RU2075652C1

RU2075652C1 - Rotary bladed device

Info

Publication number: RU2075652C1
Application number: RU94030544A
Authority: RU
Inventors: Константин Баларович Бадашканов; Тимур Константинович Бадашканов
Original assignee: Константин Баларович Бадашканов; Тимур Константинович Бадашканов
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1997-03-20
Also published as: RU94030544A

Abstract

FIELD: rotary bladed devices for manufacture of positive-displacement pumps and volumetric-expansion engines operable at high temperatures and pressures; internal and external combustion engines without crank mechanism and valve gear. SUBSTANCE: device has stator with end plates provided with cooling, hollow built-up rotor with radially passing blades which are fitted with rotary movable segment seals mounted in rotor wall with support. Blades are connected with hollow working shaft passing along geometric axis of stator; assembled rotor is mounted eccentrically in circular bores of cover; one blade is connected rotatably-immovably with working shaft and other blade (blades) is (are) connected by means of hinge. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, может найти широкое применение в других отраслях народного хозяйства. The invention relates to the field of engine manufacturing, can be widely used in other sectors of the economy.

Из технической литературы известно роторно-пластинчатое устройство, состоящее из статора с боковыми крышками, в нем эксцентрично установленного ротора с вставленными пластинами в пазы ротора, прижимающимися к стенке статора от центробежных сил, переносящих рабочее тело из полости всаса в полость нагнетания. (В.М. Черкасский, Насосы, вентиляторы, компрессоры. М. Энергоатомиздат, 1984, стр. 384 385, 388 390). From the technical literature there is known a rotor-lamellar device consisting of a stator with side covers, an eccentrically mounted rotor in it with inserted plates in the rotor grooves, pressed against the stator wall by centrifugal forces transferring the working fluid from the suction cavity to the discharge cavity. (V.M. Cherkassky, Pumps, fans, compressors. M. Energoatomizdat, 1984, p. 384 385, 388 390).

Недостатком роторно-пластинчатого устройства является перемещение пластин в пазах ротора от центробежных сил, возможность их заклинивания в пазах ротора, что исключает возможность осуществления термодинамических процессов при высоких температурах и давлениях. The disadvantage of the rotor-lamellar device is the movement of the plates in the grooves of the rotor from centrifugal forces, the possibility of jamming in the grooves of the rotor, which excludes the possibility of thermodynamic processes at high temperatures and pressures.

Наиболее близким по технической сущности является роторно-лопаточное устройство, содержащее статор с крышками и патрубками впуска выпуска рабочей среды, эксцентрично установленный в нем полый сборный ротор с опорами в кольцевых расточках крышек и уравновешенными, проходящими через стенки ротора разделительными лопатками, снабженными вращательно-подвижными сегментными уплотнителями, при этом одна из лопаток жестко соединена с рабочим валом, расположенным по геометрической оси статора, а другие связаны шарнирно с валом и образуют замкнутые рабочие камеры (см. SU, N 1555533, F 04 C 2/344, 1990). The closest in technical essence is a rotor-blade device containing a stator with caps and nozzles for the inlet of the working fluid outlet, a hollow prefabricated rotor eccentrically mounted in it with supports in the annular boring of the covers and balanced dividing vanes passing through the rotor walls equipped with rotationally movable segmented seals, while one of the blades is rigidly connected to the working shaft located along the geometrical axis of the stator, while the others are hinged to the shaft and form mentioned working chambers (see. SU, N 1555533, F 04 C 2/344, 1990).

Технической задачей изобретения является создание роторно-лопаточного устройства, работоспособного при высоких температурах и давлениях. An object of the invention is the creation of a rotor-blade device, operable at high temperatures and pressures.

Технический результат достигается тем, что роторно-лопаточное устройство содержит статор с крышками и патрубками впуска выпуска рабочей среды, эксцентрично установленный в нем полый сборный ротор с опорами в кольцевых расточках крышек и уравновешенными проходящими через стенки ротора разделительными лопатками, снабженными вращательно-подвижными сегментными уплотнителями, при этом одна из лопаток жестко соединена с рабочим валом, расположенным по геометрической оси статора, а другие связаны с валом шарнирно и образуют замкнутые рабочие камеры, в статоре, снабженным рубашкой охлаждения, выполнена техническая расточка, по диаметру совпадающая с диаметром ротора, установленного эксцентрично с вращательной опорой, в кольцевых расточках крышек статора с кольцевой полостью охлаждения, с уравновешенными двумя лопатками, в трапецеидальных прорезях сегментных уплотнителей и лопатках в пределах их относительных перемещений установлены прямые трапецеидального сечения пластины уплотнения, при этом одна лопатка соединена с полым рабочим валом с ограниченной свободой перемещения вдоль вала, а другая лопатка соединена шарнирно. The technical result is achieved by the fact that the rotor-blade device contains a stator with caps and nozzles for the inlet of the working medium outlet, an eccentrically mounted hollow rotor assembly with supports in the annular boring of the covers and balanced dividing blades passing through the rotor walls, equipped with rotary-movable segment seals, while one of the blades is rigidly connected to the working shaft located along the geometrical axis of the stator, while the others are pivotally connected to the shaft and form closed chambers, in a stator equipped with a cooling jacket, a technical bore was made that coincided in diameter with the diameter of the rotor mounted eccentrically with a rotary support, in annular bores of stator covers with an annular cooling cavity, with two blades balanced, in trapezoidal slots of segment seals and blades in within their relative displacements, straight trapezoidal sections of the seal plate are installed, while one blade is connected to a hollow working shaft with limited freedom of escheniya along the shaft, while the other vane is hingedly connected.

Сущность изобретения поясняется чертежом для двухлопаточного устройства, где на виде спереди торцевые крышки ротора и статора условно не показаны. The invention is illustrated by a drawing for a two-blade device, where in the front view the end caps of the rotor and stator are not conventionally shown.

В статоре 1 с рубашкой охлаждения, патрубками всаса и выпуска выполнена технологическая расточка на длине дуги (a b) по диаметру эксцентрично установленного полого сборного ротора 2 с радиально проходящими через стенку ротора уравновешенными лопатами 3, снабженными вращательно-подвижным сегментным уплотнителем 4, установленным с вращательно-подвижной опорой в стенке ротора, на торцевых крышках статора с рубашкой охлаждения с внутренней стороны выполнены кольцевые расточки для опоры ротора, где технологическая расточка в статоре совпадает с диаметром ротора, лопатки соединены с полым рабочим валом 5, проходящим по геометрической оси статора, одна из них соединена вращательно-неподвижно, другая соединена шарнирно, на чертеже показаны подшипники скольжения, установка подшипников качения зависит от геометрических размеров устройства, на крышке внутри опор выполнены отверстия слива масла, поступающего через полость вала для смазки и охлаждения, в трапецеидальных прорезях лопаток и сегментных уплотнителей установлены пластины такого же сечения, от центробежных сил прижимающиеся к соответствующим стенкам. In stator 1 with a cooling jacket, suction and exhaust pipes, a technological bore is made along the arc length (ab) along the diameter of the eccentrically installed hollow prefabricated rotor 2 with balanced shovels radially passing through the rotor wall 3, equipped with a rotary-movable segment seal 4, installed with a rotational movable bearings in the rotor wall, on the end caps of the stator with a cooling jacket, ring bores are made on the inside for supporting the rotor, where the technological bore in the stator coincides t with the diameter of the rotor, the blades are connected to the hollow working shaft 5 passing along the geometrical axis of the stator, one of them is connected rotationally motionless, the other is pivotally connected, the drawing shows sliding bearings, the installation of rolling bearings depends on the geometric dimensions of the device, on the cover inside the bearings holes for draining the oil coming through the cavity of the shaft for lubrication and cooling were made, plates of the same cross section were installed in the trapezoidal slots of the blades and segment seals, from the centrifugal pressure forces yuschiesya respective walls.

На чертеже направления вращения вала показано стрелкой. In the drawing, the directions of rotation of the shaft are shown by an arrow.

Рабочий вал, через соединенную вращательно-неподвижно лопатку и вращательно-подвижный сегментный уплотнитель приводит во вращение ротор это в случае насоса, в двигателе обратная последовательность. The working shaft, through a rotationally motionless blade connected and a rotationally movable segment seal, drives the rotor to rotate. This is the case with the pump, in the engine the reverse sequence.

Наличие эксцентриситета между геометрическими осями статора и ротора изменяет углы между лопатками за счет вращательно-подвижных сегментных уплотнителей, поверхности образующие объемы как бы "стягиваются" до минимума и "растягиваются" до максимума, а объемы изменяются от максимума до минимума и до максимума, при этом рабочие концы лопаток выполняют функцию "поршня", изменяя свою площадь от максимума до минимума и до максимума, каждая лопатка в устройстве осуществляет два одновременных процесса в насосе (компрессоре) сжатие всас, в двигателе выпуск расширение, количество рабочих циклов за один оборот вала равно числу лопаток в устройстве. The presence of eccentricity between the geometrical axes of the stator and rotor changes the angles between the blades due to rotationally movable segment seals, the surfaces forming the volumes seem to “contract” to the minimum and “stretch” to the maximum, and the volumes change from maximum to minimum and to maximum, while the working ends of the blades perform the function of a “piston”, changing their area from maximum to minimum to maximum, each blade in the device carries out two simultaneous processes in the pump (compressor) compressing the suction barely release expansion, the number of duty cycles per revolution of the shaft is equal to the number of blades in the device.

Claims

A rotor-blade device containing a stator with covers and nozzles for the inlet-outlet of the working medium, a hollow assembled rotor eccentrically mounted in it with supports in the annular bores of the covers and balanced dividing vanes passing through the walls of the rotor, equipped with rotationally movable segment seals, one of which the blades are rigidly connected to the working shaft located along the geometrical axis of the stator, while the others are pivotally connected to the shaft and form closed working chambers, characterized in that in e, equipped with a cooling jacket, a technological bore is made, the diameter coinciding with the diameter of the rotor mounted eccentrically with a rotary support in the annular bores of the stator covers with an annular cooling cavity, with two blades balanced, in the trapezoidal slots of the segment seals and blades within their relative movements are installed straight trapezoidal sections of the seal plate, with one blade connected to a hollow working shaft with limited freedom of movement along la, while the other vane is hingedly connected.