РОТАЦИОННО-ПЛАСТИНЧАТАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК F01C3/06 F04C3/00 F04C2/00 

Изобретение относится к объемно-вытеснительным машинам роторного типа и может быть использовано в качестве компрессора, детандера, двигателя насоса во всех отраслях народного хозяйства.

Известна жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус с фланцами, торцовые крышки с впускными и выпускными окнами и эксцентрично установленное в корпусе рабочее колесо, выполненное в виде втулки с лопатками, которые со стороны крышек имеют радиальные канавки, а на торцовых поверхностях втулки выполнены кольцевые проточки, соединенные с канавками лопаток.

Известному техническому решению присущи большие гидравлические потери на перенос жидкости и относительно низкие рабочие частоты вала машины, что не позволяет увеличить частоту вращения вала, а следовательно, повысить производительность и КПД машины.

Наиболее близким по технической сущности является ротационно-пластинчатая машина, содержащая корпус с впускными и выпускными каналами, торцовые крышки, а также ротор с наклонными торцовыми рабочими поверхностями, в радиальных пазах которого установлены разделительные пластины, совершающие возвратно-поступательное движение, при взаимодействии с винтовыми рабочими поверхностями, выполненными в торцовых крышках, при этом образуя изменяющиеся объемы рабочих камер.

Однако известное техническое решение имеет относительно низкие значения рабочих частот вала из-за инерционных нагрузок, возникающих при возвратно-поступательном движении пластин, в связи с чем данная машина имеет низкие КПД и производительность.

Технической задачей изобретения является повышение КПД и увеличение производительности машины путем исключения возвратно-поступательного движения пластин и увеличения рабочих частот вала.

Технический результат достигается тем, что ротационно-пластинчатая машина, содержащая корпус и торцовые крышки с впускными и выпускными каналами, вал, пластины, снабжена дисками, установленными в пазах корпуса наклонно и имеющими прорези под пластинами, последние жестко закреплены на валу, выполнены трапецеидальной формы и симметрично выступающими по обе стороны конусообразного выступа участками, при этом диаметр каждого диска больше диаметра расточки корпуса, а угол скоса боковых сторон трапецеидальных пластин и угол скоса конусообразного выступа относительно оси вала равны между собой.

Кроме того, крышки прорезей под пластинами, выполненные в наклонных дисках обрезинены или снабжены рамками, которые выполнены подвижными относительно шайб и примыкающими к пластинам.

Между наклонными шайбами установлены ролики, а наклонные шайбы связаны с валом посредством синхронизирующих шестерен.

Заявляемая совокупность признаков позволяет создать четыре ряда изменяющихся по объему рабочих полостей, что обеспечивает двойное действие машины, так как за один оборот вала происходит вытеснение газа из всех четырех рядов рабочих полостей. При этом в машине исключено возвратно-поступательное движение пластин, что позволяет увеличить рабочую частоту вала. В результате повышается КПД и увеличивается производительность машины.

На фиг.1 представлена ротационно-пластинчатая машина, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез.

Ротационно-пластинчатая машина содержит корпус 1 и торцовые крышки 2 с расположенными в них впускными "а" и выпускными "в" каналами. В корпусе 1 на подшипниках 3 установлен вал 4, который имеет дисковый конусообразный выступ 5. В пазах вала 4 и выступа 5 закреплены жестко пластины 6, имеющие трапецеидальную форму, при этом пластины 6 выступают большой стороной по обе стороны выступа 5 и на них расположены наклонные диски 7. При этом диски 7 имеют прорези, в которые входят пластины 6, причем кромки прорезей могут быть обрезинены или могут быть снабжены рамками. Рамки 8 выполнены подвижными относительно дисков 7 и примыкающими плотно к пластинам 6, устраняя перетечки газа через щель между кромками прорези дисках 7 и пластиной 6.

Диаметр наклонных дисков 7 больше диаметра расточки корпуса под вал 4 с выступом 5 и пластинами 6 и они установлены в пазах корпуса 1. При этом между дисками 7 установлены ролики 9 и 10, воспринимающие осевые нагрузки, действующие на шайбы 7. Кроме того, шайбы 7 могут быть соединены с валом 4 синхронизирующими шестернями (венцами) 11. Кроме того, угол наклона дисков 7, угол наклона боковых сторон пластин 6 и угол выступа вала 5 относительно оси вала 4 равны.

При этом диски 7 в верхней части (фиг.1) установлены так, что совпадают с кромкой боковой стороны одной из пластин 6, а в нижней диаметрально противоположной части по этой же линии примыкают к профилю выступа вала 5.

Таким образом поверхности пластин 6, наклонных дисков 7, выступа вала 5 и поверхности торцовых крышек 2 и внутренней расточки корпуса 1 образуют четыре ряда изменяющихся по объему рабочих полостей (c, d, e, f).

Ротационно-пластинчатая машина работает следующим образом.

Рабочая среда газ через впускные каналы "а" в торцовых крышках 2 и в корпусе 1 (не показано) попадает в рабочие полости (с, d, e, f). Причем, когда происходит увеличение объема рабочих полостей от нуля до максимального значения, рабочие полости непрерывно связаны с впускными каналами "а", при этом происходит процесс всасывания, наполнения рабочих объемов рабочей средой. По достижении максимальных значений объемов рабочие полости отсоединяются от впускных каналов "а" и происходит сжатие паза в замкнутых уменьшающихся объемах до момента соединения рабочих полостей с выпускными каналами "в", после чего происходит вытеснение газа из всех четырех рядов рабочих полостей, т.е. осуществляется двойное действие машины.

Использование: в качестве компрессора, детандера, двигателя насоса. Сущность изобретения: диски установлены в пазах корпуса наклонно и имеют прорези пластины. Пластины жестко закреплены на валу с конусообразными выступами, выполнены трапецеидальной формы и расположены симметрично выступающими по обе стороны выступа участками. Угол скоса боковых сторон пластин и угол выступа относительно оси вала равны между собой. Диски снабжены уплотнительными элементами, выполненными из резины или в виде рамок и установлены в пазах дисков подвижно относительно последних с примыканием к пластинам. Диски связаны с валом синхронизирующими шестернями. Между наклонными шайбами установлены ролики. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. РОТАЦИОННО-ПЛАСТИНЧАТАЯ МАШИНА, содержащая корпус, торцевые крышки с впускными и выпускными каналами, вал с конусообразным выступом и пластины, отличающаяся тем, что она снабжена дисками, установленными в пазах корпуса наклонно и имеющими прорези под пластины, последние жестко закреплены на валу, выполнены трапецеидальной формы и расположены симметрично выступающими по обе стороны конусообразного выступа участками, при этом диаметр каждого диска больше диаметра расточки корпуса, а угол скоса боковых сторон трапецеидальных пластин и угол конусообразного выступа относительно оси вала равны между собой. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что наклонные диски снабжены уплотнительными элементами, выполненными из резины или в виде рамок, и установлены в пазах дисков подвижно относительно последних с примыканием к пластинам. 3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что наклонные диски связаны с валом посредством синхронизирующих шестерен. 4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что между наклонными шайбами установлены ролики.