Объемная роторная машина Советский патент 1993 года по МПК F01C1/07 

Изобретение относится к объемной роторной машине, а именно к уплотнению ее рабочих отсеков, и может быть использовано в компресоростроении, в машинах по циклу Стирлинга, в гидромашинах и расширительных машинах паросиловогоо цикла.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности в работе машины.

На фиг. 1 схематично показана в натуральную величину объемная роторная машина, передняя стенка откинута. Условно не показан коленчатый вал с ползуном (кулисным камнем); на фиг.2 схематично показано уплотнение машины, половина ротора условно откинута; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг,4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - один из вытеснителей ротора; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 показаны в проекционной связи два вида ограничителя разжатия половин ротора на радиальном уплотнении; на фиг.З - одно из положений уплотнения относительно шибера корпуса; на фиг.9 показан в натуральную величину коленчатый вал; на фиг. 10- кулисный камень; на фиг.11 - вариант выполнения ротора; на фиг. 12 - разрез Г-Г на фиг.11.

Объемная роторная машина содержит корпус 1, установленный внутри корпуса ротор 2 на центрирующей вставке 3, Корпус 1 с внутренней стороны имеет сложный контур 4. а ротор 2 имеет с наружной стороны контур 5. Ротор 2 и вставка 3 сопрягаются между собой по двум цилиндрическим поверхностям б и R, причем радиус поверхности 6 больше радиуса поверхности R. Вытеснитель 7 ротора 2 имеет кулисный паз 8 и полость 9. Вытеснитель 10 ротора 2 (фиг,5) имеет паз,, в котором установлено радиальное уплотнение 11. Ротор 2 выполнен из двух половин 12 (фиг.З и 4). Каждый вытеснитель 7 и 10 размещен между шиберами 14 корпуса 1. В каждом шибере 14 выполнен паз 13 для установки в нем радиС/У

с

00

со

Qs

ел

VI

ю

W

аяьного уплотнения 15, которое прижато к ротору 2 экспандером 16. С торцов корпус 1 закрыт крышками 17 и 18, стянутыми через отверстия 19 шпильками 20 и гайками 21.

На торцовых гранях ротора 2, обращенных друг к другу, выполнены пазы 22, в которые вставлены торцовые уплотнения 23 и 24, Торцовые уплотнения 23 на дугообразных участках имеют радиальные отводы 25, скругленные в направлении оси 26 ротора 2 радиусом г. Цель такого скругления - увеличение прочности кромки 27 половины 12 ротора 2 и уменьшение температурного коробления (изменения геометрической формы) паза 22.

Половины 12 ротора 2 скреплены болтами 28 и гайками 29. Между шайбами 30 установлены втулки 31, На концах болтов 28 выполнены пустоты 32, а кромки 33 развальцованы. Втулки 31 прочно зажаты между шайбами 30. Между половинами 12 ротора 2 имеется гарантированный зазор д. Экспандеры 34 (плоские пружины) разжимают половины 12 и прижимают их к шайбам 30 и к ограничителям 35 радиального уплотнения 11.

Итак, половины 12 ротора 2 могут сближаться, тогда зазор 5ч уменьшается или станет равным нулю, и расходиться на величину, меньшую или равную зазору 5i. Если при нормальной температуре(20°С) половины 12 разжаты на максимальный зазор 5i, то в этом случае ширина ротора 2 и ширина корпуса 1 равны между собой, а между ротором 2 и стенкой 17 (18) почти нет зазора.

В связи с тем, что объемная роторная машина может работать в различных условиях и при разных термодинамических циклах температура ее деталей будет колебаться в широких диапазонах. Для гарантированной нормальной работы машины предусматриваются гарантированные зазоры 5i, 62, 5з и ($4. Чтобы уменьшить утечки рабочего тела между камерами, разделенными вытеснителем 10, введены дополнительно пластины 36 и пружины 37. Пластины 36 установлены в пазах 38 ограничителей 35. Объемная роторная машина снабжена коленчатым валом 39 и ползуном 40 (фиг.9). Вал 39 коренными шейками 41 установлен в подшипниках 42 стенок 17 и 18.

Щека 43 вала 39 размещена в полости 9 вытеснителя 7 ротора 2. На кривошипную шейку 44 надет ползун 40. Последний взаимодействует поверхностью 45 с кулисным

пазом 8 ротора 2.

В некоторых случаях ротор 46 (фиг. 11) может быть выполнен конструктивно по упрощенной схеме. Две одинаковые половины 47 ротора 46 установлены на штифтах 48.

в расточках 49 установлены на штифтах 48 пружины 50, разжимающие половины 47. Зазор между половинами 47 ротора 46 (имеется в виду, что машина полностью собрана) будет ничтожно мал, но достаточным для

компенсации теплового расширения ротора во время работы машины.

Указанный случай применим преимущественно для малых размеров машины, в особенности, если ротор и корпус изготовлены

из сплавов с малым тепловым расширением.

Формула изобретения

1.Объемная роторная машина, содержащая корпус с закрепленными на нем с

внутренней стороны шиберами, концент- рично установленный в корпусе и имеющий центральное отверстие ротор с вытеснителями, каждый из которых размещен между двумя соседними шиберами, причем в одном из вытеснителей выполнен кулисный паз, в котором расположена шейка коленчатого вала, имеющего кривошипные щеки, размещенные в полости, ограниченной торцовыми стенками, о т л и ч а ю щ а я с я тем.

что, с целью повышения КПД и надежности работы машины, ротор выполнен разъемным, при этом торцовое уплотнение помещено в разъеме половин ротора, установленных на направляющих с возможностью сближения половин ротора и их разжатия на гарантированный зазор.

2.Машина по п.1, о т л и ч а ю ща я с я тем, что на концах радиальных уплотнений и направляющих выполнены ограничители

разжатия половин ротора,

3.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что торцовое уплотнение ротора на дугообразных участках выполнено с радиальными отводами, концы которых в продольном направлении выполнены скругленными.

,

w

г

К

15

Использование: в ком прессе рострое- нии. Сущность изобретения: на корпусе закреплены с внутренней стороны шиберы, В корпусе концентрично установлен ротор с вытеснителями, имеющий центральное отверстие. Каждый вытеснитель размещен междудвумя соседними шиберами. В одном из вытеснителей выполнен кулисный паз, в котором расположена шейка коленчатого вала, имеющего кривошипные щеки, размещенные в полости, ограниченной торцовыми стенками. Ротор выполнен разъемным. Торцовое уплотнение помещено в разъеме половин ротора, установленных на направляющих с возможностью обеспечения половин ротора и их разжатия на гарантированный зазор. На концах радиальных уплотнений и направляющих выполнены ограничители разжатия. Торцовое уплотнение ротора на дуго- образных участках выполнено с радиальными отводами, концы которых в продольном направлении выполнены округленными. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

фиг.1

2Ь

77

25

Ю

П

15

/7

Фиг.3Фиг.5

&

Риг.6

14Фиг. 9

1836572

ft

35

Фиг. 7

38

Фиг. 10

47