Объемная роторная машина Советский патент 1993 года по МПК F01C1/30 

Изобретение относится к роторным машинам и может быть использовано в компрессоростроении, гидромашиностроении и двигателестроении.

Целью изобретения является одновременное оперирование объемной роторной машиной двумя рабочими телами с выполнением полезной работы и повышение надежности работы машины, а также одновременное оперирование объемной роторной машиной по меньшей мере с четырьмя рабочими телами с выполнением полезной работы.

На фиг. 1 изображен компрессор, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.З; на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.З.

Ротационный компрессор содержит корпус 1, корпус рабочего цилиндра 2, торо- образные рабочие цилиндрыЗ и 4, разделен- . ные замыкателями в виде подпружиненных пружинами 5 золотников 6 и 7 соответственно, установленных параллельно оси вращения компрессора, ротор 8, с прикрепленными к нему поршнями 9 и 10 и расположенных в рабочих цилиндрах 3 и 4 соответственно.

Для образования торообразного рабочего цилиндра 3 корпус 1 и ротор 8 снабжены участками торообразной поверхности 11 и 12 соответственно и сопряжены между собой по двум концентрическим цилиндрическим поверхностям 13 и 14, для образования . торообразного рабочего цилиндра 4 корпус 2 и ротор 8 снабжены участками торообраз- ной поверхности 15 и 16 соответственно и Сопряжены между собой по двум концентрическим цилиндрическим поверхностям 17 и 18. Ротор 8 снабжен профилированными кулачками 19 и 20, установленных с возможностью взаимодействия через толкатели 21 и 22 соответственно с золотниками 6 и 7 соответственно. Корпус 1 снабжен впускным окном 23, а корпус 2 - впускным окном 24. Поршень 9 совместно с золотником 6 и впускным окном 23 делит торообразный рабочий цилиндр 3 на камеру всасывания 25 и камеру нагнетания 26, поршень 10 совместно с .золотником 7 и впускным концом 24 делит торообразный рабочий цилиндр 4 на камеру всасывания 27 и камеру нагнетания 28. Ротор 8 при помощи шпонки 29 соедиел

СО

со ел ю о

нен с выходным валом 30, установленным на подшипниках 31 в корпусе 1. Рабочий цилиндр 3 снабжен нагнетательным клапаном 32, а рабочий цилиндр 4 снабжен нагнетательным клапаном 33, Каждый нагнетательный клапан снабжен каналом 34, сообщенным с соответствующей нагнетательной камерой, отверстием 35 с коническим участком 36, шариком 37, упорной шайбой 38t пружиной 39, клапан 32 - штуцером 40, а клапан 33 - штуцером 41. .Компрессор снабжен корпусами золотников, 42 и 43 с полостями 44 и 45 соответственно, служащими для размещения пружин 5 и золотников 6 и 7 соответственно и соединенными с корпусами 1 и 2 соответственно.

Компрессор работает следующим образом.

Ротор 8 с прикрепленными к нему поршнями 9 и 10 приводится во вращение двигателем через выходной вал 30 и шпонку 29. При проходе поршнями 9 и 10 впускных, окон 23 и 24 соответственно;тазы заполняют камеры всасывания 25 и 27 соответствен-, но. Газы,находящиеся 9 камерах нагнетания 26 и 28, сжимаются движущимися поршнями 9 и 10 соответственно/При достижении давления, на которое рассчитаны пружины 39, шарики 37, преодолевая сопротивление пружин, поднимаются вверх и сжатые газы через каналы 34 и отверстия 35 вытесняют- через штуцера выпуска 40 и 41 соответственно. При подходе поршней 9 и 10 к золотникам 6 и 7 соответственно, на последние, через посредство толкателей 21 и 22 соответственной воздействуют профилированные кулачки 19, и 20 соответственно и сжимая пружины 5, утапливают золотники 6 и 7 в полости 44 и 45 соответственно. После прохода поршней 9 и 10 мимо золотников 6 и 7 соответственно, последние под действием пружин 5 возвращаются в исходное положение, перекрывая сечения рабочих цилиндров 3 и 4 соответственно. Дальнейшее движение поршней 9 и 10 происходит в рабочих цилиндрах 3 и 4 соответственно, производя одновременно процессы всасывания, сжатия и, по достижении требуемого давления, нагнетание газов и циклы повторяются.

Предлагаемая конструкция объемной роторной машины, за счет уравновешивания осевых усилий, действующих на ротор, .упрощает конструкцию подшипникового узла, уменьшает габариты его, упрощает обслуживание и повышает надежность работы машины. За счет значительно меньших дополнительных затрат, чем стоимость известной машины, появляется возможность производить операции с несколькими рабочими телами с выполнением полезной работы, что зачастую требуется во многих технологических процессах существующих производств.

Для двигателей такая объемная роторная машина позволит производить последовательное расширение рабочих газов в разных рабочих цилиндрах, или же расширять в одной части рабочих цилиндров рабочий газ, в другой части рабочих цилиндров - пар, образующийся, за счет тепла, выделяемого рабочими газами, из воды, подаваемой в отдельный паровой котел, выполненный в корпусе машины.

5 . Для случая, когда машина имеет больше чем одну пару рабочих цилиндров, то корпус рабочего цилиндра становится корпусом рабочих цилиндров. Для любого количества рабочих цилиндров требуется один корпус

0 машины, один корпус рабочих цилиндров, один ротор.

Вид любой другой л ары/рабочих цилинд- ровсовсеминеобходимымиэлементамибудетта ким же, как и изображенной, только распо5 ложенной на другом расстоянии от оси вращения ротора..

Формула изобретения 1. Объемная роторная машина, содер-. жащая корпус и ротор с участками торооб0 разной поверхности, сопряженные между собой по двум концентрическим цилиндрическим поверхностям с. образованием торооб- разного рабочего цилиндра, прикрепленные к одной стороне ротора поршень и профили5 рованный кулачок, первый из которых размещен в рабочем цилиндре, размещенные в выточках корпуса замыкателя в виде подпружиненных золотников, установленных параллельно оси вращения ротора с воз0 можностью взаимодействия с профилированным кулачком ротора, и средства распределения рабочего тела, отличаю- щ а я ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспе5 чения возможности работы с двум рабочими телами, ротор выполнен двухсторонним и снабжен на дополнительной стороне участком торообразной поверхности и закрепленным на этой стороне дополнительными

0 поршнем и кулачком, машина снабжена дополнительным корпусом с участком торообразной поверхности и с размещенными в нем дополнительными замыкателями, сопряженным с дополнительной стороной рото5 ра по двум концентрическим цилиндрическим поверхностям с образованием дополнительного оппозитно расположенного торообраз- ного рабочего цилиндра, при этом дополнительные замыкатели установлены с возможностью взаимодействия с профилированным кулачком на дополнительной стороне ротора, а дополнительный рабочий цилиндр снабжен индивидуальными средствами распределения.

2. Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности работы с несколькими рабочими телами, машина снабжена по меньшей мере

еще, одной парой оппозитно расположенных рабочих цилиндров, образованных при сопряжении ротора с основным и дополнительным корпусами с расположением основной и дополнительной пар рабочих цилиндров на равных расстояниях от оси вращения ротора и снабженных индивидуальными средствами распределения рабочего тела или каждого рабочего цилиндра.

Использование: роторные машины, перемещаемые в компрессоростроении и гидромашиностроении. Сущность изобретения: машина содержит двусторонний ротор 8, основной 1 и дополнительный 2 корпусы, установленные с образованием основного 3 и дополнительного 4 рабочих цилиндров, поршни 9,10 и золотники 6,7. Каждый рабочий цилиндр имеет индивидуальное средство распределения, что позволяет работать с двумя рабочими телами. Изобретение предусматривает возможность расположения основной и дополнительной пар рабочих цилиндров на разных расстояниях от оси вращения ротора. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Фиг.1