Роторная машина

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

17672ОО А (М 9) (11) (л)л Г 01 С 3/00, F 04 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „„„-„"",", м

1 "- ТЦ фф@

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815525/29 (22) 17.04,90 (46) 07.10,92, Бюл, К 37 (75) Г.И.Измалков (56) Патент СССР N 18058, кл. F 01 С 1/344, 1929, (54) РОТОРНАЯ МАШИНА (57) Использование: в роторных машинах с лопастными рабочими органами. Сущность изобретения: в корпусе 1 расположена внутренняя полость 2, состоящая из внутреннего шарового пояса 3, шаровой втулки 4 и конических поверхностей 5 и 6. В полости 2 расположена шаровая втулка 8, жестко соединенная с дисковым разделителем 10.

Втулка 8 имеет возможность врашения вокруг оси дискового разделителя 10. В проре-. зи оазделителя 10 установлена радиальная лопасть 11, неподвижно закрепленная на втулке 4. Дисковый разделитель 10 и лопасть 11 делят внутреннюю полость 2 на четыре рабочих камеры. Положительный эффект; упрощение конструкции.

1767200

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам с лопастными рабочими органами, и применяется в различных областях народного хозяйства.

Известны различные роторные машины, например лопастной насос (Кожевников

С.Н. и др, Элементы механизмов. M.: Оборонгиз, 1956, с.803,.фиг.2590), в котором в ради ал ьн ых пазах ротора находятся пластины-лопасти, контактирующие с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, Недостатком этого насоса является его малая надежность из-за наличия возвратнопостуйательного движения в движении его лопастей, Известна роторная машина (авт. св. М

1523726, кл. F 04 С 3/00), которая 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 взаимодействия с лопастью ротора и с образованием рабочих камер, причем оси вращений ротора и дискового разделителя перпендикулярны друг другу, а длина лопасти больше одного оборота ее винтовой линии.

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

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является коловратный насос, могущий служить также двигателем, который содержит корпус, в котором с возможностью вращения находится дисковый разделитель, в радиальных пазах которого помещены поршневые заслонки, который укреплен на шаровой втулке и который на.правляется двумя кольцами, скрепленными друг с другом криволинейной зубчатой рейкой, связанной зубчатым зацеплением с установочной осью (1).

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

Целью изобретения является упрощение конструкции. Применение предложенной машины позволяет иметь простую, надежную роторную машину с дисковым разделителем, Поставленная цель достигается тем, что роторная машина содержит корпус с внутренней полостью, заключенной между поверхностями двух шаровых поясов с общим центром, двух конических поверхностей с точкой симметрии для них в этом общем центре. При этом поверхность внутреннего шарового пояса выполнена на шаровой втулке, находящейся на посадке с возможностью вращения в корпусе, а поверхность внешнего шарового пояса находится на ча5 сти шара, находящейся в корпусе на посадке с возможностью вращения и в подшипниках, позволяющих вращения этой части шара в плоскости, наклонной к плоскости симметрии этих шаровых поясов.

10 Эти две конические поверхности выполнены на корпусе. На внутреннем шаровом поясе выполнена радиальная лопасть в плоскости, проходящей через высоты этих конических поверхностей, находящаяся на

15 посадке с возможностью вращения с коническими поверхностями и наружным шаровым поясом. Эта лопасть находится на посадке с возможностью вращения в дисковом разделителе, выполненном на наруж20 ном шаровом поясе в плоскости вращения части шара, связанной с корпусом подшипником, выполненной пустотелой и жестко связанной с валом, находящимся в подшипнике. Дисковый разделитель свя25 зан с лопастью и с обоими коническими поверхностями уплотнениями.

На фиг.1 схематично показана роторная машина, продольный разрез; на фиг.2 — разрез A-А на фиг.1; на фиг,3 — уплотнение в

30 корпусе, уплотняющее дисковый разделитель относительно наружной конической поверхности в корпусе, поперечный разрез; на фиг,4 — уплотнение в дисковом разделителе, уплотняющее дисковый разделитель отно35 сительно лопасти, поперечный разрез, в увеличенном масштабе; на фиг.5 — то же и так же, что и на фиг.4, но разрез в плоскости вращения лопасти; на фиг.6 — 10 — схематично в развертке последовательное измене40 ние объемов рабочих камер через каждые

90 вращения лопасти.

Роторная машина содержит корпус 1, содержащий внутреннюю полость 2, составной внутренней поверхностью которой яв45 ляется поверхность внутреннего шарового пояса 3, выполненного на шаровой втулке 4, находящейся на посадке с возможностью вращения в корпусе 1. Составными внутренними поверхностями полости 2 являются и

50 наружные конические поверхности 5 и 6, выполненные в корпусе 1, а также поверхность наружного шарового пояса 7, находящего на пустотелой части 8 шара, находящейся в корпусе 1 на посадке с воз55 можностью вращения и в подшипниках 9, позволяющих вращение части 8 шара в плоскости, наклонной к плоскости симметрии шаровых поясов 3 и 7, имеющих общий центр, в котором находится и точка симмвтрии конических поверхностей 5 и 6, под уг1767200 лом а. Часть 8 шара жестко связана диско- Роторная машина работает следующим вым разделителем 10, находящимся в пло- образом. скости ее вращения и на посадке с При вращении ротора 22 дисковый развоэможностью вращения с внутренним ша- делитель 10 взаимодействует с лопастью 11 ровым поясом 3. Дисковый разделитель 10 5 (вращение лопасти 11 на фиг.2 показано связан с радиальной лопастью 11, жестко стрелкой). При этом происходит возвратное связанной с втулкой 4 и находящейся в пло- перемещение дискового разделителя 10 по скости, проходящей через ось вращения лопасти11вуплотнении12свозвратно-вравтулки 4, уплотнением 12, состоящим из щательным движением стержней 13 в теле двух стержней 13 сегментного поперечно- 10 дискового разделителя 10, а жестко соедиго сечения, находящихся на посадке с воз- няющего стержни 13 диска 23 — в теле части можностью вращения одним их торцом-с 8 шара. При этом плоские поверхности стервнутренним шаровым поясом 3, их цилинд- жней 13 и диска 23 возвратно перемещаютрическими поверхностями с общей осью с ся по поверхности лопасти 11 и дисковым разделителем 10, а их плоскими 15 соответственно для диска 23 — по торцу лоповерхностями на посадке с возможностью пасти 11. Уплотнения 14 лопасть 11 прохоперемещения с лопастью 11. Дисковый раз- дят, утапливая без вредных ускорений через делитель 10 в местах наибольшего сближе- скошенные участки 18 стержни 15 в корпусе ния с коническими поверхностями 5 и 6 1, сжимая пружины 16, Выступы 19 не касасвязан по линии этого сближения с корпу- 20 ются скошенных участков 18 стержня 15 в сом 1 двумя уплотнениями 14, каждое из собранной (и в работающей) машине. Их которых состоит из стержня 15, находяще- касание необходимо только в процессе гася на посадке перемещения в корпусе 1 и сборки машины для того, чтобы удержать подпружиненного относительно него пру- стержни 15 в корпусе 1 до того, как будет жинами 16, например цилиндрическими, и 25 установлен на свое место дисковый раздесвязанного с дисковым разделителем 10 по- литель 10. При прохождении же лопасти 11 садкой с возможностью движения его цент- над уплотнением 14 выступы 19 обеспечиваральным участком 17, по сторонам которого ют лабиринтность между корпусом 1 и стернаходятся скошенные участки 18, взаимо- жнем 15, что увеличивает уплотняющие действующие с выступами 19 корпуса 1 и 30 свойства уплотнения 14 в этот момент. Взаобеспечивающие прохождение над стерж- имодействием дискового разделителя 10 с нями 15 лопасти 11 путем утапливания его лопастью 11 при вращении ротора 22 прив теле корпуса 1, Каждая коническая повер- водит к последовательному изменению объхность 5 и 6 имеет наклон ее образующей к емов рабочих камер А, Б, В и Г от нуля до плоскости симметрии шаровых поясов 3 и 7 35 объема полости 2, находящегося по одну под углом, равным углу Q, Дисковый раз- сторону дискового разделителя 10, и от этоделитель 10 и лопасть 11 делят внутреннюю ro объема — до нуля и так далее, Движение полость 2 корпуса 1 на четыре изменяющи- лопасти 11 и дискового разделителя 10 соеся по объему рабочие камеры А, Б, В и Г.. вместно через их уплотнение 12, Такое изЧасть 8 шара жестко связана с выходным 40 менение объемов рабочих камер А, Б, В и Г валом 20, соосным подшипникам 9 и нахо- воздействует на рабочую среду, находящудящимся в подшипнике 21. Втулка 4сло- юсявних,такимобразом,что рабочаясреда пастью 11 и часть 8 шара с дисковым поступаетзасчетвакуума вувеличивающиразделителем 10 составляет ротор 22 маши- еся эти объемы и вытесняется за счет избыны, Диаметр цилиндрической поверхности 45 точного давления — из-за уменьшающихся стержней 13 уплотнения 12 не больше тол- этих объемов, При этом дисковый разделищины дискового разделителя 10. Стержни тель 10 движется равномерно вращательно

13 cдругого их торца жестко связаны между за счет инерции масс части 8 шара, вала 20 собой диском 23, соосным их цилиндриче- и привода, а движение втулки 4 с лопастью ской поверхности и одного с ней диаметра. 50 11 (их масса значительно уступает по велиДиск 23 находится на посадке с возможно- чине массе дискового разделителя 10 состью вращения в теле части 8 шара и на вместно с частью 8 шара, валом 20 и посадке с возможностью перемещения по приводом) мало отличается от равномерноторцу лопасти 11, го вращательного движения.

Впускные и выпускные окна на черте- 55 Ф о р мул а и з об р ете н и я жах не показаны, так как конкретное выпол- Роторная машина, содержащая корпус нение машины (двигатель, насос, с внутренней полостью, в которой размекомпрессор) не входит в предмет изобрете- щен ротор с дисковым разделителем, имеющим паз, периферийная поверхность

1767200 внутренней полости выполнена сферической, а ротор установлен в корпусе на шаровой опоре, о т h и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, машина снабжена шаровой втулкой с закрепленной на ней радиальной лопастью, ротор жестко соединен с дисковым разделителем, лопасть размещена в ответном пазу дискового разделителя и связана с ним посредством двух сегментных втулок, ротор установлен в корпусе наклонно с образованием рабочих камер между корпусом, дисковым раздели5 телем, лопастью и шаровой втулкой, при этом последняя выполнена с возможностью вращения относительно оси внутренней полости корпуса.

1767200

Составитель Г.Измалков

Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Редактор И.Савина

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

Заказ 3534 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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