RU2414601C2 - Loop machine (versions) - Google Patents
Loop machine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2414601C2 RU2414601C2 RU2009133768/06A RU2009133768A RU2414601C2 RU 2414601 C2 RU2414601 C2 RU 2414601C2 RU 2009133768/06 A RU2009133768/06 A RU 2009133768/06A RU 2009133768 A RU2009133768 A RU 2009133768A RU 2414601 C2 RU2414601 C2 RU 2414601C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- rotor
- stator
- working
- piston
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 52
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
Description
Содержание разделов описания изобретения.The content of the sections of the description of the invention.
1. Область техники, к которой относится изобретение.1. The technical field to which the invention relates.
2. Уровень техники.2. The prior art.
3. Раскрытие изобретения.3. Disclosure of the invention.
Суть изобретения.The essence of the invention.
Задача и ожидаемый технический результат.The task and the expected technical result.
Сущность изобретения в совокупности признаков.The invention in the aggregate of features.
4. Краткое описание чертежей.4. A brief description of the drawings.
5. Осуществление изобретения.5. The implementation of the invention.
Описание петлевой машины в статике и в динамике.Description of the loop machine in statics and dynamics.
Применение по определенному назначению.Application for a specific purpose.
Формула изобретения.Claim.
Реферат.Abstract.
Найденные патенты, аналогичные теме изобретения.Found patents similar to the subject matter of the invention.
Патенты US 4061449, 1977; US 4090825, 1978; US 4093408, 1978.Patents US 4061449, 1977; US 4090825, 1978; US 4093408, 1978.
Патент DE 2601533, 1976.Patent DE 2601533, 1976.
Патенты FR 2300214, 1976; FR 2297998, 1976; FR 2294321, 1976; FR 2294322, 1976.Patents FR 2300214, 1976; FR 2297998, 1976; FR 2294321, 1976; FR 2294322, 1976.
Патенты GB 1492888, 1977; GB 1492890, 1977; GB 1499061, 1978; GB 1535881, 1978.Patents GB 1492888, 1977; GB 1492890, 1977; GB 1499061, 1978; GB 1535881, 1978.
Патент JP 54-34086 В2, 1979.Patent JP 54-34086 B2, 1979.
Патент RU №2096637, 1997; RU №2139997, 1999; RU №2205274, 2003.Patent RU No. 2096637, 1997; RU No. 2139997, 1999; RU No. 2205274, 2003.
Заявки RU №2006119771, 2007; RU №2006102786, 2008.Applications RU No. 2006119771, 2007; RU No. 2006102786, 2008.
Графические изображенияGraphic Images
Фигура 1, Фигура 2, Фигура 3, Фигура 4, Фигура 5, Фигура 6, Фигура 7, Фигура 8, Фигура 9, Фигура 10, Фигура 11, Фигура 12, Фигура 13, Фигура 14, Фигура 15, Фигура 16, Фигура 17, Фигура 18, Фигура 19, Фигура 20.Figure 1, Figure 2, Figure 3, Figure 4, Figure 5, Figure 6, Figure 7, Figure 8, Figure 9, Figure 10, Figure 11, Figure 12, Figure 13, Figure 14, Figure 15, Figure 16, Figure 17 , Figure 18, Figure 19, Figure 20.
1. 3.2.4.1. Область техники, к которой относится изобретение.1.2.3.4.1. The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к области машиностроения, энергетики и транспорта и может быть преимущественно использовано в качестве прямого, с большим крутящим моментом, низкооборотного привода или движителя, с возможностью вращения с минимальной скоростью менее чем от одного оборота в минуту, а также и для торможения. Изобретение предназначено для возможного применения на тяжелых транспортных средствах и энергетических установках и также в составе двигателя внутреннего или внешнего сгорания, желательно с отдельной камерой горения, в том числе и для вертолетов с возможно складывающимися внутри, вдоль главной оси, лопастями и также в паровых и пневмодвигателях, компрессорах, редукторах и вакуумных насосах, детандерах и вариаторах, и в качестве сцепления, обеспечивающего передачу значительных крутящих моментов, а также в качестве вспомогательного устройства (машины с малыми габаритными размерами) всех вышеперечисленных позиций, где не требуется использование больших крутящих моментов.The invention relates to the field of engineering, energy and transport and can be mainly used as a direct, high-torque, low-speed drive or propulsion device, with the possibility of rotation at a minimum speed of less than one revolution per minute, as well as for braking. The invention is intended for possible use on heavy vehicles and power plants and also as part of an internal or external combustion engine, preferably with a separate combustion chamber, including for helicopters with vanes possibly folding inside, along the main axis, and also in steam and air engines compressors, gearboxes and vacuum pumps, expanders and variators, and as a clutch, providing the transmission of significant torques, as well as an auxiliary device Devices (machines with small overall dimensions) of all the above positions where the use of large torques is not required.
2. 3.2.4.2. Уровень техники.2. 3.2.4.2. The prior art.
Известна выполненная в виде двигателя внутреннего сгорания роторная объемная машина, содержащая тороидальный корпус, размещенный коаксиально к последнему тороидальный ротор, на периферии которого выполнены спиральные канавки, и расположенный в осевой плоскости затвор, взаимодействующей со спиральными канавками ротора с вращением, при этом на корпусе выполнены впускное и выпускное окна, расположенные по разные стороны от затвора и сообщающиеся со спиральными канавками ротора.A rotary volumetric machine made in the form of an internal combustion engine is known, comprising a toroidal housing located coaxially to the last toroidal rotor, on the periphery of which spiral grooves are made, and a shutter located in the axial plane interacting with the spiral grooves of the rotor with rotation, while the inlet is made on the housing and exhaust windows located on opposite sides of the shutter and communicating with the spiral grooves of the rotor.
Патент RU №2096637, Кл. F 02 В 53/00, приоритет от 12.05.1995, опубликовано 20.11.1997).Patent RU No. 2096637, Cl. F 02 B 53/00, priority dated 12/05/1995, published on 11/20/1997).
Недостатком указанной роторной объемной машины является передача крутящего момента вращения ротора через промежуточное звено, расположенное перпендикулярно вращению ротора, что не позволяет передать значительный крутящий момент. Центр приложения силы давления к поршню образует плечо силы относительно движущейся опоры поршня, что отрицательно сказывается на работоспособности машины, на ее рабочем ресурсе и возможности герметизации цилиндров.The disadvantage of this rotary volumetric machine is the transmission of rotational torque of the rotor through an intermediate link located perpendicular to the rotation of the rotor, which does not allow to transmit significant torque. The center of application of the pressure force to the piston forms a shoulder of force relative to the moving support of the piston, which negatively affects the operability of the machine, its working life and the ability to seal the cylinders.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности изобретению является принятая за прототип известная из публикации тор-машина. Тор-машина (объемная машина) представляет собой тороид вращения, разделенный по диаметру, параллельно главной оси вращения, на ротор и статор. Наружная часть предполагается ротором, внутренняя статором. Ротор состоит из двух частей: внешней и внутренней, разделенных ползунами, зафиксированных на статоре. Части ротора синхронизированы за счет возможного взаимодействия зубчатых гантелей, закрепленных в ползунах с возможностью вращения, с зубчатыми венцами, расположенными на частях ротора. В участках ротора, прилегающих к ползунам, выполнены цилиндры, закрученные вокруг круговой оси тороида. Ползуны делят цилиндры ротора на равные поперечные сечения. В цилиндрах ротора с возможностью движения вокруг круговой оси и с возможностью прохода своими торцами между ползунами перемещаются поршни. Центр приложения возможной силы давления рабочего тела на поршни расположен в закрученных цилиндрах и не выходит за границу торцов ползунов, и поэтому крутящий момент тор-машины создается только относительно опоры, находящейся на торцах ползунов. Относительно статора поршни имеют возможность двигаться только по круговой траектории с центром на круговой оси тороида. В статоре поршни имеют возможность движения по полукольцевому каналу, обеспечивающему за счет сопряжения элементов разделение входа и выхода рабочего тела. Формой профилей ползунов, сопряженных с границей цилиндров ротора, возможно изменять при возможном движением поршней с возможным вращением ротора объемы рабочего тела, имеющие возможность перемещения и находящиеся в цилиндрах между поршнями.Closest to the proposed technical essence of the invention is adopted as a prototype known from the publication torus machine. A torus machine (volumetric machine) is a rotation toroid, divided in diameter, parallel to the main axis of rotation, into a rotor and a stator. The outer part is assumed to be the rotor, the inner stator. The rotor consists of two parts: external and internal, separated by sliders, fixed on the stator. Parts of the rotor are synchronized due to the possible interaction of gear dumbbells, fixed in sliders with the possibility of rotation, with gear rims located on the parts of the rotor. In sections of the rotor adjacent to the sliders, cylinders are made, twisted around the circular axis of the toroid. The sliders divide the rotor cylinders into equal cross sections. In the rotor cylinders with the possibility of movement around a circular axis and with the possibility of passage with their ends between the sliders move the pistons. The center of application of the possible pressure force of the working fluid on the pistons is located in twisted cylinders and does not extend beyond the boundary of the ends of the sliders, and therefore the torque of the torus machine is created only relative to the support located on the ends of the sliders. Relative to the stator, the pistons can only move along a circular path centered on the circular axis of the toroid. In the stator, the pistons have the ability to move along a semicircular channel, which, due to the pairing of elements, separates the input and output of the working fluid. The shape of the profiles of the sliders, coupled with the boundary of the rotor cylinders, it is possible to change with the possible movement of the pistons with the possible rotation of the rotor the volumes of the working fluid that can be moved and located in the cylinders between the pistons.
Опубликовано в журнале:Published in the journal:
Компрессорная техника и пневматика. 1999 г. №3-4(22-23), стр.46-52, ISSN 0869-5865 статья: Использование траектории движения по фигуре Мебиуса в компрессорной технике и двигателестроении.Compressor technology and pneumatics. 1999, No. 3-4 (22-23), pp. 46-52, ISSN 0869-5865 article: Use of the motion path according to the Moebius figure in compressor technology and engine building.
Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:
1. Наличие дополнительных вспомогательных элементов.1. The presence of additional auxiliary elements.
2. Цилиндры ротора, состоящие из двух частей.2. Two-part rotor cylinders.
3. Наличие двух сопряженных криволинейных поверхностей сложной формы.3. The presence of two conjugate curved surfaces of complex shape.
4. Отношение рабочего объема тор-машины к общему не превышает 30%.4. The ratio of the working volume of the torus machine to the total does not exceed 30%.
5. Высокая технологическая сложность решения уплотнений.5. High technological complexity of sealing solutions.
3.2.4.3.(1) Сведения, раскрывающие сущность изобретения.3.2.4.3. (1) Information disclosing the essence of the invention.
Сущность изобретения заключена в возможности создания взаимодействия трех элементов (статора, ротора и поршней) с возможностью взаимного вращения двух элементов (ротора и поршней) по круговой и главной осям относительно третьего элемента (статора) для возможного использования или получения энергии возможного крутящего момента относительно главной оси возможного вращения.The essence of the invention lies in the possibility of creating the interaction of three elements (stator, rotor and pistons) with the possibility of mutual rotation of two elements (rotor and pistons) in a circular and main axes relative to the third element (stator) for possible use or energy of a possible torque relative to the main axis possible rotation.
Признаками формулы заявленного изобретения с названием «ПЕТЛЕВАЯ МАШИНА варианты» являются следующие:The features of the formula of the claimed invention with the name "LOOP MACHINE options" are as follows:
Петлевая машина содержит статор, ротор и не менее чем один поршень.The loop machine contains a stator, a rotor and at least one piston.
Петлевая машина возможно обратимо преобразует энергию давления рабочего тела (в виде жидкости или сжимаемой среды).The loop machine may reversibly convert the pressure energy of the working fluid (in the form of a liquid or compressible medium).
В петлевой машине возможно вращение рабочего органа за счет возможности взаимного вращения и движения элементов при их возможном взаимодействии.In the loop machine, rotation of the working body is possible due to the possibility of mutual rotation and movement of the elements with their possible interaction.
В петлевой машине возможно движение поршней относительно ротора по закрученной траектории.In a loop machine, the movement of the pistons relative to the rotor along a twisted path is possible.
Объем рабочего тела, заключенный между двумя любыми поршнями при возможности их движения, может изменяться.The volume of the working fluid enclosed between any two pistons, if possible, can vary.
Петлевая машина содержит условно названный статор, имеющий возможность быть ротором.The loop machine contains a conditionally named stator having the ability to be a rotor.
Рабочая поверхность статора образована возможным радиальным вращением границы части поверхности вращения на главной оси.The working surface of the stator is formed by a possible radial rotation of the boundary of a part of the surface of rotation on the main axis.
Центр поверхности вращения расположен в поверхности вращения и на круговой оси.The center of the surface of rotation is located in the surface of rotation and on a circular axis.
В рабочей поверхности статора расположена не менее чем одна круговая выемка, образованная в рабочей поверхности от поверхности вращения,In the working surface of the stator there is at least one circular recess formed in the working surface from the surface of rotation,
Петлевая машина содержит условно названный ротор, установленный в рабочую поверхность статора с возможностью вращения, с закрученной вокруг круговой оси не менее чем одной петлевой рабочей полостью.The loop machine contains a conditionally named rotor mounted in the working surface of the stator with the possibility of rotation, with at least one loop working cavity twisted around a circular axis.
Петлевая рабочая полость предназначена для возможного движения при возможности вращения не менее чем одного поршня с уплотнением, с возможностью скольжения и опорой по круговой выемке статора стороны поверхности поршня.The loop working cavity is designed for possible movement with the possibility of rotation of at least one piston with a seal, with the possibility of sliding and supporting along the circular recess of the stator on the side of the piston surface.
Петлевая рабочая полость разделена, как минимум, одной концентричной с главной осью выемкой, образующей с рабочей поверхностью статора не менее чем один цилиндр с уплотнением (герметизацией).The loop working cavity is divided by at least one recess concentric with the main axis, forming at least one cylinder with a seal (seal) with the working surface of the stator.
Петлевая рабочая полость имеет, как минимум, одну границу возможной зоны входа и выхода рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды.The loop working cavity has at least one boundary of the possible zone of entry and exit of the working fluid in the form of a liquid or compressible medium.
Вывод или/и ввод возможного усилия вращения осуществляется не менее чем с одной стороны.The output and / or input of a possible rotation force is carried out on at least one side.
Имеется возможность изменения усилия прижима уплотнения каждого поршня и/или его части при возможности движения поршня с возможностью вращения.It is possible to change the pressing force of the seal of each piston and / or its part if the piston can rotate.
Петлевая машина возможно имеет условно названное буферное уплотнение, которое расположено в не менее чем одном участке рабочей поверхности статора, отделенном поршнями и участком ротора.The loop machine may have a conditionally called buffer seal, which is located in at least one portion of the working surface of the stator, separated by pistons and a portion of the rotor.
3.2.4.3.(1.2.) Задача с ожидаемым техническим результатом.3.2.4.3. (1.2.) The task with the expected technical result.
В основу изобретения положена задача разработать устройство, способное быть частичной альтернативой кривошипно-шатунного механизма и его аналогам в некоторых областях техники. Задача заключается в расширении арсенала технических средств и раскрытии принципов построения устройства, предназначенного для возможного равномерного, обратимого и регулируемого преобразования энергии давления рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды в возможное вращение рабочего органа, при возможности использования не менее чем одного участка термодинамического цикла за счет возможности взаимного и непрерывного вращения элементов при их взаимодействии с возможной скоростью вращения ротора от менее одного оборота в минуту с минимально возможным количеством элементов, и максимально возможным удельным крутящим моментом.The basis of the invention is the task of developing a device capable of being a partial alternative to the crank mechanism and its analogues in some areas of technology. The task is to expand the arsenal of technical means and disclose the principles of constructing a device designed for the possible uniform, reversible and adjustable conversion of the pressure energy of the working fluid in the form of a liquid or compressible medium into a possible rotation of the working body, if it is possible to use at least one section of the thermodynamic cycle due to the possibility of mutual and continuous rotation of elements in their interaction with a possible rotor speed of less than one revolution in mi utu with the smallest possible number of elements, and the highest possible specific torque.
При решении этой задачи были также получены следующие результаты: разработан принцип построения уплотнений с возможностью компенсации возможно изменяющихся центробежных сил и сил Кориолиса, и условно названное буферное уплотнение, а также уменьшено до трех (статор, ротор, поршень) количество основных элементов, участвующих в работе. При этом центр приложения силы, возможно создающий крутящий момент (момент силы, создающий возможное вращение), возможно, не выходит из зоны опоры поршня (поршней) в статоре.In solving this problem, the following results were also obtained: the principle of constructing seals with the ability to compensate for possibly changing centrifugal forces and Coriolis forces was developed, and the conditionally called buffer seal, and the number of main elements involved in the work was reduced to three (stator, rotor, piston) . In this case, the center of application of force, possibly creating a torque (the moment of force creating a possible rotation), may not leave the zone of support of the piston (pistons) in the stator.
В ходе решения задачи выявлена возможность последовательного, параллельного и смешанного объединения петлевых машин элементами вращения и объемами цилиндров, а также в связи с возможностью отсутствия ударных нагрузок при возможном движении замкнутого объема рабочего тела по цилиндру возможно изготовление петлевой машины из материала, основным показателем которого будет твердость.In the course of solving the problem, the possibility of sequential, parallel and mixed joining of loop machines with rotation elements and cylinder volumes was revealed, and also due to the possibility of no shock loads with the possible movement of the closed volume of the working fluid along the cylinder, it is possible to make a loop machine from a material, the main indicator of which will be hardness .
От прототипа петлевая машина отличается следующим.The loop machine differs from the prototype in the following.
Статор отличается наличием рабочей полости.The stator is characterized by the presence of a working cavity.
Ротор отличается тем, что установлен в рабочую поверхность статора и состоит из одной части.The rotor is different in that it is installed in the working surface of the stator and consists of one part.
Петлевая поверхность отличается тем, что закручена по поверхности ротора и расположена близко к круговой оси.The loop surface is characterized in that it is twisted along the surface of the rotor and is located close to the circular axis.
Отличается цилиндром, образованным рабочей поверхностью статора с петлевой поверхностью ротора и концентрической с главной осью выемкой.It features a cylinder formed by the working surface of the stator with the loop surface of the rotor and a recess concentric with the main axis.
Отличается границей разделения входа и выхода, находящейся по концентрической с главной осью выемке.It differs by the boundary between the entrance and exit, located along a recess concentric with the main axis.
Отличается тем, что сила возможного вращения ротора передается сквозь статор.It differs in that the force of possible rotation of the rotor is transmitted through the stator.
Отличается наличием кругового паза (пазов) в рабочей полости статора для установки и уплотнения поршня (поршней).It is distinguished by the presence of a circular groove (s) in the working cavity of the stator for installation and sealing of the piston (s).
Отличается возможностью буферного уплотнения.Differs in possibility of buffer consolidation.
Отличается зоной расположения возможного создания крутящего момента.It differs in the area of location of the possible creation of torque.
Отличается меньшим количеством элементов.It features fewer elements.
Отличается возможностью компенсации центробежных сил и сил Кориолиса.Differs in a possibility of compensation of centrifugal forces and Coriolis forces.
Отличия прототипа от петлевой машины.Differences of the prototype from the loop machine.
Статор образован внутренней частью половины тороида.The stator is formed by the inner half of the toroid.
Ротор установлен на поверхность статора.The rotor is mounted on the surface of the stator.
Рабочая полость образована в частях ротора, разделенных ползунами.The working cavity is formed in parts of the rotor separated by sliders.
Граница, разделяющая вход и выход рабочего тела, образована поверхностью статора.The boundary separating the input and output of the working fluid is formed by the surface of the stator.
Поршни расположены между ползунами, в частях ротора и в статоре.Pistons are located between the sliders, in the parts of the rotor and in the stator.
Поршни имеет форму, близкую к цилиндру.The pistons have a shape close to the cylinder.
Крутящий момент создается в центрах опоры поршней, на торцах ползунов.Torque is created at the centers of the piston bearings, at the ends of the sliders.
Количеством элементов.The number of items.
Совокупными признаками, объединяющими разработки, являются следующие:The cumulative features that unite the development are the following:
Ротор, статор, поршень.Rotor, stator, piston.
Сила возможного вращения или торможения передается ротором или статором.The power of possible rotation or braking is transmitted by the rotor or stator.
Замкнутый объем рабочего тела в цилиндре, с возможностью его перемещения и изменения или неизменного при возможном вращении ротора, служит для возможности создания любого участка термодинамического цикла или участков.The closed volume of the working fluid in the cylinder, with the possibility of its movement and change, or unchanged with the possible rotation of the rotor, serves to create any portion of the thermodynamic cycle or sections.
Петлевая машина имеет возможность передавать, принимать, тормозить, изменять направление вращения и регулировать силу крутящего момента и возможной скорости вращения при возможном воздействии рабочего тела не только ротором, но и статором.The loop machine has the ability to transmit, receive, brake, change the direction of rotation and adjust the strength of the torque and the possible speed of rotation with the possible impact of the working fluid not only by the rotor, but also by the stator.
Смазка петлевой машины осуществляется по площади соприкосновения имеющих возможность движения относительно друг друга элементов.The loop machine is lubricated by the area of contact of the elements having the possibility of movement relative to each other.
Возможные угловые скорости возможного вращения элементов относительно круговой и главной оси функционально (линейно) зависимы.Possible angular velocities of the possible rotation of the elements relative to the circular and main axis are functionally (linearly) dependent.
Максимальный крутящий момент зависит от способности материала, используемого при изготовлении, к минимально возможной деформации при циклично изменяемой и постоянной нагрузке.The maximum torque depends on the ability of the material used in the manufacture, to the minimum possible deformation under cyclically variable and constant load.
Максимальная скорость вращения ротора зависит от габаритных размеров. (Нежелательно превышение линейной скорости по поверхности трения выше двадцати метров в секунду, что способствует возможному свариванию металлических поверхностей.)The maximum rotor speed depends on the overall dimensions. (It is undesirable to exceed the linear velocity on the friction surface above twenty meters per second, which contributes to the possible welding of metal surfaces.)
Каждый элемент, при возможной работе машины, выполняет от трех и более функций.Each element, with the possible operation of the machine, performs from three or more functions.
Технический результат заключается в расширении арсенала применяемых технических средств и возможности создания устройства для возможного равномерного регулируемого и обратимого преобразовании энергии рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды в возможное вращение рабочего органа, с высокой нагрузочной способностью, со скоростью возможного вращения от менее одного оборота в минуту и возможностью создания на основе петлевой машины базовых механизмов.The technical result consists in expanding the arsenal of the applied technical means and the possibility of creating a device for the possible uniform adjustable and reversible conversion of the energy of the working fluid in the form of a liquid or compressible medium into a possible rotation of the working body, with high load capacity, with a possible rotation speed of less than one revolution per minute and the possibility of creating basic mechanisms based on the loop machine.
3.2.4.3.(1.1.) Сущность как совокупность технических признаков3.2.4.3. (1.1.) The essence as a set of technical features
Петлевая машина, содержащая статор, ротор и поршни, предназначенная для возможного обратимого преобразования энергии давления рабочего тела (в виде жидкости или сжимаемой среды) в возможное вращение рабочего органа за счет возможности взаимного вращения и движения элементов при их возможном взаимодействии и с возможностью движения поршней относительно ротора по закрученной траектории, в которой объем рабочего тела, заключенный между двумя любыми поршнями при возможности их движения, может изменяться, отличающаяся тем, что содержит условно названный статор, имеющий возможность быть ротором, с рабочей поверхностью, образованной возможным радиальным вращением границы части поверхности вращения на главной оси, с центром в поверхности вращения, расположенным на круговой оси, и с не менее чем одной круговой выемкой, образованной в рабочей поверхности от поверхности вращения.A loop machine containing a stator, rotor and pistons, designed for the possible reversible conversion of the pressure energy of the working fluid (in the form of a fluid or compressible medium) into the possible rotation of the working body due to the possibility of mutual rotation and movement of the elements during their possible interaction and with the possibility of movement of the pistons relative to the rotor along a twisted trajectory in which the volume of the working fluid enclosed between any two pistons, if possible, can vary, characterized in that it contains A ram named stator having the ability to be a rotor, with a working surface formed by a possible radial rotation of the boundary of a part of the surface of rotation on the main axis, with a center in the surface of rotation located on the circular axis, and with at least one circular recess formed in the working surface from surface rotation.
Условно названный статор, имеющий возможность быть ротором, с возможностью вращения имеет внутреннюю рабочую поверхность в виде кольца, с одинаковым радиальным сечением по его окружности, образованным возможным радиальным вращением границы части поверхности вращения, и является местом для установки ротора с возможностью вращения на главной оси. Часть границы поверхности вращения, при возможном радиальном вращении на главной оси, соответствует с возможной точностью рабочей поверхности ротора, при этом центр в поверхности вращения расположен на круговой оси. Не менее чем одна круговая выемка в рабочей поверхности статора образована с достаточной точностью от поверхности вращения. Круговая выемка, предназначенная для установки не менее чем одного поршня, с достаточной точностью соответствует профилю поршня, с заданной формой и размером, с возможностью движения по поверхности вращения вокруг круговой оси, с возможной изменяемой силой прижима уплотнений, при возможном действии рабочего тела, для возможности компенсации центробежных сил. Компенсировать возможную центробежную силу, при возможном действии на поршни, возможно за счет формы поверхности вращения (кривизны или/и конусности) и/или наклона оси поверхности вращения, исходящего из центра на круговой оси. Поверхность вращения является границей возможного взаимодействия элементов петлевой машины. Наружная поверхность статора, ее вид, зависит от назначения и технологии изготовления. Изготовление всех элементов петлевой машины, с возможным исключением кромок уплотнений поршней, желательно из одного и того же материала, для соблюдения равенства коэффициентов объемного расширения, что дает возможность исключить заклинивание элементов, и изменение зазоров, при возможности одинакового изменения температуры взаимодействующих частей. Материал, желательно используемый при изготовлении петлевой машины, должен иметь повышенную твердость, например керамика, виды стекла, каленая сталь, чугун. Эти материалы рекомендованы вследствие возможности отсутствия ударных нагрузок при возможной работе петлевой машины. Статор рекомендуется теплоизолировать от внешней среды, желательно теплоизолирующим материалом с названием твердый дым. (Материал разработан в лаборатории реактивного движения НАСА на основе диоксида кремния и на данный момент является лучшим из известных теплоизолирующих материалов.)The conditionally named stator, which can be a rotor, rotatably has an inner working surface in the form of a ring, with the same radial section along its circumference, formed by a possible radial rotation of the boundary of a part of the surface of rotation, and is a place for installing a rotor with the possibility of rotation on the main axis. Part of the boundary of the surface of rotation, with possible radial rotation on the main axis, corresponds with the possible accuracy of the working surface of the rotor, while the center in the surface of rotation is located on the circular axis. At least one circular recess in the working surface of the stator is formed with sufficient accuracy from the surface of rotation. A circular recess intended for installation of at least one piston corresponds with sufficient accuracy to the piston profile, with a given shape and size, with the possibility of movement along the surface of rotation around a circular axis, with possible variable pressure force of the seals, with the possible action of the working fluid, for possible compensation of centrifugal forces. To compensate for the possible centrifugal force, with a possible effect on the pistons, is possible due to the shape of the surface of rotation (curvature or / and taper) and / or the inclination of the axis of the surface of rotation, coming from the center on the circular axis. The surface of rotation is the boundary of the possible interaction of the elements of the loop machine. The outer surface of the stator, its appearance, depends on the purpose and manufacturing technology. The manufacture of all elements of the loop machine, with the possible exception of the edges of the piston seals, preferably from the same material, in order to maintain equality of the volume expansion coefficients, which makes it possible to exclude jamming of the elements and the change in the gaps, if the temperature of the interacting parts is the same. The material, preferably used in the manufacture of the loop machine, should have increased hardness, for example, ceramics, types of glass, hardened steel, cast iron. These materials are recommended due to the possibility of no shock loads during possible operation of the loop machine. The stator is recommended to be insulated from the external environment, preferably a heat insulating material called solid smoke. (The material was developed at NASA's Jet Propulsion Laboratory based on silicon dioxide and is currently the best known heat insulating material.)
Условно названный ротор, установленный в рабочую поверхность статора с возможностью вращения, с закрученной вокруг круговой оси не менее чем одной петлевой рабочей полостью, предназначенной для возможного движения при возможности вращения не менее чем одного поршня с уплотнением, с возможностью скольжения и опорой по круговой выемке статора стороны поверхности поршня.The conditionally named rotor installed in the working surface of the stator with the possibility of rotation, with at least one loop working cavity twisted around a circular axis, designed for possible movement with the possibility of rotation of at least one piston with a seal, with the possibility of sliding and support along the circular recess of the stator side of the piston surface.
Условно названный ротор, имеющей возможность быть статором, с формой, соответствующей рабочей поверхности статора, установлен в рабочую поверхность статора с возможностью вращения с зазорами, учитывающими уплотнение (герметизацию) и смазку. На поверхности ротора, вокруг круговой оси, закручена, как минимум, одна петлевая рабочая поверхность. Петлевая рабочая поверхность образована по части поверхности вращения для возможности вращения ротора за счет крутящего момента возможной результирующей силы на проекцию площади петлевой рабочей полости, и не менее чем одного поршня при проекции на плоскость, лежащую на главной оси. Поверхность петлевой полости ротора образована с максимальной точностью по следу границы поверхности кромки поршня, расположенного на поверхности вращения, возможно с уплотняющей вставкой, и расположена вблизи круговой оси. На поверхности ротора может быть выполнено от одной до многих петлевых полостей, закрученных по поверхности вокруг круговой оси, однако, в связи с возможностью выхода центра приложения сил из зоны опоры поршня в круговой выемке статора, при возможности скольжения и расположенной с максимальной точностью с поверхностью вращения, целесообразно рассматривать варианты только до двух петлевых полостей. Ротор при этом имеют вид:The conditionally named rotor, which has the ability to be a stator, with a shape corresponding to the working surface of the stator, is installed in the working surface of the stator with the possibility of rotation with gaps that take into account the seal (sealing) and lubrication. At least one loop working surface is twisted on the rotor surface, around a circular axis. The loop working surface is formed along a part of the rotation surface to allow the rotor to rotate due to the torque of the possible resulting force on the projection of the area of the loop working cavity, and at least one piston when projecting onto a plane lying on the main axis. The surface of the loop cavity of the rotor is formed with maximum accuracy along the trace of the boundary surface of the piston edge located on the surface of rotation, possibly with a sealing insert, and is located near the circular axis. One to many loop cavities can be made on the surface of the rotor, twisted along the surface around a circular axis, however, due to the possibility of the center of application of forces coming out of the piston support zone in the circular recess of the stator, if possible sliding and located with maximum accuracy with the surface of rotation , it is advisable to consider options only up to two loop cavities. The rotor thus has the form:
При двух петлевых рабочих полостях форма ротора имеет вид винта (шнека), равномерно свернутого в кольцо, и две петлевые рабочие полости, которые при одном обороте по главной оси совершают один оборот по круговой оси, что дает возможность приема и передачи больших крутящих моментов, образованных парой равных сил, или возможно использовать поршни в каждой рабочей полости разной формы сечения, при возможном отсутствии выхода центров давления рабочего тела на поршни за пределы опоры в статоре, что дает возможность создания разных участков термодинамического цикла одним ротором.With two loop working cavities, the shape of the rotor has the form of a screw (screw), evenly rolled into a ring, and two loop working cavities, which make one revolution in a circular axis during one revolution along the main axis, which makes it possible to receive and transmit large torques generated a pair of equal forces, or it is possible to use pistons in each working cavity of a different cross-sectional shape, with the possible absence of centers of pressure of the working fluid on the pistons outside the support in the stator, which makes it possible to create different sections of the ter dynamic cycle with one rotor.
Ротор выполнен с образованием одной петлевой рабочей полости и имеет вид винта (шнека), с укороченным с одной стороны профилем относительно круговой оси, с равномерным закручиванием на один оборот по главной оси с одним оборотом вокруг круговой оси, что дает минимально необходимую длину для цилиндра и максимально возможный рабочий объем. Здесь исключена возможность выхода центров давления рабочего тела на поршни за пределы опоры в статоре.The rotor is made with the formation of one loop working cavity and has the form of a screw (screw), with a profile shortened on one side relative to the circular axis, with uniform rotation by one revolution along the main axis with one revolution around the circular axis, which gives the minimum required length for the cylinder and the maximum possible working volume. Here, the possibility of the pressure centers of the working fluid on the pistons beyond the support in the stator is excluded.
В роторе выполнена одна петлевая рабочая поверхность, и ротор имеет вид, аналогичный поверхности листа Мебиуса, что дает оптимальное соотношение длины и объема цилиндра.The rotor has one loop working surface, and the rotor has a similar appearance to the surface of a Moebius sheet, which gives an optimal ratio of the length and volume of the cylinder.
В роторе выполнена одна петлевая рабочая поверхность, и ротор имеет вид, аналогичный фигуре Мебиуса (на один оборот по круговой оси, при трех оборотах по главной), и это дает максимально возможную длину для цилиндра, при минимально возможной площади поперечного сечения цилиндра, с минимальной возможностью отсутствия выхода центров давлений за пределы опоры поршней в круговом пазу статора.The rotor has one loop working surface, and the rotor has a view similar to the Moebius figure (one revolution on a circular axis, three revolutions on the main one), and this gives the maximum possible length for the cylinder, with the smallest possible cross-sectional area of the cylinder, with a minimum the possibility of the absence of pressure centers beyond the piston bearings in the circular groove of the stator.
При возможном действии рабочего тела, в зависимости от совокупности факторов: давления рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды, размеров круговой оси, формы поверхности вращения, формы границы части поверхности вращения, образующей рабочую поверхность статора, и сечения петлевых полостей, с зависимостью от расстояния до главной оси, зависит возможное изменение замкнутых в цилиндре, с возможностью перемещения, объемов, а также крутящий момент возможного вращения ротора. Материал, рекомендованный для изготовления ротора, аналогичен материалу статора.With the possible action of the working fluid, depending on a combination of factors: the pressure of the working fluid in the form of a fluid or compressible medium, the dimensions of the circular axis, the shape of the surface of rotation, the shape of the boundary of the part of the surface of rotation that forms the working surface of the stator, and the section of the loop cavities, depending on the distance to the main axis, a possible change of closed in the cylinder, with the possibility of movement, volumes, as well as the torque of the possible rotation of the rotor depends. The material recommended for the manufacture of the rotor is similar to the material of the stator.
Разделенный, как минимум, одной концентричной с главной осью выемкой, образующей с рабочей поверхностью статора не менее чем один цилиндр с уплотнением (герметизацией), и, как минимум, с одной границей возможной зоны входа и выхода рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды.Separated by at least one recess concentric with the main axis, forming at least one cylinder with a seal (sealing) with the working surface of the stator, and with at least one boundary of the possible inlet and outlet zones of the working fluid in the form of a liquid or compressible medium.
Концентрическая выемка в роторе с центром на главной оси образует с рабочей поверхностью статора не менее чем один цилиндр, деля не менее чем одну петлевую рабочую полость по границе концентрической выемки. Цилиндр образован в промежутке между рабочей поверхностью статора и петлевой поверхностью ротора и границей концентрической выемки. Уплотнение (герметизация) цилиндра (цилиндров) осуществляется по соприкасающимся поверхностям скольжения элементов и за счет сопряжения размеров. Зона границы возможных зон входа и выхода рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды расположена по концентрической выемке в роторе, и совместно рабочей поверхностью статора, образует не менее чем один петлевой цилиндр с границей, с разных сторон которой возможно осуществлять подвод и отвод рабочего тела сквозь статор или/и ротор. Форма концентрической выемки с входящей в нее рабочей полостью статора зависит от возможности движения с уплотнением сквозь нее торца поршня за счет формы петлевой полости ротора. Поршень имеет возможность движения, при возможности вращении по круговой выемке статора, с возможностью уплотнения (герметизации) при возможности замыкания, объема между поршнями, с возможностью движения, замкнутого, с возможностью изменения, объема рабочего тела из области низкого давления в область высокого. Край круговой выемки статора, с возможностью прохода через концентричную выемку, служит также для опоры поршня на границе части поверхности вращения. Увеличение количества концентрических выемок, возможно, использовать для увеличения количества цилиндров, а также с целью облегчения возможного прохода между ними торцов поршней, и для возможности создания дополнительных уплотнений (герметизации) цилиндров. Уплотнение (герметизация) цилиндра (цилиндров), с возможным вращением ротора, происходит по сопряженным поверхностям статора и ротора, желательно, через нанесенные на эти поверхности профилированные микронеровности, с возможным заполнением рабочим телом или смазочным веществом. Вход и выход рабочего тела, с возможностью поступления к разным концам цилиндра (цилиндров), осуществляется через статор или/и элемент, передающий или принимающий возможное вращение ротора, в зависимости от назначения петлевой машины. Место расположения концентричной с главной осью выемки (выемок) на роторе связано с назначением петлевой машины и с возможностью использования выбранного участка термодинамического цикла и возможностью сборки.A concentric recess in the rotor centered on the main axis forms at least one cylinder with the working surface of the stator, dividing at least one loop working cavity along the boundary of the concentric recess. The cylinder is formed in the gap between the working surface of the stator and the loop surface of the rotor and the boundary of the concentric recess. Sealing (sealing) of the cylinder (s) is carried out on the contacting sliding surfaces of the elements and due to the conjugation of sizes. The boundary zone of the possible zones of entry and exit of the working fluid in the form of a liquid or compressible medium is located along a concentric recess in the rotor, and together with the working surface of the stator, forms at least one loop cylinder with a border, from different sides of which it is possible to supply and discharge the working fluid through stator and / or rotor. The shape of the concentric recess with the working cavity of the stator included in it depends on the possibility of movement with a seal through the end face of the piston due to the shape of the loop cavity of the rotor. The piston has the possibility of movement, with the possibility of rotation along the circular recess of the stator, with the possibility of sealing (sealing) with the possibility of shorting, the volume between the pistons, with the possibility of movement, closed, with the possibility of changing, the volume of the working fluid from low to high. The edge of the circular recess of the stator, with the possibility of passage through the concentric recess, also serves to support the piston at the boundary of a part of the surface of rotation. The increase in the number of concentric recesses may be used to increase the number of cylinders, as well as to facilitate the possible passage between the ends of the pistons, and to create additional seals (sealing) of the cylinders. Sealing (sealing) of the cylinder (s), with possible rotation of the rotor, occurs along the mating surfaces of the stator and rotor, preferably through profiled microroughnesses deposited on these surfaces, with possible filling with a working fluid or lubricant. Entrance and exit of the working fluid, with the possibility of entering to different ends of the cylinder (s), is carried out through the stator and / or the element transmitting or receiving the possible rotation of the rotor, depending on the purpose of the loop machine. The location of the rotor concentric with the main axis of the recess (s) on the rotor is associated with the purpose of the loop machine and with the possibility of using the selected section of the thermodynamic cycle and the possibility of assembly.
С выводом или/и вводом возможного усилия вращения не менее чем с одной стороны.With the conclusion and / or input of a possible rotation force on at least one side.
Сила вращения (крутящий момент) передается от условно названного ротора сквозь статор тремя способами.The rotation force (torque) is transmitted from the conventionally named rotor through the stator in three ways.
Первый, через кольцо, закрепленное на роторе и не мешающее движению поршней с выходом сквозь поверхность статора, с возможностью вращения с уплотнением.The first, through a ring mounted on the rotor and not interfering with the movement of the pistons with exit through the surface of the stator, can rotate with a seal.
Второй, с образованием в роторе другой концентрической с главной осью выемки, с закрепленным зубчатым венцом по ее окружности, не создающим препятствие возможному движению поршней, и возможно расположенной со стороны более низкого давления рабочего тела, для обеспечения возможности герметизации, и передачей силы возможного вращения наружу через не менее чем одно зубчатое колесо, закрепленное в статоре с возможностью вращения от зубчатого венца. При этом имеется возможность полного перекрытия поверхности вращения за счет смыкания формы краев не менее чем одного поршня, закрывающего по ротору круговую выемку статора, с возможным учетом зазоров.The second, with the formation in the rotor of another recess concentric with the main axis of the recess, with a fixed gear ring around its circumference, not creating an obstacle to the possible movement of the pistons, and possibly located on the side of the lower pressure of the working fluid, to allow sealing, and transferring the force of possible rotation to the outside through at least one gear wheel fixed in the stator with the possibility of rotation from the ring gear. In this case, it is possible to completely overlap the surface of rotation by closing the shape of the edges of at least one piston that closes the stator circular recess along the rotor, with possible consideration of gaps.
Третий представляет собой комбинацию двух описанных способов, через кольцо, с зубчатым венцом, закрепленное в поверхности ротора. Возможную силу вращения (крутящий момент) возможно передать или принять с разных сторон от условно названного ротора сквозь статор только комбинацией разных вариантов способов, с сохранением целостности круговых выемок статора.The third is a combination of the two described methods, through a ring, with a gear ring, fixed to the surface of the rotor. The possible rotation force (torque) can be transmitted or received from different sides of the conventionally named rotor through the stator only by a combination of different variants of methods, while maintaining the integrity of the circular recesses of the stator.
И возможностью изменения усилия прижима уплотнения каждого поршня и/или его части при возможности движения поршня с возможностью вращения.And the possibility of changing the pressing force of the seal of each piston and / or its part with the possibility of piston movement with the possibility of rotation.
При возможном действии петлевой машины каждый поршень опирается частью своей поверхности, лежащей на поверхности вращения, в край поверхности круговой выемки статора, с возможностью вращения и скольжения, и в петлевую поверхность ротора по линии кромки поршня, с возможностью движения. Сила возможного вращения ротора передается через зону опоры поршней в статоре, при возможности их скольжения по круговой выемке, с центром возможного действия силы в зоне опоры в круговой выемке статора. Возможное смещение центра силы давления из зоны опоры возможно в зоне примерного равенства давлений рабочего тела с обеих сторон поршня, возможно двигающегося в цилиндре. При возможном действии центра силы вне зоны опоры поршня возможно создание момента силы относительно зоны опоры, что приведет к возможности неравномерного износа уплотняющих поверхностей и возможности отсутствия уплотнения. Возможная сила вращения ротора с возможностью обратимости расположена на проекции поршня на плоскости, лежащей на главной оси, умноженной на расстояние до главной оси. Возможное изменение прижимной силы уплотнений, компенсирующих центробежную силу, зависит от угла наклона оси поверхности вращения, исходящего из центра поверхности вращения на круговой оси, и/или кривизны поверхности вращения, и/или площади поршня, в данном месте цилиндра, и количества оборотов ротора в единицу времени, и диаметра круговой выемки статора, а также диаметра круговой оси. С учетом этих переменных величин, возможно, при возможном движении поршней в цилиндре изменять прижимную силу уплотнений в зависимости от месторасположения в круговом пазу с учетом центробежной силы. Силу Кориолиса, возможно, компенсировать в каждом отдельно взятом поршне с помощью упругого прижима участка поршня, с возможно изменяемой прижимной силой со стороны поршня или/и со стороны окружности кругового паза. Возможность изменения прижимной силы прижима участка поршня происходит за счет возможности взаимодействия упругого элемента с изменяемым профилем, расположенным в круговом пазу или на поршне. Для обеспечения герметичности петлевой машины необходимо, чтобы краевая поверхность круговой выемки статора и поверхность поршня совпадали с достаточной точностью с поверхностью вращения. Возможность прохода поршня с уплотнением по круговой выемке статора сквозь границу по концентрической выемке дает возможность разделения входа и выхода цилиндра петлевой машины. Поршни по круговой выемке статора, возможно, проходят (двигаются) за счет возможного взаимодействия уплотнения кромки поршней с петлевой поверхностью ротора и за счет ее конфигурации.With the possible action of the loop machine, each piston is supported by a part of its surface lying on the surface of rotation, to the edge of the surface of the circular recess of the stator, with the possibility of rotation and sliding, and into the loop surface of the rotor along the line of the piston edge, with the possibility of movement. The force of the possible rotation of the rotor is transmitted through the zone of support of the pistons in the stator, if they slip along a circular recess, with the center of the possible action of force in the zone of support in the circular recess of the stator. A possible displacement of the center of the pressure force from the support zone is possible in the zone of approximate equality of pressure of the working fluid on both sides of the piston, possibly moving in the cylinder. With the possible action of the center of force outside the zone of support of the piston, it is possible to create a moment of force relative to the zone of support, which will lead to the possibility of uneven wear of the sealing surfaces and the possibility of lack of sealing. The possible rotational force of the rotor with the possibility of reversibility is located on the projection of the piston on a plane lying on the main axis, multiplied by the distance to the main axis. A possible change in the clamping force of seals that compensate for the centrifugal force depends on the angle of inclination of the axis of the surface of rotation, emanating from the center of the surface of rotation on the rotary axis, and / or the curvature of the surface of rotation, and / or the area of the piston at a given point in the cylinder, and the number of revolutions of the rotor unit of time, and the diameter of the circular recesses of the stator, as well as the diameter of the circular axis. Given these variables, it is possible, with the possible movement of the pistons in the cylinder, to change the clamping force of the seals depending on the location in the circular groove taking into account the centrifugal force. It is possible to compensate the Coriolis force in each individual piston by means of an elastic clamp of the piston section, with a possibly varying clamping force from the piston side and / or from the circumference of the circular groove. The possibility of changing the clamping force of the clamping portion of the piston is due to the possibility of interaction of the elastic element with a variable profile located in a circular groove or on the piston. To ensure the tightness of the loop machine, it is necessary that the edge surface of the circular stator recess and the piston surface coincide with sufficient accuracy with the surface of rotation. The possibility of the passage of the piston with a seal along the circular recess of the stator through the border along the concentric recess makes it possible to separate the inlet and outlet of the loop machine cylinder. Pistons along the circular recess of the stator, possibly, pass (move) due to the possible interaction of the piston lip seal with the loop surface of the rotor and due to its configuration.
Петлевая машина, отличающаяся условно названным буферным уплотнением, расположенным в не менее чем одном участке рабочей поверхности статора, отделенном поршнями, и участком ротора.A loop machine, characterized by the conventionally called buffer seal, located in at least one part of the working surface of the stator, separated by pistons, and the rotor section.
Буферное уплотнение занимает отделенный поршнями объем, по поверхности вращения, на не менее чем одном участке рабочей поверхности статора и расположено не менее чем между двумя близлежащими круговыми выемками статора. Отделенный объем буферного уплотнения состоит из части рабочей поверхности статора, ограниченного поверхностями вращения, то есть поршнями в круговых выемках статора, и участком ротора, при объединенных цилиндрах через рабочую поверхность статора. Буферное уплотнение заполнено рабочим телом, или жидким (пластичным) смазочным веществом, при этом поверхность вращения (на основании которой построено уплотнение) расположена по стороне поршня, в зависимости от назначения петлевой машины.The buffer seal occupies the volume separated by the pistons, along the surface of rotation, on at least one portion of the working surface of the stator and is located at least between two adjacent circular stator recesses. The separated volume of the buffer seal consists of a part of the working surface of the stator, limited by the surfaces of rotation, that is, the pistons in the circular recesses of the stator, and the rotor section, when the cylinders are connected through the working surface of the stator. The buffer seal is filled with a working fluid, or liquid (plastic) lubricant, while the surface of rotation (on the basis of which the seal is built) is located on the side of the piston, depending on the purpose of the loop machine.
4. 3.2.4.4. Краткое описание чертежей. Все варианты нарисованы с максимально облегченными формами элементов для упрощения чтения чертежей.4. 3.2.4.4. A brief description of the drawings. All options are drawn with the most lightweight forms of elements to simplify reading drawings.
На фиг.1 изображена зона 4 возможных положений и вариантов форм, поверхности вращения 3, с центром поз.8.Figure 1 shows a
На фиг.2 изображена зона 5 возможных положения оси поверхности вращения. Зона 5 возможных положений оси поверхности вращения 3 исходит из точки 8 и представляет собой два симметричных сегмента сферы.Figure 2 shows the
На фиг.3 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины при симметричном расположении кромки 9 уплотнения поршней 14.Figure 3 shows a cross section along the
На фиг.4 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины с поверхностью вращения 3 в виде конуса.Figure 4 shows a longitudinal section on the
На фиг.5 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины при несимметричном расположении кромки 9 уплотнения поршней 14.Figure 5 shows a cross section along the
На фиг.6 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины с поверхностью 3 вращения в виде диска.Figure 6 shows a longitudinal section on the
На фиг.7 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины с ротором 12, контактирующим одной стороной с рабочей поверхностью 11 статора. Поршнень 14 перекрывает наибольшую часть поверхности 3 вращения по сравнению с другими вариантами.Figure 7 shows a cross section along the
На фиг.8 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины с одной петлевой рабочей поверхностью 13 ротора. Ось поверхности 3 вращения расположена в зоне 5.On Fig shows a longitudinal section on the
На фиг.9 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины с ротором 12 треугольной формы.Figure 9 shows a cross section along the
На фиг.10 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины с ротором 12 треугольной формы.Figure 10 shows a longitudinal section on the
На фиг.11 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины с поршнями 14 при возможности компенсации силы Кориолиса за счет возможного движения упругого 24 элемента по профилю 25. При этом возможно изменение силы прижима участка поршня 14 к ротору 12, при возможности вращения поршней 14 вокруг круговой оси 2, с возможным движением по петлевой рабочей поверхности 13 ротора.11 shows a cross-section along the
На фиг.12 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины с профилем 25.On Fig shows a longitudinal section on the
На фиг.13 изображен вариант поршневого узла с буферным уплотнением 15, ограниченным в рабочей поверхности 11 статора по поверхностям 3 вращения ротором 12 и с каналами 21.On Fig shows a variant of the piston assembly with a
На фиг.14 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины. Изображен вариант поперечного сечения петлевой машины по круговой оси 2 с передачей усилия возможного вращения ротора 12 от зубчатого 23 венца не менее чем через одно зубчатое 22 колесо, закрепленное с возможностью вращения в статоре 10.On Fig shows a cross section along the
На фиг.15 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины с передачей усилия возможного вращения ротора 12 от зубчатого 23 венца не менее чем через одно зубчатое 22 колесо, закрепленное с возможностью вращения в статоре 10.On Fig shows a longitudinal section on the
На фиг.16 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины. Изображен вариант поперечного сечения петлевой машины по круговой оси 2 с выводом или/и вводом усилия вращения от ротора 12 с двух сторон и с двумя 19 зонами возможного входа и выхода рабочего тела. Кольца 20 крепятся к ротору 12, одно выходит наружу сквозь статор 10, другое кольцо 20 (расположенное в нижней части фиг.16), с установленным на наружной части зубчатым 23 венцом, расположено в зоне статора 10. Возможная сила вращения ротора 12 с зубчатым 23 венцом передается или принимается не менее чем одним зубчатым 22 колесом, закрепленным с возможностью вращения в статоре 10, и кольцом 20.On Fig shows a cross section on the
На фиг.17 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины с выводом или/и вводом усилия вращения от ротора 12 с двух сторон. Кольца 20 крепятся к ротору 12, одно выходит наружу сквозь статор 10, другое кольцо 20 (расположенное в нижней части фиг.16), с установленным на наружной части зубчатым 23 венцом, расположено в зоне статора 10. Возможное усилие вращения ротора 12 с зубчатым 23 венцом передается или принимается не менее чем одним зубчатым 22 колесом, закрепленным с возможностью вращения в статоре 10, и кольцом 20.On Fig shows a longitudinal section on the
На фиг.18 показан вариант петлевой машины во фронтальной диметрической проекции. Разрез в нижней части фиг.11 проведен по поверхности вращения 3, лежащей в плоскости на главной оси 1 вращения. Разрез верхней части выполнен рядом с поверхностью 3 вращения на толщину поршней 14, при их отсутствии видна концентрическая 26 выемка по главной оси в роторе 12. Ротор 12 в виде листа Мебиуса имеет один общий участок с кольцом 20, с возможностью вращения вместе с ротором 12.On Fig shows a variant of the loop machine in frontal dimetric projection. The cut in the lower part of Fig. 11 is drawn along the surface of
На фиг.19 изображено продольное сечение на круговой оси 2 варианта петлевой машины. Возможную силу вращения ротора 12 возможно принимать или передать наружу сквозь статор 10 через зубчатые колеса 22 от зубчатого венца 23, расположенного вблизи круговой оси 2 и закрепленного в роторе 12.In Fig.19 shows a longitudinal section on the
На фиг.20 изображено поперечное сечение по круговой оси 2 варианта петлевой машины. Возможное усилие вращения ротора 12 возможно принимать или передавать наружу статора 10 через зубчатые колеса 22 от зубчатого венца 23, расположенного вблизи круговой оси 2 и закрепленного в роторе 12. Поршни 14 краями смыкаются по поверхности вращения 3.In Fig.20 shows a cross section along the
Сквозная нумерация элементов устройства на фигурах.Continuous numbering of device elements in the figures.
1. Главная ось вращения петлевой машины.1. The main axis of rotation of the loop machine.
2. Круговая ось вращения петлевой машины, на которой расположены центры поверхности вращения 3.2. The circular axis of rotation of the loop machine, on which the centers of the surface of
3. Поверхность вращения, на основе которой образовано уплотнение с центром в точке 8.3. The surface of rotation, on the basis of which a seal is formed with the center at
4. Зона расположения вариантов форм поверхности вращения 3, исходящая из точки 8.4. The location zone of the variants of the forms of the surface of
5. Два симметричных сегмента сферы зоны положений оси поверхности вращения 3, исходящие из точки 8.5. Two symmetric segments of the sphere of the zone of the position of the axis of the surface of
6. Центр силы давления рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды.6. The center of pressure of the working fluid in the form of a fluid or compressible medium.
7. Зона опоры поршня 14 по поверхности вращения 3, в круговой выемке 16 статора, имеющая возможность изменения при возможности движения поршня 14 вокруг круговой оси 2.7. The area of support of the
8. Точка пересечения центра поверхности 3 вращения с круговой осью 2.8. The point of intersection of the center of the
9. Кромка уплотнения поршня 14 по ротору 12, лежащая на поверхности вращения 3.9. The lip of the
10. Статор петлевой машины.10. The stator of the loop machine.
11. Рабочая поверхность статора, образованная радиальным вращением вокруг главной оси 1 границы части поверхности 3 вращения.11. The working surface of the stator formed by radial rotation around the
12. Ротор.12. The rotor.
13. Петлевая рабочая поверхность ротора образована равномерным замкнутым закручиванием по поверхности 3 вращения по круговой оси 2 кромки уплотнения 9.13. The loop working surface of the rotor is formed by uniform closed twisting along the
14. Поршень со стороной, образованной по поверхности 3 вращения.14. The piston with the side formed on the
15. Буферный объем (уплотнение), образованный по поверхностям 3 вращения между поршнями 14, в не менее чем одной части рабочей поверхности 11 статора.15. The buffer volume (seal) formed on the
16. Круговая выемка статора со стороной по поверхности вращения 3, предназначенная для возможности движения, уплотнения и опоры поршней 14.16. The circular recess of the stator with the side on the surface of
17. Петлевая рабочая полость, образованная петлевой рабочей поверхностью 13 ротора и рабочей поверхностью 11 статора.17. The loop working cavity formed by the
18. Цилиндр или цилиндры, образованные концентрической, с центром на главной оси 1, выемкой 26 в петлевой рабочей 17 полости.18. A cylinder or cylinders formed by a concentric, with a center on the
19. Зона входа и выхода рабочего тела с границей по или/и в концентрической 26 выемке.19. The zone of entry and exit of the working fluid with a boundary along the and / or in a concentric 26 recess.
20. Кольцо, концентрично с главной осью закрепленное не менее чем на одном участке 12 ротора и предназначенное для варианта передачи усилия вращения сквозь статор 10.20. A ring concentrically with the main axis fixed at least on one
21. Канал в буферном объеме 15 предназначен для объединения участков цилиндров 18 в обход ротора 12 сквозь статор 10.21. The channel in the
22. Зубчатое колесо, предназначенное для варианта передачи усилия вращения ротора 12 от зубчатого венца 23 наружу сквозь статор 10.22. A gear wheel, designed for transmitting the rotational force of the
23. Зубчатый венец, расположенный концентрично с главной осью, закрепленный на роторе 12.23. A gear ring located concentrically with the main axis, mounted on the
24. Упругий элемент с возможностью движения по профилю 25 и возможно изменяющий усилие прижима участка не мене чем одного поршня 14 с возможностью вращения вокруг круговой оси 2, для возможной компенсации силы Кориолиса.24. An elastic element with the ability to move along the
25. Профиль, расположенный в статоре 10, возможно изменяющий усилие прижима участка не мене чем одного поршня 14 к поверхности 13 ротора, при возможном движении упругого элемента 24.25. The profile located in the
26. Концентрическая выемка с центром на главной оси 1 в роторе 12, разделяющая совместно с рабочей поверхностью 11 статора рабочую 17 полость.26. A concentric recess centered on the
5. 3.2.4.5.(1) Осуществление изобретения.5. 3.2.4.5. (1) The implementation of the invention.
Описание работы в статике и динамике и способ использования со ссылками на фигуры чертежей.Description of work in statics and dynamics and method of use with reference to the figures of the drawings.
Статика.Statics.
Петлевая машина содержит статор 10, ротор 12 и, как минимум, один поршень 14 или, как минимум, один буферный 15 объем. Статор 10 содержит наружную часть с выполненной в ней рабочей поверхностью 11 статора. Рабочая поверхность 11 статора образована возможным радиальным вращением вокруг главной оси 1 границы части поверхности 3 вращения. Граница части поверхности 3 вращения входит не менее чем в одну концентрическую 26 выемку в роторе 12. На рабочей поверхности 11 статора, и на окружности поверхности 3 вращения, расположено кольцо 20, закрепленное к ротору 12 на не менее чем в одном участке в зависимости от петлевой рабочей поверхности 13 ротора. Кольцо 20 закреплено на роторе 12 между поршнями 14, с возможностью прохода поршня 14 (поршней) под кольцом 20. Через кольцо 20 возможно передать или принять усилие вращения ротора 12. Ротор 12 установлен в рабочую поверхность 11 статора с возможностью вращения на главной оси 1. На поверхности 12 ротора расположена не менее чем одна петлевая рабочая поверхность 13, образованная возможным равномерным закручиванием, с возможным движением по круговой оси 2 на поверхности вращения 3 границы не менее чем одного поршня 14 по ротору 12. Поршень 14 образован от поверхности вращения 3, с возможностью вращения в круговой выемке 16 статора, с центром поз.8 в круговой оси 2, с возможностью движения в цилиндре 18 и по петлевой рабочей поверхности 13 ротора. Цилиндр 18 или цилиндры 18 образованы в рабочей полости 17 концентрической выемкой 26 в роторе 12, с входящей в нее рабочую поверхность статора 11. Петлевая рабочая полость 17 образована петлевой рабочей поверхностью 13 ротора и рабочей поверхностью 11 статора. Сквозь рабочую поверхность 11 статора, или сквозь кольцо 20, в зоне 19 возможна подача и отвод рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды. Возможная сила вращения ротора 12 передается или принимается через кольцо 20. Возможную силу вращения ротора 12 на главной оси 1 возможно также передать или принять с одной и более сторон через кольцо 20 и зубчатое колесо 22 от зубчатого венца 23. Зубчатый венец 23 может быть расположен и закреплен внутри ротора или/и на кольце 20. Возможность компенсации центробежных сил задана зоной 4 расположения вариантов формы поверхности вращения и зоной 5 положений оси поверхности вращения. Для компенсации силы Кориолиса, возможно, использовать упругий элемент 24 с профилем 25.The loop machine contains a
Динамика.Dynamics.
Рабочее тело в виде жидкости или сжимаемой среды поступает из зоны 19 сквозь статор 10 или кольцо 20 в цилиндр 18 или цилиндры петлевой машины в объем, ограниченный границей по концентрической 26 выемке, с поршнем 14 или буферным 15 объемом. Поршень 14 или буферный 15 объем под воздействием рабочего тела двигается совместно с ротором 12 по рабочей поверхности 13 ротора, вращаясь по круговой выемке статора 16, вращая ротор 12, изменяя объем 18 цилиндра. Рабочее тело создает давление, синхронно перемещая поршень 14 или буферный 15 объем вокруг круговой оси 2 и ротор 12 вокруг главной оси 1. Поршень 14, или буферный объем 15, перемещаясь в рабочей 17 полости, вращается в круговой выемке 16 статора, на центре точки 8 по круговой оси 2, и ротор 12 вращается вокруг главной оси 1. При этом изменяется объем цилиндра 18, ограниченный поршнями 14, или буферным 15 объемом. При дальнейшем вращении ротора 12 рабочее тело в цилиндре 18 замыкается в объеме между поршнями 14, или буферным 15 объемом, находящихся в одной или в разных круговых выемках 16 статора. Замкнутый объем рабочего тела, перемещаясь в цилиндре 18, может изменяться за счет формы рабочей поверхности 11 статора, и месторасположения в ней круговой оси 2, и места концентрической выемки 26. Объем рабочего тела размыкается при дальнейшем вращении ротора 12, и происходит открытие цилиндра 18 (цилиндров) в зону 19 с выходом отработанного рабочего тела и с последующем выдавливанием из цилиндра 18 поршнями 14 или буферным 15 объемом. Движение рабочего тела в каждом цилиндре 18 происходит последовательно и непрерывно. Каждый поршень 14 может своей частью по поверхности 3 вращения одновременно находиться в зоне низкого и высокого давлений, при разделении рабочей 11 поверхностью статора. Передача усилия вращения ротора 12 осуществляется с одной или нескольких сторон, сквозь статор 10, или/и через кольцо 20, закрепленное на роторе 12, с возможностью прохода под ним поршней 14, или буферного объема 15, или/и выхода сквозь статор 10, с уплотнением (герметизацией) через зубчатое 22 колесо, или колеса, установленные в статоре 10, с возможностью вращения, от закрепленного в роторе 12 зубчатого венца 23.The working fluid in the form of a liquid or compressible medium enters from the
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ со ссылками на чертежи.METHOD OF USE with reference to the drawings.
На фиг.1 показана зона 4 (область) возможного расположения видов поверхности (поверхностей) вращения на круговой оси 2, обеспечивающей получение технического результата, при соответствующей точности исполнения.Figure 1 shows a zone 4 (region) of a possible arrangement of surface types (surfaces) of rotation on a
На фиг.2 показана зона 5 возможных положений оси поверхности вращения 3. Зону 4 и зону 5 положений возможно использовать во всех вариантах петлевой машины.Figure 2 shows the
На фиг.3, 4 продольный и поперечный разрез варианта петлевой машины с одной или двумя рабочими полостями 17 зависит от степени закручивания поверхности 13 ротора, и наиболее оптимально использовать в качестве привода и составной части двигателя с получением значительных крутящих моментов, образованных парой сил относительно главной оси 1, а также других устройств. При одной рабочей полости 17 с ротором 12, аналогичным листу Мебиуса, целесообразно использовать в качестве привода, составной части двигателя, насоса или детандера, с ограничением по возможности приема или передачи крутящего момента, заключенного в способности передать усилие крутящего момента через одно радиальное, относительно главной оси 1, соединение ротора 12 с кольцом 20. На фиг.5 (поперечный разрез) показан принцип возможного изменения площади сечения поршней 14, при вращении вокруг круговой оси 2, и, следовательно, и объема цилиндров 18, за счет конфигурации рабочей поверхности статора 11. Конфигурация рабочей 17 полости задает возможность изменения объема каждого цилиндра 18 при возможности перемещения поршней 14 вокруг круговой 2 и ротора 12 вокруг главной 1 осей вращения. При одной рабочей полости 17 объем 18 цилиндра (цилиндров) возможно изменять в наиболее широких пределах. При двух рабочих полостях 17 существует возможность одновременно использовать два разных участка термодинамического цикла. Количество замкнутых участков цилиндров 18 зависит только от количества поршней 14 или буферных 15 объемов. От степени закручивания петлевой рабочей поверхности 13 ротора зависит количество зон опоры ротора 12 в кольце 20, передающем или принимающем усилие вращения. На фиг.6 (продольный разрез) показано сечение фиг.5 по В-В. На фиг.7 (поперечный разрез) поршень 14 имеет один вырез по кромке уплотнения 9, и площадь поршня 14 занимает максимальную часть поверхности вращения 3, в этом случае цилиндр 18 один и имеет максимальную постоянную площадь сечения. На фиг.8 (продольный разрез) показано сечение фиг.7 Г-Г, зона положений 5 оси поверхности вращения 3 дает возможность за счет распределения нагрузки на поршень 14 компенсировать центробежную силу и возможно силу Кориолиса.In Figs. 3 and 4, a longitudinal and transverse section of a variant of a loop machine with one or two working
На фиг.9 (поперечный разрез) вариант ротора 12 обладает повышенной жесткостью при кручении относительно круговой оси 2 и не менее чем тремя зонами опоры ротора 12 в кольце 20, передающем или принимающем силу вращения, и не менее чем тремя зонами опоры ротора 12 в рабочей 11 поверхности статора. Данный вариант петлевой машины возможен с одним или с тремя цилиндрами 18, в зависимости от закручивания поверхности 13 ротора.In Fig. 9 (transverse section), the
На фиг.10 (продольный разрез) показано сечение фиг.9 по Е-Е.Figure 10 (longitudinal section) shows a section of figure 9 on EE.
На фиг.11 (поперечный разрез) показывает возможность прижима края поршня 14, с возможностью изменения в зависимости от положения относительно круговой оси 2. Односторонний прижим поршня 14 с возможностью изменения усилия прижима служит для возможности компенсации сил Кориолиса и может дополнить компенсацию центробежной силы совместно с зоной 4 вариантов форм поверхности вращения 3, и зоной 5 положений оси поверхности вращения 3.11 (cross section) shows the possibility of clamping the edges of the
На фиг.12 (продольный разрез) показано сечение фиг.11 по И-И.Figure 12 (longitudinal section) shows a cross section of figure 11 by II.
На фиг.13 показана возможность улучшить качество уплотнения цилиндров 18 за счет использования буферного объема 15, создающего синхронный прижим поршней 14 за счет давления рабочего тела к круговым выемкам 16 статора по поверхности вращения 3. Поверхности вращения 3 возможно размещать снаружи или/и внутри буферного объема 15. Ротор 12 и кромки уплотнения 9 поршней на фиг.13 не показаны для облегчения чтения фигуры. При веществе с отрицательным углом смачивания, находящимся в буферном объеме, возможно рассматривать это вещество как жидкий поршень, имеющий возможность перемещения по каналам 21. При веществе с положительным углом смачивания требования к исполнению уплотнения возрастают и возникает необходимость пополнения этого вещества.13 shows the ability to improve the sealing quality of the
Существует другой способ создания уплотнения: за счет создания в буферном объеме давления от окружающей среды.There is another way to create compaction: by creating pressure from the environment in the buffer volume.
На фиг.14 (поперечный разрез) показана возможность передачи или приема усилия вращения ротора 12 через зубчатый 23 венец, зафиксированный концентрично с главной осью 1 в роторе 12 с помощью зубчатого колеса 22, имеющего возможность вращения, с фиксацией в статоре.On Fig (cross section) shows the possibility of transmitting or receiving the rotational force of the
На фиг.15 (продольный разрез) показано сечение фиг.14 по К-К.On Fig (longitudinal section) shows a section of Fig.14 on KK.
На фиг.16 показана возможность передачи или приема усилия вращения ротора 12 с двух сторон относительно главной оси 1, по отношению к круговой оси 2, при исключении возможности разделения рабочей поверхности 11 статора. За счет увеличения концентрических 26 выемок показана возможность удвоения количества цилиндров. Петлевая машина по этой фигуре имеет возможность быть промежуточным звеном в двигателе и одновременно имеет возможность работы на двух различных участках термодинамического цикла. В данном случае имеется возможность приема и передачи крутящего момента с разных участков ротора 12 сквозь статор 10 через кольцо 20 и через зубчатое колесо 22.On Fig shows the possibility of transmitting or receiving the rotational forces of the
На фиг.17 (продольный разрез) показано сечение фиг.16 по Л-Л.On Fig (longitudinal section) shows a section of Fig.16 on L-L.
На фиг.18. Показан вариант петлевой машины во фронтальной диметрической проекции, в разрезе. Петлевая рабочая поверхностью 13 ротора аналогична листу Мебиуса.On Fig. A variant of a loop machine in a frontal dimetric projection, in a section, is shown. The
На фиг.19. Показан вариант с приемом или передачей крутящего момента вращения от ротора 12 с зубчатого венца 23 через зубчатое колесо 22. Стрелками показано направление вращения ротора 12 и зубчатого колеса 22, которые возможно менять на противоположные.On Fig. An embodiment is shown with the reception or transmission of rotational torque from the
На фиг.20 (поперечный разрез) показано сечение фиг.19 по М-М, показана возможность соединения на поверхности вращения 3 наружных частей поршней 14, что дает возможность применения уплотнительного кольца.On Fig (cross section) shows a section of Fig.19 on MM, shows the possibility of connection on the surface of rotation of the 3 outer parts of the
3.2.4.5.(5) Охарактеризовано в виде применения по определенному назначению. Сведенья, подтверждающие возможность реализации и достаточные для его получения.3.2.4.5. (5) It is characterized as an application for a specific purpose. Information confirming the feasibility of implementation and sufficient to obtain it.
Назначение петлевой машины заключается в использовании возможности обратимого преобразования энергии давления рабочего тела в виде жидкости или сжимаемой среды в возможное вращение рабочего органа посредством статора или ротора от нуля оборотов в минуту. В зависимости от материала и давления рабочего тела, в виде жидкости или сжимаемой среды, возможно получение по главной оси вращения значительного крутящего момента. Характер уплотнений является таковым, что при использовании петлевой машины, с возможным вращением рабочего органа только в одну сторону, требуемая точность исполнения уплотнений будет минимальная. Исключение составляет петлевая машина с демпферным объемом между поршнями, где демпферный объем является дополнительным уплотнительным элементом, что позволяет снизить точность исполнения уплотнений. В связи с этим и для минимизации количества элементов в приводе наиболее оптимальным считаем применение петлевой машины в качестве составной части двигателя, вертолета или корабля. При использовании в двигателе вертолета петлевых машин возможно образование в центре этого двигателя сквозной цилиндрической полости, с возможностью ее вращения или неподвижной, что допускает возможность использования этой полости по требуемому назначению, например для груза, резервных лопастей или локатора. При использовании в качестве двигателя корабля возможно расположение в сквозной центральной полости винтов, закрепленных в роторе. При использовании в качестве сцепления необходимо заполнить цилиндр (цилиндры) рабочим телом и объединить вход и выход через регулируемый дроссель с включенным параллельно перепускным клапаном максимального давления. Ротор и статор при этом закрепляются на ведомом и/или ведущем узле. При использовании в качестве составной части двигателя внутреннего сгорания желательно применение камеры постоянного горения, при возможной подаче горючей смеси, и использование ее энергии в цилиндрах по разным расстояниям от главной оси вращения петлевой машины или машин. При использовании в качестве двигателя с возможностью торможения достаточно в ведущую петлевую машину добавить золотниковое устройство и перепускной и редукционный клапан. При использовании в качестве компрессора или детандера необходимо и достаточно параллельного соединения петлевых машин с разными объемами цилиндров с жесткой связью роторов при фиксации статоров. При использовании в качестве вариатора достаточно двух петлевых машин, в каждой из которых установлено по два кольцевых разделителя, разделяющих цилиндры на разные рабочие объемы, с объединением этих объемов через регулируемый распределитель (золотник) с дросселем и редукционным клапаном. При использовании в качестве редуктора достаточно двух петлевых машин с разными рабочими объемами цилиндров, или/и расстояниями до главной оси, и их объединения через магистрали. Основными свойствами петлевой машины, обуславливающими эти назначения, являются минимальное количество элементов, в том числе и подвижных, и возможность непосредственного обратимого преобразования энергии давления рабочего тела во вращение рабочего органа.The purpose of the loop machine is to use the possibility of reversible conversion of the pressure energy of the working fluid in the form of a liquid or compressible medium into a possible rotation of the working body by means of a stator or rotor from zero revolutions per minute. Depending on the material and pressure of the working fluid, in the form of a liquid or a compressible medium, it is possible to obtain significant torque along the main axis of rotation. The nature of the seals is such that when using a loop machine, with the possible rotation of the working body in only one direction, the required accuracy of the seals will be minimal. An exception is a loop machine with a damper volume between the pistons, where the damper volume is an additional sealing element, which reduces the accuracy of the seals. In this regard, and to minimize the number of elements in the drive, we consider it best to use a loop machine as part of an engine, helicopter or ship. When using loop machines in a helicopter engine, it is possible to form a through cylindrical cavity in the center of this engine, with the possibility of its rotation or motionless, which allows the possibility of using this cavity for the intended purpose, for example, for cargo, reserve blades or a locator. When used as a ship’s engine, it is possible to arrange screws fixed in the rotor in the through central cavity. When used as a clutch, it is necessary to fill the cylinder (s) with a working fluid and combine the input and output through an adjustable throttle with a maximum pressure relief valve connected in parallel. The rotor and stator are fixed on the slave and / or master assembly. When used as an integral part of an internal combustion engine, it is desirable to use a continuous combustion chamber, with the possible supply of a combustible mixture, and use its energy in cylinders at different distances from the main axis of rotation of the loop machine or machines. When used as a motor with the possibility of braking, it is enough to add a spool device and a bypass and pressure reducing valve to the leading loop machine. When used as a compressor or expander, it is necessary and sufficiently parallel to connect loop machines with different volumes of cylinders with a rigid connection of rotors when fixing stators. When used as a variator, two loopback machines are sufficient, in each of which two ring dividers are installed that divide the cylinders into different working volumes, with the combination of these volumes through an adjustable distributor (spool) with a throttle and a pressure reducing valve. When used as a reducer, two loopback machines with different working volumes of cylinders, or / and distances to the main axis, and their combination through highways are sufficient. The main properties of the loop machine that determine these purposes are the minimum number of elements, including moving ones, and the possibility of directly reversible conversion of the pressure energy of the working fluid into the rotation of the working body.
Возможность изготовления и реализации петлевых машин возможно по следующим причинам.The possibility of manufacturing and selling loop machines is possible for the following reasons.
1. Создание компьютерных программ по проектированию и моделированию с возможностью движения нелинейных объемных элементов и объектов.1. Creation of computer programs for design and modeling with the ability to move non-linear volumetric elements and objects.
(Компас и другие)(Compass and others)
2. Возможность подбора материала и проведения испытаний и доработки изделия в виртуальной (цифровой) форме.2. The ability to select material and conduct testing and refinement of the product in a virtual (digital) form.
3. Возможность изготовления моделей элементов заявляемого изобретения на объемном принтере с последующим изготовлением на их основе элементов изделия методом отливки или спекания или возможного изготовления элементов на обрабатывающем центре.3. The possibility of manufacturing models of the elements of the claimed invention on a volume printer, followed by the manufacture on their basis of the elements of the product by casting or sintering or the possible manufacture of elements on the processing center.
4. Разработке смазочного материала на основе жидких кристаллов с минимальным коэффициентом трения во Фраунгоферовском институте механики материалов для работы петлевой машины в диапазоне температур, ограниченных работоспособностью этих кристаллов.4. The development of a lubricant based on liquid crystals with a minimum coefficient of friction at the Fraunhofer Institute of Material Mechanics for the operation of a loop machine in the temperature range limited by the performance of these crystals.
5. Наличию смазочных веществ марок Gleitmetall AS 1300 и других работающих при температуре от -40 до 1000-1350 градусов по Цельсию.5. The presence of lubricants of the brands Gleitmetall AS 1300 and other working at temperatures from -40 to 1000-1350 degrees Celsius.
6. Возможности обработки твердых и сверхтвердых материалов.6. Possibilities of processing hard and superhard materials.
7. Разработке материала с минимальной теплопроводностью (твердый дым).7. The development of material with minimal thermal conductivity (solid smoke).
8. Стороннего опыта, полученного при изготовлении турбинных лопаток.8. Third-party experience obtained in the manufacture of turbine blades.
9. Разработке примерной технологии изготовления.9. The development of an exemplary manufacturing technology.
10. Преимущества конструкции.10. Design advantages.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009133768/06A RU2414601C9 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Loop machine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009133768/06A RU2414601C9 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Loop machine (versions) |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009133768A RU2009133768A (en) | 2010-03-20 |
| RU2414601C2 true RU2414601C2 (en) | 2011-03-20 |
| RU2414601C9 RU2414601C9 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=42137037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009133768/06A RU2414601C9 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Loop machine (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2414601C9 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU171248U1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-05-25 | Андрей Валентинович Гришаев | TWO-AXLE CAR |
| WO2017091108A1 (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | Андрей Валентинович ГРИШАЕВ | Dual-axis machine |
| RU2632810C2 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-09 | Андрей Валентинович Гришаев | Two-axis machine (versions) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2090280A (en) * | 1935-09-10 | 1937-08-17 | Arnold E Biermann | Compressor |
| US4008013A (en) * | 1975-01-03 | 1977-02-15 | Rylewski Eugeniusz | Fluid rotative machine with variable displacement |
| US4093408A (en) * | 1976-12-03 | 1978-06-06 | Yoshichika Yamaguchi | Positive cam type compressor |
| RU2059832C1 (en) * | 1992-05-28 | 1996-05-10 | Геннадий Алексеевич Чигаткин | Rotary engine |
| RU2096637C1 (en) * | 1995-05-12 | 1997-11-20 | Игорь Сергеевич Вихров | Rotary internal combustion engine |
-
2009
- 2009-09-08 RU RU2009133768/06A patent/RU2414601C9/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2090280A (en) * | 1935-09-10 | 1937-08-17 | Arnold E Biermann | Compressor |
| US4008013A (en) * | 1975-01-03 | 1977-02-15 | Rylewski Eugeniusz | Fluid rotative machine with variable displacement |
| US4093408A (en) * | 1976-12-03 | 1978-06-06 | Yoshichika Yamaguchi | Positive cam type compressor |
| RU2059832C1 (en) * | 1992-05-28 | 1996-05-10 | Геннадий Алексеевич Чигаткин | Rotary engine |
| RU2096637C1 (en) * | 1995-05-12 | 1997-11-20 | Игорь Сергеевич Вихров | Rotary internal combustion engine |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гришаев А.В. Использование траектории движения по фигуре Мебиуса в компрессорной технике и в двигателестроении. Вестник КГТУ, вып.19, 1999, ISSN 0869-5865. Компрессорная техника и пневматика, №3, 4 (22, 23), 1999, с.46-52. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017091108A1 (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | Андрей Валентинович ГРИШАЕВ | Dual-axis machine |
| RU171248U1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-05-25 | Андрей Валентинович Гришаев | TWO-AXLE CAR |
| RU2632810C2 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-09 | Андрей Валентинович Гришаев | Two-axis machine (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009133768A (en) | 2010-03-20 |
| RU2414601C9 (en) | 2011-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2681824C2 (en) | Transmission assembly including transmission member and oil distribution system | |
| US3884599A (en) | Scroll-type positive fluid displacement apparatus | |
| US4801255A (en) | Internal axis single-rotation machine with intermeshing internal and external rotors | |
| JPS58501592A (en) | rotating cylinder wall engine | |
| US3913408A (en) | Apparatus for controlling epicyclic motion of a rotor in a rotary engine | |
| Tong et al. | Two-dimensional piston pump: Principle, design, and testing for aviation fuel pumps | |
| JP2021509939A (en) | A mechanism that converts reciprocating motion into rotary motion or vice versa, and products to which this mechanism is applied. | |
| RU2414601C2 (en) | Loop machine (versions) | |
| US904974A (en) | Internal-combustion rotary engine. | |
| US3981638A (en) | Rotary piston machine | |
| US9103333B2 (en) | Axial piston machines | |
| US5154149A (en) | Rotary motor/pump | |
| US6494698B2 (en) | Rotary piston machine having cycloid teeth | |
| US5810574A (en) | Power plant | |
| US2411707A (en) | Compressor | |
| RU2012116634A (en) | SYSTEM FOR CREATING COMPRESSORS AND A ROTOR ENGINE WITH DYNAMICALLY CHANGED OPERATING VOLUME AND COMPRESSION FREQUENCY | |
| JPS58180724A (en) | Rotary piston supercharger | |
| US3854849A (en) | Distribution of valve-gear systems for rotary machines | |
| US2370934A (en) | Fluid pressure machine | |
| US3555813A (en) | Rotary piston devices | |
| WO1998001657A1 (en) | Rotary engine | |
| US3963390A (en) | Bearing arrangement for rotary piston engine for compressing and expanding gases | |
| JPS6315445B2 (en) | ||
| US4051819A (en) | Rotary block engine | |
| US3163090A (en) | Hydrostatic converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190909 |