Роторная машина Советский патент 1993 года по МПК F01C19/08 F04C2/00 

со

с

Сущность изобретения: валы соосно ус тановлены на подшипниках в торцевых крышках корпуса. Лопастные роторы размещены на валах с образованием рабочих камер. Подпружиненные уплотнительные элементы размещены на поверхностях лопастей. Уплотнительные элементы выполнены составными в виде осевых и радиальных пластин. Торцевые поверхности роторов и крышек расположены в одной плоскости. Подпружиненные вкладыши размещены в зоне контакта пластин. Разрезные уплотнительные кольца установлены на валу по торцам роторов с образованием замкнутого уплотнительного контура с пластинами. Кольца соединены с подшипниками штифтами. Наружный диаметр ротора равен внутреннему диаметру крышки. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемным роторным машинам, и может быть использовано в компрессорах, насосах или двигателях внутреннего сгорания.

Известна роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, валы соосно установленные на подшипниках в крышках, лопастные роторы, размещенные на валах с образованием рабочих камер. В лопастях выполнены пазы, куда установлены уплотнительные устройства. Уплотнительные устройства состоят из пластин, соединенных с устройством центробежного типа, которое стабилизирует силу прижатия уплотнительных пластин к поверхности рабочей камеры, при различных угловых скоростях лопастей.

Уплотнительные пластины здесь уплотняют зазоры между лопастями и цилиндрическими поверхностями рабочей камеры (верхней и нижней).

Недостатком такой роторной машины является низкая эффективность работы из- за наличия утечек рабочего тела в зазоры между боковыми крышками рабочей камеры и лопастями, так как здесь уплотнение отсутствует. Также нет уплотнений между торцами роторов и крышками рабочей камеры.

Известна также роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, рабочую камеру тороидальной формы с размещенными в ней лопастями, закрепленными на роторах, которые в свою очередь, закреплены на коаксиальных валах. .

В лопастях, имеющих также тороидальную форму, установлены разрезные уплотнительные кольца. Торцы роторов уплотнены разрезными подпружиненными кольцами, установленными в теле корпуса.

VJ

00

00

CJ

о ;сл

Недостатком такой роторной машины является низкая эффективность работы из- за наличия утечек рабочего тела в зазоры между торцами роторов и торцами корпуса. Так как разрезные кольца конструктивно установлены в корпусе на диаметре, меньшем диаметра роторов и поэтому между внешним диаметром колец и поверхностью лопасти всегда есть зазор, в который рабочее тело будет перетекать из одной рабочей камеры в другую. -:

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, валы, соосно установленные на подшипниках в крышках, лопастные роторы, размещенные на валах с образованием рабочих камер. Подпружиненные уплотнительные элементы размещены в пазах лопастей, причем осевые и радиальные уплотнительные элементы выполнены заодно.

Недостатком такой роторной машины является низкая эффективность работы из- за наличия утечек рабочего тела в зазоры между торцами роторов и торцевыми крышками, так как здесь уплотнения не предусмотрены.

Цель изобретения - повышение КПД роторной машины путем снижения утечек рабочей среды и повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, валы, соосно установленные на подшипниках в крышках, лопастные роторы, размещенные на валах с образованием рабочих камер, подпружиненные уплотнительные элементы, размещенные на поверхностях лопастей, согласно изобретению, роторная машина снабжена подпружиненными вкладышами и разрезными уплотнительными кольцами, при этом уплотнительные элементы выполнены составными в виде осевых и радиальных пластин, торцевые поверхности роторов и крышек расположены в одной плоскости, вкладыши размещены в зоне контакта осевых и радиальных уплотнитель- ных пластин, разрезные уплотнительные кольца установлены на валу по торцам роторов с образованием замкнутого уплотни- тельного контура с уплотнительными пластинами, при этом кольца соединены с подшипниками посредством штифтов, а наружный диаметр ротора равен внутреннему диаметру крышки.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в нем торцевые поверхности роторов и крышек расположены в одной плоскости, а также наружный диаметр роторов равен внутреннему диаметру крышек, что позволяет полностью замкнуть уплотнительный контур, установив между торцами роторов и внутренними поверхностями расточек крышек разрезные кольца.

0 Такого расположения деталей в прототипе нет и поэтому достичь здесь надежного уплотнения невозможно.

На фиг.1 представлен общий вид устройства (продольное сечение); на фиг.2 изо5 бражено поперечное сечение устройства.

Устройство состоит из цилиндра 1, крышек 2 и 3, подшипников скольжения 4 и 5, в которых установлены коаксиальные валы 6 и 7, выполненные заодно с роторами 8 и 9.

0 На роторе 8 жестко закреплены лопасти 10 и 11, а на роторе9-лопасти 12 и 13. В пазах, выполненных в теле лопастей установлены уплотнительные элементы 14, 15, 16 и 17. В зоне стыков уплотнительных элементов ус5 тановлены вкладыши 18.

Плоские уплотнительные элементы подпружинены пластинчатыми пружинами 19.

Диаметр роторов 8 и 9, который одновременно является внутренним диаметром

0 рабочих камер, выполнен одинакового размера с диаметром расточки крышек 2 и 3, а внешние торцы роторов расположены в одной плоскости с внутренними поверхностями крышек 2 и 3.

5 Разрезные кольца 20 установлены в расточку крышек 2 и 3 и прижимаются к поверхности расточки за счет пружинных свойств материала. Кольца 20 подпружинены кольцевыми пружинами 21, которые при0 жимают их к внешним торцам роторов. От проворота кольца 20 удерживаются штифтами 22, установленными в подшипниках 4 и 5. Роторы 8 и 9 сжимаются пружинами 21 и внутренние торцы (плоскость В) оказывают5 ся плотно прижатыми, что устраняет между ними зазор.

Устройство имеет всасывающие окна 22 и 23 и выпускные окна 24 и 25.

Роторная машина работает следующим

0 образом.

При работе роторной машины в ее рабочих камерах проходят термодинамические процессы. Уплотнительные элементы установленные в конструкцию роторной маши5 ны обеспечивают герметизацию рабочих камер при возникновении давления рабочей среды и повышении ее температуры.

Таким образом, использование совокупности признаков заявляемого устройства позволяет обеспечить высокую

эффективность его работы, т.к. уплотни- тельные элементы позволяют закрыть большее количество зазоров в рабочих камерах, независимо от износа трущихся деталей и температурных изменений размеров этих деталей, что снижает утечки рабочего тела при работе роторной машины и тем самым повышает КПД. Кроме того, предлагаемые уплотнительные элементы заявляемой роторной машины просты в изготовлении и сборке, что повышает надежность работы устройства.

Формула изобретения Роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, валы, соосно установленные на подшипниках в крышках, лопастные роторы, размещенные на валах с образованием рабочих камер, подпружиненные уплотнительные элементы, размеА

щенные на поверхностях лопастей, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения утечек рабочей среды и повышения надежности в работе, она

снабжена подпружиненными вкладышами и разрезными уплотнительными кольцами, при этом уплотнительные элементы выполнены составными в виде осевых и радиальных пластин, торцевые поверхности

роторов и крышек расположены в одной плоскости, вкладыши размещены в зоне контакта осевых и радиальных уплотнитель- ных пластин, разрезные уплотнительные кольца установлены на валу по торцам роторов с образованием замкнутого уплотни- тельного контура с уплотнительными пластинами, при этом кольца соединены с подшипниками посредством штифтов, а наружный диаметр ротора равен внутреннему

диаметру крышки.

Фие.1

Фи г. 2