Объемная роторная машина Советский патент 1987 года по МПК F01C1/38 F02B53/00 

. ,

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, а именно к объемным роторным машинам.

Цель изобретения - повьшение эффективности объемной роторной машины путем регулирования рабочего объема в зависимости от нагрузки.

На фиг, 1 изображена объемная роторная машина, продольный разрез; на фиг, 2 - поперечный разрез А-А на фиг, 1; на иг, 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг, 4 - механизм регулирования рабочего объема полостей ротора; на фиг, 5 - графики сигналов, проходящих в элементах обработки информации, о нагрузке машины,

Объемная роторная машина содержит цилиндрический корпус 1, снабженный направляющими 2, торцовые крьш1ки 3, цилиндрический ротор 4, установленный в центре корпуса 1 на ведущем 5 и ведомом 6 валах, Ротор

4снабжен лопастями 7, шарнирно закрепленными в его. секторных полостях 8, и жестко связан с ведущим валом 5, а лопасти 7 связаны с ведомым валом 6 шатунами 9 и кривошипами 10,

Ведущий вал 5 установлен внутри ведомого 6 вала соосно с ним. Ведущий 5 и ведомый 6 валы связаны механизмом регулирования рабочего объема полостей ротора, функционирующего по принципу преобразования равномерного вращения ведущего вала 5 в неравномерное вращение ведомого вала 6, Механизм регулирования рабочего объема полостей ротора состоит из кольца 11 с выступом 12, установленного в части корпуса 1 соосно валам 5 и 6 с возможностью перемещения в направ- 2 перпендикулярно оси валов

5и 6, двух кривошипов 13 и 14 и двух шатунов 15 и 16, Кривошип 13 и шатун 15 связывают ведущий вал 5 с выступом 12 кольца 11, а кривошип 14 и шатун 16 связывают ведомый вал

6с этим же выступом 12, причем кривошипы жестко закреплены в противоположном направлении. Кривошипы 13 и

14 при отсутствии эксцентриситета в механизме регулирования рабочего объема полостей ротора установлены в противоположном направлении относительно друг друга и расположены параллельно кривошипам IО, Шатуны 9 лопастей 7 при положении последних

55731в верхней мертвой точке расположены параллельно кривошипам 13 и 14.

Вьппеописанная конструкция относится к машине с двумя рабочими полостями, расположенными в роторе диаметрально.

При выполнении машины с четырьмя рабочими полостями, расположенными .|Q под углом одна относительно другой, количество механизмов регулирования рабочего объема полостей ротора удваивается, причем кривошипы 13 ведуш;их валов 5 o6oitix механизмов пер- с пендикулярны друг другу, внешняя

поверхность 7 колец 11 у них общая, а размещены.они в одном корпусе,

В корпусе выполнены впускное 18 . и выпускное 19 окна и полости 20 системы охлаждения.

Ведущий вал 5 и ротор 4 связаны с выходным валом 21, в роторе 4 установлены радиальные 22 и торцовые 23 уплотнения, а в лопастях 7 уста- 25 новлены уплотнения 24,

При выполнении машины в виде двигателя внутреннего сгорания в ней предусматривается свеча 25 зажигания и камеры 26 сжатия, выполненные в

20

лопастях 7,

На выходном валу 27 установлены два металлических с прямоугольными вырезами диска 27 и 28, закрепленные неподвижно относительно друг друга на концах выходного вала 21, Около выходного вала 21 неподвижно установлены на кронштейнах два бесконтактных путевых переключателя 29 и 30, в зазоры которых входят металлические диски 27 и 28, а электрические выходы переключателей 29 и 30 посредством сумматора 31 выпрямителя 32, фильтра 33 низких частот и усилителя 34 соединены с обмоткой 35 соленоида 36, сердечник которого выполнен подпружиненным с возмогсностьк взаимодействия с кольцом мех анизма регулирования рабочего объема,

Объемная роторная машина работает

следующим образом,

При вращении цилиндрического ротора 4 в цилиндрическом корпусе 1 н при отсутствии эксцентриситета в механизме регулирования рабочего объема ось кольца 11,совпадает с осью валов 5 и 6, При вращении ведущего ,вала 5 угол между кривошипами 13 и 14 не изменяется, а ведомый вал 6 вращается с такой же скоро

-

стью. При перемещении кольца 11 по направляющим 2 корпуса 1 возникает эксцентриситет е , при этом при вращении ведущего вала 5 угол между кривошипами 13 и 14 изменяется, в результате чего ведомый вал 6 вращается с переменной скоростью. Так как в течение одного полуоборота скорость возрастает, а в течение другого - убывает, то соответственно изме няется положение кривошипов 10 относительно ротора 4 машины. Кривошипы 0 посредством шатунов 9 качают лопасти 7 в секторообразных полостях 8 ротора, обеспечивая тем самым осуществление всех тактов объемной роторной машины, Чем больше эксцентриситет механизма преобразования равно мерного вращения в неравномерное, тем больше изменяется угол между кри вошипами 13 и 14, соответственно на больший угол относительно ротора 4 отклоняются кривошипы 10, тем больше угол качания лопастей и рабочий объем машины.

Учет влияния нагрузки на величину перемещения механизма регулирования рабочего объема в машине производится следуюш1им образом. При вращении вала 21 диски 27 и 28 с прямоугольными вырезами проходят в проемы бесконтактных путевых переключателей 29 и 30, в результате чего на электрических выходах обоих переключателей формируются прямоугольные импуль сы напряжения одинаковой высоты и длительности. Бесконтактные путевые .переключатели 29 и 30 подключены таким образом, что выходные импульсные сигналы (фиг. 5а и 4б) находятся в противофазе, поэтому в случае отсутствия нагрузки на валу машины выходной сигнал сумматора равен нулю. С увеличением нагрузки на валу 21 возникает фазовое смещение выходных импульсных сигналов (фиг. 5в и 4д). На выходе сумматора 31 появляется сигнал (фиг. 5д), который выпрямляется выпрямителем 32 и образуется

55731

сигнал (фиг. 5е). Полученный сигнал проходит фильтр 33 низких частот и усиливается усилителем 34, после чего подается в обмотку 35 соленоида 36. Под действием этого си1- нала сердечник соленоида 36 перемещается, а вместе с ним перемещается кольцо 11, эксцентриситет механизма

Q преобразования равномерного вращения в неравномерное возрастает, возрастает и рабочий объем машины.

С уменьшением нагрузки на валу 21 машины выходной сигнал уменьшается,

1g что приводит к уменьшению тока в обмотке соленоида, сердечник соленоида 36 и кольцо 11 перемещаются в противоположном направлении, в результате чего рабочий объем калины

2Q уменьшается.

Формула изобретения

Объемная роторная машина по 25 авт. св. № 1255718, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем регулирования рабочего объема в зависимости от нагрузки, она дополнительно coon держит два металлических с прямоугольными вырезами диска, закрепленных неподвижно один относительно другого на выходном валу, два бесконтактных путевых переключателя, установленных неподвижно относительно выходного вала, сумматор, выпрямитель,фильтр низких часто т, усилитель, обмотку соленоида с подпружиненным сердечником, взаимодействующим с кольцом механизма регулирования рабочего объема, причем диски с вырезами входят в проемы бесконтактных путевых переключателей, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого соединен с входом выпрямителя, выход которого соединен с входом фильтра низких частот, выход фильтра низких частот соединен с входом усилителя, а выходы усилителя соединены с обмоткой соленоида. 50

35

40

45

25

18

19

u&.Z

Изобретение позволяет повысить эффективность машины путем регулирования рабочего объема в зависимости от нагрузки. На выходном валу 21 установлены металлические с прямоугольными вырезами диски 27 и 28, закрепленные неподвижно относительно друг друга. Около вала 21 установлены . бесконтактные путевые переключатели 29 и 30, в зазорах которых установлены диски 27 и 28. Электрические выходы переключателей посредством сумматора 31, выпрямителя 32, фильтра низких частот 33, усилителя 34 соединены с обмоткой 35 соленоида 36. Переключатели подключены т.о., что их выходные прямоугольные импульсные сигналы находятся в противофазе. В случае отсутствия нагрузки на валу машины выходной сигнал сумматора равен нулю. С увеличением нагрузки на валу 21 возникает сигнал, под действием которого сердечник соленоида перемещается. Вместе с ним перемещается кольцо 1. Эксцентриситет механизма преобразования равномерного вращения в неравномерное возрастает, возрастает и рабочий объем машины. 5 ил. (Л 27 /7 6Sb5 ff J5 2Б // 14)

Фиг.З

д

а

пv

фиг. 5