ПАРА ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ВИНТОВЫХ РОТОРОВ Российский патент 2018 года по МПК F04C18/08 F04C18/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области винтовых роторов для объемных гидравлических машин, таких как ротационный винтовой компрессор.

Уровень техники

Винтовые роторы для ротационных винтовых машин известны в данной области техники. Каждый ротор имеет спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки, посредством которых роторы зацепляются, один ротор является охватываемым ротором, причем каждая лопасть в секции, перпендикулярной осям роторов, имеет переднюю сторону лопасти и заднюю сторону лопасти, причем обе являются по существу выпуклыми. Другой ротор является охватывающим ротором, причем каждая лопасть в секции имеет переднюю и заднюю стороны лопасти, причем обе являются по существу вогнутыми. Каждая лопасть охватываемого и охватывающего ротора имеет асимметричный профиль в секции.

В ротационной винтовой машине типа, для которого предназначены роторы согласно изобретению, сжимаемая среда сжимается или расширяется посредством зацепления двух роторов в рабочем пространстве, герметично окружающем пару роторов, которое имеет форму двух пересекающихся круговых цилиндров.

Решающим для функциональности и эффективности такой машины является форма ее роторов, точнее форма сторон лопастей ротора.

Обычно в ротационном винтовом компрессоре во время работы только один из роторов является ведущим и передает крутящий момент другому, ведомому ротору. Обычно жидкость, такая как масло или вода, вводится в рабочее пространство машины, которая жидкость образует пленку на сторонах лопастей для смазывания, охлаждения и уплотнения. Лопасти взаимодействуют посредством зацепления и имеют форму для передачи крутящего момента между роторами и для уплотнения рабочих камер в рабочем пространстве машины. Следовательно, важным аспектом при проектировании профилей лопастей является достижение зоны контакта между роторами, которая в этом отношении является оптимальной. Зона контакта должна иметь достаточный размер для давления контакта, которому подвержены материал и жидкая пленка. При проектировании профилей роторов необходимо учитывать общую длину зоны контакта или линии уплотнения, а также другие общие аспекты, такие как размер выпускного отверстия, усилия контакта, объемная вместимость, тепловое расширение, образование вибраций и требования в отношении производства. Также существуют некоторые математические ограничения для профилей. Для некоторых компрессоров определенные аспекты являются более важными, чем другие, и для других компрессоров могут иметься причины отдать приоритет другим аспектам. Оптимальный профиль обычно представляет собой компромисс между различными требованиями, относящимися к этим аспектам, причем компромисс зависит от того, какие из аспектов являются наиболее важными в конкретном случае.

Вследствие решающей важности формы профилей роторов в ротационной винтовой машине и вследствие сложности оценки между аспектами, которые должны быть учтены, существует большое количество выданных патентов, нацеленных на профиль, все со времени Лисхольма (Lysholm), представившего в течение тридцатых годов и получившего патент на первый ротационный винтовой компрессор этого типа, который мог использоваться на практике.

В патентной литературе существует множество способов задания профилей роторов, в зависимости от проблемы(проблем), решаемых патентом, и вследствие сложной формы этих профилей. Таким образом профиль задается семейством характеристик, их комбинацией, посредством некоторых важных параметров, посредством диапазонов определенных признаков профиля, посредством выражений, косвенно задающих профиль, или другим способом. Более того профили могут быть разделены на различные категории по различным критериям, таким как симметричные или асимметричные профили, и таким как образованные точкой или образованные линией.

Следует понимать, что образование точкой относится к тому, что одна точка на любом из роторов образует более длинную часть на другом из двух роторов, и что образование линией относится к тому, что одна точка на одном роторе соответствует только одной точке на другом из двух роторов. Образование точкой может не быть предпочтительным, поскольку погрешность изготовления или износ в точке образования на одном из роторов приведет к утечке вдоль всей образованной части на другом из роторов. Образование линией не подвержена данному недостатку, но с другой стороны может увеличить потери на сопротивление и трение.

В патенте США 2423017 раскрыт асимметричный профиль, так называемый ʺA-профильʺ, который образован линией на передней стороне и образован точкой на задней стороне высокого давления. Выпускное отверстие существенно уменьшено по сравнению с более ранними профилями вследствие использования возвратно-поступательного образования точкой на стороне высокого давления. Характеристики передачи крутящего момента также предпочтительны. Однако одна проблема заключается том, что этот профиль является сложным и/или дорогостоящим в производстве с использованием производственного оборудования, вследствие его относительно острых углов и закрытой формы.

В патенте США 4435139 раскрыт еще один асимметричный профиль, так называемый ʺD-профильʺ, который легче в производстве, но с другой стороны обеспечивает менее предпочтительные характеристики передачи крутящего момента и более высокое давление на поверхность в зоне контакта.

В патенте США 5947713 раскрыт еще один профиль, так называемый ʺG-профильʺ, который имеет целью решить проблему высокого давления на поверхность посредством обеспечения двух роторов с дуговыми сегментами соответствующего радиуса. Однако этот профиль также является достаточно закрытым по своему характеру и, следовательно, может являться сложным и/или дорогостоящим в производстве.

Наиболее близком аналогом заявленного изобретения является пара взаимодействующих винтовых роторов, раскрытая в патенте США 4140445 и содержащая охватываемый ротор, имеющий спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки, и охватывающий ротор, имеющий спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки, которые выполнены с возможностью зацепления со спирально продолжающимися лопастями и промежуточными канавками охватываемого ротора, при этом охватывающий ротор имеет радиус делительной окружности, образующий делительную окружность. Однако данная пара взаимодействующих винтовых роторов также имеет недостатки, присущие вышеописанным решениям.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение пары взаимодействующих роторов для ротационной винтовой машины с низким давлением на поверхность в зоне контакта между роторами, в то же время являющихся относительно недорогими в производстве.

Эта и другие задачи достигнуты согласно настоящему изобретению посредством обеспечения пары взаимодействующих роторов, имеющих признаки в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению, обеспечена пара взаимодействующих винтовых роторов, содержащих охватываемый ротор и охватывающий ротор. Охватываемый ротор имеет спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки, и охватывающий ротор имеет спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки, которые выполнены с возможностью зацепления со спирально продолжающимися лопастями и промежуточными канавками охватываемого ротора. Охватывающий ротор имеет радиус делительной окружности, образующий делительную окружность. Каждая канавка охватывающего ротора имеет первую сторону, содержащую по меньшей мере три вогнутые секции. Первая секция содержит радиально наиболее близкую к центру точку канавки. Вторая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен снаружи делительной окружности. Третья секция имеет форму дуги окружности такого радиуса, что ее центр расположен снаружи делительной окружности. Радиус третьей секции превышает радиус второй секции, который превышает радиальное расстояние между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки.

Другими словами, каждая канавка охватывающего ротора может, в заданной секции, иметь первую сторону, которая может являться по существу вогнутой, где заданная секция перпендикулярна оси вращения охватывающего ротора, где первый сторона имеет по меньшей мере три вогнутые или по существу вогнутые секции. Первая секция содержит, или расположена непосредственно смежно с, радиально наиболее близкую к центру точку канавки. Вторая секция может быть описана в виде сегмента дуги окружности, имеющего центр кривизны и радиус кривизны, где центр кривизны расположен снаружи делительной окружности охватывающего ротора; и третья секция может быть описана в виде сегмента дуги окружности, имеющего центр кривизны и радиус кривизны, где центр кривизны расположен снаружи делительной окружности охватывающего ротора. Радиус кривизны третьей секции превышает радиус кривизны второй секции, который превышает радиальное расстояние между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки.

Настоящее изобретение основано на представлении о том, что выпукло-вогнутый контакт между роторами является предпочтительным в части давления на поверхность и характеристик передачи крутящего момента, и более того основано на представлении о том, что такой выпукло-вогнутый контакт может быть достигнут в паре взаимодействующих винтовых роторов, которые относительно недороги в производстве, посредством снабжения первой стороны охватывающего ротора по меньшей мере тремя вогнутыми секциями, где радиус третьей секции превышает радиус второй секции, который превышает радиальное расстояние между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки. По меньшей мере три вогнутые секции, имеющие такие геометрические свойства, приводят к более открытой форме профиля охватывающего ротора, что делает ротор легче в производстве, в то же время достигая требуемого выпукло-вогнутого контакта между охватываемым и охватывающим роторами.

Следует понимать, что каждая канавка охватывающего ротора также содержит вторую сторону, противоположную первой стороне. Вторая сторона не определена посредством настоящего изобретения и может иметь известную геометрию, например, типа, используемого в A-профиле, D-профиле или G-профиле, описанных выше в разделе «Уровень техники». Таким образом, в зависимости от выбора профиля, вторая сторона охватывающего ротора может быть образована линией или образована точкой посредством охватываемого ротора.

Следует понимать, что вышеописанная первая сторона охватывающего ротора является передней стороной охватывающего ротора в случае привода охватываемым ротором. В случае привода охватывающим ротором, первая сторона является задней стороной.

В первом варианте осуществления первая секция имеет форму дуги окружности такого радиуса, что ее центр расположен на делительной окружности. Более того, радиус первой секции может соответствовать радиальному расстоянию между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки. Более того центр первой секции может быть образован посредством пересечения делительной окружности и прямой линии, проходящей через центр ротора и радиально наиболее близкую к центру точку канавки. В варианте осуществления, каждая лопасть охватываемого ротора имеет первую сторону лопасти, содержащую одну или по меньшей мере одну по существу выпуклую секцию, которая образована по меньшей мере частично посредством одной или более из по меньшей мере трех вогнутых секций охватывающего ротора. Одна или по меньшей мере одна по существу выпуклая секция может быть образована линией посредством охватывающего ротора.

Во втором варианте осуществления, каждая лопасть охватываемого ротора имеет первую сторону лопасти, содержащую выпуклую секцию, которая имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен на или внутри делительной окружности охватываемого ротора. Другими словами, каждая лопасть охватываемого ротора в заданной секции может иметь первую сторону лопасти, которая может являться по существу выпуклой, где заданная секция перпендикулярна оси вращения охватываемого ротора, где первая сторона лопасти содержит выпуклую секцию, которая является сегментом дуги окружности, имеющим центр кривизны и радиус кривизны, где центр кривизны расположен на или внутри делительной окружности охватываемого ротора. Первая секция охватывающего ротора образована посредством выпуклой секции охватываемого ротора. Другими словами, первая секция охватывающего ротора является огибающей выпуклой секции охватываемого ротора. Первая секция охватывающего ротора может быть образована линией. Каждая первая сторона лопасти охватываемого ротора может содержать одну или более дополнительную(-ых) выпуклую(-ых) секцию(-ий), которая может быть образована посредством второй и/или третьей секции первой стороны охватывающего ротора. Одна или более дополнительная выпуклая секция может быть образована линией посредством второй и/или третьей секции первой стороны охватывающего ротора.

В другом варианте осуществления, вторая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен на прямой линии, продолжающейся радиально из крайней точки первой секции вдоль перпендикулярного направления к первой секции. Другими словами, радиус имеет центр, расположенный на прямой линии, продолжающейся вдоль ограничивающей линии первой секции. В показанном варианте осуществления, где первая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен на делительной окружности, прямая линия продолжается из крайней точки первой секции через сечение делительной окружности и прямую линию, продолжающуюся из центра ротора через радиально наиболее близкую к центру точку канавки.

В еще одном варианте осуществления, третья секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен на прямой линии, продолжающейся радиально из крайней точки второй секции вдоль перпендикулярного направления ко второй секции. Другими словами, дуга окружности имеет центр, расположенный на прямой линии, продолжающейся вдоль ограничивающей линии второй секции.

В еще одном варианте осуществления, первая, вторая и третья секции образованы непосредственно смежно друг другу. Другими словами, крайняя или ограничивающая точки первой и второй секций совпадают, и крайняя или ограничивающая точки второй и третьей секций совпадают.

В еще одном варианте осуществления, секции могут быть расположены последовательно. Другими словами, первая секция содержит, или расположена непосредственно смежно с, радиально наиболее близкую к центру точку канавки, вторая секция расположена смежно первой секции, и третья секция расположена смежно второй секции, так что вторая секция расположена между первой и второй секциями.

В еще одном варианте осуществления, радиус второй секции превышает в 1,25-1,75 раза радиальное расстояние между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки, и радиус третьей секции превышает в 2-3 раза радиальное расстояние между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки. В варианте осуществления, где первая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен на делительной окружности, радиус второй секции превышает в 1,25-1,75 раза радиус первой секции, и радиус третьей секции превышает в 2-3 раз радиус первой секции.

В еще одном варианте осуществления, каждая канавка охватывающего ротора имеет вторую сторону, содержащую вогнутую или по существу вогнутую секцию, и каждая лопасть охватываемого ротора имеет вторую сторону лопасти, содержащую выпуклую или по существу выпуклую секцию, которая образована по меньшей мере частично посредством вогнутой или по существу вогнутой секции охватывающего ротора. В еще одном варианте осуществления, каждая канавка охватываемого ротора имеет вторую сторону, содержащую выпуклую или по существу выпуклую секцию, и каждая лопасть охватывающего ротора имеет вторую сторону лопасти, содержащую вогнутую или по существу вогнутую секцию, которая образована по меньшей мере частично посредством выпуклой или по существу выпуклой секции охватываемого ротора. Следует понимать, что эти два варианта осуществления могут быть объединены, то есть первая выпуклая или по существу выпуклая секция второй стороны лопасти охватываемого ротора образована посредством первой вогнутой или по существу вогнутой секции второй стороны охватывающего ротора, и что вторая вогнутая или по существу вогнутая секция второй стороны охватывающего ротора образована посредством первой выпуклой или по существу выпуклой секции второй стороны лопасти охватываемого ротора. Следует понимать, что термин вторая сторона или вторая сторона лопасти относится к стороне или стороне лопасти, которая направлена противоположно первой стороне или стороне лопасти, если смотреть в направлении вращения роторов.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут теперь описаны более подробно, со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие предпочтительный(-ые) в настоящее время вариант(-ы) осуществления изобретения, на которых

Фиг. 1-3 изображает ротационный винтовой компрессор согласно общеизвестной технологии, и принцип действия описан в отношении него,

Фиг. 4 показывает пару винтовых роторов с известным G-профилем, и

Фиг. 5 показывает участок охватывающего ротора по варианту осуществления пары винтовых роторов согласно изобретению, и

Фиг. 6 показывает участки охватывающего и охватываемого ротора по другому варианту осуществления пары винтовых роторов согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

В следующем описании, описаны известные винтовые роторы согласно предшествующему уровню техники и также варианты осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1-3 изображает ротационный винтовой компрессор согласно общеизвестной технологии. Компрессор включает в себя пару зацепляющихся винтовых роторов 1, 2, работающих в рабочем пространстве, ограниченном двумя торцевыми стенками 3, 4 и стенкой 5 цилиндра, продолжающейся между ними, которая стенка 5 цилиндра имеет внутреннюю форму, по существу соответствующую форме двух пересекающихся цилиндров, как можно видеть на фиг. 2.

Каждый ротор 1, 2 имеет множество лопастей и промежуточных канавок, продолжающихся спирально вдоль всего ротора. Один ротор 1 является охватываемым ротором, причем большая часть каждой лопасти расположена снаружи делительной окружности, и другой ротор является охватывающим ротором, причем большая часть каждой лопасти расположена внутри делительной окружности. Охватывающий ротор обычно имеет большее количество лопастей, чем охватываемый ротор 1, и распространенная комбинация лопастей составляет 4+6. Воздух или газ низкого давления поступает в рабочее пространство компрессора через впускное отверстие 8, затем сжимается в V-образной рабочей камере, образованной между роторами и стенками рабочего пространства. Каждая камера перемещается вправо на фиг. 1 по мере вращения роторов, и объем рабочей камеры будет непрерывно уменьшаться во время последующего этапа ее цикла после перекрытия сообщения с впускным отверстием 8. Таким образом воздух или газ будет сжиматься, и сжатый воздух или газ покидает компрессор через выпускное отверстие 9. Степень повышения внутреннего давления будет определена степенью уменьшения внутреннего объема, то есть отношением между объемом рабочей камеры непосредственно после перекрытия ее сообщения с впускным отверстием 8, и объемом рабочей камера, когда она начинает сообщаться с выпускным отверстием 9.

Цикл сжатия схематично изображен на фиг. 3, которая показывает стенку цилиндра, развернутую в плоскость, причем вертикальные линии представляют собой две точки перегиба, то есть линии, вдоль которых пересекаются цилиндры, образующие рабочее пространство. Наклонные линии представляют собой линии уплотнения, установившиеся между верхними частями лопастей и стенкой цилиндра, которые линии перемещаются в направлении стрелки C по мере вращения роторов. Заштрихованная площадь A представляет собой рабочую камеру непосредственно после ее перекрытия от впускного отверстия 8, и заштрихованная площадь B - рабочая камера, которая начала открываться по направлению к выпускному отверстию 9. Как можно видеть, объем каждой камеры увеличивается во время фазы наполнения, когда камера сообщается с впускным отверстием 8, и после этого уменьшается.

На Фиг. 4 показана пара винтовых роторов известного G-профиля. Роторы вращаются как показано стрелками, причем охватываемый ротор является ведущим ротором. Передняя сторона лопасти ведущего ротора имеет сегмент 11 профиля, являющийся дугой окружности. На задней стороне лопасти ведомого ротора, то есть на передней стороне канавки ведомого ротора, имеется соответствующий дуговой сегмент 10 стороны, взаимодействующий с дуговым сегментом 11 стороны лопасти 7 ведущего ротора, так чтобы была создана зона контакта, посредством которой крутящий момент передается от охватываемого ротора 1 к охватывающему ротору 2. На Фиг. 4 показано положение зацепления, когда дуговые сегменты 10, 11 контактируют друг с другом, для случая привода охватываемым ротором. Как можно видеть на фигуре, касательная к передней стороне канавки ведомого ротора на делительной окружности образует очень малый угол α1 с радиальной линией, проведенной через центр ротора. Соответствующий угол α2 задней стороны канавки также очень мал. Таким образом, профиль имеет закрытый характер, делая его сложным в производстве с использованием производственного оборудования, требуя по существу наличия параллельных краев режущего инструмента на его внешнем участке. Такая форма резца вызывает его высокий износ, и большое количество материала инструмента должно быть сошлифовано во время каждой перезаточки. Поскольку количество возможных перезаточек ограничено, расходы на инструменты будут составлять значительную часть стоимости готового ротора.

Фиг. 5 показывает участок охватывающего ротора по варианту осуществления пары винтовых роторов согласно изобретению. Охватывающий ротор вращается как показано стрелкой, приводимый в движение охватываемым ротором (не показан). На фигуре показаны две спирально продолжающиеся лопасти и промежуточная канавка. Охватывающий ротор имеет радиус RFP делительной окружности, образующий делительную окружность CFP относительно центра OF охватывающего ротора. Изображенная канавка имеет первую или переднюю сторону, содержащую по меньшей мере три вогнутые секции 12, 13, 14. Секции 12, 13, 14 образованы непосредственно смежно друг другу и последовательно. Первая секция 12 содержит радиально наиболее близкую к центру точку 16 канавки. Первая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом R₁, что ее центр O₁ расположен на делительной окружности. R₁ равен радиальному расстоянию R между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки. Центр O₁ образован посредством пересечения делительной окружности и прямой линии, проходящей через центр ротора и радиально наиболее близкую к центру точку 16 канавки. Вторая секция 13 имеет форму дуги окружности с таким радиусом R₂, что ее центр O₂ расположен снаружи делительной окружности. Центр O₂ расположен на прямой линии, продолжающейся из крайней точки 17 первой секции через O₁, на расстоянии R₂ от канавки. Прямая линия, продолжающаяся между крайней точкой 17 и O₁, также может быть описана в качестве ограничивающей линии первой секции. Третья секция 14 имеет форму дуги окружности с таким радиусом R₃, что ее центр O₃ расположен снаружи делительной окружности. Центр O₃ расположен на прямой линии, продолжающейся из крайней точки 18 второй секции через O₂, на расстоянии R₃ от канавки. Прямая линия, продолжающаяся между крайней точкой 18 и O₂, также может описана в качестве ограничивающей линии второй секции. Как можно видеть на фигуре, радиус третьей секции превышает радиус второй секции, который превышает радиус первой секции. Предпочтительно, радиус второй секции превышает в от 1,25 до 1,75 раза радиус первой секции, и радиус третьей секции превышает в от 2 до 3 раз радиус первой секции. Изображенная канавка также имеет вторую сторону, противоположную первой стороне, которая содержит выпуклую секцию 15. Секция 15 может быть образована соответствующей секцией охватываемого ротора.

Фиг. 6 показывает участки охватываемого и охватывающего ротора по другому варианту осуществления пары винтовых роторов согласно изобретению. На фигуре показаны участок охватывающего ротора с двумя спирально продолжающимися лопастями и промежуточной канавкой, и участок охватываемого ротора с двумя спирально продолжающимися лопастями и промежуточной канавкой. Охватываемый и охватывающий роторы изображены на расстоянии друг от друга, однако следует понимать, что при использовании два ротора по существу соприкасаются друг с другом по меньшей мере в одной точке, то есть имеют очень узкий зазор, чтобы исключить утечку. Роторы вращаться как показано стрелкой, причем охватываемый ротор является ведущим ротором.

Охватывающий ротор имеет радиус R_FP делительной окружности, образующий делительную окружность C_FP. Изображенная канавка имеет первую или переднюю сторону, содержащую по меньшей мере три вогнутые секции 112, 113, 114. Секции 112, 113, 114 образованы непосредственно смежно друг другу и последовательно. Первая секция 112 содержит радиально наиболее близкую к центру точку 116 канавки. Вторая секция 113 имеет форму дуги окружности с таким радиусом R₂, что ее центр O₂ расположен снаружи делительной окружности. Центр O₂ расположен на прямой линии, продолжающейся из крайней точки 117 первой секции вдоль перпендикулярного направления к первой секции, на расстоянии R₂ от канавки. Третья секция 114 имеет форму дуги окружности с таким радиусом R₃, что ее центр O₃ расположен снаружи делительной окружности. Центр O₃ расположен на прямой линии, продолжающейся из крайней точки 118 второй секции через O₂, на расстоянии R₃ от канавки. Как можно видеть на фигуре, радиус третьей секции превышает радиус второй секции, который превышает радиальное расстояние R между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой 116 канавки. Предпочтительно, R₂ превышает R в от 1,25 до 1,75 раза, и R₃ превышает R в от 2 до 3 раз.

Фиг. 6 также показывает первую или переднюю сторону лопасти охватываемого ротора, которая первая или передняя сторона содержит по меньшей мере три по существу выпуклых секции 119, 120, 121. Секции 119, 120, 121 образованы непосредственно смежно друг другу и последовательно. Первая секция 119 имеет форму дуги окружности с таким радиусом R₁, что ее центр совпадает с центром O_M охватываемого ротора, таким образом внутри делительной окружности C_MP охватываемого ротора. Первая секция 112 охватывающего ротора образована первой секцией 119 охватываемого ротора, то есть является огибающей первой секции охватываемого ротора, в то время как вторая и третья секции 120, 121 охватываемого ротора образованы второй и третьей секцией 113, 144 охватывающего ротора соответственно.

Хотя примеры вариантов осуществления настоящего изобретения были показаны и описаны, специалисту в данной области техники будет понятно, что множество изменений и модификаций может быть выполнено. Следует понимать, что вышеприведенное описание изобретения и чертежи не ограничивают их примеры, и что объем изобретения определен формулой изобретения.

Изобретение относится к области винтовых роторов для объемных гидравлических машин. Пара взаимодействующих винтовых роторов содержит охватываемый и охватывающий роторы. Охватываемый и охватывающий роторы имеют спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки. Лопасти и промежуточные канавки охватывающего ротора выполнены с возможностью зацепления с лопастями и канавками охватываемого ротора. Охватывающий ротор имеет радиус делительной окружности, образующий делительную окружность. Каждая канавка охватывающего ротора имеет первую сторону, содержащую по меньшей мере три вогнутые секции 12, 13, 14. Секция 12 содержит радиально наиболее близкую к центру точку 16 канавки или расположена непосредственно смежно с ней. Секция 13 имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен снаружи делительной окружности. Секция 14 имеет форму дуги окружности такого радиуса, что ее центр расположен снаружи делительной окружности. Радиус секции 14 превышает радиус секции 13, который превышает радиальное расстояние между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой 16 канавки. Изобретение направлено на обеспечение низкого давления на поверхность в зоне контакта между роторами. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Пара взаимодействующих винтовых роторов, содержащая:

- охватываемый ротор, имеющий спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки; и

- охватывающий ротор, имеющий спирально продолжающиеся лопасти и промежуточные канавки, которые выполнены с возможностью зацепления со спирально продолжающимися лопастями и промежуточными канавками охватываемого ротора;

при этом охватывающий ротор имеет радиус (R_FP) делительной окружности, образующий делительную окружность (C_FP), отличающаяся тем, что каждая канавка охватывающего ротора имеет первую сторону, содержащую по меньшей мере три вогнутые секции, при этом первая секция содержит радиально наиболее близкую к центру точку канавки, вторая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом (R₂), что ее центр расположен снаружи делительной окружности, а третья секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом (R₃), что ее центр расположен снаружи делительной окружности, причем радиус (R₃) третьей секции превышает радиус (R₂) второй секции, который превышает радиальное расстояние (R) между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки.

2. Пара взаимодействующих винтовых роторов по п. 1, в которой первая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом (R₁), что ее центр расположен на делительной окружности.

3. Пара взаимодействующих винтовых роторов по п. 1, в которой каждая лопасть охватываемого ротора имеет первую сторону лопасти, содержащую выпуклую секцию, которая имеет форму дуги окружности с таким радиусом, что ее центр расположен на или внутри делительной окружности охватываемого ротора, при этом первая секция охватывающего ротора образована выпуклой секцией охватываемого ротора.

4. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-3, в которой вторая секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом (R₂), что ее центр расположен на прямой линии, продолжающейся радиально из крайней точки первой секции вдоль перпендикулярного направления к первой секции.

5. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-4, в которой третья секция имеет форму дуги окружности с таким радиусом (R₃), что ее центр расположен на прямой линии, продолжающейся радиально из крайней точки второй секции вдоль перпендикулярного направления к второй секции.

6. Пара взаимодействующих винтовых роторов по п. 2, 4 или 5, в которой центр первой секции образован посредством пересечения делительной окружности и прямой линии, проходящей через центр ротора и радиально наиболее близкую к центру точку канавки.

7. Пара взаимодействующих винтовых роторов по п. 6, в которой радиус первой секции соответствует радиальному расстоянию между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки.

8. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-7, в которой секции образованы непосредственно смежно друг другу.

9. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-8, в которой секции расположены последовательно.

10. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-9, в которой радиус (R₂) второй секции превышает в 1,25-1,75 раза радиальное расстояние (R) между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки, а радиус (R₃) третьей секции превышает в 2-3 раза радиальное расстояние (R) между делительной окружностью и радиально наиболее близкой к центру точкой канавки.

11. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-10, в которой каждая лопасть охватываемого ротора имеет первую сторону лопасти, содержащую по существу выпуклую секцию, которая образована по меньшей мере частично посредством по меньшей мере трех вогнутых секций охватывающего ротора.

12. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-11, в которой каждая лопасть охватываемого ротора имеет первую сторону лопасти, содержащую по существу выпуклую секцию, которая образована по меньшей мере частично посредством второй и третьей секций охватывающего ротора.

13. Пара взаимодействующих винтовых роторов по любому из пп. 1-12, в которой каждая канавка охватывающего ротора имеет вторую сторону, содержащую по существу вогнутую секцию, причем каждая лопасть охватываемого ротора имеет вторую сторону лопасти, содержащую по существу выпуклую секцию, которая образована посредством вогнутой секции охватывающего ротора.