РОТОРНАЯ МАШИНА Российский патент 2003 года по МПК F01C1/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемным роторным машинам, и может быть использовано в компрессорах, насосах и двигателях внутреннего сгорания.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной роторной машине является выбранная в качестве ближайшего аналога роторная машина, содержащая цилиндрический корпус, внутри которого установлены две лопасти с валами и роликами, делящие полость корпуса на четыре замкнутых объема, и эксцентрично их оси вращения - механизм синхронизации в виде вала с монолитной крестовиной. Крепление валов с роликами, контактирующих с крестовиной, осуществляется установкой последних на двух опорах в разборных лопастях, состоящих из набора профилированных вставок, накладок и дисков, содержащих отверстия и сегментные вырезы. В лопасти через сквозные отверстия вставлены подпружиненные валы с роликами на концах, в средней части которых имеется шестигранный диск (см. RU 2162523 C1, 27.01.2001, F 01 C 1/00).

Недостатком известной роторной машины является невозможность регулирования усилий прижатия валов с роликами на концах к цилиндрической профилированной поверхности торцевых крышек, что повышает трение и затраты энергии при вращении лопастей и не позволяет получить более высокий КПД данной машины.

Задачей изобретения является регулирование усилий прижатия валов с роликами на концах к цилиндрической профилированной поверхности торцевых крышек без нарушения балансировки вращающихся элементов роторной машины.

Технический результат достигается тем, что в роторной машине, содержащей полый цилиндрический корпус с торцевыми крышками, внутри которого установлены две лопасти с валами и роликами, делящие полость корпуса на четыре замкнутых объема, и эксцентрично их оси вращения - механизм синхронизации в виде вала с монолитной крестовиной, причем крепление валов с роликами, контактирующих с крестовиной механизма связи, осуществляется установкой последних на двух опорах в разборных лопастях, одна состоит из двух одинаково спрофилированных дисков с двумя отверстиями в них, расположенными симметрично относительно оси вращения в диаметрально противоположных направлениях, соединенных двумя профилированными вставками, другая состоит ив двух аналогичных дисков с четырьмя профилированными накладками, сегментными вырезами для вала, расположенными симметрично относительно оси вращения лопастей, перпендикулярно к диаметру, проходящему через два отверстия, и третьего спрофилированного диска с полой цилиндрической внутренней частью, согласно изобретению на концах двух пар валов с роликами в распор установлены симметрично парные прямые проволочные пружины.

Анализ ближайшего аналога показывает, что предлагаемая роторная машина отличается установкой пружин без нарушения балансировки и возможностью регулирования усилий прижатия валов с помощью набора этих пружин.

На фиг.1 представлен продольный разрез роторной машины. На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Роторная машина содержит полый цилиндрический корпус 1 с торцевыми крышками 2, внутри цилиндра расположены две лопасти 3, 4, установленные на подшипниках 5, 6 в торцевых крышках 2, 7. Лопасти 3, 4 связаны крестовиной 8, монолитно выполненной с валом 9, через подпружиненные валы 10 с дисками 11 и роликами 12 на концах. Диски 11 расположены посредине валов 10 и выполнены монолитно с ними, цилиндрическая поверхность дисков спрофилирована в виде шестигранника. С обеих сторон от дисков 11 на валах 10 имеются параллельные лыски 13, поверхности которых контактируют с плоской поверхностью вырезанных в радиальном направлении продолговатых отверстий 14 в лопастях 3, 4. Поверхность шестигранного диска 11 контактирует с направляющими крестовины 8 вала 9. На концах валов 10 установлены симметрично в распор парные прямые проволочные пружины 15, которые поджимают валы 10 до контакта роликов 12 с цилиндрической поверхностью 16 торцевых крышек 2. Вал 9 установлен в подшипниковых опорах 17 крышек 7 и зафиксирован крышками 18. Для выхода в обе стороны валов 10 в обеих лопастях 3, 4 предусмотрены сегментные вырезы 19.

В ближайшем аналоге движение механизма связи происходит по траектории, приблизительно совпадающей с укороченной эпициклоидой. Для придания движения по нужной траектории валы 10 с шестигранным диском 11, лысками 13 и роликами 12 установлены в продолговатых отверстиях 14, плоская поверхность которых ориентирована параллельно оси симметрии профилированных дисков лопастей 3, 4, что дает возможность колебания в радиальном направлении вала 10, обеспечивая тем самым постоянный параллельный контакт шестигранной поверхности диска 11 с направляющей крестовины 8, которая в свою очередь постоянно в радиальном направлении отжимает на периферию валы 10. Ограничение перемещения в радиальном направлении происходит через ролики 12, движение которых происходит по нужной траектории в торцевых крышках 2 по профилированной цилиндрической поверхности 16, обеспечивая контакт шестигранного диска 11 с направляющими крестовины 8, тем самым сближая или разводя лопасти 3, 4. При вращении, когда происходит разрыв контакта шестигранного диска 11 с направляющими крестовины 8 и нарушается постоянный отжим валов 10 к периферии от центра вращения на малых оборотах, предусмотрены парные прямые проволочные пружины 15, которые установлены симметрично в распор на концах этих валов, что нарушает балансировку и обеспечивает необходимые усилия прижатия валов с роликами 12 к профилированной цилиндрической поверхности 16 торцевых крышек 2 на всех режимах вращения лопастей.

Таким образом, симметричная установка распорных пружин на концах валов позволяет регулировать усилия прижатия к профилированным цилиндрическим поверхностям торцевых крышек и не нарушать балансировку вращающихся лопастей роторной машины.

Роторная машина может быть использована в компрессорах, насосах и двигателях внутреннего сгорания. Машина содержит цилиндрический корпус, внутри которого установлены две лопасти с валами и роликами, делящие полость корпуса на четыре замкнутых объема, и эксцентрично их оси вращения - механизм синхронизации в виде вала с монолитно выполненной крестовиной. Крепление валов с роликами, контактирующих с крестовиной, осуществляется установкой последних на двух опорах в разборных лопастях, состоящих из набора профилированных накладок и дисков, содержащих отверстия, сегментные вырезы. В лопасти через сквозные отверстия вставлены подпружиненные удлиненные валы с роликами на концах, в средней части которых имеется шестигранный диск, причем для выхода в обе стороны удлиненных валов в обеих лопастях предусмотрены сегментные вырезы. На концах двух пар валов с роликами в распор установлены симметрично парные прямые проволочные пружины, что позволяет без нарушения балансировки регулировать степень прижатия с помощью набора этих пружин. 3 ил.

Роторная машина, содержащая полый цилиндрический корпус с торцевыми крышками, внутри которого установлены две лопасти с роликами и валами, делящие полость корпуса на четыре замкнутых объема, и эксцентрично их оси вращения - механизм синхронизации в виде вала с монолитной крестовиной, причем крепление валов с роликами, контактирующих с направляющими крестовины механизма связи, осуществляется установкой последних на двух опорах в разборных лопастях, одна состоит из двух одинаково спрофилированных дисков с двумя отверстиями в них, расположенными симметрично относительно оси вращения в диаметрально противоположных направлениях, соединенных двумя профилированными вставками, другая состоит из двух аналогичных дисков с четырьмя профилированными накладками, сегментными вырезами для вала, расположенными симметрично относительно оси вращения лопастей, перпендикулярно к диаметру, проходящему через два отверстия, и третьего спрофилированного диска с полой цилиндрической частью, отличающаяся тем, что на концах двух пар валов с роликами в распор установлены симметрично парные прямые проволочные пружины.