Объемная роторная машина

Объемная роторная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

"1 I <9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «РЯ. «Ф « ««. ъ««««э ««в

И....ГСъЗНАЯ )

Е "- .; 4

ИИ OT (21) 4273355/29 (22) 05.06.87 (46) 23.07.92, Бюл. ¹ 27 (75) П.В.Бельковец (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1566058, кл. F 01 С 1/30, 1986. (54) ОБЪЕМНАЯ РОТОРНАЯ МАШИНА (57) Использование: в двигателестроении, гидромаши ностроен ии. Сущность изобретения: участки кольцевой поверхности сопряженных по одной цилиндрической поверхности корпуса и ротора образуют кольцевой рабочий цилиндр. Поршень с профилированными кулачками размещен в

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к объемным роторнопоршневым компрессорам, и может быть использовано в двигателестроении, гидромашиностроении.

Известны поршневые компрессоры, содержащие корпус с одной или,несколькими цилиндрическими рабочими камерами, в которых размещены поршни с возвратно-поступательным движением, крейцкопфы, кривошипно-шатунные механизмы, а также всасывающие и нагнетательные клапаны.

Однако известные поршневые компрессоры громоздки, металлоемки, имеют большое количество деталей, менее надежны в эксплуатации, чем другие типы компрессоров. Наличие мертвого пространства уменьшает производительность компрессора.

Известна объемная роторная машина, содержащая корпус и ротор с участками то!

Ж,, 1749491 А1 (я) s F 01 С 1/30, F 04 С 2/344 цилиндре и закреплен на корпусе. Кулачки расположены по обе стороны поршня, На вагу, установленном в подшипниках, закреплен ротор, в радиальном пазу к-рого с образованием в цилиндре полостей высокого и низкого давления размещен разделительный элемент, В зоне расположения кулачков выполнены выходящие в цилиндр каналы подвода и отвода рабочей среды. На роторе закреплен балансир. Цилиндр, поршень и элемент в продольном сечении машины выполнены прямоугольными.

Внутренние кромки каналов расположены в зоне сопряжения поршня с кулачками. 4 ил. рообразной поверхности, образующими торообразный рабочий цилиндр, с сопряжением корпуса и ротора по одной цилиндрической поверхности, поршень с уплотнениями и участками подьема и опускания, размещенный неподвижно в выемке корпуса с расположением оси поршня перпендикулярно оси вращения ротора и с размещением профилированных частей поршня и участков подъема и опускания в рабочем цилиндре, подпружиненные поршни-замыкатели, расположенные в выполненных полостях ротора перпендикулярно оси вращения ротора; распределительное устройство рабочего тела, включающее выполненный в корпусе или поршне канал входа рабочего тела высокого давления в рабочую камеру высокого давления и выполненный в корпусе или поршне канал выхода рабочего тела из камеры низкого давления.

1749491 цилиндрйческой поверхности, поршень с 20

40

Недостатком известной обьемной роторной машины при использовании ее в качестве компрессора является наличие вредного пространства, из которого сжатое рабочее тело по назначению не нагнетается, а при сообщении камер высокого и низкого давления расширяется до давления рабочего тела на всасывании, теряя безвозвратно затраченную энергию на сжатие рабочего тела, расположенного во вредном пространстве, Целью изобретения являетСя повышение производительностй, КПД и увеличение долговечности компрессора, Поставленная цель достигается тем; что в объемной роторной машине, содержащей корпус и ротор с участками поверхности, образующими кольцевой рабочий цилиндр, с сопряжением корпуса и ротора по одной участками подъема и опускания, размещенный неподвижно в выемке корпуса с располо>кением оси поршня перпендикулярно оси вращения ротора и с раэмещеййем профилированных частей поршня: и участков подъема и к опусканию в рабочем цилиндре, поршень-замыкатель, расположенный в выполненной полости ротора перпендикулярно оси вращения ротора, распределительное устройство рабочего тела, включающее канал входа рабочего тела в камеру низкого давления и канал выхода рабочего тела из камеры высокого давления, выполненные в поршне, в кей профилированные поверхности участков подъема и опускания и профилированные"пбверхности поршня-замыкэтеля выполнены с условием исключения, при их относительном сколь>кении во время пропуска друг друга, сообщения между собой камер высокого и низкого давления, в ней всасывающий канал выполнен с выходом одного конца канала в зоне сопряжения поршня с участком опускания, а нагнетательный канал выполнен с выходом одного конца канала в зоне сопряжения поршня с участком подьема, в ней поршень с участками подъема и апускания выполнены с минимально допустимыми размерами, при условии удовлетворения выше указанным требованиям, в ней рабочий цилиндр выполнен прямоугольного сечения, а поршень-замыкатель выполнен постоянной ширины, равной ширине рабочего цилиндра, кроме тога, роторная машина снабжена балансиром.

На фиг.1 изображена гидромашина, общий вид; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б — Б на фиг.1; на фиг.4— сечение В-B на фиг.1.

Объемная роторная машина содержит корпус 1, ротор 2, рабочий цилиндр 3. Для образования рабочего цилиндра 3 корпус 1 снабжен участками 4-6 поверхности, э ротор 2 — участками 7 — 9 поверхности. Для упрощения изготовления рабочий цилиндр 3 выполняется с закругленными углами, Корпус 1 и ротор 2 сопря>кены по цилиндрической поверхности 10 и снабжены уплотнениями 11. Корпус 1 снабжен расположенным в выемке корпуса 1 и прикрепленным к нему поршнем 12 с участками подъема 13 и опускакия 14. Прафилированные части поршня 12 и участков подьема 13 и опускания 14 располо>кены в рабочем цилиндре 3. Ось поршня 12 перпендикулярна оси ротора 2. Ротор 2 снабжен размещенным в полости 15 ротора 2 поршкем-замыкателем 16 с продольной осью, перпендикулярной оси вращения роторэ, и установленным с воэможностью запирания рабочего цилиндра 3, Поршень-замыкатель 16 совместно с поршнем 12 образует рабочую камеру 17 низкого давления и рабочую камеру 18 высокого давления, Роторная машина снабжена выполненными в поршне 12 всасывающим каналом 19 с выходом одного конца в зоне сопряжения поршня 12 с участком 14 опускания и нагнетательным каналом 20, с выходом одного конца в зоне сопряжения поршня 12 с участком 13 подъема, Поршеньзамыкатель 16 снабжается каналом 21, сообщающим камеру 18 высокого давления с полостью 15 замыкателя и может быть подпружинен пружиной (не показана). Ротор 2 при помощи шпанки 22 соединен с валом

23, установленным на подшипниках 24 в корпусе 1. Для облегчения роторной машины в корпусе 1 выполнены окна 25, в роторе

2 — окна 26. С целью статической и динамической балансировки ротор снабжен балансиром 27. Для крепления роторной машины в крышке 28 корпуса 1 выполнены отверстия

29. Роторная машина содержит нагнетательный клапан 30, включающий канал 20, шарик 31, пружину 32, шайбы 33 и 34, выходной канал 35, Роторная машина работает следующим образом.

С помощью двигателя приводится во вращение вал 23 машины, а вместе с валом жестко связанный с ним ротор 2 и размещенный в полости 15 ротора 2 поршень-замыкатель 16. Под действием или только центробежных сил, если поршень-замыкатель 16 выполнен без канала 21, или под одновременным действием центробежных сил и сил давления рабочего тела; если поршень-замыкатель 16 выполнен с каналом

1749491

21, поршень-замыкатель 16 перемещается в полости 15 и запирает рабочий цилиндр 3.

Перемещаясь в рабочем цилиндре 3, поршень-замыкатель 16 сжимает рабочее тело в камере 18 высокого давления. По достиже- 5 нии расчетного давления срабатывает нагнетательный клапан 30 и сжатое рабочее тело поступает по назначению. Одновременноо со сжатием рабочего тела в камере 18 высокого давления в камеру 17 низкого дав- 10 ления за счет образования вакуума в ней и при необходимости за счет напора поступает рабочее тело, предназначенное для сжатия в рабочей камере высокого давления при следующем обороте ротора. При подхо- 15 де поршня-замыкателя 16 к участку 13 подьема, поршень-замыкатель 16 начинает скользить llo участку 13 подъема, продолжая герметично разъединять камеры высокого и низкого давления, что позволяет 20 практически полностью передать сжатое рабочее тело по назначению, Как только поршень-замыкатель 16, скользя последовательно по участку 13 подъема, поршню 12 . и участку 14 опускания, пройдет всасываю- 25 щий канал 19, образуются снова две герметично разделенные камеры (высокого и низкого давления) и циклы повторяются, При такой конструкции роторной машины практически исключается вредное про- 30 странство, что приведет к повышению производительности и КПД машины.

При использовании предлагаемой роторной машины для работы в качестве компрессора достаточно одного поршня- 35 замыкателя 16, что упрощает конструкцию машины. Но кроме преимущества машины с одним поршнем-эамыкателем появляется и существенный недостаток — действие неуравновешенных инерционных нагрузок с 40 переменной точкой приложения их. Такие нагрузки ведут к появлению местных зазоров между ротором и корпусом и, как следствие, к понижению объемного КПД компрессора, к неустойчивой работе его. За счет быстрого износа деталей при таких нагрузках уменьшается долговечность работы машины. Для исключения этих недостатков и применен в конструкции машины балансир

27.

Предлагаемая конструкция обьемной роторной машины позволяет за счет увеличения ширины рабочего цилиндра и уменьшения высоты его уменьшить, сохраняя заданный расход, ход поршня-замыкателя, а этим повысить надежность работы компрессора, Формула изобретения

Обьемная роторная машина, содержащая сопряженные по одной цилиндрической поверхности ко опус и ротор с участками кольцевой поверхности, образующими кольцевой рабочий цилиндр, размещенный в цилиндре и закрепленный на корпусе поршень с профилированными кулачками, расположеннйми по обе стороны поршня, на валу, установленном в подшипниках, закреплен ротор, в радиальном пазу которого с образованием в рабочем цилиндре полостей высокого и низкого давления размещен разделительный элемент, а в зоне расположения кулачков выполнены выходящие в цилиндр каналы подвода и отвода рабочей среды, о т л и ч a io щ а я с я тем, что, с целью повышения производи- тельности и КПД машины, она снабжена Gaлансиром, закрепленным на роторе, а рабочий цилиндр, поршейь и разделительный элемент в продольном сечении машины выполнены прямоугольными, при этом внутренние кромки каналов подвода и отвода рабочей среды расположены в зоне сопряжения поршня с кулачками.

1749491

1749491 г.2

& 8. Ю

1749491

Составитель П. Бельковец

Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Редактор А. Мотыль

Заказ 2576 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101