ОБЪЕМНАЯ РОТОРНАЯ МАШИНА Российский патент 2009 года по МПК F01C9/00 F01C1/356 

Область техники

Изобретение может быть использовано в машиностроении в качестве компрессора, насоса или двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

Широко известны двигатели внутреннего сгорания, используемые в судостроении, содержащие корпус, размещенные в цилиндрах поршни, связанные шатунами с кривошипами коленчатого вала [1] (Кане А.Б. «Судовые двигатели внутреннего сгорания». Учебник. Ленинград «Судостроение», 1982 г.). К недостаткам двигателей внутреннего сгорания относятся сложность изготовления коленчатого вала, трение поршней в цилиндрах и вибрация от неуравновешенных сил инерции движущихся масс.

Известен роторно-поршневой двигатель, который содержит корпус, крышку, расположенный в корпусе ротор с радиальными пазами, в которых установлены пластины. Внутреннее пространство двигателя образовано поверхностями двух полусфер, входящих одна в другую, имеющих общий центр, но разные радиусы, и диаметральной плоскостью, проходящей через центр полусфер [2] (RU №2171896 C1, F01C 1/344, 2001 г.). К недостаткам указанной машины относятся сложность компоновки при изготовлении и значительное количество взаимодействующих трением частей, что снижает ее надежность и производительность.

Известна объемная роторная машина, содержащая статор, внутренняя поверхность которого выполнена в виде тела вращения с плоскостью симметрии, перпендикулярной оси вращения, вал с жестко закрепленным наклонным дисковым ротором, разделительные пластины, расположенные параллельно валу по обе стороны на равном удалении от него в пазах статора, с возможностью совершения каждой пластиной колебательных и качающихся движений, и рабочие камеры переменного объема с входящими и выходящими каналами [3] (FR 639381 A, 20.06.1928, F04C 2/356). К недостаткам указанной машины относятся низкие надежность и производительность из-за недостаточного прилегания пластин к плоскостям дискового ротора.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является повышение надежности и производительности объемной роторной машины с упрощением ее конструкции и сокращением количества взаимодействующих трением частей. Технический результат достигается тем, что внутренняя поверхность статора объемной роторной машины выполнена в виде тела вращения с плоскостью симметрии, перпендикулярной оси вращения (от цилиндра до сферы с усеченными торцами). В сечение корпуса, соосно ему, входит вал, в равноудаленной части которого жестко закреплен наклонный дисковый ротор в виде тела, образованного двумя наклонными к оси вала параллельными между собой плоскостями. Параллельно валу по обе стороны и на равном удалении от него расположены четыре полукруглые разделительные пластины, установленные в пазах статора, с возможностью каждой пластины совершать колебательные и качающиеся движения вокруг центра, совпадающего с центром образующей полуокружность пластины и лежащего на линии взаимодействия пластины и наклонной плоскости ротора при его вращении. Пары разделительных пластин, лежащие в одной плоскости и охватывающие наклонный дисковый ротор, связаны между собой стягивающими элементами (пружинами), обеспечивающими плотное прилегание в скользящем контакте пластин с плоскостями дискового ротора. Наличие четырех разделительных пластин создает четыре рабочие камеры переменного объема, образованные плоскостями наклонного дискового ротора, разделительными пластинами и внутренней поверхностью статора. В торцах статора между параллельными разделительными пластинами по обе стороны от вала выполнены упоры разделительных пластин, при этом в пазах статора, на упорах и в роторе выполнены маслопроводящие каналы, а ротор в местах скользящего контакта со статором и пазы статора оснащены уплотнителями и маслосъемными кольцами. Каждая камера переменного объема со стороны торца статора оснащена входящим и выходящим каналом, а в варианте двигателя внутреннего сгорания - свечой зажигания. Упоры разделительных пластин и части статора между пазами выполнены вставными.

Перечень чертежей

На фиг.1 изображена предлагаемая объемная роторная машина, поперечный разрез А-А на фиг.2;

на фиг.2 - продольный разрез Б-Б на фиг.1;

на фиг.3 - поперечный разрез В-В на фиг.4 (после поворота ротора на 90°);

на фиг.4 - продольный разрез Г-Г на фиг.3.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Объемная роторная машина содержит статор 1, размещенные в нем вал 2 с наклонным дисковым ротором 3 и разделительные пластины 4, установленные в пазах 5 статора 1. Пары разделительных пластин 4, лежащие в одной плоскости и охватывающие наклонный дисковый ротор 3, связаны между собой стягивающими элементами 6. В торцах статора 1 между параллельными разделительными пластинами 4 по обе стороны от вала 2 выполнены упоры 7 разделительных пластин 4.

Объемная роторная машина работает следующим образом.

При вращении вала 2 жестко закрепленный на нем наклонный дисковый ротор 3 взаимодействует скользящим контактом с разделительными пластинами 4, установленными в пазах 5 статора 1, поворачивает их вокруг центра, совпадающего с центром образующей полуокружность каждой пластины 4, а также перемещает параллельно оси вала 2 одну пару пластин 4, связанных между собой стягивающими элементами 6, вниз, а другую пару - вверх, поочередно изменяя объем каждой рабочей камеры, образованной плоскостью наклонного дискового ротора 3, разделительной пластиной 4 и внутренней поверхностью статора 1.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение надежности и производительности объемной роторной машины с упрощением ее конструкции и сокращением количества взаимодействующих трением частей.

Изобретение относится к насосам, компрессорам и преимущественно четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. Объемная роторная машина содержит статор, вал с жестко закрепленным наклонным дисковым ротором, разделительные пластины и рабочие камеры переменного объема с входящими и выходящими каналами. Ротор образован двумя наклонными к оси вала параллельными между собой плоскостями. Четыре полукруглые разделительные пластины совершают колебательные и качающиеся движения вокруг центра, совпадающего с центром образующей полуокружность пластины и лежащего на линии взаимодействия пластины и наклонной плоскости ротора при его вращении. Пары пластин, лежащие в одной плоскости и охватывающие ротор, связаны между собой стягивающими элементами, обеспечивающими прилегание в скользящем контакте пластин с плоскостями ротора. Наличие четырех пластин создает четыре рабочие камеры переменного объема, образованные плоскостями ротора, пластинами и внутренней поверхностью статора. Входящие и выходящие каналы рабочих камер выполнены со стороны торца статора. В торцах статора между параллельными пластинами по обе стороны от вала выполнены упоры пластин. В пазах статора, на упорах и в роторе выполнены маслопроводящие каналы. Ротор в местах скользящего контакта со статором и пазы статора оснащены уплотнителями и маслосъемными кольцами. Обеспечивается упрощение конструкции компоновки при изготовлении и сокращение количества взаимодействующих трением частей, что позволяет повысить ее надежность и долговечность. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Объемная роторная машина, содержащая статор, внутренняя поверхность которого выполнена в виде тела вращения с плоскостью симметрии, перпендикулярной оси вращения, вал с жестко закрепленным наклонным дисковым ротором, разделительные пластины, расположенные параллельно валу по обе стороны на равном удалении от него в пазах статора с возможностью совершения каждой пластиной колебательных и качающихся движений, и рабочие камеры переменного объема с входящими и выходящими каналами, отличающаяся тем, что наклонный дисковый ротор образован двумя наклонными к оси вала параллельными между собой плоскостями, четыре полукруглые разделительные пластины совершают колебательные и качающиеся движения вокруг центра, совпадающего с центром образующей полуокружность пластины и лежащего на линии взаимодействия пластины и наклонной плоскости ротора при его вращении, пары разделительных пластин, лежащие в одной плоскости и охватывающие наклонный дисковый ротор, связаны между собой стягивающими элементами, например пружинами, обеспечивающими прилегание в скользящем контакте пластин с плоскостями дискового ротора, при этом наличие четырех разделительных пластин создает четыре рабочие камеры переменного объема, образованные плоскостями наклонного дискового ротора, разделительными пластинами и внутренней поверхностью статора, а входящие и выходящие каналы рабочих камер выполнены со стороны торца статора, причем в торцах статора между параллельными разделительными пластинами по обе стороны от вала выполнены упоры разделительных пластин, в пазах статора, на упорах и в роторе выполнены маслопроводящие каналы, а ротор в местах скользящего контакта со статором и пазы статора оснащены уплотнителями и маслосъемными кольцами.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что упоры разделительных пластин и части статора между пазами выполнены вставными.