РОТОРНО-ПЛАСТИНЧАТАЯ МАШИНА Российский патент 2002 года по МПК F01C1/44 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в конструкциях пневматических и гидравлических машин объемного действия, работающих как в режиме двигателя, так и в режиме насоса.

Из существующего уровня техники известна роторно-пластинчатая машина, содержащая неподвижный корпус с внутренней цилиндрической расточкой и окнами подвода и отвода рабочей среды, сообщенными, соответственно, с напорной и сливной магистралями, полый цилиндрический ротор с приводом и продольными радиальными профилированными пазами с противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями, эксцентрично размещенный в расточке корпуса, установленные во вкладышах разделительные пластины с проушинами, охватывающими ось, совпадающую с осью расточки корпуса, причем вкладыши размещены с возможностью поворота в радиальных пазах ротора (см. США, патент 3892502, НКИ 418/15, 1975 г.).

Достижению требуемого технического результата в известной роторно-пластинчатой машине препятствуют значительные механические потери при движении разделительных пластин в радиальных пазах цилиндрического ротора, а также явление заклинивания вкладышей и разделительных пластин, имеющее место при высоких коэффициентах трения. Это наблюдается в результате отклонения профиля поверхности вкладыша, взаимодействующей с поверхностью паза ротора, которое может иметь место либо в результате технологических погрешностей при изготовлении, либо в результате приработки поверхностей между собой.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание роторно-пластинчатой машины, обеспечивающей качественное улучшение эксплуатационных характеристик и увеличение ресурса роторно-пластинчатой машины.

К техническим результатам, получаемым от реализации заявленного изобретения, можно отнести уменьшение трения в рабочих поверхностях трения, предотвращение заклинивания взаимодействующих между собой элементов и, как следствие, уменьшение общих механических потерь в роторно-пластинчатой машине.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в роторно-пластинчатой машине, содержащей неподвижный корпус с внутренней цилиндрической расточкой и окнами подвода и отвода рабочей среды, сообщенными с напорной и сливной магистралями, соответственно, полый цилиндрический ротор с приводом и продольными радиальными профилированными пазами с противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями, эксцентрично размещенный в расточке корпуса, установленные во вкладышах, имеющих плосковыпуклую форму, разделительные пластины с проушинами, охватывающими ось, совпадающую с осью расточки корпуса, причем вкладыши размещены с возможностью поворота в продольных радиальных профилированных пазах ротора за счет взаимодействия своей внешней выпуклой поверхностью с их противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями, согласно изобретению каждый из вкладышей разделительной пластины выполнен в виде развитого в направлении, поперечном направлению движения разделительной пластины, плосковыпуклого конструктивного элемента с различным радиусом кривизны внешней выпуклой поверхности по его длине с центральным и расположенными по обе стороны центрального периферийными участками, рабочая часть разделительной пластины размещена во вкладышах в пределах центрального участка, вкладыши каждой разделительной пластины установлены с возможностью взаимодействия между собой своими плоскостями в плоскости, совпадающей с плоскостью движения разделительной пластины, и зафиксированы между собой по крайней мере двумя полыми демпфирующими втулками, установленными на периферийных участках вкладышей, охватывающими их и взаимодействующими своей внешней поверхностью совместно с внешней поверхностью центральных участков вкладышей с вогнутыми поверхностями продольных радиальных профилированных пазов ротора, с образованием с ними пар трения, при этом демпфирующие втулки выполнены с вырезом под проушину разделительной пластины, а по крайней мере рабочие поверхности разделительной пластины, внешние поверхности демпфирующих втулок и центральных участков вкладышей и поверхности трения вкладышей, взаимодействующие с рабочими поверхностями разделительной пластины, выполнены с керамическим покрытием.

В роторно-пластинчатой машине периферийные участки вкладышей могут быть выполнены с радиусом кривизны внешней выпуклой поверхности, отличным от радиуса кривизны внешней выпуклой поверхности центрального участка, а также, например, с равным между собой радиусом кривизны.

Радиус кривизны внешней поверхности демпфирующих втулок может быть выполнен равным радиусу кривизны внешней поверхности центрального участка соответствующего вкладыша.

Каждая демпфирующая втулка может быть снабжена фиксирующим выступом на поверхности своей внутренней полости, взаимодействующим с ответной ему проточкой, выполненной на внешней выпуклой поверхности каждого периферийного участка вкладыша.

Поверхности центрального и периферийных участков вкладышей и внешние поверхности демпфирующих втулок могут быть выполнены цилиндрическими, как и их внутренние поверхности.

Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг 1 изображена роторно-пластинчатая машина в разрезе;
на фиг.2 - узел размещения разделительных пластин во вкладышах;
на фиг. 3 и 4 - то же, что и на фиг.2, только в разъемном состоянии для двух примеров конкретного выполнения узла;
на фиг.5 - вид на демпфирующую втулку с ее торца;
на фиг.6 - сечение А-А фиг.5.

Роторно-пластинчатая машина имеет цилиндрический корпус 1 с внутренней цилиндрической расточкой 2 и окнами подвода 3 и отвода 4 рабочей среды, сообщенными с напорной и сливной (не показано) магистралями. Полый цилиндрический ротор 5 эксцентрично размещен в расточке 2 корпуса 1, имеет привод (не показано) и продольные радиальные профилированные пазы 6 с противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями 7. Разделительные пластины 8 с проушинами 9, охватывающими ось, совпадающую с осью (не показаны) расточки 2 корпуса 1, установлены во вкладышах 10, имеющих плосковыпуклую форму. Вкладыши 10 размещены в полом цилиндрическом роторе 5 с возможностью поворота в продольных радиальных профилированных пазах 6 за счет взаимодействия своей внешней выпуклой поверхностью 11 с противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями 7.

Каждый из вкладышей 10 разделительной пластины 8 выполнен в виде развитого в направлении, поперечном направлению движения разделительной пластины 8, плосковыпуклого конструктивного элемента с различным радиусом кривизны внешней выпуклой поверхности 11 по его длине. Каждый вкладыш 10 имеет центральный 12 и периферийные 13 участки.

Вкладыши 10 каждой разделительной пластины 8 установлены с возможностью взаимодействия между собой своими плоскостями 14 в плоскости (не показано), совпадающей с плоскостью движения разделительной пластины 8. Вкладыши 10 зафиксированы между собой по крайней мере двумя полыми демпфирующими втулками 15. Втулки 15 установлены на периферийных участках 13 вкладышей 10, охватывают их, и взаимодействуют своей внешней поверхностью 16 совместно с внешней поверхностью центрального участка 12 вкладыша 10, с вогнутыми дугообразными поверхностями 7 продольных радиальных профилированных пазов 6 ротора 5, образуя с ними пары трения.

По крайней мере рабочие поверхности разделительной пластины 8, внешние поверхности демпфирующих втулок 15 и центральных участков 12 вкладышей 10, взаимодействующие с рабочими поверхностями разделительной пластины 8, выполнены с керамическим покрытием.

Каждая демпфирующая втулка 15 может иметь фиксирующий выступ 17 на поверхности 18 своей внутренней полости, взаимодействующий с ответной ему проточкой 19, выполненной на внешней выпуклой поверхности каждого периферийного участка 13 вкладыша 10.

Роторно-пластинчатая машина работает следующим образом.

В режиме пневмо- или гидродвигателя, процессы, происходящие с рабочим телом и его взаимодействие с элементами роторно-пластинчатой машины, аналогичны процессам, происходящим в прототипе, т.е. при вращении ротора 5 приводом в цилиндрической расточке 2 корпуса 1 образуется рабочая камера между двумя разделительными пластинами 8, увеличивается в объеме и будучи соединена с напорной магистралью через окно подвода 3 наполняется рабочей средой - рабочим телом. При достижении определенного объема в рабочей камере эта связь прерывается за счет перекрытия одной из разделительных пластин 8 окна подвода 3 рабочей среды и, следовательно, связи с напорной магистралью. Далее происходит перемещение рабочей среды к сливной магистрали и выброс ее в последнюю через окно 4.

Разделительные пластины 8 совершают во вкладышах 10 знакопеременные движения за счет того, что они установлены эксцентрично в расточке 2 корпуса 1 через проушины 9. Сами вкладыши 10 скользят вращательным движением в продольных радиальных профилированных пазах 6 за счет взаимодействия своей внешней выпуклой поверхностью 11 с противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями 7 ротора 5. Полые демпфирующие втулки 15 установлены на периферийных участках 13 вкладышей 10, охватывают их, фиксируют между собой и взаимодействуют своей внешней поверхностью 16 совместно с внешней поверхностью центрального участка 12 вкладыша 10, с вогнутыми дугообразными поверхностями 7 продольных радиальных профилированных пазов 6 ротора 5, образуя с ними пары трения.

Наличие демпфирующих втулок 15 в конструкции вкладышей 10 позволяет предотвратить заклинивание последних в продольных радиальных профилированных пазах 6 ротора 5.

За счет того, что по крайней мере рабочие поверхности разделительной пластины 8, внешние поверхности демпфирующих втулок 15 и центральных участков 12 вкладышей 10, взаимодействующие с рабочими поверхностями разделительной пластины 8, выполнены с керамическим покрытием, во всех парах трения роторно-пластинчатой машины повышена износостойкость трущихся элементов, что увеличивает общий ресурс самой роторно-пластинчатой машины.

Роторно-пластинчатая машина выполнена из традиционных конструкционных материалов и может быть изготовлена в условиях экспериментального и/или серийного производства по традиционной технологии.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в пневматических и гидравлических машинах объемного действия. Роторно-пластинчатая машина имеет цилиндрический корпус с внутренней цилиндрической расточкой. Полый цилиндрический ротор эксцентрично размещен в расточке корпуса и имеет продольные радиальные профилированные пазы. Разделительные пластины с проушинами установлены во вкладышах, имеющих плосковыпуклую форму. Вкладыши размещены в роторе с возможностью поворота в пазах. Каждый из вкладышей пластины выполнен в виде плосковыпуклого конструктивного элемента с различным радиусом кривизны внешней выпуклой поверхности по его длине и имеет центральный и периферийные участки. Вкладыши зафиксированы между собой по крайней мере двумя полыми демпфирующими втулками. Втулки установлены на периферийных участках вкладышей. По крайней мере рабочие поверхности пластины, внешние поверхности втулок и центральных участков вкладышей, взаимодействующие с рабочими поверхностями пластины, выполнены с керамическим покрытием. Уменьшается трение в рабочих поверхностях, предотвращается заклинивание взаимодействующих между собой элементов. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Роторно-пластинчатая машина, содержащая неподвижный корпус с внутренней цилиндрической расточкой и окнами подвода и отвода рабочей среды, сообщенными с напорной и сливной магистралями соответственно, полый цилиндрический ротор с приводом и продольными радиальными профилированными пазами с противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями, эксцентрично размещенный в расточке корпуса, установленные во вкладышах, имеющих плоско-выпуклую форму, раздельные пластины с проушинами, охватывающими ось, совпадающую с осью расточки корпуса, причем вкладыши размещены с возможностью поворота в продольных радиальных профилированных пазах ротора за счет взаимодействия своей внешней выпуклой поверхностью с их противолежащими вогнутыми дугообразными поверхностями, отличающаяся тем, что каждый из вкладышей разделительной пластины выполнен в виде развитого в направлении, поперечном направлению движения разделительной пластины, плоско выпуклого конструктивного элемента с различным радиусом кривизны внешней выпуклой поверхности по его длине с центральным и расположенными по обе стороны центрального периферийными участками, рабочая часть разделительной пластины размещена во вкладышах в пределах центрального участка, вкладыши каждой разделительной пластины установлены с возможностью взаимодействия между собой своими плоскостями в плоскости, совпадающей с плоскостью движения разделительной пластины, и зафиксированы между собой по крайней мере двумя полыми демпфирующими втулками, установленными на периферийных участках вкладышей, охватывающими их и взаимодействующими своей внешней поверхностью совместно с внешней поверхностью центральных участков вкладышей с вогнутыми поверхностями продольных радиальных профилированных пазов ротора, с образованием с ними пар трения, при этом демпфирующие втулки выполнены с вырезом под проушину разделительной пластины, а по крайней мере рабочие поверхности разделительной пластины, внешние поверхности демпфирующих втулок и центральных участков вкладышей и поверхности трения вкладышей, взаимодействующие с рабочими поверхностями разделительной пластины, выполнены с керамическим покрытием. 2. Роторно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что периферийные участки вкладышей выполнены с радиусом кривизны внешней выпуклой поверхности, отличным от радиуса кривизны внешней выпуклой поверхности центрального участка. 3. Роторно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что периферийные участки вкладышей выполнены с равным между собой радиусом кривизны. 4. Роторно-пластинчатая машина по п. 1, отличающаяся тем, что радиус кривизны внешней поверхности демпфирующих втулок выполнен равным радиусу кривизны внешней поверхности центрального участка соответствующего вкладыша. 5. Роторно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что каждая демпфирующая втулка снабжена фиксирующим выступом на поверхности своей внутренней полости, взаимодействующим с ответной ему проточкой, выполненной на внешней выпуклой поверхности каждого периферийного участка вкладыша. 6. Роторно-пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что поверхности центрального и периферийных участков вкладышей и внешние поверхности демпфирующих втулок выполнены цилиндрическими. 7. Роторно-пластинчатая машина по п.1 или 6, отличающаяся тем, что внутренние поверхности демпфирующих втулок выполнены цилиндрическими.