SU1781461A1

SU1781461A1 - Potaциohhaя maшиha

Info

Publication number: SU1781461A1
Application number: SU904870810A
Authority: SU
Inventors: Andrej I Majsuradze; Iovel Ya Dzhebashvili; Tamaz M Natriashvili
Original assignee: Inst Mek Mashin An Gssr
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-12-15

Description

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК „„SU..·, 1781461 А1 (51)5 F04 С 2/344, F 01 С 1/344

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ шанеля

МТИЛв-ТИИШШ БИБЛИОТЕКА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

(21) 4870810/29 (22) 02.10.90 (46) 15.12.92. Бюл. № 46 (71) Институт механики машин АН ГССР (72) А.И.Майсурадзе, И.Я.Джебашвили и Т.М.Натриашвили (56) Патент Великобритании № 1095340, кл. F 01 С 1/02, 1966.

Авторскоесвйдетельство СССР № 1301987, кл. F 01 С 1/32, 1981.

(54) РОТАЦИОННАЯ МАШИНА (57) Сущность изобретения: в корпусе с торцевыми крышками с впускным и выпускным окнами эксцентрично размещен ротор с радиальными пазами. В пазах с образованием рабочих камер установлены разделитель ные лопасти, имеющие опорные цапфы, взаимодействующие с подшипниками. Подшипники размещены в крышках. Роликовые узлы поджатия выполнены в виде подпружиненных поршней, подпоршневые полости которых сообщены каналами с рабочими камерами со стороны впускного окна. Ролики размещены в надпоршневых полостях с возможностью постоянного, контакта с поршнем. Каналы выполнены в роторе. Ролики взаимодействуют с боковой поверхностью лопастей. В каждой лопасти выполнены сообщенные между собой канал и расточка, расположенная со стороны ротора. Поршень размещен в расточке с возможностью взаимодействия ролика с.боковой стенкой паза. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

со

Изобретение относится ^машиностроению, в частности, к ротационно-лопастным машинам и может быть использовано в качестве расширительных машин (пневматических. паровых, ДВС), а также компрессоров и насосов.

Известна ротационно-лопастная машина объемного расширения, содержащая корпус с рабочим цилиндром, эксцентрично расположенный в нем ротор, в радиальных пазах которого размещены лопасти, шарнирно связанные с валом машины, который в свою очередь концентрично установлен по отношению цилиндра корпуса. Благодаря этому в процессе работы машины предотв ращается под действием инерционных центробежных сил прижатие лопастей к рабочему цилиндру.

При этом герметизация рабочей камеры осуществляется с помощью роликовых уплотнительных элементов, размещенных в вершинах лопастей, к которым по каналам, выполненным в теле_: лопасти, подводится смазочная жидкость.

С целью нормального ф.ункционйрова; ния при данной кинематической связи рабочего звена вал-лопасть-ротор, с обеих сторон лопасти установлены шарнирные цилиндрические вставки (оснащенные подпружиненными пластинами), которые в про-

насаженных на цапфы лопастей, а ротор снабжен цилиндрическими расточками, и в них Остановлены опорные катки, контактирующие с верхней частью лопасти.

Данное изобретение направлено на снижение трения в контактной зоне деталей лопасть-паз ротора. Вместе с тем, предложенное техническое решение связано с большими технологическими трудностями, т.к. в случае отклонения от заданных жестких допусков на изготовление и по мере износа деталей механизм устранения перекоса лопастей становится малоэффективным.

Целью изобретения является повышение долговечности путем уменьшения пере- * коса лопастей и снижения удельных контактных нагрузок, роликовые узлы поджатия выполнены в виде подпружиненных поршней, поршневые полости которых сообщены посредством каналов с рабочими камерами со стороны впускного окна, а ролики размещены в надпоршневых полостях с, возможностью постоянного контакта с поршнем.

Поставленная цель достигается тем, что в известной ротационно-лопастной машине объемного расширения, содержащей корпус, эксцентрично расположенный в нем ротор, в радиальных пазах которого размещены лопасти со снабженными опорными цапфами, опирающимися посредством роликов на внутренние обоймы . ограничительных подшипников, в сегментах ротора выполнены отверстия, в которых установлены прижимные поршни лопастей с роликовыми элементами.

В связи с тем, что при данном конструктивном решении глубина размещения прижимного поршня в пазу ротора лимитируется высотой выдвижения нижней части лопасти, от которой непосредственно зависит плечо приложения поворотного усилия (которое приблизительно равно половине высоты лопасти), предлагается для повышения эффективности прижимного механизма лопасти поршни разместить. непосредственно в самой лопасти у нижнего торца.

При этом для первого и второго вариантов подвод газа к прижимным поршням осуществляется по каналам, выполненным соответственно в роторе и лопастях.со стороны камер высокого давления.

Нафиг.1 изображен продольный разрез ротационно-лопастной машины объемного расширения; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 с прижимными поршнями, расположенными в сегментах ротора; на фиг.З - то · же, в лопастях.

цессе вращёнйя ротора проворачиваются на определенный угол (в зависимости от величины эксцентриситета и других геометрических размеров машины) от воздействия лопасти,

В данном конструктивном решении, кроме основных силовых лопастей для повышения, герметичности рабочей камеры в ' зоне сжатия и воспламенения рабочей смеси; ^ЙгзаТ ротора ‘ уст|новлейы ’дополнительнйё^лй0длружйн1ннре уплотнительные пластины. Для увеличения усилия прижатия к цилиндру корпуса из рабочих камер по каналам, выполненным в роторе, под уплотнительное пространство подводится газ под давлением.

Положительным качеством данной кон; струкцйймашины следует отнести отсутствие'РтТяЖки лопастй при вращенйй ротора, т.е. сохранение постоянства зазора между вершинами лопастей и цилиндром корпуса машины, что значительно облегчает усилия работы радиальных уплотнительных эле- : ментов вершин лопастей йё^а'Вт^^тс^вйй возвратно-поступательного перемещения.

К недостаткам данной машины следует отнести сложность конструкции, недостаточную технологичность изготовления и пониженную надежность работы. ¹ В частности тяжелые условия работы шарнирных цилиндрическихэлементов, размещенных в роторе в результате воздействия инерционных сил, что прйбб'дйТйувеличению потерь на трение и износ деталей; предложенное сочленение лопастей с валом машины при постоянной угловой скорости вращения ротора приводит к возникновению неравномерной угловой ” скорости вращения лопастей, проявляюще_ муся в периодическом сближении и расхождении их в процессе работы машины ( с изменением величины угла между лопастями), и, таким образом, возбуждении значительных инерционных сил, что отрицательно Отражается на динамике си*; лового механизма машины.

Известна также'ротационно-лопастная машина объемнй'гЪ’’раСИЛТрё'Нйя; содержащая корпус, боковые крышки, эксцентрично рЭсРЬ'ложёнНЫй ротор сжестко связанными с ним торцевыми дисками, в радиальных паЗаХ которого разМёЩёйы л оп астм с опорными цапфами, опирающимися посредством роликов на внутренние обоймы ограничительных подшипников, установленных в расточках, выполненных в боковых крышках корпуса. С цельюжключения перекосов лопастей торцевые диски снабжены направляющими пазами, в которых размещены другие ролики из каждой пары

Ротационно-лопастная машина объемного расширения содержит корпус 1 со вставленной гильзой 2, в которых выполнены входной 3 и выходной 4 каналы рабочего тела, боковые крышки корпуса 5 с цилинд- 5 рическими расточками 6, в которые вставлены подшипники качения 7 (скольжения), эксцентрично расположенный в корпусе ротор 8 с валом 9, лопасти 10, размещенные в радиальных пазах ротора 11 и снабженные 10 уплотнительными пластинами 12, а также опорными цапфами 13, на которые посажены ролики 14, рабочие камеры машины 15, прижимные поршни 16, вставленные в отверстия 17 ротора, пружины поршней 18, .15 стопорные элементы поршней в виде втулок 19 с калиброванными отверстиями 20 и ро- . лики 21 поршней.

Второй вариант конструктивного исполнения ротационно-лопастной машины, 20 когда прижимные поршни размещены в са- . мой лопасти, представлен на рис.1 и 3. В данном случае машина содержит, поршни , 16, вставленные в отверстия 17, которые аналогично первому варианту оснащеяы 25 пружинами 18 и роликами 19. К поршням по . каналам 20 подводится газ из камер машины со стороны высокого давления, .

После ввода , рабочего тела (газ, пар) по входному каналу 3 в камеру 15 образую- 30 щийся в ней перепад давления воспринима* ется выступающей за наружный · диаметральный разрез ротора 8 торцевой поверхностью лопасти 10 и передается ротору в виде крутящего момента. 35

С целью сосредоточения приложенной поворотной силы лопасти и устранения утечки рабочего тела, газовые силы из камер в процессе расширения воздействуют на лопасть посредством поршней 16'разме- 40 щенных в отверстиях 17, выполненных в теле ротора 8. Чтобы предотвратить удары поршней с лопасти вследствие газовых сил, предусмотрено предварительное прижатие поршней с помощью пружин 18сминималь- 45 но необходимым усилием. Пружины 18 застопорены в отверстиях ротора втулками 19 с калиброванными отверстиями 20, через которые газовыми силами осуществляется передача усилий на поршнях 16, 50

С целью снижения потерь на трение в процессе прижатия поршней 16 на лопасти или пазы ротора, передача усилия осуществляется посредством роликов, установленных в поршнях 21 и 19. 55

В зависимости от конструктивных Особенностей и рабочих параметров машины определяются диаметральные размеры и глубина размещения поршней в роторе или лопастях, а также их количество,

Данное техническое решение обеспечивает на всех режимах работы машины в наиболее нагруженной зоне расширение, устранение или значительное уменьшение линейных контактных нагрузок и переход на поверхностные контактные нагрузки между трущимися парами лопасть-паз ротора и, как следствие, увеличение долговечности и надёжности машины.

Вместе с тем, когда выдвижение лона- , стей из паза ротора осуществляется посредством цапф, размещенных в направляющих канааках^выполненных в боковых крышках корпуса, имеется полная гарантия тому, что при работе прижимного устройства лопасти не застрянут в пазах ротора.

Claims

Формула изобретения

1. Ротационная машина, содержащая корпус с торцевыми крышками и впускным и выпускным окнами, эксцентрично размещенный в корпусе ротор с радиальными пазами, в которых с образованием рабочих камер установлены разделительные лопасти, имеющие опорные цапфы, взаимодей,ствующие с подшипниками, размещенными в торцевых крышках, и роликовые узлы поджатия лопастей к боковым стенкам пазов, отличающая с я тем, что, с целью повышения долговечности путем уменьшения перекоса лопастей и снижения удельных контактных нагрузок, роликовые узлы поджатия выполнены в виде подпружиненных поршней, подпоршневые полости которых сообщены посредством каналов с рабочими камерами ср стороны впускного окна, а ролики размещены в надпоршневых полостях с возможностью постоянного контакта с поршнем.
2. Машина по п.1, отличаю щ а я с я тем, что каналы выполнены в роторе, а поршни установлены в каналах с возможностью взаимодействия роликов с боковой поверхностью лопастей.
3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в каждой лопасти выполнены сообщенные между собой канал и-расточка, при этом последняя выполнена со стороны ротора, а поршень размещён в расточке с возможностью взаимодействия ролика с боковой стенкой паза.

Фиг /

А-А 3

Фиг-2

А-А