RU2251620C1 - Роторно-поршневая машина - Google Patents
Роторно-поршневая машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2251620C1 RU2251620C1 RU2003126462/06A RU2003126462A RU2251620C1 RU 2251620 C1 RU2251620 C1 RU 2251620C1 RU 2003126462/06 A RU2003126462/06 A RU 2003126462/06A RU 2003126462 A RU2003126462 A RU 2003126462A RU 2251620 C1 RU2251620 C1 RU 2251620C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- groove
- pistons
- section
- length
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hydraulic Motors (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным двигателям. Роторно-поршневая машина содержит корпус, в котором размещены два ведущих и два ведомых поршня. В корпусе между каждой парой впускного и выпускного патрубков установлена прокладка из антифрикционного термостойкого материала. Прокладки образуют в верхней части корпуса компрессорную зону, а в нижней части - детандерную. На верхней части поршней выполнены уплотнительные элементы, каждый из которых представляет собой упругий элемент, расположенный на дне проточки. Проточки выполнены радиальными трапецеидального сечения в шаровых поверхностях поршней и ориентированы перпендикулярно оси валов. Основания сечения соотносятся как 1:3 – 1:5, а боковая сторона равна длине меньшего основания. Упругий элемент имеет в поперечном сечении эллипс, больший диаметр которого на 4-8% больше длины средней линии трапецеидального сечения проточки, а меньший диаметр равен половине глубины проточки. На упругом элементе расположен второй упругий элемент прямоугольного сечения, ширина которого на 2-4% превышает длину меньшего основания проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой 1-2% от меньшего основания проточки, а прокладки выполнены из эластичного материала. Увеличивается коэффициент полезного действия. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным двигателям, и может быть использовано в различных областях техники, где необходимо использовать двигатели с высоким коэффициентом полезного действия при одновременном малом весе.
Известна роторно-поршневая машина (US 3144007 A, 11.08.1964, НКЛ 418-36), содержащая корпус с впускным и выпускным патрубками, размещенные в корпусе два ведущих и два ведомых роторных поршня, попарно и диаметрально противоположно закрепленные на индивидуальных соосно расположенных в корпусе валах с образованием рабочей камеры между каждой парой смежных поршней, и механизм синхронизации поршней, расположенный на корпусе и выполненный в виде планетарной передачи, кинематически соединенный посредством кулисы и рычагов с валами поршней, снабженных средствами уплотнения их поверхностей относительно корпуса и соответствующих валов.
Недостатком известной машины следует признать плохую изоляцию рабочих камер между собой, приводящую к уменьшению коэффициента полезного действия.
Известна также конструкция роторно-поршневой машины (RU 2036392 С1, 27.05.1995, F 25 В ј), содержащей корпус, выполненный из двух полусфер с диаметральным разъемом, с двумя впускными и двумя выпускными патрубками, размещенные в корпусе два ведущих и два ведомых поршня, попарно и диаметрально противоположно закрепленные на индивидуальных валах, расположенных в плоскости, перпендикулярной плоскости диаметрального разъема корпуса, и имеющих общую ось, с образованием рабочей камеры между каждой парой смежных поршней, механизм синхронизации поршней, расположенный на корпусе и выполненный в виде планетарной передачи, кинематически соединенный посредством кулисы и рычагов с валами поршней, снабженных средствами уплотнения их поверхностей относительно корпуса и соответствующих валов, при этом в корпусе между каждой парой впускного и выпускного патрубков установлена прокладка из антифрикционного термостойкого материала, закрепленная на корпусе, прокладки образуют в верхней части корпуса компрессорную зону, а в нижней части корпуса - детандерную зону, на верхней части поршней выполнены уплотнительные элементы, каждый из которых представляет собой упругий элемент, расположенный в проточке.
Недостатком известной конструкции следует признать плохую изоляцию рабочих камер между собой, что приводит к уменьшению коэффициента полезного действия.
Техническая задача, решаемая посредством роторно-поршневой машины предложенной конструкции, состоит в увеличении коэффициента полезного действия двигателя.
Технический результат, получаемый при реализации предложенной конструкции роторно-поршневой машины, состоит в уменьшении себестоимости применения роторно-поршневой машины за счет повышение коэффициента полезного действия.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать роторно-поршневую машину, содержащую корпус, выполненный из двух полусфер с диаметральным разъемом, с двумя впускными и двумя выпускными патрубками, размещенные в корпусе два ведущих и два ведомых поршня, попарно и диаметрально противоположно закрепленные на индивидуальных валах, расположенных в плоскости, перпендикулярной плоскости диаметрального разъема корпуса, и имеющих общую ось, с образованием рабочей камеры между каждой парой смежных поршней, механизм синхронизации поршней, расположенный на корпусе и выполненный в виде планетарной передачи, кинематически соединенный посредством кулисы и рычагов с валами поршней, снабженных средствами уплотнения их поверхностей относительно корпуса и соответствующих валов, при этом в корпусе между каждой парой впускного и выпускного патрубков установлена прокладка из антифрикционного термостойкого материала, закрепленная на корпусе, прокладки образуют в верхней части корпуса компрессорную зону, а в нижней части корпуса - детандерную зону, на верхней части поршней выполнены уплотнительные элементы, каждый из которых представляет собой упругий элемент, расположенный в проточке, согласно изобретению проточки выполнены радиальными трапецеидального сечения в шаровых поверхностях поршней и ориентированы перпендикулярно оси валов, основания сечения соотносятся как 1:3-1:5, а боковая сторона равна длине меньшего основания, упругий элемент расположен на дне каждой проточки и имеет в поперечном сечении эллипс, причем больший диаметр эллипса на 4-8% больше длины средней линии трапецеидального сечения проточки, а меньший диаметр эллипса равен половине глубины проточки, на упругом элементе расположен второй упругий элемент прямоугольного сечения, ширина которого на 2-4% превышает длину меньшего основания проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой 1-2% от меньшего основания проточки, а прокладки выполнены из эластичного материала.
Предложенная конструкция роторно-поршневой машины в дальнейшем будет рассмотрена с использованием графического материала, где на фиг.1 приведен поперечный разрез роторно-поршневой машины (поршни не показаны), на фиг.2 - вид по стрелке А (фиг.1) со снятым кожухом механизма синхронизации движения поршней, на фиг.3 - показан разрез Б-Б (фиг.1), на фиг.4 - выполнение изолирующего элемента на шаровой поверхности поршня.
Роторно-поршневая машина содержит корпус 1, в котором на соосных валах 2 и 3 установлены попарно два ведущих 4 и два ведомых 5 роторных поршня, кинематически соединенные между собой механизмом 6 синхронизации их движения.
Корпус 1 имеет сферическую внутреннюю поверхность 7 и разделен на две полусферы 8 и 9 диаметральным разъемом 10 в плоскости, перпендикулярной оси вращения валов 2 и 3. Во внутренней шаровой полости 11 корпуса 1 по обе стороны от диаметральной плоскости 12, перпендикулярной плоскости разъема 10, расположены компрессорная 13 (выше плоскости 12) и детандерная 14 (ниже плоскости 12) зоны. В плоскости 12 в стенке корпуса 1 между компрессорной 13 и детандерной 14 зонами установлены уплотнительные прокладки 15, выполненные из антифрикционного термоизоляционного материала. Корпус 1 содержит впускные 16 и 17, а также выпускные 18 и 19 патрубки, соединяющие роторно-поршневую машину с источником рабочего тела (газа). При этом компрессорная 13 и детандерная 14 зоны имеют по одному впускному (соответственно 16 и 17) и выпускному (соответственно 18 и 19) патрубкам, которые расположены по обе стороны от соответствующего уплотнительного элемента 15. В нижней части корпуса 1 выполнена монтажная плита 20 для стационарной установки роторно-поршневой машины. По меньшей мере, внешняя часть корпуса 1 над компрессорной частью выполнена оребренной с ребрами 21, расположенными предпочтительно вдоль оси вращения валов 2 и 3.
Механизм 6 синхронизации движения поршней 4 и 5 закрыт кожухом 22, содержащим визуальный указатель 23 уровня масла, суфлирующее устройство 24 и сливную пробку 25. Нижняя часть кожуха 22 выполняет функцию масляного картера 26 роторно-поршневой машины.
Каждая пара роторных поршней 4 и 5 выполнена в виде шаровых секторов одного радиуса, вырезанных из шарового тела плоскостями 27, 28, 29 и 30, пересекающимися под заданным углом одна к другой по линии оси вращения валов 2 и 3.
Ведущие поршни 4 закреплены на ведущем валу 2 и имеют в поперечном сечении угол, близкий или равный 90°, а ведомые поршни 5 закреплены на ведомом валу и имеют в поперечном сечении угол, меньший угла ведущих поршней, при этом величину угла ведомых поршней задают исходя из условия образования между смежными поршнями 4 и 5 рабочей полости 31 заданного объема с учетом заданной степени сжатия рабочего тела и производительности роторно-поршневой машины.
Соосные валы 2 и 3 поршневых роторных пар 4 и 5 установлены в корпусе 1 на подшипниковых опорах 32, закрепленных посредством крышек 33 и 34. Уплотнение внутри полости 11 корпуса 1 от окружающей атмосферы осуществляют с использованием втулок 35 и 36 с уплотнениями 37 и 38. На свободном (правом по фиг.1) конце ведущего вала 2 установлен привод 39, предназначенный для передачи движения от роторно-поршневой машины потребителю. На этом же конце вала может быть установлено средство 40 охлаждения корпуса 1 роторно-поршневой машины путем протягивания воздуха вдоль ребер 21 на наружной поверхности корпуса 1.
Левые концы соосных валов 2 и 3 кинематически соединены между собой механизмом 6 синхронизации их движения, выполненным в виде планетарной передачи с центральной неподвижной шестерней 41, выполненной заодно с крышкой 34, и двумя сателлитными шестернями 42 и 43, кинематически соединенными кулисой (рычагом) 44. Сателлитная шестерня 42 ведущих роторных поршней 4 установлена посредством оси 45 на рычаге 46, закрепленном на ведущем валу 2. Сателлитная шестерня 43 ведомых роторных поршней 5 установлена посредством оси 47 на рычаге 48, изготовленном единым с втулкой 36, закрепленной на ведомом валу 3. Рычаги 46 и 48 имеют противовесы 49 и 50, предназначенные для устранения динамической неуравновешенности роторов и выполняющие также роль инерционного маховика. Кулиса (рычаг) 44 одним концом закреплена на сателлитной шестерне 43 ведомой пары роторных поршней 5 посредством установочной оси 51, соосной с осью 47 этой сателлитной шестерни, а другим концом - на сателлитной шестерне 42 ведущей пары роторных поршней 4 посредством установочной оси 52, расположенной с эксцентриситетом к оси 45 этой шестерни.
Каждый роторный поршень 4 или 5 снабжен элементом уплотнения, представляющим собой радиальную проточку 53 трапецеидального сечения, основания которого соотносятся как 1:3-1:5, а боковая сторона равна длине меньшего основания, выполненные в шаровых поверхностях поршней и ориентированные перпендикулярно оси валов, при этом на дне каждой проточки расположен первый упругий элемент 54, имеющий в поперечном сечении эллипс, причем больший диаметр эллипса на 4-8% больше длины средней линии трапецеидального сечения проточки, а меньший диаметр эллипса равен половине глубины проточки, при этом на первом упругом элементе расположен второй упругий элемент 55 прямоугольного сечения, ширина которого на 2-4% превышает длину меньшего основания проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой 1-2% от меньшего основания проточки, а прокладки, закрепленные на корпусе, выполнены из антифрикционного термостойкого эластичного материала.
Для обеспечения нормальной работы роторно-поршневой машины впускные 16, 17 и выпускные 18, 19 патрубки предпочтительно оборудованы клапанами (не показаны), исключающими обратный переток рабочего тела, а также фильтрами (не показаны) для очистки рабочего тела.
При поступлении рабочего тела (газа) по впускным клапанам 16, 17 в шаровую полость 11 корпуса 1 за счет изменения давления в межпоршневом пространстве происходит вращение ведущих поршней 4 относительно вала 2. Посредством механизма 6 синхронизации работы поршней происходит вращение ведомых валов 5 относительно вала 3. Закрепленный на конце ведущего вала 2 привод 39 предназначен для передачи движения от роторно-поршневой машины к потребителю. Введенные в конструкцию роторно-поршневой машины элементы обеспечивают изоляцию компрессорной и детандерной зон друг от друга, что приводит к повышению коэффициента полезного действия.
Использование предложенной роторно-поршневой машины позволяет уменьшить себестоимость применения роторно-поршневой машины за счет повышение коэффициента полезного действия, обусловленного более надежной герметизацией между компрессорной и детандерной зонами.
Claims (1)
- Роторно-поршневая машина, содержащая корпус, выполненный из двух полусфер с диаметральным разъемом, с двумя впускными и двумя выпускными патрубками, размещенные в корпусе два ведущих и два ведомых поршня, попарно и диаметрально противоположно закрепленные на индивидуальных валах, расположенных в плоскости, перпендикулярной плоскости диаметрального разъема корпуса, и имеющих общую ось, с образованием рабочей камеры между каждой парой смежных поршней, механизм синхронизации поршней, расположенный на корпусе и выполненный в виде планетарной передачи, кинематически соединенный посредством кулисы и рычагов с валами поршней, снабженных средствами уплотнения их поверхностей относительно корпуса и соответствующих валов, при этом в корпусе между каждой парой впускного и выпускного патрубков установлена прокладка из антифрикционного термостойкого материала, закрепленная на корпусе, прокладки образуют в верхней части корпуса компрессорную зону, а в нижней части корпуса детандерную зону, на верхней части поршней выполнены уплотнительные элементы, каждый из которых представляет собой упругий элемент, расположенный в проточке, отличающаяся тем, что проточки выполнены радиальными трапецеидального сечения в шаровых поверхностях поршней и ориентированы перпендикулярно оси валов, основания сечения соотносятся как 1:3 – 1:5, а боковая сторона равна длине меньшего основания, упругий элемент расположен на дне каждой проточки и имеет в поперечном сечении эллипс, причем больший диаметр эллипса на 4-8% больше длины средней линии трапецеидального сечения проточки, а меньший диаметр эллипса равен половине глубины проточки, на упругом элементе расположен второй упругий элемент прямоугольного сечения, ширина которого на 2-4% превышает длину меньшего основания проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой 1-2% от меньшего основания проточки, а прокладки выполнены из эластичного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126462/06A RU2251620C1 (ru) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Роторно-поршневая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003126462/06A RU2251620C1 (ru) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Роторно-поршневая машина |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003126462A RU2003126462A (ru) | 2005-02-27 |
RU2251620C1 true RU2251620C1 (ru) | 2005-05-10 |
Family
ID=35286159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003126462/06A RU2251620C1 (ru) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Роторно-поршневая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2251620C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783737C1 (ru) * | 2022-07-01 | 2022-11-16 | Юрий Михайлович Финк | Роторно-поршневой двигатель финка |
WO2024005667A1 (ru) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | Юрий Михайлович ФИНК | Роторно-поршневой двигатель финка |
-
2003
- 2003-09-01 RU RU2003126462/06A patent/RU2251620C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783737C1 (ru) * | 2022-07-01 | 2022-11-16 | Юрий Михайлович Финк | Роторно-поршневой двигатель финка |
WO2024005667A1 (ru) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | Юрий Михайлович ФИНК | Роторно-поршневой двигатель финка |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003126462A (ru) | 2005-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2357085C2 (ru) | Роторное устройство (варианты) | |
US6119649A (en) | Rotating piston engine | |
KR20020065541A (ko) | 진동식 회전피스톤을 이용하는 장치 | |
US11927128B2 (en) | Rotary machine with hub driven transmission articulating a four bar linkage | |
EA008641B1 (ru) | Четырехтактный ротационно-колебательный двигатель внутреннего сгорания | |
RU2251620C1 (ru) | Роторно-поршневая машина | |
KR20110003396A (ko) | 감람형 회전식 엔진 | |
RU35839U1 (ru) | Роторно-поршневая машина | |
RU2249727C1 (ru) | Газовый компрессор | |
US3945777A (en) | Bearing and bearing support for rotary piston engine for compressing and expanding gases | |
US5429083A (en) | Rotary internal combustion twin engine | |
RU35840U1 (ru) | Газовый компрессор | |
PL180814B1 (pl) | Urządzenie robocze lub silnik, zwłaszcza spalinowy, z wirującymi tłokami | |
RU2374454C2 (ru) | Устройство поршневой машины и способ выполнения ее рабочего объема для организации термодинамического цикла | |
WO2007054106A1 (en) | Internal combustion rotary orbital engine | |
RU2541059C1 (ru) | Роторно-пластинчатое устройство | |
RU2268377C2 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания (варианты), способ работы роторного двигателя, способ смазки роторного двигателя, способ охлаждения смазочной жидкости роторного двигателя, устройство для охлаждения смазочной жидкости | |
US20230073004A1 (en) | Rotary machine with hub driven transmission articulating a four bar linkage | |
RU2080453C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU2247248C2 (ru) | Колебательный двигатель внутреннего сгорания | |
AU2004269045B2 (en) | Rotary mechanism | |
WO1993014299A1 (en) | Rotary engine | |
KR100292987B1 (ko) | 동축형 왕복엔진의 밸브기구 | |
RU2036392C1 (ru) | Роторно-поршневая машина для холодильной газовой установки | |
RU2091596C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080902 |