ДИАМЕТРАЛЬНАЯ ОБЪЕМНАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК F04C2/344 F04C18/344 F01C1/344 

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

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, взаимодействующими 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,

Известна 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, не зависящие от шатуна и позволяющие краю лопасти пройти по внутренней поверхности корпуса (патент US 2373656 А на изобретение, 17.04.1945, F04C 2/344).

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.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и поставленной задаче является пластинчатая машина, содержащая корпус с впускным и выпускным каналами, в цилиндрической полости которого эксцентрично установлен ротор, выполненный в виде торцевой планшайбы, на противоположном планшайбе торце корпуса установлен с возможностью вращения направляющий цилиндр с торцевыми диаметральными каналами, выполненными открытыми со стороны планшайбы, рабочие элементы, установленные на планшайбе с возможностью перемещения в каналах направляющего цилиндра при ее вращении (патент РФ №2317417 на изобретение, кл. F01C 1/344, F04C 2/344, опубл. 20.02.2008 - прототип).

Недостатками известной пластинчатой машины являются:

- низкий КПД перекачки рабочей среды при высоких давлениях;

- узкая область применения из-за невозможности перекачки рабочей среды при высоких давлениях.

Технической задачей изобретения является создание новой конструкции диаметральной объемной машины, обладающей высоким КПД перекачки рабочей среды при высоких давлениях и широкой областью применения.

Поставленная техническая задача решается в первом варианте диаметральной объемной машины, содержащей корпус с впускным и выпускным каналами, размещенные внутри цилиндрической полости корпуса ротор, выполненный в виде торцевой цилиндрической планшайбы, направляющий цилиндр, установленный с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси планшайбы и имеющий на торцевой поверхности со стороны планшайбы открытые диаметральные каналы с торцевыми отверстиями, и рабочие элементы, установленные на планшайбе с возможностью перемещения в каналах направляющего цилиндра при ее вращении, согласно изобретению, в полости корпуса в зоне впускного и выпускного каналов выполнены не соединенные друг с другом впускная и выпускная полости, направляющий цилиндр выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и имеет в каждом диаметральном канале торцевые отверстия, соответствующие поперечному сечению диаметрального канала направляющего цилиндра, или торцевые стенки с отверстиями, при этом торцевые поверхности полости корпуса, планшайбы и направляющего цилиндра находятся в соприкосновении и образуют в каналах направляющего цилиндра рабочие камеры с торцевыми отверстиями для впуска и выпуска рабочей среды, при этом рабочие элементы закреплены на планшайбе и выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, при этом рабочий элемент имеет скользящую посадку в канале направляющего цилиндра, а длина хода рабочего элемента ограничена длиной соответствующего канала направляющего цилиндра, причем радиус положения пальца на планшайбе находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения планшайбы и направляющего цилиндра V_пш=2V_рц, где L - длина хода рабочего элемента в направляющем цилиндре, R - радиус положения пальца на планшайбе, равный эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра относительно оси вращения планшайбы, V_пш - скорость вращения планшайбы, V_рц - скорость вращения направляющего цилиндра.

В такой диаметральной объемной машине по первому варианту предпочтительно:

- пальцы рабочих элементов жестко закреплены на планшайбе;

- пальцы рабочих элементов закреплены на планшайбе с возможностью вращения;

- рабочие элементы и каналы направляющего цилиндра имеют сопряженную форму в поперечном сечении;

- рабочий элемент имеет круглую, или квадратную, или треугольную форму в поперечном сечении.

Так как в заявляемой диаметральной объемной машине по первому варианту имеет место альтернативное выполнение ее отдельных деталей, в частности, с одной стороны направляющий цилиндр выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и имеет в каждом диаметральном канале торцевые отверстия, соответствующие поперечному сечению диаметрального канала направляющего цилиндра, или торцевые стенки с отверстиями, а с другой стороны рабочие элементы закреплены на планшайбе и выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, следует отметить, что любое сочетание альтернативных элементов машины обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Выполнение направляющего цилиндра с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и наличие в каждом диаметральном канале торцевых отверстий, соответствующих поперечному сечению диаметрального канала направляющего цилиндра, и выполнение рабочих элементов, закрепленных на планшайбе, в виде пальца обеспечивает применение заявляемого изобретения в гидромашинах и насосах при перекачке вязких рабочих сред без механических включений, например масла, мазуты.

Выполнение направляющего цилиндра с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и наличие в каждом диаметральном канале торцевых отверстий, соответствующих поперечному сечению диаметрального канала направляющего цилиндра, и выполнение рабочих элементов, закрепленных на планшайбе, в виде втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, обеспечивает применение заявляемого изобретения в гидромашинах и насосах при перекачке вязких рабочих сред с механическими включениями, например пасты, гели.

Выполнение направляющего цилиндра с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и наличие в каждом диаметральном канале торцевых отверстий, соответствующих поперечному сечению диаметрального канала направляющего цилиндра, и выполнение рабочих элементов, закрепленных на планшайбе, в виде плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, обеспечивает применение заявляемого изобретения в гидромашинах и насосах при перекачке под высоким давлением вязких рабочих сред без механических включений, например масла.

Выполнение направляющего цилиндра с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и торцевыми стенками с отверстиями и выполнение рабочих элементов, закрепленных на планшайбе, в виде пальца обеспечивает применение заявляемого изобретения в компрессорах, гидромашинах и насосах при перекачке невязких рабочих сред без механических включений, например газы, вода.

Выполнение направляющего цилиндра с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и торцевыми стенками с отверстиями и выполнение рабочих элементов, закрепленных на планшайбе, в виде втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, обеспечивает применение заявляемого изобретения в компрессорах, гидромашинах и насосах при перекачке невязких рабочих сред с механическими включениями, например дымы, водные смеси.

Выполнение направляющего цилиндра с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и торцевыми стенками с отверстиями и выполнение рабочих элементов, закрепленных на планшайбе, в виде плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, обеспечивает применение заявляемого изобретения в компрессорах, гидромашинах и насосах при перекачке под высоким давлением невязких рабочих сред без механических включений, например газы, вода.

Поставленная техническая задача решается во втором варианте диаметральной объемной машины, содержащей корпус с впускным и выпускным каналами, размещенные внутри цилиндрической полости корпуса ротор, выполненный в виде ведущей торцевой цилиндрической планшайбы, направляющий цилиндр, установленный с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси ведущей планшайбы и имеющий со стороны ведущей планшайбы диаметральные каналы с торцевыми отверстиями, и рабочие элементы, установленные на ведущей планшайбе с возможностью перемещения в каналах направляющего цилиндра при ее вращении, согласно изобретению, в полости корпуса в зоне впускного и выпускного каналов выполнены не соединенные друг с другом впускная и выпускная полости, направляющий цилиндр выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, а диаметральные каналы направляющего цилиндра выполнены сквозными относительно оси вращения направляющего цилиндра и имеют торцевые стенки с отверстиями, при этом с другой противоположной ведущей планшайбе стороны направляющего цилиндра с равным эксцентриситетом установлена в корпусе с возможностью вращения опорная планшайба, на торцевой поверхности которой закреплены концы пальцев рабочих элементов, при этом торцевые поверхности полости корпуса и торцевые поверхности ведущей и опорной планшайб находятся в соприкосновении с соответствующими торцевыми поверхностями направляющего цилиндра, образуя в каналах направляющего цилиндра рабочие камеры с отверстиями для впуска и выпуска рабочей среды, расположенными во всех торцевых стенках каналов направляющего цилиндра, при этом рабочие элементы, закрепленные на ведущей и опорной планшайбах, выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, при этом рабочий элемент имеет скользящую посадку в канале направляющего цилиндра, а длина хода рабочего элемента ограничена длиной соответствующего канала направляющего цилиндра, причем радиус положения пальца на ведущей и опорной планшайбах находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения ведущей и опорной планшайб и направляющего цилиндра V_пш=2V_рц, где L - длина хода рабочего элемента, R - радиус положения пальца на ведущей и опорной планшайбах, равный эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра относительно оси вращения ведущей и опорной планшайб, V_пш - скорость вращения ведущей и опорной планшайб, V_рц - скорость вращения направляющего цилиндра.

В такой диаметральной объемной машине по второму варианту предпочтительно:

- направляющий цилиндр установлен в корпусе на подшипнике скольжения;

- пальцы рабочих элементов жестко закреплены на ведущей планшайбе;

- пальцы рабочих элементов закреплены на ведущей планшайбе с возможностью вращения;

- рабочие элементы и каналы направляющего цилиндра имеют сопряженную форму в поперечном сечении;

- рабочий элемент имеет круглую, или квадратную, или треугольную форму в поперечном сечении;

- пальцы рабочих элементов жестко закреплены на опорной планшайбе;

- пальцы рабочих элементов закреплены на опорной планшайбе с возможностью вращения.

В связи с тем, что в заявляемой диаметральной объемной машине по второму варианту имеет место альтернативное выполнение ее отдельных деталей, в частности, рабочие элементы, закрепленные на ведущей и опорной планшайбах, выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, следует отметить, что любое альтернативное исполнение элементов обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Выполнение рабочих элементов, закрепленных на ведущей и опорной планшайбах, в виде пальца обеспечивает применение заявляемого изобретения в компрессорах, гидромашинах и насосах при перекачке под высоким давлением вязких рабочих сред без механических включений, например масла, мазуты.

Выполнение рабочих элементов, закрепленных на ведущей и опорной планшайбах, в виде втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, обеспечивает применение заявляемого изобретения в компрессорах, гидромашинах и насосах при перекачке под высоким давлением вязких или невязких рабочих сред с механическими включениями, например масла, мазуты, вода, воздух, газы.

Выполнение рабочих элементов, закрепленных на ведущей и опорной планшайбах, в виде плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, обеспечивает применение заявляемого изобретения в компрессорах, гидромашинах и насосах при перекачке под высоким давлением вязких рабочих сред без механических включений, например масла, мазуты, вода, воздух, газы.

Перечисленные альтернативные выполнения отдельных деталей заявляемой диаметральной объемной машины по обоим вариантам обеспечивают достижение технического результата в различных агрегатах (компрессоры, насосы, гидромашины) при перекачке под разным высоким давлением различных рабочих сред, в том числе имеющих механические включения.

В заявляемой диаметральной объемной машине по первому варианту радиус положения пальца на планшайбе находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения планшайбы и направляющего цилиндра V_пш=2V_рц, по второму варианту радиус положения пальца на ведущей и опорной планшайбах находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения ведущей и опорной планшайб и направляющего цилиндра V_пш=2V_рц.

Приведенные соотношения для обоих вариантов диаметральной объемной машины были получены эмпирическим путем при изготовлении опытных образцов машин и варьировании размеров указанных деталей и их взаимоположения при различных скоростях вращения.

Варианты заявляемого изобретения иллюстрируется чертежами: на фиг.1 показан продольный разрез первого варианта диаметральной объемной машины с рабочим элементом в виде цилиндрического плунжера; на фиг.2 - поперечный разрез первого варианта диаметральной объемной машины с рабочим элементом в виде цилиндрического плунжера; на фиг.3 - продольный разрез второго варианта диаметральной объемной машины с рабочим элементом в виде втулки; на фиг.4 - поперечный разрез второго варианта диаметральной объемной машины с рабочим элементом в виде втулки; на фиг.5 - схематическое изображение взаимодействия движущихся элементов диаметральной объемной машины.

Диаметральная объемная машина по первому варианту содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 каналами, размещенные внутри цилиндрической полости 4 корпуса 1 ротор, выполненный в виде торцевой цилиндрической планшайбы 5, направляющий цилиндр 6, установленный с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси планшайбы 5 и имеющий на торцевой поверхности со стороны планшайбы 5 открытые диаметральные каналы 7 с торцевыми отверстиями 8, и рабочие элементы 9, установленные на планшайбе 5 с возможностью перемещения в каналах 7 направляющего цилиндра 6 при ее вращении, при этом в полости 4 корпуса 1 в зоне впускного 2 и выпускного 3 каналов выполнены не соединенные друг с другом впускная 10 и выпускная 11 полости, направляющий цилиндр 6 выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости 4 корпуса 1, и имеет в каждом диаметральном канале 7 торцевые отверстия, соответствующие поперечному сечению диаметрального канала 7 направляющего цилиндра 6, или торцевые стенки 12 с отверстиями, при этом торцевые поверхности полости 4 корпуса 1, планшайбы 5 и направляющего цилиндра 6 находятся в соприкосновении и образуют в каналах 7 направляющего цилиндра 6 рабочие камеры с торцевыми отверстиями для впуска и выпуска рабочей среды, при этом рабочие элементы 9 закреплены на планшайбе 5 и выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, при этом рабочий элемент 9 имеет скользящую посадку в канале 7 направляющего цилиндра 6, а длина хода рабочего элемента 9 ограничена длиной соответствующего канала 7 направляющего цилиндра 6, причем радиус положения пальца на планшайбе 5 находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения планшайбы 5 и направляющего цилиндра 6 V_пш=2V_рц, где L - длина хода рабочего элемента 9 в направляющем цилиндре 6, R - радиус положения пальца на планшайбе 5, равный эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра 6 относительно оси вращения планшайбы 5, V_пш - скорость вращения планшайбы 5, V_рц - скорость вращения направляющего цилиндра 6.

В такой диаметральной объемной машине предпочтительно:

- пальцы рабочих элементов 9 жестко закреплены на планшайбе 5;

- пальцы рабочих элементов 9 закреплены на планшайбе 5 с возможностью вращения;

- рабочие элементы 9 и каналы 7 направляющего цилиндра 6 имеют сопряженную форму в поперечном сечении;

- рабочий элемент 9 имеет круглую, или квадратную, или треугольную форму в поперечном сечении.

Диаметральная объемная машина по второму варианту содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 каналами, размещенные внутри цилиндрической полости 4 корпуса 1 ротор, выполненный в виде ведущей торцевой цилиндрической планшайбы 5, направляющий цилиндр 6, установленный с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси ведущей планшайбы 5 и имеющий со стороны ведущей планшайбы 5 диаметральные каналы 7 с торцевыми отверстиями 8, и рабочие элементы 9, установленные на ведущей планшайбе 5 с возможностью перемещения в каналах 7 направляющего цилиндра 6 при ее вращении, при этом, в полости 4 корпуса 1 в зоне впускного 2 и выпускного 3 каналов выполнены не соединенные друг с другом впускная 10 и выпускная 11 полости, направляющий цилиндр 6 выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости 4 корпуса 1, а диаметральные каналы 7 направляющего цилиндра 6 выполнены сквозными относительно оси вращения направляющего цилиндра 6 и имеют торцевые стенки 12 с отверстиями, при этом с другой противоположной ведущей планшайбе 5 стороны направляющего цилиндра 6 с равным эксцентриситетом установлена в корпусе 1 с возможностью вращения опорная планшайба 13, на торцевой поверхности которой закреплены концы пальцев рабочих элементов 9, при этом торцевые поверхности полости 4 корпуса 1 и торцевые поверхности ведущей 5 и опорной 13 планшайб находятся в соприкосновении с соответствующими торцевыми поверхностями направляющего цилиндра 6, образуя в каналах 7 направляющего цилиндра 6 рабочие камеры с отверстиями для впуска и выпуска рабочей среды, расположенными во всех торцевых стенках каналов 7 направляющего цилиндра 6, при этом рабочие элементы 9, закрепленные на ведущей 5 и опорной 13 планшайбах, выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, при этом рабочий элемент 9 имеет скользящую посадку в канале 7 направляющего цилиндра 6, а длина хода рабочего элемента 9 ограничена длиной соответствующего канала 7 направляющего цилиндра 6, причем радиус положения пальца на ведущей 5 и опорной 13 планшайбах находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения ведущей 5, опорной 13 планшайб и направляющего цилиндра 6 V_пш=2V_рц, где L - длина хода рабочего элемента 9, R - радиус положения пальца на ведущей 5, опорной 13 планшайбах, равный эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра 6 относительно оси вращения ведущей 5, опорной 13 планшайб, V_пш - скорость вращения ведущей 5 и опорной 13 планшайб, V_рц - скорость вращения направляющего цилиндра 6.

В такой диаметральной объемной машине предпочтительно:

- направляющий цилиндр 6 установлен в корпусе на подшипнике скольжения;

- пальцы рабочих элементов 9 жестко закреплены на ведущей планшайбе 5;

- пальцы рабочих элементов 9 закреплены на ведущей планшайбе 5 с возможностью вращения;

- рабочие элементы 9 и каналы 7 направляющего цилиндра 6 имеют сопряженную форму в поперечном сечении;

- рабочий элемент 9 имеет круглую, или квадратную, или треугольную форму в поперечном сечении;

- пальцы рабочих элементов жестко закреплены на опорной планшайбе 13;

- пальцы рабочих элементов 9 закреплены на опорной планшайбе 13 с возможностью вращения.

Диаметральная объемная машина по первому варианту работает следующим образом.

При вращении ротора 5, выполненного в виде торцевой цилиндрической планшайбы, рабочие элементы 9, перемещаясь по соответствующим диаметральным каналам 7 направляющего цилиндра 6, вращают направляющий цилиндр 6 со скоростью вращения, в два раза меньшей скорости вращения планшайбы 5 (фиг.5). При этом радиус положения пальца на планшайбе 5 равен эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра 6 относительно оси вращения планшайбы 5. В рабочей камере, образованной торцевыми поверхностями полости 4 корпуса 1, планшайбы 5 и направляющего цилиндра 6, создается разряжение со стороны впускного отверстия, совпавшего с впускной полостью 10 впускного канала 2 корпуса 1, и рабочая среда поступает в рабочую камеру. Процесс всасывания рабочей среды в рабочую камеру заканчивается, когда направляющий цилиндр 6, поворачиваясь, перекрывает торцевое отверстие рабочей камеры боковой поверхностью полости 4 корпуса 1, а рабочий элемент 9 перемещается в зону пересечения рабочих камер (центр оси вращения направляющего цилиндра), где рабочие камеры соединены между собой. При этом в начальной стадии процесса работы машины происходит постепенное заполнение рабочих камер. При дальнейшем вращении направляющего цилиндра 6 и совпадении противоположного торцевого отверстия рабочей камеры с выпускной полостью 11 рабочий элемент 9 перемещается в противоположную сторону рабочей камеры и происходит перемещение рабочей среды в выпускную полость 12 с ее последующим поступлением в выпускной канал 3 корпуса 1. Затем рабочий элемент 9 достигает «мертвой» точки, когда рабочий элемент 9 меняет направление поступательного движения по диаметральному каналу 7 направляющего цилиндра 6, и процесс повторяется. Аналогичные перемещения происходят поочередно со всеми рабочими элементами 9 в соответствующих диаметральных каналах 7 направляющего цилиндра 6.

В отличие от первого варианта диаметральная объемная машина по второму варианту содержит дополнительную опорную планшайбу 13, на которой крепятся концы рабочих элементов 9. При этом создается дополнительная опора для рабочих элементов 9, что позволяет производить перекачку рабочей среды при более высоких давлениях. Рабочие камеры образуются в отличие от первого варианта торцевыми поверхностями полости 4 корпуса 1 и торцевыми поверхностями направляющего цилиндра 6, ведущей 5 и опорной 13 планшайб.

Полученные экспериментальным путем вышеуказанные соотношения обеспечивают заявляемой пластинчатой машине высокий КПД перекачки рабочей среды при высоких давлениях.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидромашинах, насосах, компрессорах и двигателях внутреннего сгорания. Диаметральная объемная машина содержит корпус 1, размещенные внутри его цилиндрической полости 4 ротор, выполненный в виде торцевой цилиндрической планшайбы, направляющий цилиндр 6, установленный с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси планшайбы и имеющий на торцевой поверхности со стороны планшайбы открытые диаметральные каналы 7 с торцевыми отверстиями 8, и рабочие элементы 9, установленные на планшайбе с возможностью перемещения в каналах 7 при ее вращении. В полости 4 в зоне впускного 2 и выпускного 3 каналов выполнены не соединенные друг с другом впускная 10 и выпускная 11 полости, цилиндр 6 выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости 4, и имеет в каждом канале 7 торцевые отверстия, соответствующие поперечному сечению канала 7, или торцевые стенки 12 с отверстиями. Торцевые поверхности полости 4 корпуса 1, планшайбы и цилиндра 6 находятся в соприкосновении и образуют в каналах 7 рабочие камеры с торцевыми отверстиями для впуска и выпуска рабочей среды. Элементы 9 закреплены на планшайбе 5 и выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси. Элемент 9 имеет скользящую посадку в канале 7. Длина хода элемента 9 ограничена длиной соответствующего канала 7. Изобретение направлено на создание диаметральной объемной машины, обладающей высоким КПД перекачки рабочей среды при высоких давлениях и широкой областью применения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Диаметральная объемная машина, содержащая корпус с впускным и выпускным каналами, размещенные внутри цилиндрической полости корпуса ротор, выполненный в виде торцевой цилиндрической планшайбы, направляющий цилиндр, установленный с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси планшайбы и имеющий на торцевой поверхности со стороны планшайбы открытые диаметральные каналы с торцевыми отверстиями, и рабочие элементы, установленные на планшайбе с возможностью перемещения в каналах направляющего цилиндра при ее вращении, отличающаяся тем, что в полости корпуса в зоне впускного и выпускного каналов выполнены не соединенные друг с другом впускная и выпускная полости, направляющий цилиндр выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, и имеет в каждом диаметральном канале торцевые отверстия, соответствующие поперечному сечению диаметрального канала направляющего цилиндра, или торцевые стенки с отверстиями, при этом торцевые поверхности полости корпуса, планшайбы и направляющего цилиндра находятся в соприкосновении и образуют в каналах направляющего цилиндра рабочие камеры с торцевыми отверстиями для впуска и выпуска рабочей среды, при этом рабочие элементы закреплены на планшайбе и выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, при этом рабочий элемент имеет скользящую посадку в канале направляющего цилиндра, а длина хода рабочего элемента ограничена длиной соответствующего канала направляющего цилиндра, причем радиус положения пальца на планшайбе находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения планшайбы и направляющего цилиндра V_пш=2V_рц, где L - длина хода рабочего элемента в направляющем цилиндре, R - радиус положения пальца на планшайбе, равный эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра относительно оси вращения планшайбы, V_пш - скорость вращения планшайбы, V_рц - скорость вращения направляющего цилиндра.

2. Диаметральная объемная машина по п.1, отличающаяся тем, что пальцы рабочих элементов жестко закреплены на планшайбе.

3. Диаметральная объемная машина по п.1, отличающаяся тем, что пальцы рабочих элементов закреплены на планшайбе с возможностью вращения.

4. Диаметральная объемная машина по п.1, отличающаяся тем, что рабочие элементы и каналы направляющего цилиндра имеют сопряженную форму в поперечном сечении.

5. Диаметральная объемная машина по п.1, отличающаяся тем, что рабочий элемент имеет круглую, или квадратную, или треугольную форму в поперечном сечении.

6. Диаметральная объемная машина, содержащая корпус с впускным и выпускным каналами, размещенные внутри цилиндрической полости корпуса ротор, выполненный в виде ведущей торцевой цилиндрической планшайбы, направляющий цилиндр, установленный с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси ведущей планшайбы и имеющий со стороны ведущей планшайбы диаметральные каналы с торцевыми отверстиями, и рабочие элементы, установленные на ведущей планшайбе с возможностью перемещения в каналах направляющего цилиндра при ее вращении, отличающаяся тем, что в полости корпуса в зоне впускного и выпускного каналов выполнены не соединенные друг с другом впускная и выпускная полости, направляющий цилиндр выполнен с наружным диаметром, равным диаметру полости корпуса, а диаметральные каналы направляющего цилиндра выполнены сквозными относительно оси вращения направляющего цилиндра и имеют торцевые стенки с отверстиями, при этом с другой противоположной ведущей планшайбе стороны направляющего цилиндра с равным эксцентриситетом установлена в корпусе с возможностью вращения опорная планшайба, на торцевой поверхности которой закреплены концы пальцев рабочих элементов, при этом торцевые поверхности полости корпуса и торцевые поверхности ведущей и опорной планшайб находятся в соприкосновении с соответствующими торцевыми поверхностями направляющего цилиндра, образуя в каналах направляющего цилиндра рабочие камеры с отверстиями для впуска и выпуска рабочей среды, расположенными во всех торцевых стенках каналов направляющего цилиндра, при этом рабочие элементы, закрепленные на ведущей и опорной планшайбах, выполнены в виде пальца, или втулки, установленной на пальце с возможностью вращения, или плунжера, установленного на пальце с возможностью вращения вокруг центра своей продольной оси, при этом рабочий элемент имеет скользящую посадку в канале направляющего цилиндра, а длина хода рабочего элемента ограничена длиной соответствующего канала направляющего цилиндра, причем радиус положения пальца на ведущей и опорной планшайбах находится в соотношении L=4R при соотношении скоростей вращения ведущей и опорной планшайб и направляющего цилиндра V_пш=2V_рц, где L - длина хода рабочего элемента, R - радиус положения пальца на ведущей и опорной планшайбах, равный эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра относительно оси вращения ведущей и опорной планшайб, V_пш - скорость вращения ведущей и опорной планшайб, V_рц - скорость вращения направляющего цилиндра.

7. Диаметральная объемная машина по п.6, отличающаяся тем, что направляющий цилиндр установлен в корпусе на подшипнике скольжения.

8. Диаметральная объемная машина по п.6, отличающаяся тем, что пальцы рабочих элементов жестко закреплены на ведущей планшайбе.

9. Диаметральная объемная машина по п.6, отличающаяся тем, что пальцы рабочих элементов закреплены на ведущей планшайбе с возможностью вращения.

10. Диаметральная объемная машина по п.6, отличающаяся тем, что рабочие элементы и каналы направляющего цилиндра имеют сопряженную форму в поперечном сечении.

11. Диаметральная объемная машина по п.6, отличающаяся тем, что рабочий элемент имеет круглую, или квадратную, или треугольную форму в поперечном сечении.

12. Диаметральная объемная машина по п.6, отличающаяся тем, что пальцы рабочих элементов жестко закреплены на опорной планшайбе.

13. Диаметральная объемная машина по п.6, отличающаяся тем, что пальцы рабочих элементов закреплены на опорной планшайбе с возможностью вращения.