Зацепление винтовой машины



Зацепление винтовой машины
Зацепление винтовой машины
Зацепление винтовой машины

 


Владельцы патента RU 2494286:

Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" (RU)

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 компрессорной технике, а именно к винтовым компрессорам и может быть использовано в расширительных машинах.

Известно 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, а соответствующий участок профиля зуба ведущего ротора выполнен по кривой обкатки зуба ведущего ротора по профилю зуба ведомого ротора, причем кривая профиля ведомого ротора в пределах начальной окружности выполнена в виде удлиненной эпициклоиды, образованной кривой качения вершины зуба ведущего ротора (см. Авторское свидетельство SU 1401158, опубликовано 07.06.1988).

Известно, что основными критериями для оценки профилей служат энергетические и весогабаритные показатели, определяя длину линии контакта, величину треугольной щели, защемленный объем и площадь впадины между зубьями роторов.

Одним из недостатков известного зацепления является высокая величина угла давления. Как известно, в месте контакта винтов возникают потери энергии, связанные с трением поверхностей друг о друга. С уменьшением угла давления эти потери уменьшаются, увеличивается нагрузочная способность, так как уменьшающиеся потери энергии приводят к уменьшению изнашивания зубьев.

Другим недостатком такого профиля является увеличенная треугольная щель между полостями сжатия (при вхождении соответствующих пар зубьев в зацепление), что приводит к увеличению перетечек между полостями сжатия, снижения коэффициента подачи и КПД. Треугольная щель является минимальным сечением пространственного канала сложной конфигурации, который соединяет соседние полости сжатия, если линия контакта винтов в точке не доходит до гребня расточки корпуса. Через треугольную щель газ из полости с более высоким давление перетекает в полость с более низким давлением. Стенки щели в этой плоскости образуются боковыми поверхностями ведущего и ведомого роторов и гребнем расточки корпуса.

Техническим результатом изобретения является повышение КПД машины, уменьшение потерь энергии в местах контакта, а также уменьшение перетечки между полостями сжатия.

Указанный технический результат достигается за счет использования зубчатого зацепления 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, а соответствующий участок профиля зуба ведущего ротора выполнен по кривой обкатки зуба ведущего ротора по профилю зуба ведомого ротора, причем кривая профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора в пределах начальной окружности представляет собой удлиненную эпициклоиду, образованную кривой качения вершины зуба ведущего ротора, при этом сопряжение профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора с наружной окружностью выполнено через сопряженные друг с другом участки петель лемнискат Бер-нулли, одна из которых сопряжена с наружной окружностью ведомого ротора, а другая - с удлиненной эпициклоидой.

Кроме того, сопряжение участков петель лемнискат Бернулли может быть выполнено посредством отрезка прямой, концы которого лежат на центрах соответствующих лемнискат Бернулли и который лежит на прямой, проходящей через ось вращения ведомого ротора.

Кроме того, участки соответствующих петель соответствующих лемнискат Бернулли могут быть сопряжены непосредственно, при этом центры лемнискат Бернулли совпадают, а касательная к лемнискатам Бернулли в точке их сопряжения друг с другом проходит через ось вращения ведомого ротора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен профиль тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора; на фиг.2 - то же с изображением петель лемнискат Бернулли, на фиг.3 показан профиль тыльной по ходу вращения стороны зуба ведущего ротора.

Зубчатое зацепление винтовой машины, например, компрессора с асимметричным профилем зубьев ведущего и ведомого роторов имеет зубья с выпуклыми и вогнутыми поверхностями. Выпуклую форму имеют зубья ведущего ротора, а вогнутую - зубья ведомого ротора, причем впадины соседних зубьев ведомого ротора образуют тыльную и переднюю по ходу вращения стороны. Кривая профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора в пределах начальной окружности d2H выполнена в виде удлиненной эпициклоиды 1, образованной кривой качения вершины зуба ведущего ротора. Эпициклоида 1 плавно сопряжена с наружной окружностью d2 зуба. Сопряжение эпициклоиды 1 с наружной окружностью d2 зуба осуществляется через участок петли 2 первой лемнискаты Бернулли, отрезок 3 прямой и участок петли 4 второй лемнискаты Бернулли. Концы отрезка 3 расположены в пределах начальной окружности d2H и лежат на центрах соответствующих лемнискат Бернулли в точках Е2 и G2. Участок G2H2 петли 2 первой лемнискаты Бернулли плавно сопрягает один конец (точка G2) отрезка 3 с наружной окружностью d2 ведомого ротора в точке Н2. Участок F2E2 петли 4 второй лемнискаты Бернулли плавно сопрягает другой конец (точка Е2) отрезка 3 с эпициклоидой 1 в точке F2 (фиг.2).

Профиль зубьев ведомого и ведущего роторов выполнен таким образом, что обеспечивается наилучшее обтекание профиля зуба ведущего ротора с наилучшим углом контакта (давления), т.е. с его уменьшенным значением. В результате уменьшается треугольная щель между полостями большего и меньшего давления.

Таким образом, тыльная по ходу вращения часть впадины зуба ведомого ротора описана следующими кривыми: отрезком 3 прямой, расположенной под углом α к оси О2А2, двумя лемнискатами Бернулли и эпициклоидой 1, являющейся профилем ножки зуба ведомого ротора и лежащей на участке A2F2.

Участок A2F2 выполнен в виде удлиненной эпициклоиды, образованной точкой A1 наружной окружности d1 ведущего ротора при качении его начальной окружности d1H по начальной окружности d2H ведомого ротора;

Участок G2H2 петли 2 первой лемнискаты Бернулли описывается уравнением ( x 2 + y 2 ) 2 2 a 2 ( x 2 y 2 ) = 0 . Оси первой лемнискаты повернуты относительно отрезка 3 на угол 45°, а пересечение осей совпадает с точкой G2, что обеспечивает плавное сопряжение с отрезком 3.

Ось второй лемнискаты Бернулли повернута относительно отрезка 3 на угол -45°, а пересечение осей совпадает с точкой Е2, что обеспечивает плавное сопряжение с отрезком 3.

Участок профиля зуба ведущего ротора выполнен по кривой обкатки зуба ведущего ротора по профилю зуба ведомого ротора. Так, профиль тыльной стороны зуба ведущего ротора имеет следующие участки (фиг.3): участок A1E1 выполнен по огибающей участка F2E2 второй лемнискаты Бернулли; участок E1G1 выполнен по огибающей отрезка E2G2, участок G1H1 выполнен по огибающей участка G2H2 первой лемнискаты Бернулли.

Кроме того, в вариантном выполнении профиль тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора может быть описана следующими кривыми: эпициклоидой 1 и двумя лемнискатами Бернулли, участки петель которых сопряжены друг с другом непосредственно так, что центры данных лемнискат Бернулли совпадают, а касательная к лемнискатам Бернулли в точке их сопряжения друг с другом проходит через ось вращения ведомого ротора.

Благодаря такому формированию профилей зубьев с меньшим углом давления, уменьшающим потери энергии в месте контакта, и уменьшенной площадью треугольной щели, уменьшающей перетечки между полостями сжатия, обеспечивается повышение КПД машины.

1. 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, а соответствующий участок профиля зуба ведущего ротора выполнен по кривой обкатки зуба ведущего ротора по профилю зуба ведомого ротора, причем кривая профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора в пределах начальной окружности представляет собой удлиненную эпициклоиду, образованную кривой качения вершины зуба ведущего ротора, отличающееся тем, что сопряжение профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора с наружной окружностью выполнено через сопряженные друг с другом участки петель лемнискат Бернулли, одна из которых сопряжена с наружной окружностью ведомого ротора, а другая - с удлиненной эпициклоидой.

2. Зацепление по п.1, отличающееся тем, что сопряжение участков петель лемнискат Бернулли выполнено посредством отрезка прямой, концы которого лежат на центрах соответствующих лемнискат Бернулли.

3. Зацепление по п.1, отличающееся тем, что участки соответствующих петель соответствующих лемнискат Бернулли сопряжены непосредственно, при этом центры лемнискат Бернулли совпадают.

4. Зацепление по п.2, отличающееся тем, что отрезок прямой лежит на прямой, проходящей через ось вращения ведомого ротора.

5. Зацепление по п.3, отличающееся тем, что касательная к лемнискатам Бернулли в точке их сопряжения друг с другом проходит через ось вращения ведомого ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ротору винтового компрессора. Ротор 1 винтового компрессора включает в себя рабочую часть 2 и вал 6.

Изобретение относится к безмасляным винтовым компрессорам. .

Изобретение относится к винтовому компрессору с впрыском текучей среды. .

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

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области компрессорной техники, к профилю ротора винтовых компрессоров, а также винтовых детандеров. .

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 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.

Изобретение относится к винтовым компрессорам. Двухступенчатое воздушное компрессорное устройство винтового типа среднего давления содержит винтовой компрессор (21) первой ступени и винтовой компрессор (22) второй ступени, которое посредством газожидкостной впускной тангенциальной трубки (61) сообщается с газожидкостным сепаратором (6). Средняя часть сепаратора (6) снабжена масловыводной трубкой (63). Масляная жидкость из трубки (63) проходит через масложидкостный фильтр (64) и смазочное масло снова впрыскивается в смазываемые части компрессора. На другом конце трубки (63) находится вторичное сепараторное устройство (9). Устройство (9) содержит верхний и нижний сепараторные цилиндры (91) и (92). В верхней части цилиндр (91) снабжен вторичным впуском (94) масла, соединенным с трубкой (63), а в нижней части снабжен вторичным выпуском (98) масла, соединенным со смазываемыми частями компрессора. Между цилиндрами (91) и (92) установлен электрический шаровой клапан (95). В нижней части цилиндра (92) установлен вторичный водоотводный электромагнитный клапан (99). Изобретение направлено на эффективное уменьшение уровня влажности и примесей в смазочной масляной жидкости, что обеспечивает стабильность выходного давления, высокую эффективность работы, надежность и безопасность, низкий уровень шума и длительный срок эксплуатации. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами, в частности к винтовым роторным нагнетателям. Винтовой нагнетатель содержит корпус 3, имеющий торцевые переднюю, заднюю и боковые стенки 4, 5 и 6, винтовые роторы 1 и 2, окно выпуска, выполненное в стенке 4, окно впуска 7, выполненное в верхней части корпуса 3 в виде сквозного коробчатого элемента 9 со стенками, внутри которого смонтировано устройство изменения производительности нагнетателя, выполненное в виде, по меньшей мере, двух соединенных заслонок 14, установленных с возможностью перемещения вдоль продольной осевой линии корпуса 3. Устройство изменения производительности содержит узел перемещения заслонок 14, связанных между собой посредством гибкого соединения 17, с возможностью поворота заслонок 14 относительно друг друга вокруг оси, перпендикулярной продольной осевой линии корпуса 3, выполненный в виде колеса, установленного с возможностью вращения с обкатыванием по заслонкам 14 и их последовательным наматыванием на колесо. Ось качения колеса параллельна осям поворота заслонок 14, на котором жестко закреплены одна из крайних заслонок 14, размещенная со стороны стенки 5, и тяга привода. Изобретение направлено на повышение эффективности регулирования подачи и давления воздуха на впуске двигателя внутреннего сгорания. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к винтовому компрессору, в частности, для использования в транспортном средстве. Винтовой компрессор содержит маслосборник (1) с устройством, уменьшающим плескание масла. Указанное устройство является барьерным устройством, предотвращающим подъем масла у стенки корпуса винтового компрессора. Барьерное устройство является, по меньшей мере, одной вставленной по вертикали в маслосборник (1), предпочтительно выше уровня (4) масла, вставкой в виде перфорированного металлического листа (5а, 5b). Два перфорированных металлических листа (5а, 5b) вставлены в образующий маслосборник (1) корпус со смещением относительно друг друга и друг над другом. Изобретение направлено на создание винтового компрессора с устройством, уменьшающим плескания масла. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к винтовым маслозаполненным компрессорным установкам для сбора, сжатия горючих, взрывоопасных агрессивных газов. Винтовая маслозаполненная компрессорная установка включает винтовой маслозаполненный компрессор, содержащий корпус 1 с расположенными в нем ведущим и ведомым винтовыми роторами 2, установленными на подшипниках 3, уплотнительные элементы, установленные с разных сторон каждого винта между рабочей полостью компрессора и подшипниками 3, а также систему впрыска масла в компрессор и систему смазки подшипников 3. Система впрыска масла включает маслоотделитель 6, маслоохладитель 7, канал подвода масла к компрессору. Система смазки подшипников 3 включает маслобак 12, насос 14, маслоохладитель 15. Установка дополнительно содержит на каждом роторе 2 на сторонах всасывания и нагнетания на участке между торцом винта и подшипником 3, по меньшей мере, два уплотнительных элемента с образованием расположенных последовательно буферной затворной камеры 4, прилегающей к торцу винта, с подачей масла из системы впрыска и отводом его в рабочую полость компрессора и масляной затворной камеры 5 с подачей масла из системы смазки и отводом его в маслобак 12. Группа изобретений направлена на повышение ресурса подшипников, обеспечение надежной и безопасной работы при сжатии агрессивных газов, а также повышение КПД винтового компрессора. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к фланцу (1) компрессора для соединения винтового компрессора (2) с приводом (3) и к винтовому компрессору с таким фланцем. Фланец (1) имеет центральное отверстие (4) для установки вала (5) и/или подшипника (6) и снабжен первой кольцеобразной поверхностью (7) прилегания для прилегания к корпусу (8) компрессора (2) и второй кольцеобразной поверхностью (9) прилегания для прилегания к корпусу (10) привода (3). Фланец (1) содержит уплотнительный элемент (11) с осевым действием силы для уплотнения относительно корпуса (8), а также уплотнительный элемент (12) с радиальным действием силы для уплотнения относительно вала (5), так что открытый корпус (8) установлен с возможностью закрывания и уплотнения при установке фланца (1). Фланец (1) выполнен в виде горшка и ограничивает при прилегании к корпусу (8) и к корпусу (10) привода (3) полость (20) для установки муфты (21), соединяющей вал (5) компрессора (2) с валом (22) привода (3). Группа изобретений направлена на создание фланца компрессора для соединения винтового компрессора с приводом, который не требует значительных затрат на изготовление и монтаж, который объединяет в одном конструктивном элементе несколько функций. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх