РОТОРНО-ПЛАСТИНЧАТАЯ МАШИНА Российский патент 2000 года по МПК F04C2/344 F04C18/344 

Изобретение относится к роторным машинам объемного вытеснения с вращающимися рабочими органами и может быть использовано в насосах, компрессорах, гидромоторах, пневмодвигателях, детандерах.

Известен ротационный компрессор (авторское свидетельство СССР N 785550, F 04 C 18/00, опубл. 7.12.80), содержащий корпус с крышками, внутри которого установлен статор на опорах качения с возможностью вращения относительно корпуса, эксцентрично расположенный в статоре ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины.

Недостатком конструкции является отсутствие механизма надежного прижима пластин к статору, поэтому на малых оборотах (пуск устройства), когда центробежная сила отсутствует или мала, а также при больших перепадах давления, когда центробежной силы недостаточно для преодоления сил трения пластин в пазах ротора, происходит спонтанная перетечка рабочей среды из полости высокого давления в полость низкого. Это затрудняет пуск устройства, ухудшая объемный КПД и снижая надежность его работы.

Известен также пластинчатый насос однократного действия (книга "Объемные гидравлические приводы" Т.М. Башта, И.З. Зайченко и др. М., Машиностроение, 1969 г., с. 240), принятый за прототип и содержащий цилиндрический статор с эксцентрично расположенным в нем ротором, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины, и подвижные ползушки, контактирующие с пластинами и обеспечивающие постоянный прижим пластин к внутренней поверхности статора. Ползушки расположены в кольцевом пазу статора.

Недостатком является сложность в изготовлении и монтаже большого количества мелких деталей-ползушек и осей, равных количеству пластин. Связь между ползушкой и пластиной требует применения утолщенной пластины, что увеличивает центробежную силу, а значит и силу трения пластины со статором. Кроме того, оси ползушек тонкие, что ведет к их частой поломке, снижая надежность всей конструкции.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности машины путем упрощения конструкции.

Предлагаемая роторно-пластинчатая машина содержит корпус с крышками и распределительными шайбами, внутри которого установлен статор на опорах качения с возможностью вращения относительно корпуса, и эксцентрично расположенный относительно статора ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины.

В отличие от прототипа ротор снабжен кольцами, установленными в кольцевых пазах на его торцовых поверхностях с возможностью перемещения в радиальных направлениях, причем величина наружного диаметра каждого кольца определяется по формуле: d = D - 2h, где D - внутренний диаметр статора, h - высота пластины.

Снабжение ротора кольцами на его торцовых поверхностях с возможностью перемещения в радиальных направлениях обеспечивает надежный прижим пластин к статору во время работы. При выполнении каждого кольца с определенным наружным диаметром, соответствующим вышеуказанной формуле, ось колец совпадает со статором, что обеспечивает постоянный контакт (прижим) наружной торцовой поверхности пластин с внутренней поверхностью статора и внутренней торцовой поверхности пластин - с наружной поверхностью колец даже при неподвижном роторе.

В отличие от прототипа необходимо только два кольца для надежного прижима любого количества пластин, и связь кольца с пластиной не требует утолщения последней, что снижает силу трения пластины со статором. Кроме того, кольца просты в изготовлении, надежны, не требуют сложного монтажа, что повышает надежность всей конструкции.

Таким образом, все существенные признаки устройства решают поставленную задачу.

На фиг. 1 изображена роторно-пластинчатая машина, продольный разрез.

На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Роторно-пластинчатая машина содержит корпус 1 с крышками 2, 3, в которых расположены соответственно распределительные шайбы 4, 5 с каналами для подвода и отвода рабочей среды. Внутри корпуса 1 установлены статор 6 на опорах качения 7 с возможностью вращения относительно корпуса 1 и эксцентрично расположенный ротор 8 (с величиной эксцентриситета е относительно статора), в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины 9. На торцевых поверхностях ротора 8 в кольцевых пазах установлены кольца 10 с возможностью перемещения в радиальных направлениях. Наружная и внутренняя торцевые поверхности пластин 9 непрерывно контактируют соответственно с внутренней поверхностью статора 6 и наружной поверхностью колец 10.

Устройство работает следующим образом.

Рабочая среда (жидкость или газ) поступает через канал в крышке 2 (фиг. 1 по стрелке) в рабочие полости, образованные парой соседних пластин 9, ротором 8, статором 6 и распределенными шайбами 4, 5. Ротор 8 с пластинами 9 и кольцами 10 начинает вращаться, появляется центробежная сила, прижимающая пластины 9 к статору 6, который действием силы трения торцов пластин 9 о его поверхность начинает синхронно вращаться на опорах качения 7. Поскольку ось колец 10 совпадает с осью статора 6, это обеспечивает надежный контакт внутренней торцовой поверхности пластин 9 с наружной поверхностью колец 10 и наружной торцовой поверхности пластин 9 с внутренней поверхностью статора 6 даже при неподвижном роторе 8 (фиг. 2). При малых оборотах (пуск устройства), когда центробежная сила отсутствует или мала, а также при больших перепадах давления, когда центробежной силы недостаточно для преодоления сил трения пластин 9 в пазах ротора 8, кольца 10 не дают пластинам 9 сместиться к центру, обеспечивая надежный прижим к статору 6.

Благодаря эксцентриситету между осями ротора 8 и статора 6 объем рабочей полости при их вращении изменяется. В первой половине оборота, когда увеличивается объем рабочей полости, рабочая среда заполняет ее. Во второй половине оборота, когда рабочая полость уменьшается, рабочая среда выходит из нее и через канал в крышке 3 поступает в выпускной трубопровод (на фиг. 1 не показано).

Таким образом, процесс повторяется, перекачивая рабочую среду.

Роторно-пластинчатая машина может быть использована в насосах, компрессорах, гидромоторах, пневмодвигателях, детандерах. Машина содержит корпус с крышками, в которых расположены соответственно распределительные шайбы с каналами для подвода и отвода рабочей среды. Внутри корпуса установлены статор на опорах качения с возможностью вращения относительно корпуса и эксцентрично расположенный ротор (с величиной эксцентриситета относительно статора), в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины. На торцевых поверхностях ротора в кольцевых пазах установлены кольца с возможностью перемещения в радиальных направлениях. Величина наружного диаметра каждого кольца определяется по формуле d = D - 2h, где D - внутренний диаметр статора, h - высота пластины. Повышается надежность машины путем упрощения конструкции. 2 ил.

Роторно-пластинчатая машина, содержащая корпус с крышками и распределительными шайбами, внутри которого установлены статор на опорах качения с возможностью вращения относительно корпуса и эксцентрично расположенный относительно статора ротор, в радиальных пазах которого подвижно установлены пластины, отличающаяся тем, что ротор снабжен кольцами, установленными в кольцевых пазах на его торцовых поверхностях с возможностью перемещения в радиальных направлениях, причем величина наружного диаметра каждого кольца определяется по формуле
d = D - 2h,
где D - внутренний диаметр статора;
h - высота пластины.