RU9268U1

RU9268U1 - ROTARY VORTEX MACHINE

Info

Publication number: RU9268U1
Application number: RU98116670/20U
Authority: RU
Inventors: А.И. Лепеха; В.Д. Анохин
Original assignee: Лепеха Анатолий Иванович; Анохин Владимир Дмитриевич
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 1999-02-16

Abstract

1. Роторно-вихревая машина, в которой между статором и ротором образована рабочая полость, с расположенными в ней лопатками, связанными со статором, и разделителем, связанным с ротором, при этом в роторе выполнены подводной и отводной каналы, сообщающие рабочую полость с входным и выходным каналами, отличающаяся тем, что статор выполнен в виде диска, машина снабжена опорным диском, упругой подвеской, связанной с опорным диском, и обоймой, охватывающей статор и опорный диск, при этом ротор расположен между статором и опорным диском, входной канал выполнен в опорном диске, выходной - в статоре, а между ротором и обоймой выполнен кольцевой канал для сообщения отводного и выходного каналов.2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена основанием и головкой, в которых выполнены отверстия для прохода рабочей среды, при этом статор зажат между головкой и обоймой, отверстие в основании сообщено с входным каналом, а отверстие в головке - с выходным каналом.3. Машина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что упругая подвеска выполнена в виде плоского кольца, зажатого между обоймой и основанием.4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что между ротором и опорным диском выполнена дополнительная рабочая полость с лопатками и разделителем, связанным соответственно с опорным диском и ротором, а в роторе выполнены дополнительные подводной и отводной каналы, сообщающие эту полость соответственно с входным и выходным каналами.5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в каждой рабочей полости установлен по крайней мере один дополнительный разделитель, связанный с ротором, а в роторе выполнены пары дополнительных каналов, сообщающих рабочую полость1. A rotor-vortex machine, in which a working cavity is formed between the stator and the rotor, with blades located in it connected to the stator and a separator connected to the rotor, while the underwater and outlet channels communicating the working cavity with the input and output channels, characterized in that the stator is made in the form of a disk, the machine is equipped with a support disk, an elastic suspension associated with the support disk, and a cage covering the stator and the support disk, while the rotor is located between the stator and the support disk, input Cash is made in the supporting disk, the output is in the stator, and an annular channel is made between the rotor and the cage for communication of the outlet and output channels. 2. The machine according to claim 1, characterized in that it is provided with a base and a head in which openings are made for the passage of the working medium, while the stator is sandwiched between the head and the holder, the hole in the base is communicated with the inlet channel, and the hole in the head with the outlet channel .3. The machine according to claims 1 and 2, characterized in that the elastic suspension is made in the form of a flat ring sandwiched between the clip and the base. The machine according to claim 1, characterized in that between the rotor and the support disk an additional working cavity is made with blades and a separator connected respectively to the support disk and the rotor, and additional underwater and outlet channels are made in the rotor, communicating this cavity with the input and output, respectively channels. 5. The machine according to claim 1, characterized in that at least one additional separator connected to the rotor is installed in each working cavity, and a pair of additional channels communicating the working cavity are made in the rotor

Description

машина car

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в насосах, компрессорах или двигателях.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in pumps, compressors or engines.

Известна роторно-вихревая машина, в которой между статором и ротором образована рабочая полость, с расположенными в ней лопатками, связанными со статором, и разделителем, связанным с ротором, при этом в роторе выполнены подводной и отводной каналы, сообщающие рабочую полость с входным и выходным каналами (см. авторское свидетельство СССР JVb 735808, F01C 1/30, 1977).A rotary vortex machine is known in which a working cavity is formed between the stator and the rotor, with blades located therein connected to the stator and a separator connected to the rotor, while the underwater and outlet channels communicating the working cavity with the inlet and outlet are made in the rotor channels (see USSR copyright certificate JVb 735808, F01C 1/30, 1977).

Недостатком указанной машины являются перетечки рабочей среды по зазору между ротором и статором, который необходим для компенсации неточностей изготовления деталей и узлов машины, а также исключения возможности заклинивания ротора при его нагреве во время работы.. .The disadvantage of this machine is the overflow of the working medium by the gap between the rotor and the stator, which is necessary to compensate for inaccuracies in the manufacture of machine parts and components, as well as to exclude the possibility of jamming of the rotor when it is heated during operation ...

Изобретение направлено на повышение КПД машины путем уменьшения перетечек рабочей по зазору между ротором и статором за счет самоустановки ротора.The invention is aimed at increasing the efficiency of the machine by reducing the flow of working through the gap between the rotor and the stator due to the self-installation of the rotor.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в роторновихревой машине, в которой между статором и ротором выполнена рабочая полость, с расположенными в ней лопатками, связанными со статором, и разделителем, связанным с ротором, при этом в роF 01 D 1/08The solution of this problem is achieved by the fact that in a rotor-vortex machine, in which a working cavity is made between the stator and the rotor, with blades located in it connected to the stator and a separator connected to the rotor, while in pF 01 D 1/08

горе выполнены нодводной и отводной каналы, сообщающие рабочую нолость с входным и выходным каналами, согласно изобретению, статор выполнен в виде диска, машина снабжена опорным диском, упругой подвеской, связанной с опорным диском, и обоймой, охватывающей статор и онорный диск, нри этом ротор расноложен между статором и опорным диском, входпой канал выполнен в опорном диске, выходной канал - в статоре, а между ротором и обоймой выполнен кольцевой канал для сообщения отводного и выходного каналов.The mount is provided with a water and discharge channels communicating the working unit with the input and output channels, according to the invention, the stator is made in the form of a disk, the machine is equipped with a support disk, an elastic suspension connected with the support disk, and a holder covering the stator and the onor disk, including the rotor It is located between the stator and the reference disk, the input channel is made in the reference disk, the output channel is in the stator, and an annular channel is made between the rotor and the holder for communicating the output and output channels.

Предпочтительно, чтобы мащина была снабжена основанием и головкой, в которых вынолнены отверстия для прохода рабочей среды, , при этом статор зажат между головкой и обоймой, отверстие в основании сообщено с входным каналом, а отверстие в головке - с выходным каналом.Preferably, the machine was provided with a base and a head, in which openings were made for the passage of the working medium, while the stator is sandwiched between the head and the cage, the hole in the base is communicated with the inlet channel, and the hole in the head with the outlet channel.

Предпочтительно также, чтобы упругая подвеска была бы выполнена в виде плоского кольца, зажатого между обоймой и основанием.It is also preferable that the elastic suspension would be in the form of a flat ring sandwiched between the cage and the base.

Для увеличения производительности машины между ротором и опорным диском может быть выполнена дополнительная рабочая полость с лопатками и разделителем, связанными соответственно с опорным диском и ротором, а в роторе выполнены дополнительные подводной и отводной каналы, сообщающие эту полость соответственно с входным и выходным каналами.To increase the productivity of the machine between the rotor and the supporting disk, an additional working cavity with blades and a separator associated with the supporting disk and rotor, respectively, can be made, and additional underwater and outlet channels are made in the rotor, communicating this cavity with the input and output channels, respectively.

Кроме того, для увеличения производительности, в каждой рабочей полости может быть установлен по крайней мере один дополнительный разделитель, связанный с ротором, а в роторе выполнены пары дополнительных каналов, сообщающих рабочую нолость с входным и кольцевым каналами.In addition, to increase productivity, at least one additional separator connected to the rotor can be installed in each working cavity, and pairs of additional channels are made in the rotor, communicating the working number with the input and annular channels.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 представлен продольный разрез роторно-вихревой машины; на фиг. 2 вид на статор но стрелке А; на фиг. 3 - вид на ротор но стрелке Б; на фиг.4 - вид на ротор по стрелке Г; на фиг 5 вариант вынолнения ротора с двумя (основным и дополнительным) разделителями; на фиг 6 - нродольный разрез сборочного узла машины в увеличенном масштабе, на котором ротор показап в сечении по Г-Г фиг. 3, а статор - в сечении по Е-Е фиг. 2; на фиг. 7 - вариант вынолнения машины, в котором основание и головка соединены цилиндрическим корпусом; на фиг. 8 - вариант вынолнения машины, в котором основание и головка соединены шпильками.in FIG. 1 shows a longitudinal section of a rotary vortex machine; in FIG. 2 view of the stator but arrow A; in FIG. 3 - view of the rotor but arrow B; figure 4 is a view of the rotor in the direction of the arrow G; Fig. 5 embodiment of the rotor with two (primary and secondary) separators; in Fig. 6 is an enlarged longitudinal view of the machine assembly in which the rotor is shown in cross-section along G-D of Fig. 3, and the stator is in cross-section along EE of FIG. 2; in FIG. 7 is an embodiment of a machine in which the base and head are connected by a cylindrical body; in FIG. 8 is an embodiment of a machine in which the base and head are connected by studs.

Роторно-вихревая машина содержит статор, выполнепный в виде диска, ротор 2, онорный диск 3 с унругой нодвеской 4, обойму 5, охватывающую статор 1 и опорный диск 3, основание 6 и головку 7, В основании 6 и головке 7 выполнены соответственно отверстия 8 и 9 для прохода рабочей среды. Упругая подвеска 4 выполнена в виде плоского кольца, зажатого между обоймой 5 и основанием 6. Ротор 2 расположен между статором 1 и онорным диском 3. Между статором 1 и ротором 2 образована торообразная (имеюш,ая в меридиональном сечении овальный или круглый профиль) рабочая полость К). В рабочей полости расположены лонатки 11, связанные со статором 1, и разделитель 12, связанный с ротором 2. В опорном диске выполнен входной канал 13, сообщенный с отверстием 8 в основании, а в статоре выполнен выходной канал ( в виде пазов) 14, сообщенный с отверстием 9 в головке 7. В роторе 2 выполнены нодводной и отводной каналы 15 и 16, сообщающие рабочую полость 10 с входным и выходным каналами 13 и 14, при этом для сообщения отводного и выходного каналов 16 и 14 между ротором 2 иThe rotary vortex machine contains a stator, made in the form of a disk, a rotor 2, a onor disk 3 with a different suspension, 4, a cage 5, covering the stator 1 and the supporting disk 3, the base 6 and the head 7, holes 8 are made in the base 6 and head 7, respectively and 9 for the passage of the working environment. The elastic suspension 4 is made in the form of a flat ring sandwiched between the yoke 5 and the base 6. The rotor 2 is located between the stator 1 and the onor disk 3. A working cavity is formed between the stator 1 and rotor 2 (having an oval or round profile in the meridional section) TO). In the working cavity are located the winders 11, connected with the stator 1, and the separator 12, connected with the rotor 2. The input channel 13 is made in the supporting disk, connected to the hole 8 in the base, and the output channel (in the form of grooves) 14, communicated in the stator with a hole 9 in the head 7. In the rotor 2 there are made water and outlet channels 15 and 16, communicating the working cavity 10 with the input and output channels 13 and 14, while for the communication of the outlet and output channels 16 and 14 between the rotor 2 and

обоймой 5 выполнен кольцевой канал 17. Между упругой подвеской 4 п опорным дпском 3 размещена по крайней мере одна регулировочная прокладка 18. Между ротором 2 п опорным диском 3 может быть выполнена дополнительная рабочая полость 19 с лопатками 11 и разделителем 12, связанными соответственно с опорным диском и ротором, а в роторе выполнены дополнительные подводпой и отводной каналы 20 и 21 для сообщепия этой полости с входным и выходным каналами 13 и 14. В рабочих полостях 10 и 19 может быть установлено, по крайпей мере, по одному дополнительному разделителю 22. связанному с ротором, а в роторе выполнены пары дополнительных каналов 23 и 24, сообщающих рабочие полости 10 и 19 с входным и кольцевым каналами.at least one adjusting gasket 18 is located between the elastic suspension 4 and the support casing 3. An additional working cavity 19 can be made between the rotor 2 and the support disk 3 with blades 11 and a separator 12 connected respectively to the support disk and the rotor, and in the rotor additional sub-channels and outlet channels 20 and 21 are made for the assembly of this cavity with input and output channels 13 and 14. In working cavities 10 and 19, at least one additional section can be installed body 22. connected to the rotor, and in the rotor, pairs of additional channels 23 and 24 are made, communicating working cavities 10 and 19 with the input and annular channels.

На роторе и статоре, а также роторе и опорном диске, могут быть установлены нары антифрикционных колец 25 и 26. Для осевого поджатия элементов машины друг к другу смежные обойма 5, основание 6 и головка 7 могут быть соединены непосредственно друг с другом по резьбе или основание и головка могут быть соединены между собой цилиндрическим корпусом 27 или щпильками 28.On the rotor and stator, as well as the rotor and the support disk, bunks of antifriction rings 25 and 26 can be installed. For axial compression of the machine elements to each other adjacent cage 5, base 6 and head 7 can be directly connected to each other by thread or base and the head can be interconnected by a cylindrical body 27 or by pins 28.

Роторно-вихревая машина работает следующим образом.Rotary vortex machine operates as follows.

При работе роторно-вихревой машины в режиме двигателя поток рабочей среды через отверстие 8 и каналы 13 и 15 нодается в рабочую полость 10, где под действием торообразных участков новерхностей статора 1 и ротора 2 и лопаток 11 приобретает вихреобразный характер, исключающий возможность ее свободного перетекания по рабочей полости 10 через отводной канал 16, кольцевой и выходной каналы 17 и 14 и отверстие 8 в с атмосферу. В результате разделитель 12 оказывается под действием перепада давлений рабочей среды, и ротор совершает вращательное движение, которое передается на связанный с ним вал машины.When the rotor-vortex machine is in the engine mode, the flow of the working medium through the hole 8 and channels 13 and 15 is fed into the working cavity 10, where, under the action of toroidal sections of the surfaces of the stator 1 and rotor 2 and blades 11, it acquires a vortex-like character, which excludes the possibility of its free flow over the working cavity 10 through the outlet channel 16, the annular and output channels 17 and 14 and the hole 8 in the atmosphere. As a result, the separator 12 is exposed to a differential pressure of the working medium, and the rotor performs a rotational movement, which is transmitted to the associated shaft of the machine.

При работе машины в режиме насоса или компрессора при врашении ротора рабочая среда, находящаяся в рабочей полости К), под воздействием па нее разделителя 12, лопаток 11 и торообразпых участков поверхностей статора 1 и ротора 2 приобретает вихреобразное движение. Такое движение рабочей среды препятствует ее свободному перетеканию по рабочей полости 10 в направлении врашепия ротора. При этом под воздействием перемещающегося разделителя давление рабочей среды повышается, и рабочая среда вытесняется в отводной канал 16 и через каналы 17, 14 и отверстие 9 поступает к потребителю. Через отверстие 8 и каналы 13 и 15 в рабочую полость засасывается новое количество рабочей среды.When the machine is in pump or compressor mode when the rotor is rotated, the working medium located in the working cavity K), under the influence of the separator 12, blades 11 and toroidal sections of the surfaces of the stator 1 and rotor 2, acquires a swirling motion. This movement of the working medium prevents its free flow over the working cavity 10 in the direction of rotation of the rotor. In this case, under the influence of a moving separator, the pressure of the working medium rises, and the working medium is forced into the outlet channel 16 and through the channels 17, 14 and the hole 9 enters the consumer. Through the hole 8 and channels 13 and 15, a new amount of the working medium is sucked into the working cavity.

При выполнеии, в машине дополнительной рабочей полости 19 с лопатками 11 и разделителем 12 обеспечивается преобразование энергии дополнительного количества рабочей среды, поступающей в эту полость по каналу 20. Процессы преобразования энергии аналогичны описанным выше для работы машины в режиме двигателя и насоса или компрессора. Размещение в рабочей полости дополнительного разделителя при работе в режиме двигателя приводит к увеличению площади, воспринимающей давдление рабочей среды, и тем самым к увеличению крутящего момента (при некотором снижении сопротивления перетечкам по рабочей полости и соответственно снижении КПД ).При работе в режиме насоса или комнрессора наличие дополнительного разделителя приводит к нагнетанию в кольцевой канал 17 удвоенного ( не считая потерь ) объема рабочей среды.When performing, in the machine, the additional working cavity 19 with blades 11 and the separator 12 provides the conversion of energy of an additional amount of the working medium entering the cavity through the channel 20. The energy conversion processes are similar to those described above for the operation of the machine in the engine and pump or compressor mode. Placing an additional separator in the working cavity during operation in engine mode leads to an increase in the area perceiving the pressure of the working medium, and thereby to an increase in torque (with a slight decrease in resistance to overflows in the working cavity and, accordingly, reduction in efficiency). When operating in pump or compressor mode the presence of an additional separator leads to the injection into the annular channel 17 of a doubled (excluding losses) volume of the working medium.

При работе машины как в режиме двигателя, так и в режиме иасоса или компрессора, опорный диск 3 иод действием упругих сил подвески 4 воздействует на ротор 2 и заставляет его прижиматься к статору 1, компенсируя осевые погрешности изготовления и износа машины. При этом пары антифрикпионных колец 25 и 26, прижимаясь друг к другу, уменьшают утечки рабочей среды из рабочей полости 10 19 во входпой канал 13 по зазорам между ротором и статором и ротором и опорным диском. При температурных расширениях элементов машины в нроцессе работы опорный диск перемешается вниз, предотвращая тем самым заклинивание ротора между статором и опорным диском.When the machine is operating both in the engine mode and in the pump or compressor mode, the iodine support disk 3 acts on the rotor 2 by the action of the elastic forces of the suspension 4 and forces it to be pressed against the stator 1, compensating for axial errors in the manufacture and wear of the machine. In this case, the pairs of anti-friction rings 25 and 26, pressing against each other, reduce the leakage of the working medium from the working cavity 10 19 into the inlet channel 13 through the gaps between the rotor and the stator and the rotor and the supporting disk. During thermal expansions of machine elements in the operation process, the support disk is mixed downward, thereby preventing jamming of the rotor between the stator and the support disk.

Claims

1. A rotor-vortex machine, in which a working cavity is formed between the stator and the rotor, with blades located in it connected to the stator and a separator connected to the rotor, while the underwater and outlet channels communicating the working cavity with the input and output channels, characterized in that the stator is made in the form of a disk, the machine is equipped with a support disk, an elastic suspension associated with the support disk, and a cage covering the stator and the support disk, while the rotor is located between the stator and the support disk, input Cash is made in the support disk, the output is in the stator, and an annular channel is made between the rotor and the cage to communicate the bypass and output channels.

2. The machine according to claim 1, characterized in that it is provided with a base and a head in which openings are made for the passage of the working medium, the stator being sandwiched between the head and the holder, the hole in the base is communicated with the inlet channel, and the hole in the head with output channel.

3. The machine according to claims 1 and 2, characterized in that the elastic suspension is made in the form of a flat ring sandwiched between the cage and the base.

4. The machine according to claim 1, characterized in that between the rotor and the support disk an additional working cavity is made with blades and a separator associated respectively with the support disk and the rotor, and additional underwater and outlet channels are made in the rotor, communicating this cavity, respectively, with the input and output channels.

5. The machine according to claim 1, characterized in that at least one additional separator connected to the rotor is installed in each working cavity, and pairs of additional channels are made in the rotor, communicating the working cavity with the input and annular channels.