RU2146338C1

RU2146338C1 - Rotary vane machine

Info

Publication number: RU2146338C1
Application number: RU99100046A
Authority: RU
Inventors: А.В. Ловцов
Original assignee: Ловцов Александр Викторович
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-03-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; pumps, compressors, hydraulic motors, pneumatic motors, gas expansion machines. SUBSTANCE: machine has housing with covers accommodating distributing plates with channels to let working medium in and out. Stator on rolling-contact bearing installed for rotation relative to housing and eccentrically installed rotor (with eccentricity relative to stator) are found inside housing. Vanes fitted in radial slots or rotor. Rings installed for movement in radial directions are mounted on end face surfaces of rotor in its ring slots. Outer diameter of each ring is calculated by formula: d= D-2h, where D is inner diameter of stator, h is height of vane. EFFECT: simplified design of machine and increased reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к роторным машинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами и может быть использовано в насосах, компрессорах, гидромоторах, пневмодвигателях, детандерах. The invention relates to rotary displacement machines with rotating working bodies and can be used in pumps, compressors, hydraulic motors, air motors, expanders.

Известен ротационный компрессор (авторское свидетельство СССР N 785550, F 04 C 18/00, опубл. 7.12.80), содержащий корпус с крышками, внутри которого установлен статор на опорах качения с возможностью вращения относительно корпуса, эксцентрично расположенный в статоре ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины. A rotary compressor is known (USSR author's certificate N 785550, F 04 C 18/00, publ. 7.12.80), comprising a housing with covers, inside which a stator is mounted on rolling bearings with the possibility of rotation relative to the housing, a rotor eccentrically located in the stator, in radial the grooves of which the plates are movably mounted.

Недостатком конструкции является отсутствие механизма надежного прижима пластин к статору, поэтому на малых оборотах (пуск устройства), когда центробежная сила отсутствует или мала, а также при больших перепадах давления, когда центробежной силы недостаточно для преодоления сил трения пластин в пазах ротора, происходит спонтанная перетечка рабочей среды из полости высокого давления в полость низкого. Это затрудняет пуск устройства, ухудшая объемный КПД и снижая надежность его работы. A design flaw is the lack of a mechanism for reliably pressing the plates against the stator; therefore, at low revolutions (starting the device), when the centrifugal force is absent or small, as well as at large pressure drops, when the centrifugal force is insufficient to overcome the friction forces of the plates in the rotor grooves, spontaneous overflow occurs working medium from the high pressure cavity to the low cavity. This makes it difficult to start the device, worsening the volumetric efficiency and reducing the reliability of its operation.

Известен также пластинчатый насос однократного действия (книга "Объемные гидравлические приводы" Т.М. Башта, И.З. Зайченко и др. М., Машиностроение, 1969 г., с. 240), принятый за прототип и содержащий цилиндрический статор с эксцентрично расположенным в нем ротором, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины, и подвижные ползушки, контактирующие с пластинами и обеспечивающие постоянный прижим пластин к внутренней поверхности статора. Ползушки расположены в кольцевом пазу статора. A single-acting vane pump is also known (the book "Volumetric hydraulic drives" by T. M. Basht, IZ Zaichenko and others M., Mechanical Engineering, 1969, p. 240), adopted as a prototype and containing a cylindrical stator with an eccentric the rotor located in it, in the radial grooves of which the plates are movably mounted, and the movable creepers in contact with the plates and providing a constant clamping of the plates to the inner surface of the stator. Creepers are located in the annular groove of the stator.

Недостатком является сложность в изготовлении и монтаже большого количества мелких деталей-ползушек и осей, равных количеству пластин. Связь между ползушкой и пластиной требует применения утолщенной пластины, что увеличивает центробежную силу, а значит и силу трения пластины со статором. Кроме того, оси ползушек тонкие, что ведет к их частой поломке, снижая надежность всей конструкции. The disadvantage is the difficulty in the manufacture and installation of a large number of small parts, crawlers and axles, equal to the number of plates. The connection between the creep and the plate requires the use of a thickened plate, which increases the centrifugal force, and hence the friction force of the plate with the stator. In addition, the axis of the crawlers is thin, which leads to their frequent breakdown, reducing the reliability of the entire structure.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности машины путем упрощения конструкции. The task of the invention is to increase the reliability of the machine by simplifying the design.

Предлагаемая роторно-пластинчатая машина содержит корпус с крышками и распределительными шайбами, внутри которого установлен статор на опорах качения с возможностью вращения относительно корпуса, и эксцентрично расположенный относительно статора ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины. The proposed rotary vane machine comprises a housing with covers and distribution washers, inside which a stator is mounted on rolling bearings rotatably relative to the housing, and a rotor eccentrically located relative to the stator, in the radial grooves of which the plates are movably mounted.

В отличие от прототипа ротор снабжен кольцами, установленными в кольцевых пазах на его торцовых поверхностях с возможностью перемещения в радиальных направлениях, причем величина наружного диаметра каждого кольца определяется по формуле: d = D - 2h, где D - внутренний диаметр статора, h - высота пластины. In contrast to the prototype, the rotor is equipped with rings mounted in annular grooves on its end surfaces with the possibility of movement in radial directions, and the outer diameter of each ring is determined by the formula: d = D - 2h, where D is the inner diameter of the stator, h is the height of the plate .

Снабжение ротора кольцами на его торцовых поверхностях с возможностью перемещения в радиальных направлениях обеспечивает надежный прижим пластин к статору во время работы. При выполнении каждого кольца с определенным наружным диаметром, соответствующим вышеуказанной формуле, ось колец совпадает со статором, что обеспечивает постоянный контакт (прижим) наружной торцовой поверхности пластин с внутренней поверхностью статора и внутренней торцовой поверхности пластин - с наружной поверхностью колец даже при неподвижном роторе. The supply of the rotor with rings on its end surfaces with the ability to move in radial directions provides reliable clamping of the plates to the stator during operation. When performing each ring with a specific outer diameter corresponding to the above formula, the axis of the rings coincides with the stator, which ensures constant contact (clamp) of the outer end surface of the plates with the inner surface of the stator and the inner end surface of the plates - with the outer surface of the rings even with the rotor stationary.

В отличие от прототипа необходимо только два кольца для надежного прижима любого количества пластин, и связь кольца с пластиной не требует утолщения последней, что снижает силу трения пластины со статором. Кроме того, кольца просты в изготовлении, надежны, не требуют сложного монтажа, что повышает надежность всей конструкции. In contrast to the prototype, only two rings are necessary for reliable clamping of any number of plates, and the connection of the ring with the plate does not require thickening of the latter, which reduces the friction force of the plate with the stator. In addition, the rings are easy to manufacture, reliable, do not require complex installation, which increases the reliability of the entire structure.

Таким образом, все существенные признаки устройства решают поставленную задачу. Thus, all the essential features of the device solve the problem.

На фиг. 1 изображена роторно-пластинчатая машина, продольный разрез. In FIG. 1 shows a rotary vane machine, a longitudinal section.

На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Роторно-пластинчатая машина содержит корпус 1 с крышками 2, 3, в которых расположены соответственно распределительные шайбы 4, 5 с каналами для подвода и отвода рабочей среды. Внутри корпуса 1 установлены статор 6 на опорах качения 7 с возможностью вращения относительно корпуса 1 и эксцентрично расположенный ротор 8 (с величиной эксцентриситета е относительно статора), в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины 9. На торцевых поверхностях ротора 8 в кольцевых пазах установлены кольца 10 с возможностью перемещения в радиальных направлениях. Наружная и внутренняя торцевые поверхности пластин 9 непрерывно контактируют соответственно с внутренней поверхностью статора 6 и наружной поверхностью колец 10. The rotary vane machine comprises a housing 1 with covers 2, 3, in which distribution washers 4, 5 with channels for supplying and discharging a working medium are respectively located. Inside the housing 1, a stator 6 is mounted on the rolling bearings 7 with the possibility of rotation relative to the housing 1 and an eccentrically located rotor 8 (with an eccentricity e relative to the stator), in the radial grooves of which are mounted plates 9. On the end surfaces of the rotor 8, rings 10 are installed in the annular grooves with the ability to move in radial directions. The outer and inner end surfaces of the plates 9 are continuously in contact, respectively, with the inner surface of the stator 6 and the outer surface of the rings 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Рабочая среда (жидкость или газ) поступает через канал в крышке 2 (фиг. 1 по стрелке) в рабочие полости, образованные парой соседних пластин 9, ротором 8, статором 6 и распределенными шайбами 4, 5. Ротор 8 с пластинами 9 и кольцами 10 начинает вращаться, появляется центробежная сила, прижимающая пластины 9 к статору 6, который действием силы трения торцов пластин 9 о его поверхность начинает синхронно вращаться на опорах качения 7. Поскольку ось колец 10 совпадает с осью статора 6, это обеспечивает надежный контакт внутренней торцовой поверхности пластин 9 с наружной поверхностью колец 10 и наружной торцовой поверхности пластин 9 с внутренней поверхностью статора 6 даже при неподвижном роторе 8 (фиг. 2). При малых оборотах (пуск устройства), когда центробежная сила отсутствует или мала, а также при больших перепадах давления, когда центробежной силы недостаточно для преодоления сил трения пластин 9 в пазах ротора 8, кольца 10 не дают пластинам 9 сместиться к центру, обеспечивая надежный прижим к статору 6. The working medium (liquid or gas) enters through the channel in the cover 2 (Fig. 1 in the direction of the arrow) into the working cavities formed by a pair of adjacent plates 9, a rotor 8, a stator 6 and distributed washers 4, 5. A rotor 8 with plates 9 and rings 10 starts to rotate, a centrifugal force appears, pressing the plates 9 against the stator 6, which, by the action of the friction force of the ends of the plates 9 on its surface, starts to synchronously rotate on the rolling bearings 7. Since the axis of the rings 10 coincides with the axis of the stator 6, this ensures reliable contact of the inner end surface of the layer n 9 with the outer surface of ring 10 and the outer end surface plate 9 with the inner surface of the stator 6 fixed even when the rotor 8 (Fig. 2). At low revs (starting up the device), when the centrifugal force is absent or small, as well as at large pressure drops, when the centrifugal force is insufficient to overcome the friction forces of the plates 9 in the grooves of the rotor 8, the rings 10 do not allow the plates 9 to shift to the center, providing a reliable clamp to stator 6.

Благодаря эксцентриситету между осями ротора 8 и статора 6 объем рабочей полости при их вращении изменяется. В первой половине оборота, когда увеличивается объем рабочей полости, рабочая среда заполняет ее. Во второй половине оборота, когда рабочая полость уменьшается, рабочая среда выходит из нее и через канал в крышке 3 поступает в выпускной трубопровод (на фиг. 1 не показано). Due to the eccentricity between the axes of the rotor 8 and the stator 6, the volume of the working cavity during their rotation changes. In the first half of the turnover, when the volume of the working cavity increases, the working medium fills it. In the second half of the revolution, when the working cavity decreases, the working medium leaves it and through the channel in the lid 3 enters the exhaust pipe (not shown in Fig. 1).

Таким образом, процесс повторяется, перекачивая рабочую среду. Thus, the process is repeated, pumping the working environment.

Claims

A rotary vane machine comprising a housing with covers and distribution washers, inside of which a stator is mounted on rolling bearings rotatably relative to the housing and a rotor eccentrically located relative to the stator, in the radial grooves of which are movably mounted plates, characterized in that the rotor is equipped with rings installed in annular grooves on its end surfaces with the ability to move in radial directions, and the outer diameter of each ring is determined by the shape le
d = D - 2h,
where D is the inner diameter of the stator;
h is the height of the plate.