SK10482003A3 - Stroj s rotačnými piestami pre stlačiteľné média - Google Patents

Stroj s rotačnými piestami pre stlačiteľné média Download PDF

Info

Publication number
SK10482003A3
SK10482003A3 SK1048-2003A SK10482003A SK10482003A3 SK 10482003 A3 SK10482003 A3 SK 10482003A3 SK 10482003 A SK10482003 A SK 10482003A SK 10482003 A3 SK10482003 A3 SK 10482003A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
rotor
section
rotary
rotary piston
sections
Prior art date
Application number
SK1048-2003A
Other languages
English (en)
Other versions
SK287849B6 (sk
Inventor
Ulrich Becher
Original Assignee
Ateliers Busch S. A.
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 Ateliers Busch S. A. filed Critical Ateliers Busch S. A.
Publication of SK10482003A3 publication Critical patent/SK10482003A3/sk
Publication of SK287849B6 publication Critical patent/SK287849B6/sk

Links

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
    • 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
    • F04C18/082Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084Toothed wheels
    • 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
    • F04C18/123Rotary-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 or approximately radially from the rotor body extending tooth-like elements, co-operating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth
    • 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
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • 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
    • F04C18/14Rotary-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 toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-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 toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka stroja s rotačnými piestami pre stlačiteľné média s aspoň dvomi rotačnými piestami, utesnenými v spoločnej skrini a vzájomne spolu otočnými regulovaným spôsobom, pričom rotačné piesty majú množinu kotúčovitých úsekov, ktoré spolu vzájomne zaberajú vo dvojiciach, ktorých hrúbka sa znižuje v smere k tlakovej strane, pričom každý kotúč má aspoň jednu povrchovú plochu a jednu jadrovú plochu, ktoré sú vytvorené prostredníctvom riadiacich kriviek prebiehajúcich pozdĺž oblúkov kružníc so stredom na ose príslušného rotačného piesta a príslušne prepojené medzilahlou plochou.
Doterajší stav techniky
Rotačné piesty pre vákuové čerpadlá alebo pre objemové čerpadlá pre plyny sú obvykle vyrábané vo forme dvojíc skrutkových vretien. Pre účely vytlačovania alebo stlačovania majú tieto skrutkové vretená premenlivé stúpanie. Skrutkové kompresory pre plyny s dvomi skrútkami, ktoré spolu vzájomne zaberajú a ktorých stúpanie sa konštantné znižuje smerom k tlakovej strane, sú známe.
Aj keď také kompresory sú schopné dosahovať vysoké kompresné pomery, tak výroba dvojíc skrutkových vretien s rozdielnymi osami stúpania je technicky velmi ťažká, a to najmä z toho dôvodu, že tieto skrutky musia spolu vzájomne zaberať pokiaľ možno bez akejkoľvek vôle za účelom dosahovania minimálnych tlakových strát. To znamená, že výroba skrutkového kompresoru takého typu je velmi nákladná.
Na druhej strane sú známe takzvané Rootsové dúchadlá, opatrené dvomi rotačnými piestami kotúčovitého tvaru, ktoré spolu vzájomne zaberajú. K priechodu vzduchu dochádza uhlopriečne protiľahlé vzhladom k ose otáčania rotačných piestov, takže tieto kompresory sú vhodné pre veľké množstvá vzduchu, avšak iba pre nízke kompresné pomery.
Za účelom dosahovania vysokých kompresných pomerov je nutné použiť niekolko kompresorových jednotiek tohto typu, zapojených do série alebo usporiadaných tak, aby bolo vytvorené viacstupňové Rootsové dúchadlo.
Za účelom odstránenia ťažkej výroby skrutkových vretien s premenlivým stúpaním bolo už navrhnuté vyvinúť rotačné piesty ako rotačné piesty so znižujúcim sa osadením.
V patentovom spise DE 29 34 065 sú popísané také rotačné piesty so znižujúcim sa osadením u stroja s rotačnými piestami takého typu, ktorý bol už zmienený na začiatku tohto textu.
U tohto stroja sú vretená opatrené drážkami vo tvare pseudozávitu, vytvorených prostredníctvom odstupňovaných zahĺbení, opatrených obvodmi pod pravými uhlami vzhladom k ose vretena a nasledujúcimi jeden za druhým v skrutkovej línii. V týchto drážkach zaberá v rovine, určené dvomi osami vretena, odpovedajúcim spôsobom vytvorený hrebeň závitového typu u protiľahlého vretena a vymedzuje drážkový objem s každým závitom, takže ako sa vretená odvaľujú jedno za druhým, tak hrebeň premiestňuje drážkové objemy so stlačiteľným médiom od vstupu k výstupu, takže drážkové objemy sa menia a je tak dosahovaný požadovaný tlakový rozdiel medzi vstupom a výstupom.
Vretená majú vo svojom priereze polkruhový obrys s výrezom, vymedzeným jadrovou oblasťou a s dvomi osadeniami vytvárajúcimi medziľahlými oblasťami. Výsečové uhly vonkajších povrchových plôch a vnútorných jadrových oblastí o
majú rovnakú veľkosť, a to najmä 180 .
Nevýhodou u týchto strojov s rotačnými piestami je veľký počet osadených obvodov, ktorý je nutný pre vytvorenie drážky vo forme pseudozávitu, ktorého výroba vyžaduje uskutočnenie veľkého počtu operácií strojného obrábania.
Ďalšia nevýhoda spočíva vo vysokom stupni presnosti opracovania dosadajúcich plôch, čo sa vyžaduje za účelom minimalizácie tlakových strát medzi jednotlivými stupňami.
Zjednodušená konštrukcia zmenšujúceho sa rotačného piestu je popísaná v patentovom spise DE 29 44 714. V tomto zverejnenom patentovom spise je navrhnutá vrstvená konštrukcia rotačných piestov, pričom každý rotor obsahuje množinu jednotlivých kotúčov so zhodným čelným profilom, najmä s povrchovými plochami a jadrovými plochami, z ktorých o
každá má úsekový uhol 180 , avšak s meniacimi sa hrúbkami alebo priemerom.
Neprítomnosť tesniaceho účinku medzi rotačnými piestami tejto konštrukcie, čo spôsobuje spätné prúdenie plynu a nízky kompresný pomer, by mala byť kompenzovaná vysokou prevádzkovou rýchlosťou, čo však ďalej prináša tepelné a mechanické problémy, rovnako ako vysoké hladiny hluku.
Skôr zverejnený patentový spis AT 261 792 tiež popisuje stroj s rotačnými piestami tohto typu, u ktorého postupne sa zužujúce rotačné piesty obsahujú jednotlivé kotúče so zhodnými prierezmi. Každý kotúč má dve vonkajšie povrchové plochy, umiestnené vzájomne protiľahlé, a dve vnútorné jadrové plochy, umiestnené vzájomne protiľahlé, ktorých úsekové uhly sú všetky rovnaké a majú veľkosť 90 .
U tohto tvaru kotúčov a s týmto usporiadaním presadenia v rotore musí byť šírka medzery medzi protiľahlými kotúčami udržovaná pokiaľ možno čo najmenšia. Povrchové plochy a jadrové plochy sú preto spojené prostredníctvom medziľahlých plôch, vytvorených ako rozšírené epicykloidy pre účel zaistenia tesniaceho účinku medzi kotúčami. V dôsledku toho musia byť ako jej profil, tak i vonkajší synchronizačný mechanizmus stroja velmi presne obrobené, čo je však nákladné.
I keď zhora uvedený zverejnený patentový spis AT 261 792 zaisťuje zníženie tepelného zaťaženia na okrajových koncoch prostredníctvom zaobleného tvaru, tak nemôže odstrániť spätné prúdenie plynu.
Podstata vynálezu
Predmet tohto vynálezu sa týka výroby stroja s rotačnými piestami s vysokým kompresným pomerom, a to najmä vákuového čerpadla, u ktorého je zaistené lepšie koncové vákuum, než u rotačného lopatkového čerpadla, a ktoré je približne podobné viacstupňovým Rootsovým dúchadlom.
Výroba takého stroja môže byť ovela menej nákladná, než je tomu u viacstupňových čerpadiel, a tiež ovela menej nákladná, než u skrutkových čerpadiel. Okrem toho vnútorné kompresie stlačiteľného média alebo plynu je uskutočňovaná za účelom dosiahnutia zníženia spotreby energie, ako i zníženia prevádzkovej teploty. A konečne hladiny hluku behom prevádzky by mali byť pokial možno čo najnižšie.
V súlade s predmetom tohto vynálezu bol preto vyvinutý stroj s rotačnými piestami pre stlačiteľné média, s aspoň dvomi rotačnými piestami, utesnenými v spoločnej skrini, ktoré sú vzájomne spolu otočné regulovaným spôsobom, pričom dva rotačné piesty majú množinu kotúčovitých úsekov, ktoré spolu vzájomne zaberajú vo dvojiciach, ktorých hrúbka a/alebo priemer sa znižujú v smere k tlakovej strane, pričom každý kotúč má aspoň jednu povrchovú plochu a jednu jadrovú plochu, vytvorené prostredníctvom riadiacich kriviek, prebiehajúcich pozdĺž oblúkov kružníc so stredom na ose príslušného rotačného piestu, a príslušne prepojené medzilahlou plochou.
Úsekový uhol povrchovej plochy a jadrové plochy príslušného kotúča nie sú zhodné, pričom kotúče majú rôzne priečne profilové obrysy, opakujúce sa periodicky pozdĺž osy piestu, pričom každý kotúč je presadený pod uhlom vzhladom ku dvom priliehajúcim kotúčom rovnakého piestu takým spôsobom, že tieto tri kotúče majú spoločnú riadiacu krivku prostredníctvom jedného úseku ich jadrových plôch a vytvárajú komoru.
Oba priliehajúce kotúče u kotúča s povrchovou plochou, ktorého úsekový uhol je väčší, než úsekový uhol jadrovej plochy, majú s výhodou povrchové plochy, ktorých úsekové uhly sú menšie, než úsekové uhly jadrových plôch.
Medzilahlé plochy kotúča s výhodou príslušne vytvárajú s medzilahlou plochou priliehajúceho kotúča kontinuálnu medzilahlú plochu so spoločnou riadiacou krivkou.
Dva rotačné piesty sú s výhodou uložené mimoosne a s rovnobežnými osami, pričom uvedené kotúče majú vonkajšie povrchové plochy a vnútorné jadrové plochy, ktoré sú tvorené riadicimi krivkami príslušného jedného vonkajšieho valca a jedného jadrového valca, pričom hrúbka kotúčovitých úsekov sa znižuje smerom k tlakovej strane.
Synchronizačný mechanizmus je s výhodou usporiadaný tak, aby poskytoval opačný smer otáčania na dvoch rotačných piestoch.
Priemery vonkajších povrchových plôch a jadrových plôch dvoch rotačných piestov sú s výhodou zhodné.
Úsekový uhol vonkajšej povrchovej plochy každého druhého kotúča rotačného piestu je s výhodou menší, než 90 , najmä menší, než 60 .
Hrúbka kotúčov v smere k tlakovej strane s výhodou znižuje každé dva kotúče o konštantný faktor.
Rotačné piesty majú s výhodou rôzne vonkajšie priemery, pričom hrúbka úsekov hlavného rotora, ktoré majú vonkajšiu povrchovú plochu s malým úsekovým uhlom, je príslušne väčší, než hrúbka úsekov hlavných rotorov s povrchovými plochami s veľkým úsekovým uhlom.
Priemer jadrovej plochy hlavného rotora je s výhodou zhodný s priemerom vonkajšej povrchovej plochy vedlajšieho rotora.
Každý kotúč hlavného rotora má s výhodou dve vzájomne protiľahlé jadrové plochy a dve vonkajšie vzájomne protiľahlé povrchové plochy, pričom rýchlosť otáčania vedlajšieho rotora je dvojnásobná, než rýchlosť otáčania hlavného rotora.
Synchronizačný mechanizmus je s výhodou usporiadaný tak, že poskytuje rovnaký smer otáčania rotačných piestov, pričom rotačné piesty majú rôzne vonkajšie priemery, a hrúbka úsekov hlavného rotora, ktoré majú vonkajšiu povrchovú plochu s malým úsekovým uhlom, je príslušne väčší, než hrúbka úsekov hlavného rotora s povrchovými plochami s veľkým úsekovým uhlom.
Sled periodicky sa opakujúcich priečnych profilových obrysov zahrnuje kotúče, pozostávajúce iba z jadrového valca, a/alebo blokovacích kotúčov.
Stroj s rotačnými piestami podľa tohto vynálezu s výhodou obsahuje rotačné piesty, uložené na vnútornej ose, najmä vonkajší rotor, vnútorný rotor, a rotor v tvare písmena G, pričom vonkajší rotor a vnútorný rotor majú množinu kotúčovitých úsekov, vzájomne spolu zaberajúcich vo dvojiciach, ktorých hrúbka a/alebo priemer sa znižujú v smere k tlakovej strane, pričom každý kotúč vonkajšieho a vnútorného rotora má aspoň jednu povrchovú plochu a jednu jadrovú plochu, vytvorené prostredníctvom riadiacich kriviek, prebiehajúcich pozdĺž oblúkov kružníc so stredom na ose príslušného rotora, a príslušne prepojených prostredníctvom medzilahlej plochy, pričom úsekové uhly povrchovej plochy a jadrové plochy príslušného kotúča nie sú zhodné, pričom kotúče majú rôzne priečne profilové obrysy, opakujúce sa periodicky pozdĺž osy rotora, a každý kotúč je presadený pod uhlom vzhladom k dvom priľahlým kotúčom rovnakého rotora takým spôsobom, že tieto tri kotúče majú spoločnú riadiacu krivku prostredníctvom úseku a vytvárajú komoru.
Synchronizačný mechanizmus je s výhodou usporiadaný tak, že poskytuje rovnaký smer otáčania rotorov s prevodom 1 : 1.
Oba kotúče, priľahlý ku kotúči s povrchovou plochou, ktorého úsekový uhol je väčší, než úsekový uhol jadrovej plochy, majú s výhodou povrchové plochy, ktorých úsekové uhly sú menšie, než úsekový uhol jadrových plôch.
Medzilahlé plochy kotúča vytvárajú príslušne s medziľahlou plochou priľahlého kotúča kontinuálnu medziľahlú plochu so spoločnou riadiacou krivkou.
Rotory sú s výhodou uložené s rovnobežnými osami, pričom uvedené riadiace krivky sú valcové riadiace krivky, pričom hrúbka úsekov sa zmenšuje v smere k tlakovej strane.
Osy rotorov sú s výhodou usporiadané ako šikmé osy, pričom uvedenými riadiacimi krivkami sú kužeľovité riadiace krivky, a priemery úsekov rotorov sa zmenšujú v smere k tlakovej strane, pričom úseky vonkajšieho rotora a vnútorného rotora majú tvar guľovej misky namiesto diskového tvaru.
Takže zhora uvedené úlohy boli dosiahnuté u stroja s rotačnými piestami zhora uvedeného typu, u ktorého úsekové uhly povrchovej plochy a jadrovej plochy príslušného kotúča nie sú zhodné, pričom kotúče majú rôzne priečne profilové obrysy, ktoré sa periodicky opakujú pozdĺž hriadelového piestu, pričom každý kotúč je presadený pod určitým uhlom vzhľadom k dvom priľahlým kotúčom rovnakého rotačného piestu takým spôsobom, že tieto tri kotúče majú spoločné riadiace krivky prostredníctvom jedného úseku ich jadrových plôch a vytvárajú komoru.
S pomocou tohto typu konštrukcie je odstupňované špirálovité stúpanie s vodorovnými medzilahlými úsekmi medzi dvomi komorami vytvorené na samostatnom nezostavenom rotačnom pieste. Sled komôr je vytvorený v osovom smere s volitelne premenlivým objemom, to znamená s voliteľne premenlivou vnútornou kompresiou prostredníctvom volitelne premenlivej hrúbky na kotúčovitých úsekoch.
Využitie sledov kotúčovitých úsekov s rôznymi priečnymi profilovými obrysami znamená, že pri určitom počte komôr môže byť celkový počet úsekov udržovaný nižší, než v prípade strojov s rotačnými piestami, ktoré sú opatrené postupne so zužujúcimi piestami, známymi z doterajšieho stavu techniky.
S menším počtom úsekov muže byť každý rotačný piest vyrábaný z jedného kusu, čo prispieva k výraznému zlepšeniu rozmerovej stability, a čo predstavuje menšie tepelné nebezpečie než je tomu u sústavy jednotlivých kotúčov.
Pokial je prevádzková teplota stroja s rotačnými piestami nízka v dôsledku využívaného spôsobu, môžu byť rotačné piesty tiež vytvorené zo sledu jednotlivých profilových kotúčov, usporiadaných v osovom smere jeden na vrchole druhého, v dôsledku čoho dochádza k úsporám výrobných nákladov.
V nasledujúcom popise je výraz „kotúč alebo „disk, pokiaľ nie je stanovené inak, používaný ako pre jednotlivé profilové kotúče, tak i pre kotúčovité úseky u piestu z jedného kusu.
Objemový stroj podľa tohto vynálezu je bezdotykový a konštantné sa otáčajúci. Medzery medzi dvomi rotačnými piestami, ktoré sa spolu vzájomne otáčajú, môžu byť rozdelené do troch typov:
a) Povrchová plocha/jadrová plocha protiľahlých kotúčovitých úsekov: Tieto lineárne medzery sú stanovené prostredníctvom presnosti výroby valcových plôch piestov, a vzdialenosti medzi dvomi osami otáčania. Nízke hodnoty medzier je možné dosiahnúť s použitím bežnej výrobnej technológie.
b) Predná plocha/predná plocha kotúčovitých úsekov, ležiacich jeden na vrchole druhého: šírky medzier u týchto plochých medzier je možné tiež udržovať na nízkej úrovni s využitím moderných výrobných a obrábacích strojov. Velké dĺžky medzier pozdĺž smeru prúdenia medzi rotačnými piestami zaisťujú dobré utesnenie, a tým i dobrý koncový podtlak.
c) Medziľahlá plocha/medziľahlá plocha protiľahlých úsekov, najmä vrcholy/konkávny bok: s pomocou presadenia kotúčovitých úsekov podľa tohto vynálezu nie sú tieto šírky medzier kritické, pričom môžu ležať v rozmedzí milimetrov, čo podstatne uľahčuje výrobu a obrábanie medzíiahlých plôch. Pretože tieto šírky medzier tiež vymedzujú prípustnú uhlovú vôľu medzi rotačnými piestami, je tá prípustná uhlová vola velmi veľká, čo znamená, že požiadavky na synchronizačný mechanizmus stroja s rotačnými piestami sú nižšie, takže ich voľba alebo realizácia sú jednoduššie.
Teoretické cykloídne zakrivené medzilahlé plochy, to znamená rovnobežnostenné plochy, ktoré príslušne spojuje povrchové plochy a jadrové plochy, t j . vonkajší a jadrový valec kotúčovitého profilového úseku potom pri otáčaní rotačných piestov v opačnom smere nemajú žiadnu kritickú tesniacu funkciu, ktorá by bola podstatná pre prevádzku, takže opisujú teoretický maximálny obrys.
Profilový obrys medziľahlej plochy môže byť uskutočnený trochu menší alebo plošší, než je teoretický maximálny obrys, pričom môže byť vyrobený oveľa ľahšie, napríklad obrys bez výrezu a/alebo skutočne priamy, takže z týchto dôvodov môže byť veľmi výhodný, pričom je veľmi účinný pri prevádzke. V dôsledku toho dochádza tiež k zvýšeniu prípustnej uhlovej vôle pri prevádzke.
Z praktických dôvodov potom oba kotúče, priľahlý ku kotúči s vonkajšou povrchovou plochou, ktorého úsekový uhol je väčší, než úsekový uhol jadrovej plochy, majú vonkajšie povrchové plochy, ktorých úsekové uhly sú menšie, než úsekové uhly jadrových plôch.
Z praktických dôvodov je teda veľký i rozdiel medzi úsekovými uhlami vonkajšej povrchovej plochy a jadrovej plochy kotúčovitého úseku. Úsekový uhol tejto povrchovej plochy pre kotúč s malou vonkajšou povrchovou plochou je s výhodou menší, než 90 , pričom je ešte výhodnejšie menší, než 60 . Taký kotúč leží proti kotúču ďalšieho rotačného piestu s úsekovým uhlom vonkajšej povrchovej plochy, ktorý je o
odpovedajúcim spôsobom väčší, než 270 , poprípade väčší, než 300° .
Komory príslušného rotačného piestu sú s výhodou usporiadané takým spôsobom, že medzilahlé plochy kotúča vytvárajú príslušne s medzilahlou plochou priľahlého kotúča kontinuálnu medzilahlú plochu so spoločnými riadiacimi krivkami.
Synchronizačný mechanizmus stroja s rotačnými piestami podľa tohto vynálezu môže byť zvolený takým spôsobom, že dva mimoosové rotačné piesty majú opačný smer otáčania. Vonkajšie rozmery rotačných piestov, priemery jadrových valcov, rovnako ako prevod môžu byť potom zvolené takým spôsobom, že sa piesty po sebe vzájomne odvalujú bez prekízavania, pričom povrchová plocha kotúčovitého úseku sa odvaluje po jadrovej ploche protiľahlého úseku.
Pokiaľ počet povrchových plôch a jadrových plôch kotúčovitého úseku je príslušne zhodný, ako je tomu u protiľahlého úseku ďalšieho rotačného piestu, tak potom musí byť zvolený prevod 1 : 1. Pokial však tento počet kolísa, potom musí byť zvolený príslušný prevod.
U ďalších uskutočnení s asymetrickou distribúciou energie majú dva mimoosové rotačné piesty rovnaký smer otáčania.
U ešte ďalších kompaktných uskutočnení majú dva rotačné piesty vnútornú osu, to znamená, že sú vytvorené ako vonkajší rotor a vnútorné rotor s prídavným rotorom v tvare písmena G.
U niekoľkých konštrukcií rotačných piestov majú kotúčovité úseky príslušného rotačného piestu iba dva striedajúce sa čelné úsekové profilové obrysy.
Okrem toho potom priemery povrchových alebo vonkajších válcov a jadrových valcov u mimoosových rotačných piestov môžu byť príslušne zhodné, pričom úsek prvého piestu má jeden čelný úsekový profilový obrys, zatiaľ čo protiľahlý úsek druhého piestu má ďalší čelný úsekový profilový obrys, a to v rovnakej rovine pod pravými uhlami k ose piestu.
Dva rotačné piesty môžu byť tiež uskutočnené ako hlavný rotor a vedľajší rotor s odlišnými priemermi, a v dôsledku toho i s premenlivými výstupmi hriadeľa až do 100 : 0 %, čo je výhodné pre uskutočnenie synchronizačného mechanizmu.
U niektorých takých uskutočnení rotačných piestov sa sledy úsekov s rôznymi čelnými výrezovými profilovými obrysami striedajú s kruhovými blokovacími kotúčami, takže príslušný piest má úseky s tromi alebo viacerými odlišnými profilovými obrysami.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález bude v ďalšom podrobnejšie objasnený na príkladoch jeho konkrétneho uskutočnenia, ktorých popis bude podaný s prihliadnutím k priloženým obrázkom výkresov, kde:
obr. 1 znázorňuje bočný nárysný pohľad na prvé uskutočnenie rotačného piestu podľa tohto vynálezu so štrnástimi na sebe naskladanými kotúčami, očíslovanými od 0 do 13 ;
obr. 2 znázorňuje bočný nárysný pohľad na odpovedajúci druhý rotačný piest podľa prvého uskutočnenia predmetu tohto vynálezu;
obr. 3 znázorňuje pôdorysný pohľad od sacej strany na zostavený rotačný piest podľa obr. 1 a obr. 2, pričom úsek „0 rotačného piestu podľa obr. 2 bol vynechaný;
obr. 4 znázorňuje úsek/prietok, to znamená diagram uhlov pootočenia, ktorý schématicky znázorňuje fungovanie prvého uskutočnenia;
obr. 5 znázorňuje bočný nárysný pohľad na dvojicu rotačných piestov s jedenástimi úsekami podľa tretieho uskutočnenia predmetu tohto vynálezu s hlavným rotorom s jedenástimi úsekami, očíslovanými od 0 do 10;
obr. 6 znázorňuje pohlad v priečnom reze úsekom 1 u zostaveného rotačného piestu podlá obr. 5;
obr. 7 znázorňuje pohľad v priečnom reze úsekom 2 podľa obr. 5;
obr. 8 znázorňuje diagram úsek/uhol pootočenia, ktorý schématicky zobrazuje fungovanie tretieho uskutočnenia predmetu tohto vynálezu;
obr. 9 znázorňuje diagram úsek/uhol pootočenia, ktorý schématicky zobrazuje fungovanie štvrtého uskutočnenia predmetu tohto vynálezu;
obr. 10 znázorňuje schématicky zobrazuje predmetu tohto vynálezu diagram úsek/uhol pootočenia, ktorý fungovanie piateho uskutočnenia obr. 11 znázorňuje bočný nárysný pohlad na dvojicu rotačných piestov podľa šiesteho uskutočnenia predmetu tohto vynálezu so sedemnástimi úsekami, očíslovanými od 0 do 16;
obr. 12 znázorňuje pohlad v priečnom reze úsekom 1 zostavených rotačných piestov podľa obr. 11;
obr. 13 znázorňuje pohlad v priečnom reze zostavených rotačných piestov podľa obr. 11;
obr. 14 znázorňuje pohlad v priečnom reze zostavených rotačných piestov podľa obr. 11;
úsekom 2 úsekom 3 obr. 15 znázorňuje pohľad v priečnom reze úsekom 4 zostavených rotačných piestov podľa obr. 11;
obr. 16 znázorňuje úsek/prietok, to znamená diagram uhlov pootočenia, ktorý schématicky zobrazuje fungovanie šiesteho uskutočnenia predmetu tohto vynálezu;
obr. 17 znázorňuje diagram úsek/prietok, ktorý schématicky zobrazuje prvých deväť úsekov u siedmeho uskutočnenia a ich vzájomné spolupôsobenie;
obr. 18 znázorňuje pohľad v priečnom reze vonkajšieho rotora u uskutočnenia podľa obr. 17;
obr. 19 znázorňuje pohľad v priečnom reze vonkajšieho rotora u uskutočnenia podľa obr. 17;
obr. 20 znázorňuje pohľad v priečnom reze vnútorného rotora u uskutočnenia podľa obr. 17;
úsekom úsekom 2 úsekom obr. 21 znázorňuje pohľad vnútorného rotora u uskutočnenia v priečnom reze podľa obr. 17;
úsekom 2 obr. 22 znázorňuje rotor v tvare písmena G pohľad v priečnom reze na kosákovitý u uskutočnenia podľa obr. 17; a obr. 23 znázorňuje čiastočný pohľad v osovom reze na úsek vnútorného rotora a na časti vonkajšieho rotora, ktoré ju obklopujú, a to u ôsmeho uskutočnenia predmetu tohto vynálezu.
ΎΊ
Príklady uskutočnenia vynálezu
U prvého uskutočnenia predmetu tohto vynálezu, ktoré je znázornené na vyobrazení podľa obr. 1 až obr. 4, sú rotačné piesty uložené mimoosne a s rovnobežnými osami v skrini (neznázornené), opatrené dvomi valcovitými otvormi a vonkajším synchronizačným zariadením.
Rotačné piesty majú opačný smer otáčania. Rotačné piesty majú štrnásť úsekov kotúčovitého tvaru, najmä dva koncové úseky £ a 13 pre vstup a výstup média a profilové úseky £ až 12 s dvomi rôznymi striedajúcimi sa profilovými obrysami, pričom každý úsek má vonkajšiu povrchovú plochu Ml s malým úsekovým uhlom, striedajúci sa príslušne s úsekom, ktorý má povrchovú plochu Ml s veľkým úsekovým uhlom.
U znázorneného príkladného uskutočnenia majú tieto úsekové uhly príslušné hodnoty trochu menšie, než 36 , a o
trochu menšie, než 144 , takže uhlová vôľa zostáva nedot knutá.
Na vyobrazeniach podlá obr. 3 a podľa obr. 4 je znázornená postupne pootočená uhlová poloha jedného úseku vo vzťahu k nasledujúcemu, tj. 72 od jedného úseku k zhodnému nasledujúcemu jednému úseku, medziľahlá plocha zl úseku je usporiadaná príslušne nad, príslušne pod, pri pohľade v osovom smere vzhladom k medziľahlej ploche priľahlého úseku ďalšieho profilového obrysu.
Týmto spôsobom je príslušne vytvorená komora, obklopená (viz obr. 2) časťami jadrových plôch kl' a Kl' a medziľahlých plôch zl' prilahlých úsekov, a tým je vytvorený sled osových komôr s premenlivým objemom, pričom vnútorná kompresia je dosahovaná zmenami hrúbky profilových úsekov: pre realizáciu vnútornej kompresie sa osová expanzia úsekov a tým komôr, postupne znižuje od vstupu k výstupu.
Objemy vôle, vytvorené medzi rotačnými piestami, majú malé dôsledky, pričom veľká hĺbka medzery medzi rotačnými piestami vytvára veľmi dobré koncové vákuum.
Ako je znázornené na vyobrazeniach podľa obr. 1 až obr. 4, existujú tu tri typy medzier medzi rotačnými piestami:
a) valec/valec;
b) priečna plocha/priečna plocha;
c) vrcholy/konkávny bok.
Posledný typ medzery stanovuje príslušnú uhlovú volu a nie je rozhodujúci, to znamená, že môže ležať v rozmedzí milimetrov, čo otvára celú radu možností pre realizáciu synchronizačného mechanizmu. U rotačných piestov podľa tohto uskutočnenia je dosahovaný kompresný pomer 1:4, čo vedie k výrazným úsporám spotreby energie a vývoja tepla. Celkový počet profilových úsekov je preto minimalizovaný špecifickým počtom komôr a kompresií.
U príkladného uskutočnenia, ktoré je znázornené na vyobrazení podľa obr. 1, majú úseky 1 a rovnakú hrúbku. Od úseku 2 k úseku 3 sa hrúbka znižuje s pomocou súčinitela s veľkosťou približne 1,4, pričom hrúbky úsekov 3_ a 4 sú naopak rovnaké, atd.
S týmto rozložením hrúbok úsekov, kde dva nasledujúce a protiľahlé úseky jedného a druhého rotačného piestu majú rovnakú hrúbku, poklesne rozloženie energie na zhruba 50:50 % na každý rotačný piest. Hrúbka úsekov sa môže znižovať tiež od každého úseku k nasledujúcemu v závislosti na voliteľnom a geometrickom pravidle.
U druhého uskutočnenia, ktoré nie je samostatne na výkresoch znázornené, potom kotúčovité úseky dvoch rotačných piestov majú rovnaké profilové obrysy v priečnom reze a rovnaké uhly premiestnenia, ako podľa obr. 3 a obr. 4.
Rozdiel oproti prvému uskutočneniu spočíva v rozložení hrúbky úsekov. Úseky 1, _3/ Ί_ atd. sú silné úseky, ktorých hrúbka sa postupne znižuje od najsilnejšieho úseku 1 k poslednému úseku na tlakovej strane.
Úseky £, 'ý, 4, 6 atď. sú všetky slabé kotúče. S týmto typom konštrukcie zaujíma jeden rotačný piest úlohu hlavného rotora, zatial čo ďalší rotačný piest zaujíma úlohu vedlajšieho rotora. Rozloženie energie medzi hlavným a vedľajším rotorom môže byť premiestnené zhruba na 85:15 %.
Uskutočnenia, které sú znázornené na vyobrazeniach podľa obr. 5 až obr. 15, sú uložené mimoosne a s rovnobežnými osami vo dvoch valcových otvoroch v skrini (neznázornené) s vonkajším synchronizačným mechanizmom. Sú nesúmerné so široko sa meniacim výkonom hriadeľa až do 100:0 %. Minimálny počet rôznych profilových obrysov piestových úsekov závisí na usporiadaní profilových sekvencii.
U tretieho uskutočnenia, ktoré je znázornené na vyobrazeniach podlá obr. 5, obr. 6, obr. 7 a obr. 8, sa priemery hlavného rotora a vedľajšieho rotora velmi líšia.
Ako je možné vidieť na vyobrazeniach podlá obr. 6 až obr. 8, tak hlavný rotor má dva striedajúce sa a odlišné profilové obrysy, pričom jeden profilový obrys má vonkajšiu povrchovú plochu m3 s malým úsekovým uhlom, a strieda sa s profilovým obrysom, ktorého vonkajšia povrchová plocha M3 má velký úsekový uhol. K rovnakému striedaniu (m3', M3') dochádza u vedľajšieho rotora.
Ako je znázornené formou príkladného uskutočnenia na vyobrazení podľa obr. 5, tak hlavný rotor má jedenásť kotúčovitých úsekov. Tento hlavný rotor má päť silných úsekov _1, 2' 2. a 2' ktorých hrúbka sa postupne znižuje v smere k tlakovej strane, a ktorých vonkajšia povrchová plocha m3 má malý úsekový uhol. Týchto päť úsekov vytvára čerpacie úseky PI až P5. Tie sú oddelené a obklopené šiestimi úsekami £, 2_, 4, 6, Q a 10, ktoré majú iba krátký uhlový jadrový plošný výrez k3, pričom každý vytvára kontrolný úsek S, ktorý prepravuje plyn do ďalšieho čerpacieho úseku.
Napríklad hrúbka piatich čerpacích úsekov od čerpacieho úseku PI k čerpaciemu úseku P5 sa môže znížiť z približne 70 mm príslušne o jednu tretinu až na hrúbku 13 mm, pričom každý kontrolný úsek S má hrúbku 10 mm. Celková dĺžka hlavného rotora má potom velkosť približne 240 mm.
Príkladné uskutočnenie je znázornené schématicky na vyobrazení podľa obr. 8, kde priemer jadra hlavného rotora je rovnaký, ako vonkajší priemer vedľajšieho rotora. Pri prevode 1 : 1 sa rotory po sebe vzájomne odvaľujú, pričom jeden sa posúva po druhom. Za týchto podmienok potom rozloženie energie medzi hlavným rotorom a vedlajším rotorom činí približne 75 : 25 %.
U štvrtého príkladného uskutočnenia, ktoré je znázornené na vyobrazení podľa obr. 9, sa priemery hlavného rotora a vedľajšieho rotora tiež velmi menia. Hlavný rotor má tiež dva odlišné striedajúce sa profilové obrysy v priečnom reze, podobne ako u tretieho príkladného uskutočnenia.
Vedľajší rotor však má tri odlišné profilové obrysy, a to najmä v nasledujúcom poradí:
- profilový úsek 1, pozostávajúci z jednoduchého jadrového kotúča,
- profilový úsek 2 vo forme vonkajšieho válca s výrezom pod nízkým uhlom,
- profilový úsek 3_, ktorý opäť pozostáva z jadrového kotúča, a
- profilový úsek 4, ktorý pozostáva z plného vonkajšieho valcového kotúča a vytvára blokovaci kotúč.
U tohto usporiadania hlavného rotora a vedľajšieho rotora je skutočne 100 % energie privádzaných k hlavnému rotoru, pričom 0 % energie je privádzaných k vedľajšiemu rotoru.
Na vyobrazení podľa obr. 10 je schématicky znázornené piate uskutočnenie predmetu tohto vynálezu.
Hlavný rotor má dva odlišné striedajúce se priečne profily, pričom každý má dve zhodné vonkajšie povrchové plochy a dve zhodné jadrové plochy, ktoré sú vzájomne voči sebe protiľahlé.
Vzájomné rozmery úsekových uhlov povrchové plochy a jadrové plochy se menia od úseku k úseku, rovnako ako u predcházajúcich uskutočneniach. Vedľajší rotor má príslušne iba jednu vonkajšiu povrchovú plochu a jednu jadrovou plochu so striedavo veľkými a malými uhlami.
Synchronizačný mechanizmus je uskutočnený takým spôsobom, že rýchlosť otáčania vedľajšieho rotora je dvakrát väčší, než rýchlosť otáčania hlavného rotora. S pomocou tejto konštrukcie je možné dosahovať vysoké asymetrické rozloženie energie, a to najmä približne 85 % pre hlavný rotor a približne 15 % pre vedľajší rotor.
Zhora popísaných päť príkladných uskutočnení má celú radu nasledujúcich výhod:
- s nízkým počtom úsekov môže byť rotačný piest vyrábaný ako monoblok, ktorý podstatne zlepšuje rozmerovú stabilitu behom prevádzky;
- veľké dĺžky medzier medzi rotačnými piestami pozdĺž prúdenia poskytujú dobré utesnenie, a tým i dobrý koncový podtlak;
- veľká prípustná vôľa uľahčuje výrobu a montáž, rovnako ako využívanie synchronizačného mechanizmu.
U tretieho, štvrtého a piateho uskutočnenia sú medzilahlé plochy rotora vytvorené bez výrezu, čím je zjednodušený počet pracovných operácií behom výroby.
U asymetrických uskutočnení sa energetické frakcie hnacieho rotačného piestu a hnaného rotačného piestu výrazne mení, čo tiež poskytuje výhodu pri voľbe a uskutočneniach synchronizačného mechanizmu.
U rotačných piestov, vytvorených z jednotlivých profilových kotúčov, je počet rôznych jednotlivých súčastí znížený prostredníctvom využívania zhodných regulačných a blokovacích kotúčov.
Šieste uskutočnenie predmetu tohto vynálezu, ktorého dvojica rotačných piestov je znázornená na vyobrazeniach podľa obr. 11 až obr. 15, predstavuje bezdotykový, rovnobežne-osový, dvojosový, mimoosový, neustále sa otáčajúci premiesťovací stroj so skriňou s dvomi válcovými otvormi a vonkajším synchronizačným mechanizmom, pričom dva rotačné piesty majú rovnaký smer otáčania.
Rotačné piesty, ktorých priemery sa výrazne menia, sú uskutočnené ako hlavný rotor a vedľajší rotor. Ako hlavný rotor, tak i vedlajší rotor majú aspoň tri rôzne typy profilu.
U príkladného uskutočnenia, ktoré je znázornené na vyobrazeniach podlá obr. 12 až obr. 15, potom ako hlavný rotor, tak i vedľajší rotor majú štyri odlišné typy profilu, ktoré vytvárajú sled odlišných dvojíc diskovitých úsekov, a to najmä
- počiatočný úsek (viz obr. 12), v ktorom má hlavný rotor povrchovú plochu (M6) s veľkým uhlom; úsekový uhol jadrovej plochy môže byť udržovaný veľmi nízký, alebo, ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 12, môže byť dokonca vynechaný, takže vonkajšia povrchová plocha tohto úseku je iba prerušená asymetrickým výrezom kosákovitého tvaru. Tento úsek slúži ako počiatočný kontrolný disk S, pričom je umiestnený proti počiatočnému úseku vedľajšieho rotora, ktorý jednoducho pozostáva z jadrového valcového kotúča;
- druhý úsek P hlavného rotora (viz obr. 13) má jadrovú plochu (K6), ktorej úsekový uhol je väčší, než 180 , mimoriadne krátku vonkajšiu povrchovú plochu (m6) a dve pozdĺžne rozšírené medzilahlé plochy (z6). Proti nim je druhý úsek vedľajšieho rotora s vonkajšou povrchovou plochou (M6'), ktorej úsekový uhol je väčší, než 180 , s minimálnou jadrovou plochou (k6'), ktorá tiež, ako je možné vidieť na vyobrazení podľa obr. 13, môže úplne alebo skoro úplne zmiznúť prostredníctvom kontinuálneho splynutia dvoch medziľahlých plôch (z6') pozdĺž dotyčnice k jadrovému valcu. Tento úsek vytvára skutočný čerpací stupeň daného sledu;
- tretí úsek hlavného rotora (viz obr. 14) je zhodný z hladiska tvaru s prvým úsekom, avšak je usporiadaný súmerne v rovine, ako je možné vidieť na vyobrazeniach podlá obr. 12 a obr. 14. Protiľahlý tretí úsek vedľajšieho rotora je vytvorený ako jednoduchý jadrový valcový kotúč;
- štvrtý úsek (viz obr. 15) hlavného rotora je tvorený jednoduchým jadrovým kotúčom, pričom slúži ako kanál K pre stlačiteľné médium. Proti nemu je štvrtý úsek vedľajšieho rotora s neprerušovanou vonkajšou povrchovou plochou, ktorá slúži ako blokovací kotúč.
Na vyobrazení podľa obr. 11 je znázornená úplná konštrukcia príkladného uskutočnenia so sedemnástimi kotúčovitými úsekami, a to najmä s dvomi koncovými kotúčami (E) £ a 16;
s tromi úplnými sledmi S - P - S - K štyroch práve
popísaných úsekov 1 až 4, 5 až 8, 9 a ž 12 ; a
s neúplným sledom S - p - s, to znamená s počiatočným
kontrolným kotúčom 13, čerpacím stupňom 14 a druhým
kontrolným kotúčom 15.
Kontrolne kotúče S hlavného rotora môžu byť všetky
vytvorené z tenkých kotúčov, pretože slúži iba pre priechod média z čerpacieho stupňa P do nasledujúceho kanálu K a opäť do nasledujúceho čerpacieho stupňa.
Gradácia osového rozšírenia čerpacích stupňov a kanálových stupňov môže podliehať rôznym matematickým pravidlám, stanoveným prostredníctvom ich funkcie.
Tabuľka 1 ukazuje ako príklad dve gradácie, u ktorých hrúbka najsilnejšieho stupňa, najmä čerpacieho stupňa 1 bola nastavená ľubovoľne na 1.
Tabuľka 1
Príklad 1 Príklad 2
PI 1 1
Kl 0,8 0,5
P2 0,6 0,64
K2 0,46 0,32
P3 0,36 0,42
K3 0,29 0,21
P4 0,21 0,28
Ako je možné vidieť v príklade 1, tak hrúbka stupňov sa postupne znižuje v poradí PI, Kl, P2, K2, atd., pričom v príklade 2 sa hrúbka jednak čerpacích stupňov a jednak kanálových stupňov znižuje, avšak strieda sa v ich hrúbke. Pre hrúbku PI s veľkosťou napríklad 49 mm, a pre hrúbku kontrolného kotúča s veľkosťou 8 mm pri gradácii podľa príkladu 2 činí výsledná dĺžka hlavného rotora približne
240 mm.
Funkcia tohto šiesteho uskutočnenia vyplýva zo schématického znázornenia na vyobrazení podľa obr. 16.
V dôsledku toho je sled osových komôr realizovaný u mimoosového premiesťovacieho stroja, ktorého piesty sa otačajú rovnakým smerom. Výstupy piestového hriadeľa sa výrazne menia, to znamená, že distribúcia energie je mimoriadne asymetrická, až do 100 : 0 %.
Toto uskutočnenie vykazuje nasledujúce výhody:
- obrysy bez výrezov umožňujú mimoriadne jednoduchú výrobu; najmä je možné velmi ľahko uskutočňovať výrobu monobloku;
- veľká prípustná vôľa je výhodná ako pre výrobu, tak pre montáž;
- veľké dĺžky medzier pozdĺž prietoku umožňujú dosahovanie dobrého koncového podtlaku;
- rovnaký smer otáčania a veľká prípustná vola otvárajú ďalšie možnosti pre synchronizačný mechanizmus; z hladiska nízkého výkonu vedľajšieho rotora môžu byť dokonca využité ozubené remene.
U zhora popísaného šiesteho uskutočnenia sú oba rotačné piesty uskutočnené obecne valcové s rovnobežnými osami otáčania. Riadiace krivky, ktorých priebeh vytvára povrchové plochy, jadrové plochy a medziľahlé plochy kotúčovitých úsekov, sú valcové riadiace krivky, pričom tvoriace priamky sú rovnobežné s osami otáčania.
Pre odborníka z danej oblasti techniky je zrejmé, že pokiai sú použité priečne úsekové obrysy a uhlové presadenia piestových úsekov podľa tohto vynálezu, môže byť rotačný piest tiež vytvorený kužeľovité, pričom riadiace krivky, ktorých priebeh definuje obvodové plochy kotúčov, sú riadiacimi krivkami kužeľa, takže obvod kotúčov je kužeľovitý, pričom ich priemery sa postupne znižujú v smere k tlakovej strane. Osy otáčania dvoch piestov potom nie sú rovnobežné, ale pretínajú sa.
U týchto uskutočnení potom zmeny priemeru vytvárajú vnútorné kompresie. Zmeny priemeru môžu byť využité naviac k zmenám hrúbky kotúčov, alebo namiesto zmien hrúbky kotúčov.
Na vyobrazeniach podľa obr. 17 až obr. 22 je znázornené siedme uskutočnenie, a to najmä bezdotykový konštantné sa otáčajúci objemový stroj s rovnobežnými osami, s dvomi osami a s vnútornou osou.
Tento stroj má dutý vonkajší rotor, vnútorný rotor a kosákovitý rotor v tvare písmena G, umiestnený medzi vonkajším a vnútorným rotorom. Rotory majú rovnaký smer otáčania, ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 17.
Vonkajší rotor (A) a vnútorný rotor (I) majú množinu kotúčovitých úsekov, ktoré spolu vzájomne zaberajú vo dvojiciach, pričom sa ich hrúbka znižuje v smere k tlakovej strane, pričom každý kotúč má aspoň jednu povrchovú plochu a jednu jadrovú plochu, vytvorené prostredníctvom riadiacich kriviek, prebiehajúcich pozdĺž oblúkov kružníc so stredom na ose príslušného rotora, a prepojených príslušne prostredníctvom medziľahlej plochy (z7) alebo (z7')·
Ako je na vyobrazeniach podľa obr. 17 až obr. 22 znázornené, tak kotúče pre vonkajší a vnútorný rotor majú dva opakujúce sa profilové obrysy, ktoré sa opakujú periodicky pozdĺž osy piestu, a to striedavo u tohto uskutočnenia. Úsekové uhly povrchovej plochy a jadrovej plochy (m7, k7) alebo (m7, K7) , (m7 ', K7 ' ) a (M7 ', k7 ') príslušného kotúča nie sú zhodné, pričom každý kotúč je presadený vzhľadom ku dvom priliehajúcim kotúčom rovnakého rotora takým spôsobom, že tieto tri kotúče majú spoločnú riadiacu krivku prostredníctvom jedného úseku ich jadrových plôch a medzilahlých plôch a vytvárajú komoru.
U tohto uskutočnenia je vytvorený sled osových komôr u stroja s vnútornou osou. Je použitý synchronizačný mechanizmus 1:1. Synchronizačný mechanizmus môže byť usporiadaný vo vnútri vonkajšieho rotora. Preto môže byť využitý jednoduchý bezmazný spojovací mechanizmus. Toto uskutočnenie umožňuje dosahovať veľmi kompaktnú konštrukciu s dobrým odvádzaním tepla, ktoré vykazuje rovnaké výhody, ako zhora popísané mimoosové uskutočnenie.
Ôsme uskutočnenie tiež obsahuje bezdotykový konštantné sa otáčajúci objemový stroj s dvomi osami a s vnútornou osou, opatrený vonkajším rotorom, vnútorným rotorom a kosákovitým umiestneným medzi vonkajším Rotory majú rovnaký smer : 1. Na rozdiel od siedmeho rotorom v tvare písmena G, rotorom a vnútorným rotorom otáčania. Je použitý prevod 1 uskutočnenia sú dve osy otáčania usporiadané ako šikmé osy, takže sa priemery rotorov menia pozdĺž kužeľovitej dráhy.
Vonkajší rotor a vnútorný rotor majú množinu úsekov, ktoré spolu vzájomne zaberajú v dvojiciach, a ktoré na rozdiel od zhora popísaného siedmeho uskutočnenia sú uskutočnené nie ako valcové kotúče s rovinnými priečnymi plochami, ale ako zakrivené úseky, najmä ako úseky v tvare guľových misiek.
U priečneho úseku sú profilové obrysy dvoch za sebou idúcich úsekov vonkajšieho a vnútorného rotora podobné, ako je tomu u vyobrazenia podľa obr. 18 až obr. 22. To znamená, že je realizovaný sled osových komôr u stroja s vnútornou osou a šikmou osou, ktorého rotory sa otáčajú s prevodom 1:1.
Medzery medzi prednými plochami dvoch úsekov, ktoré sa po sebe vzájomne posúvajú, sú medzerami medzi dvomi guľovými plochami (Ku, Ku'), ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 23. Veľké dĺžky medzier pozdĺž smeru prúdenia poskytujú dobré utesnenie u tohto uskutočnenia, rovnako ako dobrý koncový podtlak.
K vnútornej kompresii dochádza prostredníctvom zmien priemeru rotora, pričom môže byt zvýšená alebo znížená prostredníctvom prídavných zmien hrúbky profilových úsekov, a miestne modulovaná v prípade potreby, a to v závislosti na použití objemového alebo vákuového čerpadla.
Táto konštrukcia je veľmi kompaktná iba s malým počtom súčástí a s dobrým odvádzaním tepla. Synchronizačný mechanizmus môže byť uskutočnený ako jednoduchý bezmazný spojovací mechanizmus, napríklad ako univerzálny spoj vo vnútri objemového stroja poprípade vákuového čerpadla.

Claims (18)

1. Stroj s rotačnými piestami pre stlačiteľné média, s aspoň dvomi rotačnými piestami, utesnenými v spoločnej skrini, ktoré sú vzájomne spolu otočné regulovaným spôsobom, pričom dva rotačné piesty majú množinu kotúčovitých úsekov, ktoré spolu vzájomne zaberajú vo dvojiciach, ktorých hrúbka a/alebo priemer sa znižujú v smere k tlakovej strane, pričom každý kotúč má aspoň jednu povrchovú plochu a jednu jadrovú plochu, vytvorené prostredníctvom riadiacich kriviek, prebiehajúcich pozdĺž obkúkov kružníc so stredom na ose príslušného rotačného piestu, a príslušne prepojené medzilahlou plochou, vyznačujúci sa tým, že úsekový uhol povrchovej plochy a jadrovej plochy príslušného kotúča nie sú zhodné, pričom kotúče majú rôzne priečne profilové obrysy, opakujúce sa periodicky pozdĺž osy piestu, pričom každý kotúč je presadený pod uhlom vzhľadom k dvom priliehajúcim kotúčom rovnakého piestu takým spôsobom, že tieto tri kotúče majú spoločnú riadiacu krivku prostredníctvom jedného úseku ich jadrových plôch a vytvárajú komoru.
2. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že oba priliehajúce kotúče u kotúča s povrchovou plochou, ktorého úsekový uhol je väčší, než úsekový uhol jadrovej plochy, majú povrchové plochy, ktorých úsekové uhly sú menšie, než úsekové uhly jadrových plôch.
3. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že medziľahlé plochy kotúča príslušne vytvárajú s medziľahlou plochou priliehajúceho kotúča kontinuálnu medzilahlú plochu so spoločnou riadiacou krivkou.
4. Stroj s rotačnými piestami podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že dva rotačné piesty sú uložené mimoosove a s rovnobežnými osami, pričom uvedené kotúče majú vonkajšie povrchové plochy a vnútorné jadrové plochy, ktoré sú tvorené riadiacimi krivkami príslušného jedného vonkajšieho valca a jedného jadrového valca, pričom hrúbka kotúčovitých úsekov sa znižuje smerom k tlakovej strane.
5. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že synchronizačný mechanizmus je usporiadaný tak, aby poskytoval opačný smer otáčania na dvoch rotačných piestoch.
6. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že priemery vonkajších povrchových plôch a jadrových plôch dvoch rotačných piestov sú zhodné.
7. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že úsekový uhol vonkajšej povrchovej plochy každého druhého kotúča rotačného piestu je menší, než 90 , najmä menší, než 60 .
8. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku i, vyznačujúci sa tým, že hrúbka kotúčov v smere k tlakovej o konštantný faktor.
strane znižuje každé dva kotúče s rotačnými piestami podlá nároku 4, úci sa tým, že rotačné piesty majú priemery, pričom hrúbka úsekov hlavného majú vonkajšiu povrchovú plochu s malým je príslušne väčší, než hrúbka úsekov s povrchovými plochami s veľkým úsekovým
9. Stroj
vyzná čuj rôzne vonkajšie rotora, ktoré úsekovým uhlom, hlavného rotora uhlom.
10. Stroj s rotačnými vyznačujúci sa plochy hlavného rotora je povrchovej plochy vedľajšieho piestami podľa nároku 9, tým, že priemer jadrovej zhodný s priemerom vonkajšej rotora.
11. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že každý kotúč hlavného rotora má dve vzájomne protiľahlé jadrové plochy a dve vonkajšie vzájomne protiľahlé povrchové plochy, pričom rýchlosť otáčania vedľajšieho rotora je dvojnásobná, než rýchlosť otáčania hlavného rotora.
12. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že synchronizačný mechanizmus je usporiadaný tak, že poskytuje rovnaký smer otáčania rotačných piestov, pričom rotačné piesty majú rôzne vonkajšie priemery, a hrúbka úsekov hlavného rotora, ktoré majú vonkajšiu povrchovú plochu s malým úsekovým uhlom, je príslušne väčší, než hrúbka úsekov hlavného rotora s povrchovými plochami s veľkým úsekovým uhlom.
13. Stroj s rotačnými piestami podlá jedného z nárokov 9 až 12, vyznačujúci sa tým, že sled periodicky se opakujúcich priečnych profilových obrysov zahrnuje kotúče, pozostávajúce iba z jadrového valca, a/alebo blokovacích kotúčov.
14. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsahuje rotačné piesty, uložené na vnútornej ose, najmä vonkajší rotor, vnútorný rotor, a rotor v tvare písmena G, pričom vonkajší rotor a vnútorný rotor majú množinu kotúčovitých úsekov, vzájomne spolu zaberajúcich v dvojiciach, ktorých hrúbka a/alebo priemer e znižujú v smere k tlakovej strane, pričom každý kotúč vonkajšieho a vnútorného rotora má aspoň jednu povrchovú plochu a jednu jadrovú plochu, vytvorené prostredníctvom riadiacich kriviek, prebiehajúcich pozdĺž oblúkov kružníc so stredom na ose príslušného rotora, a príslušne prepojených prostredníctvom medzilahlej plochy, pričom úsekové uhly povrchovej plochy a jadrovej plochy príslušného kotúča nie sú zhodné, pričom kotúče majú rôzne priečne profilové obrysy, opakujúce sa periodicky pozdĺž osy rotora, a každý kotúč je presadený pod uhlom vzhľadom k dvom priľahlým kotúčom rovnakého rotora takým spôsobom, že tieto tri kotúče majú spoločnú riadiacu krivku prostredníctvom úseku a vytvárajú komoru.
15. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že synchronizačný mechanizmus je usporiadaný tak, otáčania rotorov s prevodom 1:1.
že poskytuje rovnaký smer
16. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 14 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že oba priľahlé kotúče ku kotúči s povrchovou plochou, ktorého úsekový uhol je väčší, než úsekový uhol jadrovej plochy, majú povrchové plochy, ktorých úsekové uhly sú menšie, než úsekový uhol jadrových plôch.
17. Stroj s rotačnými piestami podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že medziľahlé plochy kotúča vytvárajú príslušne s medzilahlou plochou priľahlého kotúča kontinuálnu medziľahlú plochu so spoločnou riadiacou krivkou.
18. Stroj s rotačnými piestami podľa jedného z nárokov 12 až 17, vyznačujúci sa tým, že rotory sú uložené s rovnobežnými osami, pričom uvedené riadiace krivky
sú v valcové riadiace krivky, pričom hrúbka úsekov se i zmenšuje smere k tlakovej strane. 19. Stroj s rotačnými piestami podľa jedného z nárokov 14 17, vyznačuj úci s a tým, že osy rotorov sú usporiadané ako šikmé osy, pričom uvedenými
riadiacimi krivkami sú kuželovité riadiace krivky, a priemery úsekov rotorov sa zmenšujú v smere k tlakovej strane, pričom úseky vonkajšieho rotora a vnútorného rotora majú tvar guľovej misky namiesto diskového tvaru.
SK1048-2003A 2001-02-23 2002-02-25 Rotary piston machine for compressible media SK287849B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH3322001 2001-02-23
PCT/CH2002/000106 WO2002066836A1 (de) 2001-02-23 2002-02-25 Drehkolbenmaschine für verdichtbare medien

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK10482003A3 true SK10482003A3 (sk) 2005-02-04
SK287849B6 SK287849B6 (sk) 2012-01-04

Family

ID=4502343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1048-2003A SK287849B6 (sk) 2001-02-23 2002-02-25 Rotary piston machine for compressible media

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6773243B2 (sk)
EP (1) EP1362188B1 (sk)
JP (1) JP4440543B2 (sk)
KR (1) KR100876029B1 (sk)
CN (1) CN100422560C (sk)
AT (1) ATE302908T1 (sk)
AU (1) AU2002231550B2 (sk)
BR (1) BR0207514B1 (sk)
CA (1) CA2438398C (sk)
CZ (1) CZ304588B6 (sk)
DE (1) DE50204023D1 (sk)
ES (1) ES2248528T3 (sk)
NZ (1) NZ528159A (sk)
PL (1) PL203773B1 (sk)
RS (1) RS50951B (sk)
SK (1) SK287849B6 (sk)
WO (1) WO2002066836A1 (sk)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7753040B2 (en) * 2003-10-24 2010-07-13 Michael Victor Helical field accelerator
DE102007038966B4 (de) * 2007-08-17 2024-05-02 Busch Produktions Gmbh Mehrstufige Drehkolbenvakuumpumpe bzw. - verdichter
KR100971145B1 (ko) * 2008-08-09 2010-07-20 안상훈 임플란트 시술용 본캐리어
FR3117176B1 (fr) * 2020-12-04 2023-03-24 Pfeiffer Vacuum Pompe à vide

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1503663A1 (de) * 1965-06-14 1969-06-19 Paul Wormser & Co Rotationskolbenmaschine
AT261792B (de) 1965-06-15 1968-05-10 Paul Wormser & Co Rotationskolbenmaschine
US3472445A (en) * 1968-04-08 1969-10-14 Arthur E Brown Rotary positive displacement machines
US3894822A (en) * 1974-04-22 1975-07-15 Alfred Ibragimovich Abaidullin Interengaging rotor displacement machine
CH635403A5 (de) 1978-09-20 1983-03-31 Edouard Klaey Schraubenspindelmaschine.
US4224016A (en) * 1978-09-27 1980-09-23 Brown Arthur E Rotary positive displacement machines
US4324538A (en) 1978-09-27 1982-04-13 Ingersoll-Rand Company Rotary positive displacement machine with specific lobed rotor profiles
DE2944714A1 (de) * 1979-11-06 1981-05-14 Helmut 1000 Berlin Karl Rotationskolbenmaschine
SE8101669L (sv) * 1980-03-17 1981-09-18 Worthington Compressors Inc Rotorkompressor
US4406601A (en) * 1981-01-02 1983-09-27 Ingersoll-Rand Company Rotary positive displacement machine
ZA843864B (en) * 1983-05-25 1985-08-28 Dietrich Densch Stepped-disc pump
DE3323327C1 (de) * 1983-05-25 1984-10-31 Dietrich Dipl.-Ing. 5206 Neunkirchen-Seelscheid Densch Stufenscheibenpumpe
JPH0367085A (ja) * 1989-08-03 1991-03-22 Shuichi Kitamura 一枚羽根非接触ポンプ
JPH03149378A (ja) * 1989-11-06 1991-06-25 Shuichi Kitamura 非接触回転ポンプ
JPH04350301A (ja) * 1991-05-27 1992-12-04 Shuichi Kitamura 非接触回転機械の回転中心体
DE19537674C1 (de) * 1995-10-10 1997-02-20 Adolf Dr Ing Hupe Drehkolbenmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
PL203773B1 (pl) 2009-11-30
RS50951B (sr) 2010-08-31
US20040096349A1 (en) 2004-05-20
WO2002066836A1 (de) 2002-08-29
EP1362188A1 (de) 2003-11-19
CN100422560C (zh) 2008-10-01
BR0207514A (pt) 2004-07-27
KR20030079989A (ko) 2003-10-10
AU2002231550B2 (en) 2006-03-02
CN1492971A (zh) 2004-04-28
CZ20032207A3 (cs) 2004-11-10
DE50204023D1 (de) 2005-09-29
JP4440543B2 (ja) 2010-03-24
US6773243B2 (en) 2004-08-10
KR100876029B1 (ko) 2008-12-26
BR0207514B1 (pt) 2011-04-19
ES2248528T3 (es) 2006-03-16
PL368504A1 (en) 2005-04-04
CA2438398A1 (en) 2002-08-29
ATE302908T1 (de) 2005-09-15
SK287849B6 (sk) 2012-01-04
CA2438398C (en) 2010-07-13
NZ528159A (en) 2005-07-29
CZ304588B6 (cs) 2014-07-23
YU66703A (sh) 2004-09-03
JP2004520535A (ja) 2004-07-08
EP1362188B1 (de) 2005-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4576558A (en) Screw rotor assembly
DE102012009103A1 (de) Spindelverdichter
JPS62121885A (ja) 回転容積形ブロワ及びその使用方法
US20220136504A1 (en) Rotor pair for a compression block of a screw machine
CA2347781C (en) Twin helical rotors for installation in displacement machines for compressible media
US7008201B2 (en) Gapless screw rotor device
WO2012174651A1 (en) Gerotor mechanism with a synchronization gerotor set
US6386848B2 (en) Screw rotors and screw machine
SK10482003A3 (sk) Stroj s rotačnými piestami pre stlačiteľné média
US4679996A (en) Rotary machine having screw rotor assembly
CA2890853A1 (en) Reduced noise screw machines
US4673344A (en) Screw rotor machine with specific lobe profiles
CN115681147B (zh) 一种全时无泄漏无回流的罗茨泵叶轮结构及热处理工艺
US5002472A (en) Profiles of screw-type rotors for rotary machines conveying a gaseous fluid
US6193491B1 (en) Rotors for screw compressor
EP1214502B1 (en) Pair of interacting gear rims of the rotary machine
AU2019433234A1 (en) Dry pump for gas and set of a plurality of dry pumps for gas
US4867659A (en) Parallel-and external-axial rotary piston blower operating in meshing engagement
GB2501305A (en) Screw machine with tapered diameter rotors
US6719548B1 (en) Twin screw rotor device
CN111448392B (zh) 压缩机
CN117083458A (zh) 内螺旋泵送系统
RU2110699C1 (ru) Роторный компрессор
AU2003257923A1 (en) Conjugate screw rotor profile
JP2002310083A (ja) 一軸軸流型流体機械