RU2241122C2

RU2241122C2 - Rotary machine

Info

Publication number: RU2241122C2
Application number: RU2002131898/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Аркадьевич Гурецкий (BY); Леонид Аркадьевич Гурецкий
Original assignee: Леонид Аркадьевич Гурецкий
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-11-27

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in hydraulic and pneumatic drives of different devices. Proposed machine has cylindrical bushing arranged between cylindrical surfaces of housing and rotor, installed concentrically on rotor for axial displacement and provided with longitudinal slots to pass blades. Said slots communicate with variable pressure source. Rotary machine has capacity control chamber formed by cylindrical surfaces of housing and rotor, end face of movable cylindrical bushing and end face cover of housing, and pressing chamber made in opposite end face cover of housing. Divider is installed for displacement along rotor axis into said pressing chamber and it has cavity on end face interacting with movable cylindrical bushing. Part of shaped curve of cam of cam mechanism, corresponding to TDC of tappet, is made with length of arc less than 180 degrees.

EFFECT: increased capacity, enlarged operating capabilities owing to possibility of control.

2 cl, 16 dwg

Description

Изобретение относится к области энергомашиностроения, а именно к конструкциям роторных машин, и может быть использовано в гидравлических или пневматических передачах различных устройств.The invention relates to the field of power engineering, and in particular to designs of rotary machines, and can be used in hydraulic or pneumatic transmissions of various devices.

Известна роторная машина, содержащая корпус, в котором установлены с возможностью вращения барабан, расположенный концентрично с осью корпуса, и ротор, имеющий радиальные прорези с лопастями. Вместе с барабаном вращается гильза с прорезями, в которые при перемещении гильзы входят лопасти. Гильза передвигается вдоль барабана при помощи цилиндрических поводков, связанных с маховичком. Надвигая гильзу на барабан и уменьшая рабочую длину лопастей, уменьшают подачу рабочей жидкости (Кожевников С.Н. и др. Элементы механизмов. М., издательство оборонной промышленности, 1956, с.843, фиг.2680).Known rotary machine containing a housing in which are mounted rotatably a drum located concentrically with the axis of the housing, and a rotor having radial slots with blades. Together with the drum, the sleeve rotates with slots, into which the blades move when the sleeve moves. The liner moves along the drum with the help of cylindrical leads connected to the handwheel. Sliding the sleeve onto the drum and reducing the working length of the blades, reduce the flow of working fluid (Kozhevnikov S.N. and other Elements of mechanisms. M., publishing house of the defense industry, 1956, p. 843, Fig.2680).

Известна также роторная машина, содержащая корпус, ротор с подвижными лопастями, размещенный в корпусе с образованием рабочих камер, разделитель, кулачковый механизм перемещения лопастей, кольцевой поршень с продольным пазом. Ротор имеет поперечный кольцевой выступ с радиальными прорезями и размещен в корпусе с образованием между выступом, ротором и корпусом кольцевой полости. Лопасти расположены в прорезях с возможностью перемещения вдоль оси ротора Кулачковый механизм установлен с возможностью осевого перемещения и кинематически связан с поршнем, расположенным в кольцевой полости. Разделитель закреплен с возможностью его ввода в паз поршня. При этом рабочие камеры образованы между радиальным выступом, ротором, корпусом и одним из торцов поршня, а между другим его торцом, ротором и корпусом образована камера регулирования, сообщенная с источником переменного давления (SU 1618903 A1, 07.01.1991, F 01 C 1/16).Also known is a rotary machine comprising a housing, a rotor with movable blades, housed in the housing to form working chambers, a separator, a cam mechanism for moving the blades, an annular piston with a longitudinal groove. The rotor has a transverse annular protrusion with radial slots and is placed in the housing with the formation between the protrusion, the rotor and the housing of the annular cavity. The blades are located in the slots with the possibility of movement along the axis of the rotor. The cam mechanism is mounted with the possibility of axial movement and kinematically connected with the piston located in the annular cavity. The separator is fixed with the possibility of its entry into the piston groove. In this case, the working chambers are formed between the radial protrusion, the rotor, the housing and one of the ends of the piston, and between its other end, the rotor and the housing, a control chamber is connected with the variable pressure source (SU 1618903 A1, 01/07/1991, F 01 C 1 / 16).

Однако известные роторные машины переменной производительности ввиду высоких динамических нагрузок, обусловленных высокими ускорениями деталей в приводе управления лопастями, имеют ограниченную производительность, а наличие механических связей в механизме регулирования производительности в процессе эксплуатации приводит к образованию зазоров в рабочих камерах, утечкам рабочей жидкости и, как следствие, к уменьшению объемного КПД.However, the known rotary machines of variable productivity due to high dynamic loads due to high acceleration of parts in the blade drive drive have limited performance, and the presence of mechanical connections in the capacity control mechanism during operation leads to the formation of gaps in the working chambers, leakage of the working fluid and, as a result , to reduce volumetric efficiency.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является роторная машина, содержащая корпус с, по меньшей мере, одним разделителем, и торцовыми крышками, образующими рабочие полости, сообщенные с каналами всасывания и нагнетания, коаксиально установленный в корпусе ротор с радиальными прорезями, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения лопасти, снабженные на торцах, обращенных к торцовым крышкам корпуса, цилиндрическими сегментами, расположенными концентрично оси ротора с возможностью взаимодействия с цилиндрическими сегментами, по меньшей мере, одной перегородки, закрепленной на торце корпуса и имеющей радиальную прорезь, механизм принудительного перемещения лопастей, снабженный шестерней, жестко закрепленной на валу ротора и находящейся в зацеплении с, по меньшей мере, одним валом-шестерней, размещенным в отверстиях торцовых крышек и корпуса и соединенным кинематической связью с лопастями, причем передаточное отношение шестерни ротора и вала-шестерни кратно количеству лопастей Кинематическая связь вала-шестерни с лопастями выполнена в виде кулачкового механизма, по меньшей мере, один кулачок которого жестко посажен на валу-шестерне с возможностью взаимодействия с толкателем, размещенным в радиальной прорези перегородки, причем профиль кулачка выполнен таким образом, что величина разности наибольшего расстояния от оси его вращения до точки соприкосновения с толкателем на одной стороне плоскости, проходящей через ось вращения кулачка, и радиуса полуокружности на другой стороне этой плоскости больше рабочей высоты лопастей на величину, пропорциональную толщине лопастей и разделителя, а на торце толкателя, обращенного к корпусу, выполнены цилиндрические сегменты, взаимодействующие с цилиндрическими сегментами лопастей (BY a20000644 A, 30.03.2002, F 01 C 1/344).The closest in technical essence to the claimed technical solution is a rotary machine, comprising a housing with at least one separator, and end caps forming working cavities in communication with suction and discharge channels, a rotor with radial slots coaxially mounted in the housing, in which placed with the possibility of reciprocating movement of the blade, provided at the ends facing the end caps of the housing, cylindrical segments located concentrically to the axis of the rotor with in the possibility of interaction with the cylindrical segments of at least one partition mounted on the end of the housing and having a radial slot, a mechanism for forced movement of the blades, equipped with a gear, rigidly mounted on the rotor shaft and meshed with at least one gear shaft, located in the openings of the end caps and the housing and connected by a kinematic connection with the blades, the gear ratio of the rotor gear and the pinion shaft being a multiple of the number of blades Ala-gears with blades are made in the form of a cam mechanism, at least one cam of which is rigidly mounted on the gear shaft with the possibility of interaction with a pusher placed in the radial slot of the partition, and the cam profile is made in such a way that the difference of the greatest distance from the axis its rotation to the point of contact with the pusher on one side of the plane passing through the axis of rotation of the cam, and the radius of the semicircle on the other side of this plane is greater than the working height of the blades by Inu proportional to the thickness of the blades and spacer, and a pusher on the end facing the housing, is cylindrical segments, the segments cooperating with cylindrical blades (BY a20000644 A, 30.03.2002, F 01 C 1/344).

Недостатком известной машины является ограниченность ее применения из-за отсутствия регулирования производительности. Другим недостатком является то, что в кулачковом механизме привода лопастей часть профильной кривой кулачка, соответствующая нахождению толкателя в ВМТ, имеет длину дуги полуокружности, т.е. составляет 180 градусов, что ограничивает угол поворота и длину дуги профильной кривой кулачка, соответствующей перемещению толкателя из ВМТ в НМТ и обратно. Это не позволяет уменьшить ускорение перемещения толкателя и, соответственно, уменьшить динамические нагрузки на детали привода, в результате чего известная роторная машина развивает недостаточные обороты ротора, что ограничивает ее производительность.A disadvantage of the known machine is the limitation of its use due to the lack of regulation of performance. Another disadvantage is that in the cam mechanism of driving the blades, the part of the cam profile curve corresponding to the location of the push rod in the TDC has a semicircle arc length, i.e. is 180 degrees, which limits the angle of rotation and the length of the arc of the profile curve of the cam, corresponding to the movement of the pusher from TDC to BDC and vice versa. This does not allow to reduce the acceleration of the movement of the pusher and, accordingly, to reduce the dynamic loads on the drive parts, as a result of which the known rotary machine develops insufficient rotor speeds, which limits its performance.

Задачей настоящего изобретения является увеличение производительности и расширение функциональных возможностей машины путем обеспечения ее регулирования.The present invention is to increase productivity and expand the functionality of the machine by ensuring its regulation.

Указанная зaдaча решается тем, что роторная машина, содержащая корпус с, по меньшей мере, одним разделителем и торцовыми крышками, образующими рабочие полости, сообщенные с каналами всасывания и нагнетания, коаксиально установленный в корпусе ротор с радиальными прорезями, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения лопасти, снабженные на торцах, обращенных к торцовым крышкам корпуса, цилиндрическими сегментами, расположенными концентрично оси ротора с возможностью взаимодействия с цилиндрическими сегментами, по меньшей мере, одной перегородки, закрепленной на торце корпуса и имеющей радиальную прорезь, механизм принудительного перемещения лопастей, снабженный шестерней, жестко закрепленной на валу ротора и находящейся в зацеплении с, по меньшей мере, одним валом-шестерней, размещенным в отверстиях торцовых крышек корпуса, соединенным кулачковым механизмом с лопастями, по меньшей мере, один кулачок которого, жестко посажен на валу-шестерне с возможностью взаимодействия с толкателем, размещенным в радиальной прорези перегородки с возможностью возвратно-поступательною перемещения, на торце которого, обращенного к корпусу, выполнены цилиндрические сегменты, взаимодействующие с цилиндрическими сегментами лопастей. причем передаточное отношение шестерни ротора и вала-шестерни кратно количеству лопастей, а профиль кулачка выполнен таким образом, что величина разности наибольших расстояний от оси вращения кулачка до точки соприкосновения с толкателем на одной стороне плоскости, проходящей через ось вращения кулачка, и на другой стороне этой плоскости равна рабочей высоте лопастей, согласно изобретению она дополнительно содержит цилиндрическую втулку, размещенную между цилиндрическими поверхностями корпуса и ротора, концентрично установленную на роторе с возможностью осевого перемещения и снабженную продольными прорезями для прохода лопастей, сообщенные с источником переменного давления камеру регулирования производительности, образованную цилиндрическими поверхностями корпуса и ротора, торцом подвижной цилиндрической втулки и торцевой крышкой корпуса, и камеру поджатия, выполненную в противоположной торцевой крышке корпуса, причем разделитель установлен с возможностью перемещения вдоль оси ротора в упомянутую камеру поджатия и снабжен на торце выемкой, взаимодействующей с подвижной цилиндрической втулкой, а часть профильной кривой кулачка кулачкового механизма, соответствующая нахождению толкателя в ВМГ, выполнена с длиной дуги окружности, меньшей 180 градусов. В частном случае выполнения в камере поджатия размещена пружина сжатия.This task is solved in that the rotary machine, comprising a housing with at least one spacer and end caps forming working cavities in communication with suction and discharge channels, a rotor with radial slots coaxially mounted in the housing, in which it is arranged to return translational movement of the blade, equipped at the ends facing the end caps of the housing, cylindrical segments located concentrically to the axis of the rotor with the possibility of interaction with the cylindrical segments at least one partition mounted on the end of the housing and having a radial slot, a mechanism for forced movement of the blades, equipped with a gear, rigidly mounted on the rotor shaft and meshed with at least one gear shaft, located in the holes of the end housing covers connected by a cam mechanism with blades, at least one cam of which is rigidly mounted on the pinion shaft with the possibility of interaction with a pusher placed in the radial slot of the partition with reciprocating movement, at the end of which, facing the body, made cylindrical segments interacting with the cylindrical segments of the blades. moreover, the gear ratio of the rotor gear and the pinion shaft is a multiple of the number of blades, and the cam profile is made in such a way that the difference between the largest distances from the axis of rotation of the cam to the point of contact with the pusher on one side of the plane passing through the axis of rotation of the cam and on the other side of this the plane is equal to the working height of the blades, according to the invention it further comprises a cylindrical sleeve located between the cylindrical surfaces of the housing and the rotor, concentrically mounted on axial displacement of the rotor and provided with longitudinal slots for the passage of the blades, a capacity control chamber, formed by the cylindrical surfaces of the housing and the rotor, the end face of the movable cylindrical sleeve and the housing end cap, and a preload chamber made in the opposite end housing cap, in communication with the source of alternating pressure, the separator is mounted to move along the axis of the rotor into said preload chamber and is provided with a recess at the end, interacting her with a movable cylindrical sleeve, and part of the profile curve of the cam of the cam mechanism, corresponding to the location of the pusher in the VMG, is made with a circular arc length of less than 180 degrees. In the particular case of execution, a compression spring is placed in the preload chamber.

На фиг.1 изображена роторная машина, разрез Б-Б на фиг.3, в положении максимальной производительности, на фиг.2 - то же, в положении нулевой производительности, на фиг.3 - то же, разрез А-А на фиг.1, на фиг.4 изображена подвижная цилиндрическая втулка с продольными прорезями в аксонометрии, на фиг.5 изображен ротор в аксонометрии, на фиг.6 изображена лопасть в аксонометрии, на фиг.7 изображен профиль кулачка, на фиг.8 изображена схема принудительного перемещения лопастей при положении толкателя, например, в НМТ, на фиг.9 изображен общий вид толкателя в разрезе, на фиг.10 - то же, разрез В-В на фиг.9, на фиг.11 изображен общий вид перегородки, на фиг.12 - то же, разрез Г-Г на фиг.11, на фиг.13 - то же, вид сверху, на фиг.14 - то же, разрез Д-Д на фиг.11, на фиг.15 изображен вариант исполнения камеры поджатая с размещенной в ее полости пружины сжатия при максимальной производительности машины, на фиг.16 - то же, при нулевой производительности.In Fig. 1, a rotary machine is shown, section BB in Fig. 3, in the position of maximum productivity, in Fig. 2 - the same, in the position of zero productivity, in Fig. 3 - the same, section A-A in Fig. 1, FIG. 4 shows a movable cylindrical sleeve with longitudinal slots in a perspective view, FIG. 5 shows a rotor in a perspective view, FIG. 6 shows a blade in a perspective view, FIG. 7 shows a cam profile, and FIG. 8 shows a forced movement diagram blades when the position of the pusher, for example, in the BDC, Fig.9 shows a General view of the pusher in Azreze, in Fig.10 - the same, section BB in Fig.9, in Fig.11 shows a General view of the partition, Fig.12 is the same, section GG in Fig.11, Fig.13 - same, top view, FIG. 14 is the same, section DD in FIG. 11, FIG. 15 shows an embodiment of a chamber pinched with a compression spring placed in its cavity at maximum machine productivity, and FIG. 16 same, at zero performance.

Роторная машина содержит корпус 1 с разделителями 2 и торцовыми крышками 3, 4, 5, 6, 7, 8, (фиг.1), рабочие полости 9, 10, сообщенные с каналами всасывания 11 и нагнетания 12 (фиг.3), коаксиально установленный на валу 13 в корпусе 1 ротор 14 с радиальными прорезями, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения лопасти 15. На торцах лопастей 15, обращенных к торцовым крышкам 4, 7 корпуса 1, выполнены цилиндрические сегменты 16, размещенные концентрично оси ротора 14 с длиной окружности в 45 градусов (фиг.1, 6).The rotary machine comprises a housing 1 with dividers 2 and end caps 3, 4, 5, 6, 7, 8, (Fig. 1), working cavities 9, 10 in communication with the suction and discharge channels 11 and 12 (Fig. 3), coaxially mounted on the shaft 13 in the housing 1 of the rotor 14 with radial slots, which are placed with the possibility of reciprocating movement of the blades 15. At the ends of the blades 15 facing the end caps 4, 7 of the housing 1, cylindrical segments 16 are made, which are arranged concentrically to the axis of the rotor 14 with a circumference of 45 degrees (figures 1, 6).

Машина имеет перегородки 17 с цилиндрическими сегментами 18 и радиальными прорезями 19, закрепленные на торцевых крышках 4, 8 корпуса 1 (фиг.1, 11, 12), механизм принудительного перемещения лопастей 15, снабженный шестерней 20, жестко закрепленной на валу 13 ротора 14 и находящейся в зацеплении с валами-шестернями 21, размещенными в отверстиях торцевых крышек 3, 4, 7, 8, (фиг.1), камеры 22 разгрузки лопастей 15, выполненные в виде выемок на внутренней поверхности корпуса 1 вблизи каналов нагнетания 12 и всасывания 11 (фиг.3).The machine has partitions 17 with cylindrical segments 18 and radial slots 19, mounted on the end caps 4, 8 of the housing 1 (FIGS. 1, 11, 12), a mechanism for the forced movement of the blades 15, equipped with a gear 20, rigidly mounted on the shaft 13 of the rotor 14 and meshed with the pinion shafts 21 located in the holes of the end caps 3, 4, 7, 8, (Fig. 1), the blades unloading chambers 22 made in the form of recesses on the inner surface of the housing 1 near the discharge channels 12 and suction 11 (figure 3).

Радиус наружной поверхности цилиндрических сегментов 18 перегородок 17 выполнен равным радиусу внутренних поверхностей цилиндрических сегментов 16 лопастей 15. На валах-шестернях 21 жестко закреплены кулачки 23, расположенные с возможностью взаимодействия с толкателями 24, размещенными в радиальных прорезях 19 перегородок 17 (фиг.11, 12). На торцевых поверхностях кулачков 23, обращенных к корпусу 1, могут быть выполнены кольцевые пазы (фиг.1), в которых размещены с возможностью скольжения пальцы 26, консольно закрепленные на толкателях 24 (фиг.9). Профиль кулачков 23 выполнен таким образом, что величина разности наибольших расстояний от оси вращения кулачка до точки соприкосновения с толкателем на одной стороне плоскости, проходящей через ось вращения куличка, и на другой стороне этой плоскости равна рабочей высоте лопастей 15, а длина дуги окружности части профильной кривой, соответствующей нахождению толкателя в ВМТ, составляет, например, 120 градусов, длина дуги окружности части профильной кривой, соответствующей нахождению толкателя в НМТ, составляет, например, 60 градусов (фиг.7). Шестерня 20 ротора 14 и валы-шестерни 21 имеют передаточное отношение, кратное количеству лопастей 15, например 1:4. На торцах толкателей 24, обращенных к корпусу 1, выполнены цилиндрические сегменты 27, расстояние между которыми и радиусы их окружностей равны соответственно толщине и радиусам окружностей цилиндрических сегментов 16 лопастей 15 (фиг.9). Цилиндрические сегменты 18 перегородок 17 выполнены с длиной окружности в 60 градусов, а цилиндрические сегменты 27 толкателей 24 - с длиной окружности в 45 градусов (фиг.8, 11).The radius of the outer surface of the cylindrical segments 18 of the partitions 17 is made equal to the radius of the inner surfaces of the cylindrical segments 16 of the blades 15. Cams 23 are rigidly fixed to the shafts 21, arranged to interact with the pushers 24 located in the radial slots 19 of the partitions 17 (11, 12 ) On the end surfaces of the cams 23 facing the housing 1, annular grooves can be made (FIG. 1), in which the fingers 26 are mounted cantileverly mounted on the pushers 24 (FIG. 9). The profile of the cams 23 is made in such a way that the difference between the largest distances from the axis of rotation of the cam to the point of contact with the pusher on one side of the plane passing through the axis of rotation of the cam and on the other side of this plane is equal to the working height of the blades 15, and the length of the arc of the circle is part of the profile the curve corresponding to the location of the pusher at the TDC is, for example, 120 degrees, the circumference of the arc of the part of the profile curve corresponding to the location of the pusher at the TDC is, for example, 60 degrees (Fig. 7). The gear wheel 20 of the rotor 14 and the gear shaft 21 have a gear ratio that is a multiple of the number of blades 15, for example 1: 4. At the ends of the pushers 24 facing the housing 1, cylindrical segments 27 are made, the distance between which and the radii of their circles are equal to the thickness and radii of the circles of the cylindrical segments 16 of the blades 15 (Fig. 9). The cylindrical segments 18 of the partitions 17 are made with a circumference of 60 degrees, and the cylindrical segments 27 of the pushers 24 with a circumference of 45 degrees (Fig. 8, 11).

Роторная машина содержит также две цилиндрические втулки 28, 29, камеру 30 регулирования производительности и камеру 31 поджатия (фиг.1).The rotary machine also contains two cylindrical bushings 28, 29, a capacity control chamber 30 and a preload chamber 31 (FIG. 1).

Цилиндрическая втулка 28 жестко закреплена на торце ротора 14, например, при помощи винтового соединения (не показано), на наружной ее поверхности выполнен продольный паз 32 под шпонку (не показана), а вблизи торцевой крышки 8 корпуса 1 - кольцевая канавка 33, в которой размещено пружинное кольцо 34 (фиг.1, 5). Цилиндрическая втулка 29 концентрично установлена на втулке 28 и имеет продольные прорези 35 для прохода лопастей 15 (фиг.4). На внутренней поверхности втулки 29 выполнен продольный паз 36 для взаимодействия со шпонкой втулки 28, обеспечивая, таким образом, возможность осевого перемещения втулки 29, ограниченного кольцом 34, и совместного вращения с втулкой 28 и ротором 14.The cylindrical sleeve 28 is rigidly fixed to the end of the rotor 14, for example, by means of a screw connection (not shown), a longitudinal groove 32 for a key (not shown) is made on its outer surface, and an annular groove 33 is provided near the end cover 8 of the housing 1, in which placed the spring ring 34 (Fig.1, 5). The cylindrical sleeve 29 is concentrically mounted on the sleeve 28 and has longitudinal slots 35 for the passage of the blades 15 (figure 4). On the inner surface of the sleeve 29, a longitudinal groove 36 is made for interaction with the key of the sleeve 28, thus providing the possibility of axial movement of the sleeve 29, limited by the ring 34, and joint rotation with the sleeve 28 and the rotor 14.

Камера 30 регулирования производительности, образованная цилиндрическими поверхностями корпуса 1 и втулки 28, торцом втулки 29 и торцевой крышкой 8 корпуса 1, сообщена каналом 37 с источником переменного давления (не показан). Камера 31 поджатия, выполненная в торцевой крышке 5 корпуса 1, также сообщена каналом 38 с источником переменного давления (не показан). В частном случае исполнения в полости камеры 31 поджатия может быть установлена пружина 39 сжатия (фиг.15, 16).The capacity control chamber 30, formed by the cylindrical surfaces of the housing 1 and the sleeve 28, the end face of the sleeve 29 and the end cover 8 of the housing 1, is connected by a channel 37 with a variable pressure source (not shown). The preload chamber 31, made in the end cover 5 of the housing 1, is also communicated by a channel 38 with a variable pressure source (not shown). In the particular case of execution, a compression spring 39 can be installed in the cavity of the compression chamber 31 (FIGS. 15, 16).

Разделители 2 роторной машины установлены в корпусе 1 с возможностью перемещения вдоль оси ротора 14 в камеру 31 поджатия и имеют на торце, обращенном к торцевой крышке 8, выемку 40, взаимодействующую с втулкой 29. В предпочтительном варианте исполнения, с целью исключения заклинивания при перемещении, разделители 2 выполнены с выемками 41 на противоположных друг другу гранях, сообщенных между собой каналами 42 (фиг.3).The separators 2 of the rotor machine are installed in the housing 1 with the possibility of moving along the axis of the rotor 14 into the preload chamber 31 and have a recess 40 at the end facing the end cover 8, which interacts with the sleeve 29. In a preferred embodiment, in order to avoid jamming during movement, the dividers 2 are made with recesses 41 on the opposite sides of each other, communicated between each other by channels 42 (figure 3).

На. валу 13 по торцам ротора 14 жестко посажены уплотнительные шайбы 43, 44.On the. the shaft 13 at the ends of the rotor 14 are tightly sealed sealing washers 43, 44.

Цилиндрическая втулка 28, жестко закрепленная на торце ротора 14 с помощью разъемного соединения, обеспечивает упрощение технологии изготовления радиальных прорезей ротора, в которых перемещаются лопасти 15.The cylindrical sleeve 28, rigidly fixed to the end of the rotor 14 using a detachable connection, provides a simplification of the manufacturing technology of radial slots of the rotor in which the blades 15 are moved.

Наличие подвижной цилиндрической втулки 29, камеры 30 регулирования производительности и установка разделителей 2 с возможностью перемещения вдоль оси ротора 14 в камеру 31 поджатия обеспечивают регулирование производительности роторной машины, что расширяет ее функциональные возможности.The presence of a movable cylindrical sleeve 29, a chamber 30 for regulating productivity and the installation of dividers 2 with the possibility of moving along the axis of the rotor 14 in the chamber 31 of the preload provide regulation of the performance of the rotary machine, which expands its functionality.

Наличие камеры 31 поджатая способствует постоянному прижатию разделителей 2 к подвижной цилиндрической втулке 29, вследствие чего уменьшаются утечки рабочего тела В результате этого повышается объемный КПД машины и ее производительность.The presence of the chamber 31, which is tightened, contributes to the constant pressing of the dividers 2 to the movable cylindrical sleeve 29, as a result of which the leakage of the working fluid is reduced. As a result, the volumetric efficiency of the machine and its productivity are increased.

Часть профильной кривой кулачка 23, соответствующая нахождению толкатели 24 в ВМТ и выполненная с длиной дуги окружности, меньшей 180 градусов, позволяет снизить ускорения толкателя при заданном движении между ВМТ и НМТ и обратно, что уменьшает динамические нагрузки в механизме привода лопастей 15. Вследствие этого роторная машина имеет возможность увеличить обороты ротора 14 и, тем самым, увеличить производительность.The part of the profile curve of the cam 23, corresponding to the location of the pushers 24 in TDC and made with a circular arc length of less than 180 degrees, allows to reduce the acceleration of the pusher at a given movement between TDC and BDC and vice versa, which reduces dynamic loads in the drive mechanism of the blades 15. As a result, the rotor the machine has the ability to increase the speed of the rotor 14 and, thereby, increase productivity.

Роторная машина работает следующим образом.Rotary machine operates as follows.

В режиме, например, насоса, при вращении ротора 14 по часовой стрелке, передние грани лопастей 15, совершающих рабочий ход, сжимают рабочее тело (жидкость или газ) в полости 10, перемещая его в каналы нагнетания 12 (фиг.3). При этом за задними гранями лопастей 15 в рабочей полости 9 возникает разрежение, и рабочее тело поступает в последнюю через каналы 11 всасывания.In the mode of, for example, the pump, when the rotor 14 is rotated clockwise, the front faces of the blades 15 making a working stroke compress the working fluid (liquid or gas) in the cavity 10, moving it to the discharge channels 12 (Fig. 3). In this case, behind the rear faces of the blades 15 in the working cavity 9, a vacuum occurs, and the working fluid enters the latter through the suction channels 11.

При подходе лопастей 15 к каналам 12 нагнетания избыточное давление рабочего тела, возникающее в рабочей полости 10 перед передними гранями лопастей 15, сбрасывается за их задние грани в момент прохождения лопастей выемок 22 корпуса 1. В результате этого снижаются динамические нагрузки, воздействующие на лопасти 15 во время начала их перемещения вовнутрь ротора 14 перед прохождением под разделителями 2.When approaching the blades 15 to the injection channels 12, the excess pressure of the working fluid arising in the working cavity 10 in front of the front faces of the blades 15 is discharged beyond their rear faces at the moment of passing the blades of the recesses 22 of the housing 1. As a result, the dynamic loads acting on the blades 15 during the time they began to move inside the rotor 14 before passing under the dividers 2.

Одновременно шестерня 20 ротора 14 вращает валы-шестерни 21, кулачки 23 которых приводят в заданное возвратно-поступательное движение толкатели 24. Последние при помощи цилиндрических сегментов 27, взаимодействующих с цилиндрическими сегментами 16 лопастей 15, осуществляют перемещение лопастей 15 внутрь ротора 14 перед прохождением их под разделителями 2 и обратно в рабочее положение после прохождении их под разделителями 2. При передаточном отношении шестерни 20 и валов-шестерен 21, кратным количеству лопастей 15, например 1:4, за один оборот ротора 14 каждый из кулачков 23 совершает четыре оборота.At the same time, the gear wheel 20 of the rotor 14 rotates the gear shafts 21, the cams 23 of which drive the pushers 24. The latter, using the cylindrical segments 27 interacting with the cylindrical segments 16 of the blades 15, move the blades 15 inside the rotor 14 before passing them under dividers 2 and back to the working position after passing them under the dividers 2. When the gear ratio of the gears 20 and the gear shafts 21 is a multiple of the number of blades 15, for example 1: 4, for one revolution of the rotor 1 4, each of the cams 23 makes four turns.

При вращении кулачка 23, например, по часовой стрелке, контактируя с последним на участках профильных кривых с длинами дуги соответственно 120 и 60 градусов, толкатель 24 находится в неподвижном состоянии соответственно в ВМТ и НМТ (фиг.7).When the cam 23 is rotated, for example, clockwise, in contact with the latter in the sections of the profile curves with arc lengths of 120 and 60 degrees, respectively, the pusher 24 is stationary in TDC and BDC, respectively (Fig. 7).

При контактировании толкателя 24 с профильной кривой кулачка 23 на участке в 120 градусов он находится в неподвижном состоянии в ВМТ. В этом положении передние концы цилиндрических сегментов 16 одних лопастей 15 размещены между цилиндрическими сегментами 27 толкателя 24, а передние концы цилиндрических сегментов 16 других лопастей 15 расположены на цилиндрических сегментах 18 перегородок 17.When the pusher 24 is in contact with the profile curve of the cam 23 in a 120-degree section, it is stationary in TDC. In this position, the front ends of the cylindrical segments 16 of one of the blades 15 are placed between the cylindrical segments 27 of the pusher 24, and the front ends of the cylindrical segments 16 of the other blades 15 are located on the cylindrical segments 18 of the partitions 17.

При дальнейшем повороте кулачков 23 на 90 градусов толкатели 24 перемещаются из ВМТ в НМТ, перемещая к оси ротора 14 навстречу друг другу лопасти 15. При этом толкатели 24 совершают замедленное заданное движение, что приводит к уменьшению динамических нагрузок.With a further rotation of the cams 23 by 90 degrees, the pushers 24 move from TDC to BDC, moving the blades 15 towards the axis of the rotor 14. The pushers 24 perform a slow predetermined movement, which leads to a decrease in dynamic loads.

При контактировании толкателя 24 с профильной кривой кулачка 23 на участке в 60 градусов он находится в неподвижном состоянии в НМГ. Две лопасти 15 в этот момент проходят под разделителями 2, а две другие поджаты к внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 и продолжают совершать рабочий ход, а их цилиндрические сегменты 16 скользят по цилиндрическим сегментам 18 перегородок 17.When the pusher 24 is in contact with the profile curve of the cam 23 in a 60 degree section, it is stationary in the NMH. Two blades 15 at this moment pass under the dividers 2, and the other two are pressed against the inner cylindrical surface of the housing 1 and continue to make a stroke, and their cylindrical segments 16 slide along the cylindrical segments 18 of the partitions 17.

В дальнейшем цикл повторяется.Subsequently, the cycle repeats.

Регулирование производительности роторной машины осуществляют следующим образом.The performance control of the rotary machine is as follows.

В камеру 30 регулирования по каналу 37 подают давление от источника переменного давления, например от канала нагнетания 12. При этом подвижная цилиндрическая втулка 29 и разделители 2 перемещаются вдоль оси ротора 14. Разделители 2 перемещаются в камеру 31 поджатия, а лопасти 15 заходят в продольные прорези 35 втулки 29. Таким образом, уменьшая общий объем рабочих полостей 9,10, уменьшают производительность машины Одновременно рабочее тело из камеры 31 вытесняется торцом разделителей 2 и по каналу 38 истекает в источник переменного давления, например в канал 11 всасывания. Таким образом обеспечивается постоянное поджатие разделителей 2 к подвижной втулке 29 и соответственно, уменьшение утечек рабочего тела.In the control chamber 30 through the channel 37, pressure is supplied from a variable pressure source, for example, from the discharge channel 12. In this case, the movable cylindrical sleeve 29 and the dividers 2 move along the axis of the rotor 14. The dividers 2 move into the compression chamber 31, and the blades 15 go into the longitudinal slots 35 of the sleeve 29. Thus, reducing the total volume of the working cavities 9.10, reduce the productivity of the machine. At the same time, the working fluid is displaced from the chamber 31 by the end face of the spacers 2 and flows through the channel 38 into a source of variable pressure, for example, suction channel 11. This ensures constant preloading of the dividers 2 to the movable sleeve 29 and, accordingly, reducing leakage of the working fluid.

В другом частном случае исполнения вышеуказанное поджатие осуществляют при помощи пружины 39 сжатия, размешенной в полости камеры 31.In another particular case of execution, the aforementioned preloading is carried out by means of a compression spring 39 placed in the cavity of the chamber 31.

При положении подвижной втулки 29 и разделителей 2 в крайнем левом положении, как показано на фиг.2, достигают нулевой производительности роторной машины В промежуточном положении втулки 29 и разделителей 2 достигают постоянной производительности, при этом перекрывают канал 37 и прекращают подачу давления в камеру 30. Увеличение производительности роторной машины осуществляют путем снижения давления в камере 30 и увеличения давления в камере 31. При этом подвижная втулка 29 и разделители 2 перемещаются вправо, вытесняя рабочее тело из камеры 30 по каналу 37 в источник переменного давления.When the movable sleeve 29 and the dividers 2 are in the leftmost position, as shown in FIG. 2, the rotary machine's performance is zero. In the intermediate position, the bushings 29 and the dividers 2 achieve constant productivity, while the channel 37 is closed and the pressure supply to the chamber 30 is stopped. The increase in productivity of the rotary machine is carried out by reducing the pressure in the chamber 30 and increasing the pressure in the chamber 31. In this case, the movable sleeve 29 and the dividers 2 are moved to the right, forcing the working fluid out of the chamber 30 p about channel 37 to a source of variable pressure.

Благодаря наличию на противоположных гранях разделителей 2 выемок 41, сообщенных между собой каналами 42, обеспечивается их перемещение вдоль оси ротора 14 без защемления в корпусе 1 (фиг.3).Due to the presence on the opposite faces of the separators 2 recesses 41, interconnected by channels 42, they are moved along the axis of the rotor 14 without being pinched in the housing 1 (figure 3).

Аналогично осуществляется работа роторной машины в режиме компрессора или мотора. Конструкция роторной машины позволяет работать в реверсивном режиме путем изменения функций каналов всасывания 11 и нагнетания 12.Similarly, the operation of the rotary machine in the compressor or motor mode is carried out. The design of the rotary machine allows you to work in reverse mode by changing the functions of the suction channels 11 and discharge 12.

Использование данного технического решения позволяет расширить функциональные возможности роторной машины путем обеспечения ее регулирования и увеличить ее производительность за счет повышения оборотов ротора и объемного КПД.Using this technical solution allows you to expand the functionality of a rotary machine by ensuring its regulation and increase its productivity by increasing the rotor speed and volumetric efficiency.

Claims

1. A rotary machine comprising a housing with at least one separator and end caps forming working cavities in communication with suction and discharge channels, a rotor with radial slots coaxially mounted in the housing, in which the blades are arranged for reciprocating movement, provided at the ends facing the end caps of the housing with cylindrical segments arranged concentrically to the axis of the rotor with the possibility of interaction with the cylindrical segments of at least one horns mounted on the end of the housing and having a radial slot, the mechanism for the forced movement of the blades, equipped with a gear rigidly mounted on the rotor shaft, and meshed with at least one gear shaft located in the holes of the end caps of the housing connected by a cam mechanism with blades, at least one cam which is rigidly mounted on the pinion shaft with the possibility of interaction with a pusher placed in the radial slot of the partition with the possibility of reciprocating about the movement, at the end of which, facing the body, made cylindrical segments interacting with the cylindrical segments of the blades, the gear ratio of the gear of the rotor and the gear shaft is a multiple of the number of blades, and the cam profile is made so that the difference between the largest distances from the axis of rotation of the cam to the point of contact with the pusher on one side of the plane passing through the axis of rotation of the cam, and on the other side of this plane is equal to the working height of the blades, characterized in then it further comprises a cylindrical sleeve located between the cylindrical surfaces of the housing and the rotor, concentrically mounted on the rotor with the possibility of axial movement and provided with longitudinal slots for the passage of the blades, a capacity control chamber connected to the variable pressure source, formed by the cylindrical surfaces of the housing and the rotor, the end face of the movable cylindrical bushings and the end cover of the housing, and the preload chamber, made in the opposite end cover of the housing a, and the separator is installed with the possibility of moving along the axis of the rotor in the aforementioned preload chamber and is equipped with a recess at the end interacting with the movable cylindrical sleeve, and part of the cam profile of the cam mechanism corresponding to the location of the pusher in TDC is made with a circular arc length of less than 180 ° .

2. The rotary machine according to claim 1, characterized in that a compression spring is placed in the preload chamber.