Роторная машина Советский патент 1988 года по МПК F02B55/00 

со

05

4:

-г

Изобретение относится к объемным роторным машинам, преимущественно двига- Т1елям, в том числе и двигателям внутреннего сгорания.

Цель изобретения - выравнивание температурного состояния стенок корпуса и уменьшение зазоров между корпусом и ротором.

На чертеже схематически представлена роторная машина с эле.ментами системы терморегулирования и разрез А-А.10

Роторная машина, например двигатель внутреннего сгорания, с бесконтактным уплотнением содержит корпус 1 с рабочей камерой 2, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими полостями раз- личного диаметра и ограниченной торцовы- Ми 3 и 4 и радиальной 5 стенками, два ро- jropa - ведуший 6 и ведомый 7, установ- тенные в рабочей камере 2 на параллельных алах, связанных синхронизирующей шес- ггеренчатой передачей (не показана) для 20 Совместного вращения в одну и ту же сто- ipoHy, окна 8 и каналы 9 газообмена и сис- тему терморегулирования стенок корпуса 1 с «горячей и «хо. юдной зонами. Камера 10 сгоран ия расположена внутри ведомого 25 ролика 7 и снабжена форсункой 11 для впрыска топлива. Окна 8, расположенные в торцовых стенках 3 и 4, обеспечивают продувку рабочей камеры 2 сжатым воздухом, а канал 9 обеспечивает отвод отработавших газов. В «холодной зоне корпуса рас- 30 положен дефлектор 12, а пространство между ним и корпусом 1 соединено при по.мощи отверстия 13 с каналом 9 отвода отработавших газов. В «горячей зоне корпуса расположен воздуховод 14, соединенный с источником сжатого воздуха (не показан) и образующий совместно с корпусо.м 1 сопло 15 обдува холодпым воздухом. Система терморегулирования снабжена также регуляторами, выполненными в виде заслонок 16 и 17, двумя приводными пневмоцилиндрами 40 18 и 19 и дифференциальными поршнями 20 и 21, расположенными соответственно и «холодной и «горячей зонах корпуса 1, магистралями 22.-25 связи, а также отверстиями с установленны.ми в них обратными клапанами 26-31, причем отверстие и обратный клапан 26 расположены в радиальной стенке 5, а отверстия и обратные клапаны 27-31 - в торцовых стенках 3 и 4, причем отверстия и обратные клапаны 28 и 30, а также 29 и 31 расположены попар- 50 но оппозитно.

Заслонки 16 и 17 кинематически связаны с порпшями 20 и 21 пневмоцилиндров 18 и 19, надпорщневое пространство пнев- моцилиндра 18 «холодной зоны соединено при помощи магистрали 22 и отверстия с обратным клапаном 26 в радиальной стенке 5 корпуса 1 с рабочей камерой 2, подпорп 35

45

10

20 25 3040 50

35

45

2

невое пространство этого пневмоцилиндра 18 соединено при помощи магистрали 24 и отверстия с обратным клапаном 28 в торцовой стенке 4 корпуса 1 с полостью торцового зазора межд) ротором 6 и корпусом 1. Наднорщневое пространство пневмоцилиндра 19 «горячей зоны соединено при помощи магистрали 23 и отверстия с обратным клапаном 27 в торцовой стенке 4 с рабочей камерой 2, а его цодпорщневое пространство соединено при помощи магистрали 25 и отвер стия с обратны.м клапаном 29 в торцовой стенке 4 с полостью торцового зазора между ротором 6 и корпусом 1. Магистрали 24 и 25 могут быть соединены также с отверстиями с обратны.ми кла 1анами 30 и 31 соответственно, расположенными в торцовой стенке 3 корцуса 1. Подпорщневая полость пневмоцилиндра 19 может быть сообщена с атмосферойля 32.

При ров 6 и

при помощи подстроечного дроссеработе машины и вращении рото- направлении, указанном стрелками, в рабочей камере 2 протекают термодинамические процессы, обеспечивающие получение на выходном валу полезной механической мощности. При этом в «холодной зоне корпуса 1 осуществляется подогрев стенок отбором горячих газов в пространство между дефлектором 12 и корну- со.м 1 через отверстие 13 из канала 9 и регулированием теплового состояния поворотом заслонки 16, а в «горячей зоне осуществляется охлаждение стенок подачей сжатого воздуха через воздуховод 14 в сопло 15, причем поворотом заслонки 17 осуществляется регулирование степени охлаждения. В результате происходит выравнивание температурного состояния стенок корпуса, а также уменьшение зазоров между корпусом и ротором. При отклонениях зазоров от оптимального в сторону увеличения увеличивается проходное сечение дросселей, образованных отверстия.ми с обратными клапанами 28 и 29 и стенкой ротора 6, давление в подпоршневой полости пневмоцилиндра 18 увеличивается, а в надпоршневой полости этого же цилиндра уменьшается, поршень 20 выходит из равновесия, с.меща- ется влево и поворачивает заслонку 16, перекрывая поток подогревающих корпус 1 газов, а последующее охлаждение стенок корпуса приводит к уменьшению зазоров в уплотнениях до исходной величины. При чрезмерном уменьщении зазоров поршень 20 с.мещается вправо и открывает заслонку 16, увеличивая подогрев корпуса 1 и осуществляя тем самым увеличение зазоров в сопряжениях.

Аналогично осуществляется и регулирование теплового состояния «горячей зоны, однако отличие состоит в то.м, что увеличение зазоров сопровождается открытием заслонки 17.

Подстроенный дроссель 32 позволяет более точно регулировать давление в пнев- моцилиндре 19 и тем самым регулировать тепловое состояние и зазоры в сопряжениях. При этом завертывание иглы дросселя 32 повышает давление в подпоршневой полости этого пневмоцилиндра и способствует охлаждению корпуса и уменьшению зазоров, а вывертывание иглы дросселя приводит к обратному эффекту.

Возможен также вариант двигателя с бесклапанным выполнением отверстий в радиальной и торцовых стенках двигателя.

Формула изобретения

1. Роторная машина с бесконтактным уплотнением рабочей камеры, преимущественно двигатель, содержащая корпус с рабочей камерой, образованной двумя пересекающимися цилиндрическими полостями различного диаметра и ограниченной торцовыми и радиальной стенками, два ротора - ведущий и ведомый, установленные в рабочей камере на параллельных валах, связанных синхронизирующей шестеренчатой передачей для совместного вращения в одну и ту же сторону, окна и каналы газообмена и систему терморегулирования стенок корпуса с «горячей и «холодной зонами, отличающаяся тем, что, с целью выравнивания температурного состояния стенок корпуса и уменьшения зазоров между корпусом и ротором, система терморегулирования снабжена дросселями, выполненными в ви0

де заслонок, дву.мя приводными пнев.моци- линдрами и дифференциальными поршнями, расположенными в «горячей и «холодной зонах корпуса, и магистралями связи, причем радиальная и торцовые стенки корпуса выполнены с отверстиями и расположенными в них обратными клапанами, заслонки кинематически связаны с порщнями пнев- моцилиндров, надпорщневое пространство пневмоцилиндра «холодной зоны соединено при помощи магистрали и отверстия с обратным клапаном в радиальной стенке корпуса с рабочей камерой, подпорщневое пространство этого пневмоцилиндра соединено при помощи магистрали и отверстия с обратным клапаном в торцовой стенке корпуса с полостью торцового зазора между корпусом и ротором, надпорщневое пространство пневмоцилиндра «горячей зоны соединено при помощи магистрали и отверс- Q тия с обратным клапаном в торцовой стенке корпуса с рабочей камерой, а его под- поршневое пространство соединено при помощи магистрали и отверстия с обратным клапаном в торцовой стенке корпуса с полостью торцового зазора между корпусом

5

0

и ротором.

2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что отверстия в торцовых стенках расположены оппозитно, а подпоршневые пространства обоих пневмоцилиндров соединены через эти отверстия с полостями торцовых зазоров по обе стороны ротора.

3.Машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что подпоршневая полость пнев.моци- линдра «горячей зоны сообщена с атмосферой при помощи подстроечного дросселя.

Изобретение относится к двигателя.м внутреннего сгорания. Цель изобретения - выравнивание т-рного состояния стенок корпуса и у.меныиение зазоров между корпусом и ротором. Рабочая камера (РК) 2 образована двумя пересекающимися цилиндрическими полостями различного диаметра и ограничена торцовы.ми и радиальной стенками 3,4 и 5 соотв., и.меющими отверстия с обратными клапанами (ОК) 27-31 и 26 соотв. В РК 2 на параллельных валах, связанных синхронизирующей щес- теренчатой передачей, установлены ведущий и ведомый роторы 6 и 7. Система терморегулирования содержит дроссели, выполненные в виде заслонок 16, 17, кинематически связанных с порщня.ми 20, 21 пневмо- цилиндров (ПЦ) 18, 19, расположенны.х в «.холодной и «горячей зонах корпуса 1 соотв. Надпорщневые пространства ПЦ 18 и 19 соединены через ОК 26 и 27 соотв. с РК 2, а и.х подпорпшевые пространства через ОК 28 и 29 - соотв с полостью торцового зазора .между роторо.м 6 и корпусом. Отверстия в стенках 3 и 4 м.б. расположены оппозитно, а подпоршневые пространства ПЦ соединены через эти отверстия с полостями торцовых зазоров по обе стороны ротора. Подпоршневое пространство ГЩ 19 м.б. сообщено с атмосферой через нодстроеч- пый дроссель 32. Регулирование т-рного состояния стенок корпуса и уменьн.1епие зазоров между корпусом и ротором ocyniecT- вляется заслонками 16, 17, а дроссель 32 позволяет более точно регулировать давление в ПЦ 19, т.е. тепловое состояние и зазоры в сопряжениях. 2 з.н. ф-лы, 1 ил. i (Л