ПЛАСТИНЧАТАЯ МАШИНА Российский патент 2008 года по МПК F01C1/344 F04C2/344 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидромашинах, насосах, компрессорах и двигателях внутреннего сгорания.

Известен пластинчатый насос, содержащий корпус, внутри которого жестко закреплена гильза с окнами всасывания и нагнетания, а во внутренней полости гильзы установлен ротор с радиальными пазами и размещенными в них пластинами, взаимодействующие с замыкателями (патент РФ № 40406 на полезную модель, кл. F04C 2/344, опубл. 10.09.2004).

Недостатками известного пластинчатого насоса являются сложность конструкции, низкая надежность из-за большого количества пар трения, а также низкий кпд перекачки рабочей среды.

Известна пластинчатая машина, содержащая эксцентрично установленный в полости статора ротор, в радиальных пазах которого размещены подвижные пластины, опирающиеся на цилиндрический направляющий элемент, эксцентрично размещенный в расточке ротора (патент РФ № 2011013 на изобретение, кл. F04C 2/344, опубл. 15.04.1994).

Недостатками известной пластинчатой машины являются сложность конструкции, быстрый износ подвижных пластин и низкий кпд перекачки рабочей среды.

Известен насос, состоящий из корпуса, в котором имеется полость с впускным и выпускным отверстиями, ротора, который эксцентрично установлен в полости, лопасти, диаметрально проходящие через ротор и имеющие рабочую посадку относительно стенок полости, разделяя ее на множество рабочих камер, поперечное сечение полости представляет собой совокупность двух дуг окружности различных радиусов, причем каждая из них меньше половины окружности, и двух примыкающих криволинейных секций, которые представляют собой дополняющие участки архимедовой спирали с общими фокусами; концы таких криволинейных секций направлены по касательной к упомянутым дугам окружности в точках пересечения с ними, при этом каждая из лопастей при перемещении по некруговому участку полости, при прохождении через ротор двигается с постоянной скоростью при вращении ротора с постоянной угловой скоростью, причем ротор соответствует дуге окружности меньшего радиуса (патент на изобретение US 2260888 А, 28.10.1941, F04C 2/344). Каждая лопасть насоса установлена в роторе с возможностью ее свободного продольного перемещения относительно оси ротора, а величина ее продольного перемещения ограничена тремя параметрами: размером паза на поверхности лопасти, эксцентриситетом оси ротора относительно оси внутренней полости корпуса и формой поперечного сечения полости корпуса. В известном насосе траекторию движения концов лопастей задает форма поперечного сечения полости корпуса.

Недостатками известного насоса являются сложность конструкции, быстрый износ подвижных лопастей и низкий кпд перекачки рабочей среды.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и поставленной задаче является ротационная машина, состоящая из статора и ротора, причем статор представляет собой цилиндрический корпус, внутренняя поверхность которого образована таким образом, что имеет в сечении форму кардиоиды, за исключением участка стенки, имеющего продольную дуговую выемку; ротор содержит цилиндрический шатун и лопасть, при этом шатун установлен с возможностью вращения в корпусе так, что его часть заходит в выемку; шатун имеет продольную диаметральную прорезь, в которую установлена лопасть, передвигающаяся в ней в поперечном направлении и имеющая такую длину, что ее край при вращении соприкасается с внутренней поверхностью корпуса; корпус имеет отверстия для впуска и выпуска жидкости, ширина каждого из которых равна толщине лопасти и которые расположены по обе стороны выемки, при этом имеются приспособления для контроля движения лопасти, независящие от шатуна и позволяющие краю лопасти пройти по внутренней поверхности корпуса (патент US 2373656 А на изобретение, 17.04.1945, F04C 2/344 - прототип).

Недостатками известной ротационной машины являются:

- низкий КПД перекачки рабочей среды;

- узкая область применения из-за кардиоидной формы сечения внутренней поверхности корпуса и ширины впускного и выпускного отверстий, ограниченных толщиной рабочей лопасти.

Технической задачей изобретения является создание новой конструкции пластинчатой машины, обладающей высоким кпд перекачки рабочей среды и широкой областью применения.

Техническая задача решается в конструкции пластинчатой машины, содержащей корпус с впускным и выпускным каналами, в полости которого установлен ротор, выполненный в виде торцевой планшайбы, на противоположном планшайбе торце корпуса эксцентрично установлен с возможностью вращения направляющий цилиндр с торцевым диаметральным пазом, выполненным сквозным со стороны планшайбы, рабочую пластину, установленную на планшайбе с возможностью свободного вращения и перемещения в пазу направляющего цилиндра при ее вращении, при этом эксцентриситет оси вращения рабочей пластины равен эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра, в которой, согласно изобретению, рабочих пластин и пазов выполнено несколько, профиль полости корпуса имеет цилиндрическую форму или форму лекальной поверхности, диаметр направляющего цилиндра составляет D>4е-L, где е - эксцентриситет оси направляющего цилиндра при длине рабочей пластины

где N - число рабочих пластин.

В такой пластинчатой машине планшайба может быть установлена соосно относительно оси полости корпуса.

В такой пластинчатой машине планшайба может быть установлена эксцентрично относительно оси полости корпуса.

Выполнение нескольких рабочих пластин и пазов на направляющем цилиндре при диаметре направляющего цилиндра D>4е-L, длине рабочей пластины

обеспечивает заявляемой пластинчатой машине высокий кпд перекачки рабочей среды.

Выполнение профиля полости корпуса цилиндрической формы или формы лекальной поверхности, а также возможная установка планшайбы соосно или эксцентрично относительно оси полости корпуса обеспечивают заявляемой пластинчатой машине широкую область применения. Заявляемая пластинчатая машина в зависимости от выбранной формы полости корпуса и установки планшайбы относительно оси полости корпуса может быть использована в гидромашинах, насосах для перекачки различных рабочих сред, воздушных компрессорах и двигателях внутреннего сгорания.

Указанные выше преимущества выгодно отличают заявляемое изобретение от прототипа.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 показан общий вид пластинчатой машины в поперечном разрезе.

На фиг.2 показан общий вид пластинчатой машины в продольном разрезе.

Пластинчатая машина содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 каналами, в полости 4 которого установлен ротор, выполненный в виде торцевой планшайбы 5, на противоположном планшайбе 5 торце корпуса 1 эксцентрично установлен с возможностью вращения направляющий цилиндр 7 с торцевым диаметральным пазом 8, выполненным сквозным со стороны планшайбы 5, рабочую пластину 6, установленную на планшайбе 5 с возможностью свободного вращения и перемещения в пазу 8 направляющего цилиндра 7 при ее вращении, при этом эксцентриситет оси вращения рабочей пластины 6 равен эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра 7, причем рабочих пластин 6 и пазов 8 выполнено несколько, профиль полости 4 корпуса 1 имеет цилиндрическую форму или форму лекальной поверхности, диаметр направляющего цилиндра 7 составляет D>4е-L при длине рабочей пластины

В такой пластинчатой машине планшайба 5 может быть установлена соосно относительно оси полости 4 корпуса 1.

В такой пластинчатой машине планшайба 5 может быть установлена эксцентрично относительно оси полости 4 корпуса 1.

Пластинчатая машина работает следующим образом.

При вращении планшайбы 5 рабочие пластины 6, перемещаясь в торцевых диаметральных пазах 8 направляющего цилиндра 7, совершают вращательное движение в полости 4 корпуса 1. При этом в области впускного канала 2 образуется разрежение и рабочая среда, поступая через впускной канал 2, захватывается рабочими пластинами 6 и под избыточным давлением перемещается по полости 4 корпуса 1 к выпускному каналу 3.

При поступательном движении рабочих пластин 6 в пазах 8 направляющего цилиндра 7 максимальное приближение их концов друг к другу происходит в положении, когда центры двух рабочих пластин 6, ближайших к центру вращения направляющего цилиндра 7, равноудалены от этого центра. В любом другом положении расстояние между концами рабочих пластин 6 будет большим.

Для исключения пересечения концов рабочих пластин 6 в пазах направляющего цилиндра их длина должна соответствовать следующему соотношению:

При этом диаметр направляющего цилиндра 7 должен соответствовать соотношению D>4е-L. Если данное соотношение будет нарушено, то конец рабочей пластины 6, наиболее удаленной от направляющего цилиндра 7, не будет находиться в соприкосновении с соответствующим пазом 8 направляющего цилиндра 7 и заявляемое устройство не будет работать.

Полученные экспериментальным путем вышеуказанные соотношения обеспечивают заявляемой пластинчатой машине высокий кпд перекачки рабочей среды.

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании новой пластинчатой машины, обладающей простой конструкцией, высоким кпд перекачки рабочей среды и широкой областью применения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидромашинах, насосах, компрессорах и двигателях внутреннего сгорания. Пластинчатая машина содержит корпус с впускным и выпускным каналами, в полости которого установлен ротор, выполненный в виде торцевой планшайбы, на противоположном планшайбе торце корпуса эксцентрично установлен с возможностью вращения направляющий цилиндр с торцевым диаметральным пазом, выполненным сквозным со стороны планшайбы, рабочую пластину, установленную на планшайбе с возможностью свободного вращения и перемещения в пазу направляющего цилиндра при ее вращении. Эксцентриситет оси вращения рабочей пластины равен эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра. Рабочих пластин и пазов выполнено несколько. Профиль полости корпуса имеет цилиндрическую форму или форму лекальной поверхности. Введено неравенство диаметра направляющего цилиндра от эксцентриситета оси направляющего цилиндра и длины рабочей пластины. Данная конструкция пластинчатой машины обладает высоким кпд перекачки рабочей среды и широкой областью применения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пластинчатая машина, содержащая корпус с впускным и выпускным каналами, в полости которого установлен ротор, выполненный в виде торцевой планшайбы, на противоположном планшайбе торце корпуса эксцентрично установлен с возможностью вращения направляющий цилиндр с торцевым диаметральным пазом, выполненным сквозным со стороны планшайбы, рабочую пластину, установленную на планшайбе с возможностью свободного вращения и перемещения в пазу направляющего цилиндра при ее вращении, при этом эксцентриситет оси вращения рабочей пластины равен эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра, отличающаяся тем, что рабочих пластин и пазов выполнено несколько, профиль полости корпуса имеет цилиндрическую форму или форму лекальной поверхности, диаметр направляющего цилиндра составляет D>4e-L, где е - эксцентриситет оси направляющего цилиндра при длине рабочей пластины , где N - число рабочих пластин.2. Пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что планшайба установлена соосно относительно оси полости корпуса.3. Пластинчатая машина по п.1, отличающаяся тем, что планшайба установлена эксцентрично относительно оси полости корпуса.