Преобразователь малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное

Преобразователь малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И СА Н И Е

ИЗОБИДИТ ЕНИЯ

К ПАТЕНТУ бой>з Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента № 267521

Заявлено 22.V1.1970 (№ 1451653/24-7) М. Кл. Г 16h 31/00

Приоритет йомитет па делам изобретений и открытий при Совете ваииистрое

СССР

Опубликовано 11.IV1972. Бюллетень № 13

УДК 621.83.022.4(088.8) Дата опубликования описания 6.V.1972

Автор изобретения

Л. Н. Максимов (Союз Советских Социалистических Республик) Заявитель

ПPЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАЛЫХ B03ВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИИ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ

Предлагаемое изобретение относится к области разработки новыхдвигательных систем преобразования поступательных усилий от тепловой энергии сжатых газов в механическую вращательного движения.

По основному патенту № 267521 известен преобразователь поступательных перемещений во вращательное, содержащий статор с магнитной системой, набранной из радиально подвижных полюсов, связанных с силовыми приводами, выполненными, например, в виде сильфонов, управляемых распределительным устройством, связанным с явнополюсным ротором.

Цель изобретения — повысить к.п.д. и тепловую устойчивость преобразователя. Это достигается тем, что статор выполнен двумя концентрическими полостями, и в изолированной внешней высокотем1пературной зоне статора энергоагрегата смонтированы короткоходовые сильфонные силовые элементы, непосредственно воспринимающие энергию расширения высокотемператур|ных рабочих газов, а в низкотемпературной зоне — те элементы, .работа которых сопряжена с ароявлением трения.

Работа сильфонных элементов не сопряжена с поверхностным трением, и что особенно важно может быть реализована с малыми разрывающими напряжениями и при соответствующем подборе тугоплавких материалов не требует охлаждения непосредственно самых рабочих камер. Это открывает перспективную возможность .перехода к сверхвысо5 ким температурам рабочих газов с соответствующим подъемом общего кльд, энергоагрегата.

На фиг. 1 изображена аксонометрическая схема рабочего элемента статора; на фиг. 2—

10 преобразователь в поперечном разрезе и разрез по А — А.

Преобразователь включает в себя роторную 1 и статорную 2 системы. Первая выполнена в виде явнополюсной электромагнит15 ной системы с неограниченным четным числом

N полюсов 8, передающий вращающий момент, например, на вал 4 с шлицевым .выходом о. В некоторых случаях, например для выравнивания угловой зависимости выходно20 го вращающего момента, полюсы ротора могут быть смонтированы с неравным угловым шагом.

Полюсные токовые обмотки 6 подключены к внешнему электропитанию при помощи

25 обычных коллекторных колец 7 со скользящими щеточными .контактами.

Вал ротора связан с газовым распределительным устройством 8. Последнее в зависимости от конкретных температурных условий

30 может быть выполнено как по известному ти335474

65 пу клапанных или,поворотных золотниковых устройств (второе предпочтительнее), так и в перспективе может составлять предмет специальной новой, разработки, на пример, в полностью герметичном термоизолированном варианте с установкой выносной камеры 9 для .передачи вращающего момента на золотник через разделительную стенку этой камеры.

Вращение вала ротора передается на распределителыное устройство через специально смонтированное промежуточное фазовращательное устройство 10, которое может быть, например, с внешним пневматическим или гидравлическим приводом 11 для дистанционного управления фазового сдвига. Поскольку,перечисленные устройства являются факультативными, то они,приводятся лишь простым,перечнем с указанием только функционального назначения. Также условно показаны коллекторы 12 под вода газа к распределительному устройству и его вывода 18, газовые линии 14 последующей разводки газа непосредственно к силовым элементам статора.

Торцовые крышки 15 и 16 центрируют ротор относительно корпуса статора (подшипниковые узлы не изображены).

Статорная система выполнена с разделением на низкотемпературную 17 и высокотемпературную 18 зоны силовым полюсом 19. В первой смонтирована непосредственно сама магнито проводящая система, состоящая из набора неподвижных .клино видных направляющих 20 с торцовыми крышками, а также четкого числа подвижных полюсных элементов 21. Клиновидные на правляющие 20 снабжены каналами с выходными отверстиями 22 для подвода в зону трения жидкой смазки.

Магнитопроводящая система статора жестко фиксировапа в основном силовом поясе, выполненным в виде кольца, образуемого внутренним 28 и внешним 24 цилиндрами, разделенными ребрами жесткости 25. В торцовых камерах 26, 27 смонтированы качающиеся рычаги (28), плечи 29 которых через толкатели 80 связаны с,подвижными элементами

Л статора через интервал, (е) равный 0,5— (следует заметить, что без изменения существа система качающихся рычагов может быть смонтирована и ближе к центральной части с опорой на силовой пояс). Рычаги установлены с аксиальным сдвигом, так что образуется две кольцевые камеры (82), где осуществляется фиксация осевых опор 88, 84. Учитывая малый ход полюсных элементов статора и соответственно малые угловые смешения рычагов, в конструктивном исполнении указаняых механизмов целесообразно применять, например, призматические опоры.

В промежутке между каждым подвижным элементом статора и силовым поясом смонтирова ны упругие накопители:энергии произ- вольной конструкции, на пример жесткие ко5

Зо

55 роткоходовые пружины 85 или известные гидравлические пружины.

Каждый подвижный элемент 21 статора при помощи нескольких тяг 36,,проходящих через направляющие втулки с герметизирующими сильфонами 87, смонтированными на внутреннем цилиндре силового пояса 28,жестко связан в узле 88 с боковыми пластинами

89, которые, проходят через прорези во внешнем цилиндре силового пояса 24 и объединяются в общее седло 40, охватывающее соответствующий газовый сильфонный элемент

41 статора.

Высокотемпературная зона статора начинается с внешней цилиндрической поверхности силового пояса 24 и ограничивается наружней термоизолирован ной поверхностью статора с образованием в целом герметичной (предпочтительно вакуумируемой) камеры 42.

В камере 42 на опорной охлаждаемой (каналы 43) поверхности установлены на тврмоизоляционных подкладках 44 рабочие газовые сильфонные элементы 41. Последние через радиально внешние термоизоляционные прокладки 44 прижаты к торцам 45 соответствующих седел. Боковые поверхности седел термоизолированы системой отражательных экранов 46. Вокруг седел смонтирована система их радиационного охлаждения газовым или жидким теплоносителем, циркулирующим по,каналам 47. Внутри камеры 42 выполнена вся газовая, разводка объединением по газовому сообщению сразу нескольких сильфонов в самостоятельные синфазные группы.

Минимальное число таких синфазных групп в электромагнитном преобразователе (по количеству полюсных элементов, находящихся в одинаковой фазе движения) равно числу явных полюсов ротора.

Подвод газа к каждому рабочему сильфону условно (с целью не загромождать чертеж) показан торцовым каналом 48, хотя ,предпочтительнее подвод в центре или одновременно в нескольких местах. Газовые .каналы в вакуумной камере термоизолированы экранами 49.

Специфическая особенность исполнения сильфонных элементов заключается в установке внутренних, например, пластинчатых стяжек 50, снабженных перфорацией для прохода газа.

Это вызвано необходимостью предельно разгрузить боковые зоны 51 сильфона от механических разрывающих напряжений, возникающих за счет внутреннего газового давления.

Предмет изобретения

1. Преобразователь малых возвратно-поступательных перемещений во вращательное по патенту № 267521, отличающийся тем, что, с целвю. повышения к.п.д. и тепловой устойчивости, статор- выполнен с двумя копцентри335474

5 ческими,полостями, разделенными силовым оясом причем во внутренней, полости раснты положены подвижные трущиеся элемент статора, ограниченные силовым поясом, а сильфонные элементы размещены во внешней полости в термоизолирующей оболочке.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что сильфонные элементы выполнены с пласти нчатыми стяжками, снабженными inepфорацией.

3. Преобразователь по,п п. 1 и 2, отличающийся тем, что подвижные элементы статора, отстоящие друг от друга на интервале 05м N попарно связаны системой качающихся, рычагов, где М вЂ” число подвижных элементов статора, а а, а N — число явных полюсов ротора.

4. Преобразователь по .пп. 1 — 3, отличающийся тем, что статор снабжен упругими элементами, установленными между подвижны10 ми элементами статора и силовым поясом.

335474

ФУ

51

5б

57

24

55

Составитель В. Ротайко

Текред А. Камышпикова

Корректор О. Тюрина

Редактор В. Фельдман

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1170/2 Изд. № 508 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совеге Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5