SU1733641A1

SU1733641A1 - Rotor machine

Info

Publication number: SU1733641A1
Application number: SU894722921A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Антонович Паутов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Переработке Газа
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и предназначено дл перекачивани рабочей среды. Цель - повышение производительности . Это достигаетс тем, что роторна машина содержит корпус, ротор с радиальными пазами и размещенными в них разделительными пластинами, неподвижный цилиндрический диск с профильной канавкой, в которой с зазором между собой установлены два кольцевых магнита, а также уплотнительный узел вала. В роторе также выполнены кольцева проточка и сквозные отверсти , в которых расположены штоки, на последних закреплены пласти- ны и рычаги с плоскими магнитами, размещенными в профильной канавке между кольцевыми магнитами. Уплотнительный узел выполнен в виде двух кольцевых магнитол роводов и размещенного между ними кольцевого магнита и магнитной жидкости. 6 илThe invention relates to mechanical engineering and is intended for pumping a working medium. The goal is to increase productivity. This is achieved by the fact that the rotor machine comprises a housing, a rotor with radial grooves and dividing plates placed in them, a stationary cylindrical disk with a profile groove in which two ring magnets are installed with a gap between them, and a sealing node of the shaft. An annular groove and through holes in which rods are located are also made in the rotor; plates and levers with flat magnets placed in the profile groove between the ring magnets are fixed on the rotor. The sealing assembly is made in the form of two annular radio conductors and an annular magnet and magnetic fluid placed between them. 6 yl

Description

ЁYo

Изобретение относитс к аппаратам, примен емым дл измерени расхода газа или жидкости в качестве пневматического двигател , компрессора, вакуумного насоса , детандера.The invention relates to apparatus used to measure the flow of gas or liquid as a pneumatic motor, compressor, vacuum pump, expander.

Цель изобретени - повышение производительности .The purpose of the invention is to increase productivity.

Нафиг.1 изображена роторна машина, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - корпус, разрез, на фиг.4 - ротор; на фиг.5 - конструкци разделительной пластины в аксонометрии; на фиг.6 - узел герметизации.Figure 1 shows a rotary machine, a longitudinal section; figure 2 is the same, top view; on fig.Z - the case, a section; on figure 4 - a rotor; Fig. 5 shows the construction of the separation plate in perspective; figure 6 - site sealing.

Корпус 1 выполнен в виде цилиндрического стакана, в центре которого выточен вал 2, имеющий резьбу дл установки и фиксации ротора 3. В нижней части корпуса размещены входной 4 и выходной 5 патрубки . Ротор 3 выполнен в виде цилиндрического диска с кольцевой проточкой и отверстием в центре дл установки на неподвижный вал 2. Ротор 3 снабжен радиальными пазами 8, в которых размещены разделительные пластины 9, и сообщенными с радиальными пазами 8 сквозными отверсти ми , в которых размещены штоки 11. Кольцева проточка ротора 3 выполнена на одном уровне с входным и выходным патрубками и образует с расточкой корпуса канал 6 дл движени рабочей среды. С противоположной входу-выходу стороны в этом канале установлена заглушка 7. Радиальные пазы 8 выполнены в теле ротора снизу.The housing 1 is made in the form of a cylindrical cup, in the center of which a shaft 2 is machined, having a thread for mounting and fixing the rotor 3. Inlet 4 and outlet 5 nozzles are located in the lower part of the housing. The rotor 3 is made in the form of a cylindrical disk with an annular groove and a hole in the center for mounting on the stationary shaft 2. The rotor 3 is provided with radial grooves 8, in which the separator plates 9 are placed, and through holes connected to the radial grooves 8, in which the rods 11 are placed The annular groove of the rotor 3 is flush with the inlet and outlet nozzles and forms a channel 6 with the case bore to move the working medium. From the side opposite to the input-output side, a plug 7 is installed in this channel. The radial grooves 8 are made in the body of the rotor from below.

Конструкци разделительной пластины в сборе состоит из собственно пластины 9 толщиной 2-3 мм и штока 11, в нижней части которого выполнен паз, соответствующий толщине пластины 9. Пластина 9 установлена в паз и проварена. В верхней части штока имеетс резьба дл установки фиксатора положени пластины 9. Конструкци разделительной пластины в сборе установлена вThe structure of the separation plate assembly consists of a plate 9, 2-3 mm thick, and a stem 11, in the lower part of which a groove is made corresponding to the thickness of plate 9. The plate 9 is installed in the groove and is welded. In the upper part of the stem there is a thread for installing the clamp of the position of the plate 9. The construction of the separator plate assembly is installed in

VIVI

GJ CJ ON GJ CJ ON

паз ротора 3 снизу, крайнее нижнее положение пластины 9 зафиксировано гайкой 12, при этом зазор между нижней кромкой пластины 9 и корпусом 1 составл ет 0,01- 0,03 мм. На штоке 11 пластины 9 жестко закреплен рычаг 13, свободный конец которого снабжен магнитом 14,the groove of the rotor 3 is at the bottom; the extreme lower position of the plate 9 is fixed by a nut 12, while the gap between the lower edge of the plate 9 and the body 1 is 0.01-0.03 mm. On the rod 11 of the plate 9 is rigidly fixed to the lever 13, the free end of which is equipped with a magnet 14,

Механизм осевого перемещени .пластин выполнен в виде неподвижного установленного на вал 2 цилиндрического диска 15 с кольцевой профильной канавкой, в которой с зазором между собой размещены два кольцевых магнита 16. Положение профильной канавки на диске различно по высоте диска. Самое верхнее положение канавки размещено над заглушкой 7, самое нижнее положение - в зоне между входным 4 и выходным 5 патрубками. От входного 4 до выходного 5 патрубка профильна канавка расположена в горизонтальной плоскости .The axial movement mechanism of the plate is made in the form of a fixed cylindrical disk 15 mounted on a shaft 2 with an annular profile groove in which two ring magnets 16 are placed with a gap between them. The position of the profile groove on the disk differs in the height of the disk. The highest position of the groove is located above the plug 7, the lowest position is in the area between the inlet 4 and the outlet 5 nozzles. From the inlet 4 to the outlet 5 of the nozzle, the profile groove is located in the horizontal plane.

Дл передачи вращающегос момента на ротор 3 укреплен обод 17, имеющий на оси вал 18, выход щий наружу.In order to transfer the torque to the rotor 3, a rim 17 is fastened, having a shaft 18 on the axis that goes outside.

Дл герметизации корпуса 1 предусмотрена крышка 19, на которой размещен узел герметизации. Узел герметизации, использующий магнитную жидкость, состоит из кольцевых (в виде дисков) магнитов 20 и двух магнитопроводов 21, охватывающих магнит с двух сторон.To seal the housing 1, a cover 19 is provided on which the sealing assembly is placed. The sealing unit using magnetic fluid consists of ring (in the form of disks) magnets 20 and two magnetic cores 21, covering the magnet on both sides.

Корпус 1, ротор 3 и пластины 9 изготовлены с обеспечением минимального зазора между вращающимис относительно друг друга част ми.The housing 1, the rotor 3 and the plates 9 are made with a minimum gap between the parts rotating relative to each other.

Роторна машина работает следующим образом.Rotary machine works as follows.

Рабоча среда поступает через входной патрубок 4 в канал 6 дл движени рабочей среды, оказывает давление на разделительную пластину 9 и разворачивает ротор 3 по ходу движени . Пластины 9 при перемещении вокруг оси начинают перемещатьс и в осевом направлении. В рабочей зоне между входным 4 и выходным 5 патрубками они наход тс в крайнем нижнем положении и акрепл ют канал 6 дл движени рабочей среды. Над заглушкой 7 пластины 9 занимают крайнее верхнее положение и полностью уход т в паз 8 в теле ротора 3.The working medium flows through the inlet 4 into the channel 6 to move the working medium, exerts pressure on the separation plate 9 and turns the rotor 3 in the direction of travel. The plates 9, when moved around the axis, begin to move in the axial direction. In the working area between the inlet 4 and outlet 5 nozzles, they are in the lowest position and reinforce the channel 6 to move the working medium. Above the plug 7, the plates 9 occupy the uppermost position and completely go to the groove 8 in the body of the rotor 3.

При использовании роторной машины в качестве измерител расхода газа и жидкости измерение расхода сводитс к измерению скорости вращени ротора. Зна площадь сечени калиброванного канала, реализуетс простой алгоритм расчета расхода и количества.When using a rotary machine as a meter for gas and liquid flow, flow measurement is reduced to measuring the speed of rotation of a rotor. By knowing the cross-sectional area of a calibrated channel, a simple flow and quantity calculation algorithm is implemented.

При использовании роторной машины в качестве пневматического двигател и детандера необходим газ высокого давлени ,When using a rotary machine as an air motor and an expander, high pressure gas is needed,

а при использовании в качестве компрессора и вакуумного насоса необходимы внешний привод и регулирующа арматура. Магнит, расположенный на свободномwhen used as a compressor and a vacuum pump, an external drive and control valves are required. Magnet located on the free

конце рычага, и магниты, которыми снабжена профильна канавка цилиндрического диска, намагничены таким образом, что магниты диска отталкивают магнит рычага и он всегда занимает среднее положение вthe end of the lever, and the magnets with which the profile groove of the cylindrical disk is fitted, are magnetized so that the disk magnets repel the lever magnet and it always occupies a middle position in

профильной канавке, не каса сь при движении стенок и не испытыва трени .profile groove without touching the movement of the walls and not experiencing friction.

Узлы герметизации, использующие магнитную жидкость, состо т из кол ьцевых магнитов и магнитопроводов, охватывающих сSealing assemblies using magnetic fluid consist of ring magnets and magnetic circuits spanning with

двух сторон магнит и концентрирующих магнитное поле во внутренней стороне в зазоре (0,1-0,2 мм) между магнитопровода- ми. Магнитна жидкость концентрируетс в зазоре с высокой напр женностью магнитного пол в виде жгута и устойчиво герметизирует зазор между валом и втулкой. Магнитна жидкость обладает максимальной в зкостью 1-10 с-Ст и практически не создает сопротивлени за счет трени .two sides of the magnet and concentrating the magnetic field in the inner side of the gap (0.1-0.2 mm) between the magnetic cores. The magnetic fluid is concentrated in the gap with a high magnetic field strength in the form of a rope and stably seals the gap between the shaft and the sleeve. Magnetic fluid has a maximum viscosity of 1-10 s-C and practically does not create resistance due to friction.

Отсутствие в предлагаемой роторнойThe absence of the proposed rotary

машине трущихс частей и неравномерных центробежных сил позвол ет развить высокую скорость вращени ротора и следовательно , высокую мощность.A machine with rubbing parts and uneven centrifugal forces allows a high rotational speed of the rotor and, therefore, high power to be developed.

Расположение в рабочей зоне от входного до выходного патрубка нескольких раз- делительных пластин исключает необходимость специальной герметизации зазоров между пластинами и другими детал ми .The location in the working area from the inlet to the outlet of several separation plates eliminates the need for special sealing of the gaps between the plates and other parts.

Использование магнитной жидкости и магнитных фиксаторов положени радиальной пластины обеспечивает ее вертикальное перемещение практически без трени .The use of magnetic fluid and magnetic locks of the position of the radial plate ensures its vertical movement with virtually no friction.

Канал дл движени газа или жидкости имеет равномерную посто нную геометрию по сечению, что обеспечивает посто нство термодинамического состо ни рабочего вещества.The channel for the movement of a gas or liquid has a uniform constant geometry over the cross section, which ensures the constancy of the thermodynamic state of the working substance.

Использование роторной машины при простоте конструкции, отсутствии механических переключений клапанов обеспечивает высокую точность дозировки перекачиваемого объема, а также большойThe use of a rotary machine with simplicity of design, the absence of mechanical valve switching provides high precision dosing of the pumped volume, as well as large

КПД. Машину можно использовать в качестве образцового расходомера высокого газового привода при создании экологически чистого двигател , компрессора, вакуумна- соса. Экономический эффект от использовани составл ет 20 тыс. рублей в год.Efficiency The machine can be used as an exemplary high-pressure gas flow meter when creating an environmentally friendly engine, compressor, vacuum pump. The economic effect of use is 20 thousand rubles per year.

Claims

Claims of the invention A rotary machine, comprising a housing with a cylindrical bore and inlet and (outlet nozzles and mounted on

fixed axis rotor with radial grooves, in which the separator plates are placed, kinematically connected with the mechanism of their axial movement, which means that, in order to increase productivity, the machine is equipped with rods connected with the separating plates and the drive shaft sealing unit , the rotor is mounted coaxially with the cylindrical bore, the mechanism of the axial movement of the plates is made in the form of a fixedly mounted coaxially bore disk with an annular shaped groove, in which the gap between them is There are two ring magnets and levers attached to the rods and fitted with

13

0

five

flat magnets installed in the gap between the annular magnets, the profile groove in the area between the inlet and outlet nozzles is made from the rotor side, and in the rest of the section from the drive shaft, with circular holes in the rotor and through holes communicated with the radial grooves the rods are located, the sealing assembly is made in the form of two magnetic cores and is placed between the n and m-ring of the magnet and the magnetic fluid, and in the rotor ring groove between the branch pipes working medium during the rotation of the rotor is installed plug.

10 7 6

/ / /

(pus.i

p AA

Ix

FIG. 2

fig.Z

Fig 5

FIG. 6