РОТОРНАЯ МАШИНА Российский патент 1994 года по МПК F04C2/00 F04C29/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных машинах - преобразователях энергии.

Известна роторная машина, содержащая цилиндрический корпус, ротор с поршнями, расположенный в кольцевой рабочей камере, а также подвижные заслонки, установленные в кольцевой рабочей камере. В корпусе машины выполнены впускные и выпускные каналы для рабочей среды. Поршни ротора при своем движении совместно с подвижными заслонками образуют в кольцевой рабочей камере камеры переменного объема, причем перед поршнем по ходу движения расположена камера высокого давления (камера сжатия), а сзади - камера низкого давления (камера всасывания).

К недостаткам этой машины и всех машин с вращающимися поршнями (машины системы Бек) следуют отнести низкую надежность и производительность, обусловленные опасностью заклинивания поршня в кольцевой рабочей камере вследствие его температурного расширения. Увеличение монтажных зазоров между поршнем и стенками цилиндрического корпуса на величину температурного расширения увеличивает долю перетечек из камеры высокого в камеру низкого давления, что отрицательно сказывается на производительности машины.

В качестве прототипа выбрано устройство, являющееся более совершенным по сравнению с аналогом за счет оптимального конструктивного исполнения профилей подвижных элементов.

Однако это устройство обладает малой надежностью и производительностью.

Целью изобретения является повышение надежности и производительности машины за счет изменений в конструкции поршня.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При работе роторной машины в режиме потребителя энергии тепловой поток направлен от передней поверхности поршня к задней, имеющей более низкую температуру. Эффективность теплоотдачи задней поверхности поршня прямо пропорциональна эффективной поверхности задней стенки поршня. Для увеличения эффективности поверхности теплообмена поршня согласно изобретению со стороны задней поверхности поршня выполнены прорези.

Выполнение задней поверхности поршня роторной машины в виде протектора является существенным отличием предложенного технического решения от известных и соответствует всем необходимым критериям для признания предложенного решения изобретением.

На фиг. 1 представлен общий вид роторной машины; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вал роторной машины, ротор с поршнями, а также профилированные диски с отрицательными кулачками, выполненные в аксонометрии; на фиг.4 - ротор с поршнями; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.4.

Роторная машина содержит цилиндрический корпус 1, жестко скрепленные с корпусом гильзы 2 с образованием кольцевых рабочих камер 3, в которых расположены поршни 4 ротора 5, жестко скрепленного с валом 6, к которому жестко крепятся профилированные диски 7 с отрицательными кулачками 8, установленными с возможностью воздействия на подпружиненные толкатели 9, смонтированные в направляющих 10 гильз 2. К гильзам жестко крепятся крышки 11 с приливами 12, в которых установлены подшипники 13, прижатые лючками 14. В корпус машины выполнены каналы входа 15 и выхода 16 рабочей среды. В каналах 16 выхода содержатся обратные клапаны 17. В поршнях 4 выполнены прорези в виде протекторов 18.

Роторная машина работает следующим образом.

При вращении вала 6, а также ротора 5 с поршнями 4 и профилированных дисков 7 с отрицательными кулачками 8 с одной и той же угловой скоростью кулачки 8 воздействуют на подпружиненные толкатели 9, головки которых выполняют функции подвижных заслонок.

При движении поршней 4 в кольцевой рабочей камере 3 с помощью головок толкателей 9 через каналы 15 входа всасывается рабочая среда, а через каналы 16 выхода и обратный клапан 17 происходит вытеснение сжатой рабочей среды в камеру высокого давления (ресивер).

При прохождении поршня 4 над головой толкателя 9 последний "проваливается" в профиль отрицательного кулачка 8 под действием пружины толкателя 9, освобождая свободный проход поршню 4 в кольцевой рабочей камере 3.

Выполнение поршня с прорезями в виде протектора со стороны камеры всасывания обеспечивает более эффективный процесс отвода тепла от поршня. Указанное обстоятельство позволяет уменьшить монтажные зазоры между поршнем и стенками корпуса машины, что положительно сказывается на производительности машины за счет уменьшения доли перетечек из камеры высокого в камеру низкого давления, а также позволяет повысить надежность роторной машины.

Использование: в преобразователях энергии. Сущность изобретения: в цилиндрическом корпусе с каналами входа и выхода рабочей среды, в которых установлены обратные клапаны, размещен с образованием кольцевой рабочей камеры ротор с поршнями. Подпружиненные разделительные пластины установлены в радиальных пазах корпуса между каналами с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с кулачком. В поршне со стороны, противоположной направлению вращения, выполнен ряд прямоугольных прорезей. 6 ил.

РОТОРНАЯ МАШИНА, содержащая цилиндрический корпус с каналами входа и выхода рабочей среды с установленными в последних обратными клапанами, размещенный в нем с образованием кольцевой рабочей камеры ротор с поршнями, профилированный направляющий кулачок и подпружиненные разделительные пластины, установленные в радиальных пазах корпуса между каналами с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с кулачком, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе и увеличения производительности путем повышения эффективности теплоотвода, в поршне со стороны, противоположной направлению вращения, выполнен ряд прямоугольных прорезей.