Винтовой нагнетатель



Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель

 


Владельцы патента RU 2551255:

Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

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 области энергомашиностроения, а именно к гидравлическим машинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами, в частности к винтовым роторным нагнетателям.

Известны винтовые роторные нагнетали с регулированием геометрической степени сжатия внутри рабочей полости.

Из описания к патенту US 6338616, МПК7 F04C 18/16, приоритет от 15.01.2002 г. известен винтовой роторный компрессор с подвижным участком стенки корпуса в области, примыкающей к выпускному окну. Компрессор снабжен устройством перемещения для позиционирования подвижного участка в два положения: полностью закрытое или полностью открытое. Когда подвижный участок стенки отсоединяется от корпуса роторов, увеличивается протяженность процесса выпуска, при этом одновременно снижается геометрическая степень сжатия внутри рабочей полости.

Недостатком известного аналога является отсутствие возможности регулирования наполнения рабочей полости компрессора в процессе впуска.

Этот недостаток устранен в двигателе с компрессором, известном из описания патента US 8256403, МПК7 Н02K 7/18, F02B 33/00, F04D 29/56, публ. 25.05.2010 г., выбранном в качестве прототипа. Компрессор с двумя винтовыми роторами снабжен устройством регулирования, изменяющим подачу и давление воздуха на впуске в зависимости от нагрузки на двигатель. Устройство регулирования имеет по меньшей мере один подвижный элемент, перемещающийся относительно хотя бы одного из роторов для изменения объема воздуха, перемещаемого роторами и выборочно увеличивает или уменьшает объем воздуха, подаваемого во впускной коллектор двигателя. Каждый подвижный элемент устройства регулирования приводится в действие отдельным соленоидом, тем самым обеспечивая плавное регулирование подачи и давления. Указанное техническое решение принято за наиболее близкий аналог (прототип).

К недостаткам прототипа можно отнести сложность применения электропривода для отдельных подвижных заслонок устройства изменения производительности нагнетателя.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности регулирования подачи и давления воздуха на впуске двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат: регулирование производительности нагнетателя и изменение отношения давлений внутри рабочей камеры:

p1/p2,

где:

p1 - давление в рабочей камере в момент отсоединения окна впуска,

р2 - давление в рабочей камере в момент присоединения окна выпуска.

Технический результат достигается тем, что винтовой нагнетатель, содержащий корпус, имеющий переднюю торцевую, заднюю торцевую и боковые стенки, ведущий и ведомый винтовые роторы с синхронизирующими шестернями, установленные в полости корпуса с возможностью вращения с образованием рабочих камер между винтовыми поверхностями роторов и внутренними поверхностями корпуса, окно выпуска, выполненное в передней торцевой стенке корпуса, окно впуска, выполненное в верхней части корпуса в виде сквозного коробчатого элемента со стенками, внутри которого смонтировано устройство изменения производительности нагнетателя, выполненное в виде, по меньшей мере, двух соединенных заслонок, установленных с возможностью перемещения вдоль продольной осевой линии корпуса. При этом устройство изменения производительности нагнетателя содержит узел перемещения заслонок, связанных между собой посредством гибкого соединения, с возможностью поворота заслонок относительно друг друга вокруг оси, перпендикулярной продольной осевой линии корпуса, выполненный в виде колеса, установленного с возможностью вращения с обкатыванием по заслонкам и их последовательным наматыванием на колесо, ось качения которого в основном параллельна осям поворота гибкого соединения заслонок и на котором жестко закреплены одна из крайних заслонок, размещенная преимущественно со стороны задней торцевой стенки корпуса, и тяга привода.

При этом гибкое соединение заслонок между собой может быть выполнено: в виде шарниров с качением в кинематических парах, в виде гибкой ленты, закрепленной на заслонках фиксаторами, в виде троса с промежуточными поворотными элементами и жестко закрепленными на тросе концевыми элементами. Тяга привода может быть смонтирована на оси колеса, установленном с возможностью вращения, или может быть неподвижно закреплена на шкиве, жестко присоединенном к колесу. Кроме того, привод узла перемещения заслонок может быть выполнен в виде электропривода, пневмопривода или гидропривода.

На чертежах представлено:

Фиг.1 - вид на корпус нагнетателя сверху;

Фиг.2 - вид на корпус нагнетателя со стороны передней стенки;

Фиг.3 - общий вид корпуса нагнетателя;

Фиг.4 - вид на фрагмент нагнетателя в сборе со стороны задней стенки в положении полностью открытого окна впуска;

Фиг.5 - общий вид нагнетателя в сборе;

Фиг.6 - вид на фрагмент внутренней поверхности стенок корпуса нагнетателя и заслонок, находящихся в закрытом положении со стороны днища (изнутри полости корпуса);

Фиг.7 - вариант конструкции гибкой связи заслонок, выполненной в виде шарнирного соединения с увеличенным фрагментом соединения;

Фиг.8 - вариант конструкции гибкой связи заслонок, выполненной в виде гибкой ленты с увеличенным фрагментом соединения;

Фиг.9 - вариант конструкции гибкой связи заслонок, выполненной в виде троса с поворотными элементами с увеличенным фрагментом соединения;

Фиг.10 - конструкция механической связи узла перемещения заслонок с тягой привода, выполненной в виде троса с увеличенным фрагментом соединения;

Фиг.11 - конструкция механической связи шкива колеса - узла перемещения заслонок с тросом-тягой.

Винтовой нагнетатель включает:

1. ведущий винтовой ротор

2. ведомый винтовой ротор

3. корпус нагнетателя

4. переднюю торцевую стенку

5. заднюю торцевую стенку

6. боковые стенки

7. окно впуска

8. окно выпуска

9. сквозной коробчатый элемент

10. внутреннюю поверхность корпуса

11. синхронизирующую шестерню ведущего ротора

12. синхронизирующую шестерню ведомого ротора

13. рабочую камеру

14. заслонки устройства изменения производительности

нагнетателя

15. колесо

16. ось колеса

17. гибкое соединение смежных заслонок

18. шарнирное соединение с качением в кинематических парах, образующее гибкое соединение заслонок

19. фиксаторы гибкого соединения, выполненного в виде ленты

20. поворотное звено гибкого соединения, выполненного в виде троса

21. концевые элементы

22. внутреннюю поверхность смежных заслонок

23. шкив колеса

24. тягу привода узла перемещения заслонок.

Винтовой нагнетатель содержит корпус 3, имеющий переднюю торцевую 4, заднюю торцевую 5 и боковые 6 стенки, ведущий 1 и ведомый 2 винтовые роторы с синхронизирующими шестернями, соответственно 11 и 12, установленные в полости корпуса 3 с возможностью вращения с образованием рабочей камеры 13 между винтовыми поверхностями роторов 1 и 2 и внутренними поверхностями корпуса 10. При этом ведущий винтовой ротор 1 имеет зубья, состоящие в основном из ножки зуба выпуклой формы, а ведомый винтовой ротор 2 имеет зубья, состоящие в основном из головки зуба вогнутой формы. Кроме того, винтовой нагнетатель содержит окно выпуска 8, выполненное в передней торцевой стенке 4 корпуса 3, и 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. При этом устройство изменения производительности нагнетателя 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 15, установленного с возможностью вращения с обкатыванием по заслонкам 14 и их последовательным наматыванием на колесо 15, ось качения 16 которого в основном параллельна осям поворота заслонок 14 и на котором жестко закреплены одна из крайних заслонок 14, размещенная со стороны задней торцевой стенки 5 корпуса 3, и тяга 24 привода. Положение колеса 15 относительно задней торцевой стенки 5 и, соответственно, заслонок 14а определяет площадь сечения впускного окна 7, наполнение рабочей к меры 13 и объемную подачу винтового нагнетателя. При этом внутренняя поверхность 22 смежных заслонок 14 выполнена по форме, идентичной внутренней поверхности 10 корпуса нагнетателя, которая, в свою очередь, образована в основном внутренними поверхностями двух соосно пересекающихся цилиндров.

Гибкое соединение 17 смежных заслонок между собой может быть выполнено: в виде шарниров с качением в кинематических парах 18, в виде гибкой ленты, закрепленной на заслонках фиксаторами 19, в виде троса с промежуточными поворотными звеньями 20 и жестко закрепленными на тросе концевыми элементами 21.

Тяга 24 привода может быть смонтирована на оси колеса 16, установленного с возможностью вращения. Кроме того, тяга 24 привода может быть неподвижно закреплена на шкиве 23, жестко присоединенном к колесу 15.

Привод узла перемещения заслонок может быть выполнен в виде электропривода, пневмопривода или гидропривода.

Винтовой нагнетатель работает следующим образом. Воздух через окно впуска 7 поступает в рабочую камеру, образованную между винтовыми поверхностями роторов 1 и 2 и внутренними поверхностями 10 корпуса 3, и сжимается за счет уменьшения их объема. В момент, определенный необходимыми параметрами рабочего процесса, сжатый воздух через выпускное окно 8 вытесняется из нагнетателя.

Регулирование производительности нагнетателя осуществляется за счет изменения площади сечения окна впуска 7 путем перемещения заслонок 14 по опорным направляющим (не показаны) внутренних стенок сквозного коробчатого элемента 9 вдоль продольной осевой линии корпуса 3 и последовательным наматыванием на колесо 15, вращение которого осуществляется тягой 24 привода. Для обеспечения максимальной (стопроцентной) производительности нагнетателя все заслонки 14 наматываются на колесо 15, окно впуска 7 полностью открыто. Для уменьшения производительности нагнетателя направление вектора силы тяги привода меняется на прямо противоположное и производится сматывание заслонок 14 с колеса 15, что приводит к уменьшению площади сечения впускного окна 7 и, соответственно, к снижению объема подаваемого воздуха.

Выполнение заслонок 14, связанных между собой посредством гибкого соединения 17, с возможностью поворота заслонок 14 относительно друг друга позволяет подобрать режим работы нагнетателя, максимально соответствующий оптимальному, благодаря получению промежуточных значений внутренней степени сжатия зависящих от положения заслонок 14 относительно окна впуска 7, а также благодаря возможности предварительного подбора количества заслонок 14 и их соразмерности относительно друг друга.

Предложенное устройство может быть изготовлено в соответствии с известными технологическими процессами, на стандартном оборудовании и использовано в промышленности, в том числе энергомашиностроительной.

1. Винтовой нагнетатель, содержащий полый корпус, имеющий переднюю торцевую, заднюю торцевую и боковые стенки, ведущий и ведомый винтовые роторы с синхронизирующими шестернями, установленные в полости корпуса с возможностью вращения с образованием рабочих камер между винтовыми поверхностями роторов и внутренними поверхностями корпуса, окно выпуска, выполненное в передней торцевой стенке корпуса, окно впуска, выполненное в верхней части корпуса в виде сквозного коробчатого элемента со стенками, внутри которого смонтировано устройство изменения производительности нагнетателя, выполненное в виде, по меньшей мере, двух соединенных заслонок, установленных с возможностью перемещения вдоль продольной осевой линии корпуса, отличающийся тем, что устройство изменения производительности нагнетателя содержит узел перемещения заслонок, связанных между собой посредством гибкого соединения, с возможностью поворота заслонок относительно друг друга вокруг оси, перпендикулярной продольной осевой линии корпуса, выполненный в виде колеса, установленного с возможностью вращения с обкатыванием по заслонкам и их последовательным наматыванием на колесо, ось качения которого в основном параллельна осям поворота заслонок и на котором жестко закреплены одна из крайних заслонок, размещенная преимущественно со стороны задней торцевой стенки корпуса, и тяга привода.

2. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что гибкое соединение заслонок между собой выполнено в виде шарниров с качением в кинематических парах.

3. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что гибкое соединение заслонок между собой выполнено в виде гибкой ленты, закрепленной на заслонках фиксаторами.

4. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что гибкое соединение заслонок между собой выполнено в виде троса, промежуточных поворотных элементов и жестко закрепленных на тросе концевых элементов.

5. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что тяга привода смонтирована на оси колеса, установленном с возможностью вращения.

6. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что тяга привода неподвижно закреплена на шкиве, жестко присоединенном к колесу.

7. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что привод узла перемещения заслонок выполнен в виде электропривода.

8. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что привод узла перемещения заслонок выполнен в виде пневмопривода.

9. Винтовой нагнетатель по п.1, отличающийся тем, что привод узла перемещения заслонок выполнен в виде гидропривода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве гидронасоса. Роторный насос включает полый корпус 1, ротор 3, всасывающий клапан 7, поршень 2, затвор 5, выпускной клапан 10.

Изобретение относится к зубчатым насосам с постоянно изменяемым выходным расходом. Зубчатый насос с плавно изменяемым выходным расходом, в котором, по меньшей мере, одно первое зубчатое колесо (3) установлено на первом валу (1), по меньшей мере, одно второе зубчатое колесо (4) установлено на втором валу (2).

Изобретение относится к роторным установкам, в том числе к роторным двигателям, насосам, компрессорам. Роторная установка содержит статор, образующий камеру по существу овальной формы, и ротор, установленный с возможностью вращения в камере на центральном валу и вместе со статором ограничивающий две полости, расположенные на противоположных концах камеры.

Изобретение относится к гидравлической трансмиссии. Гидравлическая трансмиссия с бесступенчатой коробкой передач содержит гидронасос, в передней и задней секциях корпуса которого расположены зацепленные между собой одинаковые шестерни, приводной вал, выполненный заодно с развернутыми через 180° передним и задним зубами, ведомый вал, выполненный с расположенными на нем имеющими пазы для зубов передним и задним шиберами.

Изобретение относится к шестеренному насосу. Шестеренный насос (1) для подачи жидкости имеет установленное с возможностью вращения зубчатое колесо (3) с наружным зубчатым венцом и зубчатое кольцо (2) с внутренним зубчатым венцом и замкнутой однородной цилиндрической поверхностью.

Изобретение относится к области роторных машин и может найти применение в промышленности, в частности в качестве насоса при перекачивании вязких сред с высоким уровнем содержания абразивных частиц.

Изобретение относится к шестеренному насосу. Шестеренный насос (1) для подачи жидкости имеет установленное с возможностью вращения на опорной цапфе (4) зубчатое колесо (3) с наружным зубчатым венцом и зубчатое кольцо (2) с внутренним зубчатым венцом, которые для создания нагнетающего действия зацепляются между собой и расположены в общем корпусе (5) совместно с электрически коммутируемым статором (7).

Изобретение относится к способу управления компрессорной установкой, к устройству управления, а также набору данных для управления компрессорной установкой. В способе управления компрессорной установкой (1), которая включает в себя несколько компрессоров (2), при этом посредством установки (1) в системе сжатой текучей среды должно поддерживаться предварительно определенное избыточное давление, при этом через фиксированные или переменные интервалы времени принимают решения о действиях по переключению для адаптации системы к фактическим условиям.

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения и может быть использовано в нефтегазовой промышленности для защиты винтовых поверхностей рабочих органов и уплотнений вала шпинделя мультифазных насосных установок от негативного воздействия высокой доли газовой фазы в перекачиваемой рабочей среде и/или «сухого хода».

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторно-лопастным устройствам, и может использоваться в двигателях внутреннего и внешнего сгорания, пневмодвигателях, компрессорах, насосах, детандерах.

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).

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.

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).

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.

Изобретение относится к способам и устройствам для определения частот компонентов гасителя, прикрепляемого к компрессору, при тестировании длины акустической волны компрессора.

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 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.

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 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.
Наверх