CS256355B2 - Sealing elements with rotating piston - Google Patents

Description

Vynález se týká těsnicích prvků rotoru stroje s rotačním pístem, které se dotýkají oběžné dráhy na statoru, jehož oddělovací úseky me2i pracovními komorami, opatřené vždy vtoky a výtoky, se dotýkají rotoru.

Jsou známé stroje s rotačním pístem, jejichž těsnicí prvky ve tvaru šoupátek klouzají pod tlakem pružin svou čelní stranou po křivkové dráze. Tyto stroje mají poměrně malou životnost a utěsnění je nedostatečné, takže výkonnost strojů je malá.

Ze spisu DOS 21 63 423 je známý stroj s rotačním pístem, jehož těsnicí prvky jsou uspořádány s možností otočného kmitavého pohybu a jsou uloženy uvnitř rotoru ve formě pístových šoupátek. Tím se dá značně zvýšit počet otáček rotoru a tedy zlepšit výkon stroje. Uložení těsnicích prvků uvnitř rotoru a jejich konstrukce jsou však velmi náročné a složité.

Účelem vynálezu je vytvořit stroj s rotačním pístem tak, aby těsnicí prvky byly co nejjednodušší a přitom pracovaly naprosto spolehlivě.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že každý těsnicí prvek sestává z pevné ložiskové části uložené v rotoru a nejméně z jednoho pružného křídla, které se dotýká oběžné dráhy na statoru a je uloženo výkyvné ve vybrání rotoru. Takové provedení má tu výhodu, že těsnicí prvky jsou konstrukčně podstatně jednodušší než v dosavadních provedeních, mají vynikající těsnicí účinek a tím umožňují zvýšit výkon stroje. ·

Podle výhodného provedení vynálezu je každý těsnicí prvek opatřen pružným křídlem po obou stranách pevné ložiskové části, která je účelně upevněna v rotoru zalisováním. Toto provedení umožňuje měnit smysl otáčení rotoru stroje.

Podle výhodného provedení je spodní strana každého křídla opatřena podélnými drážkami# kterými může vnikat olej mezi těsnicí prvek a jeho místo uložení v rotoru, čímž se značně usnadní zdvihání křídla.

Podle vynálezu probíhají drážky mezi pevnou ložiskovou částí a zesíleným okrajem na konci křídla a těsnicím žebrem na konci křídla, tedy v oblasti, kde by mohlo s největší pravděpodobností dosednout pružné křídlo na protilehlou plochu. Podélné drážky tomu spolehlivě zabrání.

Podle výhodného význaku vynálezu má vybrání v rotoru obloukový tvar, a dá se tedy snadno vyrobit vhodně tvarovanou frézou. Toto obloukové vybrání má účelně tvar kanálu a je na konci rozšířené. К jeho vytvoření je sice třeba dvou příslušně tvarovaných fréz, nicméně i takové obrábění je velice jednoduché.

Podle vynálezu je pevná ložisková část těsnicího prvku uspořádána v kyvném ložiskovém dílu rotoru, což umožňuje samočinnou regulaci otočného pohybu pružného hřídla; alternativně může být pevná ložisková část těsnicího prvku uložena v ložiskové součásti rotoru, opatřené na straně přivrácené ke spodní straně křídla podélnými drážkami. Těsnicí prvek podle vynálezu je s výhodou z plastu s vloženou kovovou vložkou, což zajištuje dlouhou životnost těsnicích prvků.

Vynález je dále podrobně popsán na příkladech provedení, znázorněných na výkresech, kde značí obr. 1 dílčí řez strojem s rotačním pístem s těsnicími prvky podle vynálezu, obr. 2 další provedení stroje s rotačním pístem s dvojkřídlými těsnicími prvky podle vynálezu, obr. obr. 3, 4 a 5 různé možnosti provedení těsnicího prvku podle vynálezu, obr. 6 axonometrický pohled na těsnicí prvek s podélnými drážkami, obr. 7 a 8 v řezu dvě provedení těsnicího prvku podle vynálezu, obr. 9 další provedení těsnicího prvku s jedním křídlem a obr. 10 a 11 dvě možnosti uložení dvoukřídlých těsnicích prvků.

Stroj s rotačním pístem z obr. 1 sestává v podstatě z rotoru 1^ který obíhá kolem statoru 2. Tento stator 2 má po obvodu vtokové otvory £ a výtokové otvory 7__t které leží v jisté vzá3 jemné vzdálenosti a mezi nimiž je vždy uspořádána pracovní komora £. Mezi pracovními komorami 8 se nacházejí oddělovací úseky 11, které tvoří oběžnou dráhu 12. V oblasti vtokových otvorů 2 jsou uspořádány náběžné dráhy £ a v oblasti výtokových otvorů 7_ odtokové dráhy 10.

Rotor X má na vnitřním obvodu těsnicí prvky 3_, uspořádané v jisté vzájemné vzdálenosti. Těsnicí prvky 3, které jsou například z plastu, sestávají z pevné ložiskové části £, zalisováné například v rotoru .1/ ^{a z} pružného křídla 5, které navazuje na ložiskovou část £ a dosedá na oběžnou dráhu 12 statoru £ v oddělovacích úsecích 11. V této vzájemné poloze rotoru 2 a statoru 2 leží pružné křídlo _5 ve vybrání 13 rotoru 2· pružná křídla mohou být podle vynálezu i celá nebo částečně z pružinového kovu.

Když v dalším průběhu otáčení rotoru 2 klouže pružné křídlo _5 po oběžné dráze 12, dostává se do oblasti náběžné dráhy £ vtokového otvoru £ a poté do pracovní komory £. Pracovní médium v pracovní komoře 8_ tlačí na pružné křídlo £ a tiskne je pevně na oběžnou dráhu 12 statoru 2, čímž vzniká dokonalé utěsnění. Pružné křídlo £, které je v tomto okamžiku na konci pracovní komory £ u odtokové dráhy 10, je přitom rovněž dopravovaným médiem pevně tlačeno na oběžnou dráhu 12, takže médium je dokonale utěsněno oproti ostatním částem pracovní komory £.

Těsnicí prvek 2 Ρθάΐθ obr. 2 má pružná křídla 5_f 5' po obou stranách pevné ložiskové části £. Přední pružné křídlo 5_ je uloženo v předním vybrání 13 a zádní pružné křídlo 21 v zadním vybrání 13 ~ rotoru 2· Ložisková část 4_ těsnicího prvku 3 je přitom zalisována mezi rotorem X a jeho ložiskovou součástí 20. □ tohoto provedení je možné měnit směr otáčení rotoru 2 podle šipky I nebo II. Otáčí-li se rotor 1_ ve směru šipky I, pracují zadní křídla 21» otáčí-li se naproti tomu rotor 2 ve směru šipky II, pracují přední křídla 2 dvojkřídlých těsnicích prvků 3. I v tomto případě přitlačuje médium v pracovní komoře 2 obě pružná křídla 2» 5 na oběžnou dráhu 12 statoru 2» takže dochází ke spolehlivému utěsnění.

Na obr. 3 je ve zvětšeném měřítku znázorněna část rotoru 2 ^a statoru 2 s jednokřídlým těsnicím prvkem £. Rotor 2 má obloukovité vybrání 13 ve tvaru kanálu, které má rozšířený zadní konec 22. Vzniká tedy průběžný obloukový kanál, který může být vyroben pomocí běžně dostupných fréz. Po vytvoření tohoto obloukového kanálu se může do jeho středu zalisovat pevná ložisková část £ jednokřídlého těsnicího prvku 2» upevněná na spodní straně ložiskovou součástí 20. Pružné křídlo 2 I^е výkyvné a může se v případě potřeby vychýlit do vnitřku vybrání 22· Zadní konec 22 může být přitom uzavřen pomocí vhodných materiálů nebo může zůstat otevřený.

Podle obr. 4 je rovněž možné uložit do tohoto obloukového vybrání 13 ve tvaru kanálu dvojkřídlý těsnicí prvek 2» jehož pevná ložisková část £ je zalisována v rotoru £ a v ložiskové součásti 20. Na pevnou ložiskovou část £ navazuje přední křídlo 5 a zadní křídlo 21· Podle směru otáčení rotoru £ dosedá přední křídlo 2 nebo zadní křídlo 5' na oběžnou dráhu 12 statoru 2.

V provedení podle obr. 5 je v rotoru 2 upevněn jednokřídlý těsnicí prvek 2» který sestává z pevné ložiskové části £ a pružného křídla 2» které má zesílený okraj 27. Vybrání £2 v rotoru £ je vytvořeno speciálním nástrojem. Působením dopravovaného média dosedá opět zesílený okraj 27 bezvadně a těsně na oběžnou dráhu 12 statoru 2_.

К usnadněnému zdvihání a spouštění pružných křídel 2 může být podle obr. 6 dolní strana každého pružného křídla opatřena vedle sebe ležícími podélnými drážkami 28. Tyto podélné drážky 28 se nacházejí mezi pevnou ložiskovou částí £ a zesíleným okrajem 27. Při oběhu rotoru £ oproti statoru 2 může vnikat do podélných drážek 28 olej, čímž je zaručeno snadnější odpoutání křídla 5 těsnicího prvku £ ^od opěrné části 45 rotoru £.

Je rovněž možné uspořádat tyto drážky na opěrné části £5. V každém případě je tím zajištěno snadné nazdvižení pružného křídla 2 ^a jeho zesíleného okraje 27.

I

Na obr. 7 je v řezu detailně znázorněn jednokřídlý těsnicí prvek 2/ který sestává z pevné ložiskové části £ a pružného křídla 2 se zesíleným okrajem 27. Podle obr. 8 je možné užít jako materiálu pro těsnicí prvek 2 dvouvrstvé látky; těsnicí prvek 2 je například zhotoven z plastu 29, uvnitř něhož je uložena kovová vložka 30, která prochází od pevné ložiskové části 4 až к zesílenému okraji 27. Takový těsnicí prvek 2 má obzvláště dlouhou životnost.

V provedení podle obr. 9 sahá jednokřídlý těsnicí prvek 2 P^^es celou šířku vybrání 13 ve tvaru kanálu. Pevná ložisková Část 2 3^e upevněna na konci vybrání 13 rotoru 2 ^a zesílený okraj 27 leží na druhém konci vybrání 13. V oddělovacím úseku 11, tedy když oběžná dráha 12 statoru 2 dosedá na rotor 2/ leží celý těsnicí prvek 2 uvnitř vybrání 22· ^{1 v} tomto případě je pracovní komora 2 spolehlivě oddělena a utěsněna vůči vtokovému otvoru £ a výtokovému otvoru 7.

Podle obr. 10 je dvoukřídlý těsnicí prvek 2 ^se dvěma křídly £_t 5“ uložen svou pevnou ložiskovou Částí £ v kyvném ložiskovém dílu 39 rotoru 2· Kyvný ložiskový díl 39 může být ovládán z vnějšku, takže do činného spojení s oběžnou dráhou statoru 2 přichází bud křídlo 5 nebo křídlo íT.

Pružný prvek 2 podle obr. 11 má dvě pružná křídla Д, 5 a je uložen uvnitř pevného ložiskového dílu 40, který má vačkový výstupek £3. Vačkový výstupek 43 spolupracuje s vybráním 44 v rotoru 2/ takže na oběžnou dráhu 12 statoru 2 dosedá bud pružné křídlo 2/^nebo 5'.

Těsnicí prvek £_t který sestává z pevné ložiskové části £ a alespoň jednoho pružného křídla 5, umožňuje zvýšení stupně účinnosti celého stroje, přičemž odpadají veškeré kmitavé pohyby, které se vyskytují v zařízeních podle stavu techniky.

Principu těsnicích prvků podle vynálezu lze užívat i u strojů, kde rotor je uspořádán uvnitř nebo kde vnitřní a vnější obvod statoru má pracovní komoru nebo kde je alespoň jedna boční plocha statoru opatřena pracovními komorami. Je též myslitelné, že stator je opatřen alespoň jedním obvodovým vybráním, které má pracovní komory na bočních stěnách, nebo že je stator zhotoven ve formě profilu, přičemž profilové plochy mají pracovní komory, V každém případě lze i v těchto různých obměnách stroje užít těsnicího prvku podle vynálezu, jehož křídlo koná výkyvný pohyb podle oběžné dráhy statoru.

Claims (10)

1. Těsnicí prvky rotoru stroje s rotačním pístem, které se dotýkají oběžné dráhy na statoru, jehož oddělovací úseky mezi pracovními komorami, opatřené vždy vtoky a výtoky, se dotýkají rotoru, vyznačené tím, že každý těsnicí prvek (3) sestává z pevné ložiskové části (4) uložené v rotoru (1) a nejméně z jednoho pružného křídla (5), které se dotýká oběžné dráhy (12) na statoru (2) a je uloženo výkyvné ve vybrání (13) rotoru (1).

2. Těsnicí prvky podle bodu 1, vyznačené tím, že každý těsnicí prvek (3) je opatřen pružným křídlem (5, 5*) po obou stranách pevné ložiskové části (4).

3. Těsnicí prvky podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že pevná ložisková část (4) těsnicího prvku (3) je upevněna v rotoru (1) zalisováním.

4. Těsnicí prvky podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že spodní strana každého pružného křídla (5) je opatřena podélnými drážkami (28).

5. Těsnicí prvky podle bodu 4, vyznačené tím, že drážky (28) probíhají mezi pevnou ložiskovou částí (4) a zesíleným okrajem (27) na konci pružného křídla (5).

6. Těsnicí prvky podle bodu 1, vyznačené tím, že vybrání (13) v rotoru (1) má obloukový tvar.

7. Těsnicí prvky podle bodu 6, vyznačené tím, že obloukové vybrání (13) má tvar kanálu a je ňa konci (22) rozšířené.

8. Těsnicí prvky podle bodu 1, vyznačené tím, že pevná ložisková část (4) těsnicího prvku (3) je uspořádána v kyvném ložiskovém dílu (39) rotoru (1).

9. Těsnicí prvky podle bodu 1, vyznačené tím, že v těsnicím prvku (3) je uložena kovová vložka (30).

10. Těsnicí prvky podle bodu 1, vyznačené tím, že pevná ložisková část (4) těsnicího prvku (3) je uložena v ložiskové součásti (20) rotoru (1), opatřené na straně přivrácené ke spodní straně křídla (5) podélnými drážkami.