РЕГУЛИРУЕМАЯ РОТОРНО-ЛОПАСТНАЯ ОБЪЕМНАЯ МАШИНА Российский патент 2002 года по МПК F04C15/04 

Изобретение относится к энергетике, транспорту, машиностроению и может быть использовано в качестве регулируемых насоса и мотора.

Ближайшим аналогом является роторно-лопастная объемная машина (DЕ 451629 А, 13.10.1927), содержащая корпус с впускным и выпускным окнами, ротор с лопастями и замыкатель, при этом лопасти неподвижно закреплены на роторе, ось вращения ротора совпадает с геометрической осью цилиндрической внутренней поверхности корпуса, замыкатель состоит из сегментов, количество которых равно количеству лопастей, и вращается под воздействием лопастей вокруг геометрической оси, эксцентричной относительно оси ротора.

Недостатком данной машины является невозможность ее регулирования.

Задачей изобретения является обеспечение регулируемости роторно-лопастной объемной машины.

Данная задача решена в роторно-лопастной объемной машине, содержащей корпус с впускным и выпускным окнами, ротор с одной или несколькими лопастями, неподвижно закрепленными на роторе, ось вращения которого совпадает с геометрической осью внутренней цилиндрической поверхности корпуса, замыкатель, состоящий из сегментов, количество которых равно количеству лопастей, и вращающийся под воздействием лопастей вокруг геометрической оси, эксцентричной относительно оси ротора, замыкатель установлен с возможностью изменения величины эксцентриситета его геометрической оси относительно оси ротора в направлении, перпендикулярном прямой между впускным и выпускным окнами.

На фиг.1 изображена РРЛОМ с одной лопастью.

На фиг.2 - работа РРЛОМ с одной лопастью.

На фиг.3 - работа регулируемого РРЛОМ при отсутствии подачи.

На фиг.4 - работа регулируемого РРЛОМ при обратной подаче.

На фиг.5 - РРЛОМ с двумя лопастями.

На фиг.6 - механизм изменения эксцентриситета.

Регулируемая роторно-лопастная объемная машина (фиг.1) включает корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 окнами, ротор 4 и замыкатель 6.

Ротор 4 совершает вращение вокруг оси 8, совпадающей с геометрической осью внутренней цилиндрической поверхности корпуса и имеет неподвижно закрепленную лопасть 5, которая по размерам соответствует сечению внутренней поверхности корпуса.

Замыкатель 6 имеет окно 7, которое своими краями герметично соприкасается с лопастью 5 и вращается под ее воздействием вокруг геометрической оси 9 (фиг.2), эксцентричной относительно оси ротора, при этом внутренняя поверхность корпуса и внешняя поверхность замыкателя образуют рабочую клетку.

Размеры замыкателя и величина эксцентричности выбраны так, что замыкатель в одной точке своей внешней радиальной поверхностью герметично соприкасается с внутренней радиальной поверхностью корпуса.

Работа РРЛОМ.

1. Перемещение рабочего тела:
- при вращении ротора 4 по стрелке (фиг.1) лопасть 5 выдавливает находящееся перед ней рабочее тело в выпускное окно 3;
- под действием силы разрежения через впускное окно 2 в рабочую клетку следом за лопастью 5 проникает новая часть рабочего тела.

2. Передача крутящего момента на ротор под воздействием рабочего тела:
- рабочее тело под давлением проникает в рабочую клетку через впускное окно 2 и давит на лопасть 5, которая перемещается в направлении выпускного окна 3, вращая ротор 4;
- рабочее тело после прохождения лопастью 5 выпускного окна 3 вытекает из рабочей клетки (фиг.2).

РРЛОМ при выполнении конструкции с изменяемым эксцентриситетом геометрической оси замыкателя относительно оси ротора становится регулируемой.

Работа регулируемой РРЛОМ:
- прямая подача (рабочее тело перемещается от впускного окна 2 к выпускному окну 3) описана выше на примере (фиг.1);
- при уменьшении величины эксцентриситета геометрической оси замыкателя 6 относительно оси ротора 4 в направлении, перпендикулярном прямой между впускным и выпускным окнами, исчезает герметичный контакт замыкателя с рабочей поверхностью корпуса и в образовавшийся проем часть рабочего тела начинает перетекать в обратном направлении от выпускного окна 3 к впускному 4 - подача уменьшается;
- при совмещении центров вращения замыкателя 6 и ротора 4 (фиг.3) количество перемещаемого рабочего тела через рабочую клетку и в образовавшийся проем выравнивается - подача прекращается;
- при дальнейшем перемещении замыкателя 6 до возникновения герметичного контакта замыкателя с внутренней радиальной поверхностью корпуса 1 со стороны рабочей клетки - рабочее тело перетекает от выпускного 3 окна к впускному 2 в обратном направлении (фиг.4).

Вариант исполнения механизма изменения эксцентриситета (фиг.6).

Ротор 4, опирающийся на подшипник 5, совершает вращение вокруг оси, совпадающей с геометрической осью внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1.

Замыкатель 6, опирающийся на подшипник 9, совершает вращение вокруг оси 11, эксцентричной относительно оси ротора.

Крышка корпуса 5 неподвижно закреплена на корпусе 1 и имеет направляющую полость 10, предназначенную для перемещения платформы 7.

Платформа 7 с закрепленным в ней подшипником 9 и замыкателем 6 перемещается в полости 10 между осями 11 и 12.

Для выравнивания подачи РРЛОМ ротор может выполняться с несколькими лопастями (фиг.5).

Изобретение может быть использовано в качестве регулируемых насоса и мотора. Машина содержит корпус с впускным и выпускным окнами, ротор с одной или несколькими лопастями, неподвижно закрепленными на роторе, ось вращения которого совпадает с геометрической осью внутренней цилиндрической поверхности корпуса, замыкатель, состоящий из сегментов, количество которых равно количеству лопастей, и вращающийся под воздействием лопастей вокруг геометрической оси, эксцентричной относительно оси ротора. Замыкатель установлен с возможностью изменения величины эксцентриситета его геометрической оси относительно оси ротора в направлении, перпендикулярном прямой между впускным и выпускным окнами. Обеспечивается регулируемость роторно-лопастной объемной машины. 6 ил.

Роторно-лопастная объемная машина, содержащая корпус с впускным и выпускным окнами, ротор с одной или несколькими лопастями, неподвижно закрепленными на роторе, ось вращения которого совпадает с геометрической осью внутренней цилиндрической поверхности корпуса, замыкатель, состоящий из сегментов, количество которых равно количеству лопастей, и вращающийся под воздействием лопастей вокруг геометрической оси, эксцентричной относительно оси ротора, отличающаяся тем, что замыкатель установлен с возможностью изменения величины эксцентриситета его геометрической оси относительно оси ротора в направлении, перпендикулярном прямой между впускным и выпускным окнами.