Роторно-поршневой двигатель журилова в.

 

Сущность изобретения: торцевые элементы выполнены составными из двух элементов с продольным разъемом. Каждый элемент в поперечном сечении имеет форму прямоугольника со ступенчатым выступом со стороны стенки канавки и ребрами с противоположной стороны. Ребра ориентированы навстречу друг другу. Элементы расположены в канавке с чередованием ребер и образованием между поверхностями канавки ребрами внутренней полости. В полости размещена пружина. Радиальные перегородки выполнены профилированными с расширенной нижней частью с выступами, конической верхней частью и прямоугольным участком между ними. В верхней части выполнен продольный цилиндрический паз, в к-ром размещен усечённый цилиндрический уплотнитель с продольными пазами на поверхности. В пазах установлены игольчатые элементы. Перегородки, уплотнитель и элементы имеют разъемы в разных плоскостях . На боковых поверхностях торцевых элементов выполнены проточки, в к-рых размещены выступы нижней части перегородки . 1 з.п.ф-лы, 11 ил. ел G

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4820674/29 (22) 23.03.90 (46) 07.05.93. Бюл. М 17 (76) В.Д. Журилов (56) Патент США М 3768936, кл. F 01 С 19/08, опублик, 1973. (54) РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

ЖУРИЛОВА В. (57) Сущность изобретения: торцевые элементы выполнены составными из двух элементов с продольным разъемом. Каждый элемент в поперечном сечении имеет форму прямоугольника со ступенчатым выступом со стороны стенки канавки и ребрами с противоположной стороны, Ребра ориентированы навстречу друг другу. Элементы расположены в канавке с чередованием реИзобретение относится к двигателестроению и транспорту.

Целью изобретения является повышение эффективности работы и обеспечение дозированной смазки рабочих поверхностей, применением: конструкции уплотнительных элементов, открывающей возможность использования предлагаемой уплотнительной системы в РПД с различной фигурацией профилей ротора (роторов); уплотняющих элементов, имеющих фигурацию профиля, сочетающуюся с формой паза и позволяющую улучшить уплотнение в первую очередь в системе: уплотняющая пластина — паз; жестко фиксированной установки пластин (и торцовых, и радиальных), что делает сборку и установку ротора в корпус двигателя более технологичными;

ÄÄ5UÄÄ 1814689 АЗ (я)5 F 01 С19/00, F04 С27/00 бер и образованием между поверхностями канавки ребрами внутренней полости, В полости размещена пружина. Радиальные перегородки выполнены профилированными с расширенной нижней частью с выступами, конической верхней частью и прямоугольным участком между ними. В верхней части выполнен продольный цилиндрический паз, в к-ром размещен усеченный цилиндрический уплотнитель с продольными пазами на поверхности. В пазах установлены игольчатые элементы, Перегородки, уплотнитель и элементы имеют разъемы в разных плоскостях. На боковых поверхностях торцевых элементов выполнены проточки, в к-рых размещены выступы нижней части перегородки, 1 з.п.ф-лы, 11 ил. использование радиальных перегородок (пластин) для дозированной подачи масла на рабочие поверхности; отказ от маслонасоса для упрощенной общей конструкции двигателя; использование свободновращающихся игольчатых уплотняющих элементов, способствующих гашению поперечно-ударного действия при сохранении уплотнения.

На фиг, 1 дано аксонометрическое изображение уплотнительной системы (контуры ротора обозначены пунктиром); на фиг. 2 — торцовый уплотнительный элемент в трех проекциях; на фиг. 3 — поперечный срез торцовой пластины в канавке; на фиг. 4 — радиальная перегородка в трех проекциях; на фиг. 5— узел стыковки торцовых элементов и радиальной перегородки; на фиг, 6 — общий вид

1814689 составляющих радиальную перегородку в раздельном положении; на фиг. 7 — точки фиксации цилиндрического уплотнителякассеты и игольчатых уплотняющих элементов; на фиг. 8 — положение радиальной перегородки в пазу во вжатом виде (а); в пазу в свободном состоянии (в верхней точке паза) (б); на фиг. 9 — продольный разрез двигателя; на фиг. 10 — поперечный разрез двигателя; на фиг. 11 — торцовые заглушки паза радиальной перегородки.

Роторно-поршневой двигатель (фиг. 9 и

10), содержит корпус 38 с каналами подвода и отвода рабочей среды (рабочего тела), торцовые крышки 39, профилированный ротор

40 с радиальными пазами 35 и канавками 10 на боковых поверхностях, выполненных по периметру профиля ротора. Ротор 40, установленный в корпусе, образует рабочие камеры, изолированные между собой.

Уплотнительная система (фиг. 1) роторно-поршневого двигателя (далее двигателя) состоит из торцовых уплотнительных элементов (пластин) 1, выполненных по периметру профиля ротора 40, и радиальных перегородок 2. И торцовые элементы, и радиальные перегородки подпружинены снизу плоскими пружинами 7 и 36 соответственно.

Торцовые элементы 1 имеют продольное расчленение, т.е. выполнены с продольным разъемом. Каждый элемент 1 имеет в поперечном сечении форму прямоугольника, составленного из двух полупрофилей 3 и

4. Каждый полупрофиль 3 и 4 имеет ступенчатый выступ 8 со стороны стенки канавки (снаружи). Внутренняя часть полупрофилей

3 и 4 состоит из ребер 5, выполненных и сориентированных таким образом, что при соединении(сборке) каждого торцового элемента 1 оба полупрофиля 3 и 4, входя друг в друга встречными ребрами 5, образуют внутреннюю полость, в которой установлена пружина 6. Канавки 10 на боковых сторонах ротора 40 имеют прямоугольное сечение, соответствующее сечению торцовых элементов 1. Ступенчатые выступы 9, расположенные в верхней части канавки 10, служат монтажными ограничивающими (и фиксирующими) упорами для выступов 8 торцовых элементов 1, подпружиненных снизу пружиной 7, Каждая торцовая пластина составлена из четырех торцовых элементов 1, стыкующихся между собой разъемами типа "лабиринт".

Радиальные перегородки 2 (фиг. 4 и 6) имеют сложную фигурацию, в поперечном разрезе напоминающую двутавровый профиль, В нижней части радиальной перегородки 2 с обеих сторон имеются расширения в виде ступенчатых выступов 15, в верхней части два угловых выступа 16 образуют коническое расширение. Между этими парными выступами расположен плоский участок прямоугольного сечения. На верху конической части радиальной перегородки 2 выполнен продольный цилиндрический на 1/3 усеченный паз 17, в котором размещен цилиндрический уплотнитель 18 — кассета для

"0 элементов 20, усеченный плоскостью в верхней части. На этой плоскости имеются два продольных, также усеченных на 1/3, паз

19, в которых установлены игольчатые уплотнительные элементы 20. Радиальная пе15 регородка 2, цилиндрический уплотнитель l8 и игольчатые элементы 20 имеют поперечные разъемы 11, 21 и 22 соответственно, смещенные относительно друг друга вдоль осевой линии, что способствует сохранению

20 уплотнения по всей длине радиальной перегородки 2. Снизу разъем 11 перекрывается пластиной 12, с боков — пластинами 13 с отштампованными проточками 14. Торцовые плоскости радиальных перегородок 2 в

25 нижней части переходят в выступы 29, размещающиеся в проточках 30 торцовых элементов 1 (фиг. 5), замыкая таким образом уплотнительную систему в единый контур, Проточки 30 образуются срезом части на30 ружного уплотнительного пояса 31 торцовых элементов 1. При этом внутренний уплотнительный пояс 32 остается замкнутым. В роторе выполнены каналы 33 из внутренней полости, их выходные сечения

35 расположены на боковых поверхностях радиального паза 35. Радиальные перегород-. ки 2 установлены в пазах 35 так, что между ступенчатыми выступами 15 перегородок 2 и выступами 34 паза 35 образуется зазор, 40 допускающий возвратно-поступательное перемещение перегородки с возможностью попеременного перекрытия впускных каналов 33 и выходных проточек 14, одновременно нижняя внутренняя полочка выступа 34

45 паза 35 служит ограничивающим упором для боковых выступов 15 радиальных перегородок 2.

Торцовые пластины 1 собираются по секторам в следующей последовательности.

50 Берется внутренний полупрофиль 3, между средними ребрами 5 устанавливается проволочная пружина 6 и профиль 3 вставляется в полупрофиль 4. Боковым нажатием на обе полупрофиля 3 и 4 (встречно направлен55 ным) проволочная пружина 6 сжимается и сектор, т.е. торцовый элемент 1, в таком состоянии обретает возможность свободного вложения в канавку 10, куда предварительно вставляется плоская пружина 7.

Боковое сжатие снимается и под действием

1814689

Радиальные перегородки 2 выполняют также функцию дозированной подачи масла на рабочие поверхности (ротор охлаждается маслом). Исходное состояние. Радиальная перегородка 2 находятся в крайнем нижнем проволочной пружины 6 полупрофили 3 и 4 (вжатом) положении (фиг. 8,а). Через каналы расходятся, упираясь в боковые стенки ка- 33 подвода из внутренней полости ротора навки 10, а под действием пружины 7 уста- масло поступает, заполняя полости паза 35 новленный сектор торцовой пластины 1 в - радиальной перегородки 2 между ступенчаканавке 10 выходит в стандартное положе- 5 тыми выступами 15 перегородки 2 и ступенние, когда полочки ступенчатых выступов 8 чатыми выступами 34 паза 35, Масло полупрофилей 3 и 4, упираясь в боковые поступает под действием центробежных стенки и в полочки выступов 9 канавки 10, сил вращающегося ротора. При выходе в надежно уплотняют торцовый элемент 1 свободныйобъем камерысгорания радиальвнутри канавки 10, обеспечивая одновре- "0 ные перегородки 2 поднимаются. При этом менноуплотнениес внутренними поверхно- ступенчатые выступы 15 перекрывают канастями (боковых) торцовых крышек 39 лы 33 подвода масла, одновременно проточстатора. Аналогичным способом устанавли- ки 14, поднимаясь над кромками (верхними) ваются следующие сектора с предваритель- ступенчатых выступов 34 паза 35, открываным совмещением разъемов с ранее "5 ютсвободный выход масла из полости паза установленным сектором. По окончании 35 под давлением, создаваемым поднимаюсборки торцовых уплотнительных пластин 1 щимися выступами 15 радиальной перегоможно перейти к установке радиальных пе- родки 2, поджимаемой снизу пружиной 36 регородок 2 в следующем порядке. (эффект поршня). Масло, поступившее под

20 угловые выступы 16 перегородки 2, при вжаВ уплотнитель-кассету 18(в одну из по- тии последней в паз 35 выдавливается на ловин) вставляются по половинкам игольча- рабочие поверхности ротора и статора углотые уплотнительные элементы 20 выми выступами 16. В этой фазе начинается разъемами 22 в разные стороны и фиксиру- обратный процесс: вначале проточки 14, ются шпильками-фиксаторами 26, затем опускаясь ниже верхней кромки ступенчакаждая половина кассеты 18 устанавливает- . тых выступов 34 паза 35, перекрывают выся в цилиндрический паз 17 каждой полови- ход масла наружу, затем открываются ны радиальной перегородки 2, фиксируются подводящие каналы 33, поскольку ступенчашпильками-фиксаторами 23. На одну из по- тые выступы 15 опускаются до упора, Для ловинок перегородки 2 накладываются пла- предотвращения выхода масла с торцовых

30 стинки 13 с выходными проточками 14 и эта сторон радиалЬные перегородки 2 могут половина перегородки 2 с плоской пружи- быть оснащены пластинчатыми заглушками ной 36 вставляется в паз 35 до упора, при 41 (фиг. 11), прикрепленными к пластинам этом наружный профиль 4торцовой пласти- перекрытия 13 точечной сваркой либо друны 1 поджимается, давая возможность для гим способом. При этом проточки 30 торцо35 прохождения радиальной перегородки 2, С вых пластин 1 должны быть углублены на другой стороны междуустановленной поло- толщину заглушек 41. виной радиальной перегородки 2 и пружиной 36 вставляется пластина перекрытия Применение в старое равностороннего

12, затем уже описанным порядком собира- треугольного сечения радиальных rtepегоется и устанавливается вторая половина ра- родок, установленных в эллипсном роторе с диальной перегородки 2. Овальные возможностью возвратно-поступательного проточки 25, фиксируя уплотнитель-кассету перемещения, когда в каждой из трех вер18 в осевом направлении, благодаря про- 45 шин (камеры сгорания) радиальные перегосветувышефиксатора23даютвозможность родки, выходя в свободный объем камеры качания кассеты 18 вокруг оси в пределах сгорания, выжимаются пружиной 36 в край15-20, Каждая половина радиальной пере- нее верхнее положение, а затем, скользя, городки 2 удерживается на месте и одновре- приходят под значительным углом в плотменно воспринимает подпружинивающее 50 ный контакт с рабочей поверхностью статодействие торцовых пластин 1 за счет и по- ра и вновь вжимаются, появляется фактор средством торцовых радиальных выступов ударного воздействия в поперечной плоско29 и проточек 37 в нижней части радиальных сти. Применение в конструкции радиальной перегородок 2, в которые входят ступенча- перегородки качающейся кассеты 18, спотые выступы 8 торцовых пластин 1, 55 собствующей одновременному контактированию обоих игольчатых уплотнительных элементов 20 со статором, и возможность свободного вращения самих игольчатых уплотнительных элементов 20 приводит K новой более благоприятной ситуации, 1814689 8

10

20

55 позволяющей использовать радиальные перегородки в указанном режиме;

На основе изложенного недостатки аналогов и прототипов, определенные целью изобретения, в предлагаемом изобретении устранены.

Предложена конструкция, допускающая использование в роторах РПД любых фигураций, включая угловые, овально-угловые и овальные профили роторов.

Торцовые пластины, используя ступен, чатые выступы полупрофилей и паза, улучшают общее торцевое уплотнение и обеспечивают жесткую фиксацию на упоре, имея в виду подпружинивание, пластин в пазах в сборе.

Применение радиальных перегородок, использующих каналы подвода, выпукные проточки и ступенчатые выступы, регулирующие подачу масла на рабочие поверхности ротора и статора, обеспечивают необходимую смазку, Необходимо отметить, что в рассмотренных аналогах подача масла на рабочие поверхности осуществляется в строго определенной точке, а именно в зоне {на фазе) всасывания воздушно-бензиновой смеси в рабочую камеру. Такая возможность имеется и в предлагаемой уплотнительной системе. В эллипсном роторе, работающем в сочетании со статором равностороннего треугольного сечения, имеются четыре сектора, расположенные последовательно, каждый из которых (в каждой вершине ротора) выполняет одну функцйю, соответствующую определенному такту рабочего цикла: всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп.

Таким образом, мы имеет возможность разместить радиальную перегородку {либо перегородки) в наиболм рациональной точке рабочего цикла, Наконец, испОльэОиание игбльчзтых уплотнительных элементов, способствующих решению проблемы поперечно-ударного разрушающего действия — свободное вращение игольчатых элементов, значительное поглощает ударное воздействие при возвратйе-поступательном перемещении радиальньа перегородок.

Конструктйаное выполнение уплотнительиой системы РЯД, используя известные техйичвс ие признаки, имеет существенные оербенности. Так торцовые пластины, состоящие из двух полуп рофилей, имеют сочленение встречными ребрами, что содействует плотному соединению, размещению во внутренней полости поперечно-распорной пружины и определенной стабилизации взаимного перемещения полупрофилей в поперечной плоскости. Принцип использования встречно входящих ребер для создания уплотнения не нов, он применен, например, пат. Великобритании hh 1017568.

Однако уплотнение круглого вращающегося фланца и полупрофилей пластин, стабильно установленных в пазы, используя один принцип — технически решены по-разному и имеют в конечном результате довольно различные функциональные цели и техническое выполнение, проявляющие новые признаки, исключающие идентификацию последних. Не менее оригинально техническое решение конструкции радиальных перегородок: ступенчатые выступы, функционально обеспечивающие плунжирование, т,е. перекрытие каналов и подачу масла через проточки под угловые выступы, последние выжимают масло иа рабочие rioверхности. Каждая часть радиальной перегородки имеет свое, определенное функциональное назначение. В радиальной перегородке удалось собрать известные технические признаки в новом сочетании, присовокупив к этому неизвестное сочетаwe функциональных признаков, отсутствующих в укаэанных выше патентах.

Появилось и новое качество — игольчатые уплотнительные элементы в уплотнителекассете.

При всей внешней сложности формы полупрофилей торцовых элементов, радиальных перегородок, уплотнителя-кассеты и игольчатых уплотнителей выбраны с расчеroM достижения максимальной технологич-, ности изготовления каждой детали, что позволяет поставить их изготовление на автоматизированные поточные линии.

Формула изобретения

1. Роторно-поршневой двигатель, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, торцовые крышки, профилированный ротор с радиальными паээми и канавками на боковых поверхностях, установленный в корпусе с образованием рабочих камер, уплотнительную систему, выполненную в виде подпружиненных торцевых уплотнительных элементов, размещенных в канавках ротора, и радиальных перегородок, подвижно установленных в пазах ротора с образованием с торцевыми элементами замкнутого уплотнительного контура, и систему смазки рабочих поверхностей,отличающийся тем,что,с целью повышения эффективности работы уплотнительной системы путем увеличения степени герметичности рабочих камер, торцевые элементы выполнены составными из двух элементов с продольным разъемом, каждый элемент в поперечном сечении имеет форму прямоугольника со ступенчатым .

1814689

10 выступом со стороны стенки канавки и ребрами с противоположной стороны, ребра ориентированы навстречу друг другу, элементы, расположены в канавке с чередованием ребер и образованием между поверхностями канавки ребрами внутренней полости, в которой размещена пружина, радиальные перегородки выполнены профилированными с расширенной нижней частью с выступами, конической верхней частью и прямоугольным. участком между ними, в верхней части выполнен продольный цилиндрический паз с размещенным в нем усеченным цилиндрическим уплотнителем с продольными пазами на его поверхности и установленными в них игольчатыми элементами, причем, перегородки, уплотнитель и игольчатые элементы имеют разьемы в разных плоскостях, а на боковых поверхностяхторцевыхэлементов выполнены про5 точки, в которых размещены выступы нижней части перегородки.

2. Двигатель по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения дозиро1 ванной смазки рабочих поверхностей в "О торе выполнены каналы подвода смазки, выходные сечения которых расположены на боковых, поверхностях радиального паза, перегородки установлены в пазах с зазором и возможностью возвратно-поступател ьно15 г о перемещения и попеременного перекрытия впускных каналов и зазоров.

1814689

4 иг. 2

1814689

Гб Рб

1814689

Составитель В.Журилов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Обручар

Редактор

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

Заказ 1843 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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