RU2030640C1

RU2030640C1 - Positive-displacement machine

Info

Publication number: RU2030640C1
Authority: RU
Inventors: Леонид Михайлович Имянитов
Original assignee: Леонид Михайлович Имянитов
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: positive-displacement machine has hollow cylindric housing with face covers, four displacers, and drive. The displacers are mounted inside the housing to define chambers of variable volume. The displacers are made up as semi-cylinders and pivotally interconnected. The drive is kinematically coupled with the pivot of at least one of the displacers. The inner surface of the housing is provided with at least one cogs and the outer surface of one of the displacers is provided with at least one hollow to provide gear engaging whose gear ratio is two. The diameters of the smooth parts of the inner surface of the housing and the outer surface of the displacers are equal to the diameters of the initial circumference of the engaging. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования насосов, компрессоров и двигателей. The invention relates to mechanical engineering and relates to the improvement of pumps, compressors and engines.

Известны поршневые или плунжерные компрессоры [1]. Known piston or plunger compressors [1].

К недостаткам таких машин относится отсутствие компактности, инерционная неуравновешенность, трение скольжения в уплотнительных устройствах рабочих органов, постоянство площади зазоров, постоянство площади рабочего органа, воспринимающего давление среды, что приводит к перегрузкам механизма движения, снижению надежности, увеличению размеров маховика. The disadvantages of such machines include the lack of compactness, inertial imbalance, sliding friction in the sealing devices of the working bodies, the constancy of the area of the gaps, the constancy of the area of the working body that perceives the pressure of the medium, which leads to overloads of the movement mechanism, a decrease in reliability, and an increase in the size of the flywheel.

Более компактные и уравновешенные конструкции - это роторные (ротационные) объемные машины различных типов, например, винтовые или типа "Ванкеля" [2]. More compact and balanced designs are rotary (rotational) volumetric machines of various types, for example, screw or Wankel type [2].

Но и в этих машинах имеет место значительное трение скольжения уплотнительных элементов по профильным поверхностям, либо, если уплотнение осуществляется за счет минимальных гарантированных зазоров, эти зазоры трудно выдержать малыми из-за сложности поверхностей, их образующих. Это ограничивает рабочие отношения давлений. But even in these machines, significant sliding friction of the sealing elements on the profile surfaces takes place, or, if the sealing is carried out due to the minimum guaranteed gaps, these gaps are difficult to maintain small due to the complexity of the surfaces that form them. This limits the working pressure relationship.

Наиболее близкой к изобретению является объемная машина, содержащая полый цилиндрический корпус с торцовыми крышками, четыре вытеснителя, размещенные в корпусе с образованием камер переменного объема, выполненные в виде полуцилиндров и шарнирно соединенные между собой, и привод, кинематически связанный с шарниром по меньшей мере одного из вытеснителей [3]. Closest to the invention is a volumetric machine comprising a hollow cylindrical body with end caps, four displacers placed in the body to form chambers of variable volume, made in the form of half-cylinders and articulated between each other, and a drive kinematically connected to the hinge of at least one of displacers [3].

Недостатком этой конструкции, усложняющим ее, является наличие ползунов и направляющих для них на торцовых крышках, предотвращающих поворот вытеснителей относительно корпуса. The disadvantage of this design, complicating it, is the presence of sliders and guides for them on the end caps that prevent the displacers from turning relative to the housing.

Этот недостаток устраняется в изобретении тем, что по крайней мере один вытеснитель образует с расточкой корпуса зубчатое соединение с передаточным числом два, имеющее по крайней мере один зуб и одну впадину, причем диаметры поверхностей расточки корпуса и вытеснителей в местах, где отсутствует зацепление, равны диаметрам начальных окружностей зацепления. This disadvantage is eliminated in the invention by the fact that at least one displacer forms a gear connection with a gear bore with a gear ratio of two, having at least one tooth and one cavity, and the diameters of the surfaces of the bore of the housing and displacers in places where there is no engagement are equal to the diameters initial circumference gearing.

Это предотвращает поворот вытеснителей относительно корпуса. This prevents the displacers from turning relative to the housing.

На фиг. 1 изображена объемная машина с косозубым зацеплением, поперечный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез машины с прямозубым зацеплением. In FIG. 1 shows a volumetric machine with helical gearing, cross section; in FIG. 2 is a cross-sectional view of a spur gearing machine.

Объемная машина содержит цилиндрический корпус 1 с крышками 2, вытеснители 3, выполненные в виде четырех полуцилиндров, образующих с корпусом 1 и между собой камеры 4-8 переменного объема, шарнирные элементы 9, соединяющие вытеснители между собой. The volumetric machine comprises a cylindrical body 1 with covers 2, displacers 3 made in the form of four half-cylinders, forming chambers 4-8 of variable volume with the body 1 and between them, hinge elements 9 connecting the displacers with each other.

По крайней мере на одном из вытеснителей 3 имеется по крайней мере один зуб 10, которому соответствует на расточке корпуса впадина 11. Передаточное число зацепления - 2. Только при таком передаточном числе вращательному движению вытеснителей соответствует прямолинейное движение точек, лежащих на их наружной поверхности (круги Кардана), т.е. центров шарниров 9. At least one of the displacers 3 has at least one tooth 10, which corresponds to the depression 11 on the housing bore. The gear ratio is 2. Only with this gear ratio does the rotational movement of the displacers correspond to the rectilinear movement of points lying on their outer surface (circles Cardan), i.e. hinge centers 9.

Шарнирные элементы 9 состоят из пальцев 12 и втулок 13, составляющих одно целое с вытеснителями 3. The hinge elements 9 consist of fingers 12 and bushings 13, which are integral with the displacers 3.

Объемная машина может быть снабжена механизмом привода, преобразующим вращательное движение вала в качательное движение вытеснителей 3. Этот механизм может состоять из коленчатого вала 14 и кривошипно-шатунного механизма 15, при этом по крайней мере два вытеснителя 3 шарнирно соединены с механизмом 15. The volumetric machine may be equipped with a drive mechanism that converts the rotational movement of the shaft into the oscillating motion of the displacers 3. This mechanism may consist of a crankshaft 14 and a crank mechanism 15, with at least two displacers 3 pivotally connected to the mechanism 15.

Камеры 4-7 могут быть снабжены впускными и выпускными клапанами 16 и 17. Chambers 4-7 may be equipped with inlet and outlet valves 16 and 17.

Участки, не занятые зацеплением, выполнены гладкими цилиндрическими, как у вытеснителей 3, так и у расточки корпуса 1, и по диаметру соответствуют начальным окружностям зацепления. The areas not occupied by the engagement are smooth cylindrical, both for the displacers 3 and the bore of the housing 1, and in diameter correspond to the initial circumferences of the engagement.

Машина работает следующим образом. The machine operates as follows.

При вращении коленчатого вала 14 вытеснители 3 через кривошипно-шатунный механизм 15 приводятся в движение, при этом, когда соответствующая пара диаметрально расположенных элементов 9 движется вдоль диаметра расточки корпуса 1 навстречу друг другу, другая пара диаметрально расположенных элементов 9 расходится по диаметру расточки корпуса 1. Вытеснители совершают качательное движение, перекатываясь по внутренней расточке корпуса 1, и периодически изменяя объемы камер 4-8. When the crankshaft 14 is rotated, the displacers 3 are driven through the crank mechanism 15, while when the corresponding pair of diametrically located elements 9 moves along the diameter of the housing 1 towards each other, another pair of diametrically located elements 9 diverges along the diameter of the housing 1. The displacers make a rocking movement, rolling along the inner bore of the housing 1, and periodically changing the volumes of the chambers 4-8.

При этом постоянно сохраняется зубчатое зацепление между по крайней мере одним вытеснителем 3 и расточкой корпуса 1, предотвращая поворот вытеснителей по отношению к корпусу 1. At the same time, gearing is constantly maintained between at least one displacer 3 and the bore of the housing 1, preventing the displacers from turning in relation to the housing 1.

Если зубья зацепления занимают всю или большую часть наружной поверхности вытеснителя, то зацепление может быть прямозубым (см. фиг. 2). If the engagement teeth occupy all or most of the outer surface of the displacer, the engagement may be spur gear (see FIG. 2).

Если они занимают часть этой поверхности, то зацепление косозубое. Косозубое зацепление увеличивает трение вытеснителей о торцовые крышки. Для исключения этого явления рационально зацепление выполнять шевронным. If they occupy part of this surface, then the helical gearing. Helical gearing increases the friction of the displacers on the end caps. To eliminate this phenomenon, it is rational to perform chevron engagement.

Наиболее перспективным для такой конструкции можно считать цевочное зацепление, у которого диаметр основания зубьев совпадает с диаметром начальной окружности. The most promising for such a design can be considered a pin gear, in which the diameter of the base of the teeth coincides with the diameter of the initial circumference.

Машина обратима, т.е. может быть двигателем. The machine is reversible, i.e. may be the engine.

Преимущество изобретения перед прототипом - в отсутствии ползунов и направляющих на торцовых крышках, что делает конструкцию проще и надежней. The advantage of the invention over the prototype is the absence of sliders and guides on the end caps, which makes the design simpler and more reliable.

Claims

A VOLUME MACHINE containing a hollow cylindrical body with end caps, four displacers placed in the body with the formation of chambers of variable volume, made in the form of half cylinders and pivotally connected to each other, and a drive kinematically connected to the hinge of one of the displacers, characterized in that the inner surface of the housing and on the outer surface of at least one of the displacers are made of at least one tooth and a reciprocal cavity with the formation of gearing with the front exact number of two, wherein the diameters of the smooth portions casing inner surface and the outer surface of the displacers equal pitch diameter gearing.