RU2611117C2 - Роторная машина - Google Patents
Роторная машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611117C2 RU2611117C2 RU2015111887A RU2015111887A RU2611117C2 RU 2611117 C2 RU2611117 C2 RU 2611117C2 RU 2015111887 A RU2015111887 A RU 2015111887A RU 2015111887 A RU2015111887 A RU 2015111887A RU 2611117 C2 RU2611117 C2 RU 2611117C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- blades
- vanes
- closers
- machine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F01C1/14—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F01C1/20—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with dissimilar tooth forms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/20—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with dissimilar tooth forms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в паровых и пневматических приводах и компрессорах. Роторная машина включает корпус 4 с патрубками 6 и 5 высокого и низкого давления и размещенные в нем согласованно вращающиеся по меньшей мере один ротор 1 с лопатками 2 и оппозитно установленные замыкатели 3. Замыкатели 3 выполнены в виде плотно примыкающих к ротору цилиндров с продольной выемкой 11 для пропуска лопаток 2. Лопатки 2 совместно с корпусом 4 выделяют рабочие полости переменного объема. Лопатки 2 изогнуты в сторону замыкателей 3 с обеспечением их плотного подвижного контакта с замыкателями 3 по границе выемки 11. Число лопаток 2 и оборотов ротора 1 связаны с числом оборотов и количеством продольных выемок замыкателей 3 определенным соотношением. Изобретение направлено на повышение степени сжатия, снижение материалоемкости, увеличение производительности или мощности машины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в паровых и пневматических приводах и компрессорах.
Известна роторная машина (РМ), которая включает патрубки низкого и высокого давления и выделенный корпусом и эксцентрично установленным ротором рабочий объем, разделенный лопатками на перемещающиеся части с уменьшающимися по ходу вращения объемами и соответственно повышающимся в них давлением [Михайлов А.К., Ворошилов В.П. Компрессорные машины, М.: Энергоатомиздат, 1989 г., стр. 98, рис. 3.43]. В этом компрессоре лопатки вращаются с герметичным примыканием к корпусу благодаря возможности их радиального перемещения. Ротор приводится во вращение двигателем, и давление перед лопатками выше, чем за ними, характерная степень сжатия не более 4-5. В принципе это устройство может использоваться в качестве пневматического провода или паровой расширительной машины.
Недостатками этой РМ являются:
- Низкая надежность из-за больших некомпенсированных радиальных усилий, действующих на ротор.
- Низкая степень сжатия, не более 4-5, из-за используемой геометрии рабочего объема.
- Большая материалоемкость из-за восприятия высокого давления корпусом машины.
- Низкая производительность (компрессора) или мощность (при использовании машины для привода).
Известна широко применявшаяся в России паровая РМ Тверского [Сайт И.Ю. Исаева www.rotor-motor.ru. Паровой роторный двигатель. Доклад российского инженера - механика Тверского Н.Н.], выбранная в качестве прототипа. РМ Тверского включает размещенные в корпусе и согласованно вращающиеся ротор с парой лопаток и плотно примыкающие к ротору, оппозитно установленные замыкатели, выполненные в виде цилиндров с продольной выемкой для пропуска лопаток, которые совместно с корпусом выделяют две рабочие полости переменного объема. В этом устройстве нет осевых усилий, а за счет оппозитной установки замыкателей радиальные усилия на ротор также компенсируются, обеспечивая отсутствие вибраций, шумов и высокую надежность работы прототипа и практическую долговечность.
Недостатками прототипа являются:
- Низкая степень сжатия.
- Большая материалоемкость из-за восприятия высокого давления корпусом машины.
- Низкая производительность (компрессора) или мощность (при использовании машины для привода).
Низкая степень сжатия, то есть отношение величин рабочих объемов отработанного рабочего тела (пара) к объему свежего пара, связанная с большой долей последнего и объясняемая кинематикой изменения рабочего объема. При впуске пара продольные выемки замыкателей подключены к рабочим полостям, поэтому значительная часть рабочего объема заполняется паром, и соответственно степень сжатия низкая. Отметим, что при дальнейшем проворачивании машины этот защемленный в выемке объем пара не участвует в совершении работы. В варианте более позднего впуска пара после пропуска лопаток защемленного объема нет, но отключение выемок от рабочих полостей происходит также при большом исходном рабочем объеме, и соответственно степень сжатия будет низкой.
Характерно, что высокое давление действует непосредственно на корпус РМ, и это требует выполнять его прочным, с большими затратами материалов. Кроме того, для прототипа характерна низкая мощность, что привело к полному забвению машины.
Предлагаемым изобретением решаются задачи повышения степени сжатия, снижения материалоемкости и увеличения производительности или мощности.
Для достижения заявляемого технического результата в РМ, включающей корпус с патрубками высокого и низкого давления и размещенные в нем согласованно вращающиеся по меньшей мере один ротор с лопатками и оппозитно установленные замыкатели, выполненные в виде плотно примыкающих к ротору цилиндров с по меньшей мере одной продольной выемкой для пропуска лопаток, которые совместно с корпусом выделяют рабочие полости переменного объема, согласно изобретению лопатки изогнуты в сторону замыкателей с обеспечением их плотного подвижного контакта с замыкателями по границе выемки, причем число лопаток N и оборотов n ротора связаны с числом оборотов m и количеством продольных выемок М замыкателей соотношением N×n=M×m.
Выделение небольшого начального рабочего объема обеспечивает высокие значения степени сжатия. Кроме того, высокое давление рабочего тела действует именно в этом объеме. На корпус РМ воздействует более низкое давление многократно расширившегося рабочего тела, когда вершина лопатки начинает перемещаться по внутренней поверхности корпуса, и поэтому корпус РМ может выполняться тонкостенным, с малыми затратами металла. Увеличение производительности и/или мощности РМ можно обеспечить увеличением числа лопаток N и оборотов n ротора, и соотношение N×n=M×m позволяет выполнить это согласованно за счет увеличения в устройстве числа оборотов m или количества продольных выемок М замыкателей.
Дополнительным пунктом 2 формулы предлагается использование, по меньшей мере, двух, связанных общим замыкателем и согласованно вращающихся роторов, которые установлены параллельно в общем корпусе и являются ступенями сжатия и/или расширения. Это позволяет по меньшей мере в два раза увеличить производительность компрессора или в два раза увеличить мощность расширительной машины.
Таким образом, в сравнении с прототипом предлагаемым изобретением решаются задачи повышения степени сжатия, снижения материалоемкости, увеличения производительности или мощности РМ.
На чертеже показан продольный разрез роторной машины. Это машина расширительного типа, и она представлена в варианте использования двух параллельно установленных роторов 1 с четырьмя лопатками 2 и трех оппозитно расположенных замыкателей 3, закрепленных в общем корпусе 4. Использование двух роторов с четырьмя лопатками (вместо двух) позволяет многократно увеличить производительность машины.
Машина имеет патрубки 5 низкого давления, выхлопные и подводящие пар патрубки 6 высокого давления, которые здесь расположены внутри роторов 1, и своими отверстиями 7 периодически подключаются подводящими соплами 8 при их совмещении к начальному рабочему объему 9. Начальный рабочий объем 9 имеет треугольное сечение и расширяется по мере согласованного вращения ротора 1 и замыкателя 3 до тех пор, пока подводящие сопла 8 не отключатся от отверстий 7, расположенных на неподвижном подводящем патрубке 6 высокого давления. Характерно, что эта зона высокого давления 9 зажата между ротором 1, лопаткой 2 и замыкателем 3. Поэтому высокое начальное давление не действует на корпус 4 машины, и эта массивная часть машины может быть тонкостенной и существенно облегченной.
Замыкатели 3 установлены на валах 10, имеют по две выемки 11 и контактируют с роторами 1 и лопатками 2, а лопатки также и с корпусом 4, причем герметично, без зазоров. Число лопаток N и оборотов n ротора связаны с числом оборотов m и количеством выемок М замыкателей кинематическим соотношением N×n=M×m. Их вращение показано стрелками 12, оно согласовано синхронизирующими шестернями, которые закрепляются на валах 13 роторов и валах 10 замыкателей. Их передаточное число n/m соответственно должно быть равно n/m=N/M.
При обратном вращении машины приводом и, соответственно, с затратами работы машина может быть использована в качестве компрессора.
Работу предлагаемой роторной машины типа Тверского опишем в варианте выполнения в виде высокопроизводительной машины расширительного типа с двумя параллельно установленными роторами 1 с четырьмя лопатками 2 на каждом из трех оппозитно расположенных замыкателей 3, закрепленных в общем корпусе 4. При одном обороте ротора машина пропускает 16 порций свежего пара с выхлопом отработанного пара через патрубки 5 низкого давления и получением полезной работы, используемой для привода, например, насоса, гребного винта и т.д.
Свежий пар высокого давления подводится в начальный рабочий объем 9 по патрубку 6 высокого давления и периодически вводится в него при совмещении отверстий 7 и подводящих сопл 8 через вал 13 ротора. Начальный рабочий объем 9 имеет треугольное сечение и расширяется, заполняясь свежим паром по мере согласованного вращения ротора 1 и замыкателя 3 до тех пор, пока подводящие сопла 8 не отключатся от отверстий 7, расположенных на неподвижном подводящем патрубке 6 высокого давления.
Далее начальный рабочий объем 9 будет под действием усилия от высокого давления пара на лопатку 2 расширяться. Усилие и вращение роторов 1 передается через валы 13 роторов, синхронизирующие шестерни и валы 10 на замыкатели, обеспечивая согласованное синхронное вращение всех этих элементов, как показано стрелками 12. Постепенно, совершая работу вращения вала 13, срабатывая энергию, давление и, расширяясь, пар вращает лопатку 2 сначала до ее касания с корпусом 4 и далее до образования нового начального рабочего объема за следующей лопаткой 2 и выхлопа отработавшего пара через отводящий патрубок 5 низкого давления. Полезное срабатывание энергии пара с минимумом потерь обеспечивается тем, что замыкатели 3 имеют по две выемки 11 для пропуска лопаток 2 и контактируют с роторами 1 и лопатками 2, а лопатки – также и с корпусом 4 герметично, без зазоров.
Claims (2)
1. Роторная машина, включающая корпус с патрубками высокого и низкого давления и размещенные в нем согласованно вращающиеся по меньшей мере один ротор с лопатками и оппозитно установленные замыкатели, выполненные в виде плотно примыкающих к ротору цилиндров с продольной выемкой для пропуска лопаток, которые совместно с корпусом выделяют рабочие полости переменного объема, отличающаяся тем, что лопатки изогнуты в сторону замыкателей с обеспечением их плотного подвижного контакта с замыкателями по границе выемки, причем число лопаток N и оборотов n ротора связаны с числом оборотов m и количеством продольных выемок М замыкателей соотношением N×n=M×m.
2. Роторная машина по п. 1, отличающаяся тем, что включает по меньшей мере два связанных общим замыкателем согласованно вращающихся ротора, которые установлены параллельно в общем корпусе и являются ступенями сжатия и/или расширения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111887A RU2611117C2 (ru) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Роторная машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111887A RU2611117C2 (ru) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Роторная машина |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015111887A RU2015111887A (ru) | 2016-10-20 |
RU2611117C2 true RU2611117C2 (ru) | 2017-02-21 |
Family
ID=57138241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015111887A RU2611117C2 (ru) | 2015-04-01 | 2015-04-01 | Роторная машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2611117C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2908257A (en) * | 1957-01-12 | 1959-10-13 | Inst Francais Du Petrole | Rotary internal combustion engine |
US6439865B1 (en) * | 1998-04-30 | 2002-08-27 | Werner Rietschle Gmbh & Co. Kg | Vacuum pump |
WO2003095799A1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-20 | Lurtz Jerome R | Non-eccentric devices |
US20100061873A1 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Masahiro Ikemura | Bi-directional converter between pressure and rotational force |
RU2491432C2 (ru) * | 2011-09-15 | 2013-08-27 | Алексей Александрович Кудряшов | Роторно-лопастный двигатель с вынесенной камерой сгорания и дисковой системой газораспределения (варианты) |
-
2015
- 2015-04-01 RU RU2015111887A patent/RU2611117C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2908257A (en) * | 1957-01-12 | 1959-10-13 | Inst Francais Du Petrole | Rotary internal combustion engine |
US6439865B1 (en) * | 1998-04-30 | 2002-08-27 | Werner Rietschle Gmbh & Co. Kg | Vacuum pump |
WO2003095799A1 (en) * | 2002-05-06 | 2003-11-20 | Lurtz Jerome R | Non-eccentric devices |
US20100061873A1 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Masahiro Ikemura | Bi-directional converter between pressure and rotational force |
RU2491432C2 (ru) * | 2011-09-15 | 2013-08-27 | Алексей Александрович Кудряшов | Роторно-лопастный двигатель с вынесенной камерой сгорания и дисковой системой газораспределения (варианты) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015111887A (ru) | 2016-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2251545B1 (en) | A rotary compressor | |
JP2009529116A (ja) | 静止及び回転シリンダ部品がある羽根型機械 | |
US3902829A (en) | Rotary power device | |
RU2611117C2 (ru) | Роторная машина | |
ITPR20070071A1 (it) | Dispositivo per convertire energia. | |
RU116188U1 (ru) | Винтовая машина | |
RU153818U1 (ru) | Роликолопастная машина | |
US7080623B1 (en) | Rotor for an axial vane rotary device | |
RU2564172C2 (ru) | Роторная машина | |
RU2670475C1 (ru) | Роторно-лопастное устройство | |
KR101073159B1 (ko) | 이중 부등속회전 용적식 흡배장치 | |
RU93464U1 (ru) | Турбопоршневой многоступенчатый двигатель или компрессор | |
RU2282063C1 (ru) | Роторная машина | |
RU154633U1 (ru) | Роторное устройство | |
HRP20090445A2 (hr) | Lamelni stroj s poboljšanim brtvljenjem između mirujućih i rotirajućih dijelova cilindra | |
RU2451811C2 (ru) | Роторный двигатель внешнего сгорания | |
RU2587506C2 (ru) | Способ работы роторно-лопастной машины (варианты) и роторно-лопастная машина | |
RU188307U1 (ru) | Двигатель | |
RU65976U1 (ru) | Роторно-лопастной двигатель-насос | |
US1866761A (en) | Rotary pump, engine, meter, or the like | |
RU2672199C1 (ru) | Роторная машина (варианты) | |
RU2460898C1 (ru) | Тепловой двигатель | |
RU2241122C2 (ru) | Роторная машина | |
RU119042U1 (ru) | Винтовая машина | |
RU2316659C1 (ru) | Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200402 |