RU2113639C1

RU2113639C1 - Regenerating hydraulic pulsator

Info

Publication number: RU2113639C1
Application number: RU95114801A
Authority: RU
Inventors: Герман Павлович Тярасов
Original assignee: Герман Павлович Тярасов
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; regeneration of vibration energy in driven machines. SUBSTANCE: pulsator case accommodates shells and pins. Blades are built integral with toothed disks. Rotor has annular working space and seats for contactors revolving on rotor shafts. Wall thickness of tubular contactors is greater than height of blade sections protruding to working space. Components with sealing surfaces are mounted for correcting clearances and for their hydraulic unloading. To this end, blades and disks are built up of two parts joined to case by means of dowel pins. Blade comes in contact with rotor through movable strap. Unloading grooves are provided on surfaces of contactor shafts. Working medium inlet and outlet channels are unidirectional with blade channels and shell holes. EFFECT: reduced size and improved volumetric and mechanical efficiency. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, к оборудованию импульсных технологий, в частности к приводам гидропульсационных прессов и других машин. The invention relates to mechanical engineering, to the equipment of impulse technologies, in particular to drives of hydro-pulsation presses and other machines.

Известен рекуперативный гидропульсатор трубколопастной конструкции с устройствами переключения режимов работы с насосного на гидромоторный (RU, 2035630, кл. F 15 B 21/12, 1991). Этот гидромодулятор имеет каналы с многими местными сопротивлениями, что снижает его КПД, усложняет конструкцию. Known recuperative hydraulic pulsator tube design with devices for switching operating modes from pump to hydraulic (RU, 2035630, class F 15 B 21/12, 1991). This hydraulic modulator has channels with many local resistances, which reduces its efficiency and complicates the design.

Задачей изобретения является увеличение общего КПД импульсной установки, упрощение ее конструкции. The objective of the invention is to increase the overall efficiency of the pulse installation, simplifying its design.

Поставленная задача достигается тем, что устройство перевода гидропульсатора с насосного на гидромоторный такт выполнено в виде трубчатого замыкателя, который является одновременно и золотником переключения насосного такта работы на гидромоторный для рекуперации энергии упругой системы. Для этого трубчатые замыкатели имеют толщину стенок больше высоты выступающего в рабочую полость участка лопастей гидропульсатора. Лопасти выполнены совместно с зубчатыми колесами в виде двух зубчатых дисков, имеющих осевые перемещения в целях компенсации зазоров. Каналы подвода и отвода рабочей среды выполнены во фланцах и в лопастях, что обуславливает прямоточное движение рабочей среды с минимальными гидравлическими сопротивлениями. The task is achieved in that the device for transferring the hydro-pulsator from the pump to the hydraulic cycle is made in the form of a tubular closure, which is also a spool for switching the pump cycle to hydraulic for the recovery of the energy of the elastic system. To do this, tubular contactors have a wall thickness greater than the height of the portion of the blades of the hydraulic pulsator protruding into the working cavity. The blades are made together with gears in the form of two gear disks having axial displacements in order to compensate for gaps. The channels for supplying and discharging the working medium are made in the flanges and in the blades, which determines the direct-flow movement of the working medium with minimal hydraulic resistances.

Для компенсации зазоров между лопастями и ротором на лопастях установлены накладки с участками цилиндрической поверхности. Трубчатые замыкатели гидравлически разгружены путем сообщения канавок на поверхностях осей замыкателей с рабочими полостями. На поверхностях осей замыкателей выполнены лыски, положение которых определено установкой призонных болтов в отверстиях осей и диска ротора. To compensate for the gaps between the blades and the rotor on the blades installed pads with sections of a cylindrical surface. Tubular contactors are hydraulically unloaded by communicating grooves on the surfaces of the axis of the contactors with working cavities. On the surfaces of the axis of the contactors flats are made, the position of which is determined by the installation of tight-fitting bolts in the holes of the axes and the rotor disk.

На фиг. 1 и 2 представлен рекуперативный гидропульсатор, на фиг. 3 - схема компенсации осевых зазоров ротора и дисков; на фиг. 4 - схема перемены насосного режима работы гидропульсатора на гидромоторный. In FIG. 1 and 2 show a regenerative hydro pulsator, in FIG. 3 is a diagram of compensation of axial clearance of a rotor and disks; in FIG. 4 is a diagram of a change in the pump mode of operation of a hydropulsator to a hydraulic motor.

В корпусе 1, в его противоположных отверстиях установлены вкладыши 2 со штырями 3, вставленными в отверстия лопастей 4. In the housing 1, in its opposite holes, bushings 2 are installed with pins 3 inserted into the holes of the blades 4.

Лопасти выполнены в виде выступов дисков 5, на внутреннем диаметре которых выполнены зубья внутреннего зацепления. Ротор 6 устанавливают на подшипниках 7 крышек корпуса. Лопасть 4 контактирует с ротором 6 накладкой 8. The blades are made in the form of protrusions of the disks 5, on the inner diameter of which the teeth of the internal gearing are made. The rotor 6 is mounted on bearings 7 of the housing cover. The blade 4 is in contact with the rotor 6 plate 8.

Ротор состоит из основной части с валом 9, из кольца 10 и диска 11. В гнездах ротора установлены оси 12 с буртом 13, отверстиями 14 с резьбой в глубине и трубкой 15. Части ротора стянуты воедино призонными болтами 16 и болтами 17 с фиксацией углового положения кольцами 18. В роторе выполнена кольцевая рабочая полость 19, разделенная на два сектора двумя лопастями 4. The rotor consists of a main part with a shaft 9, a ring 10 and a disk 11. Axles 12 with a shoulder 13, holes 14 threaded in depth and a tube 15 are installed in the rotor seats. The rotor parts are pulled together by tight bolts 16 and bolts 17 with fixing the angular position rings 18. In the rotor is made an annular working cavity 19, divided into two sectors by two blades 4.

Замыкатели 20 установлены на осях 12, каждый замыкатель имеет в средней части окно и зубчатый венец и две шейки, расположенные в отверстиях колец 18. В замыкателях выполнены наклонные отверстия 21 (фиг. 4), соединяющие рабочую полость 19 с разгрузочными канавками 22, выполненных на боковых поверхностях осей 12. Зубья замыкателей контактируют с уплотнительными кольцами 23. Замыкатели отделяют отсеки высокого и низкого давления в обоих секторах рабочей полости 19. Одноименные отсеки рабочих полостей соединены отверстиями 24 в штырях 3, карманами 25 во фланцах 26, перекрещивающимися трубами: подвода 27 и отвода 28. Во фланцах 26 выполнены объединенные каналы подвода 29 и отвода 30, сообщенные с трубопроводами гидромагистрали гидрофицируемого объекта оборудования. The contactors 20 are mounted on the axes 12, each contactor has a window and a ring gear and two necks located in the holes of the rings 18 in the middle part. The contactors have slanted holes 21 (Fig. 4) connecting the working cavity 19 with the discharge grooves 22 made on the lateral surfaces of the axles 12. The teeth of the contactors are in contact with the sealing rings 23. The contactors separate the compartments of high and low pressure in both sectors of the working cavity 19. The compartments of the same working cavities are connected by holes 24 in the pins 3, pockets 25 in antsah 26 crosslink trumpets inlet 27 and outlet 28. In the flanges 26 are combined inlet channels 29 and outlet 30 communicated with conduits gidromagistrali gidrofitsiruemogo equipment object.

Работа гидропульсатора в насосном такте. Hydropulsator operation in a pump stroke.

При вращении ротора 6 планетарно вращаются замыкатели 20, приближаясь к неподвижным лопастям 4, тем самым вытесняя жидкость из отсеков секторов кольцевой рабочей полости 17 через выемки лопасти и отверстия 24 во вкладышах 2, в отверстие отвода 30 напрямую из одного сектора, и через трубу 28 отвода - из другого отсека рабочей полости. При симметричности конструкции на ротор не будет оказано радиальное давление. When the rotor 6 rotates, the contactors 20 planetary rotate, approaching the fixed blades 4, thereby displacing the liquid from the compartments of the sectors of the annular working cavity 17 through the recesses of the blades and holes 24 in the liners 2, into the outlet 30 directly from one sector, and through the pipe 28 - from another compartment of the working cavity. If the structure is symmetrical, no radial pressure will be exerted on the rotor.

При работе в насосном режиме все зазоры между уплотняющими поверхностями компенсируются до минимальной величины. Наибольший периметр утечек по окружности дисков 5 и ротора 6 компенсируется раздвижением дисков 5 на величину "К" (фиг. 3). При этом возникший зазор "К" перекрыт штырем 3. Радиальный зазор между цилиндрическим участком лопасти 4 и ротором 6 компенсируется радиальным перемещением накладки 8. Зазор контакта зубьев замыкателей 20 компенсируется осевым перемещением уплотнительных колец 23. When operating in the pump mode, all the gaps between the sealing surfaces are compensated to a minimum value. The largest perimeter of leaks around the circumference of the disks 5 and the rotor 6 is compensated by the extension of the disks 5 by the amount "K" (Fig. 3). In this case, the resulting gap "K" is blocked by pin 3. The radial clearance between the cylindrical section of the blade 4 and the rotor 6 is compensated by the radial movement of the lining 8. The contact gap of the teeth of the contactors 20 is compensated by the axial movement of the sealing rings 23.

Работа в такте гидромотора. Work in a step of a hydraulic motor.

Вытеснение жидкости из кольцевой рабочей полости происходит на угле α₁. Вытеснение рабочей среды в исполнительный орган сопровождается ее сжатием и деформацией стенок соответствующих полостей с увеличением их объема, что создает потенциальную энергию упругой системы.The displacement of fluid from the annular working cavity occurs at an angle α ₁ . The displacement of the working medium into the executive body is accompanied by its compression and deformation of the walls of the corresponding cavities with an increase in their volume, which creates the potential energy of the elastic system.

В обычный гидропульсаторах при сбросе давления эта энергия гасится в каналах гидромагистралей, превращаясь в тепло. В момент раскрытия внутренней полости замыкателей 20, при его последующем вращении рабочая среда устремляется вслед за удаляющейся кромкой трубчатого замыкателя 20. In conventional hydraulic pulsators, when the pressure is released, this energy is extinguished in the channels of the hydraulic lines, turning into heat. At the time of opening of the internal cavity of the contactors 20, during its subsequent rotation, the working medium rushes after the retreating edge of the tubular contactor 20.

Условие t > a (фиг. 3) определяет разницу потоков. The condition t> a (Fig. 3) determines the difference in flows.

Поток Q₂ < Q₁ на величину q. Происходит сброс давления в системе. При этом давление среды на кромку удаляющегося трубчатого замыкателя передается зубьями противоположной кромки замыкателя на зубья дисков 5, отталкивания ротор 6 в направлении вращения.The flow Q ₂ <Q ₁ by q. There is a pressure release in the system. In this case, the pressure of the medium on the edge of the retreating tubular contactor is transmitted by the teeth of the opposite edge of the contactor to the teeth of the disks 5, repelling the rotor 6 in the direction of rotation.

Потенциальная энергия упругой системы превращается в кинетическую энергию вращающегося ротора 6 и двигателя. The potential energy of the elastic system is converted into the kinetic energy of the rotating rotor 6 and the engine.

Гидропульсатор по настоящему изобретению обладает следующими качествами: симметричностью, цилиндричностью конструкции при минимальной длине, разгрузкой деталей от динамических и гидравлических давлений, компенсацией зазоров в целях минимизации утечек, малой величиной местных сопротивлений потоков. The hydraulic pulsator of the present invention has the following qualities: symmetry, cylindrical structure with a minimum length, unloading parts from dynamic and hydraulic pressures, compensation of gaps in order to minimize leakage, low local flow resistance.

Эти качества позволяют иметь малогабаритные конструкции гидропульсаторов, имеющих высокий объемный и механический КПД и повышенную надежность. These qualities make it possible to have small-sized designs of hydro-pulsators having high volumetric and mechanical efficiency and increased reliability.

Claims

1. A regenerative hydro-pulsator comprising a housing with blades, channels for supplying and discharging a working medium, a rotor with an annular working cavity and slots for tubular contactors with windows and with a gear rim engaged with a gear disk of the blades, a device for transferring a hydro-pulsator from a pump to a hydraulic motor cycle, characterized in that the wall thickness of the tubular closure is greater than the height of the portion of the blades of the hydraulic pulsator protruding into the working cavity, and the details with sealing surfaces are installed with the possibility of compensation tion of gaps and their hydraulic unloading.

2. The recuperative hydro-pulsator according to claim 1, characterized in that on the surface of the axis of the contactors there are discharge grooves communicated by inclined holes in the walls of the contactors with annular rotor cavities.