РОТАЦИОННЫЙ НАГНЕТАТЕЛЬ Советский патент 1950 года по МПК F04C11/00 

В основном авт. св. №86505 описан ротационный многороторный нагнетатель, состоящий из двух и более роторов, у которого внутренняя поверхность одного из роторов снабжена радиальными лопатками, входящими поочередно в соевые прорези, находящиеся на поверхности полых роторов, эксцентрично размещенных внутри ротора с лопатками.

Настоящее изобретение является дальнейшим развитием изобретения по авт. св. №86505.

Отличительная особенность описываемого ротационного нагнетателя состоит в том, что лопатки расположены на внешней поверхности ротора, взаимодействующей с одним или несколькими полыми роторами, размещенными вне указанного ротора.

Для выпуска сжатого воздуха в полость ротора в нем может быть помещен полый неподвижный цилиндр, имеющий окно, а поверхность ротора снабжена окнами. Для увеличения коэффициента наполнения, торцы ротора целесообразно снабжать всасывающими окнами и полость ротора разделять цилиндрической перегородкой на две части для отделения всасывающего воздуха от нагнетаемого.

На фиг. 1 изображен ротационный нагнетатель, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди с частичным поперечным разрезом; на фиг. 3 - то же, вид сверху с частичным продольным разрезом.

На внешней поверхности ротора 1 расположены радиальные лопатки 2, поочередно вводящие и выходящие в профилированные осевые вырезы-камеры 3 на поверхности полого ротора 4, установленного параллельно ротору 1. Сжатие воздуха происходит за счет уменьшения объема, ограниченного двумя соседними лопатками 2 и внешними поверхностями роторов 1 и 4.

В полости А ротора 1 размещен полый неподвижный цилиндр 5, имеющий окно 6, а поверхность ротора 1 снабжена окнами 7. Всасывание воздуха производится либо тангенциально, либо через торцовые окна внутрь ротора 1 и затем через окна 7 в полость Б между лопатками 2. Торцы ротора 1 снабжены всасывающими окнами 8, а полость А ротора 1 разделена цилиндрической перегородкой 9 на две части для отделения всасываемого воздуха от нагнетаемого.

При торцовом всасывании коэффициент наполнения возрастает под воздействием центробежных сил.

Для получения большой степени повышения давления выступы ротора 4 могут быть снабжены гнездами, в которых помещаются козырьки, скользящие своими концами по лопаткам 2 и обеспечивающие уплотнение сжимаемого объема.

Для увеличения производительности нагнетателя к ротору 4 может быть подключено несколько роторов 1.

Во избежание излишних потерь, обусловленных турбулентным движением воздуха, целесообразно ротор 1 заключить в кожух 10. При наличии кожуха перекрытие полостей Б и камер 3 (отделение их от среды) происходит тотчас же после прекращения всасывания. Диски 11 замыкают полости Б и камеры 3 с боковых сторон.

Цилиндрический и полый роторы вращаются в противоположные стороны с различными угловыми скоростями, причем при их вращения лопатки 2, которые несет ротор 1, поочередно входят в камеры 3 полого ротора 4 и затем выходят из них, скользя своими концами по кривой поверхности камер.

Каждая отдельная полость Б между двумя лопатками 2 перестает сообщаться со средой лишь после закрытия ее щитком 12 (если есть кожух 10, окаймляющий цилиндрический ротор 1, то сообщение полости Б прекращается сразу же после того, как она будет заполнена воздухом). После закрытия полости Б ограничивающая ее лопатка 2 сходит со щитка 12 и встречается с кромкой 13 камеры 3. С этого момента лопатка, скользя по поверхности камеры, входит в нее, благодаря чему объем полости Б сокращается, причем эта полость сообщается как с частью той камеры 3, которая уже сошла со щитка 14, так и (через проход 15) с той камерой 3, которая еще движется против щитка 14. Затем подходит к соответствующей камере 3 вторая лопатка 2, ограничивающая полость Б с другой стороны. Происходит дальнейшее сокращение объема полости Б и камеры 3, замкнутого между цилиндрическим ротором 1, его лопатками 2, и полым ротором 4.

Когда окно 7 полости Б встречается с окном 6 неподвижного цилиндра 5, сжатый воздух из камеры сжатия поступает в полость А, а оттуда через осевой выход 16 к потребителю. Подача воздуха прекращается, когда закончено сокращение сжимаемого объема. К этому времени успевают полностью перекрыться окна 7 и 6.

При дальнейшем вращении роторов объем полости Б увеличивается, благодаря чему расширяется оставшийся в нем сжатый воздух. Момент, когда расширение остаточного воздуха закончится, соответствует началу сообщения полости Б с атмосферой. С этого момента начинается всасывание воздуха в полость Б.

В течение малого промежутка времени будет происходить перетекание уже поджатого воздуха из полости Б в рядом расположенную полость Б, где сжатие еще не началось. Однако утечка (по указанной причине) сравнительно невелика и зависит от размера лопаток и от скорости вращения роторов (чем больше скорость, тем меньше время перетекания).

Ввиду того, что при сжатии полость Б соединена с камерой 3, имеет место сравнительно большой остаточный объем (вредный объем), что ограничивает величину степени повышения давления для одной ступени данного нагнетателя. В тех случаях, когда необходимо иметь большую степень повышения давления, необходимо отдалить полости Б от камер 3 козырьками, которые помещаются в гнездах полого ротора 4. Крепление, устройство и работа козырьков не отличается от крепления устройства и работы таких же козырьков, описанных в основном авт. св. №86505.

Необходимо отметить, что в данном описании, с целью упрощения указан лишь один ротор 1. В действительности к полому ротору 4 можно присоединить один или несколько таких же роторов 1 с других сторон полого ротора и тогда подача соответственно возрастет, а следовательно, увеличится и производительность нагнетателя.

1. Ротационный нагнетатель по авт. св. №86505, отличающийся тем, что лопатки 2 расположены на внешней поверхности ротора 1, взаимодействующей с одним или несколькими полыми роторами 4, размещенными вне ротора 1.

2. Форма выполнения нагнетателя по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью выпуска сжатого воздуха в полость ротора 1, в нем помещен полый неподвижный цилиндр 5, имеющий окно 6, а поверхность ротора 1 снабжена окнами 7.

3. Форма выполнения нагнетателя по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента наполнения, торцы ротора 1 снабжены всасывающими окнами и полость ротора 1 разделена цилиндрической перегородкой 9 на две части для отделения всасываемого воздуха от нагнетаемого.