RU17798U1 - Роторная машина - Google Patents

Abstract

1. Роторная машина, содержащая корпус с впускным и выпускным каналами, ротор и отсекатель, образующие механизм подачи рабочей среды и связанные синхронизирующими шестернями, отличающаяся тем, что ротор и отсекатель установлены с возможностью взаимодействия между собой, причем вал ротора снабжен лопаткой, а отсекатель выполнен в виде диска с радиальным пазом, оси вращения ротора и отсекателя расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а кинематическая связь между ними осуществлена в виде системы синхронизирующих конических шестерен.2. Роторная машина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве синхронизирующего средства применены электронные устройства, установленные на валах ротора и отсекателя.

Description

Роторная манщна Полова А.Е.

Предполагаемое изобретение относится к машиностроению, в частности, к роторным машинам и может быть использов|1на в качестве насоса, вак умного насоса, дозатора, турбины или даигателя.

В технике широко известны роторные мащинр пластинчатого или шиберного типа. Папример, в роторной машине автора Пилгош В.А. подпружиненные разделительные пластины закреплены на штоках толкателей и установлены в радиальных пазах цилиндрического между каналами впуска и выпуска рабочей среды с возможностью возвратно-п0стут1ательного перемещения и взаимодействия с радиальными кулачками профилированного диска. Поршни дискового ротора размещены в кольцевой полости корпуса с образованием рабочих камер ().(а.с.СССР 2000478, публ. 7.09.93., кл. F 04 С 2/344).

Недостатком такого рода технических решений является относительно невысокая производительность роторной машины или насоса из-за потери кинетической энергии на возвратно-поступательное движение пгабера или пластин.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является роторная машина по а.с. СССР № 1442700, которая содержит корпус с впускным и выпускным каналами, торцовые крышки, ротор и четыре отсекателя, образующие механизм подачи рабочей среды и связанные синхронизирующими щестернями, при этом механизм подачи рабочей среды образован выполненным в роторе продольным пазом и лоретками, установлетаыми по одной на каждом отсекателе (2).( а.с.СССР 1442700, публ. 7Д2.88., кл. F 04 С 2/ 08).

Недостатком данного технического решения является то, что использование такой роторной машины возможно лишь при определенной очистке рабочего вещества, так как попадание даже в малом щличестре соринок или пылинок

Г о .о, о , т

F 04 С 3/02, 2/08

между ротором и отсекателями вызывает перекос или стопорение машины.

Относительно невысокая произ одительносгь данной роторной машщты вызвана следующими факторами:

малый объем рабочей камеры

цилиндрическая расточка, выполненвая на 3/4 окружности создает сектор зоны холостого хода, имеющий угол 90 в окружности рабочей камеры, из чего следует, что из 4-х отсекателей за цикл работают только 3.

ограниченная скорость вращения рабочих органов машины вызвана качением валов, шестерен и большой площадью соприкосновения ротора и отсекателей, увеличивающей силу трения.

Целью предполагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение производительности и надежности роторной машины, а также расширение ее функциональных возможностей.

Для достижения поставленной задачи роторная мацшна Попова А.Е. содержит корпус с впускным и выпускиъхм каналами ротор и отсекатель, образующие механизм подачи рабочей среды, и связанные синхронизирующими шестернями.

В соответствие с изобретением ротор и отсекател установлены с возможностью взаимодействия межд) собой, при этом вал ротора снабжен лопаткой, а отсекатель выполнен в виде диска с радиальным пазом, оси вращения ротора и отсекателя расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а кинематическая связь межд} ними осуществлена в ииде системы синхронизирующих конических щестерен.

В качестве синхронизирующего средства могут применяться известные электронные устройства, установленные на валах ротора и отсекателя.

Такое конструктивное выполнение роторной машины дает следующие преимущества в сравнении с прототипом

не требуется дополнительной очистки рабочего вещества, так как диск при вращении очищает своей кромкой вал ротора, а лопатка - стенки рабочей камеры;

зазоры между вращающимися рабочими органами минимальны и в процессе эксплуатации становятся еще меньше, так как мелкие частицы, содержащиеся в рабочем веществе, попадая в зазор между лопаткой и корпусом или диском и валом ротора, не препятствуют из вращению, а притираются вращающимися детштями к стенкам корпуса. Тем самым, зазор становится еще меньше, препятствуя противотоку рабочего вещества, и в процессе эксплуатации рабочие характеристики роторной машины не снижаются, а только улу шгаются;

устраняется трение качения между ротором и отсекателями; если принять длину лопатки равной высоте отсекателя у прототипа, то и тогда взаиморасположение вращающихся рабочих органов, согласно изобретению, дает трехкратное увеличение объема рабочей камеры и на одну треть увелшщвается момент силы, а в предложенном техническом рещении длина лопатки еще больше, так как конструкция позволяет сделать паз, взаимодействующш с лопаткой глубже, чем у прототипа; использование плоского дискового отсекателя с рассчитанной толщиной диска позволяет значительно сократить сектор зоны холостого хода: он занимает, в зависимости от толщины диска и двойной тохщдада лопатки, угол от 30° до 60 в окружности рабочей щмеры;

при использовании данной роторной машины в качестве газовой т рбины и необходимости значительно увеличить рабочей камеры это достигается простым увелш1«знием диаметра рабочей камеры и, соответственно, длины лопасти и радиуса дискового отсекателя, что не влечет за собой значительного увеличения диаметров синхронизирующих щестерен и валов, которые рассчитываются в зависимости от нагрузки и скорости вращения. Следовательно, не увеличивается и металлоемкость всей роторной машины. А с применением электронных устройств в качестве синхронизирующих средств, и скорость вращения можно у-величить, а металлоемкость и сложность конструкции з еньготъ

На фиг.1 изображена роторная машина (общий вид),

На фиг.2 - разрез но А-А на фиг. 1 (вид сверху).

На фиг.З - то же, что на фиг,1 в аксонометрии.

На фиг.4 - вариант системы синхронизируювдих шестерен с нромежуточньщ валом, расположенным нод углом 45 к валам ротора и диска.

На фиг.5 - вариант роторной машины с четырьмя камерами роторов.

Роторная машина содержит корпус I с цилиндрической полостью 2, представляющей собой рабочую камеру роторной машщда с впускным 3 и выпускным 4 каналами. В корпусе 1 установлен вал 5 ротора, в котором жестко закренлена лопатка 6. Машина вщпочает в себя также жестко установленный на валу 7 дисковый отсекатель 8 с радиальным пазодМ 9,

Валы 5 и 7 установлены во взаимно перпендикулярных плоскостях с возможностью взаимодействия между лопаткой 6 ротора и радиальным пазом 9 дискового отсекателя 8.

Кинематическая связь между основными валами 5 и 7 осуществляется с помощью промежуточных валов 10 и 11 жестко установленными на них синхронизирующими коническими шестернями 12.

Второй вариант исполнения роторной smioHHw (см. фиг.54). Количество синхронизирующих щестерен 12 можно сократить на 2 единицы, если промежуточный вал 10 убрать, а вал 11 расположигь в пространстве под утлом 45° к валу 7. Это уменьшит металлоемкость и габарты машины, потребуется только иной тип конических шестерен

Третий вариант конструктщшого вьтполнения (см. фиг.5). Роторную машину можно сделать и четырехкамерной, аналогично прототипу. В этом случае, как и в первом варианте предложенного технического решения, в перпендик щярных плоскостях к плоскости диска отсекателя, слева и справа, спереди и сзади, по отношению к последнему, установлены четыре вала роторов, содержащие по одной лопатке на каждом для взаимодействия с одним пазом вып1е т азанного

дискового отсекателя. Вращение валов синхронизируется аналогично i-ому или 2-ому варианту исполнения. Такая шнструщия позволит пропорционально увеличить производительность машины в 4 раза

Четвертый вариант исполнения технического решения. Скорость вращения валов роторов синхронизируется с вращением врла дискового отсекателя при помощи известных электронных устройств, установленных непосредственно на валах вышеназванных рабочих органов роторной машины. Такое конструктивное выполнение позволит при четырехкратном увеличении произво;рттельности значительно уменьшить габариты, сложность и металлоемкость машины.

В качестве насоса мащина работает следующим образом. От общего привода вращение передается на вал 5 ротора. Лопатка 6, вращаясь заодно с валом 5, своей передней плоскостью выдавливает через вьшускной канат 4 первоначальную порщсю рабочего вещества, или воздуха. Во вп скном канале 3 образуется вакуум и всасывается новая порция рабочего вещества. Вытолкнув новую порцию рабочего вещества, лопатка 6 подойдет к дисковому отсекателю 8.

Вращение от вала 5 ротора через промежуточные валы 10 и 11 с помощью конических шестерен 12 передается на вал 7 и синхронизирует тем самым вращение дискового отсекателя 8, который к моменту подхода лопатки 6 повернется к ней радиальным пазом 9 и пропустит лопшку 6. Таким образом, цикл повторяется.

В качестве двигателя мащина работает следуюпрш образом. Рабочее вещество под давлением подается через впускной канал 3 в рабоч то камеру 2 и толкает лопатку 6, посредством которой вра1цение передается на вал 5 ротора и от него на рабочий вал.

Дисковый отсекатель 8 перекрывае т рабочую камеру и препятствует перетоку рабочего вещества из входного отверстия в выходное в течение рабочего цикла, кроме прохода зоны холостого хода ;С .Ду шдкодйС aapc KptriSiTOH г дзтшком щ ш: прохода дошткоз С эоцн ВНПуОКШОЙ Ш1ЩЗ Ofaf: -afa b 8 цовошчив е ол п041 орлФ1бя шэоры KOi б и S мжрощ, ««гору;-У V/ (у 24.12.99 г. .;4,3 ра5о |0гоspesp efar да BpS 6 pcfico.iif P00ttt кСf и й|кщу0К8 к 8 л5 pofopa между ющгсЙЗШрЯ ЭТ СЯ . а,1.1Ш1Щ

Claims (2)

1. Роторная машина, содержащая корпус с впускным и выпускным каналами, ротор и отсекатель, образующие механизм подачи рабочей среды и связанные синхронизирующими шестернями, отличающаяся тем, что ротор и отсекатель установлены с возможностью взаимодействия между собой, причем вал ротора снабжен лопаткой, а отсекатель выполнен в виде диска с радиальным пазом, оси вращения ротора и отсекателя расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а кинематическая связь между ними осуществлена в виде системы синхронизирующих конических шестерен.

2. Роторная машина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве синхронизирующего средства применены электронные устройства, установленные на валах ротора и отсекателя.