RU126062U1

RU126062U1 - ROTARY VORTEX MACHINE

Info

Publication number: RU126062U1
Application number: RU2012151904/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Сломинский; Вячеслав Юрьевич Лейковский
Original assignee: Сергей Владимирович Сломинский; Вячеслав Юрьевич Лейковский
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-03-20

Abstract

1. Роторно-вихревая машина, содержащая, по крайней мере, одну рабочую ступень, которая включает два статора и расположенный между статорами ротор, при этом между ротором и каждым из статоров образована торообразная рабочая полость, в которой размещены лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором, а в роторе выполнен, по крайней мере, один разгрузочный канал в виде сквозного продольного отверстия, связывающего рабочие полости, отличающаяся тем, что поперечное сечение отверстия выполнено прямоугольным, причем большая его сторона направлена вдоль радиуса ротора.2. Роторно-вихревая машина по п.1, отличающаяся тем, что отношение сторон прямоугольного сечения составляет 0,1÷0,7.3. Роторно-вихревая машина по п.1, отличающаяся тем, что в роторе выполнено два и более отверстий, расположенных симметрично относительно оси вращения ротора.1. A rotary vortex machine containing at least one working stage, which includes two stators and a rotor located between the stators, while a toroidal working cavity is formed between the rotor and each of the stators, in which the blades associated with the stator are placed, and a separator associated with the rotor, and at least one discharge channel is made in the rotor in the form of a through longitudinal hole connecting the working cavities, characterized in that the cross section of the hole is made rectangular, with a large The side is directed along the radius of the rotor. 2. The rotary vortex machine according to claim 1, characterized in that the aspect ratio of the rectangular section is 0.1 ÷ 0.7.3. The rotary vortex machine according to claim 1, characterized in that the rotor has two or more holes arranged symmetrically with respect to the axis of rotation of the rotor.

Description

Полезная модель относится к гидравлическим машинам необъемного вытеснения, а именно, к роторно-вихревым машинам и может быть использована как в качестве насоса, так и в качестве двигателя.The utility model relates to hydraulic machines of continuous displacement, namely, to rotary vortex machines and can be used both as a pump and as an engine.

Из уровня техники известна роторно-вихревая машина, содержащая, по крайней мере, одну рабочую ступень, которая включает два статора и расположенный между статорами ротор, при этом между ротором и каждым из статоров образована торообразная рабочая полость, в которой размещены лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором, а в роторе выполнен, по крайней мере, один разгрузочный канал в виде сквозного продольного отверстия, связывающего рабочие полости (см. патент RU 11847, кл. F04D 5/00, опубл. 16.11.1999). Недостатком известного устройства является невысокая эффективность, обусловленная ослаблением закручивания потока из-за наличия большого числа круглых отверстий в роторе.A rotary vortex machine is known from the prior art, comprising at least one working stage, which includes two stators and a rotor located between the stators, and a toroidal working cavity is formed between the rotor and each of the stators, in which the blades connected to the stator are placed , and the separator associated with the rotor, and in the rotor made at least one discharge channel in the form of a through longitudinal hole connecting the working cavity (see patent RU 11847, CL F04D 5/00, publ. 16.11.1999). A disadvantage of the known device is its low efficiency, due to the weakening of the swirling flow due to the presence of a large number of round holes in the rotor.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышении эффективности работы роторно-вихревой машины за счет усиления вихревого движения в рабочих полостях. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что роторно-вихревая машина содержит, по крайней мере, одну рабочую ступень, которая включает два статора и расположенный между статорами ротор, при этом между ротором и каждым из статоров образована торообразная рабочая полость, в которой размещены лопатки, связанные со статором, и разделитель, связанный с ротором, а в роторе выполнен, по крайней мере, один разгрузочный канал в виде сквозного продольного отверстия, связывающего рабочие полости, поперечное сечение отверстия выполнено прямоугольным, причем большая его сторона направлена вдоль радиуса ротора. Соотношение сторон прямоугольного сечения предпочтительно составляет 0.1÷0.7. В роторе может быть выполнено два и более отверстий, расположенных симметрично относительно оси вращения ротора.The objective of the utility model is to eliminate these drawbacks. The technical result consists in increasing the efficiency of the rotor-vortex machine by enhancing the vortex movement in the working cavities. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the rotor-vortex machine contains at least one working stage, which includes two stators and a rotor located between the stators, and a toroidal working cavity is formed between the rotor and each of the stators, in which placed blades associated with the stator, and a separator associated with the rotor, and in the rotor made at least one discharge channel in the form of a through longitudinal hole connecting the working cavity, the cross section of the hole TIFA formed rectangular, and its large side faces along the rotor radius. The aspect ratio of the rectangular section is preferably 0.1 ÷ 0.7. Two or more holes can be made in the rotor, located symmetrically relative to the axis of rotation of the rotor.

На фиг.1 представлено осевое сечение ступени предлагаемой роторно-вихревой машины;Figure 1 presents the axial section of the stage of the proposed rotary vortex machine;

на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1;figure 2 is a section aa in figure 1;

на фиг.3 - сечение Б-Б по фиг.1;figure 3 is a section bB in figure 1;

на фиг.4 - сечение В-В по фиг.1.figure 4 - section bb in figure 1.

Предлагаемая роторно-вихревая машина содержит одну или несколько рабочих ступеней. Каждая ступень состоит из двух неподвижных статоров 1 и 2, которые могут быть выполнены в виде единой детали, и расположенного между статорами ротора 3. Между ротором 3 и каждым из статоров 1 и 2 образована торообразная рабочая полость 4. Рабочая среда подводится в первую по ходу движения полость между статором 1 и ротором 3 через канал 5 и отводится из полости между статором 2 и ротором 3 в канал 6. В каждой полости 4 размещены лопатки 7, отогнутые против вращения потока и связанные со статором (1 или 2), и разделитель 8, связанный с ротором 3. В роторе 3 выполнен разгрузочный канал в виде сквозного продольного отверстия 9 с прямоугольным поперечным сечением. Большая сторона прямоугольного сечения направлена вдоль радиуса ротора. Такой канал кроме выравнивания давлений выполняет функцию канала центробежного насоса, создавая за счет центробежных сил дополнительный напор для усиления вихревого движения в рабочих полостях и, следовательно, повышая напор, создаваемый ступенью. Отношение длины меньшей стороны h прямоугольного сечения отверстия 9 к его большей стороне d составляет 0.1÷0.7. Указанное соотношение проверено экспериментально и выбрано из следующих соображений: если отверстие выполнено более узким, то значительно возрастает осевая нагрузка на ротор и снижается надежность работы ступени, а если длины сторон его поперечного сечения становятся практически равными - исчезает эффект создания дополнительного закручивающего момента и усиления вихревого движения. Для обеспечения равномерного распределения усилий по площади ротора 3, в нем может быть выполнено два и более отверстий, которые следует расположить симметрично относительно оси вращения ротора (на чертежах не показано).The proposed rotary vortex machine contains one or more working stages. Each stage consists of two fixed stators 1 and 2, which can be made as a single part, and located between the stators of the rotor 3. Between the rotor 3 and each of the stators 1 and 2 a toroidal working cavity is formed 4. The working medium is introduced into the first the cavity between the stator 1 and the rotor 3 through the channel 5 and is removed from the cavity between the stator 2 and the rotor 3 into the channel 6. In each cavity 4 there are blades 7, bent against the rotation of the flow and connected with the stator (1 or 2), and the separator 8 associated with rotor 3. In rotor 3 in Full relief duct of a through longitudinal opening 9 with a rectangular cross section. The larger side of the rectangular section is directed along the radius of the rotor. Such a channel, in addition to pressure equalization, performs the function of a centrifugal pump channel, creating an additional pressure due to centrifugal forces to enhance the vortex movement in the working cavities and, therefore, increasing the pressure created by the stage. The ratio of the length of the smaller side h of the rectangular cross section of the hole 9 to its larger side d is 0.1 ÷ 0.7. The indicated ratio has been verified experimentally and selected from the following considerations: if the hole is made narrower, the axial load on the rotor increases significantly and the reliability of the stage decreases, and if the lengths of the sides of its cross section become almost equal, the effect of creating additional torque and increasing vortex motion disappears . To ensure uniform distribution of efforts over the area of the rotor 3, two or more holes can be made in it, which should be located symmetrically with respect to the axis of rotation of the rotor (not shown in the drawings).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При работе роторно-вихревой машины в режиме двигателя поток рабочей среды через входной канал 5 подается в рабочие полости 4, где под действием торообразных участков поверхности статоров 1 и 2 и ротора 3, а также лопаток 7 приобретает вихреобразный характер, исключающий возможность ее свободного перетекания по рабочим полостям 4 в канал 6 отвода среды. В результате разделитель 8 оказывается под действием перепада давлений рабочей среды, и ротор 3, с которым связан разделитель 8, совершает вращательное движение, которое передается на связанный с ним вал машины.When the rotor-vortex machine is in the engine mode, the working medium flow through the inlet channel 5 is supplied to the working cavities 4, where, under the action of toroidal surface sections of the stators 1 and 2 and the rotor 3, as well as the blades 7, it acquires a vortex-like character, which excludes the possibility of its free flow over working cavities 4 in the channel 6 of the removal of the medium. As a result, the separator 8 is exposed to the differential pressure of the working medium, and the rotor 3, with which the separator 8 is connected, performs a rotational movement, which is transmitted to the associated machine shaft.

При работе машины в режиме насоса или компрессора при вращении ротора 3, рабочая среда под воздействием на нее разделителя 8, лопаток 7 и торообразных участков поверхностей статоров 1 и 2 и ротора 3 приобретает вихреобразное движение. Такое движение рабочей среды препятствует ее свободному перетеканию по рабочим полостям 4 в направлении вращения ротора 3 от канала 6 к каналу 5. В результате вихреобразный поток рабочей среды под давлением направляется разделителем 8 в канал 6, а через канал 5 в рабочие полости 4 засасывается новое количество рабочей среды.When the machine is in pump or compressor mode during rotation of the rotor 3, the working medium, under the influence of the splitter 8, blades 7 and toroidal sections of the surfaces of the stators 1 and 2 and rotor 3, acquires a swirling motion. This movement of the working medium prevents its free flow over the working cavities 4 in the direction of rotation of the rotor 3 from the channel 6 to the channel 5. As a result, the eddy-like flow of the working medium under pressure is directed by the separator 8 into the channel 6, and a new quantity is sucked through the channel 5 into the working cavities 4 working environment.

В обоих случаях благодаря выполнению отверстия 9, связывающего между собой полости 4, выравнивается давление с разных сторон ротора 3, что значительно снижает создаваемое на нем осевое усилие и повышает надежность работы роторно-вихревой машины. При этом форма отверстия 9 позволяет увеличить эффективность работы устройства за счет усиления вихревого движения в рабочих полостях.In both cases, due to the hole 9 connecting the cavities 4, the pressure is equalized from different sides of the rotor 3, which significantly reduces the axial force created on it and increases the reliability of the rotor-vortex machine. Moreover, the shape of the hole 9 allows you to increase the efficiency of the device by increasing the vortex motion in the working cavities.

Claims

1. A rotary vortex machine containing at least one working stage, which includes two stators and a rotor located between the stators, while a toroidal working cavity is formed between the rotor and each of the stators, in which the blades associated with the stator are placed, and a separator associated with the rotor, and at least one discharge channel is made in the rotor in the form of a through longitudinal hole connecting the working cavities, characterized in that the cross section of the hole is made rectangular, with a large The side is directed along the radius of the rotor.

2. The rotary vortex machine according to claim 1, characterized in that the aspect ratio of the rectangular section is 0.1 ÷ 0.7.

3. The rotary vortex machine according to claim 1, characterized in that the rotor has two or more holes located symmetrically with respect to the axis of rotation of the rotor.