Объемная роторная машина Советский патент 1992 года по МПК F04C2/00 F04C18/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции роторов объемных роторных машин.

Ротор является одним из основных узлов объемных роторных машин. Известные конструкции объемных роторных машин обладают общими недостатками, такими как низкая удельная производительность, высокие инерционные нагрузки, сложность конструкции. Кроме того, к недостаткам роторных машин относятся и такие как пульсация давления и перетекание газа из рабочей полости через зазоры между роторами и корпусом машины, что приводит к снижению производительности.

Общим недостатком роторных машин является невозможность развивать высокое давление в камере нагнетания. Указанный недостаток роторных машин отсутствует в поршневых машинах.

Однако существующие поршневые машины имеют неудовлетворительные весовые и габаритные показатели, большие потери мощности на трение вследствие чего эффективность их применения снижается с ростом числа оборотов.

Целью изобретения является создание объемного роторного нагнетателя, сочетающего в себе преимущества поршневых машин, те. создающего высокое давление и производительность.

Указанная цель достигается тем, что в известной объемной роторной машина, содержащей корпус, несколько взаимодействующих роторов, образующих с корпусом рабочую камеру, которая согласно изобретению, образована тремя роторами, оси вращения которых проходят через центры их тяжести и расположены под углом 120° а профиль роторов имеет форму выпуклого равностороннего треугольника, стороны которого являются дугами окружности с центрами кривизны, находящимися в соответствующих вершинах треугольника, При повороте роторов в одном направлении вокруг своей оси на угол образуется замкнутый объем - рабочая камера, размеры которой изменяются от 0 до 3R2H( 3 - ),

t

При равномерном синхронном вращении роторов в одном направлении объем рабочей камеры периодически изменяется

Ч XI

ел

аналогично тому, как это происходит в поршневом компрессоре.

Таким образом, заявленная роторная машина соответствует критерию Новизна.

Сравнение заявляемого решения с соответствующими техническими решениями в данной области техники позволило выявить G них признаки, отличающие заявляемое решение от существующих, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию Существенные отличил.

На фиг, 1 изображен рогор, когда вершины роторов находятся в одной точке; на фиг, 2 - роторы повернуты в одном направлении вокруг своих осей на угол (р на фиг, 3 - принципиальная схема работы объемного роторного нагнетателя.

Объемная роторная машина состоит из ротора 1, рабочей камеры 2, образованной тремя роторами, оси вращения которых проходят через центр тяжести каждого ротора и расположенных между собой под углом 120°, радиальных каналов 3, торцевой крышки 4, в которой имеется отверстие 5 закрытое клапаном (на чертежах не показан), торцевых полостей 6.

Объемная роторная машина работает следующим образом.

При вращении роторов 1 в одном направлении вокруг своих осей на угол (см фиг. 2) между роторами образуется замкнутый объем, рабочая камера 2, размеры которой изменяются от0 до3R Н(3 ), где

R - радиус окружности, проходящей через центры тяжести роторов (см. фиг. 1);

Н - высота ротора.

С увеличением объема рабочей камеры 2 воздух из торцевых полостей 6 ротора 1 через радиальные каналы 3 устремляется в рабочую камеру 2 до тех пор, размер камеры не достигнет своего максимального

значения 3R Н( 3 тг}- При дальнейшем

вращении роторов сопряженные вершины роторов отсекают радиальные каналы 3 и воздух в рабочей камере 2 начинает сжиматься. При достижении в камере заданного

давления клапан открывает отверстие 5 в торцевой крышке 4 и воздух нагнетается в нужный объем. За один оборот ротора происходит три нагнетательных цикла. Роторы приводятся в движение передачей

обеспечивающей их синхронное угловое вращение.

Изготовление роторов имеющих форму выпуклого равностороннего треугольника, стороны которого являются дугами окружности с центрами кривизны, находящимися в соответствующих вершинах треугольника, просто в технологическом исполнении.

Кроме того, рабочая камера предлагаемой объемной роторной машины создается

вершинами и сторонами трех роторов, вращающихся в одном направлении и имеющих одинаковую форму. Тем самым создается возможность сжатия газа (воздуха) до нужных, достаточно высоких давлений, как в поршневых машинах, с большой часто юй при отсутствии возвратно-поступательного движения деталей.

Формула изобретения Объемная роторная машина, содержащая корпус, размещенные в нем с образованием рабочих камер три профилированных ротора, оси вращения которых в поперечном сечении совпадают с центрами их тяжести и расположены на пересекающихся между собой под углом 120° прямых, проходящих через центры вращения роторов, причем профиль каждого ротора выполнен в форме выпуклого равностороннего треугольника, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, стороны роторов описаны равными дугами окружности с центрами кривизны, находящимися в соответствующих противоположным сторонам вершинах треугольника.

Сущность изобретения: в корпусе размещены с образованием рабочих камер три профилированных ротора, оси вращения крых в поперечном сечении совпадают с центрами тяжести и расположены на пересекающихся между собой подуглом120° прямых, проходящих через центры вращения ротора. Профиль каждого ротора выполнен в форме выпуклого равностороннего треугольника. Стороны роторов описаны равными дугами окружности с центрами кривизны, находящимися в соответствующих противоположным сторонам вершинах треугольника 3 ил.

Фиг.1

У и г. г

3

Фиг.З