WO2010068144A2 - Positive-displacement rotary engine - Google Patents
Positive-displacement rotary engine Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010068144A2 WO2010068144A2 PCT/RU2009/000684 RU2009000684W WO2010068144A2 WO 2010068144 A2 WO2010068144 A2 WO 2010068144A2 RU 2009000684 W RU2009000684 W RU 2009000684W WO 2010068144 A2 WO2010068144 A2 WO 2010068144A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- rotor
- outer rotor
- rotors
- rotation
- equal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/10—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F01C1/103—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
Definitions
- the invention relates to rotary machines and can be used as a pump in the oil, gas or chemical industry, as well as a compressor, internal combustion engine or expansion machine.
- the prior art is a description of the prior art.
- the outer and inner rotors perform a simple rotational movement each around its fixed axis.
- the problems solved by the invention are: - creating a design that allows to reduce the requirements for manufacturing technology of rotors and to a clean working environment; -increase the degree of sealing of the working chambers;
- a rotary-piston volumetric action machine comprising a composite housing, external and internal rotors with profiled surfaces installed in it with eccentricity, and the ratio of the number of vertices of the internal rotor to the number of vertices of the external rotor is (nl) / n, in which, according to the invention, the contour of the profiled surface of the outer rotor consists of alternating sections, one of which are arcs of circles with equal radii, the centers otorrhea arranged at equal distances from the axis of rotation of the outer rotor through equal angles between them, and the other portions are envelope curves, which are for generating respective curved portions of the inner rotor, and arc of circles are for the profiling of the inner rotor, and the coordinates of each point on the profiled surface of the inner rotor is determined by the formulas:
- ⁇ is the angle of rotation of the inner rotor relative to the outer rotor, for which the coordinate is determined
- e is the distance between the axes of rotation of the rotors
- 5 p is the number of segments of the profiling circles
- the manufacture of the surface layer of a cylindrical insert from elastomeric materials allows you to: lower the technological requirements for the design to compensate for manufacturing errors; - the ability to operate a rotary piston machine on working fluids with small mechanical impurities.
- RPM as a water pump
- the proposed design allows to increase the efficiency and service life of the rotary piston volumetric machine, to improve consumer qualities.
- Fig.2 - shows a section A-A of Fig.l.
- Fig.3 - shows a cross section of a rotary piston volumetric machine, in which each segment of the circumference of the profiled surface of the outer rotor is formed by a part of the cylindrical surface of the insert installed in the outer rotor;
- Figure 4 - shows a cross section of a rotary piston machine, in which the inserts in the outer rotor are made in the form of straight circular cylinders
- Figure 5 - shows a cross section of a rotary piston machine, in which the inserts in the outer rotor are rotatably arranged around their axes, and the outer layer of the inserts is made of elastomeric material.
- the rotary-piston volumetric machine includes a composite housing 1, a shaft 2 installed in it with an external rotor 3 and with an eccentricity, an internal rotor 4 with profiled surfaces, supply and discharge systems of the pumped medium 5, made in the front cover 6 (Fig. 1 and Fig. 2).
- the housing has covers 6, in which internal 4 and external 3 rotors are installed.
- External 3 and internal 4 rotors perform with profiled surfaces.
- the external rotor 3 is prefabricated: one part of it is the base of the rotor, which is rigidly fixed to the drive shaft, and the second part is n identical inserts.
- the contour of the profiled surface is made of alternating sections, one of which are arcs of circles 7 having the same radii, the centers of which are evenly spaced at the same distance from the axis of rotation of the outer rotor, and the other sections 12 are envelope curves producing for which the corresponding curved sections of the inner the rotor, and the segments of the circles 7 are profiling for the contour of the inner rotor.
- Profile surfaces of the external and internal rotors form the working chambers of variable volume 8.
- Each element of the profiled surface of the outer rotor 3, the contour of which is an arc of a circle 7, can be formed by a part of the cylindrical surface of the insert 9 installed in the outer rotor 3 (Fig.2 and Fig.Z).
- Insert 9 can be made in the form of straight circular cylinders (figure 2 and figure 4).
- the insert 9 can be placed in the outer rotor with the possibility of rotation around its axes 10 (figure 2, figure 5).
- the inserts can be made with an outer layer 11 of elastomeric material.
- the system for supplying and discharging the pumped medium 5 can be performed in the covers 6 and / or in the housing 1. At relatively low flow rates of the pumped medium, in order to minimize losses in the form of leaks from the discharge path to the suction path, the system is located in the covers. At flow rates at which hydraulic losses during bends significantly affect the efficiency of the machine, the radial distribution through the housing 1 is more optimal.
- the operation of the rotary-piston volumetric machine is as follows: By turning on the engine (to hell, not shown), the shaft 2 is rotated with the external rotor 3.
- the profiled surface which is rigidly connected to the external rotor 3
- the profiled surface of the inner rotor 4 is located in contact with the profiled surface of the inner rotor 4, the latter due to this rotates in the same direction as the outer rotor 3, respectively, with an angular velocity of (nl) / n greater than the discharge.
- the volumes of the working chambers 8 are successively changed.
- each camera 8 cyclically changes its volume from the minimum value to the maximum and vice versa.
- the system for supplying and discharging the pumped medium is organized in such a way that provides communication of the chambers 8 with a decrease in volume with a discharge path, and with an increase in volume with a suction path.
- a prototype of the proposed rotary-piston volumetric action machine was manufactured and tested.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
The proposed invention makes it possible to reduce requirements with respect to the process for manufacturing rotors (3) and (4) and the cleanliness of the working environment, to increase the degree of sealing of the working chambers (8), to simplify assembly and repair of the engine by manufacturing the external rotor (3) in a sectional form consisting of interchangeable components, and to increase the operating efficiency of the engine by increasing the relative working volume of the rotor chambers, changing the nature of the friction at the points of contact of the rotors (transition from sliding friction to rolling friction) and increasing the area of the contact spot.
Description
Роторно-поршневая машина объемного действия Volumetric rotary piston machine
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к роторным машинам и может быть использовано в качестве насоса в нефтяной, газовой или химической промышленности, а также в качестве компрессора, двигателя внутреннего сгорания или расширительной машины. Предшествующий уровень техники.The invention relates to rotary machines and can be used as a pump in the oil, gas or chemical industry, as well as a compressor, internal combustion engine or expansion machine. The prior art.
Известна роторная машина с внутренним зацеплением роторов, имеющая в цилиндрическом круглом корпусе вращающийся наружный ротор, сидящий на диске центрального вала, который продолжается с одной или с обеих сторон диска с равномерно распределенными вокруг камерами, внутренняя поверхность которых выгнута точно по цилиндру, радиус которого равен двойному эксцентриситету между внутренним ротором и наружным ротором. (Патент DE N« 556181, 1932 г.)Known rotor machine with internal engagement of the rotors, having in a cylindrical round casing a rotating external rotor sitting on the disk of the Central shaft, which extends from one or both sides of the disk with chambers uniformly distributed around, the inner surface of which is bent exactly along a cylinder whose radius is equal to double eccentricity between the inner rotor and the outer rotor. (Patent DE N "556181, 1932)
Недостатками известной машины являются:The disadvantages of the known machines are:
- чрезмерная сложность конструкции, затрудняющая разборку и сборку машины;- excessive design complexity making it difficult to disassemble and assemble the machine;
- зацепление между роторами не оптимально - значительная часть крутящего момента будет затрачиваться на преодоление трения из-за того, что радиус вставок внешнего ротора параметризован и равен удвоенному эксцентриситету;- the engagement between the rotors is not optimal - a significant part of the torque will be spent on overcoming friction due to the fact that the radius of the inserts of the external rotor is parameterized and equal to double eccentricity;
- маленький, по сравнению с габаритным объемом, рабочий объем из- за параметризации радиуса вставок внешнего ротора приравненного к удвоенному эксцентриситету, так как при разных значениях числа вершин наилучшая компактность достигается при разных соотношениях между радиусом вставок внешнего ротора и эксцентриситета.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является роторно-поршневая машина объемного действия, с заключенным в корпусе внешним ротором с профилированными выемками и ротором с профилированными вершинами, которые контактируют внутренними гранями внешнего ротора и гранями внутреннего ротора (Патент DE Ne 3432915, по кл. FOlC 1/10, 1987 г.)- a small, compared with the overall volume, working volume due to the parameterization of the radius of the inserts of the external rotor equal to double eccentricity, since at different values of the number of vertices the best compactness is achieved with different ratios between the radius of the inserts of the external rotor and eccentricity. Closest to the technical nature of the proposed technical solution is a rotary piston volumetric machine with an external rotor enclosed in a housing with profiled recesses and a rotor with profiled vertices that contact the inner faces of the outer rotor and the faces of the inner rotor (DE DE 3432915, class FOlC 1/10, 1987)
В известной конструкции внешний и внутренний роторы совершают простое вращательное движение каждый вокруг своей неподвижной оси.In a known construction, the outer and inner rotors perform a simple rotational movement each around its fixed axis.
Недостатками известной конструкции являются:The disadvantages of the known design are:
- сложность сборки и ремонта конструкции, т.к. необходима замена всего внешнего ротора в случае износа его внутренних граней;- the complexity of the assembly and repair of the structure, because replacement of the entire external rotor is necessary in case of wear of its internal faces;
- наличие паразитного объема в рабочих камерах (разница между выпуклой кривой ротора и наружным радиусом внешнего ротора) уменьшает рабочий объем, т.к. в имеющихся паразитных объемах (например, в роторной машине как компрессоре) уже сжатый воздух транспортируется назад к всасывающей стороне машины;- the presence of parasitic volume in the working chambers (the difference between the convex curve of the rotor and the outer radius of the outer rotor) reduces the working volume, because in existing parasitic volumes (for example, in a rotary machine as a compressor), already compressed air is transported back to the suction side of the machine;
- наличие протяженной цилиндрической щели, сообщающейся с рабочими камерами, вызывает значительные утечки. высокие требования к точности изготовления профилированных поверхностей внутреннего и внешнего роторов и требования соответствующей минимизации зазоров в подшипниках;- the presence of an extended cylindrical gap communicating with the working chambers causes significant leaks. high requirements for the accuracy of manufacturing profiled surfaces of the internal and external rotors and the requirements of the corresponding minimization of the clearance in the bearings;
- точечный характер контакта между роторами затрудняет решение задачи уплотнения радиальных зазоров между роторами и уменьшения потерь из-за протечек- the point-like nature of the contact between the rotors makes it difficult to solve the problem of sealing the radial gaps between the rotors and reduce losses due to leaks
- высокие требования к чистоте рабочей среды - присутствие мелких твердых частиц приводит к быстрому износу профилированных
поверхностей, снижению эффективности машины и может привести к заклиниванию и выходу из строя.- high requirements for a clean working environment - the presence of fine solid particles leads to rapid wear of profiled surfaces, reducing the effectiveness of the machine and can lead to jamming and failure.
Раскрытие предлагаемого технического решения. Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением , являются: - создание конструкции, позволяющей снизить требования к технологии изготовления роторов и к чистоте рабочей среды; -повысить степень герметизации рабочих камер;Disclosure of the proposed technical solution. The problems solved by the invention are: - creating a design that allows to reduce the requirements for manufacturing technology of rotors and to a clean working environment; -increase the degree of sealing of the working chambers;
-упростить ее сборку и ремонт за счет изготовления внешнего ротора сборным, состоящим из взаимозаменяемых деталей; -повысить эффективности ее работы за счет увеличения относительного рабочего объема камер роторов и изменения характера трения в точках контакта роторов (переход от трения скольжения к трению качения) и увеличению площади пятна контакта. Технический результат в предлагаемом изобретение достигают созданием роторно-поршневой машина объемного действия, включающей составной корпус, установленные в нем с эксцентриситетом внешний и внутренний роторы с профилированными поверхностями, причем отношение количества вершин внутреннего ротора к количеству вершин внешнего ротора равно (n-l)/n, в которой, согласно изобретению, контур профилированной поверхности внешнего ротора состоит из чередующихся участков, одними из которых являются дуги окружностей с равными радиусами, центры которых расположены на одинаковых расстояниях от оси вращения внешнего ротора через равные углы между ними, а другие участки представляют собой огибающие кривые, производящими для которых являются соответствующие криволинейные участки внутреннего ротора, а дуги окружностей являются профилирующими для внутреннего ротора, и
координаты каждой точки профилированной поверхности внутреннего ротора определяют по формулам:-to simplify its assembly and repair due to the manufacture of an external rotor by an assembly consisting of interchangeable parts; -increase its efficiency by increasing the relative working volume of the rotor chambers and changing the nature of the friction at the contact points of the rotors (transition from sliding friction to rolling friction) and increasing the area of the contact spot. The technical result in the present invention is achieved by the creation of a rotary-piston volumetric action machine comprising a composite housing, external and internal rotors with profiled surfaces installed in it with eccentricity, and the ratio of the number of vertices of the internal rotor to the number of vertices of the external rotor is (nl) / n, in which, according to the invention, the contour of the profiled surface of the outer rotor consists of alternating sections, one of which are arcs of circles with equal radii, the centers otorrhea arranged at equal distances from the axis of rotation of the outer rotor through equal angles between them, and the other portions are envelope curves, which are for generating respective curved portions of the inner rotor, and arc of circles are for the profiling of the inner rotor, and the coordinates of each point on the profiled surface of the inner rotor is determined by the formulas:
г- радиус сегментов окружностей, при чем r = k χ e , где п + 1 < к < 2 пr is the radius of the segments of the circles, with r = k χ e, where n + 1 <k <2 n
R- расстояние от оси вращения внешнего ротора до оси профилирующей окружности, при чём R = (п -i)χ e + K , где г ≤ К ≤ 2 х г Q Выполнение вставки в виде круговых сегментов, имеющих форму прямых круговых цилиндров позволяет изготавливать вставки из дорогих и/или сложно обрабатываемых материалов, например, из эластомеров, керамики, композитных материалов - следовательно, упростить изготовление и повысить степень герметизации камер. r Размещение вставок во внешнем роторе с возможностью вращения вокруг своих осей позволяет снизить потери на трение между роторами и, соответственно, износ контактирующих поверхностей, следовательно, повышает ресурс машины и ее экономичность.
Изготовление поверхностного слоя цилиндрической вставки из эластомерных материалов позволяет: понизить технологические требования к конструкции компенсировать погрешности изготовления; - возможность работы роторно-поршневой машины на рабочих средах с мелкими механическими примесями. Например, при использовании РПМ в качестве водяного насоса, можно допустить наличие в перекачиваемой воде наличие мелких частиц песка, которые в зоне контакта будут вдавливаться в эластичный поверхностный слой цилиндрической вставки, и выбрасываться на выходе из зоны контакта; повысить степень герметизации рабочих камер, за счет существенного увеличения площади пятна контакта.R is the distance from the axis of rotation of the outer rotor to the axis of the profiling circle, whereby R = (n -i) χ e + K, where r ≤ K ≤ 2 x g Q Insertion in the form of circular segments in the form of straight circular cylinders allows you to make inserts from expensive and / or difficult to process materials, for example, from elastomers, ceramics, composite materials - therefore, to simplify the manufacture and increase the degree of sealing of the chambers. r Placing the inserts in the external rotor with the possibility of rotation around their axes allows to reduce friction losses between the rotors and, accordingly, the wear of the contacting surfaces, therefore, increases the life of the machine and its economy. The manufacture of the surface layer of a cylindrical insert from elastomeric materials allows you to: lower the technological requirements for the design to compensate for manufacturing errors; - the ability to operate a rotary piston machine on working fluids with small mechanical impurities. For example, when using RPM as a water pump, it is possible to allow the presence of small particles of sand in the pumped water, which in the contact zone will be pressed into the elastic surface layer of the cylindrical insert, and thrown out at the outlet of the contact zone; to increase the degree of sealing of the working chambers, due to a significant increase in the area of the contact spot.
Предлагаемая конструкция позволяет повысить эффективность и срок службы роторно-поршневой машины объемного действия, улучшить потребительские качества.The proposed design allows to increase the efficiency and service life of the rotary piston volumetric machine, to improve consumer qualities.
Проведенные патентные исследования показали, что не известны технические решения с указанной совокупностью существенных признаков, в аналогичных конструкциях роторно-поршневых машин объемного действия, т.е. предлагаемое решение, соответствует критерию «нoвизнa».The conducted patent studies showed that technical solutions with the indicated set of essential features are not known in similar designs of rotary-piston volumetric action machines, i.e. the proposed solution meets the criterion of "novelty."
Считаем, что сущность изобретения не следует явным образом из известных решений, а, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изoбpeтaтeльcкий ypoвeнь». Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.We believe that the essence of the invention does not follow explicitly from the known solutions, and, therefore, the present invention meets the criterion of "inventive step". We believe that the information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the invention.
Раскрытие графических материалов предлагаемой конструкции. Предлагаемая роторно-поршневая машина объемного действия
поясняется нижеследующим описанием конструкции и чертежами, где:Disclosure of graphic materials of the proposed design. The proposed rotary piston volumetric machine illustrated by the following construction description and drawings, where:
На фиг.1 - показан продольный разрез роторно-поршневой машины объемного действия с внешним ротором, профилированная поверхность которого выполнена из чередующихся участков (n=4); На фиг.2 - показан разрез A-A фиг.l.Figure 1 - shows a longitudinal section of a rotary piston volumetric machine with an external rotor, the profiled surface of which is made of alternating sections (n = 4); In Fig.2 - shows a section A-A of Fig.l.
На фиг.З - показан поперечный разрез роторно-поршневой машины объемного действия, у которой каждый сегмент окружности профилированной поверхности внешнего ротора образован частью цилиндрической поверхности вставки, установленной во внешнем роторе;In Fig.3 - shows a cross section of a rotary piston volumetric machine, in which each segment of the circumference of the profiled surface of the outer rotor is formed by a part of the cylindrical surface of the insert installed in the outer rotor;
На фиг.4 - показан поперечный разрез роторно-поршневой машины, у которой вставки во внешнем роторе выполнены в виде прямых круговых цилиндров; На фиг.5 - показан поперечный разрез роторно-поршневой машины, у которой вставки во внешнем роторе размещены с возможностью вращения вокруг своих осей, а наружный слой вставок выполнен из эластомерного материала.Figure 4 - shows a cross section of a rotary piston machine, in which the inserts in the outer rotor are made in the form of straight circular cylinders; Figure 5 - shows a cross section of a rotary piston machine, in which the inserts in the outer rotor are rotatably arranged around their axes, and the outer layer of the inserts is made of elastomeric material.
Лучший вариант выполнения предлагаемой конструкции. Роторно-поршневая машина объемного действия включает составной корпус 1, установленные в нем вал 2 с внешним ротором 3 и с эксцентриситетом внутренний ротор 4 с профилированными поверхностями, системы подвода и отвода перекачиваемой среды 5, выполненные в передней крышке 6 (Фиг.l и Фиг.2). Корпус имеет крышки 6, в которых установлены внутренний 4 и внешний 3 роторы.The best embodiment of the proposed design. The rotary-piston volumetric machine includes a composite housing 1, a shaft 2 installed in it with an external rotor 3 and with an eccentricity, an internal rotor 4 with profiled surfaces, supply and discharge systems of the pumped medium 5, made in the front cover 6 (Fig. 1 and Fig. 2). The housing has covers 6, in which internal 4 and external 3 rotors are installed.
Внешний 3 и внутренний 4 роторы выполняют с профилированными поверхностями.
Внешний ротор 3 выполнен сборным: одной частью его является основание ротора, которое жестко закреплено на приводном валу, а второй частью является п одинаковых вставок.External 3 and internal 4 rotors perform with profiled surfaces. The external rotor 3 is prefabricated: one part of it is the base of the rotor, which is rigidly fixed to the drive shaft, and the second part is n identical inserts.
Контур профилированной поверхности выполнен из чередующихся участков, одними из которых являются дуги окружностей 7, имеющие одинаковые радиусы, центры которых равномерно расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения внешнего ротора, а другие участки 12 представляют собой огибающие кривые, производящими для которых являются соответствующие криволинейные участки внутреннего ротора, а сегменты окружностей 7 являются профилирующими для контура внутреннего ротора.The contour of the profiled surface is made of alternating sections, one of which are arcs of circles 7 having the same radii, the centers of which are evenly spaced at the same distance from the axis of rotation of the outer rotor, and the other sections 12 are envelope curves producing for which the corresponding curved sections of the inner the rotor, and the segments of the circles 7 are profiling for the contour of the inner rotor.
Профильные поверхности внешнего и внутреннего роторов образуют рабочие камеры переменного объема 8.Profile surfaces of the external and internal rotors form the working chambers of variable volume 8.
В предлагаемой роторно-поршневой машине объемного действия выполнение участков внешнего ротора по дугам окружностей 7, может быть различным и зависит от конкретных технологических условий.In the proposed rotary piston volumetric machine, the execution of the sections of the external rotor along the arcs of circles 7 can be different and depends on specific technological conditions.
Каждый элемент профилированной поверхности внешнего ротора 3, контур которого является дугой окружности 7, может быть образован частью цилиндрической поверхности вставки 9, установленной во внешнем роторе 3 (фиг.2 и фиг.З).Each element of the profiled surface of the outer rotor 3, the contour of which is an arc of a circle 7, can be formed by a part of the cylindrical surface of the insert 9 installed in the outer rotor 3 (Fig.2 and Fig.Z).
Вставки 9 могут быть выполнены в виде прямых круговых цилиндров (фиг.2 и фиг.4).Insert 9 can be made in the form of straight circular cylinders (figure 2 and figure 4).
Вставки 9 могут быть размещены во внешнем роторе с возможностью вращения вокруг своих осей 10 (фиг.2, фиг.5).The insert 9 can be placed in the outer rotor with the possibility of rotation around its axes 10 (figure 2, figure 5).
В зависимости от технологических требований вставки могут быть выполнены с наружным слоем 11 из эластомерного материала.Depending on the technological requirements, the inserts can be made with an outer layer 11 of elastomeric material.
Система подвода и отвода перекачиваемой среды 5 может быть выполнена в крышках 6 и/или в корпусе 1.
При относительно невысоких скоростях течения перекачиваемой среды, с целью минимизации потерь в виде утечек из тракта нагнетания в тракт всасывания, система расположена в крышках. При скоростях потока, при которых гидравлические потери на поворотах существенно сказываются на эффективности машины, более оптимально радиальное распределение через корпус 1.The system for supplying and discharging the pumped medium 5 can be performed in the covers 6 and / or in the housing 1. At relatively low flow rates of the pumped medium, in order to minimize losses in the form of leaks from the discharge path to the suction path, the system is located in the covers. At flow rates at which hydraulic losses during bends significantly affect the efficiency of the machine, the radial distribution through the housing 1 is more optimal.
Работу роторно-поршневой машины объемного действия осуществляют следующим образом: Включением двигателя (на черт, не показан) приводят во вращение вал 2 с внешним ротором 3. При вращении внешнего ротора 3, профилированная поверхность, которого жестко связана с внешним ротором 3, и находится в контакте с профилированной поверхностью внутреннего ротора 4, последний за счет этого вращается в ту же сторону, что и внешний ротор 3 соответственно, с угловой скоростью в (n-l)/n большей нагнетания. При этом объемы рабочих камер 8 последовательно изменяются.The operation of the rotary-piston volumetric machine is as follows: By turning on the engine (to hell, not shown), the shaft 2 is rotated with the external rotor 3. When the external rotor 3 is rotated, the profiled surface, which is rigidly connected to the external rotor 3, is located in contact with the profiled surface of the inner rotor 4, the latter due to this rotates in the same direction as the outer rotor 3, respectively, with an angular velocity of (nl) / n greater than the discharge. In this case, the volumes of the working chambers 8 are successively changed.
В процессе работы каждая камера 8 циклично изменяет свой объем от минимального значения до максимального и обратно. Системы подвода и отвода перекачиваемой среды организована таким образом, что обеспечивает сообщение камер 8 при уменьшении объема с трактом нагнетания, а при увеличении объема с трактом всасывания.In the process, each camera 8 cyclically changes its volume from the minimum value to the maximum and vice versa. The system for supplying and discharging the pumped medium is organized in such a way that provides communication of the chambers 8 with a decrease in volume with a discharge path, and with an increase in volume with a suction path.
Таким образом, обеспечивается перекачка жидкости из тракта всасывания в тракт нагнетания.Thus, the pumping of fluid from the suction path to the discharge path is ensured.
Промышленная применимость.Industrial applicability.
Был изготовлен и опробован опытный образец предлагаемой роторно-поршневой машины объемного действия.
Конструкция имеет следующие параметры: профили роторов с числом вершин внешнего ротора 3 равным 4 (n=4), а число вершин внутреннего ротора 4 равно 3, внешний ротор имеет цилиндрические вставки l l с поверхностным слоем 15 из эластомера (фиг.З); перекачиваемая жидкость - техническая вода, производительность - 45 мVчас, напор - 50 метров водяного столба, установленная мощность привода насоса - 3 кВт.A prototype of the proposed rotary-piston volumetric action machine was manufactured and tested. The design has the following parameters: rotor profiles with the number of vertices of the outer rotor 3 equal to 4 (n = 4), and the number of vertices of the inner rotor 4 equal to 3, the outer rotor has cylindrical inserts ll with a surface layer 15 of elastomer (Fig. 3); pumped liquid - industrial water, productivity - 45 mVh, head - 50 meters of water column, installed pump drive power - 3 kW.
По своим характеристикам машина превосходит прототип:By its characteristics, the machine surpasses the prototype:
- позволяет регулировать расход воды без падения напора путем изменения частоты вращения;- allows you to adjust the water flow without pressure drop by changing the speed;
- имеет больший межремонтный ресурс; допускает наличие мелких механических примесей в перекачиваемой среде; технологически проста и имеет меньшие габариты, чем эксплуатируемые в настоящее время машины (например, многоступенчатые центробежные насосные установки).
- has a large overhaul resource; allows the presence of small mechanical impurities in the pumped medium; it is technologically simple and has smaller dimensions than the machines currently in operation (for example, multistage centrifugal pumping units).
Claims
1. Роторно-поршневая машина объемного действия, включающая составной корпус (1), установленные в нем с эксцентриситетом внешний (3) и внутренний (4) роторы с профилированными 5 поверхностями, причем отношение количества вершин внутреннего ротора (4) к количеству вершин внешнего ротора (3) п равно (n-l)/n, отличающаяся тем, что контур профилированной поверхности внешнего ротора (3) состоит из чередующихся участков, одними из которых являются дуги окружностей (7) с равными радиусами,0 центры которых расположены на одинаковых расстояниях от оси вращения внешнего ротора через равные углы между ними, а другие участки (12) представляют собой огибающие кривые, производящими для которых являются соответствующие криволинейные участки внутреннего ротора (4), а каждая дуга окружности (7) является5 профилирующей для внутреннего ротора (4) и координаты каждой точки контура профилированной поверхности внутреннего ротора (4) определяют по формулам:1. A rotary-piston volumetric machine, including a composite housing (1), external (3) and internal (4) rotors with profiled 5 surfaces installed in it with eccentricity, the ratio of the number of vertices of the inner rotor (4) to the number of vertices of the outer rotor (3) n is equal to (nl) / n, characterized in that the contour of the profiled surface of the outer rotor (3) consists of alternating sections, one of which are arcs of circles (7) with equal radii, 0 centers of which are located at equal distances from the axis rotation of the outer rotor through equal angles between them, and other sections (12) are envelope curves, producing for which the corresponding curved sections of the inner rotor (4) are produced, and each circular arc (7) is 5 profiling for the inner rotor (4) and the coordinates of each the contour points of the profiled surface of the inner rotor (4) are determined by the formulas:
R- расстояние от оси вращения внешнего ротора до оси профилирующей окружности, при чём R = (п - l)χ е + К , где r ≤ К ≤ lх r при этом количество сегментов внешнего ротора равно количеству его вершин.R is the distance from the axis of rotation of the outer rotor to the axis of the profiling circle, with R = (n - l) χ e + K, where r ≤ K ≤ lx r and the number of segments of the outer rotor is equal to the number of its vertices.
2. Роторно-поршневая машина по п.l, отличающаяся тем, что вставки (9) выполнены в виде круговых сегментов, имеющих форму прямых круговых цилиндров.2. A rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the inserts (9) are made in the form of circular segments having the shape of straight circular cylinders.
3. Роторно-поршневая машина по п.1 , отличающаяся тем, что вставки (9) размещены во внешнем роторе (3) с возможностью вращения вокруг своих осей (10).3. A rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the inserts (9) are placed in the external rotor (3) with the possibility of rotation around their axes (10).
4. Роторно-поршневая машина по п.l, отличающаяся тем, что наружный слой (11) вставок (9) выполнен из эластомерного материала. 4. A rotary piston machine according to claim 1, characterized in that the outer layer (11) of the inserts (9) is made of elastomeric material.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008148908 | 2008-12-12 | ||
| RU2008148908/06A RU2008148908A (en) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | VOLUMETRIC PISTON ROTARY PISTON MACHINE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2010068144A2 true WO2010068144A2 (en) | 2010-06-17 |
| WO2010068144A3 WO2010068144A3 (en) | 2010-08-05 |
Family
ID=42243253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000684 WO2010068144A2 (en) | 2008-12-12 | 2009-12-11 | Positive-displacement rotary engine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2008148908A (en) |
| WO (1) | WO2010068144A2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB989588A (en) * | 1962-08-30 | 1965-04-22 | Rene Linder | Rotary fluid delivering machine |
| GB1219991A (en) * | 1967-12-07 | 1971-01-20 | Rene Linder | Rotary piston machine |
| RU53372U1 (en) * | 2005-10-25 | 2006-05-10 | Иван Соломонович Пятов | ROTARY INTERNAL CLUTCHING MACHINE (OPTIONS) |
| RU2283441C1 (en) * | 2005-09-30 | 2006-09-10 | Иван Соломонович Пятов | Trochold rotary machine (versions) |
| US20060239848A1 (en) * | 2002-10-29 | 2006-10-26 | Mitsubishi Materials Corporation | Internal gear type oil pump rotor |
-
2008
- 2008-12-12 RU RU2008148908/06A patent/RU2008148908A/en not_active Application Discontinuation
-
2009
- 2009-12-11 WO PCT/RU2009/000684 patent/WO2010068144A2/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB989588A (en) * | 1962-08-30 | 1965-04-22 | Rene Linder | Rotary fluid delivering machine |
| GB1219991A (en) * | 1967-12-07 | 1971-01-20 | Rene Linder | Rotary piston machine |
| US20060239848A1 (en) * | 2002-10-29 | 2006-10-26 | Mitsubishi Materials Corporation | Internal gear type oil pump rotor |
| RU2283441C1 (en) * | 2005-09-30 | 2006-09-10 | Иван Соломонович Пятов | Trochold rotary machine (versions) |
| RU53372U1 (en) * | 2005-10-25 | 2006-05-10 | Иван Соломонович Пятов | ROTARY INTERNAL CLUTCHING MACHINE (OPTIONS) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010068144A3 (en) | 2010-08-05 |
| RU2008148908A (en) | 2010-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11499550B2 (en) | Sealing in helical trochoidal rotary machines | |
| US5431551A (en) | Rotary positive displacement device | |
| US11506056B2 (en) | Rotary machine | |
| US10962004B2 (en) | Synchronized conical screw compressor or pump | |
| KR20070027558A (en) | Screw rotor and screw type fluid machine | |
| US20210285440A1 (en) | Fixed-Eccentricity Helical Trochoidal Rotary Machines | |
| CN101454573B (en) | Vane machine | |
| RU83290U1 (en) | VOLUMETRIC PISTON ROTARY PISTON MACHINE | |
| WO2010068144A2 (en) | Positive-displacement rotary engine | |
| RU82771U1 (en) | VOLUMETRIC PISTON ROTARY PISTON MACHINE | |
| WO2010068145A2 (en) | Positive-displacement rotary piston machine | |
| KR101073159B1 (en) | Dual unequal rotational volumetric suction and discharging device | |
| WO2007037718A1 (en) | Trochoid rotary machine (variants) | |
| RU2447321C2 (en) | Diametral volume machine (versions) | |
| CN201420676Y (en) | Dual ring type rotary compressor cylinder | |
| KR20020090939A (en) | The pump for air compressed | |
| WO2013073982A1 (en) | Diametric positive-displacement machine (variants) | |
| KR20030051089A (en) | Structure for preventing the scroll interference of scroll compressor | |
| CN101571131A (en) | Double-ring intersecting rotary compressor cylinder | |
| JP2001003878A (en) | Displacement type fluid machine | |
| JPH09137787A (en) | Mechanical pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09832193 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09832193 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |