РОТОРНАЯ ЛОПАСТНАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 1996 года по МПК F04C2/02 F04C2/24 

Изобретение относится к конструкции гидравлических или пневматических насосов и двигателей, а именно к роторным лопастным гидро- или пневмомашинам.

Известны роторные лопастные гидромашины, содержащие установленные в расточках корпуса цилиндрические ротор с лопастями и уплотнители с впадинами, предназначенными для прохода через них лопастей при вращении ротора (FR 2078929 F 01 C 1/00, 1971 г.).

Во избежание вибрации машин во время работы уплотнители в этих машинах выполняют с четным числом впадин (обычно с двумя впадинами). При этом из условий обкатывания ротора и уплотнителей диаметр уплотнителя, например, с двумя впадинами не может быть меньше величины d 2D/n, где D диаметр ротора, а n число лопастей ротора. В частности, для ротора с двумя лопастями d D, чем и определяется габарит и масса гидромашины при прочих равных условиях.

Технический результат достигается тем, что рабочий участок каждого уплотнителя состоит из двух элементов, наружная поверхность которых образует в совокупности цилиндрическую наружную поверхность уплотнителя, один из этих элементов выполнен из трубы, а во втором выполнена впадина уплотнителя, причем внутренняя поверхность второго элемента ограничена плоскостью или участком цилиндра, расположение которых определяется из условия совмещения центра тяжести рабочего участка с осью его вращения. Впадина во втором элементе рабочего участка уплотнителя имеет форму кругового цилиндра и ограничена половиной кругового цилиндра и двумя плоскостями.

На фиг. 1 сечение гидромашины по ротору и рабочим участкам уплотнителей, на фиг. 2 схема одного из вариантов расположения элементов рабочего участка уплотнителя, на фиг. 3 второй вариант расположения элементов рабочего участка уплотнителя.

Гидромашина (фиг.1) состоит из корпуса 1 и установленных в его расточках ротора 2 с лопастями 3 и уплотнителей 4 и 5. Корпус 1 снабжен входным патрубком 6 и выпускным патрубком 7. Уплотнители 4 и 5 (варианты их исполнения показаны на фиг.2 и 3) состоят из элементов 8, 9 по варианту фиг.2 или элементов 10 и 11 по варианту фиг.3 и ступиц с подшипниками (не показаны). Наружная поверхность элементов 8 и 9 образует в совокупности цилиндрическую наружную поверхность уплотнителя, элемент 8 выполнен из участка трубы, а внутренняя поверхность 12 элемента 9 представляет собой плоскость, расположенную на расстоянии а от оси уплотнителя и перпендикулярную оси симметрии впадины 13. По варианту фиг.3 аналогично предыдущему наружная поверхность элементов 10 и 11 образует в совокупности цилиндрическую наружную поверхность уплотнителя, элемент 10 выполнен из участка трубы, а внутренняя поверхность 14 элемента 11 представляет собой участок цилиндра радиусом r₄, центр которого, как показано на фиг.3, расположен на оси симметрии впадины 15.

Форма впадины в уплотнителях в общем случае, как известно, должна являться огибающей (с заданным зазором) траекторию движения каждой из лопастей 3 относительно уплотнителя. Но для упрощения обработки впадины целесообразно сообщить ей возможно более простую геометрическую форму. На фиг.2,3 показаны два примера таких впадин.

Впадина 13 уплотнителя, изображенная на фиг.2, ограничена половиной кругового цилиндра радиусом r₃, и двумя боковыми плоскостями 16 и 17, которые в общем случае могут быть и не параллельны друг другу.

Впадина 15 уплотнителя, изображенная на фиг.3, имеет форму кругового цилиндра радиусом r₃.

Ротор 2 и уплотнители 4 и 5 связаны между собой синхронизирующими шестернями (не показаны).

Работает гидромашина следующим образом (например в режиме насоса).

При вращении ротора 2 и уплотнителей 4 и 5 в расточках корпуса 1 они обкатываются относительно друг друга. Зазоры в расточках корпуса 1 выполнены минимальными, поэтому утечки через них пренебрежимо малы по сравнению с расходом жидкости или газа через гидромашину. Лопасти 3 перемещают перед собой перекачиваемую среду, которая засасывается в рабочую полость, ометаемую лопастями 3, через входной патрубок 6 и выталкивается ими через выпускной патрубок 7.

Высота лопастей 3 при использовании уплотнителей, изображенных на фиг. 2,3, может быть больше величины r₁, т.е. радиуса уплотнителя, так как окружающий впадину 13 или 15 массив металла позволяет полностью уравновесить уплотнитель относительно оси его вращения и благодаря этому обеспечить его работу без вибрации, а относительное увеличение высоты лопастей обеспечивает возможность увеличения производительности гидромашины или же уменьшения ее габаритов и массы при той же производительности. ЫЫЫ2

Использование: в конструкциях гидравлических или пневматических насосов и двигателей, а именно, в роторных лопастных гидро- или пневмомашинах. Сущность изобретения: рабочий участок уплотнителя состоит из двух элементов, наружная поверхность которых образует в совокупности цилиндрическую наружную поверхность уплотнителя, один из элементов выполнен из трубы, а во втором элементе выполнена впадина уплотнителя. Внутренняя поверхность второго элемента ограничена плоскостью или участком цилиндра, расположение которых определяется из условия совмещения центра тяжести рабочего участка с осью его вращения. Впадина во втором элементе рабочего участка уплотнителя имеет форму круглого цилиндра или ограничена половиной кругового цилиндра и двумя плоскостями. 3 ил.

Роторная лопастная гидромашина, содержащая корпус с впускными и выпускными патрубками, ротор с лопастями и уплотнители, имеющие рабочие участки с одной впадиной для прохода лопастей при вращении ротора, отличающаяся тем, что рабочий участок каждого уплотнителя выполнен из двух элементов, наружная поверхность которых образует в совокупности цилиндрическую наружную поверхность уплотнителя, при этом один из элементов выполнен в виде части пустотелого кругового цилиндра, а во втором выполнена впадина уплотнителя, внутренняя поверхность второго элемента ограничена плоскостью или участком цилиндра, а центр тяжести рабочего участка уплотнителя совмещен с осью его вращения.