RU2670475C1 - Rotary vane device - Google Patents
Rotary vane device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670475C1 RU2670475C1 RU2017137918A RU2017137918A RU2670475C1 RU 2670475 C1 RU2670475 C1 RU 2670475C1 RU 2017137918 A RU2017137918 A RU 2017137918A RU 2017137918 A RU2017137918 A RU 2017137918A RU 2670475 C1 RU2670475 C1 RU 2670475C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- rotor
- housing
- rolling
- sealing unit
- 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
- F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F01C1/32—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members
- F01C1/324—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the inner member and reciprocating with respect to the outer member
- F01C1/328—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the inner member and reciprocating with respect to the outer member and hinged to the outer member
-
- 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
- F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F01C1/32—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members
- F01C1/332—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member
- F01C1/336—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member and hinged to the inner member
-
- 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
- F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F01C1/38—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/02 and having a hinged member
- F01C1/39—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/02 and having a hinged member with vanes hinged to the inner as well as to the outer member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
- F02B55/02—Pistons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторно-лопастным устройствам и может использоваться в турбинах, двигателях внутреннего и внешнего сгорания, пневмодвигателях, компрессорах, насосах, детандерах.The invention relates to the field of engineering, in particular to rotary-blade devices and can be used in turbines, internal and external combustion engines, air motors, compressors, pumps, expanders.
Предшествующий уровень техникиPrior art
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому техническому результату, выбранным в качестве прототипа к заявляемому устройству, является роторно-лопастное устройство (патент на изобретение RU 2538148 С2, опубл. 10.01.2015 г., МПК F01С 1/44, F04C 2/44).The closest technical solution to the technical essence and the achieved technical result, selected as a prototype for the claimed device, is a rotary-blade device (patent for invention RU 2538148 C2, publ. 10.01.2015, IPC F01C 1/44,
Недостатками прототипа являются пониженный КПД устройства из-за малого угла поворота ротора, на котором рабочее тело совершает полезную работу и наличия паразитных сил.The disadvantages of the prototype are reduced efficiency of the device due to the small angle of rotation of the rotor, on which the working body performs useful work and the presence of parasitic forces.
Раскрытие изобретенияDISCLOSURE OF INVENTION
Задачей заявленного изобретения является повышение КПД устройства, за счет увеличения угла поворота ротора на котором рабочее тело совершает полезную работу и уменьшения паразитных сил.The objective of the claimed invention is to increase the efficiency of the device, by increasing the angle of rotation of the rotor on which the working body performs useful work and reduce parasitic forces.
Поставленная задача достигается тем, что в роторно-лопастном устройстве, содержащем корпус с торцевыми крышками и не соосно размещенный в нем ротор с лопастями, разделяющий корпус на внешние камеры, на внутренней поверхности торцевых крышек вдоль соединения торцевых крышек с корпусом выполнены пазы, каждая лопасть соединена с ротором через ось параллельную оси ротора и снабжена на конце узлом качения-уплотнения, состоящим из трех роликов, расположенных на одной оси, при этом лопасти опираются крайними роликами узла качения уплотнения на внутренние края пазов, без соприкосновения с внешними краями пазов и средним роликом на внутреннюю поверхность корпуса, согласно изобретению оси вращения лопастей, размещены в средней части лопастей и делят их на два плеча, при этом на первом плече лопастей установлен узел качения-уплотнения, а второе плечо лопастей образует с радиальными и цилиндрическими поверхностями ротора внутренние камеры, снабженные дополнительными впускными и выпускными клапанами.The task is achieved by the fact that in a rotor-blade device, comprising a housing with end caps and a rotor with blades not coaxially placed in it, dividing the housing into external chambers, each blade is connected to the inside surface of the end caps along the end cap with the housing with a rotor through an axis parallel to the axis of the rotor and provided at the end with a rolling-sealing unit consisting of three rollers located on one axis, while the blades are supported by the extreme rollers of the rolling unit of the sealing n The inner edges of the grooves, without contact with the outer edges of the grooves and the middle roller on the inner surface of the housing, according to the invention, the axis of rotation of the blades, are placed in the middle part of the blades and divide them into two arms, while the rolling-sealing unit is installed on the first shoulder of the blades the shoulder of the blades forms with the radial and cylindrical surfaces of the rotor internal chambers, equipped with additional inlet and exhaust valves.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Заявленное роторно-лопастное устройство представлено:The claimed rotary vane device is presented:
на фиг. 1 - роторно-лопастное устройство в поперечном разрезе корпуса;in fig. 1 - rotary vane device in cross section of the housing;
на фиг. 2 - роторно-лопастное устройство в продольном разрезе корпуса;in fig. 2 - rotor-blade device in the longitudinal section of the housing;
на фиг. 3 - лопасть роторно-лопастного устройства;in fig. 3 - blade rotor-blade device;
на фиг. 4 - лопасть в сборе.in fig. 4 - blade assembly.
Роторно-лопастное устройство содержит цилиндрический корпус 1 с торцевыми крышками 2 и не соосно размещенный в нем ротор 3 с лопастями 4, который делит корпус 1 на внешние камеры 5, при этом лопасти 4 соединены с ротором 3 через оси 6. Лопасти 4 на концах имеют узлы качения-уплотнения 7. Лопасти 4 выполнены двуплечными, с размещением осей 6 вращения лопастей 4 в средней части лопастей 4, при этом на первом плече 8 лопастей 4 установлен узел качения-уплотнения 7, а второе плечо 9 лопастей 4 образуют с радиальными поверхностями 10 ротора 3 и цилиндрическими поверхностями 11 ротора 3 внутренние камеры 12, снабженные собственными впускными 13 и выпускными 14 клапанами. Радиальная поверхность 10 ротора 3 выполнена с изгибом, совпадающим с радиусом, который описывает концевая кромка второго плеча 9 лопасти 4.The rotor-blade device contains a
Корпус 1 имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность 15. Внутренние и внешние края пазов 16, выполненные в торцевых крышках 2 корпуса 1, параллельны поверхности 15. Узлы качения-уплотнения 7 имеют боковые ролики 17 и средние ролики 18. Ширина пазов 16 равна диаметру роликов 17, но на поверхности 15 в местах совмещения с внешними краями пазов 16 выполнены технологические зазоры. Роторно-лопастное устройство составляет основу роторно-лопастной турбины. Роторно-лопастная турбина имеет впускные 19 и выпускные 20 каналы. Края лопастей 4 прилегающие к торцевым крышкам 2 и второе плечо 9 лопастей 4, прилегающие к радиальным поверхностям 10 ротора 3, могут быть оборудованы лабиринтными уплотнениями или уплотнительными пластинами 21.The
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Роторно-лопастная турбина работает следующим образом. Лопасти 4 делят внутренний объем корпуса 1 на равное лопастям 4 количество внешних камер 5, причем угол раскрытия лопастей 4 менее 90°. Такое же количество внутренних камер 12 образуют второе плечо 9 лопастей 4 с радиальными 10 и цилиндрическими 11 поверхностями ротора 3. При вращении ротора 3 лопасти 4 складываются и раскрываются, изменяя объемы внешних 5 и внутренних 12 камер из-за смещенности осей ротора 3 и корпуса 1. Во всех камерах поочередно проходят одинаковые термодинамические процессы. Конструкция роторно-лопастного устройства одновременно выступает в роли золотниковых клапанов, т.к. части устройства при вращении обеспечивают перекрытие или открытие нескольких совмещающихся каналов. Рабочее тело (пар, сжатый газ …) подается через впускные каналы 19 и впускной клапан 13 роторно-лопастной турбины в полость внешних 5 или внутренних 12 камер, давит на площади лопастей 4 и второго плеча 9 лопастей 4. Т.к. лопасти 4 складываются и раскрываются со смещением по времени относительно друг друга, их площади имеют радиальный перепад, соответственно, рабочее тело заставляет ротор 3 вращаться в сторону лопасти 4 с большей площадью. Рабочее тело в соседних внешних камерах 5 имеет разное давление, которое воздействуя на первое плечо 8 лопастей 4, заставляет ротор 1 вращаться в сторону внешней камеры 5 с меньшим давлением. Конструкция роторно-лопастной турбины позволяет использовать кинетическую энергию рабочего тела во внешних камерах 5, за счет потока рабочих газов, направленного впускным каналом 19 в сторону вращения ротора 3 с лопастями 4 и потенциальную энергию рабочего тела, т.к. внешние 5 и внутренние 12 камеры перекрыты лопастями 4 с минимальными технологическими зазорами. Двуплечие лопастей 4 создано для того, чтобы во внешних камерах 5, за счет более длинного второго плеча 9 лопасти 4 относительно длины первого плеча 8 лопасти 4, создать на среднем ролике 18 узла качения-уплотнения 7 силу, направленную на внутреннюю поверхность 15 корпуса 1, в результате чего появляется дополнительный положительный крутящий момент. В такте выпуска рабочего тела из внешних камер 5 в выпускные каналы 20, во внутренние камеры 12 через впускной клапан 13 подается рабочее тело под давлением, которое отклоняет второе плечо 9 лопастей 4, за счет этого на боковых роликах 17 узла качения-уплотнения 7 создается сила, направленная на внутренние края пазов 16, что приводит к созданию дополнительного положительного крутящего момента. Выпуск рабочего тела из внутренних камер 12 возможен как через дополнительные выпускные каналы 22 в торцевых крышках 2 корпуса 1, так и через выпускной клапан 14 золотникового клапана 23.Rotary vane turbine operates as follows. The
Представленное роторно-лопастное устройство решает несколько задач:The rotor-blade device presented solves several problems:
Повышение КПД происходит из-за увеличения времени давления рабочих газов на лопасти 4 и вторые плечи 9 лопастей 4, раскрывающих или складывающих лопасти 4, ролики 17 и 18 которых, при взаимодействии с поверхностями 15 и внутренними краями пазов 16, создают положительный крутящий момент, при этом, в два раза увеличен угол поворота ротора 3, в секторе которого на ротор 3 действует положительный крутящий момент, тем самым в роторно-лопастном устройстве устранены паразитные силы, имеющиеся в конструкции заявленного прототипа.Efficiency is increased due to the increase in pressure time of working gases on the
Т.к. инерционность конструкции роторно-лопастной турбины низкая, появляется возможность увеличения оборотов ротора 3, ведущего к дифференциации температурной напряженности деталей турбины, снижая порог их разрушения.Because the inertia of the rotor-blade turbine design is low, it becomes possible to increase the
Благодаря новой совокупности существенных признаков заявляемого решения достигается следующее:Thanks to the new set of essential features of the proposed solution, the following is achieved:
- увеличение термодинамического КПД;- increase thermodynamic efficiency;
- повышение крутящего момента и уменьшение паразитных сил, за счет увеличения угла поворота ротора, на котором рабочее тело совершает полезную работу.- increase in torque and reduction of parasitic forces, due to an increase in the angle of rotation of the rotor, at which the working body performs useful work.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137918A RU2670475C1 (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Rotary vane device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137918A RU2670475C1 (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Rotary vane device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2670475C1 true RU2670475C1 (en) | 2018-10-23 |
Family
ID=63923532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137918A RU2670475C1 (en) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Rotary vane device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2670475C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200122U1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-10-07 | Юрий Иосипович Новицкий | MULTI-VANE MOTOR |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1779786A1 (en) * | 1989-08-25 | 1992-12-07 | Izmalkov German | Rotary pump |
US6065289A (en) * | 1998-06-24 | 2000-05-23 | Quiet Revolution Motor Company, L.L.C. | Fluid displacement apparatus and method |
US20020059921A1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Arnold Steven Don | Throttle loss recovery turbine and supercharger |
RU2012147200A (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-20 | Рустем Наилевич Тимерзянов | CYLINDER-PISTON GROUP FOR ROTARY-VANE DEVICE |
WO2015173598A1 (en) * | 2014-05-10 | 2015-11-19 | Glávics György Pál | Multifunctional energy transducer system with rotating shovels |
-
2017
- 2017-10-30 RU RU2017137918A patent/RU2670475C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1779786A1 (en) * | 1989-08-25 | 1992-12-07 | Izmalkov German | Rotary pump |
US6065289A (en) * | 1998-06-24 | 2000-05-23 | Quiet Revolution Motor Company, L.L.C. | Fluid displacement apparatus and method |
US20020059921A1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Arnold Steven Don | Throttle loss recovery turbine and supercharger |
RU2012147200A (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-20 | Рустем Наилевич Тимерзянов | CYLINDER-PISTON GROUP FOR ROTARY-VANE DEVICE |
WO2015173598A1 (en) * | 2014-05-10 | 2015-11-19 | Glávics György Pál | Multifunctional energy transducer system with rotating shovels |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200122U1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-10-07 | Юрий Иосипович Новицкий | MULTI-VANE MOTOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101076362B1 (en) | Vane machine with stationary and rotating cylinder parts | |
US6036463A (en) | Rotary positive displacement engine | |
US10087758B2 (en) | Rotary machine | |
US10309222B2 (en) | Revolving outer body rotary vane compressor or expander | |
US3747573A (en) | Rotary vane device for compressor, motor or engine | |
JP2015505935A (en) | Rotary machine | |
RU2670475C1 (en) | Rotary vane device | |
US3813191A (en) | Rotary vane device for compressor, motor or engine | |
RU2538148C2 (en) | Rotary-vane device | |
EP2495396B1 (en) | Pivothing hinged arc vane rotary compressor or expander | |
CN103821715A (en) | Translational rotation type compression machinery | |
ITPR20070071A1 (en) | DEVICE TO CONVERT ENERGY. | |
RU153818U1 (en) | ROLLER MACHINE | |
US7080623B1 (en) | Rotor for an axial vane rotary device | |
RU138105U1 (en) | ROTARY DEVICE WITH VALVE WITH EXTERNAL ROTOR CYLINDER | |
WO2020159382A1 (en) | Rotation machine | |
CZ18525U1 (en) | Lamellar eccentric rotary-piston machine | |
CN203835721U (en) | Translation rotary type compression machine | |
RU2075652C1 (en) | Rotary bladed device | |
US11492907B2 (en) | Cartiodal rotary machine with two-lobe rotor | |
RU2447321C2 (en) | Diametral volume machine (versions) | |
RU2337246C2 (en) | Kryazhevskikh rotor engine | |
RU2338070C2 (en) | Rotor machine | |
RU97769U1 (en) | ROTARY ENGINE | |
GB2120727A (en) | Rotary positive-displacement fluid-machines |