Профиль ротора винтового компрессора



Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора
Профиль ротора винтового компрессора

 


Владельцы патента RU 2457362:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области компрессорной техники, к профилю ротора винтовых компрессоров, а также винтовых детандеров. Профиль ротора винтовых компрессоров содержит два параллельно расположенных с взаимоогибаемыми винтовыми поверхностями ротора. Участки профиля зубьев ведущего ротора винтового компрессора выполнены из кривых удлиненной циклоиды, описываемых траекторией движения фиксированной точки, удаленной от центра производящей окружности, перекатывающейся без скольжения по прямой, расположенной в системе координат зуба ротора. Изобретение направлено на повышение гидравлического сопротивления щелей между контактирующими поверхностями с одновременным снижением утечек сжимаемого газа на всасывание, устранение излома профиля на ведущем роторе на начальной окружности, снижение длины линии контакта точечного зацепления с одновременным снижением площади треугольной щели в зацеплении зубьев роторов, а также повышение эффективности практического использования компрессора. 10 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области компрессорной техники, к профилю ротора винтовых компрессоров (газовых, воздушных и холодильных), а также винтовых детандеров.

Известен профиль зубьев роторов винтового компрессора, содержащий два параллельно расположенных с взаимоогибаемыми винтовыми поверхностями ротора (см. патент РФ №2109170, МПК F04C 18/16, 1998 г.).

Однако известный профиль зубьев роторов винтового компрессора при своем использовании имеет следующие недостатки:

- образованная щель между контактирующими поверхностями имеет малое гидравлическое сопротивление, что приводит к большим утечкам сжимаемого газа на всасывание и снижает эффективность работы компрессора;

- образование излома профиля на ведущем роторе на начальной окружности;

- образование наибольшей длины линии контакта точечного зацепления с максимальной площадью треугольной щели в зацеплении зубьев роторов;

- низкая эффективность практического использования.

Задачей изобретения является разработка профиля ротора винтового компрессора.

Техническим результатом является повышение гидравлического сопротивления щелей между контактирующими поверхностями с одновременным снижением утечек сжимаемого газа на всасывание, устранение излома профиля на ведущем роторе на начальной окружности, снижение длины линии контакта точечного зацепления с одновременным снижением площади треугольной щели в зацеплении зубьев роторов, а также повышение эффективности практического использования компрессора.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложен профиль ротора винтового компрессора, содержащий два параллельно расположенных с взаимоогибаемыми винтовыми поверхностями ротора, при этом участки профиля зубьев ведущего ротора винтового компрессора выполнены из кривых удлиненной циклоиды, описываемых траекторией движения фиксированной точки, удаленной от центра производящей окружности, перекатывающейся без скольжения по прямой, расположенной в системе координат зуба ротора, при этом профиль A1B1′, между наружной окружностью радиусом R1 и окружностью радиусом RB1, до точки B1′, лежащей вне окружности радиусом R1H, образован траекторией движения точки а, удаленной на расстояние Ra от центра Ao производящей окружности радиусом ra, перекатывающейся по радиальной прямой O1A1 горизонтальной оси O1x1 ведущего ротора, или по прямой a1a1, перпендикулярной горизонтальной оси O1x1, профиль B1′C1, включающий в себя и профиль галтели B1C1 со стороны лобовой поверхности зуба от окружности впадин R1BH до точки B1′, образован траекторией движения точки b, удаленной на расстояние Rb от центра Bo производящей окружности радиусом rb, перекатывающейся по нормали NB1′ к профилю A1B1′ в точке B1′, или по прямой b1′b1′ перпендикулярной нормали NB1′, плавно сопрягающейся с профилем A1B1′ в точке B1′ и касающейся окружности впадин R1BH в точке C1, профиль A1′M1′ зуба ведущего ротора между окружностями R1 и Rm1 образован траекторией движения точки m, удаленной на расстояние Rm от центра Mo производящей окружности радиусом rm, перекатывающейся по радиальной прямой O1A1′ в сторону центра O1, системы координат x1O1y1 ведущего ротора, или по прямой a1′a1′, перпендикулярной радиальной прямой O1A1′, профиль M1F1 зуба ведущего ротора сопряжен с профилем M2F2 зуба ведомого ротора, расположенным между окружностями радиусом RM2 и начальной окружностью R2H и выполненным по удлиненной циклоиде, образованной траекторией движения точки mf, удаленной на расстояние Rmf от центра MFo производящей окружности радиусом rmf, перекатывающейся по прямой m2m2, перпендикулярной нормали NM2 к профилю A2′M2 в точке M2, при этом профиль M2F2 плавно сопряжен с профилем A2′M2 в точке M2 и касается радиальной прямой в точке F2 на начальной окружности радиусом R2H, при Rg<R1H профиль галтели F1F1′E1 включает в себя участок профиля F1F1′, который является частью кривой F1G1 удлиненной циклоиды между окружностями RG и R1H, образованной точкой f, расположенной на расстоянии Rf от центра Fo производящей окружности радиусом rf, перекатывающейся по радиальной прямой, проходящей через точку G1 и плавно сопрягающейся в точке F1 на начальной окружности R1H с профилем M1F1, а участок профиля F1′E1 галтели вблизи окружности впадин R1BH очерчен по удлиненной эпициклоиде точкой E2 ведомого ротора или при Rg=R1BH профиль галтели F1E1 зуба ведущего ротора со стороны тыльной поверхности между начальной окружностью R1H и окружностью впадин радиусом R1BH выполнен по кривой удлиненной циклоиды, образованной траекторией движения точки f, удаленной на расстояние Rf от центра Fo производящей окружности радиусом rf, перекатывающейся по радиальной прямой, проходящей через точку F1, и плавно сопрягающейся с профилем M1F1 в точке F1.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный профиль ротора винтового компрессора, отличительными являются:

- выполнение участков профиля зубьев ведущего ротора из кривых удлиненной циклоиды, описываемых траекторией движения фиксированной точки, удаленной от центра производящей окружности, перекатывающейся без скольжения по прямой, расположенной в системе координат зуба ротора,

- образование профиля A1B1′ между наружной окружностью радиусом R1 и окружностью радиусом RB1′ до точки B1′, лежащей вне окружности радиусом R1H, траекторией движения точки а, удаленной на расстояние Ra от центра Ao производящей окружности радиусом ra, перекатывающейся по радиальной прямой O1A1 горизонтальной оси O1x1 ведущего ротора, или образование по прямой a1a1, перпендикулярной горизонтальной оси O1x1,

- образование профиля B1′C1, включающего в себя и профиль галтели B1C1 со стороны лобовой поверхности зуба от окружности впадин R1BH до точки B1′, траекторией движения точки b, удаленной на расстояние Rb от центра Bo производящей окружности радиусом rb, перекатывающейся по нормали NB1′ к профилю A1B1′ в точке B1′, или по прямой b1′b1′, перпендикулярной нормали NB1′, плавно сопрягающейся с профилем A1B1′ в точке B1′ и касающейся окружности впадин R1BH в точке C1,

- образование профиля A1′M1′ зуба ведущего ротора между окружностями R1 и Rm1 траекторией движения точки m, удаленной на расстояние Rm от центра Mo производящей окружности радиусом rm, перекатывающейся по радиальной прямой O1A1′ в сторону центра O1, системы координат x1O1y1 ведущего ротора, или по прямой a1′a1′, перпендикулярной радиальной прямой O1A1′,

- образование профиля M1F1 зуба ведущего ротора, сопряженного с профилем M2F2 зуба ведомого ротора, расположенным между окружностями радиусом RM2 и начальной окружностью R2H и выполненным по удлиненной циклоиде, образованной траекторией движения точки mf, удаленной на расстояние Rmf от центра MFo производящей окружности радиусом rmf, перекатывающейся по прямой m2m2, перпендикулярной нормали NM2 к профилю A2′M2 в точке M2,

- плавное сопряжение профиля M2F2 с профилем A2′M2 в точке M2 с касанием радиальной прямой в точке F2 на начальной окружности радиусом R2H,

- при Rg<R1H профиль галтели F1F1′E1 включает в себя два участка:

- профиль F1F1′, который является частью кривой F1G1 удлиненной циклоиды между окружностями RG и R1H, образованной точкой f, расположенной на расстоянии Rf от центра Fo производящей окружности радиусом rf, перекатывающейся по радиальной прямой, проходящей через точку G1 и плавно сопрягающейся в точке F1 на начальной окружности R1H с профилем M1F1,

- участок профиля F1′E1 галтели вблизи окружности впадин R1BH очерченный по удлиненной эпициклоиде точкой E2 ведомого ротора,

- выполнение при Rg=R1BH профиля галтели F1E1 зуба ведущего ротора со стороны тыльной поверхности между начальной окружностью R1H и окружностью впадин радиусом R1BH по кривой удлиненной циклоиды, образованной траекторией движения точки f, удаленной на расстояние Rf от центра Fo производящей окружности радиусом rf, перекатывающейся по радиальной прямой, проходящей через точку F1 и плавно сопрягающейся с профилем M1F1 в точке F1.

Экспериментальные исследования предложенного профиля ротора винтового компрессора в реальных условиях показали его высокую эффективность. С использованием всех существенных признаков предложенного технического решения достигнуто повышение гидравлического сопротивления щелей между контактирующими поверхностями, при этом одновременно достигнуто снижение утечек сжимаемого газа на всасывание. Кроме того, устранен излом профиля на ведущем роторе на начальной окружности, достигнуто снижение длины линии контакта точечного зацепления с одновременным снижением площади треугольной щели в зацеплении зубьев роторов, а также повышена на 7% эффективность практического использования компрессора.

Предложенный профиль ротора винтового компрессора содержит участки, состоящие из кривых удлиненной циклоиды, описываемых траекторией движения фиксированной точки, удаленной от центра производящей окружности, перекатывающейся без скольжения по прямой, расположенной в системе координат зуба ротора, и состоят из участка A1B1′, участка B1′C1, включающего в себя и профиль галтели B1C1, участка A1M1, участка M1F1, сопряженного с профилем M2F2, участков F1F1′ и F1′E1 или F1E1.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 показано образование профиля A1B′1 на лобовой части зуба ведущего ротора перекатыванием окружности по радиальной прямой O1A1, на фиг.2 - образование профиля A1B′1 на лобовой части зуба ведущего ротора перекатыванием окружности по прямой a1a1, перпендикулярной радиальной прямой O1A1, на фиг.3 - образование профиля B′1C1 на лобовой части зуба ведущего ротора перекатыванием окружности по нормали NB′1 в точке B′1 профиля A1B′1, на фиг.4 - образование профиля B′1C1 на лобовой части зуба ведущего ротора перекатыванием окружности по прямой b′1b′1, перпендикулярной нормали NB′1 в точке B′1 профиля A1B′1, на фиг.5 - образование профиля A′1M1 на тыльной части зуба ведущего ротора перекатыванием окружности по радиальной прямой O1A′1, на фиг.6 - образование профиля A′1M1 на тыльной части зуба ведущего ротора перекатыванием окружности по прямой a′1a′1, перпендикулярной радиальной прямой O1A'1, на фиг.7 - сопряженные участки профиля впадины ведомого ротора, на фиг.8 - образование профиля F2M2 на ведомом роторе перекатыванием окружности по прямой m2m2, перпендикулярной нормали NM2 в точке M2 сопряженного профиля M2A′2, на фиг.9 - образование профиля галтели F1F′1E1 на ведущем роторе при Rg<R1H: - участок профиля F1F′1 образован перекатыванием окружности по радиальной прямой, проходящей через точку G1; - участок профиля F′1E1 образован точкой E2 ведомого ротора и на фиг.10 - образование профиля галтели F1E1 на ведущем роторе при Rg=R1H перекатыванием окружности по радиальной прямой, проходящей через точку E1.

Использование предложенного профиля ротора винтового компрессора является традиционным и не требует дополнительных технических пояснений.

Профиль ротора винтового компрессора, содержащий два параллельно расположенных с взаимоогибаемыми винтовыми поверхностями ротора, отличающийся тем, что участки профиля зубьев ведущего ротора винтового компрессора выполнены из кривых удлиненной циклоиды, описываемых траекторией движения фиксированной точки, удаленной от центра производящей окружности, перекатывающейся без скольжения по прямой, расположенной в системе координат зуба ротора, при этом профиль A1B1′ между наружной окружностью радиусом R1 и окружностью радиусом RB1′ до точки B1′, лежащей вне окружности радиусом R, образован траекторией движения точки а, удаленной на расстояние Ra от центра A0 производящей окружности радиусом ra, перекатывающейся по радиальной прямой O1A1 горизонтальной оси O1x1 ведущего ротора или по прямой a1a1, перпендикулярной горизонтальной оси O1x1, профиль B1′C1, включающий в себя и профиль галтели B1C1 со стороны лобовой поверхности зуба от окружности впадин R1вн до точки B1′, образован траекторией движения точки b, удаленной на расстояние Rb от центра B0 производящей окружности радиусом rb, перекатывающейся по нормали NB1′ к профилю A1B1′ в точке B1′ или по прямой b1′b1′, перпендикулярной нормали NB1′, плавно сопрягающейся с профилем A1B1′ в точке B1′ и касающейся окружности впадин R1вн в точке C1, профиль A1′M1′ зуба ведущего ротора между окружностями R1 и Rm1 образован траекторией движения точки m, удаленной на расстояние Rm от центра M0 производящей окружности радиусом rm, перекатывающейся по радиальной прямой O1A1′ в сторону центра O1, системы координат x1O1y1 ведущего ротора, или по прямой a1′a1′, перпендикулярной радиальной прямой O1A1′, профиль M1F1 зуба ведущего ротора сопряжен с профилем M2F2 зуба ведомого ротора, расположенным между окружностями радиусом RM2 И начальной окружностью R и выполненным по удлиненной циклоиде, образованной траекторией движения точки mf, удаленной на расстояние Rmf от центра MF0 производящей окружности радиусом rmf, перекатывающейся по прямой m2m2, перпендикулярной нормали NM2 к профилю A2′M2 в точке M2, при этом профиль M2F2 плавно сопряжен с профилем A2′M2 в точке M2 и касается радиальной прямой в точке F2 на начальной окружности радиусом F, при Rg<R профиль галтели F1F1′E1 включает в себя участок профиля F1F1′, который является частью кривой F1G1 удлиненной циклоиды между окружностями RG и R, образованной точкой f, расположенной на расстоянии Rf от центра F0 производящей окружности радиусом rf, перекатывающейся по радиальной прямой, проходящей через точку G1, и плавно сопрягающейся в точке F1 на начальной окружности R с профилем M1F1, а участок профиля F1′E1 галтели вблизи окружности впадин R1вн очерчен по удлиненной эпициклоиде точкой E2 ведомого ротора или при Rg=R1вн профиль галтели F1E1 зуба ведущего ротора со стороны тыльной поверхности между начальной окружностью R и окружностью впадин радиусом R1вн выполнен по кривой удлиненной циклоиды, образованной траекторией движения точки f, удаленной на расстояние Rf от центра F0 производящей окружности радиусом rf, перекатывающейся по радиальной прямой, проходящей через точку F1, и плавно сопрягающейся с профилем M1F1 в точке F1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к винтовым машинам, системам преобразования энергии и способам преобразования энергии. .

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам. .

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам. .

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам, работающим при больших перепадах давления. .

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в системах смазки винтовых компрессоров. .

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к компрессорным агрегатам. .

Изобретение относится к маслозаполненным винтовым компрессорам для больших мощностей привода. .

Изобретение относится к ротору, в частности к ротору, который применяется в различных типах компрессоров, генераторов и двигателей. .

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам с золотниковым регулятором производительности. .

Изобретение относится к области энергомашиностроения, а именно к роторным винтовым машинам, а также к винтовым компрессорам и винтовым двигателям

Изобретение относится к винтовому компрессору с впрыском текучей среды

Изобретение относится к безмасляным винтовым компрессорам

Изобретение относится к ротору винтового компрессора. Ротор 1 винтового компрессора включает в себя рабочую часть 2 и вал 6. По меньшей мере, часть вала 6 расположена в центральном или практически центральном продольном отверстии или канале 5 рабочей части 2 ротора. Вал 6 включает в себя растягиваемый элемент 7. Рабочая часть 2 ротора или, по меньшей мере, ее часть удерживается на вале 6 с помощью натягивающих элементов 11 и 12, которые зафиксированы вдоль продольной оси вала и связаны между собой через указанный растягиваемый элемент 7, который в ходе монтажа рабочей части 2 ротора на вале 6 предварительно растягивают. После фиксации натягивающих элементов 11 и 12 и снятия натягивающей нагрузки элемент 7 удерживается в состоянии предварительного продольного растяжения. Предварительное натяжение осуществляют с помощью натягивающих элементов 11 и 12, которые отделены друг от друга рабочей частью 2 ротора или его частью. Изобретение направлено на снижение расхода материала и обеспечение охлаждения ротора. 2 н. и 30 з.п. ф-лы., 11 ил.

Изобретение относится к компрессорной технике, а именно к винтовым компрессорам, и может быть использовано в расширительных машинах. Зубчатое зацепление винтовой машины с асимметричным профилем зубьев ведущего и ведомого роторов, в котором профиль тыльной по ходу вращения части впадины, являющийся профилем ножки зуба ведомого ротора, плавно сопряжен с его наружной окружностью. Соответствующий участок профиля зуба ведущего ротора выполнен по кривой обкатки зуба ведущего ротора по профилю зуба ведомого ротора. Кривая профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора в пределах начальной окружности представляет собой удлиненную эпициклоиду 1, образованную кривой качения вершины зуба ведущего ротора. Сопряжение профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора с наружной окружностью выполнено через сопряженные друг с другом участки петель 2, 4 лемнискат Бернулли, одна из которых сопряжена с наружной окружностью ведомого ротора, а другая - с удлиненной эпициклоидой 1. Изобретение направлено на повышение КПД машины, уменьшение потерь энергии в местах контакта, а также уменьшение перетечки между полостями сжатия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу осевого позиционирования подшипников на шейке вала. В способе осевого позиционирования подшипников 10, 11 на шейке 9 вала ротора установка осевого люфта ротора в картере 2 обеспечивается при закреплении промежуточного кольца 23 и двух подшипников 10, 11 при посадке с натягом таким образом, чтобы наружное кольцо 13а подшипника 10 принудительно перемещалось в осевом направлении относительно внутреннего кольца 14а подшипника 10 в пределах расстояния, определяющего требуемый осевой люфт. Изобретение направлено на обеспечение установки оптимальной величины люфта. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для определения частот компонентов гасителя, прикрепляемого к компрессору, при тестировании длины акустической волны компрессора. Способ определения частот компонентов гасителя, который должен быть прикреплен к компрессору (20), содержит этапы, на которых определяют звуковой спектр полости компрессора без прикрепления гасителя к компрессору (20), вычисляют длину акустической волны полости, получают длину ближнего сопла гасителя и вычисляют, на основе длины акустической волны полости и длины ближнего сопла гасителя, имеющие множество порядков частоты, связанные с ближним соплом гасителя и полостью компрессора. Ближнее сопло гасителя является ближайшим к полости компрессора, когда гаситель прикреплен к компрессору (20). Изобретение направлено на уменьшение вибрации и/или шума. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к винтовому компрессору для воздуха или газа. Винтовой компрессор (1) содержит ведущий ротор (2) и ведомый ротор (3), вращающиеся соответственно вокруг первой оси (O1) и второй оси (O2) вращения. Роторы (2, 3) содержат, в поперечном сечении, входящие в зацепление выступы (4) и впадины (6) и имеют профили, образованные посредством огибания профиля зубчатой рейки, включающего первую кривую профиля зубчатой рейки, проходящую между первой точкой и второй точкой в декартовой системе координат и имеющую выпуклость в положительном направлении оси абсцисс. Первая точка находится на оси абсцисс от начала декартовой системы координат на расстоянии, равном высоте головки зуба ведущего ротора (2). Изобретение направлено на создание простого и экономичного для изготовления винтового компрессора. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к способу управления компрессорным элементом для винтового компрессора. Способ управления компрессорным элементом винтового компрессора, в котором компрессорный элемент (1) имеет корпус (2) с двумя взаимозацепленными спиральными роторами (3) внутри него, каждый из роторов удерживается в корпусе (2) в осевом направлении (Х-Х′) посредством по меньшей мере одного осевого подшипника (13). Корпус (2) имеет сторону (10) впускного отверстия и сторону (11) выпускного отверстия. Способ содержит процесс А и/или процесс В. Процесс А содержит первый этап, на котором включают первый магнит (17) во время запуска компрессорного элемента (1), так что магнит (17) прикладывает к ротору (3) силу, которая направлена от стороны (11) выпускного отверстия к стороне (10) впускного отверстия, и выключают первый магнит (17) во время номинальной работы компрессорного элемента (1). Процесс В содержит первый этап, на котором поддерживают второй магнит выключенным во время запуска компрессорного элемента (1) и включают второй магнит во время номинальной работы компрессорного элемента (1), так что второй магнит создает силу, которая направлена от стороны (10) впускного отверстия к стороне (11) выпускного отверстия. Изобретение направлено на оптимизацию нагрузки осевых подшипников. 25 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к винтовому компрессору сухого сжатия для газа, в частности воздуха, для использования в областях применения давления, например, при перемещении гранул или порошков или при обработке воды, где необходимо перемещать большие объемы воздуха для запуска и содействия аэробным реакциям и в областях применения вакуума, например, в системах выпуска газа, дымов или пара. Винтовой компрессор, окружная скорость которого меньше 80 м/с, содержит корпус (4), имеющий впуск (10) для всасывания газовой текучей среды и по меньшей мере один выпуск (11) для сжатой текучей среды, по меньшей мере один охватываемый ротор (2) и по меньшей мере один охватывающий ротор (3), находящиеся в зацеплении и расположенные внутри корпуса (4). Предложены определенное соотношение между длиной (Lm) и наружным диаметром охватываемого ротора (2) и величина угла закрутки охватываемого ротора (3). Компрессор имеет низкое рабочее давление. Изобретение направлено на создание винтового компрессора сухого сжатия, который может работать под низким давлением, с интенсивным потоком и с термодинамическим коэффициентом полезного действия, типичным для такого вида машин. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх