Роторная машина

Изобретение относится к роторным машинам. Роторная машина содержит ротор 1, соединенный с валом с возможностью вращательного движения вместе с ним в центре блока поршней 4 и основания. В роторе 1 установлены поршни 3 с возможностью возвратно-поворотного движения. Ротор 1 с поршнями 3 установлен между двумя расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями 12 и 13. Изгибы передних наружных овальных поверхностей 16 поршней 3 выполнены совпадающими с изгибом овала внутренней поверхности 12 наружного овального цилиндра 10 блока 4 от его выпускных отверстий 20 и 21 до малой оси блока 4 по ходу вращения ротора 1. Изгибы передних внутренних овальных поверхностей 17 поршней 3 выполнены совпадающими с изгибом овала наружной поверхности 13 внутреннего овального цилиндра 11 блока 4 от его выпускных отверстий 24 и 25 до большой оси блока 4 по ходу вращения ротора 1. На наружном и внутреннем цилиндрах 10 и 11 блока 4 выполнены по два впускных 18, 19 и 22, 23 и по два выпускных 20, 22 и 24, 25 отверстия. Снаружи и внутри ротора 1 образованы по четыре переменного объема камеры 28, 29, 30, 31 и 32, 33, 34, 35 соответственно. Изобретение направлено на упрощение конструкции, уменьшение массы и повышение эффективности работы машины. 2 ил.

 

Изобретение относится к роторным машинам, таким как гидравлические двигатели и насосы, которые могут применяться для работы различного вида транспорта, машин и оборудования.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (патент US 3008457 А, 14.11.1961, F02B 53/00), содержащий корпус из двух жестко связанных между собой соосных овальных цилиндрических поверхностей одна в другой, каждая из которых выполнена из двух половинок круглого цилиндра, соединенных между собой плоской поверхностью по их образующей. Между двумя овальными цилиндрическими поверхностями эксцентрично по отношению к ним установлен ротор, вращающийся на жестко соединенном с ним валу. В пазы ротора установлены три поршня, совершающие одновременно вращательное движение вместе с ротором и возвратно-поворотное движение между двумя овальными цилиндрическими поверхностями. Поршни состоят из главной ножки и поперечной ноги, между которыми и внутренней поверхностью наружного овала образуется камера сгорания рабочего тела, если это устройство используется как двигатель внутреннего сгорания и камера нагнетания рабочего тела под давлением, если используется как роторная машина.

Недостатком указанного роторного двигателя внутреннего сгорания является низкий КПД преобразования энергии давления газов сгораемого рабочего тела или подаваемого рабочего тела под давлением во вращательный момент вала из-за того, что давление образуется или подается давление во внутреннюю полость поршня и очень протяженная по периметру ротора камера сгорания и в связи с чем практически не образуется усилие давления по касательной на эксцентрик эксцентрикового или коленчатого вала для создания крутящего момента и ротор расположен эксцентрично по отношению к овальным цилиндрическим поверхностям.

Задачей заявленного изобретения является упрощение конструкции, уменьшение массы, получение близкой к постоянной максимальной длине плеча силы давления подаваемой рабочей среды или силы подаваемого крутящего момента вала и улучшение эффективности работы гидравлических двигателей и насосов.

Сущность изобретения роторной машины заключается в том, что она предназначена для осуществления способа преобразования энергии давления рабочего тела в энергию крутящего момента вала, т.е. для использования как гидравлические двигатели, в которых осуществляется способ преобразования возвратно-поворотного и вращательного движения поршней во вращательное движение вала и способа преобразования энергии крутящего момента вала в энергию давления рабочего тела поршнями, т.е. для использования как насосы, в которых осуществляется способ преобразования вращательного движения вала в возвратно-поворотное и вращательное движение поршней.

Роторная машина содержит ротор, соединенный с валом с возможностью совершать вращательное движение вместе с ним в центре блока поршней и основания роторной машины. Блок поршней установлен и закреплен на основании. В роторе установлены поршни, которые имеют возможность совершать возвратно-поворотное движение на своих двух цилиндрических поверхностях с разными радиусами из одного центра между такими же двумя цилиндрическими поверхностями ротора с разными радиусами из одного центра, расположенными на одинаковом расстоянии от центра ротора и один от другого вперед с малым радиусом по ходу вращения ротора. Ротор с поршнями установлен между двумя расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями блока поршней и основанием роторной машины. Изгибы передних наружных овальных поверхностей поршней выполнены совпадающими с изгибом овала внутренней поверхности наружного овального цилиндра блока поршней от его выпускных отверстий до малой оси блока поршней по ходу вращения ротора, и изгибы передних внутренних овальных поверхностей поршней выполнены совпадающими с изгибом овала наружной поверхности внутреннего овального цилиндра блока поршней от его выпускных отверстий до большой оси блока поршней по ходу вращения ротора. Две цилиндрические поверхности поршней выполнены с одним центром и одним диаметром, равным разнице между наружным диаметром и внутренним диаметром ротора и равным разнице расстояний от двух овальных цилиндрических поверхностей блока поршней вдоль одной оси до их цента. На наружной и внутренней овальных цилиндрах блока поршней выполнены по два впускных и по два выпускных отверстия. Поршни имеют возможность совершать вращательное движение с ротором между двумя овальными цилиндрическими поверхностями блока поршней и одновременно совершать возвратно-поворотное движение между двумя цилиндрическими поверхностями ротора и образуют между внутренней поверхностью наружного овального цилиндра блока поршней и наружной поверхностью ротора четыре переменного объема камеры снаружи ротора, две камеры впуска и две камеры выпуска и между наружной поверхностью внутреннего овального цилиндра блока поршней и внутренней поверхностью ротора четыре переменного объема камеры внутри ротора, две камеры впуска и две камеры выпуска.

В роторной машине, используемой в качестве гидравлических двигателей, преобразование энергии давления рабочего тела в энергию крутящего момента вала поршнями заключается в том, что энергия подаваемого с некоторым давлением в впускные камеры через впускные отверстия рабочего тела оказывает давление на цилиндрические поверхности поршней, приводит их одновременно в возвратно-поворотное движение в роторе и вращательное движение с ротором, соединенным с валом с возможностью вращения вместе с ним, между двумя расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями блока поршней и при этом энергия давления рабочего тела преобразуется в энергию крутящего момента вала. Освободившееся от энергии давления рабочее тело передними наружными и внутренними овальными поверхностями поршней вытесняется через выпускные отверстия блока поршней.

В роторной машине, используемой в качестве насосов, преобразование энергии крутящего момента вала в энергию давления рабочего тела поршнями заключается в том, что энергия крутящего момента вращающегося вала, соединенного с ротором с возможностью вращения вместе с ним с установленными в нем поршнями, приводит поршни одновременно в возвратно-поворотное движение в роторе и вращательное движение между двумя расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями блока поршней, при этом поршни своими цилиндрическими поверхностями всасывают рабочее тело в камеры всасывания, последующие поршни сжимают и вытесняют их своими передними наружными и внутренними овальными поверхностями с высокой энергией давления через выпускные отверстия блока поршней.

На чертежах фиг. 1 и фиг 2 соответственно показаны вертикальный и горизонтальный разрезы роторной машины.

Роторная машина содержит ротор 1, соединенный с валом 2 с возможностью совершать вращательное движение вместе с ним в центре блока поршней 4 и основания роторной машины 5. Блок поршней установлен и закреплен на основании 5. В роторе 1 установлены поршни 3, которые имеют возможность совершать возвратно-поворотное движение на своих двух цилиндрических поверхностях 6 и 7 с разными радиусами R1 и R2 из одного центра, между такими же двумя цилиндрическими поверхностями 14 и 15 ротора с разными радиусами R1 и R2 из одного центра, расположенными на одинаковом расстоянии от центра ротора и один от другого вперед с малым радиусом R1 по ходу вращения ротора. Ротор с поршнями установлен между двумя расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями 12 и 13 блока поршней 4 и основанием 5 роторной машины. Изгибы передних наружных овальных поверхностей 16 поршней выполнены совпадающими с изгибом овала внутренней поверхности 12 наружного овального цилиндра 10 блока поршней от его выпускных отверстий 20 и 21 до малой оси блока поршней по ходу вращения ротора, и изгибы передних внутренних овальных поверхностей 17 поршней выполнены совпадающими с изгибом овала наружной поверхности 13 внутреннего овального цилиндра 11 блока поршней от его выпускных отверстий 24 и 25 до большой оси блока поршней по ходу вращения ротора. Две цилиндрические поверхности 26 и 27 поршней выполнены с одним центром и одним диаметром Д, равным разнице между наружным диаметром 8 и внутренним диаметром 9 ротора и равным разнице расстояний от двух овальных цилиндрических поверхностей блока поршней вдоль одной оси до их цента. На наружной 10 и внутренней 11 овальных цилиндрах блока поршней выполнены по два впускных 18, 19 и 22, 23 и по два выпускных 20, 22 и 24, 25 отверстия. Поршни имеют возможность совершать вращательное движение с ротором между двумя овальными цилиндрическими поверхностями 12 и 13 блока поршней и одновременно совершать возвратно-поворотное движение между двумя цилиндрическими поверхностями 6 и 7 ротора и образуют между внутренней поверхностью наружного овального цилиндра блока поршней и наружной поверхностью ротора четыре переменного объема камеры 28, 29, 30 и 31 снаружи ротора, две камеры впуска 28 и 30 и две камеры выпуска 29 и 31 и между наружной поверхностью внутреннего овального цилиндра блока поршней и внутренней поверхностью ротора четыре переменного объема камеры 32, 33, 34 и 35 внутри ротора, две камеры впуска 32 и 34 и две камеры выпуска 33 и 35.

Роторная машина работает следующим образом. В начале работы роторной машины исходное положение ротора 1 может быть любым. При подаче рабочего тела с некоторым давлением во впускные камеры 28, 30, 32 и 34 через впускные отверстия 18, 19, 22 и 23 давление рабочего тела оказывает давление на цилиндрические поверхности 15, 26 и 27 поршней 3. Поршни от давления рабочего тела совершают одновременно возвратно-поворотное движение в роторе 1 и овальными цилиндрическими поверхностями 12 и 13 блока поршней и вращательное движение вместе с ротором и при этом энергия давления рабочего тела преобразуется во вращательный момент вала 2, после достижения и прохождения поршнями выпускных отверстий 20, 21, 24 и 25 рабочее тело освобождается от давления и вытесняется из выпускных камер 29, 31, 33 и 35 передними наружными 16 и внутренними 17 овальными поверхностями поршней в случае использования роторной машины в качестве гидравлического двигателя, а в случае использования роторной машины в качестве насоса подаваемый на вал 2 крутящий момент вращает вал вместе с ротором и установленными в нем поршнями и одновременно поршни совершают возвратно-поворотное движение в роторе и между овальными цилиндрическими поверхностями 16 и 17 блока поршней, поршни при движении своими цилиндрическими поверхностями 15, 25 и 27 всасывают рабочее тело во впускные камеры 28, 30, 32 и 34 через впускные отверстия 18, 19, 22 и 23, после прохождения последующими поршнями впускных отверстий впускные камеры становятся выпускными камерами 29, 31, 33 и 35, вращательный момент вала преобразуется в энергию давления рабочего тела и рабочее тело вытесняется через выпускные отверстия 20, 21, 24 и 25 с высоким давлением.

Обозначения на чертежах:

1 - ротор;

2 - вал;

3 - поршень;

4 - блок поршней;

5 - основание роторной машины;

6 - цилиндрическая поверхность ротора с малым радиусом R1;

7 - цилиндрическая поверхность ротора с большим радиусом R2;

8 и 9 - наружный и внутренний диаметры ротора;

10 - наружный овальный цилиндр блока поршней;

11 - внутренний овальный цилиндр блока поршней;

12 - внутренняя поверхность наружного овального цилиндра блока поршней;

13 - наружная поверхность внутреннего овального цилиндра блока поршней;

14 - передняя цилиндрическая поверхность поршня с малым радиусом R1;

15 - задняя цилиндрическая поверхность поршня с большим радиусом R2;

16 - передняя наружная овальная поверхность поршня;

17 - передняя внутренняя овальная поверхность поршня;

18 и 19 - впускные и 20 и 21 выпускные отверстия наружного овального цилиндра блока поршней;

22 и 23 - впускные и 24 и 25 - выпускные отверстия внутреннего овального цилиндра блока поршней;

26 и 27 - две цилиндрические поверхности поршня с одним диаметром Д и одним центром;

28, 30 - впускные и 29, 31 выпускные камеры снаружи ротора;

32, 34 - впускные и 33, 35 выпускные камеры внутри ротора;

Роторная машина, характеризующаяся тем, что содержит ротор, соединенный с валом с возможностью совершать вращательное движение вместе с ним в центре блока поршней и основания роторной машины, блок поршней установлен и закреплен на основании, в роторе установлены поршни, которые имеют возможность совершать возвратно-поворотное движение на своих двух цилиндрических поверхностях с разными радиусами и из одного центра, между такими же двумя цилиндрическими поверхностями ротора с разными радиусами из одного центра, расположенными на одинаковом расстоянии от центра ротора и один от другого вперед с малым радиусом по ходу вращения ротора, ротор с поршнями установлен между двумя расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями блока поршней, изгибы передних наружных овальных поверхностей поршней выполнены совпадающими с изгибом овала внутренней поверхности наружного овального цилиндра блока поршней от его выпускных отверстий до малой оси блока поршней по ходу вращения ротора, и изгибы передних внутренних овальных поверхностей поршней выполнены совпадающими с изгибом овала наружной поверхности внутреннего овального цилиндра блока поршней от его выпускных отверстий до большой оси блока поршней по ходу вращения ротора, две цилиндрические поверхности поршней выполнены с одним центром и одним диаметром, равным разнице между наружным диаметром и внутренним диаметром ротора и равным разнице расстояний от двух овальных цилиндрических поверхностей блока поршней вдоль одной оси до их центра, на наружной и внутренней овальных цилиндрах блока поршней выполнены по два впускных и по два выпускных отверстия, поршни имеют возможность совершать вращательное движение с ротором между двумя овальными цилиндрическими поверхностями блока поршней и одновременно совершать возвратно-поворотное движение между двумя цилиндрическими поверхностями ротора и образуют между внутренней поверхностью наружного овального цилиндра блока поршней и наружной поверхностью ротора четыре переменного объема камеры снаружи ротора, две камеры впуска и две камеры выпуска и между наружной поверхностью внутреннего овального цилиндра блока поршней и внутренней поверхностью ротора четыре переменного объема камеры внутри ротора, две камеры впуска и две камеры выпуска.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к шестеренному гидромотору, шестеренному насосу или бесступенчато-регулируемым передачам. Передача (1) содержит по меньшей мере один насос и по меньшей мере один гидромотор.

Группа изобретений относится к винтовым гидромашинам, а именно к забойным двигателям и винтовым насосам, и может быть использована в нефтегазодобывающей, горной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к шестеренчатым насосам или двигателям. Зубчатое колесо для шестеренчатых насосов или двигателей содержит асимметричные зубья (14), каждый из которых имеет ведущую сторону выпуклой формы, выполненную с возможностью сопряжения с соответствующей выпуклой стороной колеса, находящегося в зацеплении с указанным колесом, и выпускную сторону, выполненную на большей части своей длины в виде углубления указанного выпуклого профиля.

Изобретение относится к винтовым героторным гидромашинам и может быть использовано для винтовых двигателей или насосов общего назначения. Гидромашина содержит статор 1 с внутренними винтовыми зубьями 2, расположенными на длине его активной части, служащей опорой для зубьев 3 ротора 4, и установленный внутри статора 1 ротор 4 с наружными винтовыми зубьями 3, число которых на единицу меньше числа зубьев 2.

Изобретение относится к ротационному лопастному вакуумному насосу. Насос содержит приводной двигатель (1), взаимодействующий с камерой (2) для лопастного вакуумирования, в котором все поверхности насоса, расположенные в верхней половине насоса, сконфигурированы так, чтобы на них не было элементов, способных удерживать жидкости или твердые частицы.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к вспомогательным устройствам для компенсации расцентровки осей соединяемых валов насосных промышленных агрегатов при установке насоса в корпусе мультипликатора.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. Компрессорная система включает в себя приводимый в действие от электродвигателя через приводной вал компрессор, резервуар для сжатого воздуха.

Группа изобретений относится к способу работы многофазного насоса и его устройству. Многофазный насос содержит расположенное со стороны всасывания впускное отверстие (10) и расположенное с напорной стороны выходное отверстие (20).

Изобретение относится к винтовому насосу, предназначенному для перекачивания транспортируемых сред. Насос (1) выполнен по меньшей мере из двух частей (3, 5).

Изобретение относится к шестеренному насосу объемного типа. Объемный насос (1) содержит корпус с центральным телом (2) и две крышки (20).

Группа изобретений относится к винтовым гидромашинам, а именно к забойным двигателям и винтовым насосам, и может быть использована в нефтегазодобывающей, горной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к шестеренчатым насосам или двигателям. Зубчатое колесо для шестеренчатых насосов или двигателей содержит асимметричные зубья (14), каждый из которых имеет ведущую сторону выпуклой формы, выполненную с возможностью сопряжения с соответствующей выпуклой стороной колеса, находящегося в зацеплении с указанным колесом, и выпускную сторону, выполненную на большей части своей длины в виде углубления указанного выпуклого профиля.

Изобретение относится к конструкции роторного двигателя с зубчатой передачей для использования привода сжимаемой среды. Двигатель содержит статор (1), содержащий по меньшей мере две треугольные полости (12), уплотненные относительно окружающей среды и содержащие закругленные вершины, из которых в каждую проведен по меньшей мере один канал (41) для входа и выхода сжимаемой среды.

Изобретение относится к винтовым героторным гидромашинам и может быть использовано для винтовых двигателей или насосов общего назначения. Гидромашина содержит статор 1 с внутренними винтовыми зубьями 2, расположенными на длине его активной части, служащей опорой для зубьев 3 ротора 4, и установленный внутри статора 1 ротор 4 с наружными винтовыми зубьями 3, число которых на единицу меньше числа зубьев 2.

Изобретение относится к роторной машине. Роторная машина состоит из внутреннего ротора (1) и наружного корпуса (3), удерживаемых неподвижной опорной конструкцией и расположенных так, что точки (5) уплотнения внутри корпуса (3) взаимодействуют в месте уплотнения с наружной поверхностью ротора (1) для образования рабочих камер, благодаря чему в работе движение ротора (1) относительно корпуса (3) приводит к движению текучей среды через каналы (10, 11, 13) в роторе (1) в вале (9) ротора, между рабочими камерами и точкой, где вал (9) ротора взаимодействует с опорной конструкцией.

Группа изобретений относится к двигателю с качающимся многоугольным поршнем. Двигатель имеет корпус (13) в форме правильного двенадцатиугольника.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторно-поршневым двигателям внешнего или внутреннего сгорания, компрессорам, гидромоторам и насосам, применимым в стационарных установках и на транспортных средствах.

Группа изобретений относится к машиностроению, в частности к роторно-лопастным двигателям. Двигатель содержит корпус 1, во внутренней полости которого установлен ротор 4, вращающийся на центральной оси 2, соединенной с эксцентричной осью 3, на которой расположены с подвижной фиксацией лопасти 5, имеющие зону приложения 7 для упорного подшипника 6, расположенного на роторе 4, рабочие камеры с каналом подачи 9, образованные между двумя лопастями 5.

Изобретение относится к гидропневмонасосам и моторам и может быть использовано в машиностроении. Пластинчатая роторная объемная машина содержит одну пластину 5 в сквозном пазу 4 ротора 3, размещенного эксцентрично в некруглой полости корпуса 1.

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания. В роторной секции двигателя c силовой цевочной муфтой основными силовыми звеньями являются три ее параллельных плоских диска треугольного профиля.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания. Двигатель содержит рабочие полости, в которых установлены ротор 1 компрессора в виде диска, в пазу которого установлена подпружиненная заслонка 7, ротор 2 турбины в виде стакана с жестко закрепленным на валу 3 днищем, впускной и выпускной клапаны 12 и 13, камеру сгорания 11. Стакан имеет утолщение шириной, равной ширине ротора 1, на внутренней поверхности стакана над камерой 11, расположенной в наиболее широкой части рабочего кольца 5 с возможностью соединения с рабочими полостями компрессора и турбины. Ротор 1 выполнен с утолщением 9 по наружному диаметру с длиной окружности, равной половине длины окружности ротора 1. Больший наружный диаметр ротора 1 имеет размер, не позволяющий ротору 1 соприкасаться с внутренней поверхностью кольца 5. Ротор 2 выполнен со ступенчатым утолщением 10 по внутреннему диаметру с длиной окружности ступени, равной половине длины окружности ротора 1. Меньший внутренний диаметр ротора 2 имеет размер, не позволяющий ротору 2 соприкасаться с наружной поверхностью кольца 5. Камера 11 выполнена обособленной с возможностью отъединения от рабочих полостей. Изобретение направлено на повышение мощности и технико-экономических показателей работы двигателя. 3 ил.

Изобретение относится к роторным машинам. Роторная машина содержит ротор 1, соединенный с валом с возможностью вращательного движения вместе с ним в центре блока поршней 4 и основания. В роторе 1 установлены поршни 3 с возможностью возвратно-поворотного движения. Ротор 1 с поршнями 3 установлен между двумя расположенными одна в другой соосно с равными фокусными расстояниями овальными цилиндрическими поверхностями 12 и 13. Изгибы передних наружных овальных поверхностей 16 поршней 3 выполнены совпадающими с изгибом овала внутренней поверхности 12 наружного овального цилиндра 10 блока 4 от его выпускных отверстий 20 и 21 до малой оси блока 4 по ходу вращения ротора 1. Изгибы передних внутренних овальных поверхностей 17 поршней 3 выполнены совпадающими с изгибом овала наружной поверхности 13 внутреннего овального цилиндра 11 блока 4 от его выпускных отверстий 24 и 25 до большой оси блока 4 по ходу вращения ротора 1. На наружном и внутреннем цилиндрах 10 и 11 блока 4 выполнены по два впускных 18, 19 и 22, 23 и по два выпускных 20, 22 и 24, 25 отверстия. Снаружи и внутри ротора 1 образованы по четыре переменного объема камеры 28, 29, 30, 31 и 32, 33, 34, 35 соответственно. Изобретение направлено на упрощение конструкции, уменьшение массы и повышение эффективности работы машины. 2 ил.

Наверх