Рабочий ротор роторной машины Советский патент 1989 года по МПК B30B11/12 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям рабочих роторов роторных машин.

Цель изобретения - повышение КПД.

На фиг. 1 схематично изображен рабочий ротор, продольный разрез; на фиг. 2 - циклограмма рабочего ротора; на фиг. 3 - развернутая диаграмма рабочего цикла (зависимость давления Р рабочей среды от угла а поворота ротора); на фиг. 4 - термодинамический цикл рабочего ротора в координатах объем V - давление Р; на фиг. 5 - то же, в координатах энтропия S - температура Т.

Рабочий ротор роторной машины содержит установленный в станине с неподвижными корпусами 1 и 2 в подшипниковых узлах 3 и 4 приводной вал 5 с закрепленными в его средней части блокодержателя- ми 6 и 7, в которых расположены инструментальные блоки 8 и 9 с подвижными инструментами - пуансоном 10 и выталкивателем 11, проходяшим через матрицу 12. Рабочий ротор содержит также цилиндрические барабаны 13 и 14, в которых соосно с инструментальными блоками 8 и 9 расположены ползуны 15 и 16, приводимые в движение роликами 17-20, обкатывающимися по неподвижным копирам 21-24, и соединенные в осевом направлении с пуансонами 10 и выталкивателями П. Корпус инструментального блока 8 выполнен в виде силового цилиндра 25, в котором размещены образующие рабочие полости 26 поршни 27 со щтоками 28, соединенными f ползунами 15 пуансонов 10. Для повышения термодинамической эффективности выполняемых опе- . раций пуансон 10 и матрица 12 размещены в рабочих полостях 26 силовых цилиндров, выполненных в виде подвижных обечаек 29, охватывающих нижнюю и верхнюю части соответственно верхнего и нижнего инструментальных блоков 8 и 9. На подвижных обечайках 29 установлены ролики 30, обкатывающиеся по дополнительному неподвижному копиру 31. В рабочих полостях 26 силовых цилиндров 25 выполнены впускные 32 и выпускные 33 окна, соединенные соответственно с воздушными фильтра.ми 34 и выхлопными каналами 35. Рабочий ротор снабжен также топливными форсунками 36, соединенными, например, посредством телескопических механизмов 37 с источником горючей смеси (не показан). Каждая топливная форсунка 36 содержит плунжерный насос с электромагнитом, связанным через кулачковый прерыватель 38 с источником питания (не показан). В качестве горючей смеси может быть использовано жидкое или газообразное топливо. Для первоначального пуска ротора предусмотрена пусковая система (не показана), включающая воздушный баллон высокого давления и пусковой клапан.

Рабочий ротор роторной машины работает следующим образом.

От пусковой системы рабочему ротору сообцХается вращение. При этом ролики 17-

20 ползунов 15 и 16 и дополнительные ролики 30 подвижных обечаек 29 обкатываются соответственно по неподвижным копирам 21-24 и дополнительному неподвижному копиру 31. Пуансоны 10 и выталкиватели, 11

р. через ползуны 15 и 16 и щтоки 28 получают требуемые технологические движения.

В исходном положении подвижная обечайка 29 опущена и рабочая полость 26 открыта. Транспортный ротор (не показан) подает предмет обработки в рабочую полость 26. В результате взаимодейстзия дополнительных роликов 30 с дополнительным неподвижным копиром 31 подвижная обечайка 29 поднимается и через уплотнения надежно изолирует рабочую полость 26 от окружающего пространства.

0В результате взаимодействия роликов 7

и 18 с неподвижными копирами 21 и 22 поршень 27 перемещается вниз, перекрывая впускное 32 и выпускное 33 окна, и сжимает заряд свежего воздуха в рабочей полости 26.

5 Протекает процесс а-Ь изоэнтропного сжатия, температура Т и давление Р повышаются.

При дальнейшем перемещении поршня 27 вниз кулачковый прерыватель 38 взаимодействует с его нижним торцом, на электро0 магнит Д1лунжерного насоса подается питание и от источника горючей смеси в топливную форсунку 36 через телескопический механизм 37 под давлением, превышающим давление Р в рабочей полости 26, подается заряд свежей горючей смеси. Топливная фор5 сунка 36 впрыскивает в рабочую полость 26 заряд свежей горючей смеси, распыленный до мелкодисперсного состояния.

В рабочей полости 26 при взаимодействии впрыснутой горючей смеси с горячим воздухом, полученным в предыдущем процессе, происходит ее воспламенение и сгорание. Осуществляется процесс b-с изохор- но-изобарного подвода теплоты. Температура Т и давление Р еще более повышаются и достигают максимальных значений до 1200-

5 1500°С и 30-50 МПа. Материал заготовки достигает состояния пластичности, а затем пуансон 10 осуществляет формообразование готового изделия в матрице 12.

Далее протекает процесс изоэнтропного расширения рабочей среды в рабочей

0 полости 26. В этом процессе подведенная теплота тра нсформируется в механическую работу: ролики 17 и 18 взаимодействуют с неподвижны.ми копирами 21 и 22 и на центральном валу возникает дополнительный вращающий момент, приводящий рабочий

5 ротор во вращение.

При перемещении поршня 27 вверх сначала открываются впускные 32, а затем выпускные 33 окна. Протекает процесс d-а.

изохорного отвода тепоты в окружающее пространство: отработанные газы удаляются по выхлопному каналу 35, обезвреживаются в нейтрализаторе (не показан) и выбрасываются наружу, а рабочая полость 26 через воздушный фильтр 34 заполняется зарядом свежего воздуха через выпускные окна 33 по бесклапанной петлевой схеме газообмена.

В результате взаимодействия дополнительных роликов 30 с дополнительным неподвижным копиром 31 подвижная обечайка 29 опускается и рабочая полость ,26 открывается. В результате взаимодействия роликов 19 и 20 с подвижными копирами 23 и 24 выталкиватель 11 извлекает готовое изделие из матрицы 12 и передает его в захватный орган транспортного ротора. Цикл закончен.

Использование предлагаемого рабочего ротора, сочетающего высокую производительность с высокой термодинамической эффективностью, позволяет в среднем в два раза повысить технико-экономические показатели работы роторных и роторно-конвейер- ных линий.

Формула изобретения

Рабочий ротор роторной мащины, содержащий установленный в станине приводной

Фие.2

вал с закрепленными на нем барабанами, несущими блокодержатели с инструментальными блоками и инструментами, соосные им ползуны с роликами, контактирующими с

непод вижными копирами, и силовые цилиндры с поршнями в рабочих полостях и штоками, связанными с ползунами, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД он снабжен дополнительны ми роликами, дополнительными неподвижными копирами,

0 топливными форсунками и связанным с ними источником горючей смеси, дополнительной стенкой силового цилиндра, воздушными фильтрами и выхлопными каналами, корпус инструментального блока выполнен в виде силового цилиндра, дополнительная стенка силового цилиндра выполнена в виде подвижной в осевом направлении обечайки, охватывающей верхнюю и нижнюю части инструментального блока, в силовых цилиндрах выполнены впускные и выпускные окна,

0 связанные соответственно с воздушным фильтром и выхлопным каналом, инструменты установлены в полостях силовых цилиндров, а дополнительный ролик смонтирован на упомянутой обечайке с возможностью взаимодействия с дополнительным неподвижным копиром.

5

5

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям рабочих роторов роторных машин. Цель изобретения - повышение КПД. Рабочий ротор содержит вал 5 с блокодержателями 6 и 7 и инструментальными блоками 8 и 9 с пуансоном 10, матрицей 12 и выталкивателем 11. В барабанах 13 и 14 смонтированы ползуны 15 и 16, связанные с инструментами. Ротор снабжен силовыми цилиндрами 25 и дополнительной стенкой, выполненными в виде подвижной обечайки 29, охватывающей верхнюю и нижнюю части инструментальных блоков 9 и 8, поршнями 27, топливными форсунками 36, воздушными фильтрами 34, выхлопными каналами 35. Подвижные обечайки 29 от дополнительных роликов 30, обкатывающихся по дополнительному неподвижному копиру 31, поднимаются вверх и образуют герметичную полость 26 силового цилиндра. В полость 26 производится подача воздуха и топлива и сжигание их смеси. В результате заготовка нагревается до требуемой температуры, а за счет сил давления газов через ползуны 15 и 16 и ролики 17 и 19 от неподвижных копиров 21 и 23 ротор получает крутящий момент, обеспечивающий его вращение. 5 ил.

фиг.

фие. З

Фиг. 5