Наукові конференції України, XVII ПРОГРЕСИВНА ТЕХНІКА, ТЕХНОЛОГІЯ та інженерна освіта

Розмір шрифту: 
Объемная секторно­лопастная гидромашина
Владлен Леонидович Беседин, Валентин Николаевич Тихенко, Александрч Арнольдович Волков

Остання редакція: 2016-06-16

Тези доповіді


Гидравлические объемные машины используются в гидроприводах для преобразования механической энергии приводного двигателя в энергию потока жидкости. Объемной называется гидромашина, рабочий процесс которой основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры [1]. Под рабочей камерой понимается ограниченное пространство внутри машины, периодически изменяющее свой объем и попеременно сообщающееся с местами входа и выхода рабочей жидкости. По принципу действия, точнее по характеру процесса вытеснения жидкости, объемные гидромашины разделяются на поршневые и роторные. Особенностью рабочего процесса роторных гидромашин является то, что при вращении роторов (вытеснителей) рабочие камеры переносятся из полости всасывания в полость нагнетания и обратно [2]. Перенос рабочих камер с жидкостью исключает необходимость иметь всасывающие и нагнетательные клапаны. В отличие от поршневых гидромашин  они обладают обратимостью, т. е. способностью насосов работать в качестве гидродвигателей, а также большой быстроходностью. Максимально допустимые значения частоты вращения для роторных насосов n = (2÷5)·103 мин -1, причем нижний предел соответствует большим насосам, а верхний – малым.

К гидромашинам предъявляют высокие требования, основными из которых являются: малая удельная масса и объем, приходящиеся на единицу мощности, высокий КПД, возможность регулирования и реверса подачи, а также высокая быстроходность и большая надежность. Несмотря на обилие типов и конструкций гидравлических машин в мире продолжаются разработки, направленные на совершенствование конструкции известных гидромашин и разработку новых схемных решений.

В Одесском национальном политехническом университете проводились разработки новых конструкций гидромашин, в том числе, плунжерного типа [3]. Кроме того, разработана объемная секторно-лопастная гидромашина, упрощенная конструкция которой представлена на рис. 1.

Гидромашина состоит из фланца 1 с двумя полуосями, корпуса 2, в котором имеются две взаимнопересекающиеся по образующим цилиндрические расточки и два вертикальных отверстия А и Б, которые служат для подвода и нагнетания рабочей жидкости.

По центру расточек в корпусе вставлены два ротора 3 и 4, на которые насажены своими цилиндрическими частями (с возможностью вращения) два круговых сектора. На торцах цилиндрической части секторов, проходящих через крышку 5, установлены две шестерни 6 и 7, находящиеся во взаимном зацеплении, причем одна из шестерен соединена с валом приводного двигателя.

Каждый сектор, вращаясь на своем роторе, цилиндрической частью поверхности, скользит по радиусной поверхности другой полуоси, образуя замкнутый объем между цилиндрической частью сектора и стенкой вертикального сечения другого сектора. При одновременном вращении двух зубчатых колес, находящихся во взаимном зацеплении и сочлененных с двумя круговыми секторами, стенка вертикального сечения сектора, приближаясь к стенке цилиндрической части другого сектора, сокращает объем образовавшейся рабочей камеры и вытесняет рабочую жидкость через отверстие находящееся на линии пересечения двух расточек.

Одновременно по другую сторону сектора вторая стенка вертикального сечения, удаляясь от стенки цилиндрической части второго сектора, увеличивает объем образовавшейся рабочей камеры. При этом происходит поступление рабочей жидкости в образовавшуюся рабочую камеру через другое отверстие, находящееся на линии пересечения двух расточек с противоположной стороны корпуса. При последующем вращении приводного вала на 180º в другой части расточки наступает второй рабочий цикл, идентичный первому, и процесс повторяется. Таким образом роторы благодаря наличию секторов выполняют роль вытеснителей жидкости. Отсутствие поступательно движущихся элементов гидромашины позволяет применять приводной двигатель с высокой частотой вращения.

Предлагаемая конструкция гидравлической машины отличается компактностью, высокой производительностью и надежностью в работе. Такие гидромашины могут найти применение в гидравлических приводах различных машин, а также для перекачки технологических жидкостей в химической и нефтегазовой отраслях, компрессорных установках холодильного оборудования.