RU2817259C1

RU2817259C1 - Rotary vane supercharger

Info

Publication number: RU2817259C1
Application number: RU2023101777A
Authority: RU
Inventors: Юрий Яковлевич Печенегов; Андрей Викторович Косов; Ольга Юрьевна Косова; Виктор Андреевич Косов; Михаил Андреевич Косов; Светлана Юрьевна Печенегова
Filing date: 2023-01-26
Publication date: 2024-04-12

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to rotary vane blowers. Supercharger comprises cylindrical stator 1, end covers 6 and 7, rotor with plates eccentrically located inside stator 1. Rotor consists of shell 11 with slots and end disc 13 rigidly connected to the edges of shell 11 on one of its sides. Slots are located with the same angular displacements along the circumference of shell 11. Plates arranged in slots are made in form of flat rectangular blades 18, each of which by its one edge is connected to several cylindrical rings 19, which are put on rod 20 with possibility of rotation, which by its end is fixed in hub of cover 6, has common axis with it and is located in rotor cavity. Free edges of blades 18 adjoin with minimum gaps to mating surfaces of stator 1 and covers 6, 7. In cover 7 on the side of the cavity of stator 1 there is groove 23 for placement of disk 13 in it. Shell 11 on the side opposite to disc 13 is connected by its edges with flat ring 15, which is arranged in groove 22 in cover 6. Slots have extensions towards inner surface of shell 11. On outer sides of covers 6, 7 there are stiffeners.

EFFECT: invention is aimed at improvement of efficiency and reliability of supercharger operation.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нагнетательным установкам объемного типа и может использоваться в вентиляторостроении и компрессоростроении.The invention relates to volumetric injection units and can be used in fan and compressor manufacturing.

Известны нагнетатели объемного типа с возвратно-поступательным движением рабочего органа (см. Калинушкин М.П. Гидравлические машины и холодильные установки. М.: Высшая школа, 1973. С. 102 (рис. V⋅2, V⋅3), с. 107 (рис. V⋅15)). Они характеризуются высоким создаваемым напором. К недостаткам относится конструктивная сложность, прерывистая подача перемещаемой среды и наличие холостого хода рабочего органа в нагнетателях одинарного действия, динамическая неуравновешенность.Positive displacement superchargers with reciprocating movement of the working body are known (see Kalinushkin M.P. Hydraulic machines and refrigeration units. M.: Higher School, 1973. P. 102 (Fig. V⋅2, V⋅3), p. 107 (Fig. V⋅15)). They are characterized by high generated pressure. Disadvantages include structural complexity, intermittent supply of the moved medium and the presence of idling of the working body in single-acting superchargers, and dynamic imbalance.

Известны нагнетатели объемного типа с вращательным движением рабочего органа, которые обеспечивают равномерную подачу перемещаемой среды. К числу таких нагнетателей относится, в частности, ротационно-пластинчатый компрессор (см. Абдурашитов С.А., Тупенченков А.А., Вершинин И.М., Тененгольц С.М. Насосы и компрессоры. М.: Недра, 1974. С. 269 (рис. 12. 4)). Известное устройство компактно, динамически уравновешенно и имеет относительно высокую производительность. Отсутствие рабочих клапанов дает возможность использовать высокоскоростной привод рабочего органа. Недостатком является интенсивный износ пластин ротора и опасность их защемления при перемещениях в радиальных направлениях в пазах ротора.Positive displacement type superchargers with rotary movement of the working body are known, which ensure a uniform supply of the moved medium. Such superchargers include, in particular, a rotary vane compressor (see Abdurashitov S.A., Tupenchenkov A.A., Vershinin I.M., Tenengolts S.M. Pumps and compressors. M.: Nedra, 1974. P. 269 (Fig. 12. 4)). The known device is compact, dynamically balanced and has relatively high performance. The absence of working valves makes it possible to use a high-speed drive of the working body. The disadvantage is the intense wear of the rotor plates and the danger of their pinching when moving in radial directions in the rotor grooves.

В известном роторном компрессоре (см. Евразийский патент №005220, МПК F04C 18/344. Опубл. 2004.12.30) замедление износа пластин ротора достигается за счет дополнительной вращающейся втулки с продольными окнами, которая примыкает к поверхности цилиндрического статора и ограничивает прямое контактирование кромок пластин с этой поверхностью. Большая часть износа трущихся при скользящем контакте поверхностей здесь переходит на вращающуюся втулку. Наличие дополнительной втулки в известном устройстве усложняет конструкцию, снижает надежность устройства. По мере эксплуатации устройства и роста зазора между трущимися поверхностями вращающейся втулки и неподвижного цилиндрического статора возрастают перетоки перемещаемой среды между зонами нагнетания и всасывания. Эффективность работы устройства при этом постоянно снижается.In the known rotary compressor (see Eurasian patent No. 005220, IPC F04C 18/344. Publ. 2004.12.30), slowing down the wear of the rotor plates is achieved due to an additional rotating bushing with longitudinal windows, which is adjacent to the surface of the cylindrical stator and limits direct contact of the edges of the plates with this surface. Most of the wear of the surfaces rubbing during sliding contact here transfers to the rotating bushing. The presence of an additional bushing in the known device complicates the design and reduces the reliability of the device. As the device is used and the gap between the rubbing surfaces of the rotating bushing and the stationary cylindrical stator grows, the flow of the moved medium between the discharge and suction zones increases. The efficiency of the device is constantly decreasing.

Известен роторный нагнетатель, содержащий цилиндрический статор с входными и выходными окнами, торцовые крышки цилиндрического статора со ступицами, эксцентрично расположенный внутри цилиндрического статора цилиндрический ротор, приводной вал ротора, пластины ротора, входной и выходной патрубки (см. Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. М.: Недра, 1979. С. 202 (рис. 32. 1)). В известном устройстве пластины ротора расположены в пазах ротора с наклоном в сторону вращения приводного вала, что несколько уменьшает опасность защемления пластин при радиальных их перемещениях из-за более благоприятного направления результирующей силы, действующей на каждую пластину, по отношению к аналогичным устройствам с радиальным расположением пластин в пазах ротора. Недостатком известного устройства является исполнение ротора сплошным и массивным, что обусловливает повышенную его материалоемкость и дополнительную токовую нагрузку на приводной электродвигатель при пуске в работу, связанную с необходимостью преодолевать значительную силу инерции покоя массивного ротора. К недостаткам относится и ограничение частоты вращения ротора из-за недопущения максимальной окружной скорости пластин величиной выше примерно 13 м/с, так как превышение данной величины скорости приводит к быстрому износу пластин.A known rotary supercharger contains a cylindrical stator with inlet and outlet windows, end covers of a cylindrical stator with hubs, a cylindrical rotor eccentrically located inside the cylindrical stator, a rotor drive shaft, rotor plates, inlet and outlet pipes (see Kasyanov V.M. Hydraulic machines and compressors . M.: Nedra, 1979. P. 202 (Fig. 32. 1)). In the known device, the rotor plates are located in the grooves of the rotor with an inclination in the direction of rotation of the drive shaft, which somewhat reduces the risk of pinching the plates during their radial movements due to the more favorable direction of the resulting force acting on each plate, in relation to similar devices with a radial arrangement of the plates in the rotor slots. The disadvantage of the known device is that the rotor is solid and massive, which causes increased material consumption and an additional current load on the drive motor when starting up, associated with the need to overcome the significant static inertia force of the massive rotor. The disadvantages also include the limitation of the rotor speed due to the prevention of the maximum peripheral speed of the plates above approximately 13 m/s, since exceeding this speed leads to rapid wear of the plates.

В известном устройстве (RU 2371586 С2 (Ненашев В.И.), 27.10.2009, F01С 1/352) радиально расположенные в цилиндрическом корпусе лопасти имеют возможность совершать только вращательные движения. Эксцентрично расположенный в цилиндрическом корпусе кольцевой ротор имеет прорези для размещения в них лопастей. Данное устройств имеет сложную конструкцию, значительный износ контактирующих поверхностей кольцевого ротора и лопастей в прорезях, сохраняется опасность защемления лопастей.In the known device (RU 2371586 C2 (Nenashev V.I.), 10.27.2009, F01C 1/352), the blades radially located in a cylindrical body are able to perform only rotational movements. An annular rotor eccentrically located in a cylindrical body has slots to accommodate blades. This device has a complex design, significant wear of the contacting surfaces of the annular rotor and blades in the slots, and the danger of pinching the blades remains.

Известен нагнетатель, содержащий цилиндрический статор, входное и выходное окна, входной и выходной патрубки, торцовые крышки цилиндрического статора, эксцентрично расположенный внутри цилиндрического статора цилиндрический ротор, приводной вал ротора, пластины ротора, при этом цилиндрический ротор состоит из обечайки с прорезями и жестко соединенного с кромками обечайки на одной из ее сторон торцового диска с втулкой, посаженной на приводной вал, прорези в обечайке ротора расположены с одинаковыми угловыми смещениями по окружности обечайки, размещенные в прорезях обечайки пластины ротора выполнены в виде плоских прямоугольных лопастей, каждая из которых одной своей кромкой соединена с несколькими цилиндрическими кольцами, одетыми с возможностью вращения на цилиндрический стержень, который своим концом закреплен в ступице одной из торцовых крышек цилиндрического статора, имеет с ним общую ось и расположен в полости ротора, свободными кромками плоские прямоугольные лопасти примыкают с минимальными зазорами к сопрягаемым поверхностям цилиндрического статора и его торцовых крышек, в другой торцовой крышке со стороны полости цилиндрического статора имеется проточка для размещения в ней торцового диска цилиндрического ротора, между втулкой торцового диска и ступицей торцовой крышки цилиндрического статора и между цилиндрическими кольцами и цилиндрическим стержнем установлены подшипники (GB 191025861 A (Vail Robert William), 07.12.1911, F04C18/352), - прототип. В известном нагнетателе прорези на обечайке цилиндрического ротора с одной торцовой ее стороны открыты, что в условиях переменного по направлению механического взаимодействия обечайки и расположенных в ее прорезях плоских прямоугольных лопастей в процессе работы нагнетателя создает знакопеременные динамические напряжения, которые, например при возникшем защемлении лопастей, могут приводить к изгибу консольных элементов (лепестков) обечайки, расположенных между смежными прорезями, что снижает надежность работы устройства. Большое количество трущихся друг о друга элементов и большая их площадь трения в известном нагнетателе приводит к значительным потерям затрачиваемой на привод рабочего органа энергии, к быстрому износу трущихся элементов и опасности защемления плоских прямоугольных лопастей в прорезях обечайки.A known supercharger contains a cylindrical stator, inlet and outlet windows, inlet and outlet pipes, end caps of a cylindrical stator, a cylindrical rotor eccentrically located inside the cylindrical stator, a rotor drive shaft, rotor plates, wherein the cylindrical rotor consists of a shell with slots and rigidly connected to the edges of the shell on one of its sides of the end disk with a sleeve mounted on the drive shaft, the slots in the rotor shell are located with equal angular displacements along the circumference of the shell, the rotor plates placed in the slots of the shell are made in the form of flat rectangular blades, each of which is connected by one of its edges with several cylindrical rings, dressed with the possibility of rotation on a cylindrical rod, which at its end is fixed in the hub of one of the end caps of the cylindrical stator, has a common axis with it and is located in the rotor cavity, the free edges of the flat rectangular blades adjoin with minimal gaps to the mating surfaces of the cylindrical stator stator and its end caps, in the other end cap on the cavity side of the cylindrical stator there is a groove to accommodate the end disc of the cylindrical rotor, between the bushing of the end disc and the hub of the end cap of the cylindrical stator and between the cylindrical rings and the cylindrical rod, bearings are installed (GB 191025861 A ( Vail Robert William), 12/07/1911, F04C18/352), - prototype. In the known supercharger, the slots on the shell of a cylindrical rotor are open on one end side, which, under conditions of variable mechanical interaction between the shell and the flat rectangular blades located in its slots during the operation of the supercharger, creates alternating dynamic stresses, which, for example, if the blades are pinched, can lead to bending of the cantilever elements (petals) of the shell located between adjacent slots, which reduces the reliability of the device. A large number of elements rubbing against each other and their large friction area in a known supercharger leads to significant losses of energy spent on driving the working element, rapid wear of the rubbing elements and the danger of pinching flat rectangular blades in the slots of the shell.

Техническая проблема заключается в повышении эффективности и надежности работы роторного лопастного нагнетателя.The technical challenge is to improve the efficiency and reliability of a rotary vane blower.

Поставленная проблема решается тем, что роторный лопастной нагнетатель, содержащий цилиндрический статор, входные и выходные окна, входной и выходной патрубки, торцовые крышки цилиндрического статора, эксцентрично расположенный внутри цилиндрического статора цилиндрический ротор, приводной вал ротора, пластины ротора, при этом цилиндрический ротор состоит из обечайки с прорезями и жестко соединенного с кромками обечайки на одной из ее сторон торцового диска с втулкой, посаженной на приводной вал, прорези в обечайке ротора расположены с одинаковыми угловыми смещениями по окружности обечайки, размещенные в прорезях обечайки пластины ротора выполнены в виде плоских прямоугольных лопастей, каждая из которых одной своей кромкой соединена с несколькими цилиндрическими кольцами, одетыми с возможностью вращения на цилиндрический стержень, который своим концом закреплен в ступице одной из торцовых крышек цилиндрического статора, имеет с ним общую ось и расположен в полости ротора, свободными кромками плоские прямоугольные лопасти примыкают с минимальными зазорами к сопрягаемым поверхностям цилиндрического статора и его торцовых крышек, в другой торцовой крышке со стороны полости цилиндрического статора имеется проточка для размещения в ней торцового диска цилиндрического ротора, между втулкой торцового диска и ступицей торцовой крышки цилиндрического статора и между цилиндрическими кольцами и цилиндрическим стержнем установлены подшипники, выполнен так, что обечайка цилиндрического ротора на стороне, противоположной от торцового диска, своими кромками соединена с плоским кольцом, которое размещено в проточке, имеющейся в одной из торцовых крышек цилиндрического статора, прорези в обечайке ротора имеют расширения в сторону внутренней поверхности обечайки ротора, на внешних сторонах торцовых крышек имеются ребра жесткости.The problem posed is solved by the fact that a rotary bladed supercharger containing a cylindrical stator, inlet and outlet windows, inlet and outlet pipes, end caps of the cylindrical stator, a cylindrical rotor eccentrically located inside the cylindrical stator, a rotor drive shaft, rotor plates, wherein the cylindrical rotor consists of a shell with slots and an end disk rigidly connected to the edges of the shell on one of its sides with a sleeve mounted on the drive shaft, the slots in the rotor shell are located with equal angular displacements along the circumference of the shell, the rotor plates placed in the slots of the shell are made in the form of flat rectangular blades, each of which, with one of its edges, is connected to several cylindrical rings, mounted with the possibility of rotation on a cylindrical rod, which at its end is fixed in the hub of one of the end caps of the cylindrical stator, has a common axis with it and is located in the rotor cavity; the free edges of the flat rectangular blades are adjacent with minimal clearances to the mating surfaces of the cylindrical stator and its end caps, in the other end cap on the side of the cavity of the cylindrical stator there is a groove for placing the end disc of the cylindrical rotor in it, between the bushing of the end disc and the hub of the end cap of the cylindrical stator and between the cylindrical rings and the cylindrical rod bearings are installed, designed in such a way that the shell of the cylindrical rotor on the side opposite from the end disk is connected with its edges to a flat ring, which is placed in a groove located in one of the end caps of the cylindrical stator; the slots in the rotor shell have extensions towards the inner surface of the shell rotor, there are stiffening ribs on the outer sides of the end covers.

В отличие от известного устройства, соединение обечайки цилиндрического ротора на стороне, противоположной от торцового диска, своими кромками с плоским кольцом, которое размещено в проточке, имеющейся в одной из торцовых крышек цилиндрического статора, повышает жесткость и прочность цилиндрического ротора, исключает возможность изгиба элементов обечайки, увеличивает надежность работы устройства. Наличие плоского кольца на кромке обечайки дает возможность выполнять стенку обечайки с меньшей толщиной и тем самым уменьшить материалоемкость цилиндрического ротора и его инерционность, что позволяет понизить величину пускового тока, проходящего через приводной электродвигатель, повысив тем самым надежность работы двигателя и всего устройства. Установленная мощность электродвигателя при этом может приниматься близкой к соответствующему номинальному значению мощности нагнетателя. В устройстве отсутствует непосредственный контакт кромок плоских прямоугольных лопастей с сопрягаемыми поверхностями цилиндрического статора и его торцовых крышек, кромки лопастей не подвержены износу, что способствует постоянству характеристик нагнетателя в процессе длительной его эксплуатации. Расширения прорезей в обечайке ротора в сторону внутренней ее поверхности дают возможность свободного смещения обечайки цилиндрического ротора относительно плоских прямоугольных лопастей при сохранении минимальных величин зазоров между кромками прорезей и поверхностями лопастей в условиях изменяющихся углов между стенкой обечайки и лопастями в процессе работы нагнетателя. Наличие на внешних сторонах торцовых крышек ребер жесткости позволяет уменьшить толщину стенок крышек и, следовательно, снизить материалоемкость устройства. Кроме того, за счет повышения общей жесткости корпуса устройства возможно увеличивать давление нагнетания перемещаемой среды и в процессе длительной эксплуатации сохранять минимальными зазоры между кромками лопастей с сопрягаемыми поверхностями корпуса.In contrast to the known device, the connection of the shell of a cylindrical rotor on the side opposite to the end disk, with its edges, with a flat ring, which is located in a groove located in one of the end caps of the cylindrical stator, increases the rigidity and strength of the cylindrical rotor, eliminating the possibility of bending of the shell elements , increases the reliability of the device. The presence of a flat ring on the edge of the shell makes it possible to make the shell wall with a smaller thickness and thereby reduce the material consumption of the cylindrical rotor and its inertia, which makes it possible to reduce the amount of starting current passing through the drive motor, thereby increasing the reliability of the engine and the entire device. In this case, the installed power of the electric motor can be taken to be close to the corresponding rated value of the supercharger power. The device does not have direct contact of the edges of flat rectangular blades with the mating surfaces of the cylindrical stator and its end covers; the edges of the blades are not subject to wear, which contributes to the constancy of the characteristics of the supercharger during its long-term operation. The expansion of the slots in the rotor shell towards its inner surface makes it possible to freely move the shell of a cylindrical rotor relative to the flat rectangular blades while maintaining minimal gaps between the edges of the slots and the surfaces of the blades in conditions of changing angles between the shell wall and the blades during operation of the supercharger. The presence of stiffening ribs on the outer sides of the end covers makes it possible to reduce the thickness of the walls of the covers and, consequently, reduce the material consumption of the device. In addition, by increasing the overall rigidity of the device body, it is possible to increase the injection pressure of the moved medium and, during long-term operation, to keep the gaps between the edges of the blades with the mating surfaces of the body to a minimum.

Таким образом, совокупность отличительных признаков обеспечивает повышенную эффективность и надежность работы роторного лопастного нагнетателя и позволяет решить поставленную проблему.Thus, the combination of distinctive features provides increased efficiency and reliability of the rotary vane supercharger and allows us to solve the problem.

Технический результат состоит в устранении возможности защемления плоских прямоугольных лопастей в прорезях обечайки ротора и износа сопрягаемых поверхностей элементов устройства, находящихся в относительном движении, при сохранении величин зазоров между сопрягаемыми поверхностями неизменными и минимальными в процессе работы, и, как следствие, снижение затрат энергии на привод и обеспечение постоянства значений подачи и создаваемого напора при длительной эксплуатации нагнетателя.The technical result consists in eliminating the possibility of pinching flat rectangular blades in the slots of the rotor shell and wear of the mating surfaces of the device elements in relative motion, while maintaining the gaps between the mating surfaces unchanged and minimal during operation, and, as a result, reducing energy costs for the drive and ensuring constant supply values and created pressure during long-term operation of the supercharger.

На фиг. 1 схематично показан поперечный разрез роторного лопастного нагнетателя; на фиг. 2 - ступенчатый разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - выносной элемент I на фиг. 1.In fig. 1 is a schematic cross-section of a rotary vane blower; in fig. 2 - stepwise section A-A in Fig. 1; in fig. 3 - extension element I in Fig. 1.

Роторный лопастной нагнетатель содержит цилиндрический статор 1 с входным 2 и выходным 3 окнами и входным 4 и выходным 5 патрубками. Цилиндрический статор 1 с боков имеет две торцовые крышки 6 и 7 со ступицами соответственно 8 и 9. Внутри цилиндрического статора 1, эксцентрично с ним, расположен цилиндрический ротор 10, состоящий из обечайки 11 с прорезями 12 по образующим, торцового диска 13, жестко соединенного с торцовыми кромками обечайки 11 с одной ее стороны и имеющего втулку 14, и плоского кольца 15, соединенного с торцовыми кромками обечайки 11 на другой ее стороне. Втулка 14 торцового диска 13 посажена на приводной вал 16 и закреплена на нем с помощью фиксатора 11. Расположенные в прорезях 12 обечайки 11 пластины ротора выполнены в виде плоских прямоугольных лопастей 18, каждая из которых одной своей кромкой соединена с несколькими цилиндрическими кольцами 19, одетыми с возможностью вращения на цилиндрический стержень 20, который своим концом закреплен в ступице 8 торцовой крышки 6 цилиндрического статора 1, имеет с ним общую ось и расположен в полости ротора 10. Свободными кромками плоские прямоугольные лопасти 18 примыкают с минимальными зазорами 21 к сопрягаемым поверхностям цилиндрического статора 1 и его торцовых крышек 6 и 7. Торцовая крышка 6 со стороны полости цилиндрического статора 1 имеет проточку 22 для размещения в ней плоского кольца 15 цилиндрического ротора 10, а другая, противоположно расположенная, торцовая крышка 7 имеет проточку 23 для размещения в ней торцового диска 13. Проточка 22, выполненная на торцовой крышке 6, и проточка 23, выполненная на другой, противоположно расположенной крышке 7, имеют оси, расположенные на линии оси цилиндрического ротора 10. Между цилиндрическими кольцами 19 и цилиндрическим стержнем 20, а также между втулкой 14 торцового диска 13 и ступицей 9 торцовой крышки 7 цилиндрического статора 1, установлены подшипники 24 и 25 соответственно. На внешней стороне торцовых крышек 6 и 7 имеются ребра жесткости 26 и 27 соответственно.The rotary bladed supercharger contains a cylindrical stator 1 with inlet 2 and outlet 3 windows and inlet 4 and outlet 5 pipes. The cylindrical stator 1 has two end caps 6 and 7 on the sides with hubs 8 and 9, respectively. Inside the cylindrical stator 1, eccentrically with it, there is a cylindrical rotor 10, consisting of a shell 11 with slots 12 along the generatrices, an end disk 13 rigidly connected to the end edges of the shell 11 on one side and having a sleeve 14, and a flat ring 15 connected to the end edges of the shell 11 on its other side. The sleeve 14 of the end disk 13 is mounted on the drive shaft 16 and secured to it using a retainer 11. The rotor plates located in the slots 12 of the shell 11 are made in the form of flat rectangular blades 18, each of which is connected by one of its edges to several cylindrical rings 19, dressed with the possibility of rotation on a cylindrical rod 20, which at its end is fixed in the hub 8 of the end cover 6 of the cylindrical stator 1, has a common axis with it and is located in the cavity of the rotor 10. With its free edges, the flat rectangular blades 18 are adjacent with minimal gaps 21 to the mating surfaces of the cylindrical stator 1 and its end caps 6 and 7. The end cap 6 on the side of the cavity of the cylindrical stator 1 has a groove 22 to accommodate the flat ring 15 of the cylindrical rotor 10, and the other, oppositely located, end cap 7 has a groove 23 to accommodate the end disk 13. The groove 22, made on the end cover 6, and the groove 23, made on the other, oppositely located cover 7, have axes located on the axis line of the cylindrical rotor 10. Between the cylindrical rings 19 and the cylindrical rod 20, as well as between the sleeve 14 of the end disk. 13 and hub 9 of the end cover 7 of the cylindrical stator 1, bearings 24 and 25 are installed, respectively. On the outer side of the end caps 6 and 7 there are stiffening ribs 26 and 27, respectively.

Роторный лопастной нагнетатель при перемещении сжимаемого газа работает следующим образом.When moving compressed gas, a rotary vane blower operates as follows.

От вращающегося приводного вала 16 вращающий момент передается на втулку 14, закрепленную на валу с помощью фиксатора 17, и далее через торцовый диск 13 - на жестко с ним соединенную обечайку 11, в прорезях 12 которой расположены плоские прямоугольные лопасти 18. Вращение обечайки 11 ротора 10 одновременно с валом 16 приводит к круговому движению закрепленных одной своей кромкой на цилиндрических кольцах 19 плоских прямоугольных лопастей 18 вокруг совмещенной оси цилиндрического стержня 20 и цилиндрического статора 1. Так как оси вращения лопастей 18 и ротора 10 смещены, то при вращении обечайка 11 совершает относительно каждой из плоских прямоугольных лопастей 18 возвратно-поступательные перемещения. При этом объем пространства ограниченного поверхностями статора 1, ротора 10 и смежных плоских прямоугольных лопастей 18 изменяется по траектории вращения. Перемещаемая среда поступает через входной патрубок 2 и входное окно 4 в часть пространства цилиндрического статора 1, где расстояние между ним и обечайкой 11 максимальное, заполняет межлопастные пространства с большим объемом, перемещается при вращении ротора 10 с лопастями 18 в область траектории вращения с минимальным расстоянием между обечайкой 11 и цилиндрическим статором 1, где межлопастные пространства имеют минимальный объем, и в сжатом состоянии при повышенном давлении проходит через выходное окно 3 и далее через выходной патрубок 5 удаляется из нагнетателя.From the rotating drive shaft 16, the torque is transmitted to the sleeve 14, fixed to the shaft using a retainer 17, and then through the end disk 13 to the shell 11, rigidly connected to it, in the slots 12 of which flat rectangular blades 18 are located. Rotation of the shell 11 of the rotor 10 simultaneously with the shaft 16 leads to a circular motion of the flat rectangular blades 18 fixed by one edge on the cylindrical rings 19 around the combined axis of the cylindrical rod 20 and the cylindrical stator 1. Since the axes of rotation of the blades 18 and the rotor 10 are offset, when rotating the shell 11 performs relative to each of flat rectangular blades 18 reciprocating movements. In this case, the volume of space limited by the surfaces of the stator 1, rotor 10 and adjacent flat rectangular blades 18 changes along the rotation path. The moved medium enters through the inlet pipe 2 and the inlet window 4 into the part of the space of the cylindrical stator 1, where the distance between it and the shell 11 is maximum, fills the inter-blade spaces with a large volume, and moves when the rotor 10 with blades 18 rotates into the region of the rotation trajectory with a minimum distance between shell 11 and cylindrical stator 1, where the inter-blade spaces have a minimum volume, and in a compressed state at elevated pressure passes through the outlet window 3 and then through the outlet pipe 5 is removed from the supercharger.

Перетоки перемещаемой среды в полости цилиндрического статора 1 из части пространства полости с высоким давлением в часть пространства с низким давлением минимизируются за счет малой величины зазоров между свободными кромками плоских прямоугольных лопастей 18 с сопрягаемыми поверхностям цилиндрического статора 1, его торцовых крышек 6 и 7, а также плоского кольца 15 и торцового диска 13, расположенных в проточках соответственно 22 и 23 торцовых крышек 6 и 7. Минимальной величины выполняются зазоры и между сопрягаемыми поверхностями лопастей 18 и стенкой обечайки 11 в прорезях 12. Постоянство величины зазоров в процессе длительной эксплуатации нагнетателя в значительной степени обеспечивается жесткостью его конструкции и, в частности, наличием ребер жесткости 26 и 27 на внешней поверхности торцовых крышек соответственно 6 и 7.The flow of the moving medium in the cavity of the cylindrical stator 1 from the part of the cavity space with high pressure to the part of the space with low pressure is minimized due to the small size of the gaps between the free edges of the flat rectangular blades 18 with the mating surfaces of the cylindrical stator 1, its end covers 6 and 7, as well as flat ring 15 and the end disk 13, located in the grooves 22 and 23 of the end caps 6 and 7, respectively. The gaps between the mating surfaces of the blades 18 and the wall of the shell 11 in the slots 12 are of a minimum size. The constancy of the size of the gaps during long-term operation of the supercharger is largely is ensured by the rigidity of its structure and, in particular, by the presence of stiffeners 26 and 27 on the outer surface of the end caps 6 and 7, respectively.

В нагнетателе непосредственный контакт плоских прямоугольных лопастей 18, сопровождающийся трением скольжения, осуществляется только с заостренными кромками прорезей 12 в обечайке 11, что минимизирует потери на трение. Это обстоятельство и наличие подшипников 25, установленных между втулкой 14 торцового диска 13 и ступицей 9 торцовой крышки 7 цилиндрического статора 1, а также подшипников 24, установленных между цилиндрическими кольцами 19 и цилиндрическим стержнем 20, способствуют повышению энергетической эффективности устройства.In the supercharger, direct contact of flat rectangular blades 18, accompanied by sliding friction, is carried out only with the pointed edges of the slots 12 in the shell 11, which minimizes friction losses. This circumstance and the presence of bearings 25 installed between the sleeve 14 of the end disk 13 and the hub 9 of the end cover 7 of the cylindrical stator 1, as well as bearings 24 installed between the cylindrical rings 19 and the cylindrical rod 20, help to increase the energy efficiency of the device.

Изображенный на фиг. 1 роторный лопастной нагнетатель имеет направление вращения приводного вала 16 и ротора 10 по часовой стрелке. При направлении вращения против часовой стрелки входной 4 и выходной 5 патрубки, а также входное 2 и выходное 3 окна на цилиндрическом статоре 1 должны быть размещены по окружности статора 1 с угловым смещением по отношению к их положению показанному на фиг. 1.Shown in FIG. 1 rotary vane blower has a direction of rotation of the drive shaft 16 and the rotor 10 clockwise. In the direction of rotation counterclockwise, the input 4 and output 5 pipes, as well as the input 2 and output 3 windows on the cylindrical stator 1 must be placed around the circumference of the stator 1 with an angular displacement relative to their position shown in Fig. 1.

Предлагаемый роторный лопастной нагнетатель имеет следующие преимущества по отношению к аналогам:The proposed rotary vane supercharger has the following advantages over analogues:

- повышенные эффективность и надежность;- increased efficiency and reliability;

- устранена опасность защемления лопастей в пазах ротора;- the danger of pinching the blades in the rotor slots has been eliminated;

- отсутствует износ кромок лопастей;- there is no wear on the edges of the blades;

- меньшие удельные материальные затраты при изготовлении и энергозатраты при эксплуатации нагнетателя.- lower specific material costs during manufacturing and energy costs during operation of the supercharger.

Claims

A rotary vane supercharger containing a cylindrical stator, inlet and outlet windows, inlet and outlet pipes, end caps of a cylindrical stator, a cylindrical rotor eccentrically located inside the cylindrical stator, a rotor drive shaft, rotor plates, wherein the cylindrical rotor consists of a shell with slots and a rigidly connected with the edges of the shell on one of its sides of the end disk with a sleeve mounted on the drive shaft, the slots in the rotor shell are located with equal angular displacements along the circumference of the shell, the rotor plates placed in the slots of the shell are made in the form of flat rectangular blades, each of which has one edge connected to several cylindrical rings, mounted with the possibility of rotation on a cylindrical rod, which at its end is fixed in the hub of one of the end caps of the cylindrical stator, has a common axis with it and is located in the rotor cavity, the free edges of the flat rectangular blades adjoin with minimal gaps to the mating surfaces of the cylindrical stator and its end caps, in the other end cap on the side of the cavity of the cylindrical stator there is a groove to accommodate the end disc of the cylindrical rotor, between the cylindrical rings and the cylindrical rod, as well as between the bushing of the end disc and the hub of the end cap of the cylindrical stator, bearings are installed, different in that the shell of the cylindrical rotor on the side opposite from the end disk is connected with its edges to a flat ring, which is located in a groove located in one of the end covers of the cylindrical stator, the slots in the rotor shell have extensions towards the inner surface of the rotor shell, on the outer There are stiffening ribs on the sides of the end caps.