роторный электрогидравлический двигатель

Формула изобретения

1. РОТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус с рабочей камерой, в которой размещен электрод, и концентрично установленный в корпусе ротор, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена в форме усеченного конуса, большее основание которого сопряжено со сферической поверхностью, при этом в рабочей камере в плоскости сопряжения выполнено отверстие, оппозитно которому установлен электрод, а ротор выполнен в форме усеченного конуса с внутренней полостью и тангенциальными отверстиями, равномерно расположенными по его окружности, и установлен соосно с рабочей камерой в полости корпуса, выполненной со стороны ротора с углублениями в форме выступов храпового колеса, при этом ротор и рабочая камера расположены сужающимися участками навстречу друг другу.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что число тангенциальных отверстий в роторе меньше числа углублений в полости корпуса, выполненных в форме выступов храпового колеса.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в отверстии рабочей камеры оппозитно электроду установлен обратный клапан.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям, работающим на основе электрогидравлического эффекта.

Известны роторные электрогидравлические двигатели, предназначенные для преобразования энергии высоковольтного разряда в жидкости во вращательное движение ротора (а.с. СССР N 1435804, кл. МКИ F 03 C 2/00, 1987). Эти двигатели имеют сложную конструкцию, наружные трубопроводы, а также дополнительные узлы: гидроаккумуляторы, насосы и т.д.

Наиболее близким к описываемому техническому решению является роторный электрогидравлический двигатель, содержащий корпус с рабочей камерой, в которой оппозитно друг другу размещены электроды, и концентрично установленный в корпусе ротор. При подаче питания на электроды между ними возникает электрогидравлический разряд, ударный фронт которого взаимодействует с лопастями ротора, приводя последний во вращение. Этот двигатель принят за прототип.

Недостатком известного двигателя является сложность его конструкции. Кроме того, подпружиненные лопасти, установленные в роторе, работают с большой нагрузкой, быстро изнашиваются и требуют периодической замены.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции двигателя и повышение его надежности.

Технический результат достигается тем, что в роторном электрогидравлическом двигателе, содержащем корпус с рабочей камерой, в которой размещен электрод, и концентрично установленный в корпусе ротор, согласно описываемому техническому решению, камера выполнена в форме усеченного конуса, большее основание которого сопряжено со сферической поверхностью, при этом в рабочей камере в плоскости сопряжения выполнено отверстие, оппозитно которому установлен электрод, а ротор выполнен в форме усеченного конуса с внутренней полостью и с тангенциальными отверстиями, равномерно расположенными по его окружности, и установлен соосно с рабочей камерой в полости корпуса, выполненной со стороны ротора с углублениями в форме выступов храпового колеса, при этом ротор и рабочая камера расположены сужающимися участками навстречу друг другу.

Кроме того, число тангенциальных отверстий в роторе меньше числа углублений в полости корпуса, выполненных в форме выступов храпового колеса, а в отверстие рабочей камеры, оппозитной электроду, может быть установлен обратный клапан.

Описываемый двигатель состоит из трех оригинальных деталей: корпуса, ротора и крышки, получаемых из чугунного или алюминиевого литья с минимальным использованием механической обработки. К тому же в двигателе отсутствуют быстроизнашиваемые детали.

В известных технических решениях двигатели, содержащие отличительные признаки описываемого технического решения, не обнаружены, что подтверждает его соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен описываемый двигатель, осевой разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 размещение обратного клапана в отверстии рабочей камеры.

Двигатель состоит из корпуса 1 с двумя сообщающимися между собой полостями 2 и 3, одна из которых, рабочая полость 2, имеет форму усеченного конуса, большее основание которого сопряжено со сферической поверхностью. В плоскости сопряжения рабочей полости 2 выполнено отверстие 4, оппозитно которому размещен электрод 5. Ротор 6 выполнен в форме усеченного конуса с внутренней полостью 7 и концентрично установлен в полости 3 корпуса 1 соосно с рабочей камерой. Полость 3 корпуса выполнена со стороны ротора с углублениями 8 в форме выступов храпового колеса. Полость 7 и рабочая камера 2 выполнены сужающимися участками навстречу друг другу.

Полость 7 ротора сообщается с полостью 3 корпуса через тангенциальные отверстия 9, выполненные в роторе 6 и расположенные равномерно по его окружности. На валу 10 ротора установлен упорный подшипник 11, опирающийся на крышку 12 корпуса 1. Одновременно вал 10 ротора установлен в крышке 12 на подшипнике 13. В целях предотвращения утечки жидкости через вал 10 ротора, в крышке 12 установлено уплотнение 14.

Кроме того, в отверстии 4 рабочей камеры, оппозитной электроду, может быть установлен обратный клапан 15, а число тангенциальных отверстий 9 меньше числа углублений 8 в полости 3 корпуса, выполненных в форме выступов храпового колеса.

Рабочая камера 2 соединена с баком (не показан) через отверстие А и подводную трубу 16, имеющую четыре изгиба под углом 90 градусов и соединенную с баком ниже уровня жидкости в нем. Отвод пара и газов осуществляется через отверстие Б, расположенное выше полости ротора (на фиг. 3) и через отводную трубу 17, соединенную с баком выше уровня жидкости в баке.

Двигатель работает следующим образом.

Жидкость из бака через подводную трубу 16 подается самотеком в рабочую камеру 3 и через тангенциальные отверстия 9 ротора в корпус двигателя до уровня, определяемого расположением отверстия Б, через которое осуществляется отвод пара и газов. При подаче питания на электрод 5 между ним и металлической кромкой отверстия 4 возникает электрогидравлический разряд, ударный фронт которого имеет направление к сужающейся части рабочей камеры 2. Жидкость приходит в движение и под давлением вытекает из тангенциальных отверстий 9 ротора в углубления 8 полости 3 корпуса. При этом ротор 6 совершает вращательное движение. Так как отверстие 4 расположено оппозитно электроду 5, то вытеснение жидкости через него незначительно. Отсутствует вытеснение жидкости в подводную трубу 16, так как она имеет четыре изгиба под углом 90 градусов, что является достаточным условием гашения гидроудара.

В интервале между импульсами движение жидкости происходит следующим образом: из полости 7 ротора через его отверстия 9 она попадает в полость 3 корпуса, затем через отверстие 4 в рабочую камеру 2, далее снова в полость 7 ротора и через тангенциальные отверстия 9 снова в полость корпуса.