Реверсивный пневмодвигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1758288 А 1 51)5 Р 04 С 18/344, 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКОМУ С тором и тановлевый рас- прямого нчдтогонизкая режиме: мистости рабочегоналичии золотниэгаемому явеигатель враий корпус с абочего тела,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт автоматических систем(57) Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в пневмоприводах, системах автоматики. Вустройстве решена задача повышения КПДи снижения уровня шума. Реверсивныйпневмодвигатель содержит корпус со статором, эксцентрично размещенный в последнем ротор с разделительными пластинами,торцовые крышки, неподвижно установленные в корпусе с зазором относительно ротора, попарно размещенные в зазорах по Изобретение относится к исполнительным механизмам и может быть использовано е пневмоприводах различных устройств и в системах автоматики, преимущественно в машиностроении, химии и энергетике,Известен пластинчатый гидропневмодвигатель вращательного (роторного) типа, содержащий корпус с каналами подвода рабочего тела и выхлопа его из рабочей камеры, установленного е корпусе статора с отверстиями входа и выхода рабочего тела, ротор с подшипниками, установленный эксцентрично оси статорэ и имеющий продольные пазы, в которых установлены разделительные пластины, золотникоецй распределитель. В нем с целью уменьшения расхода рабочего тела из-за наличия утечек меньшей мере четыре вкладыша, и дифференциальный эолотниковцй распределитель с электромагнитным управлением, при этом в роторе для подвода рабочей среды под разделительные пластины выполнены радиальные и осевой каналы, в последнем размещены импеллер и дроссель, в корпусе насоса выполнены впускные и выхлопные каналы, а в корпусе гидрораспределителя - рабочие полости, одна из которых сообщена с атмосферой, в полостях размещен золотник, перемещающийся под действием перепада давлений, при этом в выхлопных каналах установлены конуснце втулки с тангенциальными перепускными каналами, изменяющими направление истекающего газа и снижающими шум от его выхлопа, Эффективная площадь дросселя обеспечивает получение газоижированного пускового момента двигателя, а применение вкладышей приводит к снижению утечек. 6 ил,через торцовые зазоры между старотором в корпусе неподвижно усны торцовые вкладыши. Золотникопределитель. выполнен по схемедействия.Недостатком этого плестигидропневмопривода являетсяэффективность е управляемомнебольшие значения КПД и приевследствие значительных утечектела через зазоры и потребность впневморегулятора для управлениякоеым распределителем,Наиболее близким к предлляется реверсивнцй пневмодщательного типа, содержащканалами подвода и выхлопа р5 10 20 25 30 45 установленный в нем статор с входными и выходными отверстиями и размещенный с эксцентриситетом относительно продольной оси статора ротор с радиальными пазами и расположенными в них разделительными пластинами с образованием в статоре рабочих камер, торцовые крышки, неподвижно установленные в корпусе с зазором относительно ротора и золотниковый распределитель, при этом в роторе выполнены радиальные каналы подвода рабочей среды пбд пластины и сообщенный с ними осевой канал. в котором установлен дроссель,Недостатком этого пневмопривода является низкий КПД вследствие наличия больших утечек рабочего тела через зазоры между торцевыми крышками и ротором, большой износ пластин из-за нерегулируемой подачи рабочего тела в подпластинные полости в соответствии со скоростью вращения ротора, высокий уровень шума работы, а также сложность конструкции ввиду наличия дополнительного устройства для обеспечения реверса подачи рабочего тела и, как следствие этих факторов, низкая приемистость двигателя,Цель изобретения - повышение эффективности пневмодвигателя путем повышения КПДи снижения уровня шума,Поставленная цель достигается тем, что в конструкцию известного реверсивного пневмодвигателя, содержащего корпус, статор, ротор с пластинами, торцовые крышки, золотниковый распределитель прямого действия введены по меньшей мере четыре вкладыша, попарно размещенные в зазорах между торцовыми крышками и ротором, профилированный импеллер, соосно установленный в осевом канале ротора, конусные втулки, размещенные в корпусе в каналах выхлопа, и пакет коммутационных плат, закрепленных на корпусе, в последнем выполнены каналы дополнительного выхлопа, расположенные с возможностью сообщения с выходным каналом золотникового распределителя или с атмосферой, а золотниковый распределитель выполнен дифференциальным с односторонним управлением и имеет электромагнитное реле с управляющим элементом типа сопло - заслонка, установленное на его корпусе, при этом в последнем с образованием напорной и двух рабочих полостей размещензолотник и выполнено отверстие, сообщающее одну из рабочих полостей с атмосферой, а в конусных втулках по периметру выполнены тангенциальные перепускные каналы. На фиг.1 изображен реверсивный пневмодвигатель; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,1; на фиг,4 - разрез В - В на фиг,1; на фиг.5,6 - профилированный импеллер,Реверсивный пневмодвигатель содержит составной корпус 1, установленный в нем статор 2, эксцентрично продольной оси которого в подшипниковых опорах корпуса 1 расположен ротор 3, имеющий продольные пазы с установленными в них разделительными пластинами 4 и внутренний осевой канал 5, сообщающийся с помощью радиальных отверстий 6 с подпластинными полостями. На вал ротора 3 со стороны задней опоры установлен профилированный импеллер 7, в котором выполнены радиальные отверстия 8, соединяющие через полость и отверстие 9, в пакете из коммутационных плат 10, магистраль питания 11 с осевым каналом 5 в роторе 3 через дроссель 12, В корпусе 1 пневмодвигателя в качесве уплотнительного узла установлены неподвижные торцовые вкладыши 13, а на роторе 3 - незакрепленные вкладыши 14, вращающиеся совместно с ротором 3. Кроме того, в корпусе 1 и статоре 2 выполнены отверстия входа (при смене направления вращения - дополнительного выхода) 15, 16 и основного выхода 17 и 18 рабочего тела. Внутренние каналы подвода дополнительного выхода) 15 и 16 рабочего тела, выполненные в корпусе 1, соединены каналами коммутационных плат 10 с соответствующими отверстиями золотникового распределителя 19, корпус 20 которого с помощью скоб 21 вместе с пакетом коммуникационных плат 10 соединен к задней стенке корпуса 1, Золотниковый распределитель 19 имеет корпус 20, установленную в н ем полую втулку-обойму 22, в которую помещен дифференциальный цилиндрический золотник 23, имеющий сквозной осевой канал 24, соединяющий подпоршневые полости большого 25 и малого 26 диаметров, и радиальным каналом 27 соединен с каналом питания 11 через корпус распределителя 20 и штуцер 28, Со стороны подпоршневой полости большого диаметра 25 к корпусу 20 распределителя установлены крышка 29 с выполненным в ней внутренним радиальным каналом 30 и управляющий электромагнит 31, имеющий якорь-заслонку 32, установленную над выходОм из радиального канала 30. Кроме того, в корпусе 20 распределителя 19 имеются отверстия 33 и 34 дополнительного выхлопа рабочего тела в атмосферу. В корпусе двигателя 1 боковые отверстия 18 основного выхлопа рабочего тела содержат конусныевтулки 35, по пери5 10 20 25 30 35 40 50 55 метру которых выполнены тангенциальные перепускные каналы.Реверсивный пневмодвигэтель работает следующим образом.Рабочее тело - газ - из магистрали питания через входной штуцер 28, канал питания 11 поступает в напорную полость 36 золотникового распределителя 19, Часть газа через радиальные кэналы 27 и 24 в золотнике 23 поступает в подпоршневые полости большого 25 и малого 26 диаметров, При отсутствии сигнала управления на электромагнитном реле 31 якорь-заслонка 32 в нейтральном положении соединяет подпоршневую полость большого диэметра 25 через канал 30 с атмосферой, тем самым создается разный уровень давлений в подпоршневых полостях 25 и 26, ээ счет чего золотник 23 находится в крайнем левом положении (поршень большого диаметра на упоре) и соединяет напорную полость 36 через соединительные каналы во втулке 22, корпусе 20 и в коммуникационных платах 10 с одним из каналов подвода, например 16, газа к рабочей камере пневмодвигателя и, соответственно, соединяет противоположный канала 15 через соединительные каналы в коммутационных платах 10, корпусе 20 и втулке 22 с полостью дополнительного выхлопа 33 рабочего тела в атмосферу. Происходит вращение ротора 3, например, по часовой стрелке, Малая часть отработанного газа через отверстие в статоре 2 и канал 15 в корпусе 1 пневмодвигателя сбрасывается в атмосферу через полость дополнительного выхлопа 33, Основная часть отработанного газа через отверстия 17 в стэторе 2, боковые отверстия 18 и тангенциальные перепускные каналы в конусных втулках 35 сбрасывается в атмосферу, Тангенциальные перепускные каналы конусных втулок 35 изменяют направление движения газа внутри канала 18 на закрученное течение у его торца, уменьшая уровень шума от выхлопа газа при работе пневмодвигателя. При подаче управляющего сигнала на электромагнитное реле 31 якорь-заслонка 32 перекрывает выход газа из канала 30, тем самым давление газа в подпоршневой полости 25 повышается до уровня равному давлению питания и вследствие разной величины торцевых площадей поршней золотника 23 происходит его перемещение вправо до упора (в сторону меньшего диаметра поршня), при этом происходит переключение соединения напорной полости 36 на входной канэл 15 и соответственно канал 16 соединяется с дополнительной выхлопной полостью 34 в распределителе 19, Происходит изменение направления вращения ротора 3 на противоположное (против часовой стрелки).Кроме того, от канала питания 11 часть газа постоянно поступает по радиэльному каналу 9 и полость в коммуникационных платах 10 нэ импеллер 7, который в зависимости от скорости вращения ротора 3 дозирует требуемое количество через дроссель 12, осевой канал 5 и рэдиальные отверстия 6 нэ наддув подпластиновых полостей; Давлением этого потока при нулевой скорости вращения ротора 3 обеспечивается замыкание,плэстин 4 с внутренней поверхностью стэторэ 2 и создание условий гарантированного запуска пневмодвигэтеля с минимэльными утечками рабочего газа, При скорости вращения ротора 3, начиная с которой пластины 4 нэ стэторе 2 устойчиво удерживаются центробежными силами, импеллер 7 дозирует поступление газа нэ наддув подплэстинных полостей зэ счет создания отрицательного градиента давления нэ его каналах, что увеличивает гидравлическое сопротивление потоку через отверстия 8.Применение вкладышей, одни из которых неподвижно закреплены в корпусе, э другие установлены без закрепления на роторе, позволяет существенно повысить качество уплотнительного узла и тем самым снизить утечки газа через торцевые зазоры,что в свою очередь повышает КПД пневмодвигателя, Установка на роторе профилированного импеллерэ с радиальными отверстиями дает возможность производить регулирование подачи газа в подплэстинные полости в зависимости от скорости вращения ротора, максимальное значение подачи при нулевой скорости и минимальное значение при максимальной скорости вращения ротора, тем самым обеспечивая наличие гарантированного пускового момента иуменьшение трения и износа пластин о статор. Введение конусных втулок с выполненными по периметру тэнгенциальными перепускными каналами, позволяет за счет создания закрученной струи снизить уровень шума выхлопа газа при работе пневмодвигэтеля, Присоединение канала питания (дополнительного выхлопа) в корпусе пневмодвигэтеля с помощью управляюще-распределительного узла в виде пакета коммуникационных плат и дифференциального золотникового распределителя с односторонним управлением от управляющего элемента сопло - заслонка к каналу питания (атмосфере) дает воэможность производить переключение подачи рабочего тела, изменяя направление вращения ротора (его реверс) и регулирование расхода рабочего тела, а, соответственно,1758288 ЗУ мощности пневмодвигателя, Кроме того, наличие такого узла в предложенном исполнении позволило повысить динамические и энергомассовые характеристики реверсивного пневмодвигателя в целом. Формула изобретения Реверсивный пневмодвигатель, содержащий корпус с каналами йодвода и выхлопа рабочего тела, установленный в нем статор с входными и выходными отверстиями и размещенный с эксцентриситетом относительно продольной оси статора ротор с радиальными пазами и расположенными в них разделительными пластинами с образованием в статоре рабочих камер, торцевые крышки, неподвижно установленные в корпусе с зазором относительно ротора, и золотниковый распределитель, при этом в роторе выполнены радиальные каналы подвода рабочей среды под пластины и сообщенный с ними осевой канал, в котором установлен дроссель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности пневмодвигателя путем повышения КПД и снижения уровня шума, он снабжен по меньшей мере четырьмя вкладышами, попарно размещенными в зазорах между торцовыми крышками и ротором, профили рованным импеллером, соосно установленным.в осевом канале ротора, конусными втулками, размещейными в корпусе в каналах выхлопа, и пакетом коммуникационных плат, которые закреплены на корпусе, в 10 последнем выполнены каналы дополнительного выхлопа. расположенные с возможностью сообщения с выходным каналом золотникового распределителя или с.атмосферой, а золотниковый распредели тель выполнен дифференциальным содносторонним управлением и имеет электромагнитное реле с управляющим элементом типа сопло - заслонка, установленное на его корпусе, при этом в последнем с 20 образованием напорной и двух рабочих полостей размещен золотник и выполнено отверстие. сообщающее одну иэ рабочих полостей с атмосферой, а в конусных втулках по периметру выполнены тангенциаль ные перепускные каналы,1758288 б-Б В-В 4 Ьг Составитель А.Шпа Техред М.Моргента раРедактор Э.Слиган л Корректор Е.Папп твенно-издательский комбинат "Патент",г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 из аказ 2983 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5