RU131415U1

RU131415U1 - ROTARY DEVICE WITH GATE Baffle

Info

Publication number: RU131415U1
Application number: RU2011143471/06U
Authority: RU
Inventors: Петр Андреевич Семчук; Денис Петрович Семчук; Василий Константинович Родин
Original assignee: Петр Андреевич Семчук
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-08-20

Abstract

Роторное устройство с шиберной перегородкой, используемое в качестве двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с выполненной в нем цилиндрической полостью, ротор, размещенный в нем и вращающийся на прямом валу, шиберную перегородку, размещенную в пазу корпуса с возможностью постоянного контакта с поверхностью ротора за счет пружины, камеру сгорания со свечей зажигания, впускное и выпускное отверстия по обе стороны шиберной перегородки, служащей совместно с ротором и корпусом в образовании камеры расширения и камеры сжатия рабочего тела, отличающееся тем, что ось вала расположена на центральной части корпуса, шиберная перегородка размещена в радиальном пазу и ее перемещение осуществлено посредством пружины совместно с поршневым цилиндром, при этом ротор выполнен в виде цилиндра, эксцентрично закрепленного на валу с вращением своей внешней поверхности за счет подшипника относительно базовой образующей цилиндра ротора.A rotor device with a vane partition, used as an internal combustion engine, comprising a housing with a cylindrical cavity made in it, a rotor placed in it and rotating on a straight shaft, a vane partition placed in the housing groove with the possibility of constant contact with the rotor surface due to a spring , a combustion chamber with spark plugs, inlet and outlet openings on both sides of the gate baffle, which serves together with the rotor and the housing to form the expansion chamber and the compression chamber of the working fluid, characterized in that the shaft axis is located on the central part of the housing, the gate baffle is located in the radial groove and its movement is carried out by means of a spring together with a piston cylinder, while the rotor is made in the form of a cylinder eccentrically fixed on the shaft with rotation of its outer surface due to the bearing relative to the base generatrix of the rotor cylinder.

Description

Полезная модель относится к энергетическому машиностроению и может быть использована для привода машин и механизмов.The utility model relates to power engineering and can be used to drive machines and mechanisms.

Известен проект роторного двигателя Алексеева (Алексеев В.А., Патент RU №2126897 C1 F02В 53/00, 27.02.1999 г.), содержащий корпус с выполненной в нем цилиндрической полостью, вращающийся эксцентриковый вал с установленным на нем с возможностью вращения и перекатывания с постоянным контактом по внутренней поверхности полости корпуса цилиндрическим ротором, три постоянно подпружиненные относительно корпуса подвижные перегородки, контактирующие с цилиндрическим ротором. Цилиндрический ротор установлен на эксцентриковом валу и имеет возможность постоянного контакта с внутренней цилиндрической полостью корпуса двигателя при перекатывании по ней. При этом ротор при его перемещении контактирует с двумя подвижными перегородками постоянно, с третьей периодически, что создает камеры, в которых происходят рабочие фазы - впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. В процессе работы двигателя фазы впуска и выпуска продолжаются целый оборот ротора и существуют одновременно. При этом половину времени оборота осуществляет фаза рабочего хода, а другую половину - фаза сжатия так же при наличии фаз впуска и выпуска.Known design of the rotary engine of Alekseev (Alekseev V.A., Patent RU No. 2126897 C1 F02B 53/00, 02/27/1999), comprising a housing with a cylindrical cavity formed therein, a rotating eccentric shaft mounted on it with the possibility of rotation and rolling with constant contact on the inner surface of the body cavity with a cylindrical rotor, three movable partitions constantly contacted with the body in contact with the cylindrical rotor. The cylindrical rotor is mounted on an eccentric shaft and has the possibility of constant contact with the internal cylindrical cavity of the motor housing when rolling over it. At the same time, when moving it, the rotor is in contact with two movable partitions constantly, from the third periodically, which creates chambers in which the working phases occur - inlet, compression, stroke, exhaust. During the operation of the engine, the intake and exhaust phases continue the whole rotation of the rotor and exist simultaneously. In this case, half of the turnaround time is carried out by the phase of the working stroke, and the other half by the compression phase in the presence of inlet and outlet phases.

Существенным недостатком роторного двигателя Алексеева является движение контактирующего с ротором шибера за счет давления рабочей смеси на малую площадь его нижнего скоса торца, что при необходимом применении различных уплотнений между корпусом и ротором усложняет конструкцию изделия и не дает необходимого положительного эффекта для соответствия движения шибера от усилий рабочей смеси и пружины и может служить нарушением расчетного режима работы двигателя.A significant drawback of Alekseev’s rotary engine is the movement of the gate in contact with the rotor due to the pressure of the working mixture on a small area of its lower bevel end, which, if necessary, the use of various seals between the housing and the rotor complicates the design of the product and does not provide the necessary positive effect for matching the movement of the gate from the working forces mixtures and springs and can serve as a violation of the design mode of the engine.

Задачей полезной модели является создание конструкции роторного устройства с шиберной перегородкой в качестве двигателя внутреннего сгорания, отличающегося от существующих роторно-поршневых механизмов простотой сопряжения ротора и корпуса, технологичностью изготовления, повышение эффективности механизма передачи движения от исполнительного органа непосредственно на прямой валThe objective of the utility model is to create the design of a rotor device with a slide gate as an internal combustion engine, which differs from the existing rotor-piston mechanisms by the simplicity of coupling the rotor and the housing, the manufacturability, and the increase in the efficiency of the movement transmission mechanism from the actuator directly to the straight shaft

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в надежности плотного сопряжения элементов, уменьшением утечки рабочего тела между рабочими полостями, увеличением долговечности, повышением экономичности устройства.The technical result of the proposed utility model is the reliability of tight mating elements, reducing leakage of the working fluid between the working cavities, increasing durability, increasing the efficiency of the device.

Задача решена в роторном устройстве с шиберной перегородкой, используемым в качестве двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с выполненной в нем цилиндрической полостью, ротор, размещенный в нем и вращающийся на прямом валу, шиберную перегородку, размещенную в пазу корпуса с возможностью постоянного контакта с поверхностью ротора за счет пружины, камеру сгорания с форсунками для впрыска жидкого или газообразного топлива и свечей зажигания, впускное и выпускные отверстия по обе стороны шиберной перегородки, служащей совместно с ротором и корпусом в образовании камеры расширения и камеры сжатия рабочего тела, согласно полезной модели ось вала расположена на центральной части корпуса, шиберная перегородка размещена в радиальных пазах и ее перемещение осуществлено посредством пружины совместно с поршневым цилиндром от давления при сгорающей топливной смеси из камеры сгорания, при этом ротор выполнен в виде цилиндра, эксцентрично закрепленного на валу с вращением своей внешней поверхности за счет подшипника относительно базовой образующей цилиндра ротора с возможностью обеспечения последовательных процессов всасывания, сгорания и выхлопа и с одним циклом работы за каждый оборот вращения вала.The problem is solved in a rotor device with a slide gate used as an internal combustion engine, comprising a housing with a cylindrical cavity formed therein, a rotor located therein and rotating on a straight shaft, a slide gate placed in the housing groove with the possibility of constant contact with the rotor surface due to the spring, a combustion chamber with nozzles for injecting liquid or gaseous fuel and spark plugs, inlet and outlet openings on both sides of the slide gate, which serves as a joint with the rotor and the housing in the formation of the expansion chamber and the compression chamber of the working fluid, according to a useful model, the shaft axis is located on the central part of the housing, the slide gate is placed in radial grooves and its movement is carried out by means of a spring together with the piston cylinder against pressure from the burning fuel mixture from the combustion chamber wherein the rotor is made in the form of a cylinder eccentrically fixed to the shaft with rotation of its outer surface due to the bearing relative to the base generatrix of the rotor cylinder with POSSIBILITY provide successive processes of absorption, combustion and exhaust, and with a single cycle of operation for each shaft revolution.

Роторное устройство с шиберной перегородкой поясняется чертежами:The rotor device with a slide gate is illustrated by drawings:

фиг.1 - общий вид роторного устройства с шиберной перегородкойfigure 1 is a General view of a rotary device with a slide gate

фиг.2 - вид корпуса роторного устройства с шиберной перегородкой (разрез А-А на фиг.1)figure 2 is a view of the housing of the rotor device with a slide gate (section AA in figure 1)

фиг.3 - схема роторного устройства с шиберной перегородкой в качестве двигателя внутреннего сгорания за счет сгорания газовых топлива и окислителяfigure 3 is a diagram of a rotary device with a slide gate as an internal combustion engine due to the combustion of gas fuels and an oxidizing agent

фиг.4 - схема роторного устройства с шиберной перегородкой в качестве двигателя внутреннего сгорания за счет сгорания газового или жидкого топлива и воздушной смеси, подаваемой внешним роторным компрессором.4 is a diagram of a rotary device with a slide gate as an internal combustion engine due to the combustion of gas or liquid fuel and the air mixture supplied by an external rotary compressor.

Согласно фиг.1, 3 и 4 роторное устройство с шиберной перегородкой состоит из внешнего цилиндра ротора 1 на подшипнике 2 и эксцентриковой втулке 3, вала 4, камеры расширения 5, впускного отверстия 6, цилиндрического корпуса роторного устройства 7, цилиндрического уплотнения 8, камеры сжатия 9, шиберной перегородки 10, пружины 11, поршня 12, выпускного отверстия 13, клапанов 14, 16, 17, камеры сгорания 15, баллона газового топлива 18, баллона газового окислителя 19, впускного отверстия роторного компрессора 20, камеры расширения роторного компрессора 21, камеры сжатия роторного компрессора 22, выпускного отверстия роторного компрессора 23.According to figures 1, 3 and 4, the rotor device with a slide gate consists of an outer cylinder of the rotor 1 on the bearing 2 and an eccentric sleeve 3, a shaft 4, an expansion chamber 5, an inlet 6, a cylindrical body of the rotor device 7, a cylindrical seal 8, a compression chamber 9, a sliding baffle 10, a spring 11, a piston 12, an outlet 13, valves 14, 16, 17, a combustion chamber 15, a gas fuel cylinder 18, a gas oxidizer cylinder 19, an inlet of a rotary compressor 20, an expansion chamber of the rotary compressor 21, a chamber from Atia rotary compressor 22, the outlet 23 of the rotary compressor.

В роторном устройстве с шиберной перегородкой, используемым в качестве двигателя внутреннего сгорания за счет сгорания газовых топлива и окислителя, расположенных в газовых баллонах под давлением, роторный цилиндр 1 на подшипнике 2, эксцентриковой втулке 3 и валу 4 начинает поворот за счет зажигания и подачи в камеру расширения 5 сгорающей топливной смеси через впускное отверстие 6 и клапан 14, открытый при угле поворота ротора от 0 до α₁ градусов из камеры сгорания 15. Клапана 16 и 17 в этот период закрыты. Одновременно из камеры сжатия 9, разделенной с камерой расширения 5 шибером 10 с цилиндрическим уплотнением 8, передвигающимся за счет пружины 11 и поршневого цилиндра 12 через выпускное отверстие 13 происходит выталкивание продуктов сгорания, полученных при предыдущем обороте ротора. При повороте ротора на угол выше α₁ закрывается клапан 14 и открываются клапана 16 и 17, в связи с чем во время дальнейшего поворота ротора на угол α₂=(360-α₁) градусов в камеру сгорания 15 из баллонов 18 и 19 поступают газовое топливо и газовый окислитель соответственно под необходимым для использования в качестве топливной смеси первоначальным давлением. Во время следующего оборота режим работы роторного устройства повторяется.In a rotary device with a slide gate used as an internal combustion engine due to the combustion of gas fuels and an oxidizing agent located in gas cylinders under pressure, the rotor cylinder 1 on the bearing 2, the eccentric sleeve 3 and the shaft 4 starts turning due to ignition and feeding into the chamber expansion 5 of the combustible fuel mixture through the inlet 6 and the valve 14, open at an angle of rotation of the rotor from 0 to α ₁ degrees from the combustion chamber 15. Valves 16 and 17 are closed during this period. At the same time, from the compression chamber 9, divided with the expansion chamber 5 by a gate 10 with a cylindrical seal 8, moving due to the spring 11 and the piston cylinder 12 through the outlet 13, the combustion products obtained during the previous rotation of the rotor are ejected. When the rotor is rotated an angle higher than α _1, valve 14 closes and valves 16 and 17 open, and therefore, during a further rotation of the rotor by an angle α ₂ = (360-α ₁ ) degrees, gas from the cylinders 18 and 19 enters the combustion chamber 15 fuel and gas oxidizer, respectively, under the initial pressure necessary for use as a fuel mixture. During the next revolution, the operation mode of the rotor device is repeated.

В роторном устройстве с шиберной перегородкой, используемым в качестве двигателя внутреннего сгорания за счет подачи в камеру сгорания газового топлива из баллона, а воздушной смеси- находящимся с ним на одном валу роторным компрессором при угле поворота от 0 до α₁ градусов роторного цилиндра 1 на подшипнике 2, эксцентриковой втулке 3 и валу 4 производится зажигание и подача в камеру расширения 5 сгорающей топливной смеси через впускное отверстие 6 и клапан 14 из камеры сгорания 15. Клапана для подачи топлива 16 и сжатого воздуха 17 в камеру сгорания закрыты. Одновременно из камеры сжатия 9, разделенной с камерой расширения 5 шибером 10 с цилиндрическим уплотнением 8, передвигающимся за счет пружины 11 и поршневого цилиндра 12 через выпускное отверстие 13 происходит выталкивание продуктов сгорания, полученных при предыдущем обороте ротора.In a rotor device with a slide gate used as an internal combustion engine by supplying gas fuel from a cylinder to the combustion chamber, and an air mixture with a rotary compressor located on the same shaft with an angle of rotation from 0 to α ₁ degrees of rotor cylinder 1 on the bearing 2, the eccentric sleeve 3 and the shaft 4 are ignited and supplied to the expansion chamber 5 with a combustible fuel mixture through the inlet 6 and a valve 14 from the combustion chamber 15. A valve for supplying fuel 16 and compressed air 17 to the combustion chamber Ny closed. At the same time, from the compression chamber 9, divided with the expansion chamber 5 by a gate 10 with a cylindrical seal 8, moving due to the spring 11 and the piston cylinder 12 through the outlet 13, the combustion products obtained during the previous rotation of the rotor are ejected.

После поворота ротора на угол α₁, закрывается клапан 14 и открываются клапана 16 и 17, в соответствии с чем во время дальнейшего поворота ротора на угол α₂=(360-α₁) градусов газовое топливо поступает под необходимым давлением в камеру сгорания 15 из газового баллона 18. Одновременно воздух через впускное отверстие 20 всасывается в камеру расширения 21 роторного компрессора. Из камеры сжатия 22 через клапан 17 сжимающийся воздух, поступивший в компрессор за предыдущий оборот, подается в камеру сгорания 15. После начала второго оборота ротора после 0 градусов происходит зажигание газовой смеси и повторение и режима работы соответственно первому обороту.After the rotor rotates through an angle α ₁ , valve 14 closes and valves 16 and 17 open, according to which, during a further turn of the rotor through an angle α ₂ = (360-α ₁ ) degrees, gas fuel flows under the necessary pressure into the combustion chamber 15 of gas cylinder 18. At the same time, air through the inlet 20 is sucked into the expansion chamber 21 of the rotary compressor. From the compression chamber 22, through the valve 17, the compressed air entering the compressor for the previous revolution is supplied to the combustion chamber 15. After the start of the second revolution of the rotor after 0 degrees, the gas mixture is ignited and the operation is repeated according to the first revolution.

В качестве газового топлива могут применяться сжимаемые естественные газы, выделяемые из скважин, промысловые газы, выделяющиеся совместно с нефтью, крекинг-газ, получаемый при обработке нефти, светильный газ, являющийся продуктом сухой перегонки каменных углей. К сжиженным газам относятся этан, проран, бутан и др. (Анохин В.И., Отечественные автомобили, М., Машиностроение, 1968, стр.278). В качестве газового окислителя - сжатый воздух, сжатый кислород и другие соединения на его основе.Compressible natural gases emitted from wells, production gases emitted together with oil, cracked gas obtained during oil refining, lighter gas, which is a product of dry distillation of fossil fuels, can be used as gas fuel. Liquefied gases include ethane, proran, butane, etc. (Anokhin V.I., Domestic automobiles, Moscow, Mechanical Engineering, 1968, p. 278). Compressed air, compressed oxygen and other compounds based on it are used as a gas oxidizing agent.

За один оборот вращения вала роторного устройства с шиберной перегородкой реализуется четырехтактный режим работы поршневого двигателя, достигаемый им за два оборота коленчатого вала.For one revolution of the shaft rotation of the rotor device with a slide gate, a four-stroke operation mode of the piston engine is realized, which it achieves in two revolutions of the crankshaft.

Таким образом, в роторном устройстве с подвижным шибером реализуются те же функции, что и в поршневом устройстве, однако кривошипно-шатунный механизм здесь отсутствует, что увеличивает механический К.П.Д. устройства (Орлин А.С. и др.. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей. Машиностроение, 1971 г., гл.ХI, стр.172, 336).Thus, in a rotary device with a movable gate, the same functions are realized as in a piston device, however, the crank mechanism is absent here, which increases the mechanical K.P.D. devices (Orlin A.S. et al. Theory of working processes of reciprocating and combined engines. Mechanical Engineering, 1971, chap. XI, p. 172, 336).

Claims

A rotary device with a slide gate used as an internal combustion engine, comprising a housing with a cylindrical cavity formed therein, a rotor placed therein and rotating on a direct shaft, a slide gate placed in the groove of the housing with the possibility of constant contact with the rotor surface due to the spring , a combustion chamber with spark plugs, an inlet and an outlet on both sides of the slide gate, which, together with the rotor and the housing, forms the expansion chamber and the compression chamber bringing a body, characterized in that the shaft axis is located on the central part of the housing, the slide gate is placed in a radial groove and its movement is carried out by means of a spring together with a piston cylinder, while the rotor is made in the form of a cylinder eccentrically fixed to the shaft with rotation of its outer surface behind bearing counting relative to the base generatrix of the rotor cylinder.