RU2805398C1

RU2805398C1 - Rotary plate machine

Info

Publication number: RU2805398C1
Application number: RU2023111045A
Authority: RU
Inventors: Николай Анатольевич Райковский; Александр Михайлович Калашников
Filing date: 2023-04-28
Publication date: 2023-10-16

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to a rotary-plate machine of a volumetric operating principle. The machine contains a housing with end caps and rotor 5 eccentrically installed in it, having at least one plate 1 equipped with end protrusions located on bearings 4 in the housing covers. The protrusions are formed by additionally installed rod 2 and shoes 3. Rod 2 is made of durable material and is placed in holes made in plate 1 and shoes 3 along their length, with the possibility of rotation in plate 1. The radius of the rubbing surfaces of shoes 3 is equal to the radius of the rubbing surfaces of bearings 4 in the housing covers. Shoes 3 are made of a material different from the material of plate 1.

EFFECT: invention is aimed at increasing the performance and durability of the plates by increasing the shear and crush strength of its protrusions.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к компрессорным машинам, детандерам, насосам, двигателям и т.д., выполненным в роторном исполнении объемного принципа действия.The invention relates to power engineering, in particular to compressor machines, expanders, pumps, engines, etc., made in the rotary design of the volumetric operating principle.

Известна конструкция пластинчатого компрессора с вращающимся цилиндром [Пат. MY128861. Rotary compressor.] в работе которого предложена конструкция многопластинчатой машины, в которой одна из пластин ротора закреплена на цилиндре и тем самым приводит во вращение цилиндр вместе с ротором. Другие пластины работают традиционно для данного типа машин. Результатом моделирования авторов работы [Sarip, A.R.Theoretical Study of a Novel Multi Vane Rotary Compressor / A. R.Sarip, M. N.Musa // International Compressor Engineering Conference], является снижение механического трения на 45%.The design of a vane compressor with a rotating cylinder is known [Pat. MY128861. Rotary compressor.] in which the design of a multi-plate machine is proposed, in which one of the rotor plates is fixed to the cylinder and thereby rotates the cylinder together with the rotor. Other plates work traditionally for this type of machine. The result of modeling by the authors of the work [Sarip, A.R.Theoretical Study of a Novel Multi Vane Rotary Compressor / A.R.Sarip, M.N.Musa // International Compressor Engineering Conference] is a reduction in mechanical friction by 45%.

Недостатками данной конструкции являются необходимость установки подшипниковых узлов, обеспечивающих вращение цилиндра, больших размеров, которые воспринимают нагрузки не только от пластин, но и от давления газа в цилиндре, при этом возникают трудности по организации ввода (вывода) рабочей среды в цилиндр, так как это возможно только с торцов цилиндра.The disadvantages of this design are the need to install large bearing units that ensure rotation of the cylinder, which take loads not only from the plates, but also from the gas pressure in the cylinder, while difficulties arise in organizing the input (output) of the working medium into the cylinder, since this possible only from the ends of the cylinder.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является ротационно-пластинчатая машина [Пат. 901629A1, F04C 2/344 F04C 18/344. Ротационно-пластинчатая машина], которая содержит корпус с торцовыми крышками и эксцентрично установленный в нем ротор, имеющий, по крайней мере, одну пластину, снабженную торцевыми выступами, расположенными на подшипниках в крышках корпуса.The closest analogue (prototype) is a rotary plate machine [Pat. 901629A1, F04C 2/344 F04C 18/344. Rotary-plate machine], which contains a housing with end covers and a rotor eccentrically installed in it, having at least one plate equipped with end projections located on bearings in the housing covers.

Указанная конструкция ротационно-пластинчатой машины позволяет существенно уменьшить мощность трения, применять подшипники сравнительно небольших размеров, которые вынесены за пределы работы камеры и не воспринимают нагрузки от давления газа в цилиндре.This design of the rotary plate machine makes it possible to significantly reduce the friction power and use bearings of relatively small sizes, which are located outside the operation of the chamber and do not take the load from the gas pressure in the cylinder.

Недостатком прототипа являются низкие прочностные показатели на срез и смятие выступов пластин, что ограничивает выбор материала пластин и диапазон режимов работы роторно-пластинчатой машины, а также снижает ее работоспособность и долговечность.The disadvantage of the prototype is the low shear and crush strength of the plate protrusions, which limits the choice of plate material and the range of operating modes of the rotary plate machine, and also reduces its performance and durability.

Заявленная ротационно-пластинчатая машина содержит корпус с торцевыми крышками и эксцентрично установленный в нем ротор, имеющий, по крайней мере, одну пластину, снабженную торцевыми выступами, расположенными на подшипниках в крышках корпуса, и отличается тем, что ее выступы образованы за счет дополнительно установленных стержня и башмаков, причем стержень выполнен из прочного материала, размещен в отверстиях, выполненных в пластине и башмаках, вдоль их длины, с возможностью вращения в пластине, а радиус трущихся поверхностей башмаков равен радиусу трущихся поверхностей подшипников в крышках корпуса, при этом башмаки выполнены из материала, отличающегося от материала пластины.The claimed rotary-plate machine contains a housing with end caps and a rotor eccentrically installed in it, having at least one plate equipped with end protrusions located on bearings in the housing covers, and is characterized in that its protrusions are formed by additionally installed rods and shoes, wherein the rod is made of durable material, placed in holes made in the plate and shoes along their length, with the possibility of rotation in the plate, and the radius of the rubbing surfaces of the shoes is equal to the radius of the rubbing surfaces of the bearings in the housing covers, while the shoes are made of material , different from the plate material.

Технической задачей данного изобретения является повышение работоспособности и долговечности узлов трения машины в широком диапазоне режимов ее работы за счет повышения прочности на срез и площади трущихся поверхностей ее выступов.The technical objective of this invention is to increase the performance and durability of the friction units of the machine in a wide range of operating modes by increasing the shear strength and the area of the rubbing surfaces of its protrusions.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен изометрический вид ротационно-пластинчатой машины. На фиг. 2 показан вид спереди ротационно-пластинчатой машины со скрытой торцевой крышкой 9. На фиг. 3 показан сегмент ротационно-пластинчатой машины, демонстрирующий конструктивные особенности подвижных торцевыми выступами 3, расположенными на двух подшипниках 4.The essence of the invention is illustrated by drawings. In fig. Figure 1 shows an isometric view of a rotary plate machine. In fig. 2 shows a front view of a rotary plate machine with a hidden end cover 9. FIG. Figure 3 shows a segment of a rotary vane machine, demonstrating the design features of movable end projections 3 located on two bearings 4.

Ротационно-пластинчатая машина (фиг. 1, 2, 3) состоит из корпуса 6, который имеет входной 7 и выходной 8 патрубки и две торцевые крышки 9. Внутри корпуса 6 эксцентрично расположен ротор 5 с пазами, содержащими хотя бы одну пластины 1 выполненную из легко истираемого материала, например «фторопласт-4». Каждая из пластин 1 снабжена торцевыми выступами, образованными за счет дополнительно установленных стержня 2 и двух башмаков 3 (например: из стали), причем стержень 2 выполнен из прочного материала (например: из стали) и размещен в отверстии, выполненном в пластине 1 и башмаках 3, вдоль их длины, с возможностью вращения в пластине, а радиус трущихся поверхностей башмаков 3 равен радиусу трущихся поверхностей подшипников 4 в крышках 9 корпуса 6, при этом башмаки 3 выполнены из материала, отличающегося от материала пластины 1.The rotary-plate machine (Fig. 1, 2, 3) consists of a housing 6, which has inlet 7 and outlet 8 pipes and two end caps 9. Inside the housing 6, a rotor 5 is eccentrically located with grooves containing at least one plate 1 made of easily abraded material, for example “fluoroplastic-4”. Each of the plates 1 is equipped with end protrusions formed by an additionally installed rod 2 and two shoes 3 (for example: made of steel), and the rod 2 is made of durable material (for example: steel) and is placed in a hole made in the plate 1 and shoes 3, along their length, with the possibility of rotation in the plate, and the radius of the rubbing surfaces of the shoes 3 is equal to the radius of the rubbing surfaces of the bearings 4 in the covers 9 of the housing 6, while the shoes 3 are made of a material different from the material of the plate 1.

Заявленная конструкция работает следующим образом (фиг. 1, 2, 3). При вращении ротора 5 под действием центробежных сил пластины 1 своими торцевыми выступами прижимаются к поверхностям подшипников 4, а между смежными поверхностями корпуса 6 и пластин 1 имеется микрозазор. В результате применения подвижных торцевых выступов 3 увеличивается площадь контакта выступов 3 и подшипников 4, что позволяет уменьшить напряжение смятия в сопряжении. Применение стержня 2, выполненного из прочного материала обеспечивает необходимую, для повышения работоспособности роторно-пластинчатой машины, прочность выступов 3 пластины 1 на срез.The claimed design works as follows (Fig. 1, 2, 3). When the rotor 5 rotates under the action of centrifugal forces, the plates 1 with their end protrusions are pressed against the surfaces of the bearings 4, and there is a microgap between the adjacent surfaces of the housing 6 and the plates 1. As a result of the use of movable end protrusions 3, the contact area of the protrusions 3 and bearings 4 increases, which makes it possible to reduce the bearing stress at the interface. The use of a rod 2 made of durable material provides the necessary shear strength of the protrusions 3 of the plate 1 to increase the performance of the rotary-plate machine.

Технический результат - повышение работоспособности и долговечности пластин, за счет повышения прочности на срез и смятие ее выступов.The technical result is an increase in the performance and durability of the plates by increasing the shear and crush strength of its protrusions.

Новым в ротационно-пластинчатой машине является дополнительное введение стержня и башмаков в конструкцию пластины, причем стержень выполнен из прочного материала, содержит башмаки и размещен в отверстии, выполненном в теле пластины, вдоль ее длины, с возможностью вращения, а радиус трущихся поверхностей башмаков равен радиусу трущихся поверхностей подшипников, при этом башмаки выполнены из материала, отличающегося от материала пластины.What is new in the rotary plate machine is the additional introduction of a rod and shoes into the plate structure, wherein the rod is made of durable material, contains shoes and is placed in a hole made in the body of the plate along its length, with the possibility of rotation, and the radius of the rubbing surfaces of the shoes is equal to the radius rubbing surfaces of the bearings, while the shoes are made of a material different from the plate material.

Claims

A rotary-plate machine containing a housing with end caps and a rotor eccentrically installed in it, having at least one plate equipped with end protrusions located on bearings in the housing covers, characterized in that its protrusions are formed by additionally installed rod and shoes, wherein the rod is made of durable material, placed in holes made in the plate and shoes along their length, with the possibility of rotation in the plate, and the radius of the rubbing surfaces of the shoes is equal to the radius of the rubbing surfaces of the bearings in the housing covers, while the shoes are made of a material different from plate material.