Реверсивный роторный двигатель Советский патент 1987 года по МПК F01C1/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к паровым роторным двигателям, и может быть использовано в качестве двигателя в составе различных энергетических установок с внешним подводом тепла, обеспечиваюш,их реверс, холостой ход двигателя с пониженным сопротивлением и торможение двигателем.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности.

На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез по осям управляемого клапана подачи рабочего тела в одну из камер минимального объема и компенсационного обратного клапана золотникового клапана выпускной магистрали; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Двигатель содержит полый цилиндрический статор 1, в котором эксцентрично расположен ротор 2, в радиальных пазах 3 которого установлены выдвижные лопасти 4, которыми полость статора 1 разделена на расширительно-вытеснительные камеры 5. В статоре 1 выполнен канал 6, разделенный размеш.енной в плоскости симметрии двигателя перемычкой 7 на два герметичные коллектора 8 и 9. Камеры 5 сообщены с коллекторами 8 и 9 через выпускные отверстия 10, в которых установлены для перекрытия последних со стороны коллекторов 8 и 9 канала 6 выпускные клапаны в виде открытых со сторонь камер 5 обратных клапанов 11. Двигатель имеет блок 12 управления с переключателем 13 для осуществления реверса. Через блок 12 управления проходит магистраль 14 подачи рабочего тела, к которой раздельно каждая через свой дроссельный управляемый клапан 15 и 16 соответственно при помощи выполненных в статоре 1 канавок 17 и 18 и коллекторов 8 и 9 подключены камеры 19 и 20 минимального объема. Каждый коллектор 8 и 9 канала 6 непосредственно сообщен с ближайшей камерой 19 и 20 минимального объема соответственно и посредством канавок 17 и 18 подключен к выпускной магистрали 21 через плоский золотниковый клапан 22. В последнем размещен компенсационный обратный клапан 23, открытый со стороны выпускной магистрали 21, для выравнивания давления в камерах 5 в период холостого хода двигателя.

Двигатель работает следующим образом.

При вращении ротора 2 в направлении стрелки В (фиг. I) дроссельный управляемый клапан 15 открыт, дроссельный управляемый клапан 16 закрыт, и золотниковый клапан 22 перекрывает сообщение коллектора 8 и канавки 17 статора 1 с выпускной магистралью 21. Рабочее тело через магистраль 14, клапан 15, канавку 17 и коллектор 8 поступает в камеру 19 минимального объема, заставляя вращаться ротор 2 в направлении стрелки В. Выпускные обратные клапаны 11 расщирительных камер 5, примыкающих к коллектору 8, при этом

закрыты под действием давления рабочего тела в коллекторе 8, а клапаны 11 вытесни- тельных камер 5, примыкающих к коллектору 9, открыты под действием давления рабочего тела в этих камерах 5. В результате происходит выпуск рабочего тела из вытеснительных камер 5 через отверстия 10 в коллектор 9, сообщенный через канавку 18 и открытый золотниковый клапан 22 с выпускной магистралью 21. Изменение скорости вращения ротора 2 осуществляют изменением положения дроссельного управляемого клапана 15.

Для реверсирования ротора 2 переключателем 13 закрывают дроссельный управляемый клапан 15, открывают дроссельный управляемый клапан 16 и перемещают золотниковый клапан 22 в положение, при котором он перекрывает сообщение коллектора 9 и канавки 18 статора 1 с выпускной магистралью 21. При этом рабочее тело через магистраль 14, клапан 16, канавку 18 и

коллектор 9 поступает в камеру 20 минимального объема, заставляя вращаться ротор 2 в направлении стрелки Г. Обратные клапаны 11 камер 5, примыкающих к кол- лектору 9, закрываются, а клапаны 11 камер 5, примыкающих к коллектору 8, открываются, и через коллектор 8, канавку 17 и открыть й золотниковый клапан 22 происходит выпуск отработанного рабочего тела в магистраль 21. Изменение скорости вращения ротора 2 осуществляют изменением положения дроссельного управляющего клапана 16.

При холостом ходе двигателя оба дроссельные клапаны 15 и 16 закрыты. Рабочее тело не поступает в коллекторы 8 и 9 и в камеры 19 и 20 минимального объема. При

этом золотниковый клапан 22 разобщает коллектор 8 и выпускную магистраль 21. В результате продолжающегося вращения ротора 2 в коллекторе 8 и в канавке 17 создается разрежение, и компенсационный клапан 23 открывается, в результате коллекторы 8 и 9 сообщаются, и происходит выравнивание давления в них и в камерах 5, что предупреждает притормаживание двигателя. Для торможения двигателе.м, например, при вращении ротора 2 в направлении стрелки В (фиг. 1) плавно перемещают плоский золотниковый клапан 22, в результате чего в коллекторе 8 и в расширительных камерах 5 снижается давление за счет частичного стравливания рабочего тела в выпускную магистраль 21, а в коллекторе 9 повыщается

давление, что препятствует выпуску рабочего тела из вытеснительных камер 5 в коллектор 9 и создает тормозящий момент на роторе 2.

Таким образом, возможно регулируемое вращение ротора 2 двигателя как в прямом, так и в обратном направлениях, холостой ход без притормаживания ротора 2 создаваемым перепадом давлений и без использования муфты сцепления, а также эффективное торможение двигателем. Отсутствие эластичных диафрагм, установленных в известном двигателе для управления выпускными клапанами, позволяет использовать рабочее тело с повышенными температурой и химической активностью и обеспечивает повышение надежности двигателя.

Формула изобретения

Реверсивный роторный двигатель, содер- жаш,ий полый цилиндрический статор с каналом, эксцентрично расположенный в статоре ротор, в радиальных пазах которого установлены выдвижные лопасти, которыми полость статора разделена на расширитель- но-вытеснительные камеры, сообщенные с каналом через выпускные отверстия, выпуск

ные клапаны для перекрытия последних со стороны канала, магистраль подачи рабочего тела, к которой раздельно каждая через свой управляемый клапан подключены камеры минимального объема, и соединенную с каналом выпускную магистраль, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, статор снабжен размещенной в плоскости симметрии двигателя перемычкой, разделяющей канал на два герметичных коллектора, каждый из которых непосредственно сообщен с ближайшей камерой минимального объема, раздельно подключен к магистрали подачи рабочего тела через один из управляемых клапанов и к выпускной магистрали - через дополнительно установленный золотниковый клапан с размещенный в последнем компенсационным обратным клапаном, открытым со стороны выпускной .магистрали, для выравнивания давления в камерах в период холостого хода, а выпускные клапаны выполнены в виде открытых со стороны камер обратных клапанов.

6,8

21

12

Фиг. 2

Составитель Л. Тугарев

Редактор А. СабоТехред И. ВересКорректор О. Луговая

Заказ 746/34Тираж-1.82Подписное

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

ФигА

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в энергетических установках. Изобретение позволяет повысить экономичность и надежность. Рабочее тело (РТ) через проходящую через блок 12 управления магистраль и коллектор (К) 8 поступает в камеру 19 минимального объема, заставляя вращаться ротор 2 в направлении стрелки «В. Выпускные обратные клапаны 11 расширительных камер 5, примыкающих к К 8, при этом закрыты, а клапаны 11 вы- теснительных камер 5, примыкающих к К 9, открыты. В результате выпуск РТ происходит из К 9 через канавку статора 1 и открытый плоский золотниковый клапан (ЗК) в выпускную магистраль. При реверсировании ротора 2 РТ через К 9 поступает в камеру 20 минимального объема, заставляя вращаться ротор 2 в направлении стрелки «Г. Выпуск РТ производится через К 8, канавку статора 1 и открытый ЗК. При холостом ходе двигателя РТ поступает в К 8 и 9 и камеры 19 и 20. При этом ЗК разобщает К 8 и выпускную магистраль. В результате продолжающегося вращения ротора 2 в К 8 создается разрежение и открывается размещенный внутри ЗК компенсационный клапан. При этом К 8 и 9 сообщаются и выравнивается давление в камерах 5. Для торможения двигателем, например, при вращении ротора 2 в направлении стрелки «В плавно перемещают ЗК. В результате в К 8 и в камерах 5 давление снижается, а в К 9 повышается, что препятствует выпуску РТ из камер 5 в К 9 и создает тормозящий момент на роторе 2. 4 ил. i (Л ю со СХ) J 59