РОТАЦИОННО-ПЛАСТИНЧАТАЯ МАШИНА Российский патент 2023 года по МПК F01C1/344 F04C2/344 F04C18/344 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к компрессорным машинам, детандерам, насосам, двигателям и т.д., выполненным в роторном исполнении объемного принципа действия.

Известна конструкция пластинчатого компрессора с вращающимся цилиндром [Пат. MY128861. Rotary compressor.] в работе которого предложена конструкция многопластинчатой машины, в которой одна из пластин ротора закреплена на цилиндре и тем самым приводит во вращение цилиндр вместе с ротором. Другие пластины работают традиционно для данного типа машин. Результатом моделирования авторов работы [Sarip, A.R.Theoretical Study of a Novel Multi Vane Rotary Compressor / A. R.Sarip, M. N.Musa // International Compressor Engineering Conference], является снижение механического трения на 45%.

Недостатками данной конструкции являются необходимость установки подшипниковых узлов, обеспечивающих вращение цилиндра, больших размеров, которые воспринимают нагрузки не только от пластин, но и от давления газа в цилиндре, при этом возникают трудности по организации ввода (вывода) рабочей среды в цилиндр, так как это возможно только с торцов цилиндра.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является ротационно-пластинчатая машина [Пат. 901629A1, F04C 2/344 F04C 18/344. Ротационно-пластинчатая машина], которая содержит корпус с торцовыми крышками и эксцентрично установленный в нем ротор, имеющий, по крайней мере, одну пластину, снабженную торцевыми выступами, расположенными на подшипниках в крышках корпуса.

Указанная конструкция ротационно-пластинчатой машины позволяет существенно уменьшить мощность трения, применять подшипники сравнительно небольших размеров, которые вынесены за пределы работы камеры и не воспринимают нагрузки от давления газа в цилиндре.

Недостатком прототипа являются низкие прочностные показатели на срез и смятие выступов пластин, что ограничивает выбор материала пластин и диапазон режимов работы роторно-пластинчатой машины, а также снижает ее работоспособность и долговечность.

Заявленная ротационно-пластинчатая машина содержит корпус с торцевыми крышками и эксцентрично установленный в нем ротор, имеющий, по крайней мере, одну пластину, снабженную торцевыми выступами, расположенными на подшипниках в крышках корпуса, и отличается тем, что ее выступы образованы за счет дополнительно установленных стержня и башмаков, причем стержень выполнен из прочного материала, размещен в отверстиях, выполненных в пластине и башмаках, вдоль их длины, с возможностью вращения в пластине, а радиус трущихся поверхностей башмаков равен радиусу трущихся поверхностей подшипников в крышках корпуса, при этом башмаки выполнены из материала, отличающегося от материала пластины.

Технической задачей данного изобретения является повышение работоспособности и долговечности узлов трения машины в широком диапазоне режимов ее работы за счет повышения прочности на срез и площади трущихся поверхностей ее выступов.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен изометрический вид ротационно-пластинчатой машины. На фиг. 2 показан вид спереди ротационно-пластинчатой машины со скрытой торцевой крышкой 9. На фиг. 3 показан сегмент ротационно-пластинчатой машины, демонстрирующий конструктивные особенности подвижных торцевыми выступами 3, расположенными на двух подшипниках 4.

Ротационно-пластинчатая машина (фиг. 1, 2, 3) состоит из корпуса 6, который имеет входной 7 и выходной 8 патрубки и две торцевые крышки 9. Внутри корпуса 6 эксцентрично расположен ротор 5 с пазами, содержащими хотя бы одну пластины 1 выполненную из легко истираемого материала, например «фторопласт-4». Каждая из пластин 1 снабжена торцевыми выступами, образованными за счет дополнительно установленных стержня 2 и двух башмаков 3 (например: из стали), причем стержень 2 выполнен из прочного материала (например: из стали) и размещен в отверстии, выполненном в пластине 1 и башмаках 3, вдоль их длины, с возможностью вращения в пластине, а радиус трущихся поверхностей башмаков 3 равен радиусу трущихся поверхностей подшипников 4 в крышках 9 корпуса 6, при этом башмаки 3 выполнены из материала, отличающегося от материала пластины 1.

Заявленная конструкция работает следующим образом (фиг. 1, 2, 3). При вращении ротора 5 под действием центробежных сил пластины 1 своими торцевыми выступами прижимаются к поверхностям подшипников 4, а между смежными поверхностями корпуса 6 и пластин 1 имеется микрозазор. В результате применения подвижных торцевых выступов 3 увеличивается площадь контакта выступов 3 и подшипников 4, что позволяет уменьшить напряжение смятия в сопряжении. Применение стержня 2, выполненного из прочного материала обеспечивает необходимую, для повышения работоспособности роторно-пластинчатой машины, прочность выступов 3 пластины 1 на срез.

Технический результат - повышение работоспособности и долговечности пластин, за счет повышения прочности на срез и смятие ее выступов.

Новым в ротационно-пластинчатой машине является дополнительное введение стержня и башмаков в конструкцию пластины, причем стержень выполнен из прочного материала, содержит башмаки и размещен в отверстии, выполненном в теле пластины, вдоль ее длины, с возможностью вращения, а радиус трущихся поверхностей башмаков равен радиусу трущихся поверхностей подшипников, при этом башмаки выполнены из материала, отличающегося от материала пластины.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к ротационно-пластинчатой машине объемного принципа действия. Машина содержит корпус с торцевыми крышками и эксцентрично установленный в нем ротор 5, имеющий по крайней мере одну пластину 1, снабженную торцевыми выступами, расположенными на подшипниках 4 в крышках корпуса. Выступы образованы за счет дополнительно установленных стержня 2 и башмаков 3. Стержень 2 выполнен из прочного материала и размещен в отверстиях, выполненных в пластине 1 и башмаках 3, вдоль их длины, с возможностью вращения в пластине 1. Радиус трущихся поверхностей башмаков 3 равен радиусу трущихся поверхностей подшипников 4 в крышках корпуса. Башмаки 3 выполнены из материала, отличающегося от материала пластины 1. Изобретение направлено на повышение работоспособности и долговечности пластин за счет повышения прочности на срез и смятие ее выступов. 3 ил.

Ротационно-пластинчатая машина, содержащая корпус с торцевыми крышками и эксцентрично установленный в нем ротор, имеющий по крайней мере одну пластину, снабженную торцевыми выступами, расположенными на подшипниках в крышках корпуса, отличающаяся тем, что ее выступы образованы за счет дополнительно установленных стержня и башмаков, причем стержень выполнен из прочного материала, размещен в отверстиях, выполненных в пластине и башмаках, вдоль их длины, с возможностью вращения в пластине, а радиус трущихся поверхностей башмаков равен радиусу трущихся поверхностей подшипников в крышках корпуса, при этом башмаки выполнены из материала, отличающегося от материала пластины.