RU2761704C1 - Volumetric rotary machine - Google Patents

Volumetric rotary machine Download PDF

Info

Publication number
RU2761704C1
RU2761704C1 RU2021108306A RU2021108306A RU2761704C1 RU 2761704 C1 RU2761704 C1 RU 2761704C1 RU 2021108306 A RU2021108306 A RU 2021108306A RU 2021108306 A RU2021108306 A RU 2021108306A RU 2761704 C1 RU2761704 C1 RU 2761704C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tooth
groove
rotor
valve
cylinder
Prior art date
Application number
RU2021108306A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Евгеньевич Щерба
Александр Павлович Болштянский
Сергей Юрьевич Кайгородов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ)
Priority to RU2021108306A priority Critical patent/RU2761704C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761704C1 publication Critical patent/RU2761704C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydraulic machines and can be used in the creation of high-performance compact pumps of low and medium pressure. The volumetric rotary machine contains a rotor 1 with a tooth 2 rigidly connected to the drive shaft 3 and placed in a cylinder 4 with a suction window 5 and a discharge valve 6, end caps 8 and 13, a plate 12, together with the cylindrical surface of the rotor 1 separating the valve 6 from the window 5, a device for the passage of the tooth 2 in the area of the window 5 and the valve 6. The device for the passage of the tooth 2 is made in the form of a guide tooth 2 along the radius of the rotor 1 of the shaped groove 7 in the lid 8. The shape of the groove 7 is made in such a way that when the tooth 2 approaches the valve 6, the groove 7 deviates from the shape of the circle and smoothly passes into a straight line parallel to the plane of the plate 12, and after the passage by the tooth 2 of zones between the valve 6 and the window 5, the groove 7 smoothly passes from a straight line into a circle. The tooth 2 is made with the possibility of radial movement in the groove 9 of the rotor 1 and is equipped with a protrusion that engages with the outer surface of the groove 7.
EFFECT: invention is aimed at reducing material consumption and dimensions of the machine, reducing the manufacturing costs.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области гидравлических машин и может использовано при создании высокопроизводительных компактных насосов низкого и среднего давления.The invention relates to the field of hydraulic machines and can be used to create high-performance compact low and medium pressure pumps.

Известна роторная машина объемного действия, содержащая ротор с зубом, размещенные в цилиндре, причем зуб выступает над ротором, и радиус этого выступа равен радиусу цилиндра (см., например, патент РФ на полезную модель № 111211, МПК F04C 3/02 и F04C 18/50).Known rotary displacement machine containing a rotor with a tooth, placed in a cylinder, and the tooth protrudes above the rotor, and the radius of this protrusion is equal to the radius of the cylinder (see, for example, RF patent for utility model No. 111211, IPC F04C 3/02 and F04C 18 /50).

Известна также роторная машина объемного действия, содержащая ротор с зубом, жестко соединенный с приводным валом и размещенный в цилиндре с всасывающим окном и нагнетательным клапаном, торцовые крышки, перекрывающие цилиндр, плиту, вместе с цилиндрической поверхностью ротора, отделяющую нагнетательный клапан от всасывающего окна, устройство для прохода зуба в зоне всасывающего окна и нагнетательного клапана, причем зуб выполнен выступающим над ротором, а радиус этого выступа равен радиусу цилиндра (см., например, патент РФ на изобретение № 2520774, МПК F04C 3/02, опубликован 27.06.2014; патент на полезную модель № 111211, МПК F04C 18/56, опубликован 10.12.2011).Also known is a rotary displacement machine containing a rotor with a tooth, rigidly connected to the drive shaft and placed in a cylinder with a suction port and a discharge valve, end caps overlapping the cylinder, a plate, together with the cylindrical surface of the rotor, separating the discharge valve from the suction port, a device for the passage of the tooth in the area of the suction port and the discharge valve, and the tooth is made protruding above the rotor, and the radius of this protrusion is equal to the radius of the cylinder (see, for example, RF patent for invention No. 2520774, IPC F04C 3/02, published on June 27, 2014; patent for utility model No. 111211, IPC F04C 18/56, published on 10.12.2011).

Недостатком известных конструкций является их большие материалоемкость и габариты, а также технологическая сложность изготовления, т.к. как в этих конструкциях устройство для прохода зуба в зоне всасывающего окна и нагнетательного клапана выполнено в виде дополнительного диска со впадиной, диаметр которого несколько больше диаметра цилиндра, этот диск приводится во вращение через коническую передачу, имеет свой вал с подшипниками, должен быть накрыт герметизирующей крышкой, и ось его вращения должна быть строго перпендикулярна оси вращение ротора.The disadvantage of the known structures is their large material consumption and dimensions, as well as the technological complexity of manufacturing, because how in these structures the device for the passage of the tooth in the area of the suction port and the discharge valve is made in the form of an additional disk with a cavity, the diameter of which is slightly larger than the diameter of the cylinder, this disk is driven into rotation through a bevel gear, has its own shaft with bearings, must be covered with a sealing cover , and the axis of its rotation must be strictly perpendicular to the axis of rotation of the rotor.

Задачей изобретения является снижение материалоемкости и габаритов машины, снижение технологических затрат на ее изготовление.The objective of the invention is to reduce the consumption of materials and dimensions of the machine, to reduce the technological costs of its manufacture.

Указанная задача решается тем, что в содержащей ротор с зубом, жестко соединенный с приводным валом и размещенный в цилиндре с всасывающим окном и нагнетательным клапаном, торцовые крышки, перекрывающие цилиндр, плиту, вместе с цилиндрической поверхностью ротора, отделяющую нагнетательный клапан от всасывающего окна, устройство для прохода зуба в зоне всасывающего окна и нагнетательного клапана, причем зуб выполнен выступающим над ротором, а радиус этого выступа равен радиусу цилиндра, устройство для прохода зуба выполнено в виде направляющего зуб вдоль радиуса ротора фигурного паза в торцовой крышке, при этом форма паза выполнена таким образом, что при подходе зуба к нагнетательному клапану паз отклоняется от формы окружности и плавно переходит в прямую линию, параллельную плоскости плиты, а после прохода зуба зоны между нагнетательным клапаном и всасывающим окном паз плавно переходит из прямой линии в окружность, причем зуб выполнен с возможностью радиального перемещения в пазу ротора и снабжен выступом, входящим в зацепление с наружной поверхностью пазаThis problem is solved by the fact that in the containing rotor with a tooth, rigidly connected to the drive shaft and placed in a cylinder with a suction port and a discharge valve, end caps covering the cylinder, a plate, together with the cylindrical surface of the rotor, separating the discharge valve from the suction port, a device for the passage of the tooth in the area of the suction port and the discharge valve, and the tooth is made protruding above the rotor, and the radius of this protrusion is equal to the radius of the cylinder, the device for the passage of the tooth is made in the form of a shaped groove guiding the tooth along the radius of the rotor in the end cover, while the shape of the groove is made as follows in such a way that when the tooth approaches the delivery valve, the groove deviates from the circular shape and smoothly turns into a straight line parallel to the plane of the plate, and after the tooth passes the zone between the delivery valve and the suction window, the groove smoothly passes from a straight line into a circle, and the tooth is made with the ability radial movement in the rotor slot a and is equipped with a protrusion engaging with the outer surface of the groove

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана машина (фронтальный вид) со снятой крышкой в момент, когда зуб подходит к нагнетательному клапану.FIG. 1 shows the machine (frontal view) with the cover removed at the moment when the tooth approaches the pressure valve.

На фиг. 2 показан этот же вид в момент, когда зуб находится между нагнетательным клапаном и всасывающим окном.FIG. 2 shows the same view when the tooth is between the discharge valve and the suction port.

На фиг. 3 показано поперечное сечение машины со сравнительно узким цилиндром, а на фиг. 4 - этот же вид со сравнительно широким цилиндром.FIG. 3 shows a cross-section of a machine with a relatively narrow cylinder, and FIG. 4 - the same view with a relatively wide cylinder.

Машина (фиг. 1) состоит из ротора 1 с зубом 2, жестко соединенного с приводным валом 3, ротор 1 размещен в цилиндре 4, причем зуб 2 выступает над ротором 1, и радиус этого выступа равен радиусу цилиндра 4. Цилиндр 4 снабжен всасывающим окном 5 и нагнетательным клапаном 6.The machine (Fig. 1) consists of a rotor 1 with a tooth 2, rigidly connected to the drive shaft 3, the rotor 1 is located in the cylinder 4, and the tooth 2 protrudes above the rotor 1, and the radius of this protrusion is equal to the radius of the cylinder 4. Cylinder 4 is equipped with a suction window 5 and discharge valve 6.

Устройство для прохода зуба в зоне окна 5 и клапана 6 выполнено в виде направляющего зуб вдоль радиуса ротора 1 фигурного паза 7, и размещенного в торцовой крышке 8, а зуб 2 выполнен с возможностью радиального перемещения в пазу 9 ротора 1 и снабжен выступом, выполненным в виде штифта 10, входящим в зацепление с наружной поверхностью паза 7.The device for the passage of the tooth in the area of the window 5 and the valve 6 is made in the form of a shaped groove 7 guiding the tooth along the radius of the rotor 1, and located in the end cover 8, and the tooth 2 is made with the possibility of radial movement in the groove 9 of the rotor 1 and is provided with a protrusion made in in the form of a pin 10 engaging with the outer surface of the groove 7.

Зуб 2 поджат в сторону зеркала цилиндра 4 пружиной 11.Tooth 2 is pressed towards the mirror of cylinder 4 by spring 11.

Плита 12 вместе с цилиндрической поверхностью ротора 1 отделяет клапан 6 от окна 5. Причем форма паза 7 выполнена таким образом, что при подходе зуба к нагнетательному клапану паз отклоняется от формы окружности и плавно переходит в прямую линию, параллельную плоскости плиты 12, а после прохода зуба зоны между нагнетательным клапаном и всасывающим окном паз плавно переходит из прямой линии в окружность.The plate 12 together with the cylindrical surface of the rotor 1 separates the valve 6 from the window 5. Moreover, the shape of the groove 7 is made in such a way that when the tooth approaches the discharge valve, the groove deviates from the shape of the circle and smoothly turns into a straight line parallel to the plane of the plate 12, and after passing tooth of the zone between the discharge valve and the suction port, the groove smoothly passes from a straight line into a circle.

Торцовые крышки 8 (с пазом 7) и 13 (см. фиг. 3) перекрывают цилиндр 4 с образованием полости, которая зубом 2 делится на полость всасывания 14 и сжатия-нагнетания 15.End caps 8 (with a groove 7) and 13 (see Fig. 3) overlap the cylinder 4 with the formation of a cavity, which is divided by a tooth 2 into a suction cavity 14 and a compression-discharge cavity 15.

Плита 12 установлена на цилиндре 4 с помощью болтов 16, крышки 8, 13 и цилиндр 4 сжаты по плоскости болтами 17. Вал 3 установлен в крышке 8 с помощью подшипников качения 18.Plate 12 is mounted on cylinder 4 with bolts 16, covers 8, 13 and cylinder 4 are compressed flat with bolts 17. Shaft 3 is installed in cover 8 using rolling bearings 18.

На фиг. 4 показан вариант машины со сравнительно широким цилиндром, в котором для исключения перекоса зуба при его возвратно-поступательном движении используется две пружины 11 и второй фигурный паз 19 в крышке 13, являющийся по форме образующей поверхности отражением паза 7, расположенного в крышке 8. При этом штифт 10 контактирует с наружными поверхностями обоих пазов.FIG. 4 shows a variant of the machine with a relatively wide cylinder, in which two springs 11 and a second figured groove 19 in the cover 13 are used to prevent the skew of the tooth during its reciprocating movement, which, in the shape of the surface generatrix, is a reflection of the groove 7 located in the cover 8. In this case pin 10 contacts the outer surfaces of both grooves.

Машина работает следующим образом.The machine works as follows.

При вращении приводного вала 3 (фиг. 1) происходит вращение ротора 1. При этом зуб 2 прижат в сторону окружности цилиндра 4 пружиной 11 и центробежными силами. Объем полости 14 увеличивается, и в нее через окно 5 натекает жидкость, происходит всасывание. Объем полости 15 уменьшается, и в ней происходит сжатие и нагнетание жидкости под давлением чрез нагнетательный клапан 6 потребителю. При этом положение зуба 2 определяется формой паза 7, т.к. штифт 10 скользит по его наружной поверхности. Форма паза 7 такова, что торец зуба, обращенный в сторону наружной поверхности цилиндра, находится на минимальном расстоянии от этой поверхности (с минимально возможным технологическом зазором), не контактирует с этой поверхностью, не изнашивается сам и не изнашивает цилиндр.When the drive shaft 3 rotates (Fig. 1), the rotor 1 rotates. In this case, the tooth 2 is pressed towards the circumference of the cylinder 4 by the spring 11 and centrifugal forces. The volume of the cavity 14 increases, and liquid flows into it through the window 5, and suction occurs. The volume of the cavity 15 decreases, and in it there is a compression and injection of liquid under pressure through the delivery valve 6 to the consumer. In this case, the position of the tooth 2 is determined by the shape of the groove 7, since pin 10 slides on its outer surface. The shape of the groove 7 is such that the end face of the tooth, facing the outer surface of the cylinder, is at a minimum distance from this surface (with the smallest possible technological gap), does not contact this surface, does not wear itself out and does not wear out the cylinder.

При подходе зуба 2 к нагнетательному клапану 6 (фиг. 2) форма паза 7 отклоняется от формы окружности и плавно переходит в прямую линию, параллельную плоскости плиты 12. При этом зуб 2, ведомый штифтом 10, утапливается в паз 9, давая возможность зубу 2 «пройти» зону между клапаном 6 и окном 5.When tooth 2 approaches the discharge valve 6 (Fig. 2), the shape of the groove 7 deviates from the circular shape and smoothly turns into a straight line parallel to the plane of the plate 12. In this case, tooth 2, driven by the pin 10, sinks into the groove 9, allowing tooth 2 "Pass" the zone between valve 6 and window 5.

В момент прохода зуба 2 мимо клапана 6, обе полости 14 и 15 соединяются, в них устанавливается давление всасывания, и обратный клапан 6 закрывается, не давая возможности жидкости под давлением протекать назад в полость цилиндра.At the moment the tooth 2 passes by the valve 6, both cavities 14 and 15 are connected, the suction pressure is established in them, and the check valve 6 closes, preventing the fluid under pressure from flowing back into the cylinder cavity.

После прохода зуба зоны между клапаном 6 и окном 5, форма паза 7 плавно переходит из прямой линии в окружность, в результате чего, пройдя окно 5, он снова выдвигается из паза 9 в сторону окружности цилиндра 4, и цикл повторяется.After the passage of the tooth of the zone between the valve 6 and the window 5, the shape of the groove 7 smoothly passes from a straight line into a circle, as a result of which, after passing through the window 5, it again moves out of the groove 9 towards the circumference of the cylinder 4, and the cycle repeats.

Работа машины, сечение которой показано на фиг. 4 протекает аналогично и пояснений не требует.The operation of the machine, the section of which is shown in FIG. 4 proceeds in a similar way and does not require explanation.

Предложенная конструкция очевидно примерно в 2 раза более компактна известных, не требует применения зубчатых зацеплений и высокоточного изготовления перпендикулярных поверхностей, в связи с чем следует считать, что техническая задача снижения материалоемкости, габаритов и затрат на изготовление полностью выполнена.The proposed design is obviously approximately 2 times more compact than the known ones, does not require the use of gearing and high-precision manufacturing of perpendicular surfaces, in connection with which it should be considered that the technical task of reducing material consumption, dimensions and manufacturing costs is fully completed.

Claims (1)

Роторная машина объемного действия, содержащая ротор с зубом, жестко соединенный с приводным валом и размещенный в цилиндре с всасывающим окном и нагнетательным клапаном, торцевые крышки, перекрывающие цилиндр, плиту, вместе с цилиндрической поверхностью ротора, отделяющую нагнетательный клапан от всасывающего окна, устройство для прохода зуба в зоне всасывающего окна и нагнетательного клапана, причем зуб выполнен выступающим над ротором, а радиус этого выступа равен радиусу цилиндра, отличающаяся тем, что устройство для прохода зуба выполнено в виде направляющего зуб вдоль радиуса ротора фигурного паза в торцевой крышке, при этом форма паза выполнена таким образом, что при подходе зуба к нагнетательному клапану паз отклоняется от формы окружности и плавно переходит в прямую линию, параллельную плоскости плиты, а после прохода зуба зоны между нагнетательным клапаном и всасывающим окном паз плавно переходит из прямой линии в окружность, причем зуб выполнен с возможностью радиального перемещения в пазу ротора и снабжен выступом, входящим в зацепление с наружной поверхностью паза.A rotary displacement machine containing a rotor with a tooth, rigidly connected to the drive shaft and placed in a cylinder with a suction port and a discharge valve, end caps covering the cylinder, a plate, together with a cylindrical rotor surface separating the discharge valve from the suction port, a device for passage the tooth in the area of the suction window and the discharge valve, and the tooth is made protruding above the rotor, and the radius of this protrusion is equal to the radius of the cylinder, characterized in that the device for the passage of the tooth is made in the form of a shaped groove guiding the tooth along the radius of the rotor in the end cover, while the shape of the groove is made in such a way that when the tooth approaches the delivery valve, the groove deviates from the circular shape and smoothly turns into a straight line parallel to the plane of the plate, and after the tooth passes the zone between the delivery valve and the suction window, the groove smoothly passes from a straight line into a circle, and the tooth is made with the possibility of a radial lane room in the rotor groove and is equipped with a protrusion engaging with the outer surface of the groove.
RU2021108306A 2021-03-29 2021-03-29 Volumetric rotary machine RU2761704C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108306A RU2761704C1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Volumetric rotary machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108306A RU2761704C1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Volumetric rotary machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761704C1 true RU2761704C1 (en) 2021-12-13

Family

ID=79174991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108306A RU2761704C1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Volumetric rotary machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761704C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4832202A (en) * 1971-08-28 1973-04-27
JPS5670183U (en) * 1979-11-05 1981-06-10
US4955985A (en) * 1986-07-22 1990-09-11 Eagle Industry Co., Ltd. Vane pump with annular ring for engaging vanes and drive means in which the rotor drives the annular ring
UA28662A (en) * 1997-12-02 2000-10-16 Інститут Винограду І Вина "Магарач" Української Академії Аграрних Наук Vane pump
CN2522647Y (en) * 2001-03-13 2002-11-27 王允江 Blade pump
RU2520774C1 (en) * 2013-05-14 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Rotary displacement pump

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4832202A (en) * 1971-08-28 1973-04-27
JPS5670183U (en) * 1979-11-05 1981-06-10
US4955985A (en) * 1986-07-22 1990-09-11 Eagle Industry Co., Ltd. Vane pump with annular ring for engaging vanes and drive means in which the rotor drives the annular ring
UA28662A (en) * 1997-12-02 2000-10-16 Інститут Винограду І Вина "Магарач" Української Академії Аграрних Наук Vane pump
CN2522647Y (en) * 2001-03-13 2002-11-27 王允江 Blade pump
RU2520774C1 (en) * 2013-05-14 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Rotary displacement pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2470184C2 (en) Rotary compressor
JP2012510023A (en) Sliding vane pump
CN201615056U (en) Rotor pump with high self-priming performance
RU2569992C1 (en) Ryl hydraulic machine
RU2761704C1 (en) Volumetric rotary machine
US2969743A (en) Rotary slidable-vane machines
CN112177875B (en) Swash plate driving flow distribution integrated variable displacement plunger pump
US2872872A (en) Hydraulic pump or motor
CN106609753B (en) Merge gerotor pump and motor
EA013895B1 (en) Vane machine
US20160230760A1 (en) Positive displacement gear pump
CN112523985B (en) Radial plunger pump
RU2760722C1 (en) Straight-toothed pump
RU2241141C2 (en) Hydraulic machine
KR0131960B1 (en) Positive displacement pump
US5141423A (en) Axial flow fluid compressor with oil supply passage through rotor
US4080117A (en) Multi-chambered pump
RU2761701C1 (en) Spur-type volumetric machine
CN2097295U (en) Internal-engagement internal cycloidal oil pump
KR102242030B1 (en) Volumetric pump using a nasolabial rotor
EP0266744A2 (en) Ring valve pump
CN102174935A (en) Low-rotation-speed displacement pump
RU2571703C1 (en) Method and device for liquid or gases injection (versions) method and device for liquid or gases injection
RU2447321C2 (en) Diametral volume machine (versions)
CN220267949U (en) Variable vane pump