RU19104U1 - Ротационно-пластинчатая машина - Google Patents

Abstract

1. Ротационно-пластинчатая машина, содержащая корпус-статор с крышками и окнами подвода-отвода рабочей среды, внутри которого установлен эксцентрично расположенный относительно статора ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены рабочие пластины, отличающаяся тем, что ротор снабжен дисками, закрепленными неподвижно на торцовых поверхностях ротора и запирающими в осевом направлении рабочую полость машины, причем наружный диаметр диска превышает сумму (D+E), где D - внутренний диаметр статора; Е - эксцентритет, рабочие пластины снабжены толкателями, установленными с возможностью радиального перемещения в жестко закрепленных на роторе водилах, движущимися по опорной поверхности тарелок, установленных в крышках соосно статору с возможностью вращения на опорах качения, в радиальных пазах установлены направляющие перемещения рабочих пластин.2. Ротационно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что установленные в радиальных пазах направляющие изготовлены из антифрикционного материала.3. Ротационно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что в опорной части толкателя выполнен подшипниковый узел.4. Ротационно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что в полостях ограниченных крышками, статором и дисками помещается смазывающая и охлаждающая жидкость.

Description

Недостатком конструкции является возможность перетекания сжимаемого газа из полости высокого давления в полость низкого давления через торцевые зазоры.

Известна также роторно-пластинчатая машина, содержащая корпус с крышками, в которых расположены распределительные шайбы с каналами для подвода и отвода рабочей среды, внутри установлены статор на опорах качения с возможностью вращения относительно корпуса и эксцентрично расположенный ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины, на торцовых поверхностях ротора установлены кольца с возможностью перемещения в радиальных направлениях, величина наружного диаметра которых определяется в зависимости от внутреннего диаметра статора и высоты пластины (Патент РФ № 2146338).

Недостатком является сложность изготовления и наладки. Кроме того, внутри машины имеет место перетекание рабочей среды.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы машины путем уменьшения перетекания рабочей среды, снижение сил трения, увеличение рабочей частоты вращения ротора, а так же повьппение ремонтопригодности машины.

Предлагаемая ротационно-пластинчатая машина содержит корпус-статор 1, с внутренней поверхностью цилиндрической формы диаметром D, в котором на валу размещён ротор, с наружной поверхностью цилиндрической формы диаметром d, причем d меньше D, установленный внутри статора с эксцентриситетом Е относительно оси внутренней цилиндрической поверхности сггатора, причем Е меньше (D-d)/2, крьппки, расположенные неподвижно на торцовых поверхностях статора и запирающие в осевом направлении рабочую полость машины, образованную объемом, заключенным между внутренней цилищфической поверхностью статора и наружной цилиндрической поверхностью ротора, в которых установлен на подшипниках вал ротора, не менее чем две рабочие пластины, расположенные в продольных пазах ротора, выполненных параллельно оси ротора, при вращении ротора перемещающиеся в пазах ротора в радиальном направлении и скользящие наружными гранями по цилиндфической поверхности

статора, разделяющие рабочую полость машины в осевом направлении на рабочие ячейки, каналы окна низкого и высокого давления, по которым рабочая полость машины сообщается с подводящими и отводящими рабочую среду трубопроводами, дополнительно имеет диски, с наружным диаметром более (СН-Е), закрепленные неподвижно на торцовых поверхностях ротора, запирающие в осевом направлении рабочую полость машины, толкатели, управляющие при вращении ротора перемещением рабочих пластин в пазах ротора в радиальном направлении между ротором и статором, обеспечиваюоще перемещение наружных торцов рабочих пластин по внутренней поверхности статора с минимальным зазором, установленные, с возможностью, при вращении ротора, опиратся и продвигаться по опорной поверхности цшишщ)ической формы, выполненной концентрично внутренней поверхности статора, в тарелках, размещённых соосно внутренней цилиндрической поверхности статора в 1фьш1ках, на подшипниках и имеющих возможность вращаться, размещённые в пазах ротора направляющие пластины, по которым перемещаются рабочие пластины, выполненные из антифрикционного материала, а так же, размещением в полостях, ограничиваемых крышками, статором и дисками, смазывающей и охлаждающей жидкости, обеспечивающих смазывание и охлаждение поверхностей толкателей, тарелок, подшипников вала ротора и тарелок.

Уменьшению перетекания рабочей среды между рабочими ячейками, с учётом теплового расширения деталей машины, способствуют диски с пазами для щюхода пластин, тепловые расширения компенсируются свободным перемещением пластин через пазы дисков. Перетекание рабочей среды по торцу ротора отсутствует, так как диски закреплены непосредственно на роторе без зазора. Перетекание рабочей среды по кольцевой щели между дисками и статором ограничивается уплотнением.

Для исключения трения наружных граней рабочих пластин о внутреннюю цилиндфическую поверхность статора или разгрузочные кольца, устанавливаемые в кольцевые канавки статора, в конструкцию машины введены толкатели. Рабочие пластины краями, проходящими через пазы в дисках, опираются на толкатели. Толкатели перемещаются в радиальном направлении в

водилах, жестко закрепленных 1Ш роторе, опираясь на оиорвую поверхность, вьшолненную в тарелках концешрично внутренней поверхности статора. Толкатели обеспечивают движение наружных граней рабочих пластин по внутренней цилиндрической поверхности статора с минимальным зазором. Для уменьшения сил трения между толкателем и опорной поверхностью тарелок в опорной части толкателей выполнен подшипниковый узел, например на роликах.

Для уменьшения скорости движения (соответственно, трения) толкателей по опорной поверхности тарелок, тарелки выполнены вращающимися, для чего установлены соосно с внутренней цилищфической поверхностью статора на подшипниках, расположенных в крьшпсах. При работе машины тарелки вращаются совместно с ротором, в связи с чем толкатедш совершают только возвратно-поступательное движение по опорным поверхностям тарелок.

Для уменьшения сил трения рабочих пластин в роторе, в пазах ротора установлены антифрикционные направляющие пластины. Установка съемных направляющих пластин позволяет повысить ремонтопригодность ротора машины. Установка направляющих пластин позволяет также снизить технологические требования к изготовлению пазов ротора, так как в этом случае требования к точности изготовления, чистоте поверхности и твёрдости стенок пазов ротора будут существенно ниже, чем при установке рабочих пластин непосредственно в пазы ротора. Паз ротора может быть изготовлен, например, фрезерованием дисковой фрезой с последующим проходом Т-образной фрезой.

Для уменьшения трения контактЕ5 уюш Их поверхностей машины, увеличения рабочих частот вращения ротора и охлаждения машины в полости крышек может подаваться смазывающая жидкость. Попаданию смазывающей жидкости в рабочую полость машины препятствуют диски и уплотнения.

На фиг. 1 изофажена ротационно-пластинчатая машина, продольный разрез.

На фиг. 2, 3, 4 и 5 показаны поперечные разрезы машины по сечениям, соответственно:

А - А, проходящему через крышку, тарелку, подшипник тарелки, подшипник вала ротора и вал;

Б - Б, проходящему через крышку, тарелку, вал, водило, толкатели и рабочие пластины;

В - В, проходящему через крышку, вал, диск и рабочие пластины;

Г - Г, проходящему через статор, ротор, рабочие пластины, направляющие пластины, рабочую полость машины, окна низкого и высокого давления.

Ротационно-пластинчатая машина содержит корпус статор 1, с крьппками 4 и каналами отвода и подвода рабочей среды окна высокого 8 и низкого давления 9, и эксцентрично расположенный ротор 2, с рабочими пластинами 6 подвижно установленными в радиальных пазах 7, образующее рабочую полость 18. На торцовых поверхностях ротора 2 неподвижно закреплены диски 10 с пазами 21 для прохода пластин. Рабочие пластины б опираются на толкатели 11 с роликами 12, перемещающимися в водилах 13, жёстко закрепленных на роторе 2, и опирающиеся на опорную поверхность тарелок 14. В пазах 7 ротора 2 установлены антифрикционные направляюпще пластины 16. Вал 3 ротора 7 установлен на опорах качения - подшипники 5, тарелки 14 имеют подшипники тарелок 15. Между дисками 10 и статором 1 выполнено уплотнение 20. В полости ограниченной крышками 4, статором 1 и дисками 10 может находиться смазывающая и охлаждающая жидкость 19.

Устройство работает следующим образом.

В режиме насоса, при вращении (против часовой стрелки, см. фиг. 5) ротора 2, осуществляемого через вал 3, рабочее тело, поступающее в окно низкого давления 8, попадает в рабочую полость 18, образованную объемом, заключенным между внутренней цилиндрической поверхностью статора 1, наружной цилиндрической поверхностью ротора 2 и дисками 10, разделяемую на рабочие ячейки рабочими пластинами 6, и перемещается в область окна высокого давления 9. Так как рабочие ячейки, при перемещении от окна низкого давления 8 к окну высокого давления 9, за счет эксцентричного расположения ротора 2 относительно внутренней поверхности статора 1, имеют больщий объем, чем при перемещении от окна высокого давления 9 к окну низкого давления

8, происходит подача рабочей среды от окна низкого давления к окну высокого давления. Работа насоса осуществляется за счет внешнего момента вращения, приложенного к валу 3.

Насос может работать как в режиме частичного внутреннего сжатия (рабочие ячейки, при перемещении от окна низкого давления к окну высокого давления, уменьшаются), так и в режиме внешнего сжатия (рабочие ячейки, при перемещении от окна низкого давления к окну высокого давления, не изменяются), что определяется конструктивными параметрами насоса, а именно размерами и расположением окон высокого и низкого давления.

В режиме двигателя вращение ротора 2 осуществляется в противоположном направлении (по часовой стрелке). Рабочее тело через окно высокого давления 9 подводится к рабочей полости, где оказывает давление на рабочие пластины 6. Так как ротор 2 установлен эксцентрично относительно внутренней цилиндрической поверхности статора 1, суммарная рабочая площадь рабочих пластин, находящихся в рабочей полости, по одну сторону ротора больше, чем с другой, в результате чего создается вращающий момент, заставляющий вращаться ротор 2, на валу 3 создается вращающий момент. Рабочая среда переносится в рабочих ячейках к окнам низкого давления 8 и отводится.

Claims (4)

1. Ротационно-пластинчатая машина, содержащая корпус-статор с крышками и окнами подвода-отвода рабочей среды, внутри которого установлен эксцентрично расположенный относительно статора ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены рабочие пластины, отличающаяся тем, что ротор снабжен дисками, закрепленными неподвижно на торцовых поверхностях ротора и запирающими в осевом направлении рабочую полость машины, причем наружный диаметр диска превышает сумму (D+E), где D - внутренний диаметр статора; Е - эксцентритет, рабочие пластины снабжены толкателями, установленными с возможностью радиального перемещения в жестко закрепленных на роторе водилах, движущимися по опорной поверхности тарелок, установленных в крышках соосно статору с возможностью вращения на опорах качения, в радиальных пазах установлены направляющие перемещения рабочих пластин.

2. Ротационно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что установленные в радиальных пазах направляющие изготовлены из антифрикционного материала.

3. Ротационно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что в опорной части толкателя выполнен подшипниковый узел.

4. Ротационно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что в полостях ограниченных крышками, статором и дисками помещается смазывающая и охлаждающая жидкость.