SU1767200A1 - Роторна машина - Google Patents

Description

1

(21)4815525/29

(22) 17.04.90

(46)07.10.92, Бюл. №37

(75) Г.И.Измалков

(56) Патент СССР № 18058,

кл, F01 С 1/344, 1929.

(54) РОТОРНАЯ МАШИНА (57) Использование: в роторных машинах с лопастными рабочими органами. Сущность изобретени : в корпусе 1 расположена внутренн   полость 2, состо ща  из внутреннего шарового по са 3, шаровой втулки 4 и конических поверхностей 5 и 6. В полости 2 расположена шарова  втулка 8, жестко соединенна  с дисковым разделителем 10. Втулка 8 имеет возможность вращени  вокруг оси дискового разделител  10. В прорези разделител  10 установлена радиальна  лопасть 11, неподвижно закрепленна  на втулке 4. Дисковый разделитель 10 и лопасть 11 дел т внутреннюю полость 2 на четыре рабочих камеры.Положительный эффект: упрощение конструкции.

22

/

6

сл

С

х| о XI ю о о

(ри 1

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к роторным машинам с лопастными рабочими органами, и примен етс  в различных област х народного хоз йства .

Известны различные роторные машины , например лопастной насос (Кожевников С.Н. и др. Элементы механизмов. М.: Обо- ронгиз, 1956, с.803, фиг.2590), в котором в радиальных пазах ротора наход тс  пластины-лопасти , контактирующие с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса.

Недостатком этого насоса  вл етс  его мала 1 надежность из-за наличи  возвратно- поступательного движени  в движении его лопастей,

Известна роторна  машина (авт. св. № 1523726, кл. F 04 С 3/00), котора  содержит корпус с профилированной внутренней поверхностью , в котором размещен пустотелый ротор с винтовой лопастью и выполненный внутри ротора дисковый разделитель с пазами, установленный с возможностью взаимодействи  с лопастью ротора и с образованием рабочих камер, причем оси вращений ротора и дискового разделител  перпендикул рны друг другу, а длина лопасти больше одного оборота ее винтовой линии.

Недостатком этой роторной машины  вл етс  наличие сложностей в выполнении ее винтовых поверхностей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  коловратный насос, могущий служить также двигателем, который содержит корпус, в котором с возможностью вращени  находитс  дисковый разделитель, в радиальных пазах которого помещены поршневые заслонки, который укреплен на шаровой втулке и который на- .правл етс  двум  кольцами, скрепленными друг с другом криволинейной зубчатой рейкой , св занной зубчатым зацеплением с установочной осью 1.

Однако этот насос, могущий служить также двигателем, имеет достаточно сложную конструкцию.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции. Применение предложенной машины позвол ет иметь простую, надежную роторную машину с дисковым разделителем.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что роторна  машина содержит корпус с внутренней полостью, заключенной между поверхност ми двух шаровых по сов с общим центром, двух конических поверхностей с точкой симметрии дл  них в этом общем центре. При этом поверхность внутреннего

шарового по са выполнена на шаровой втулке, наход щейс  на посадке с возможностью вращени  в корпусе, а поверхность внешнего шарового по са находитс  на части шара, наход щейс  в корпусе на посадке с возможностью вращени  и в подшипниках, позвол ющих вращени  этой части шара в плоскости, наклонной к плоскости симметрии этих шаровых по сов.

Эти две конические поверхности выполнены на корпусе. На внутреннем шаровом по се выполнена радиальна  лопасть в плоскости, проход щей через высоты этих конических поверхностей, наход ща с  на

посадке с возможностью вращени  с коническими поверхност ми и наружным шаровым по сом. Эта лопасть находитс  на посадке с возможностью вращени  в дисковом разделителе, выполненном на наружном шаровом по се в плоскости вращени  части шара, св занной с корпусом подшипником , выполненной пустотелой и жестко св занной с валом, наход щимс  в подшипнике. Дисковый разделитель св зан с лопастью и с обоими коническими поверхност ми уплотнени ми.

На фиг.1 схематично показана роторна  машина, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - уплотнение в

корпусе, уплотн ющее дисковый разделитель относительно наружной конической поверхности в корпусе, поперечный разрез; на фиг.4 - уплотнение в дисковом разделителе, уплотн ющее дисковый разделитель относительно лопасти, поперечный разрез, в увеличенном масштабе; на фиг.5 - то же и так же, что и на фиг.4, но разрез в плоскости вращени  лопасти; на фиг.6-10 - схематично в развертке последовательное изменение объемов рабочих камер через каждые 90° вращени  лопасти.

Роторна  машина содержит корпус 1, содержащий внутреннюю полость 2, составной внутренней поверхностью которой  вл етс  поверхность внутреннего шарового по са 3, выполненного на шаровой втулке 4, наход щейс  на посадке с возможностью вращени  в корпусе 1. Составными внутренними поверхност ми полости 2  вл ютс  и

наружные конические поверхности 5 и 6, выполненные в корпусе 1, а также поверхность наружного шарового по са 7, наход щего на пустотелой части 8 шара, наход щейс  в корпусе 1 на посадке с возможностью вращени  и в подшипниках 9, позвол ющих вращение части 8 шара в плоскости , наклонной к плоскости симметрии шаровых по сов 3 и 7, имеющих общий центр, в котором находитс  и точка симметрии конических поверхностей 5 и 6, под углом а. Часть 8 шара жестко св зана дисковым разделителем 10, наход щимс  в плоскости ее вращени  и на посадке с возможностью вращени  с внутренним шаровым по сом 3. Дисковый разделитель 10 св зан с радиальной лопастью 11, жестко св занной с втулкой 4 и наход щейс  в плоскости , проход щей через ось вращени  втулки 4, уплотнением 12, состо щим из двух стержней 13 сегментного поперечного сечени , наход щихс  на посадке с возможностью вращени  одним их торцом с внутренним шаровым по сом 3, их цилиндрическими поверхност ми с общей осью с дисковым разделителем 10, а их плоскими поверхност ми на посадке с возможностью перемещени  с лопастью 11. Дисковый разделитель 10 в местах наибольшего сближени  с коническими поверхност ми 5 и 6 св зан по линии этого сближени  с корпусом 1 двум  уплотнени ми 14, каждое из которых состоит из стержн  15, наход щегос  на посадке перемещени  в корпусе 1 и подпружиненного относительно него пружинами 16, например цилиндрическими, и св занного с дисковым разделителем 10 посадкой с возможностью движени  его центральным участком 17, по сторонам которого наход тс  скошенные участки 18, взаимодействующие с выступами 19 корпуса 1 и обеспечивающие прохождение над стержн ми 15 лопасти 11 путем утапливани  его в теле корпуса 1, Кажда  коническа  поверхность 5 и 6 имеет наклон ее образующей к плоскости симметрии шаровых по сов 3 и 7 под углом, равным углу а. Дисковый разделитель 10 и лопасть 11 дел т внутреннюю полость 2 корпуса 1 на четыре измен ющиес  по объему рабочие камеры А, Б, В и Г. Часть 8 шара жестко св зана с выходным валом 20, соосным подшипникам 9 и наход щимс  в подшипнике 21. Втулка 4сло- пастью 11 и часть 8 шара с дисковым разделителем 10 составл ет ротор 22 машины . Диаметр цилиндрической поверхности стержней 13 уплотнени  12 не больше толщины дискового разделител  10 Стержни 13 с другого их торца жестко св заны между собой диском 23, соосным их цилиндрической поверхности и одного с ней диаметра. Диск 23 находитс  на посадке с возможностью вращени  в теле части 8 шара и на посадке с возможностью перемещени  по торцу лопасти 11.

Впускные и выпускные окна на чертежах не показаны, так как конкретное выпол- нение машины (двигатель, насос, компрессор) не входит в предмет изобретени .

Роторна  машина работает следующим образом.

При вращении ротора 22 дисковый разделитель 10 взаимодействует с лопастью 11

(вращение лопасти 11 на фиг.2 показано стрелкой). При этом происходит возвратное перемещение дискового разделител  10 по лопасти 11 в уплотнении 12 с возвратно-вращательным движением стержней 13 в теле

дискового разделител  10, а жестко соедин ющего стержни 13 диска 23 - в теле части 8 шара. При этом плоские поверхности стержней 13 и диска 23 возвратно перемещаютс  по поверхности лопасти 11 и

соответственно дл  диска 23 - по торцу лопасти 11. Уплотнени  14 лопасть 11 проход т , утаплива  без вредных ускорений через скошенные участки 18 стержни 15 в корпусе 1, сжима  пружины 16. Выступы 19 не касаютс  скошенных участков 18 стержн  15 в собранной (и в работающей) машине. Их касание необходимо только в процессе сборки машины дл  того, чтобы удержать стержни 15 в корпусе 1 до того, как будет

установлен на свое место дисковый разделитель 10. При прохождении же лопасти 11 над уплотнением 14 выступы 19 обеспечивают лабиринтность между корпусом 1 и стержнем 15, что увеличивает уплотн ющие

свойства уплотнени  14 в этот момент. Взаимодействием дискового разделител  10 с лопастью 11 при вращении ротора 22 приводит к последовательному изменению объемов рабочих камер А, Б, В и Г от нул  до

объема полости 2, наход щегос  по одну сторону дискового разделител  10, и от этого объема - до нул  и так далее. Движение лопасти 11 и дискового разделител  10 совместно через их уплотнение 12. Такое изменение объемов рабочих камер А, Б, В и Г воздействует на рабочую среду, наход щуюс  в них, таким образом, что рабоча  среда поступает за счет вакуума в увеличивающиес  эти объемы и вытесн етс  за счет избыточного давлени  - из-за уменьшающихс  этих объемов. При этом дисковый разделитель 10 движетс  равномерно вращательно за счет инерции масс части 8 шара, вала 20 и привода, а движение втулки 4 с лопастью

11 (их масса значительно уступает по величине массе дискового разделител  10 совместно с частью 8 шара, валом 20 и приводом) мало отличаетс  от равномерного вращательного движени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Роторна  машина, содержаща  корпус с внутренней полостью, в которой размещен ротор с дисковым разделителем, имеющим паз, периферийна  поверхность

   внутренней полости выполнена сферической , а ротор установлен в корпусе на шаровой опоре, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции, машина снабжена шаровой втулкой с закрепленной на ней радиальной лопастью, ротор жестко соединен с дисковым разделителем, лопасть размещена в ответном пазу дискового

   й

   f

   Фи2.Ч

   разделител  и св зана с ним посредством двух сегментных втулок, ротор установлен в корпусе наклонно с образованием рабочих камер между корпусом, дисковым раздели- 5 телем, лопастью и шаровой втулкой, при этом последн   выполнена с возможностью вращени  относительно оси внутренней полости корпуса.

   Фа. 6

   Б

   /7

   Риг. 7

   Фиг.

   /гз

   ч

   Ф(4 г. ю