Роторная машина Советский патент 1989 года по МПК F04C18/00 

Сл

N9

;о

i

Изобретение относится к машиностроению, в частности к машинам объемного типа, в может быть использовано в насосостроении, компрессо- ростроении н двигателестроении.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД.

На фиг. 1 изображена роторная машина, разрез по плоскости, проходя- щей через оси соосных валов и промежуточного вала; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез по роторам; на фиг. 3 - кинематическая схема роторной машины, промежуточньй вал кото - рой выполнен в виде карданного; на фиг. 4 - то же, промежуточный вал выполнен в виде сложного карданного механизма; на фиг. 5 - роторная машина, роторы и корпус которой являются фрагментами торообразных поверхностей, разрез; на фиг. 6 - роторная машина, вид сбоку; на фиг. 7 - роторная машина, рабочая полость которой выполнена торообразной, разрез; на фиг. .8 - роторная машина с рабочей камерой в воде тора, поперечное сечение ; на фиг. 9 - схема объединения двух роторных машин в единьй блок; на фиг. 10 - график зависимрсти угла поворота роторов машины от угла поворота ведущего вала для сложного карданного механизма; на фиг. 11 - зависимость угла поворота роторов от угла поворота приводного Вала для случая вьтолнения механизма с прерьтистым движением одного из роторов; на фиг.12- зависимость угла поворота роторов от угла поворота приводного вала для случая вьтолнения механизма с прерывистым движением обоих роторов .

Роторная машина содержит корпус 1, торцовые крышки 2 и 3 с окнами 4 и 5, а также кольцевыми коллекторами 6 и 7 подвода и отвода рабочей среды, со- осные валы 8 и 9 с ше стернями 10 и 11, установленные на валах 8 и 9 роторы 12 и I3, а также промежуточный нал 14 с шестернями 15 и 16, образующий с шестернями 10 и 11 механизм не- равномерного вращения роторов 12 и 13. Причем шестерни 10 и 15 выполнены овальными, а шестерни 11 и 16 - цилиндрическими. Роторы 12 и 13 выполнены в ввде дисков 17 и 18 с центральными кольцевыми выступами 19 и 20 и радиальными плоскими ребрами, образующими лопасти 21 и 22. Причем

0

.5

0

5

0

5

0

5

0

5

лопасти 21 одного ротора 12 размещены между лопастями 22 другого ротора 13 и образуют с корпусом 1 рабочие камеры 23. В кольцевых выступах 19 и 20 со стороны их торцов вьтолнены уступы 24, в которых расположена уп- лотнительная втулка 25. В дисках 17 и 18 выполнены отверстия 26 с возможностью поочередного сообщения рабочих камер 23 с окнами 4 и 5 подвода и отвода рабочей среды.

Для повьшения технологичности изготовления шестерен зубчатые колеса 27 и 28 выполняют цилиндрическими. При этом промежуточный вал 29 выполняют карданным.

С целью обеспечения регулирования производительности роторной машины, она снабжена регулировочным винтом 30, промежуточный вал 14 вьшолнен в виде карданного вала, содержащего два телескопических вала 31 и 32, связанных универсальными шарнирами 33 с валом 34, которьй, в свою очередь, связан с регулировочным винтом 30 и расположен с возможностью перемещения перпендикулярно оси роторов 12 и 13. Причем вилки 35 шарниров каждого вала 31 и 32 выполнены во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Роторная машина может быть вьтол- нена с прерывистым вращением роторов 12 и 13. При этом шестерни промежу- точного-вала 14 и роторов 12 и 13 выполнены в в иде колес 36 и 37 соответственно. Колесо 36 снабжено пальцами 38, а колесо 37 - упорами 39 и зубьями 40, входящими в зацепление с пальцами 38. Последние расположены на части дуги окружности.

Роторная машина может быть снабжена торообразной рабочей камерой 41 и лопастями 42 круглого сечения в радиальной плоскости с уплотнительными элементами 43 и 44, или рабочей камерой 45, являющейся фрагментом торообразной поверхности с соответствующими поршнями 46 и уплотнением 47. При этом сопряженные поверхности корпуса 1, роторов 12 и 13, а также ло- пастей 42 представляют собой участки торообразных поверхностей. При объединении двух роторных машин в единьй блок промежуточный вал выполняется единьм.

Роторная машина работает следующим образом.

20

25

5152191

При вращении ведущего вала 8, приводится во вращение непосредственно ротор-.12, а через промежуточньй вал 14 и шестерни 10, 15, 11 и 16 - ро- тор 13. Вследствие того, что шестерни 10 и 15 выполнены овальными, их передаточное отношение при вращении валов изменяется, и ротор 13 периодически, дважды за оборот, отстает от Q ротора 12, а затем опережает его. При этом объем рабочей камеры 23 также периодически, дважды за оборот, увеличивается, и дважды - уменьшается..15

Таким образом, каждая лопасть i2 отора 13 в течение одного оборота едущего вала 8 совершает два полных олебания между соседними лопастями 21 ротора 12. Рабочее тело поступает рабочие камеры 23 через впускной коллектор 6, впускные окна 4 в крыше 2 и отверстия 26 в диске 17 ротора 12, сжимается и подается потребителю через отверстия 26 в диске 18 ротора 13, окна 5 в крышке 3 и коллектор 7 .

При вращении промежуточного каранного вала 29 вследствие выполнения пар зубчатых колес 27 и 28 цииндрическими, роторы 12 и 13 замедяют и ускоряют свое вращение, обеспечивая таким образом всасывание, сжатие и подачу рабочего тела к потребителю.

Оснащение роторной машины регулировочным винтом 30 дает возможность регулировать ее производительность, так как при увеличении угла преломления в шарнирах 33 величина относительного перемещения лопастей 21 и 22 роторов 12 и 13 увеличивается, увеличивается соответственно и производительность роторной машины. При уменьшении угла преломления в шарнирах 33 производительность роторной машины уменьшается. Телескопические валы 31 и 32 компенсируют разницу линейных размеров промежуточного вала при различных углах преломления в шарнирах 33.

Вьшолнение шестерен 36 в виде дисков, снабженных пальцами, а шестерен 37 с зубьями 40 и упорами 39, обеспечивает поочередное прерьгоистое движение роторов 12 и 13. Вьтолнение торо- обрайной рабочей камеры 41 или рабочей камеры 45, являющейся частью то30

35

40

45

50

55

0

5

Q 5

0

5

0

5

0

5

рообразной поверхности, облегчает задачу уплотнения сопряженных поверхностей роторов 12 и 13, а также корпуса 1 . При объединении двух роторных jIaщин в единый блок, промежуточный вал 29 поочередно приводит во вращение роторы обеих машин.

Формула изобретен ия

1.Роторная машинаi содержащая корпус, торцовые крышки с окнами подвода и отвода рабочей среды, соосные валы с шестернями, установленные на валах роторы с лопастями, образующими рабочие камеры, и промежуточный чал с шестернями, отличающаяся тем, что, с целью повьш1е- ния надежности и КПД, машина снабжена кольцевой уплотнительной втулкой, каждьй из роторов выполнен в виде диска с центральным кольцевым высту- пом и радиальными плоскими ребрами, образующими лопасти, в кольцевых выступах со стороны их торцов выполнены уступы, а в дисках выполнены отверстия с возможностью поочередного сообщения рабочих камер с окнами подвода и отвода рабочей среды, причем уплотнительная втулка расположена в уступах,а лопасти одного из роторов размещены меящу лопастями другого ротора. .

2.Машина поп. J, отличающаяся тем, что, с целью регулирования производительности, машина снабжена регулировочным винтом, а промежуточный вал выполнен в виде карданного вала, содержащего по меньшей мере два .телескопических вала и один вал, связанный с регулировочным винтом и расположенньй с возможностью перемещения перпендикулярно оси роторов...

3.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения прерывистого вращения ротора, шестерни промежуточного вала снабжены пальцами, расположенными на части дуги окружности с возможностью контакта с-зубьями тпестерен соосных валов .

4.Машина по п. 1 , о т л и ч, а ю- щ а я с я тем, что сопряженные поверхности лопастей, роторов и корпуса выполнены торообразными.

15

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить надежность, КПД, регулировать производительность и обеспечить прерывистость вращения роторов (Р) машины. Корпус 1 снабжен торцовыми крышками 2, 3 с окнами 4, 5 подвода и отвода рабочей среды. Р 12, 13 установлены на соосных валах 8, 9 с шестернями 10, 11 и образуют рабочие камеры 23. Каждый из Р 12, 13 выполнен в виде диска 17 (18) с центральным кольцевым выступом 19 (20) и радиальными плоскими ребрами, образующими лопасти 21 (22). В кольцевых выступах 19, 20 со стороны их торцов выполнены уступы 24. В дисках 17, 18 выполнены отверстия с возможностью поочередного сообщения камер с окнами 4, 5. Уплотнительная втулка 25 расположена в уступах 24. Лопасти 21 Р 12 размещены между лопастями Р 13. Промежуточный вал 14 выполнен в виде карданного вала, содержащего два телескопических вала и один вал, связанный с регулировочным винтом 30. Вал расположен с возможностью перемещения перпендикулярно оси Р 12, 13. Шестерни вала 14 снабжены пальцами, расположенными на части дуги окружности с возможностью контакта с зубьями шестерен 10, 11. Сопряженные поверхности лопастей, Р 12, 13 и корпуса 1 выполнены торообразными, что облегчает задачу уплотнения. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

17

Фиг. 2

27

78

Фи&.5

/ ff-r.

. 7

3S

зв

837

Фив. 7

37

J6

Фае.8

-37

Фа г. 9

f/eff/r fToBffpfffTJOL pomojoc S

30fSO27O 360

фиг 10

360

Угол поворота ро/7таров °

90

5

36072О1080

фиг 11

J&0

угол f7ffgi/ff,jfrrc/ pfffTTO/fffS

tS

360720

фиг 1Z

W80