РОЛИКОЛОПАСТНАЯ МАШИНА Российский патент 2000 года по МПК F04C2/113 

Роликолопастная машина относится к гидравлическим и пневматическим машинам и предназначена для использования в качестве гидропривода, насоса, компрессора в машиностроении, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство "Роликолопастная гидромашина" (а.с. N 1613685, МПК F 04 C 2/08, 1986), содержащая корпус, в цилиндрических расточках которого размещены с образованием больших и малых межроликовых камер ротор с лопастями и ролики-разделители, причем ротор установлен в подшипниковых опорах и кинематически соединен через синхронизирующие шестерни с роликами-разделителями, а большие и малые межроликовые камеры соединены попарно с каналами гидравлической разгрузки, которые выполнены в корпусе.

Недостатком данного устройства являются большие габариты и масса, что препятствует внедрению роликолопастной машины вместо шестеренных и поршневых насосов и гидроприводов.

Задача, решаемая изобретением, заключается в создании машины, имеющей меньшую металлоемкость с одновременным расширением областей применения путем изменения конструкции ротора.

Указанная задача решается тем, что в роликолопастной машине с несколькими ступенями, содержащей корпус с торцевыми крышками, внутри которого размещены ротор с лопастями, ролики-разделители, межроликовые камеры, шестерни, синхронизирующие вращение роликов-разделителей и ротора, причем обечайка ротора выполнена сборной с лопастями на внутренней поверхности, имеющими различную длину по ступеням, при этом обечайка выполнена опирающейся одним концом на торцевую крышку, запрессованную на вал привода машины, другим - на подшипник, внутри обечайки размещен сердечник, сборной конструкции, прикрепленный одним концом к одной из торцевых крышек машины, причем сердечник запрессован на центральный неподвижный стержень, один конец которого закреплен в торцевой крышке, к которой крепится сердечник, другой конец опирается в другой торцевой крышке на подшипник, расположенный внутри полого вала привода машины, а в сердечнике выполнены выборки для размещения роликов-разделителей, соединенных между собой по ступеням по оси вращения, при этом синхронизирующие шестерни являются общими для роликов-разделителей всех ступеней, а каналы ввода и вывода рабочей среды соединены по ступеням последовательно, причем межроликовые камеры каждой ступени образованы между сердечником, обечайкой ротора и соответствующими каждой ступени роликами-разделителями.

За счет использования указанных выше технических решений роликолопастная машина будет иметь по сравнению с прототипом меньше диаметр цилиндрической части корпуса до 15%, массу до 20%.

Дополнительно расширяется область применения роликолопастных машин. Роликолопастные машины могут вытеснить в ряде производств и отраслей поршневые компрессоры, используемые для сжатия газов и выработки холода.

На фиг. 1 изображен продольный разрез А-А фиг. 2 и 3.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение Б-Б фиг. 1.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение В-В фиг. 1.

Роликолопастная двухступенчатая машина (фиг. 1) содержит корпус 1 с торцевой крышкой 7 и торцевой крышкой 8, обечайку 2 с лопастями на внутренней поверхности, имеющими различную длину по ступеням. Обечайка 2 выполнена сборной, опирающейся одним концом на торцевую крышку 3, запрессованную на вал 9 привода роликолопастной машины, другим - на подшипник 14 через промежуточное кольцо 27.

Внутри обечайки 2 размещен сердечник 5 сборной конструкции. Один конец сердечника 5 прикреплен неподвижно к торцевой крышке 7 машины. Сердечник 5 запрессован на центральный неподвижный стержень 6. Один конец центрального стержня 6 закреплен в торцевой крышке 7 машины, другой конец опирается в крышке 8 на подшипник 14, расположенный внутри полого вала 9 привода машины. В сердечнике 5 выполнены выборки для размещения роликов-разделителей 15 и роликов-разделителей 18, соединенных между собой по ступеням по оси вращения, синхронизирующих шестерен 22, 23, 24, каналов 10, 11, 12, 13 ввода и вывода рабочей среды.

Шестерни 22, 23, 24 являются общими для роликов-разделителей 15, 18. Каналы ввода и вывода рабочей среды соединены по ступеням последовательно, то есть канал 11 вывода из одной ступени соединен с каналом ввода 12 другой ступени.

Между сердечником 5, обечайкой 2 и роликами-разделителями 15 и 18 образованы межроликовые камеры 16, 17 и 19, 20 соответствующих ступеней.

Работа синхронизирующих шестерен обеспечивается при помощи вала 9, который также обеспечивает синхронное вращение обечайки 2 через торцевую крышку 3.

Из пространства между наружной поверхностью обечайки 2, корпусом 1 и каналом 10 выполнен соединительный канал 26, исключающий повышение давления в пространстве между внутренней стенкой корпуса 1 и наружной стенкой обечайки 2.

Рассмотрим работу роликолопастной машины на примере двухступенчатого компрессора для сжатия газообразных веществ при вращении вала машины по часовой стрелке.

При вращении вала 9 приводятся во вращение обечайка 2 с лопастями первой и второй ступеней сжатия, синхронизирующие шестерни 22, 23, 24 и ролики-разделители 15 и 18.

Через каналы 10 рабочая среда поступает в межроликовые камеры 17 первой ступени сжатия. После сжатия в камерах 17 рабочая среда выталкивается в каналы 11. Из каналов 11 первой ступени рабочая среда поступает в каналы 12 и далее в межроликовые камеры 20 второй ступени. После сжатия в камерах 20 второй ступени рабочая среда выталкивается в каналы 13, по которым выводится из роликолопастной машины.

Из пространства между наружной поверхностью обечайки 2 и корпусом 1, и каналом ввода рабочей среды в первую ступень выполнен соединительный канал 26, исключающий повышение давления в пространстве между внутренней стенкой корпуса 1 и наружной стенкой обечайки 2. Для исключения возникновения повышенного давления в области размещения синхронизирующих шестерен 22, 23, 24 и торцевой крышки 3 в обечайке 2 предусмотрены отверстия 25.

Роликолопастная машина предназначена для использования в качестве гидропривода, насоса, компрессора в машиностроении, нефтяной, химической и других отраслях промышленности. Обечайка ротора машины выполнена сборной с лопастями на внутренней поверхности, имеющими различную длину по ступеням сжатия. Обечайка выполнена опирающейся одним концом на торцевую крышку, запрессованную на вал привода машины, другим - на подшипник. Внутри обечайки размещен сердечник сборной конструкции, прикрепленный одним концом к одной из торцевых крышек машины. Сердечник запрессован на центральный неподвижный стержень, один конец которого закреплен в торцевой крышке, к которой крепится сердечник, другой конец опирается в другой торцевой крышке на подшипник, расположенный внутри полого вала привода машины. В сердечнике выполнены выборки для размещения роликов-разделителей, соединенных между собой по ступеням сжатия по оси вращения. Синхронизирующие шестерни являются общими для роликов-разделителей всех ступеней сжатия. Каналы ввода и вывода рабочей среды соединены по ступеням последовательно. Межроликовые камеры каждой ступени образованы между сердечником, обечайкой ротора и соответствующими каждой ступени роликами-разделителями, уменьшается металлоемкость, расширяется область применения. 3 ил.

Роликолопастная машина с несколькими ступенями сжатия, содержащая корпус с торцевыми крышками, внутри которого размещены ротор с лопастями, ролики-разделители, межроликовые камеры, шестерни, синхронизирующие вращение роликов-разделителей и ротора, отличающаяся тем, что обечайка ротора выполнена сборной с лопастями на внутренней поверхности, имеющими различную длину по ступеням сжатия, при этом обечайка выполнена опирающейся одним концом на торцевую крышку, запрессованную на вал привода машины, другим - на подшипник, внутри обечайки размещен сердечник сборной конструкции, прикрепленный одним концом к одной из торцевых крышек машины, причем сердечник запрессован на центральный неподвижный стержень, один конец которого закреплен в торцевой крышке, к которой крепится сердечник, другой конец опирается в другой торцевой крышке на подшипник, расположенный внутри полого вала привода машины, а в сердечнике выполнены выборки для размещения роликов-разделителей, соединенных между собой по ступеням сжатия по оси вращения, при этом синхронизирующие шестерни являются общими для роликов-разделителей всех ступеней сжатия, а каналы ввода и вывода рабочей среды соединены по ступеням последовательно, причем межроликовые камеры каждой ступени образованы между сердечником, обечайкой ротора и соответствующими каждой ступени роликами-разделителями.