body 1.1 can be called a rotor, because it is the part of the body that performs a rotational movement, and the lower part of the body 1.2 can be called a stator, because it is a stationary part of the element fixed to the foundation 1.3 by bolts 1.4 and does not make any movement.

Jedna z części korpusu, w omawianym rozwiązaniu jest to górna część korpusu 1.1 (rotor), ma wysunięte poza płaszczyznę podziału A-A koncentrycznie po obu stronach przestrzeni hydraulicznej dwie cylindryczne krawędzie boczne: zewnętrzną 1.5a i wewnętrzną 1.5b, które nachodzą wzdłuż osi X-X (osiowo) na dolną część korpusu 1.2. Zgłaszany element można tak zaprojektować, że obydwie części korpusu będą miały po jednej wysuniętej krawędzi bocznej nachodzącej osiowo na drugą część korpusu, co pokazuje fig. 3 na rys. 2, pozycja 2.1 a i 2.1b. Obydwie krawędzie boczne 1.5a i 1.5b tworzą razem z dolną częścią korpusu 1.2 (statorem) dwa łożyska promieniowe: zewnętrzne 1.6a i wewnętrzne 1.6b.One of the parts of the body, in the discussed solution is the upper part of the body 1.1 (rotor), has two cylindrical side edges protruding beyond the division plane AA concentrically on both sides of the hydraulic space: outer 1.5a and inner 1.5b, which overlap along the axis XX (axially) for the lower part of the body 1.2. The claimed element may be so designed that both body parts will have one protruding side edge axially overlapping the other body part, as shown in Fig. 3 in Fig. 2, item 2.1a and 2.1b. Both side edges 1.5a and 1.5b together with the lower part of the body 1.2 (stator) form two radial bearings: outer 1.6a and inner 1.6b.

Kolejne istotne części to dwa pierścienie oporowe: zewnętrzny 1.7a i wewnętrzny 1.7b, przymocowane śrubami 1.8 do wysuniętych krawędzi bocznych 1.5a i 1.5b. Pierścienie oporowe 1.7a i 1.7b, przymocowane koncentrycznie do jednej części korpusu, nachodzą promieniowo na drugą część korpusu, dzięki czemu jedna część korpusu obejmuje drugą część i utrzymuje obydwie części korpusu w tej samej odległości względem siebie wzdłuż osi obrotu X-X. Zgłaszany element można tak zaprojektować, że to pierścienie oporowe będą wykonane z cylindrycznymi krawędziami bocznymi, co pokazuje fig. 4 na rys. 2, pozycja 2.2a i 2.2b. Pierścienie oporowe tworzą z dolną częścią korpusu 1.2 (statorem) dwa łożyska osiowe dolne: zewnętrzne 1.9a i wewnętrzne 1.9b, które przenoszą obciążenia od sił osiowych odpychających obydwie części korpusu, wynikających z ciśnienia panującego wewnątrz elementu, i umożliwiają rotorowi obracanie się względem statora wokół osi obrotu X-X.The next important parts are two support rings: outer 1.7a and inner 1.7b, fixed by screws 1.8 to the protruding side edges 1.5a and 1.5b. The back-up rings 1.7a and 1.7b, concentrically attached to one body part, extend radially over the other body part, so that one body part embraces the other and keeps the two body parts the same distance from each other along the X-X rotation axis. The claimed element can be designed such that the abutment rings will be made with cylindrical side edges, as shown in Fig. 4 in Fig. 2, item 2.2a and 2.2b. The thrust rings together with the lower part of the body 1.2 (stator) form two lower axial bearings: outer 1.9a and inner 1.9b, which bear loads from the axial forces pushing back both parts of the body, resulting from the pressure inside the element, and allow the rotor to rotate in relation to the stator around the axis turnover XX.

Między górną częścią korpusu 1.1 (rotorem) a dolną częścią korpusu 1.2 (statorem), w płaszczyźnie podziału A-A, znajdują się dwa łożyska osiowe górne: zewnętrzne 1.10a i wewnętrzne 1.10b, które przenoszą obciążenia również od sił osiowych występujących między obiema częściami korpusu, ale przeciwnie skierowanych do obciążeń przenoszonych przez łożyska 1.9a i 1.9b.Between the upper part of the body 1.1 (rotor) and the lower part of the body 1.2 (stator), in the parting plane AA, there are two upper axial bearings: external 1.10 and internal 1.10b, which also carry loads from axial forces occurring between both parts of the body, but opposite to the loads transmitted by bearings 1.9a and 1.9b.

Krawędzie boczne 1.5a i 1.5b razem z przymocowanymi do nich pierścieniami oporowymi 1.7a i 1.7b tworzą z obiema częściami korpusu po obu stronach przestrzeni hydraulicznej dwa koncentryczne łożyska wieńcowe: jedno zewnętrzne i jedno wewnętrzne, każde składające się z jednego łożyska promieniowego, odpowiednio 1.6a, 1.6b, oraz dwóch łożysk osiowych, odpowiednio 1.9a, 1.9b oraz 1.10a, 1.10b. Oba łożyska wieńcowe utrzymują obydwie części korpusu w jednym położeniu osiowo promieniowym i pozwalają im poruszać się względem siebie tylko w ruchu obrotowym wokół wspólnej osi obrotu X-X.The side edges 1.5a and 1.5b together with the thrust rings 1.7a and 1.7b attached thereto form with both body parts on both sides of the hydraulic space two concentric slewing bearings: one outer and one inner, each consisting of one radial bearing, 1.6a respectively, 1.6b, and two axle bearings 1.9a, 1.9b and 1.10a, 1.10b respectively. Both slewing rings keep the two parts of the body in one axial-radial position and allow them to move relative to each other only in a rotational motion about a common axis of rotation X-X.

Obydwie części korpusu ograniczają wewnętrzną toroidalną przestrzeń hydrauliczną, czyli przestrzeń utworzoną przez obrót figury płaskiej, koła lub prostokąta, wokół osi X-X, leżącej w płaszczyźnie B-B tej figury i nieprzecinającej jej. W omawianym rozwiązaniu pokazanym na fig. 1,3 i 4, wewnętrzna przestrzeń jest określona przez obrót koła wokół osi X-X, czyli tworzy toroid kołowy (torus). Jednak wewnętrzna przestrzeń może być również określona przez obrót prostokąta, i utworzy wówczas tor oid prostokątny, co przedstawia fig. 5 na rys. 2, pozycja 2.3.Both parts of the body delimit the internal toroidal hydraulic space, i.e. the space formed by the rotation of a plane figure, circle or rectangle around the X-X axis lying in the B-B plane of this figure and not intersecting it. In the solution discussed in Figures 1, 3 and 4, the inner space is defined by the rotation of the wheel about the X-X axis, i.e. it forms a circular toroid (torus). However, the inner space can also be defined by the rotation of the rectangle, and this will then form a path o and d rectangular as shown in Fig. 5 in Fig. 2, item 2.3.

W wewnętrznej przestrzeni toroidalnej znajdują się łopatki ruchome 1.11 a (rotora) i łopatki nieruchome 1.11b (statora), o przekroju tej przestrzeni, przymocowane za pomocą śrub 1.12, na przemian odpowiednio do górnej części korpusu 1.1 (rotora) i dolnej części korpusu 1.2 (statora). Ilość łopatek może być różna, od jednej do kilku. W omawianym rozwiązaniu pokazanym na fig. 2 do każdej części korpusu są przymocowane na przemian po dwie łopatki, czyli łącznie cztery łopatki, dzieląc wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną na cztery oddzielne komory hydrauliczne, oznaczone odpowiednio 1.13a, 1.13b, 1.13c, 1.13d. Naprzeciwległe komory hydrauliczne: 1.13a i 1.13c oraz 1.13b i 1.13d, są połączone przewodami rurowymi, odpowiednio 1.14a i 1.14b. Łopatki są wyposażone w uszczelki 1.15, służące do uszczelnienia komór hydraulicznych między łopatkami. Między pierścieniami oporowymi 1.7a i 1.7b a dolną częścią korpusu 1.2 (statorem) znajdują się uszczelki przestrzeni hydraulicznej, odpowiednio: zewnętrzna 1.16a i wewnętrzna 1.16b, uszczelniające całą przestrzeń hydrauliczną od otoczenia.In the inner toroidal space there are movable blades 1.11 a (rotor) and fixed blades 1.11b (stator) with a cross-section of this space, fixed by screws 1.12, alternately to the upper part of the body 1.1 (rotor) and the lower part of the body 1.2 ( stator). The number of paddles can vary from one to several. In the solution discussed in Fig. 2, two blades alternately, i.e. four blades in total, are attached to each body part, dividing the internal hydraulic space into four separate hydraulic chambers, designated 1.13a, 1.13b, 1.13c, 1.13d, respectively. Opposite hydraulic chambers: 1.13a and 1.13c as well as 1.13b and 1.13d are connected by pipelines 1.14a and 1.14b respectively. The vanes are equipped with 1.15 gaskets to seal the hydraulic chambers between the vanes. Between the thrust rings 1.7a and 1.7b and the lower part of the body 1.2 (stator) there are hydraulic space seals, respectively: external 1.16a and internal 1.16b, sealing the entire hydraulic space from the environment.

Dzięki możliwości obracania się jednej części korpusu względem drugiej części korpusu, oraz wynikającego z tego zmiennego położenia przymocowanych do nich łopatek, zgłaszany wynalazekDue to the possibility of one body part pivoting relative to the other body part, and the resulting variable position of the blades attached thereto, the present invention

PL 236 310 B1 może być zastosowany na przykład jako siłownik obrotowy, różnego rodzaju zawór, pompa lub jeszcze inny element funkcyjny. Kilka przykładów zastosowania jest podanych w dalszej części opisu.The PL 236 310 B1 can be used, for example, as a rotary actuator, various types of valve, pump or yet another functional element. Some application examples are given later in the description.

Przykłady zastosowania wynalazkuExamples of the application of the invention

Siłownik hydrauliczny obrotowo łopatkowy (fig. 1 i 2)Rotary vane hydraulic cylinder (Figs. 1 and 2)

Wtłaczanie czynnika pompą 1.17 przez rozdzielacz 1.18 i następnie przewodami doprowadzającymi 1.14a lub 1.14b do odpowiednich komór hydraulicznych 1.13a i 1.13c lub 1.13b i 1.13d powoduje ruch obrotowy łopatek ruchomych 1.11 a wraz z górną częścią korpusu 1.1 (rotorem) wokół osi X-X względem dolnej części korpusu 1.2 (statora). Przy położeniu rozdzielacza 1.18, pokazanym na omawianym rysunku, pompa będzie tłoczyła czynnik przewodem 1.14a do komór hydraulicznych 1.13a i 1.13c, co będzie powodowało ruch obrotowy górnej części korpusu 1.1 (rotora) zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół osi X-X. Z komór hydraulicznych 1.13b i 1.13d czynnik, tłoczony łopatkami ruchomymi, będzie przepływał przewodem 1.14b i dalej przez rozdzielacz 1.18 do zbiornika 1.19. Ruch obrotowy górnej części korpusu 1.1 (rotora) może być następnie przekazany na inne urządzenia. Na omawianym schemacie na fig. 1 ruch obrotowy górnej części korpusu 1.1 (rotora) jest przekazywany poprzez połączenie suwliwo-wahliwe 1.20 (jarzmo), przymocowane do rotora śrubami 1.21, na osadzoną w nim jednym końcem sterownicę 1.22. Drugi koniec sterownicy 1.22 jest przytwierdzony do piasty 1.23, która jest osadzona na wale 1.24 i zamocowana nakrętką 1.25. W konsekwencji ruch obrotowy rotora 1.1 powoduje ruch obrotowy wału 1.24, umieszczonego w osi obrotu tego siłownika. Element hydrauliczny obrotowo łopatkowy, zastosowany jako siłownik obrotowy, jak wyżej opisano, może być użyty na przykład do zamykania/otwierania zaworów motylkowych i operowania trzonem w maszynach sterowych.Forcing the medium by pump 1.17 through the distributor 1.18 and then through supply lines 1.14a or 1.14b to the appropriate hydraulic chambers 1.13a 1.13c or 1.13b and 1.13d causes the rotational movement of the movable blades 1.11a together with the upper part of the body 1.1 (rotor) around the XX axis in relation to the lower body parts 1.2 (stator). At the position of the distributor 1.18, shown in the figure, the pump will force the medium through the line 1.14a to the hydraulic chambers 1.13a and 1.13c, which will cause the upper part of the body 1.1 (rotor) to rotate clockwise around the axis X-X. From the hydraulic chambers 1.13b and 1.13d, the medium, pumped with movable blades, will flow through the conduit 1.14b and then through the distributor 1.18 to the tank 1.19. The rotation of the upper part of the body 1.1 (rotor) can then be transferred to other devices. In the diagram discussed in Fig. 1, the rotational movement of the upper part of the body 1.1 (rotor) is transmitted through a slide-oscillating connection 1.20 (yoke), fixed to the rotor by screws 1.21, to a tiller 1.22 mounted in it with one end. The other end of the tiller 1.22 is fixed to the hub 1.23 which is mounted on the shaft 1.24 and secured with a nut 1.25. Consequently, the rotation of the rotor 1.1 causes the rotation of the shaft 1.24, located on the axis of rotation of this actuator. A rotary vane hydraulic element used as a rotary actuator as described above can be used, for example, to close / open butterfly valves and operate the stem in steering gears.

ZawórValve

Zgłaszany wynalazek może być również zastosowany jako różnego rodzaju zawór do sterowania kierunkiem i/lub natężeniem przepływu czynnika. W tym przypadku łopatki, przymocowane do jednej części korpusu i przesuwające się względem drugiej części korpusu, będą służyć do otwierania i zamykania otworów przewodów doprowadzających, wykonanych w odpowiedniej części korpusu, a komory hydrauliczne między łopatkami będą służyć do połączenia poszczególnych przewodów.The present invention can also be used as various types of valve for controlling the direction and / or flow rate of the medium. In this case, the blades attached to one body part and sliding relative to the other body part will serve to open and close feed line openings made in the corresponding part of the body, and the hydraulic chambers between the blades will serve to connect the individual lines.

Zawór odcinający (fig. 8 i 9)Shut-off valve (fig. 8 and 9)

Figury 8 i 9 przedstawiają schemat zgłaszanego wynalazku zastosowanego jako zawór odcinający - pozycja 4.1. Na schemacie pokazany jest przekrój przez toroidalną przestrzeń hydrauliczną elementu, na którym widoczne są: jedna łopatka ruchoma 4.2 przymocowana do rotora (niewidocznego na rysunku), dolna powierzchnia przestrzeni hydraulicznej w statorze, w którym wykonane są dwa otwory przewodów doprowadzających: 4.3a i 4.3b. W przypadku pokazanym na fig. 8 rotor jest w położeniu środkowym, w którym za pomocą łopatki ruchomej 4.2 zamyka otwór w statorze przewodu zasilającego 4.3a i w ten sposób odcina przepływ czynnika przez element. Jeżeli rotor omawianego elementu zostanie obrócony z położenia środkowego, pokazanego na fig. 8, w dowolną stronę razem z przymocowaną do niego łopatką ruchomą 4.2, ale tak, aby nie zakryć otworu przewodu 4.3b, do położenia pokazanego na fig. 9, to wówczas otwór w statorze przewodu zasilającego 4.3a zostanie otwarty i nastąpi połączenie przewodów 4.3a z 4.3b przez komorę hydrauliczną w wewnątrz elementu, co umożliwi przepływ czynnika przez element.Figures 8 and 9 show a diagram of the claimed invention applied as a shut-off valve item 4.1. The diagram shows a cross-section through the toroidal hydraulic space of the element, which shows: one movable vane 4.2 attached to the rotor (not shown in the drawing), the lower surface of the hydraulic space in the stator, in which two feeder pipe openings are made: 4.3a and 4.3b. In the case shown in Fig. 8, the rotor is in a central position in which, by means of a movable vane 4.2, it closes the opening in the stator of the feed conduit 4.3a and thus cuts off the flow of medium through the element. If the rotor of the element in question is pivoted from the central position shown in Fig. 8 to either side with the movable blade 4.2 attached thereto, but so as not to cover the opening of the conduit 4.3b, to the position shown in Fig. 9, then the opening in the stator of the supply line 4.3a will open and the lines 4.3a 4.3b will be connected through the hydraulic chamber inside the element, which will allow the medium to flow through the element.

Rozdzielacz trójpołożeniowy trójdrogowy (fig. 10-15)Three-position three-way valve (fig. 10-15)

Figury od 10 do 15 przedstawiają schemat zgłaszanego wynalazku zastosowanego jako rozdzielacz trójpołożeniowy trójdrogowy - pozycja 4.10. Na rysunku pokazany jest przekrój przez toroidalną przestrzeń hydrauliczną elementu, na którym widoczne są: jedna łopatka ruchoma przymocowana do rotora (niewidocznego na schemacie), jedna łopatka nieruchoma 4.12 przymocowana do statora oraz dolna powierzchnia przestrzeni hydraulicznej w statorze, w którym wykonane są trzy otwory przewodów doprowadzających 4.13a, 4.13b, 4.13c. W przypadku pokazanym na fig. 10 rotor jest w położeniu środkowym, w którym za pomocą łopatki ruchomej 4.11 zamyka otwór w statorze przewodu zasilającego 4.13a i w ten sposób odcina przepływ czynnika przez element. To położenie elementu 4.10 odpowiada symbolowi położenia rozdzielacza 4.14a, pokazanego na fig. 11. Jeżeli rotor omawianego elementu zostanie obrócony z położenia środkowego zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara razem z przymocowaną do niego łopatką ruchomą 4.11, do położenia pokazanego na fig. 12, to wówczas otwór w statorze przewodu zasilającego 4.13a zostanie otwarty i nastąpi połączenie przewodów 4.13a z 4.13b przez komorę 4.15a. To położenie elementu 4.10 odpowiada symbolowi położenia rozdzielacza 4.14b, pokazanego na fig. 13. Jeżeli rotor zostanie obrócony z położenia środkowego w kierunku przeciwnymFigures from 10 to 15 show a diagram of the proposed invention used as a three-position three-way distributor - item 4.10. The figure shows a cross-section through the toroidal hydraulic space of the element, which shows: one movable blade attached to the rotor (not shown in the diagram), one fixed blade 4.12 attached to the stator and the lower surface of the hydraulic space in the stator, in which three conduit openings are made leading 4.13a, 4.13b, 4.13c. In the case shown in Fig. 10, the rotor is in a central position in which, by means of a movable vane 4.11, it closes the opening in the stator of the supply line 4.13a and thus cuts off the flow of medium through the element. This position of the element 4.10 corresponds to the position symbol of the distributor 4.14a shown in Fig. 11. If the rotor of the element in question is rotated from its central position clockwise, together with the movable vane 4.11 attached thereto, to the position shown in Fig. 12, then then the hole in the stator of the supply line 4.13a will be opened and the lines 4.13az 4.13b will be connected through the chamber 4.15a. This position of element 4.10 corresponds to the position symbol of the distributor 4.14b shown in Fig. 13. If the rotor is turned from its center position in the opposite direction

PL 236 310 B1 do ruchu wskazówek zegara razem z łopatką ruchomą 4.11, do położenia pokazanego na fig. 14, to wówczas otwór w statorze przewodu zasilającego 4.13a zostanie otwarty i nastąpi połączenie przewodów 4.13a z 4.13c przez komorę 4.15b. W tej pozycji element hydrauliczny 4.10 odpowiada położeniu rozdzielacza 4.14c, pokazanego na fig. 15.When clockwise together with the movable vane 4.11, to the position shown in Fig. 14, the hole in the stator of the feed line 4.13a will be opened and the lines 4.13a and 4.13c will be connected via the chamber 4.15b. In this position the hydraulic element 4.10 corresponds to the position of the distributor 4.14c shown in Fig. 15.

Rozdzielacz trójpołożeniowy czterodrogowy (fig. 16-21)Three-position four-way valve (fig. 16-21)

Figury od 16 do 21 przedstawiają schemat zgłaszanego wynalazku zastosowanego jako rozdzielacz trójpołożeniowy czterodrogowy - pozycja 5.1. Na rysunku pokazany jest przekrój przez toroidalną przestrzeń hydrauliczną elementu 5.1, na którym widoczne są: dwie łopatki ruchome: 5.2a i 5.2b, przymocowane do rotora (niewidocznego na schemacie), dwie łopatki nieruchome: 5.3a i 5.3b, przymocowane do statora, oraz dolna powierzchnia przestrzeni hydraulicznej w statorze, w którym wykonanych jest sześć otworów przewodów doprowadzających 5.4a, 5.4b, 5.4c, 5.4d. W przypadku pokazanym na fig. 16 rotor jest w położeniu środkowym, w którym za pomocą łopatek ruchomych 5.2a i 5.2b zamyka otwory w statorze przewodów odpowiednio: zasilającego 5.4a i odpływowego 5.4b, i w ten sposób odcina przepływ czynnika z pompy 5.5 do siłownika 5.6 i odpływ czynnika z siłownika 5.6 do zbiornika 5.7. To położenie elementu 5.1 odpowiada symbolowi położenia rozdzielacza 5.8a, pokazanego na fig. 17. W tym położeniu rozdzielacza siłownik pozostaje nieruchomy. Jeżeli rotor omawianego elementu zostanie obrócony z położenia środkowego, pokazanego na fig. 16, zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara razem z przymocowanymi do niego łopatkami ruchomymi 5.2a i 5.2b, do położenia pokazanego na fig. 18, to wówczas otwory w statorze przewodów zasilającego 5.4a i odpływowego 5.4b zostaną otwarte i nastąpi połączenie przewodów 5.4a z 5.4c przez komorę 5.9a oraz przewodów 5.4b z 5.4d przez komorę 5.9b. Wówczas pompa 5.5 będzie zasilała przez przewód 5.4a, komorę 5.9a i przez przewód 5.4c dolną komorę siłownika 5.6, co spowoduje ruch tłoka w górę. Ruch tłoka w górę spowoduje, że z górnej komory siłownika 5.6 czynnik będzie tłoczony przewodem 5.4d, komorą 5.9b, a następnie przewodem 5.4b do zbiornika 5.7. W tej pozycji element hydrauliczny 5.1 będzie odpowiadał symbolowi położenia rozdzielacza 5.8b, pokazanego na fig. 19. Jeżeli rotor zostanie obrócony z położenia środkowego, pokazanego na fig. 16, w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara razem z łopatkami ruchomymi 5.2a i 5.2b, do położenia pokazanego na fig. 20, to wówczas otwory w statorze przewodów zasilającego 5.4a i odpływowego 5.4b zostaną otwarte i nastąpi połączenie, ale tym razem przewodów 5.4a z 5.4d przez komorę 5.9c oraz przewodów 5.4b z 5.4c przez komorę 5.9d. Wówczas pompa 5.5 będzie zasilała przez przewód 5.4a, komorę 5.9c i przez przewód 5.4d górną komorę siłownika 5.6, co spowoduje ruch tłoka w dół. Ruch tłoka w dół spowoduje, że z dolnej komory siłownika czynnik będzie tłoczony przewodem 5.4c, komorą 5.9d, a następnie przewodem 5.4b do zbiornika 5.7. W tej pozycji element hydrauliczny 5.1 odpowiada symbolowi położenia rozdzielacza 5.8c, pokazanego na fig. 21.Figures from 16 to 21 show a diagram of the proposed invention used as a three-position four-way distributor - item 5.1. The figure shows a cross-section through the toroidal hydraulic space of element 5.1, showing: two movable blades: 5.2a and 5.2b, attached to the rotor (not shown in the diagram), two stationary blades: 5.3a and 5.3b, attached to the stator, and the lower one the area of the hydraulic space in the stator with six holes for the supply lines 5.4a, 5.4b, 5.4c, 5.4d. In the case shown in Fig. 16, the rotor is in the middle position, in which, by means of movable blades 5.2a and 5.2b, it closes the holes in the stator of the supply lines 5.4a and the outlet lines 5.4b, respectively, and thus cuts off the flow of medium from the pump 5.5 to the actuator 5.6 and fluid outflow from the actuator 5.6 to the tank 5.7. This position of the element 5.1 corresponds to the symbol of the position of the distributor 5.8a shown in Fig. 17. In this position of the distributor, the actuator remains stationary. If the rotor of the element in question is rotated from the central position shown in Fig. 16 clockwise with the movable blades 5.2a and 5.2b attached thereto to the position shown in Fig. 18, then the openings in the stator of the supply lines 5.4. a and drain 5.4b will be opened and lines 5.4az 5.4c will be connected through chamber 5.9a and lines 5.4bz 5.4d through chamber 5.9b. Then the pump 5.5 will feed through the conduit 5.4a, the chamber 5.9a and through the conduit 5.4c the lower chamber of the actuator 5.6, which will cause the piston to move upwards. The upward movement of the piston will cause the medium to be pumped from the upper cylinder chamber 5.6 through conduit 5.4d, chamber 5.9b, and then through conduit 5.4b to the tank 5.7. In this position, the hydraulic element 5.1 will correspond to the position symbol of the distributor 5.8b shown in Fig. 19. If the rotor is turned counterclockwise from the center position shown in Fig. 16, together with the movable blades 5.2a and 5.2b, to the position shown in Fig. 20, then the holes in the stator of the supply lines 5.4a and the discharge lines 5.4b will be opened and connection will be made, but this time lines 5.4a 5.4d through the chamber 5.9c and lines 5.4bz 5.4c through the chamber 5.9d. Then the pump 5.5 will feed through the conduit 5.4a, the chamber 5.9c and via the conduit 5.4d the upper chamber of the actuator 5.6, which will cause the piston to move downwards. The downward movement of the piston will cause the refrigerant to be pumped from the lower cylinder chamber through conduit 5.4c, chamber 5.9d, and then through conduit 5.4b to the tank 5.7. In this position, the hydraulic element 5.1 corresponds to the position symbol of the distributor 5.8c, shown in Fig. 21.

Zawór bezpieczeństwa (fig. 22-25)Safety valve (fig. 22-25)

Figury od 22 do 25 przedstawiają schemat zgłaszanego wynalazku, zastosowanego jako zawór bezpieczeństwa - pozycja 6.1. Na rysunku pokazany jest przekrój przez toroidalną przestrzeń hydrauliczną danego elementu 6.1, na którym widoczne są: jedna łopatka ruchoma 6.2 przymocowana do rotora (niewidocznego na schemacie), jedna łopatka nieruchoma 6.3 przymocowana do statora, dolna powierzchnia przestrzeni hydraulicznej w statorze, w którym wykonane są dwa otwory przewodów: zasilającego 6.4a i odpływowego 6.4b. Wewnątrz elementu znajduje się sprężyna 6.5, umieszczona w komorze 6.6a między łopatką ruchomą 6.2 i nieruchomą 6.3. W przypadku pokazanym na fig. 22, ciśnienie w przewodzie zasilającym 6.4a jest poniżej dopuszczalnego, określonego napięciem sprężyny 6.5, i łopatka ruchoma 6.2 znajduje się w położeniu środkowym, w którym zamyka otwór przewodu odpływowego 6.4b. To położenie elementu 6.1 odpowiada symbolowi zaworu bezpieczeństwa 6.7a, pokazanego na fig. 23. Jeśli ciśnienie w przewodzie zasilającym 6.4a wzrośnie powyżej dopuszczalnego, określonego napięciem sprężyny 6.5, co pokazuje fig. 24, to również nastąpi wzrost ciśnienia w komorze 6.6b. To spowoduje nacisk na łopatki i wychylenie rotora wraz z łopatką ruchomą 6.2 z położenia środkowego, zgodnie z ruchem wskazówek zegara i otwarcie otworu w statorze przewodu odpływowego 6.4b. Dzięki temu nastąpi przepływ czynnika z przewodu 6.4a, przez komorę 6.6b, przewód 6.4b do zbiornika 6.8 i zmniejszenie ciśnienia w przewodzie 6.4a. To położenie elementu 6.1 odpowiada symbolowi zaworu bezpieczeństwa 6.7b, pokazanego na fig. 25.Figures from 22 to 25 show a diagram of the claimed invention applied as a safety valve - item 6.1. The figure shows a cross-section through the toroidal hydraulic space of a given element 6.1, which shows: one movable blade 6.2 attached to the rotor (not shown in the diagram), one fixed blade 6.3 attached to the stator, lower surface of the hydraulic space in the stator, in which they are made two holes for pipes: supply 6.4 and drain 6.4b. Inside the element there is a spring 6.5, placed in the chamber 6.6a between the movable blade 6.2 and the fixed blade 6.3. In the case shown in Fig. 22, the pressure in the supply line 6.4a is below the allowable, determined by the tension of the spring 6.5, and the movable blade 6.2 is in a central position, closing the opening of the discharge line 6.4b. This position of element 6.1 corresponds to the symbol of the safety valve 6.7a shown in Fig. 23. If the pressure in the supply line 6.4a rises above the allowable tension determined by the spring 6.5 as shown in Fig. 24, the pressure in the chamber 6.6b will also increase. This will put pressure on the vanes and deflect the rotor with the movable blade 6.2 clockwise from the center position and open the outlet conduit stator hole 6.4b. As a result, medium will flow from line 6.4a, through chamber 6.6b, line 6.4b to tank 6.8 and reduce the pressure in line 6.4a. This position of element 6.1 corresponds to the symbol of the safety valve 6.7b shown in Fig. 25.

Pompa wyporowa (fig. 26)Displacement Pump (Fig. 26)

Zgłaszany wynalazek może być również zastosowany jako pompa wyporowa o ruchu obr otowo zwrotnym, co jest schematycznie przedstawione na fig. 26. Na schemacie pokazany jest przekrój przez toroidalną przestrzeń hydrauliczną elementu 6.10, na którym pokazane są: dwie łopatki ruchome 6.11a i 6.11b, przymocowane do rotora (niewidocznego na rysunku), dwie łopatki nieruchome 6.12a i 6.12b,The present invention can also be used as a rotary displacement pump, which is schematically shown in Fig. 26. The diagram shows a cross-section through the toroidal hydraulic space of element 6.10, which shows: two movable blades 6.11a and 6.11b, attached to the rotor (not visible in the picture), two fixed blades 6.12a and 6.12b,

PL 236 310 B1 przymocowane do statora, oraz dolna powierzchnia przestrzeni hydraulicznej w statorze, w którym wykonane są otwory przewodów doprowadzającego 6.13a i odpływowego 6.13b. W przewodach doprowadzających i odprowadzających oraz wewnątrz łopatek ruchomych zainstalowane są zawory jednokierunkowe 6.14, które pozwalają na przepływ czynnika tylko w jednym kierunku: ze zbiornika 6.15 do zbiornika 6.16. Jeśli zastosujemy zewnętrzny napęd i wprawimy rotor w ruch obrotowo zwrotny razem z przymocowanymi do niego łopatkami ruchomymi względem łopatek nieruchomych, to w przypadku ruchu zgodnego z kierunkiem wskazówek zegara, czynnik będzie zasysany ze zbiornika 6.15 przewodem 6.13a do komory 6.17a, a z komory 6.17b będzie tłoczony przewodem 6.13b do zbiornika 6.16. Z komory 6.17c czynnik będzie przepływał przez zawór jednokierunkowy wewnątrz łopatki 6.11a do komory 6.17d. Gdy nastąpi ruch rotora przeciwny do ruchu wskazówek zegara to procesy w komorach się zamienią: czynnik będzie zasysany ze zbiornika 6.15 do komory 6.17c i będzie tłoczony z komory 6.17d do zbiornika 6.16. Z komory 6.17a czynnik będzie przepływał przez zawór jednokierunkowy wewnątrz łopatki 6.11b do komory 6.17b.Attached to the stator, and the lower surface of the hydraulic space in the stator, in which the openings of the feed lines 6.13a and discharge 6.13b are made. One-way valves 6.14 are installed in the supply and discharge conduits and inside the movable blades, which allow the medium to flow in one direction only: from the tank 6.15 to the tank 6.16. If we use an external drive and put the rotor in a reciprocating motion together with the blades that are movable in relation to the fixed blades, then in the case of clockwise rotation, the medium will be sucked from the tank 6.15 through the line 6.13a to the chamber 6.17a, and from the chamber 6.17b will be pumped through the line 6.13b to the tank 6.16. From chamber 6.17c, the medium will flow through a non-return valve inside vane 6.11a into chamber 6.17d. When the rotor turns counterclockwise, the processes in the chambers will change: the medium will be sucked from the tank 6.15 to the chamber 6.17c and will be pumped from the chamber 6.17d to the tank 6.16. From chamber 6.17a, the medium will flow through a non-return valve inside vane 6.11b to chamber 6.17b.

Claims (1)

Zastrzeżenie patentowePatent claim 1. Element hydrauliczny obrotowo łopatkowy, mający korpus podzielony na część ruchomą w postaci rotora i część stacjonarną w postaci statora, które razem ograniczają wewnętrzną przestrzeń hydrauliczną w kształcie bryły toroid (toroidalną) o osi obrotu (X-X), i w którym rotor obraca się wokół tej samej osi obrotu (X-X) wobec statora przymocowanego do fundamentu, i w którym łopatki znajdujące się w wewnętrznej przestrzeni hydraulicznej są przymocowane odpowiednio do rotora i statora jest, znamienny tym, że jego korpus jest podzielony płaszczyzną (A-A), przechodzącą przez tę przestrzeń prostopadle do osi obrotu (X-X), a w przypadku przestrzeni w kształcie toroida kołowego (torusa) - płaszczyzną (A-A) przechodzącą przez tę przestrzeń prostopadle do osi obrotu (X-X) i przez środek kola opisującego tę przestrzeń, na część ruchomą (1.1) w postaci rotora i część stacjonarną (1.2) w postaci statora, które są zespolone dwoma pierścieniami (1.7a) i (1.7b), przymocowanymi koncentrycznie po obydwu stronach przestrzeni hydraulicznej do krawędzi jednej części korpusu i zachodzącymi promieniowo na drogą część korpusu, tworząc z obiema częściami dwa koncentryczne łożyska wieńcowe, utrzymujące rotor i stator w jednym położeniu osiowo promieniowym względem siebie i umożliwiające rotorowi obracanie się względem statora wokół wspólnej osi obrotu (X-X).1. A rotary vane hydraulic element having a body divided into a movable part in the form of a rotor and a stationary part in the form of a stator, which together delimit an internal hydraulic space in the shape of a toroidal body with a rotation axis (XX), and in which the rotor rotates about this the same axis of rotation (XX) towards the stator attached to the foundation, and in which the blades located in the internal hydraulic space are attached to the rotor and the stator, respectively, characterized in that its body is divided by a plane (AA) passing through this space perpendicular to the axis rotation (XX), and in the case of a space in the shape of a circular toroid (torus) - a plane (AA) passing through this space perpendicular to the axis of rotation (XX) and through the center of the circle describing this space, to the movable part (1.1) in the form of the rotor and the part stationary (1.2) in the form of a stator, which are connected by two rings (1.7a) and (1.7b), concentrically attached on both sides of the hydraulic space to the edge of one body part and overlapping radially with the road part of the body, forming with both parts two concentric slewing bearings, holding the rotor and stator in one axially radial position with respect to each other and allowing the rotor to rotate relative to the stator around a common axis of rotation (XX) .
PL418871A 2016-09-27 2016-09-27 Rotary vane hydraulic element PL236310B1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL418871A PL236310B1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Rotary vane hydraulic element
PCT/PL2017/000090 WO2018063011A1 (en) 2016-09-27 2017-09-22 Rotary vane hydraulic element
JP2019537739A JP2019534422A (en) 2016-09-27 2017-09-22 Rotary vane fluid pressure element
EP17787664.6A EP3519678A1 (en) 2016-09-27 2017-09-22 Rotary vane hydraulic element
US16/293,935 US20190211818A1 (en) 2016-09-27 2019-03-06 Rotary vane hydraulic element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL418871A PL236310B1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Rotary vane hydraulic element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL418871A1 PL418871A1 (en) 2018-04-09
PL236310B1 true PL236310B1 (en) 2020-12-28

Family

ID=60153399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL418871A PL236310B1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Rotary vane hydraulic element

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190211818A1 (en)
EP (1) EP3519678A1 (en)
JP (1) JP2019534422A (en)
PL (1) PL236310B1 (en)
WO (1) WO2018063011A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1641911A (en) * 1925-07-10 1927-09-06 Tschudi Traugott Rotary engine
US4611797A (en) * 1984-08-06 1986-09-16 Robert Cetnarowski Fluid-powered rotary table
FR2613423B1 (en) * 1987-03-31 1992-07-10 Bermes Robert ROTARY TYPE PISTON ENGINE
JP2545280B2 (en) * 1989-03-09 1996-10-16 エスエムシー 株式会社 Vane swing actuator
JPH0774641B2 (en) * 1989-03-09 1995-08-09 エスエムシー株式会社 Vane swing actuator
FR2674571B1 (en) * 1991-03-25 1993-06-18 Beux Jean Pierre ROTARY MOTOR WITH VARIABLE TORIC CHAMBERS.
AUPS250802A0 (en) * 2002-05-23 2002-06-13 Orbitalpump Pty Ltd An apparatus to compress a fluid
DE102011014715A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Fgmd Gmbh Rotary engine has toroidal working chambers, where outer chamber is formed from intermediate ring-upper part, intermediate ring-lower part and outer ring

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018063011A1 (en) 2018-04-05
US20190211818A1 (en) 2019-07-11
JP2019534422A (en) 2019-11-28
EP3519678A1 (en) 2019-08-07
PL418871A1 (en) 2018-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9909463B2 (en) Hydraulic valve and cam phaser
EP2694819B1 (en) Pressure exchanger
JP6022757B2 (en) Rotary actuator
US7273004B2 (en) Reciprocating machine
US9506380B2 (en) Camshaft phaser
US7484939B2 (en) Variable displacement radial piston pump
CN102207204A (en) High-performance eccentric ball valve
RU2020107835A (en) ROTATING UNION AND TIRE PRESSURE REGULATING SYSTEM
CN103154504A (en) Cam motor and cam motor deceleration device
US20100071545A1 (en) Planetary rotation machine
US9334759B2 (en) Grid valve assembly
US20160138722A1 (en) Cartridge Seated Plug Valve
PL236310B1 (en) Rotary vane hydraulic element
CN110319243B (en) Control valve
JP6270777B2 (en) Annular valve and regenerative energy generator
US6460333B2 (en) Hydraulic pressure transformer
US10479470B2 (en) Rotary vane steering gear
EP3129633B1 (en) Fuel valve
US6368086B1 (en) Universal pump bracket
JP6366539B2 (en) Radial piston hydraulic machine, wind power generator, and seal construction method
WO2017209867A1 (en) Hydraulic motor disc valve optimization
JP2025001763A (en) Rotary Valve
US1552193A (en) Fluid-pressure engine
CN103477087A (en) Mechanical coolant pump
GB1573667A (en) Flow diversion valves