ОБЪЕМНАЯ МАШИНА Российский патент 1997 года по МПК F01C9/00 F03C4/00 

Изобретение относится к области компрессоростроения и двигателестроения.

Известная объемная роторная машина, содержащая сферический корпус с впускными и выпускными окнами, размещенные в нем два диска ведущий и ведомый, соединенные между собой шарнирно и установленные на валу с образованием рабочих камер. Однако конструкция этой машины сложна в изготовлении и ее способности ограничены насосными функциями перекачиванием жидкости [1]
Известна конструкция объемной машины, содержащая два цилиндрических корпуса: первый с всасывающими и выхлопными окнами, внутри которого вращаются две пары лопастей с крышками, образующие рабочие камеры, через вал и втулку связанный со вторым цилиндрическим корпусом, в котором размещен механизм синхронизации, содержащий полое водило с системой рычагов, коленвалов, сателлитов, тяг и солнечного колеса, осуществляющих кинематическую связь с выходным валом. При этом солнечное колесо жестко соединено со вторым корпусом [2]
Недостатком этой конструкции является низкая надежность из-за многозвенности и нагруженности зубьев сателлитов в "мертвых" точках (так как в этом случае через них замыкается силовая цепь), низкое КПД, обусловленное большим количеством трущихся деталей и большие габариты.

Задачей изобретения является: повышение надежности, увеличение КПД за счет уменьшения количества элементов конструкции и уменьшение габаритов машины за счет изменения компоновки.

Поставленная задача достигается тем, что, в отличие от прототипа, где конструкция имеет два корпуса: в одном собственно объемная машина содержащая две пары лопастей с крышками, жестко установленными на валу и втулке, а в другом размещен механизм синхронизации, содержащий полое водило, а в нем сателлит, рычаги, коленвалы, тяги, солнечное колесо, в заявляемой конструкции каждая пара лопастей жестко закреплена на соосно вращающихся втулках одинакового диаметра, в полости которых размещен механизм синхронизации, содержащий сателлит с двумя диаметрально установленными кривошипами, тяги, водило и солнечное колесо. Солнечное колесо через вал жестко связано с неподвижной крышкой цилиндрического корпуса, а соосный с ним другой вал, являющийся выходным валом, проходящий через другую неподвижную крышку, обеспечивает кинематическую связь через водило, сателлит, солнечное колесо, тяги с лопастями.

Благодаря такой компоновке уменьшается количество звеньев кинематической цепи машины, а за счет установки на вал сателлита, двух кривошипов с тягами, действующими в разные стороны, силовая цепь замыкается через меньшее количество звеньев: лопасти тяги кривошипы водило, и "мертвых" точках нагрузки на зубья шестерен исчезают. Таким образом, увеличивается надежность машины.

За счет уменьшения звеньев и упрощения конструкции водила уменьшается количество трущихся поверхностей, чем увеличивается КПД. За счет размещения солнечного колеса, водила, сателлита, тяг, кривошипов втулок уменьшаются габариты машины.

Сопоставляемый анализ показывает, что заявляемая объемная машина отличается тем, что лопасти установлены на соосно вращающиеся втулки, в полости которых размещены сателлит с кривошипами, тяги, водило, солнечное колесо. Крышки жестко соединены с корпусом.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в любой области техники позволило установить, что признаков, сходных с отличительными признаками заявляемого технического решения, не выявлено.

Устройство машины показано на фиг. 1. На фиг. 2 показан механизм синхронизации, вид сбоку; на фиг. 3 6 механизм синхронизации в разных положениях.

Машина (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с впускными 2 и 2а и выпускными 3 и 3а окнами (окно 3а попало на вырезанную часть машины и на фиг. 1 не видно), размещенные в ней две пары лопастей 4 и 5, смонтированные на двух вращающихся втулках 6 и 7 с образованием рабочих камер 8 11. В полости вращающихся втулок размещен механизм синхронизации, состоящий из неподвижного солнечного колеса 12, сателлита 13, водила 14. Сателлит 13 жестко связан с диаметрально расположенными кривошипами 15 и 16, воздействующими на втулки 6 и 7 посредством тяг 17 и 18. Вращающий момент передается через вал 19, жестко связанный с водилом 14.

Машина работает следующим образом: момент (по часовой стрелке), приложенный к валу 19, приводит в движение водило 14. Установленный на нем во втулке сателлит 13, зацепленный с солнечным колесом 12, начинает вращаться, одновременно двигаясь вокруг оси машины. Кривошипы 15 и 16, поворачиваясь с помощью тяг 17 и 18 втулки 6 и 7, сближают лопасти 4 и 5, а также 4а и 5а, при этом объемы рабочих камер изменяются, камеры 8 и 10 уменьшаются, а 9 и 11 увеличиваются. Через окна 3 и 3а в камерах 8 и 10 происходит такт выхлопа, а через окна 2 и 2а в камерах 9 и 11 такт всасывания.

В режиме четырехвалентного двигателя конструкция изменяется: одна пара окон, в камерах 10 и 8 заглушивается, остается одно окно 2 в камере 9 - всасывание и одно окно 3 в камере 8 выхлоп. Рабочие такты расположатся в следующем порядке: камера 9 такт всасывания, камера 10 сжатия, камера 11 - рабочий ход, камера 12 выхлоп.

Использование: в энергомашиностроении и может найти применение при проектировании роторных машин - двигателей, насосов, компрессоров. Сущность изобретения: солнечное колесо, водило, сателлиты с кривошипами и тяги механизма синхронизации размещены в полости втулок, снабженных лопастями и установленных внутри корпуса с образованием рабочих камер. При этом кривошипы расположены диаметрально и жестко закреплены на сателлите, солнечное колесо связано с крышкой корпуса, а водило соединено с выходным валом машины. 6 ил.

Объемная машина, содержащая цилиндрический корпус с крышками, всасывающими и выхлопными окнами, соосные втулки с лопастями, установленные внутри корпуса с образованием рабочих камер и с возможностью вращения и кинематически связанные с выходным валом посредством механизма синхронизации, включающего тяги, сателлит с кривошипами, водило и солнечное колесо, отличающаяся тем, что солнечное колесо, водило, сателлит с кривошипами и тяги размещены в полости втулок, при этом кривошипы расположены диаметрально и жестко закреплены на сателлите, солнечное колесо связано с крышкой, а водило жестко соединено с выходным валом.