RU2730769C1 - Двухроторная машина - Google Patents

Двухроторная машина Download PDF

Info

Publication number
RU2730769C1
RU2730769C1 RU2020107745A RU2020107745A RU2730769C1 RU 2730769 C1 RU2730769 C1 RU 2730769C1 RU 2020107745 A RU2020107745 A RU 2020107745A RU 2020107745 A RU2020107745 A RU 2020107745A RU 2730769 C1 RU2730769 C1 RU 2730769C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
ellipse
machine
rotor machine
section formed
Prior art date
Application number
RU2020107745A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Анатольевич Исаев
Сергей Иванович Саликеев
Алексей Васильевич Бурмистров
Алексей Александрович Райков
Михаил Давыдович Бронштейн
Евгений Николаевич Капустин
Original Assignee
Акционерное общество "Вакууммаш" (АО "Вакууммаш")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Вакууммаш" (АО "Вакууммаш") filed Critical Акционерное общество "Вакууммаш" (АО "Вакууммаш")
Priority to RU2020107745A priority Critical patent/RU2730769C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2730769C1 publication Critical patent/RU2730769C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-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
    • F04C18/12Rotary-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
    • F04C18/126Rotary-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 radially from the rotor body extending elements, not necessarily co-operating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C25/00Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • F04C25/02Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области вакуумного машиностроения и компрессоростроения и может быть использовано в двухроторных вакуумных насосах, воздушных и холодильных компрессионных машинах. Двухроторная машина включает корпус, пару параллельно вращающихся роторов в виде восьмерок, установленных в корпусе с возможностью свободного вращения. Профиль каждого ротора состоит из выпуклого участка, образованного эллипсом, и вогнутого участка, образованного кривой, сопряженной эллипсу. Параметры эллипса определяются определенными соотношениями. Изобретение направлено на повышение эффективности двухроторной машины. 4 ил.

Description

Изобретение относится к области вакуумного машиностроения и компрессоростроения и может быть использовано в двухроторных вакуумных насосах, воздушных и холодильных компрессионных машинах, включающих в себя два одинаковых профилированных ротора в виде восьмерок.
Одним из наиболее важных факторов, влияющих на основные откачные характеристики двухроторной машины, является форма профиля ротора, т.к. она определяет обратные перетекания, производительность, остаточное давление и эффективность двухроторной машины в целом.
Известна двухроторная машина с роторами в виде восьмерок, при этом профиль ротора выбирается таким, чтобы траектория точки межроторного контакта имела максимальную амплитуду и напоминала синусоиду (US 5152684, F04C 18/12, 1991). Для перехода от теоретического профиля к действительному (с целью получения необходимого межроторного зазора) предлагается использовать уравнение эквидистанты.
Известна двухроторная машина с ротором в виде восьмерки с плавным сопряжением участков, из которых состоит контур профиля ротора (CN 106194729, F04C 18/14, 2006).
Недостатком вышеприведенных двухроторных машин является то, что они не обеспечивают минимальные перетекания через межроторный канал, в результате не достигаются оптимальные откачные характеристики, т.к. профилирование роторов ведется, только исходя из учета траектории линии контакта.
Известна двухроторная машина, выбранная в качестве прототипа, включающая корпус; пару параллельно вращающихся роторов в виде восьмерок, установленных в корпусе с возможностью свободного вращения (US 7320579, F01C 21/10, F03C 2/00, F04C 2/00, 2006). Профиль каждого ротора состоит из участка, образованного выпуклой дугой, участка, образованного эвольвентной кривой, и участка, образованного вогнутой дугой, которая является огибающей участка, образованного выпуклой дугой. Радиус окружности, образующей выпуклую дугу, находится в интервале
Figure 00000001
базовый радиус основной окружности эвольвентной кривой находится в диапазоне
Figure 00000002
где R - радиус образующий выпуклую дугу окружности, А - межосевое расстояние, r - базовый радиус основной окружности эвольвентной кривой, а=А/2.
Недостатком данной конструкции является низкая эффективность вследствие того, что конструкция не обеспечивает минимальных обратных перетеканий через канал между роторами и, следовательно, не обеспечивает оптимальные откачные характеристики.
Технической проблемой является повышение эффективности двухроторной машины.
Решение поставленной проблемы достигается тем, что в двухроторной машине, включающей корпус, пару параллельно вращающихся роторов в виде восьмерок, установленных в корпусе с возможностью свободного вращения, согласно изобретению профиль каждого ротора состоит из выпуклого участка, образованного эллипсом, и вогнутого участка, образованного кривой, сопряженной эллипсу, параметры которого определяются соотношениями
Figure 00000003
и
Figure 00000004
, где r - меньшая полуось эллипса; b - расстояние от центра эллипса до оси ротора; а - половина межосевого расстояния.
Технический результат заключается в повышении эффективности двухроторной машины в среднем на 15% за счет уменьшения обратных перетеканий.
Изобретение поясняется следующими чертежами
на фиг. 1 представлена схема предлагаемой двухроторной машины;
на фиг. 2 показан разрез А-А предлагаемой двухроторной машины;
на фиг. 3 представлена зависимость коэффициента проводимости межроторного канала Кз от угла поворота ротора а для прототипа (кривая 1) и заявляемой двухроторной машины (кривая 2);
на фиг. 4 показан график зависимости коэффициента проводимости межроторного канала Кз от отношения
Figure 00000005
для различных отношений
Figure 00000006
где Кз - коэффициент проводимости межроторного канала, b - расстояние от центра эллипса до оси ротора; а - радиус начальной окружности, δ - межроторный зазор.
Предлагаемая двухроторная машина включает корпус 1 с двумя цилиндрическими расточками; две торцевые опорные крышки 2 и 3; пару роторов 4 и 5 в виде восьмерок, расположенных параллельно относительно друг друга в корпусе 1, на крышках 2 и 3 установлены картеры 6 и 7, картер 7 соединен с электродвигателем 8 (фиг .1). Роторы 4 и 5 установлены в корпусе 1 с гарантированными зазорами: N - между роторами (показано на фиг. 2); М - между роторами и корпусом и С - между роторами и торцевыми опорными крышками. В картере 6 расположены: механизм синхронизации вращения роторов в виде зубчатых колес 9, маслоразбрызгивающий диск 10. В картере 7 расположен маслоразбрызгивающий диск 11.
Двухроторная машина работает следующим образом: при включении электродвигателя 8 роторы 4 и 5 начинают вращаться навстречу друг другу (направление вращения показано стрелками на фиг. 2). Во время вращения роторы 4 и 5 входят в зацепления и образуют рабочие камеры 12 и 13, отсекающие порцию газа от входного патрубка 14 и переносят порцию газа к выхлопному патрубку 15, таким образом происходит откачка газа. Сущность изобретения заключается в следующем.
В прототипе профиль ротора двухроторной машины состоит из участка с выпуклой дугой; участка, образованного эвольвентной кривой, и участка, образованного вогнутой дугой, которая является огибающей участка, образованного выпуклой дугой. При этом не обеспечиваются максимально возможные радиусы кривизны стенок роторов в окрестностях минимального зазора и, как следствие, не обеспечиваются минимальные обратные перетекания через каналы между роторами.
В предлагаемой двухроторной машине (см. фиг. 2) выпуклый участок контура профиля ротора образован участком эллипса A1B1C1, который в системе координат X2O2Y2 описывается следующим образом:
Figure 00000007
Figure 00000008
где b - расстояние от центра эллипса до оси ротора; r - меньшая полуось эллипса; d - большая полуось эллипса; s - параметр профиля на плоскости.
Получение сопряженного профиля вогнутого участка C1D1E1 происходит перестроением вышеописанных уравнений, заданных в системе подвижных координат одного ротора, в систему подвижных координат другого ротора с помощью уравнений связи координат.
Быстрота действия и предельное остаточное давление двухроторной машины определяются обратными перетеканиями, причем наибольший вклад в обратные перетекания вносит межроторный канал N. Проводимость этого канала, т.е. вероятность прохождения молекул через него, определяется радиусом кривизны стенок роторов в окрестностях минимального зазора. При отношениях
Figure 00000009
и
Figure 00000010
предлагаемая конструкция ротора обеспечивает максимально возможные радиусы кривизны стенок роторов в окрестностях минимального зазора и, как следствие, обеспечиваются минимальные обратные перетекания через канал N между роторами, т.е. эффективность двухроторной машины увеличивается. При отношении
Figure 00000011
меньше 0,84 или
Figure 00000012
больше 0,64 коэффициент проводимости Кз межроторного канала не является минимальным, при отношении
Figure 00000013
больше 0,85 или отношении
Figure 00000014
меньше 0,61 значение коэффициента использования объема падает, и быстрота действия снижается.
На фиг. 3 показана зависимость коэффициента проводимости межроторного канала Кз от угла поворота ротора α для прототипа (кривая 1) и предлагаемой двухроторной машины (кривая 2) при одинаковых межроторных зазорах, межосевых расстояниях и диаметрах расточек корпуса. Как видно из графика средний коэффициент проводимости Кз предлагаемой двухроторной машины на 15% меньше коэффициента проводимости Кз прототипа, т.е. предлагаемая машина обеспечивает лучшие откачные характеристики, и, следовательно, более высокую эффективность.
На фиг. 4 представлены зависимости коэффициента проводимости Кз от отношения
Figure 00000015
для различных отношений
Figure 00000016
заявляемой двухроторной машины.
Как видно из графиков минимум обратных перетеканий через межроторный канал с эллиптическим профилем для всех рассмотренных зазоров достигается при
Figure 00000017
и
Figure 00000018
Таким образом, конструкция предложенной двухроторной машины позволяет уменьшить обратные перетекания и улучшить откачные характеристики двухроторной машины, и, как следствие, повысить эффективность.

Claims (1)

  1. Двухроторная машина, включающая корпус, пару параллельно вращающихся роторов в виде восьмерок, установленных в корпусе с возможностью свободного вращения, отличающаяся тем, что профиль каждого ротора состоит из выпуклого участка, образованного эллипсом, и вогнутого участка, образованного кривой, сопряженной эллипсу, параметры которого определяются соотношениями
    Figure 00000019
    и
    Figure 00000020
    , где
    Figure 00000021
    - меньшая полуось эллипса;
    Figure 00000022
    - расстояние от центра эллипса до оси ротора;
    Figure 00000023
    - радиус начальной окружности.
RU2020107745A 2020-02-19 2020-02-19 Двухроторная машина RU2730769C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107745A RU2730769C1 (ru) 2020-02-19 2020-02-19 Двухроторная машина

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107745A RU2730769C1 (ru) 2020-02-19 2020-02-19 Двухроторная машина

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730769C1 true RU2730769C1 (ru) 2020-08-25

Family

ID=72237801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020107745A RU2730769C1 (ru) 2020-02-19 2020-02-19 Двухроторная машина

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730769C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208092U1 (ru) * 2021-02-09 2021-12-01 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (АО "НПП "Рубин") Газодувка объемная двухроторная трехлопастная
RU227569U1 (ru) * 2023-06-19 2024-07-24 Акционерное общество "Вакууммаш" (АО "Вакууммаш") Двухроторная машина

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1525325A1 (ru) * 1988-03-01 1989-11-30 Сумский филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина Ротор двухроторного компрессора
GB2230052A (en) * 1989-02-17 1990-10-10 Fuji Heavy Ind Ltd Roots blower with improved clearance between rotors
US5152684A (en) * 1990-08-27 1992-10-06 Leybold Aktiengesellschaft Rotor profile for a roots vacuum pump
US7320579B2 (en) * 2005-12-09 2008-01-22 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Roots type fluid machine
CN106194729A (zh) * 2016-09-18 2016-12-07 中国石油大学(华东) 一种椭圆弧型罗茨转子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1525325A1 (ru) * 1988-03-01 1989-11-30 Сумский филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина Ротор двухроторного компрессора
GB2230052A (en) * 1989-02-17 1990-10-10 Fuji Heavy Ind Ltd Roots blower with improved clearance between rotors
US5152684A (en) * 1990-08-27 1992-10-06 Leybold Aktiengesellschaft Rotor profile for a roots vacuum pump
US7320579B2 (en) * 2005-12-09 2008-01-22 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Roots type fluid machine
CN106194729A (zh) * 2016-09-18 2016-12-07 中国石油大学(华东) 一种椭圆弧型罗茨转子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208092U1 (ru) * 2021-02-09 2021-12-01 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (АО "НПП "Рубин") Газодувка объемная двухроторная трехлопастная
RU227569U1 (ru) * 2023-06-19 2024-07-24 Акционерное общество "Вакууммаш" (АО "Вакууммаш") Двухроторная машина

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140056747A1 (en) Rotational clap suction/pressure device
US11448215B2 (en) Hermetic compressor
WO2019024562A1 (zh) 压缩机以及具有它的制冷设备
EP0149304A2 (en) A rotary positive-displacement machine, of the helical rotor type, and rotors therefor
RU2730769C1 (ru) Двухроторная машина
KR100345406B1 (ko) 오일펌프로우터
CN101454573B (zh) 叶片机
US10962010B2 (en) Compressor
US20180073364A1 (en) Prime Mover Assemblies and Methods
RU111211U1 (ru) Роторная машина объемного действия
RU227569U1 (ru) Двухроторная машина
CN114087180B (zh) 泵体组件、压缩机、空调器
CN106948863B (zh) 一种全光滑的不对称双爪转子
KR100408152B1 (ko) 로터리 베인형 진공펌프의 실린더구조
KR100473866B1 (ko) 로타리 기관
KR101073159B1 (ko) 이중 부등속회전 용적식 흡배장치
CN110685906B (zh) 一种罗茨泵转子及罗茨泵
CN1548703A (zh) 多圆弧缸体滑片转子容积式机械
CN210218212U (zh) 斜置式三维同步流体机械
US10718331B2 (en) Compressor having a lubrication surface formed on a roller thereof
CN204126893U (zh) 空调压缩机
US3666384A (en) Screw-rotor machine for compressible fluids
RU2448273C2 (ru) Роторная винтовая машина
RU2541059C1 (ru) Роторно-пластинчатое устройство
CN112855537B (zh) 泵体组件、压缩机和空调器