Роторная машина Вовка В.П. Советский патент 1987 года по МПК F04C2/00 F04C18/00 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и касается усовершенствования роторной машины объемного типа, которая может быть использована в качестве компрессора, вакуумного насоса, детандера или пневматического двигателя.

Цель изобретения - повьшение надежности и производительности машины,

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая роторная машина, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4-разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг. 6 - положение роторов, соответствутощее повороту приводного Вала на на фиг.7 - роторная машина с тороидальным кор- пусом, продольный разрез; на фиг.8 - кинематическая схема машины при максимальном эксцентриситете-между осью кривошипов и осью кулисы; на фиг. 9 - то же, при повороте приводного вала на ГГ/2; на фиг. 10 - то же при повороте приводного вала на ; на фиг. 11 - то же, при повороте приводного вала на 3 П /2; на фиг. 12 и 13 - кинематичес- кая схема машины при значениях эксцентриситета между осью кривошипов и осью кулисы, соответствующих максимальному объему одной из рабочих полостей и минимальному другой, на фиг. 14 - кинематическая схема маиш- ны при отсутствии эксцентриситета между осью кривошипов и осью кулисы

Роторная машина содержит полый корпус 1 с торцовьми крьшжами 2 и 3 и впускным и выпускным окнами 4 и 5, концентрично установленные в корпусе 1 два ротора 6 и 7 с лопастями, связанные между собой и с приводным ва- лом 8- при помощи кривошипно-кулисно- го механизма синхронизации движения роторов 6 и 7, включающего установленную на крьш1ке 3 корпуса 1 направляющую 9, кулису 10 с-направляющим пазом 11, ползун 12 и крипошип 13. Роторная машина содержит винтовую передачу 14. Механизм синхронизации снабжен дополнительными ползуном 15 и кривошипом 16, а также траверсой 17. При этом кулиса 10 жестко связана с приводным валом 8, оба ползуна 12 и 15 размещены fe ее пазу 11 и шарнирно закреплены на кривошипах

5

-5 0 5

0 5 0 5

16 и 13 соответственно. Кривошип 13 соединен с ротором 6, а кривошип 16- с ротором 7, причем кривошипы 13 и 16 установлены соосно друг другу и эксцентрично кулисе 10. Траверса 17 связана с приводным валом 8 и винтовой передачей 14 установлена в направляющей 9 с возможностью перемещения. Роторы 6 и 7 и кривошипы 13 и 16 с ползунами 12 и 15 каждый в отдельности и все вместе полностью уравновешены относительно оси при помощи противовесов 18-20. Корпус 1 машины может быть выполнен тороидальным.

Роторная машина работает следующим образом.

При вращении приводного вала 8 с кулисой 10 с постоянной угловой скоростью, роторы 6 и 7 с кривошипами 13 и 16 начинают вращаться. Причем за один оборот приводного вала 8 с кулисой 10 каждый из роторов 6 и 7 поворачивается на один оборот в ту же сторону, плавно изменяя свою скорость. Так, при максимальном эксцентриситете е e,(j,j между осями кривошипов 13 и 16 и осью кулисы 10 (фиг. 8-11) при повороте приводного вала 8 с кулисой 10 от начального положения на угол If/2 (фиг. 9) ротор 6, жестко соединенный с кривошипом 13, поворачивается в ту же сторону на угол Ц /2,равньп1 половине углового размера лопасти С( , а ротор 7, жестко соединенный с кривошипом 16, поворачивается на угол ср/2). В результате объем рабочей полости а уменьшается до нуля, и в ней осуществляются сжатие рабочего тока (в режиме компрессора) и его выпуск через окно 5. В то же время объем рабочей полости b увеличивается до мак си- мальной величины, и в нее осуществляется впуск рабочего тела через окно 4. При дальнейшем повороте приводного вала 8 с кулисой 10 на угол V (фиг. 10) от начального положения ротор 6 поворачивается на угол ( I - С(/2), а ротор 7 - на угол /2. Тогда в полость а начинается впуск рабочего тела через окно 4, и ее объем увеличивается рт нуля до объема, равного половине величины максимального объема /2, а из пол.ости b начинается выпуск рабочего тела через окно 5 и ее объем уменьшается от /f. до . Во время последующего поворота приводного вала 8 с кулисой 10

3

на угол (фиг. 11) от начальнго положения ротор 6 поворачиваетс на угол ( и - ), а ротор 7 - на угол . Объем полости а увеличивается вдвое с

V /2

VlKc

ДО Ч

макс

в нее заканчивается впуск рабочего тела через окно 4, а объем полости b уменьшается от V, до нуля, и нее завершается выпуск рабочего тела через окно 5.

При повороте приводного вала 8 с кулисой 10 на угол 2IT элементы роторной машины занимают исходное (начальное) положение (фиг. 8). К этому моменту ротор 6 поворачивает на угол ф/2, а ротор 7 - на угол (IT- (f/2) . Объем полости а при это уменьшается вдвое от У.до , и из нее начинается выпуск рабочег тела через окно 5, а объем полости b увеличивается от нуля до /2, и в нее начинается впуск рабочего тела через окно 4.

и

з

При вращении винтовой передачи 14 траверса 17 с приводным валом 8 и кулисой 10 перемещается в направляющей 9 и изменяет величину эксцентри- 5 ситета е между осями кривошипов 13 и 16 и осью кулисы 10. Вследствие изменения эксцентриситета е (фиг.12 и 13) изменяется разность между максимальными и минимальными объема-. 0 ми рабочих полостей от нуля, когда эксцентриситет отсутствует и роторы 6 и 7 вращаются синхронно с кулисой 10 (фиг. 14), до при е е (фиг. 8-11). Описанная особенность 5 позволяет в процессе работы регулировать объемную производительность машины, а также степень сжатия (или степень расширения для детандера).

Кинематические пары роторной 20 машины отличаются простотой и обеспечивают высокую надежность всей конструкции, чему также способствует симметричный закон изменения скоростей движения роторов.

Роторная машина, содержащая польш корпус с торцовыми крышками и впускным и выпускным окнами и кон- центрично установленные в корпусе два ротора с лопастями, связанные между собой и с приводным валом при помощи кривошипно-кулисного механизма синхронизации движения роторов, включающего кулису с направляющим пазом, ползун и кривошип, о т л и- чающаяся тем, что, с целью повышения надежности и производительции снабжен дополнительными ползуном и кривошипом и траверсой, кулиса жестко соединена с приводным валом, оба ползуна размещены в ее пазу и шарнирно закреплены на кривошипах, каждый из которых соединен со своим ротором, причем кривошипы установлены соосно друг другу и эксцентрично кулисе, а траверса связана с приводным валом и установлена с возможностью перемещения. с (Л

А-А

cfJuff.Z

6-Б

в-в

16

IQ

cfjtif J

19

13

Фиг 5

lHuiS

Фиг-7

(Риг.8

(Pu.z.9

ie

9UZ. 10

/5

Фаг. 11

12

15

(риг.П

15

9и.г. 13

16

1д

ю

(Риг. /4

Редактор О.Юрковецкая

Составитель И.Алешина

Техред в.Кадар , Корректор С.Шекмар

Заказ 7784/30 Тираж 596Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4