РОТОРНО-ЛОПАСТНАЯ МАШИНА Российский патент 2003 года по МПК F01C1/344 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве насосов, компрессоров, ДВС и других машин.

Известна роторная машина, содержащая корпус с частью цилиндрической расточки, в которой установлен ротор с возможностью качания, а в корпусе размещены три подпружиненные детали, контактирующие с частью поверхности ротора, образованной окружностью определенного радиуса (см. US 5699757 А1, 23.12.1997, F 02 В 53/00).

Известна роторная машина, содержащая цилиндрический корпус и ротор с двумя подпружиненными лопастями, расположенный с возможностью касания по линии с цилиндрической поверхностью корпуса (см. SU 1733612 Al, 15.05.1992, F 01 С 1/344).

Известна роторно-лопастная машина, принятая в качестве ближайшего аналога и содержащая цилиндрический корпус с приливом, размещенный в корпусе ротор с двумя подпружиненными лопастями, впускной и выпускной клапаны. В приливе корпуса выполнена камера сгорания, расположенная по обе стороны от вертикальной оси машины, в которой размещены пластинчатые клапаны, один для впуска горючей среды, другой для выпуска сгоревших газов (FR 2045163 А, 26.02.1971, F 02 В 53/00).

Однако данная машина использует половину рабочего объема, образованного ротором и цилиндрическим корпусом, а также затрачивается энергия на механизм управления клапанами, что в конечном итоге снижает мощность машины.

Задачей настоящего изобретения является повышение мощности машины. Указанная задача достигается тем, что в роторно-лопастной машине, содержащей цилиндрический корпус с приливом, размещенный в корпусе ротор с двумя подпружиненными лопастями, впускной и выпускной клапаны, в приливе корпуса выполнена камера сгорания, расположенная по обе стороны от вертикальной оси машины, в которой размещены пластинчатые клапаны, один для впуска горючей среды, другой для выпуска сгоревших газов, камера сгорания выполнена в виде П-образной полости, пластинчатые клапаны выполнены подпружиненными, впускной и выпускной клапаны смонтированы в приливе, в утолщенной части полости размещена подпружиненная деталь со скругленной гранью, контактирующей с боковой поверхностью ротора, уплотненного подпружиненным диском, наружный диаметр которого равен цилиндрической части корпуса.

На чертеже представлен общий вид роторно-лопастной машины, сечение I-I (вид сбоку), сечение по II-II ротора.

Роторно-лопастная машина состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором размещен ротор 2, в прорезях которого размещены уплотнительные лопасти 4 и 5, подпружиненные пружинами 6. Ротор 2 смонтирован на валу 7 и опирается на шарикоподшипники 8, установленные в боковых крышках 9 корпуса 1. Ротор 2 сбоку уплотнен подпружиненным диском 10. В приливе 11 корпуса 1 смонтированы выпускной клапан 12 и впускной клапан 13. Камера сгорания 14 оснащена двумя подпружиненными пластинчатыми клапанами. Клапан 15 для впуска горючей смеси и клапан 16 редукционного типа для выпуска сгоревших газов. В утолщенной части 17 полости корпуса 1 размещена подпружиненная прямоугольная деталь со скругленной гранью, контактирующей с боковой поверхностью ротора 2. Свеча зажигания 19 расположена в камере сгорания 14 по вертикальной оси корпуса 1. В приливе 11 корпуса 1 выполнены окна, одно 20 для выпуска отработанных газов, второе 21 для впуска горючей смеси.

При работе роторно-лопастной машины в режиме ДВС вращение от стартера передается валу 7 ротора 2 (механизм передачи вращения условно не показан), выпускной клапан 12 закрыт, а впускной клапан 13 открыт (механизм открытия и закрытия клапанов 12 и 13 условно не показан). Лопасть 4 после впускного клапана 13 засасывает горючую смесь и она заполняет пространство над лопастью 4. При повороте ротора 2 на 180^o лопасть 5 всасывает горючую смесь, которая заполняет пространство над лопастью 5, а под лопастью 5 происходит сжатие горючей смеси от лопасти 4. Смесь преодолевает пружину клапана 15 и заполняет полость камеры сгорания 14. В это время впускной клапан 13 закрывается, происходит зажигание горючей смеси от свечи 19, возникает повышенное давление в камере сгорания 14 и оно преодолевает сопротивление пружины клапана 16 редукционного типа. Давление передается лопасти 4, поворачивая ее вместе с ротором 2 относительно его оси. Под лопастью 4 происходит сжатие горючей смеси после лопасти 5, сжатая смесь открывает клапан 15, и камера сгорания 14 заполняется горючей смесью, происходит зажигание от свечи 19, впускной клапан 13 закрывается, а выпускной клапан 12 открывается, и происходит выпуск сгоревших газов лопастью 4, впускной клапан 13 открывается, и цикл повторяется. Таким образом, за два оборота ротора 2 совершается два рабочих хода, при этом ротор 2 выполняет роль маховика.

ДВС на основе роторно-лопастной машины полностью уравновешен, а отсутствие кривошипно-шатунного механизма значительно снижает стоимость его изготовления. Для повышения равномерности вращения вала ДВС может быть собран из четырех секций, при этом оси приливов должны составлять между собой 90^o. С увеличением оборотов двигателя отпадает необходимость тщательного уплотнения.

Изобретение может быть использовано при производстве насосов, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания и других машин. Роторно-лопастная машина содержит цилиндрический корпус с приливом, размещенный в корпусе ротор с двумя подпружиненными лопастями, впускной и выпускной клапаны. В приливе корпуса выполнена камера сгорания, расположенная по обе стороны от вертикальной оси машины, в которой размещены пластинчатые клапаны, один для впуска горючей среды, другой для выпуска сгоревших газов. Камера сгорания выполнена в виде П-образной полости. Пластинчатые клапаны выполнены подпружиненными. Впускной и выпускной клапаны смонтированы в приливе. В утолщенной части полости размещена подпружиненная деталь со скругленной гранью, контактирующей с боковой поверхностью ротора, уплотненного подпружиненным диском, наружный диаметр которого равен цилиндрической части корпуса. Повышается мощность машины. 1 ил.

Роторно-лопастная машина, содержащая цилиндрический корпус с приливом, размещенный в корпусе ротор с двумя подпружиненными лопастями, впускной и выпускной клапаны, в приливе корпуса выполнена камера сгорания, расположенная по обе стороны от вертикальной оси машины, в которой размещены пластинчатые клапаны, один для впуска горючей среды, другой для выпуска сгоревших газов, отличающаяся тем, что камера сгорания выполнена в виде П-образной полости, пластинчатые клапаны выполнены подпружиненными, впускной и выпускной клапаны смонтированы в приливе, в утолщенной части полости размещена подпружиненная деталь со скругленной гранью, контактирующей с боковой поверхностью ротора, уплотненного подпружиненным диском, наружный диаметр которого равен цилиндрической части корпуса.