Коловратная машина

Коловратная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

б. б

Класс 27с, 1:г

М 43855

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

OfIHCRHHE коловратной машины.

К патенту Г. П. Индриисона, заявленному 4 февраля 1934 года (спр. о перв. № 141672).

О выдаче патента опубликовано 31 июля 1935 года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 31 июля 1935 года.

<1831

Изоб ретение касается коловратных машин, применяемых в качестве насоса, компрессора или двигателя, отличающееся от существующих конструкций отсутствием характерных для коловратных машин деталей — лопастей и гребней.

Машина состоит из неподвижного цилиндра с внутренними винтовыми выступами и эксцентрично расположенного по отношению к оси его ротора с винтовыми выступами, входящими в промежутки между упомянутыми выступами цилиндра и образующими с ними лабиринт винтообразной формы.

На чертеже фиг. 1 изображает осевой разрез коловратной машины; фиг. 2— поперечный разрез машины с неподвижным цилиндром; фиг. 3 — осевой разрез видоизменения машинь1 с вращающимся цилиндром и неподвижным кожухом; фиг. 4 — поперечный разрез ее; фиг. 5— схему действия машины; фиг. б — осевой разрез видоизменения машины с двусторонним ротором; фиг. 7- — поперечный разрез ее; фиг. 8 — вид ее сбоку; фиг. 9— вид ее спереди; фиг. 10 †осев разрез машины, применяемой в качестве насоса; фиг. 11 — видоизменение машины при применении ее в качестве компрессора; фиг. 12 — то же в качестве двигателя турбинного типа; фиг. 13 — то же в качестве двигателя с реверсивным приспособлением передачи.!

Коловратная машина состоит из закрытого с концов цилиндра 1 (фиг. 1, 2) с внутренними винтовыми выступами 2 и эксцентрично расположенного по отношению к оси цилиндра ротора 3 с винтовыми выступами 4, входящими в промежутки между выступами 2 цилиндра.

Ротор 3 насажен поворотно на кривошипной шейке 5 вала 6, вращающегося в подшипнике 7. К крышкам 8, 9цилиндра приделаны входной 10 и выходной 11 патрубки. Ротор 3 при вращении вала 6 перемещается в промежутках между выступами 2 цилиндра по окружности, описываемой кривошипом 5. Шпилька 12 (фиг. 2) ограничивает ротор от вывинчивания в осевом направлении. Выступы 2 цилиндра, входящие в промежутки между выступами ротора 3, подобно винту с гайкой, образуют лабиринт винтообразной формы с пространством между выступами в виде отдельных отсеков, прегражденных на каждый оборот выступа телом ротора 3, прилегающего к выступам 2 цилиндра.

При относительной плотности прилегания выступов 2 и 4 и при вращении вала посторонним приводом машина работает как насос. Вращая вал 6 в направлении стрелки, всасывание производят через патрубок 10. Рабочая среда всасывается в расширяющееся пространс1 во 13, как показано на схемах I — V t фиг.:5, и перемещается затем по отсекам давления винтообразно в осевом направлении к выходному патрубку 11. При вращении вала в обратном направлении стрелки направление всасывания и выкида меняется против стрелок. При нагнетании под давление рабочей среды в один из патрубков 10, 11 машина

;работает как двигатель.

Ротор 3, сдвинутый несколько с мерт вой точки в положение I (фиг. 5) под .влиянием давления рабочей среды на поверхность его получает импульс перемещения в направлении стрелки, поворачивая при этом кривошип 5 вала 6 (фиг. 1).

При снабжении вала 6 маховиком ротор по инерции преодолевает мертвую точку в положении VI (фиг. 5) и приходит в беспрерывное движение. Нагнетая рабочую среду через патрубок ll в обратном порядке стрелок, вал меняет направление вращения.

В форме выполнения машины, изображенной на фиг. 3 и 4, вместе с ротором 3 вращается цилиндр 1, составляющий одно целое с валом 6. Цилиндр 1 с ротором 3 помещен в закрытый с концов неподвижный корпус 14, по одну сторону коего пропущен вал 6 в под. шипнике 7, а с другой стороны закреплена неподвижно пустотелая ось 15 ротора 3. При вращении вала б цилиндр путем упора шпилькой 12 в винтовой выступ 4 увлекает за собою ротор 3.

Выступы 4 ротора при этом также перемещаются в промежутках между выступами Z цилиндра. Патрубок 11 по фиг. 1, в данном случае, заменяет пустотелая ось 15.

Действие машины протекает точно так же, как описано в предыдущем случае, с той лишь разницей, что вместе с ротором вращается цилиндр.

Преимущество описанной формы выполнения заключается в отсутствии усилия по перемещению возвратно движущейся массы ротора, благодаря чему машина может работать с высоким числом оборотов.

В видоизменении машины, изображенном на фиг. б — 10, машина состоит из разъемного на две половины цилиндра 1, свинченноговодин болтами и несущего с обеих сторон по крышке 8, 9 с кронштейнами, для шариковых. лодшипников 7 кривашипного. вала б, уплот-ненного в крышках, сальниками 16; Кривошип 5 перемещает двусторонний ротор 3, двухзаходные винтовые выступы 4 коего входят в соответствующие- промежутки между выступами 2 цилиндра.

Входной патрубок 10 расположен внижней части цилиндровой отливки с-. переходом в разветвляющийся канал 17 по одну и другую сторону цилиндра. Выходной патрубок 1l, отлитый за одно z верхней половиной цилиндра, имеет сообщение со смежной центральной частью двустороннего ротора 3.

К нижней части цилиндровой отливки пришиты лапы для крепления машины

При вращении вала б ротор 3, перемещаясь в цилиндровых выступах, удерживается постоянно в центральном положении разным направлением выступов правого и левого хода — без ограничивающей шпильки 12 (фиг. 2). Кроме того двусторонний ротор разгружен от усилий в осевом направлении.

Работа машины протекает как описано в устройстве по фиг. 1 и 2, отличаясь лишь двусторонним и двойным действием по числу заходов винтовых выступов, устраняющих мертвое положение VI (фиг. 5). Машина пригодна для работы в качестве насоса и гидравлического двигателя.

t" отличие от предыдущих вариантов в видоизменении машины, изображенном на фиг. 11, корпус 14, цилиндр 1 и ротор 3 двустороннего действия имеют форму двойного конуса с целью образования в винтовом лабиринте постепенно расширяющихся ступеней сжатия либо расширения, смотра по назначению работы машины: компрессором либо двигателем.

Работа компрессором протекает в направлении стрелок, двигателем — наоборот. Машина пригодна для работы с высоким числом оборотов.

В видоизменении на фиг. 12 изображена машина турбинного типа с вращающимся цилиндром и ротором. Схема предусматривает значительное развитие ступенек расширения путем надстройки над внутренней парой из цилиндра 1 и ротора 3 внешней пары — цилиндра 1 с выступами 2 и ротора 3 с выступами 4, объедмменных попарно: .цилиндр 1 с ротором 3 по одну сторону и цилиндр 1 с ротором .Зло другую сторону. Внутремняя часть 1, 3 образует -ступень высокого давления, внешне 1, 3 — ступень низкого давления машины.

Обеим частхм высокого и низкого давления дана конусная форма постепенного развития ступеней винтового лабиринта.

Вращакициеся:части разгружены в осевом направлении разгрузочными лабиринтами: высокого 18 и низкого 19 давления. Одна вращаюа аяся часть насажена

;на выведенный вал 6, уплотненный отдельным лабиринтом. 20. Подшипник 7 локоится на приливе корпуса 14. Другая вращающаяся часть насажена на неподвижную ось 15. Двухзахродные выступы високого и низкого давления имеют различное направление закода — правое и левое, обеспечивающее сцепление вращающихся частей, допуская при этом перемещение выступов лишь в радиальном направлении. Корпус 14 имеет отверстие 10 для подвода газа, распределяющегося в камере 21, откуда по прорезям 23 в ступице диска направляется в часть высокого давления, пройдя которую поступает дальше в часть низкого давления и выходит в раструб 11. Иа- шина пригодна для работы в качестве паровой и газовой турбины, 1

Схема видоизменения вышеописанной машины с дополнительным устройством реверсивной передачи изображена на фиг. 13.

Каждая вращающаяся часть имеет по выведенному валу, из коих один кривошипный 5. На шейках валов, покоющихся в подшипниках 7, насажены свободно вращающиеся шестерни 25, сцепляемые с валами при помощи сцепных кулачных шайб 2б в таком порядке, что если одна сторона сцепляется с шестерней 25, то другая сторона включается в пазы корпуса и наоборот. При таком, порядке включения кулачных шайб 26 вращение получает тот вал, чья шестерня находится в сцеплении; другая сторона, при этом застопоривается с корпусом неподвижно.

Этим устройством осуществляется ре- версивный ход главного вала 27 с ведущими шестернями 28, 29. В одном поло- женин — при вращении кривошипного вала 5 машина работает по варианту неподвижного цилиндра, при другом включении сцепления — согласно видоизменению с вращением цилиндра и ротора.

Каждому положению соответствует свое направление вращения главного вала вправо и влево. Ф

Машина применима в судовых установках для привода гребного вала, требующего низкого числа оборотов и реверсивного хода.

Предмет изобретения. !

1. Коловратная машина, отличающаяся применением неподвижного цилиндра 1 с внутренними винтовыми выступами 2 (фиг. 1, 2) и эксцентрично расположенного по отношению к оси цилиндра ротора 3 с винтовыми выступами 4, входящими в промежутки между упомянутыми выступами цилиндра и образующими с ними лабиринт винтооб- разной формы.

2. Видоизменение машины по и. 1, отличающееся тем, что вместо ординарного ротора применен двусторонний ротор 3 (фиг. б — 9), двухзаходные винтовые выступы 4, 4 которого входят в соответствующие промежутки между выступами 2, 2 цилиндра.

3. Форма выполнения машины по и. 1, отличающаяся тем, что цилиндр 1 (фиг. 3, 4), составляя одно целое с валом б, выполнен поворотным и помещен в неподвижном кожухе 14.

4. Видоизменение машины по и. 1, отличающееся тем, что в целях образования в лабиринте постепенно расширяющихся ступеней сжатия или расширения корпус 14, цилиндр 1 и ротор 3 имеют форму двойного конуса (фиг. 11).

5. Видоизменение машины по .и. 3, отличающееся тем, что в целях получения второй ступени расширения внутренние цилиндр и ротор окружены внешней парой из цилиндра 1 и ротора 3, причем внутренняя часть 1, 3 образует ступень высокого давления, а внешняя часть — ступень низкогодавления машины (фиг. 12). б. При машине по и. 5 применение реверсивной передачи, состоящей из свободно вращающейся на валу шестерФНГ1

14

Э i I. Ь

12 5 2

IV ни 25 (фиг. 13), сцепляемой с валами сцепной кулачной шайбой 2б в таком порядке, что если одна сторона шайбы сцепляется с шестерней 26, то другая ее сторона включается в пазы корпуса, и наоборот.

К патенту Х . П. Индринсона N 43855

s- r.10 фУ Г15

Эксперт Н. И. Утешев

Редактор Я. А. Денисов

Tsa. Печатны". Труд Зал. 5674 — 400