УСТРОЙСТВО ОБЪЕМНОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК F01C1/10 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Изобретение относится к объемным роторно-поршневым машинам вытеснительного типа и может быть использовано в насосах, компрессорах, двигателях. В первом варианте устройство содержит статор, ротор, установленный эксцентрично в статоре. Планетарный механизм выполнен из большой шестерни и малой шестерни. Большая шестерня неподвижно установлена в зацеплении снаружи малой шестерни, выполненной с возможностью обкатывания большой шестерни планетарного механизма. Статор связан с большой шестерней, а ротор - с малой шестерней. Приведены уравнения, описывающие контуры ротора и статора. Во втором варианте устройство содержит статор и ротор. Малая шестерня установлена неподвижно, а большая шестерня выполнена с возможностью обкатывания малой шестерни планетарного механизма. Статор связан с малой шестерней, а ротор - с большой шестерней. Приведены уравнения, описывающие контуры ротора и статора. Повышаются КПД и удельные показатели производительности, мощности. 2 н.п. ф-лы, 18 ил.

1. Устройство объемной машины, содержащее статор, ротор, установленный эксцентрично в статоре, планетарный механизм, выполненный из большой шестерни и малой шестерни, при этом большая шестерня неподвижно установлена в зацеплении снаружи малой шестерни, выполненной с возможностью обкатывания большой шестерни планетарного механизма, статор связан с большой шестерней, а ротор - с малой шестерней планетарного механизма, контур для наружной поверхности ротора в его поперечном сечении - огибающая семейства прямых, а порождающая это семейство прямая y_z неподвижно связана с большой шестерней и в системе координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре большой шестерни, задана уравнением

где А - угол наклона прямой y_z к оси O₁X₁, (0≤A≤π);

x₁ - координата текущей точки прямой y_z по O₁X₁;

В - угол наклона отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z, и отсчитываемый от оси O₁X₁, (0≤В≤π и В≠А);

а - длина отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z,

а контур выполнен в соответствии с параметрическим уравнением

где х, у - текущие координаты точек контура по осям X, Y декартовой системы координат OXY, начало которой расположено в центре малой шестерни;

е - величина эксцентриситета;

z - параметр зацепления, z=2, 3...;

α=(z+1)ψ;

ψ - угол поворота большой шестерни относительно малой шестерни, отсчитываемый от оси Х в системе координат OXY, начало которой расположено в центре малой шестерни, служащий параметром, 0≤ψ≤2π;

β=(z-1)ψ-2A,

γ=ψ+A,

а* - параметр формы, определяемый как а*=а/е и удовлетворяющий условию ,

а контур внутренней поверхности статора в его поперечном сечении выполнен из z+1 прямолинейных участков, каждый из которых выполнен соответствующим параметрическому уравнению

x_k=e[(z+1)cosδcosη-a*sin(B-A)sinξ],

y_k=e[(z+1)sinδcosη+a*sin(B-A)cosξ],

где x_k, y_k - текущие координаты точек контура статора по осям X₁, Y₁ декартовой системы координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре большой шестерни;

k=0, 1,..., z - номер прямолинейного участка;

π=3,14,

χ - угол поворота малой шестерни относительно большой шестерни, отсчитываемый от оси X₁ в системе координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре большой шестерни, служащий параметром, для которого

, если ,

, если B-A<0 и

, или если В-А>0 и ,

, если B-A<0 и ,

,

причем смежные прямолинейные участки контура статора сопряжены между собой z+1 криволинейными участками, каждый из которых выполнен в виде дуги, соответствующей либо параметрическому уравнению

где х', у' - текущие координаты точек дуг сопряжения по осям O₁X₁, O₁Y₁;

ϑ - параметр, определенный на отрезке

, если k - четно и В-А<0 или если k - нечетно и В-А>0,

или ϑ - параметр, определенный на отрезке

, если z - четно, k - нечетно и B-A<0 или если z - четно, k - четно и В-А>0,

либо параметрическому уравнению

где ϑ - параметр, определенный на отрезке

, если z - нечетно, k - нечетно и В-А<0

или ϑ - параметр, определенный на отрезке

, если z - нечетно, k - четно и В-А>0.

где А - угол наклона прямой y_z к оси O₁X₁, (0≤A≤π);

x₁ - координата текущей точки прямой y_z no O₁X₁;

В - угол наклона отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z, и отсчитываемый от оси O₁X₁, (0≤В≤π и В≠А);

а - длина отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z,

при этом контур наружной поверхности ротора выполнен в соответствии с параметрическим уравнением

где х, y - текущие координаты точек контура по осям X, Y декартовой системы координат OXY, начало которой расположено в центре большой шестерни,

е - величина эксцентриситета;

z - параметр зацепления, z=2, 3...;

а* - параметр формы, определяемый как а*=а/е и удовлетворяющий условию

α₁=zt;

t - угол поворота малой шестерни относительно большой шестерни, отсчитываемый от оси Х в системе координат OXY, начало которой расположено в центре большой шестерни, служащий параметром, 0≤t≤2π;

β₁=(z+2)t+2A,

γ₁=t+A,

а контур внутренней поверхности статора в его поперечном сечении выполнен из z прямолинейных участков, каждый из которых выполнен соответствующим параметрическому уравнению

x_n=e[zcosδ₁cosη₁-a*sin(B-A)sinξ₁],

y_n=e[zsinδ₁cosη₁+a*sin(B-A)coξ₁],

где x_n, y_n - текущие координаты точек контура статора по осям X₁, Y₁ декартовой системы координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре малой шестерни;

n=0, 1,..., (z-1) - номер прямолинейного участка;

,

π=3,14,

,

ρ - угол поворота большой шестерни относительно малой шестерни, отсчитываемый от оси X₁ в системе координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре малой шестерни, служащий параметром, для которого

, если ,

, если B-A<0 и

, или если В-А>0 и ,

, если B-A<0 и ,

,

причем смежные прямолинейные участки контура статора сопряжены между собой z криволинейными участками, каждый из которых выполнен в виде дуги, соответствующей либо параметрическому уравнению

где х', у' - текущие координаты точек дуг сопряжения по осям O₁X₁, O₁Y₁;

ϑ - параметр, определенный на отрезке

, если k - четно и В - А<0, или если k - нечетно и В-А>0,

или ϑ - параметр, определенный на отрезке

, если z - нечетно, k - нечетно и В - А<0, или z - нечетно, k - четно и В-А>0,

либо параметрическому уравнению

где ϑ - параметр, определенный на отрезке,

, если z - четно, k - нечетно и В - А<0, или

если z - четно, k - четно и В-А>0.