[go: up one dir, main page]

PL62603B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL62603B1
PL62603B1 PL125557A PL12555768A PL62603B1 PL 62603 B1 PL62603 B1 PL 62603B1 PL 125557 A PL125557 A PL 125557A PL 12555768 A PL12555768 A PL 12555768A PL 62603 B1 PL62603 B1 PL 62603B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
piston rotor
rotor
rotary
radial blades
piston
Prior art date
Application number
PL125557A
Other languages
Polish (pl)
Inventor
Majkowski Julian
Przybylski Zdzislaw
Original Assignee
Zaklady Mechaniczne „Tarnów" Przedsiebiorstwopanstwowe Wyodrebnione
Filing date
Publication date
Application filed by Zaklady Mechaniczne „Tarnów" Przedsiebiorstwopanstwowe Wyodrebnione filed Critical Zaklady Mechaniczne „Tarnów" Przedsiebiorstwopanstwowe Wyodrebnione
Priority to US793412*A priority Critical patent/US3584984A/en
Priority to FR6901548A priority patent/FR2001276A1/fr
Priority to DE19691904339 priority patent/DE1904339A1/en
Priority to GB5765/69A priority patent/GB1253884A/en
Publication of PL62603B1 publication Critical patent/PL62603B1/pl

Links

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 01.111.1968 (P 125 557) 15.VIII.1971 62603 KI. 46 a, 53/00 MKP F 02 b, 53/00 Wspóltwórcy wynalazku: Julian Majkowski, Zdzislaw Przybylski Wlasciciel patentu: Zaklady Mechaniczne „Tarnów": Przedsiebiorstwo Panstwowe Wyodrebnione, Tarnów (Polska) Urzadzenie rotacyjne Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie rota¬ cyjne zaopatrzone w tlokowy wirnik z promienio¬ wymi lopatkami w ksztalcie zebów, które moze byc zastosowane jako sprezarka, pompa, silnik itp.Znane sa urzadzenia zaopatrzone w wirnik z promieniowymi wystepami (tlokami) czy tez lo¬ patkami, sprzezony przekladnia z obrotowymi ele¬ mentami uszczelniajacymi, tak zwanymi zastaw¬ kami, w których znajduja sie odpowiednie wgle¬ bienia mogace pomiescic wystepy wirnika. W kaz¬ dym przypadku wirnik i obrotowe zastawki maja ksztalt kolowego walca, przy czym wystepy wir¬ nika osadzone sa po zewnetrznej, obwodowej stro¬ nie jego powierzchni walcowej, zas wglebienia obrotowych zastawek znajduja sie wewnatrz ich powierzchni walcowej. Zarówno wirnik jak i roz¬ mieszczone wokól niego obrotowe zastawki osa¬ dzone sa w odpowiednio uksztaltowanym kadlubie i pozostaja w stosunku do siebie jak i tego ka¬ dluba w mozliwie szczelnej wspólpracy.Róznice konstrukcyjne wystepujace w tych urzadzeniach dotycza przede wszystkim rozmiesz¬ czenia i uksztaltowania kanalów wlotowych i wy¬ lotowych dla czynnika roboczego, ksztaltu wy¬ stepów wirnika i wglebien rw obrotowych .zastaw¬ kach, liczby tych wystepów i wglebien oraz liczby obrotowych zastawek, a takze innych szczególów jak uszczelnienia, chlodzenia. 10 25 ao Kanaly wlotowe i wylotowe czynnika roboczego prawie z reguly rozmieszczone sa w kadlubie urza¬ dzenia w róznych miejscach na jego obwodzie lub powierzchniach czolowych. Takie usytuowanie tych kanalów powoduje to, ze sa one mniej lub bar¬ dziej przyslaniane wystepami wirnika lub obro¬ towymi zastawkami, a czesto calkowicie zamyka¬ ne i otwierane. Powoduje to róznego rodzaju stra¬ ty, zarówno w kanalach wlotowych jak i wylo¬ towych i wplywa posrednio na sprawnosc i wy¬ datek oraz moc urzadzenia. Wprawdzie w niektó¬ rych z tych urzadzen kanaly wlotowe i wylotowe zostaly umieszczone czesciowo w wirniku, ale sa to odmienne kanaly zamykane i otwierane, a po¬ za tym sa one tak uksztaltowane, ze straty prze¬ plywu beda w nich prawdopodobnie znacznie wieksze niz w innych przypadkach.Jesli chodzi o ksztalt wystepów wirnika i uza¬ lezniony od niego w znacznym stopniu ksztalt wglebien obrotowych zastawek, to stosowane sa rózne kombinacje zarysów prostoliniowych, kolo¬ wych, cykloidalnych, epicykloidalnych i hipocy- kloidalnych. Poza wzgledami technologicznymi uksztaltowanie tych elementów wplywa, w róz¬ nych kierunkach, na wielkosc pojemnosci kon¬ strukcyjnej (geometrycznej) urzadzenia, charakter procesu ssania i wytlaczania, powtarzalnosc pro¬ cesów zachodzacych w przestrzeniach roboczych miedzy obrotowymi zastawkami, jakosc wzajem¬ nego uszczelnienia itp. Kazde znane rozwiazanie 62 6033 ma pod. tym wzgledem korzystne cechy i jedno¬ czesnie pewne wady.Co do liczby wystepów wirnika, liczby obroto¬ wych zastawek i liczby wglebien w tych zastaw¬ kach, to sa one bardzo rózne w znanych urzadze¬ niach rotacyjnych. Znany silnik spalinowy na przyklad zaopatrzony jest w wirnik z parzysta liczba lopatek, równa liczbie obrotowych zasta¬ wek, przy czym na wglebieniach jednej z kazdej pary tych zastawek znajduja sie komory spalania.Inne znane podobne urzadzenie posiada liczbe obrotowych zastawek wieksza o jeden od liczby tloków. Wszystkie zastawki sa tu jednakowe, a w kazdej z nich znajduja sie trzy wglebienia. Mo¬ zliwych kombinacji jest bardzo duzo, co ma zna¬ czenie nie tylko formalne. Od liczby wymienionych elementów zalezne sa ich wymiary i wzajemne stosunki itych wymiarów — one narzucaja w pewnym stopniu rozmieszczenie i uksztaltowanie kanalów wlotowych i wylotowych, a przez to wplywaja korzystnie lub niekorzystnie na dzia¬ lanie i podstawowe wlasciwosci urzadzenia, a miedzy innymi na wydatek, predkosc obrotowa, powtarzalnosc cykli pracy, równomiernosc momen¬ tu obrotowego, wielkosc sil poprzecznych.Dobór optymalnej kombinacji liczb omawia¬ nych elementów w powiazaniu z wymienionymi poprzednio czynnikami i innymi jeszcze zagadnie¬ niami nie jest rzecza prosta. Kazde ze znanych urzadzen rotacyjnych rozpatrywane szczególowo w tych aspektach ma wiec obok zalet, jednoczesnie szereg wad. Zadne z tych urzadzen nie jest zaopa¬ trzone poza tym w odpowiednia regulacje wy¬ dajnosci, stopnia sprezania czy tez predkosci obro¬ towej.Celem wynalazku jest usuniecie lub zmniejsze¬ nie wszelkiego rodzaju wad i niedogodnosci urza¬ dzen rotacyjnych tego typu przy zachowaniu ich zalet. Zadanie techniczne prowadzace do osiag¬ niecia tego celu polega na opracowaniu nowego ukladu kanalów wlotowych i wylotowych dla czyn¬ nika roboczego, odpowiednim uksztaltowaniu lopa¬ tek wirnika i wglebien obrotowych zastawek oraz dobraniu najbardziej korzystnej liczby wszystkich tych elementów, by w efekcie uzyskac mozliwie korzystne wlasciwosci techniczno-uzytkowe urza¬ dzenia, które mogloby znalezc szerokie zastosowa¬ nie takze w zmiennych warunkach dzialania.Urzadzenie rotacyjne ibedace przedmiotem wy¬ nalazku rozwiazano zgodnie z wytyczonym zada¬ niem technicznym. Kanaly wlotowe i wylotowe umieszczono w wirniku, nazywanym dalej tloko¬ wym wirnikiem i uksztaltowano w ten sposób aby laczyly sie one z przednia lub tylna strona jego promieniowych lopatek. Te ostatnie maja ksztalt zebów o zarysie epicykloidalnym, zas wglebienia w obrotowych zastawkach nazywanych dalej obro¬ towymi sluzami sa obwiednia kolejnych polozen krawedzi wierzcholkowej tych promieniowych lo¬ patek. Liczba wymienionych lopatek jest o jeden wieksza niz liczba obrotowych sluz.Przyjete rozmieszczenie i uksztaltowanie kana¬ lów wlotowych i wylotowych stwarza, bardzo do¬ godne warunki dla przeplywu czynnika roboczego.Wiaze sie to nie tylko ze zmniejszeniem oporów 4 przeplywu, ale — w przypadku sprezarki na przy¬ klad — mozliwe jest przez to czesciowe spreze¬ nie czynnika doplywajacego do przestrzeni robo¬ czych i dalsze sprezenie czynnika, który wyply- - 5 wa z tych przestrzeni roboczych.Ksztalt promieniowych lopatek tlokowego wir¬ nika i wglejbien obrotowych sluz wedlug wynalaz¬ ku ma istotne znaczenie dla dzialania urzadzenia.Podczas gdy jedna z promieniowych lopatek znaj- io duje sie we wglebieniu obrotowej sluzy zachodzi geometryczny styk przedniej i tylnej powierzchni tej lopatki z powierzchnia wglebienia i to jed¬ noczesnie wzdluz trzech krawedzi: dwóch kra¬ wedzi wglebienia i krawedzi wierzcholkowej lo- 15 patki. Umozliwia to nie tylko nieprzerwane roz¬ dzielenie strony ssawnej od strony tlocznej kaz¬ dej promieniowej lopatki, ale takze odpowiednie rozdzielenie przestrzeni roboczych miedzy obroto¬ wymi sluzami, przez co — w sprezarce na przy- 20 klad — proces zasysania i wytlaczania jest ciagly, a urzadzenie nie musi byc zaopatrzone w oddziel¬ ne zawory. Wiaze sie to scisle ze sposobem dopro¬ wadzenia i odprowadzenia czynnika roboczego, a takze z liczba promieniowych lopatek i obrotowych 25 S1UZ- Liczba tych elementów zostala wiec odpowied¬ nio dobrana w powiazaniu z pozostalymi istotny¬ mi cechami wynalazku, przez co uzyskano stosun¬ kowo duza pojemnosc konstrukcyjna (geometrycz- 30 na) urzadzenia, mozliwosc wielokrotnego wykorzy¬ stania tej pojemnosci w ciagu jednego obrotu tlo¬ kowego wirnika, znaczna czestotliwosc .cykli pracy i takie ich przesuniecie w fazie, by otrzymac mo¬ zliwie równomierny moment obrotowy i niewielkie sily poprzeczne w lozyskach tlokowego wirnika. 35 W jednej z mozliwych odmian urzadzenia rota¬ cyjnego wedlug wynalazku tlokowy wirnik osa¬ dzony jest przesuwnie wzgledem wydrazonego walu i polaczonej z tym walem tulei o ksztalcie 40 wewnetrznej powierzchni odpowiadajacej ze¬ wnetrznemu ksztaltowi tlokowego wirnika, przy czym tlokowy wirnik przesuwny jest wraz z od¬ powiednio uksztaltowanym poipychaczem przyle¬ gajacym do jednej z jego czolowych powierzchni. 45 W takim rozwiazaniu konstrukcyjnym urzadze¬ nia jego tlokowy wirnik moze byc szczelnie wsu¬ wany w gniazdo obracajacej sie razem z nim tu¬ lei, lub wysuwany z tego gniazda, przez co mo¬ zliwa jest ciagla zmiana szerokosci czynnej tlo- 50 kowego wirnika. W efekcie tej zmiany szerokosci czynnej uzyskuje sie mozliwosc regulacji, na przy¬ klad predkosci obrotowej czy tez wydajnosci urza¬ dzenia.Korzysci • techniczno uzytkowe wynalazku wy- 55 nikaja z. objasnien zastosowanych srodków tech¬ nicznych, rozwiazujacych postawione zadanie. W porównaniu z innymi urzadzeniami tego typu, opi¬ sane urzadzenie rotacyjne moze miec — najogól¬ niej biorac — znacznie wyzsza sprawnosc i trwa- 60 losc oraz jest z zalozenia zdecydowanie bardziej uniwersalne w najrózniejszych zastosowaniach.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie rotacyjne w prze- C5 kroju wzdluznym do osi symetrii, fig. 2 — jego5 przekrój poprzeczny, zas fig. 3 — odmiane urza¬ dzenia rotacyjnego w przekroju wzdluznym,- z tym ze w dolnym pólprzekroju tlokowy wirnik znajduje sie w lewym skrajnym polozeniu, fig. 4 — jego przekrój poprzeczny wzdluz linii A—A, B— B, C—C z fig. 3.Urzadzenie rotacyjne w przykladowym rozwia¬ zaniu wedlug wynalazku posiada w centralnej czesci kadluba 1, na wydrazonym wale 2 osadzo¬ ny itloikowy wirnik 3 zaopatrzony na swojej wal¬ cowej powierzchni w promieniowe lopatki 4, ma¬ jace ksztalt zebów o zarysie epicykloidalnym. Te promieniowe lopatki 4 moga wspólpracowac z wglebieniami 5 obrotowych sluz 6, które osadzone sa na walkach 7 polozonych równolegle do wy¬ drazonego walu 2. Obrotowe sluzy 6 osadzone sa w cylindrycznych gniazdach 8 rozmieszczonych na obwodzie kadluba 1. Kadlub ten zamkniety jest od czola pokrywa 9 i 10, w których znajduja sie lozyska 11 i 12 obrotowych sluz 6 oraz lozyska 13 i 14 tlokowego wirnika 3.Wewnatrz wydrazonego walu 2 znajduje sie wkladka 15 dzielaca wydrazenie tego walu na dwie oddzielne przestrzenie: zewnetrzna 16 i we¬ wnetrzna 17 — uszczelnione za pomoca uszczelki 18 i dlawika 19. Przestrzen zewnetrzna 16 pola¬ czona jest kanalami 20 z tylna (w stosunku do kierunku ruchu) strona promieniowych lopatek 4, a przestrzen wewnetrzna 17 polaczona jest kana¬ lami 20 z tylna strona promieniowych lopatek 4, przy czym kanaly 20 i 21 usytuowane sa wzdluz stycznych do srednicy, odpowiednio: wydrazone¬ go walu 2 i wkladki 15. Wydrazony wal 2 tloko¬ wego wirnika 3 i walki 7 obrotowych sluz 6 sprzezone sa kinematycznie za posrednictwem ze¬ batych kól 22 i 23. Przelozenie miedzy nimi zalez¬ ne jest od stosunku srednic tlokowego wirnika 3 i obrotowych sluz 6, liczby obrotowych sluz 6 i promieniowych lopatek 4, a takze od liczby wgle¬ bien 5 obrotowych sluz 6. W przykladowym roz¬ wiazaniu przyjeto — jako wyjatkowo korzystne nastepujace liczby tych elementów: 5 promienio¬ wych lopatek 4, cztery obrotowe sluzy 6 i trzy wglebienia 5.Odmiana urzadzenia 'rotacyjnego w przyklado¬ wym rozwiazaniu wedlug wynalazku rózni sie nie¬ co od urzadzenia poprzednio opisanego. W kadlu¬ bie, 24 zamknietym od czól pokrywami 25 i 26, w których znajduja sie lozyska 27 i 28 osadzony jest centralnie za posrednictwem tych lozysk wy¬ drazony wal 29 z, przesuwnie na nim umieszczo¬ nym tlokowym wirnikiem 30. Wirnik ten zaopa¬ trzony jest w promieniowe lopatki 31 w ksztal¬ cie zebów o zarysie epicykloidalnym, które mo¬ zliwie szczelnie moga wspólpracowac z wglebie¬ niami 32 w obrotowych sluzach 33. Te ostatnie osadzone sa na walkach 34 równoleglych do osi wydrazonego walu 29 i ustalone obrotowo za po¬ srednictwem lozysk 35 i 36 w cylindrycznych gniazdach 37 rozmieszczonych w kadlubie 24, wo¬ kól tlokowego wirnika 30.Z wydrazonym walem 29 polaczona jest tuleja 38, w której znajduje sie gniazdo 39, mogace szczel¬ nie pomiescic przesuwny wzgledem walu 29 i tu- 6 lei 38 tlokowy wirnik 30. Wewnatrz wydrazonego walu 29' znajduje sie kanal 40 ograniczony z jed¬ nej strony wkladka 41, który laczy sie kanalami 42 w tlokowym wirniku 30 z tylna strona jego pro- 5 mieniowych lopatek 31. Przednia strona tych lo¬ patek polaczona jest za posredinitwem kanalów 43, wykonanych w tulei 38, z pierscieniowa przestrzenia 44 w pokrywie 25 i dalej polaczona jest z kanalem 45.Po przeciwnej stronie tulei 38, za tlokowym wir- 10 nikiem 30, na wydrazonym wale 29, osadzony jest popychacz 46 przylegajacy do czolowej powierzchni tlokowego wirnika 30. Sprzezenie kinematyczne tlokowego wirnika 30 z obrotowymi sluzami 53 zrealizowano za pomoca kól zeibatych 49 i 5t. 15 Dzialanie urzadzenia rotacyjnego wynika bez¬ posrednio z opisu przykladowych rozwiazan kon¬ strukcyjnych. Dla obu przedstawionych odmian jest ono w zasadzie takie same.Podczas obracania sie tlokowego wirnika 3 lub 20 30, w przypadku gdy jest on elementem nape¬ dzanym od zewnetrznego zródla mocy to znaczy gdy urzadzenie dziala na przyklad jako sprezarka lub pompa — nastepuje powiekszanie sie wszyst¬ kich objetosci roboczych od strony ssawnej (tylnej 25 w stosunku do kierunku obrotu wirnika) promie¬ niowych lopatek 4 lub 31 i jednoczesnie zmniej¬ szanie sie wszystkich objetosci roboczych od stro¬ ny tlocznej (przedniej w stosunku do kierunku obrotu wirnika) promieniowych lopatek 4 lub 31. 30 Wskutek tego czynnik jest zasysany z przestrzeni 16 lub 40 kanalami 20 lub 42 w tlokowym wirni¬ ku 3 lub 30 i wyplywa w sposób ciagly strona ssawna promieniowych lopatek 4 lub 31, wypel¬ niajac jednoczesnie wszystkie zwiekszajace sie 35 objetosci robocze.Równoczesnie strona tloczna promieniowych lo¬ patek 4 lub 31 spreza czynnik w zmniejszajacych sie objetosciach roboczych, wytlaczajac go w spo¬ sób ciagly kanalami 21 w tlokowym wirniku 3 do 40 przestrzeni wewnetrznej 17 lub kanalami 43 w obracajacej sie razem z tlokowym wirnikiem 30 tulei 38 do pierscieniowej przestrzeni 44 i dalej do kanalu 45. Strone ssawna od tlocznej w prze- 45 strzeniach roboczych oddziela i uszczelnia z jed¬ nej strony krawedz wierzcholkowa promieniowych lopatek 3 lub 30 przesuwajaca sie albo po we¬ wnetrznej gladzi kadluba 1 czy tez 24 albo po powierzchni wglebien 5 lub 32 obrotowych Sluz 50 6 lub 33, a z drugiej strony albo liniowy styk po¬ wierzchni walcowej obrotowych sluz 6 lub: 33 z walcowa powierzchnia tlokowego wirnika 3 lub 30, albo tez liniowy styk krawedzi wglebien 5 lub 32 obrotowych sluz 6 lub 33 z zewnetrznymi powierz¬ chniami promieniowych -lopatek 3 lub 30.Podobne jest dzialanie urzadzenia rotacyjnego w przypadku gdy zastosowano je jako silnik hy¬ drauliczny lub gazowy, z ta tylko róznica, ze czyn¬ nik — przeplywajacy w tym przypadku tak samo jak poprzednio — doprowadzany jest do urzadze¬ nia pod cisnieniem. Cisnienie tego czynnika dzia¬ lajac na tylna strone jednoczesnie wszystkich promieniowych lopatek 4 lub 31 powoduje obrót tlokowego wirnika 3 lub 30, a tym samym zwiek¬ szanie odpowiednich objetosci roboczych, przez co 65 czynnik rozpreza sie i jest wytlaczany w sposób62 603 8 ciagly jednoczesnie ze wszystkich pozostalych zmniejszajacych sie przestrzeni roboczych przednia powierzchnia kazdej nastepnej promieniowej lopat¬ ki 4 lub 31.Plyn doprowadzony otworem 47 w przyklado¬ wej odmianie urzadzenia rotacyjnego, dzialajac na popychacz 46 powoduje wsuniecie tlokowego wir¬ nika 30 wglab gniazda 39 tulei 38. Pod dzialaniem plynu doprowadzonego otworem 48 tlokowy wir¬ nik 30 wysuwa sie z gniazda 39 tulei 38.Przesuwanie tlokowego wirnika 30 wzgledem obracajacej sie z nim tulei 38 powoduje zmiane jednoczesnie wszystkich objetosci roboczych urza¬ dzenia. W przypadku pompy lub sprezarki uzysku¬ je sie przez to ciagla, w szerokich granicach, re¬ gulacje natezenia przeplywu. W przypadku silnika hydraulicznego lub gazowego, który dziala w ukla¬ dzie zamknietym z pompa lub sprezarka otrzymuje sie ciagla, takze w szerokim zakresie, regulacje predkosci obrotowej.Dzialanie urzadzenia jako silnika spalinowego mozliwe jest w róznych odmianach, a w szczegól¬ nosci przez polaczenie odpowiednimi komorami spalania sprezarki z rozprezarka (silnikiem gazo¬ wym), po uprzednim wprowadzeniu pewnych zmian w ukladzie zasilania i wydalania. Kazde z urzadzen rotacyjnych w takim zespole dziala jak poprzednio opisano. Polaczenie sprezarki z rozpre¬ zarka moze byc zrealizowane w rozmaity sposób.Moga to byc urzadzenia osadzone na wspólnym wale — sprzezenie kinematyczne, albo umieszczo¬ ne oddzielnie i sprzezone gazowo lub hydrodyna¬ micznie, albo tez zestawione w róznych innych kombinacjach. Szczególnie interesujacy jest zespól skladajacy sie ze sprezarki, turbiny tlokowej, pom¬ py o zimiennym wydatku i silnika hydraulicznego.Oczywiscie opisane przyklady rozwiazan kon¬ strukcyjnych urzadzenia rotacyjnego wedlug wy¬ nalazku nie wyczerpuja wszystkich mozliwych szczególów rozwiazan, które moga znacznie jeszcze rozwijac istote wynalazku. I tak na przyklad: sprze¬ zenie kinematyczne tlokowego wirnika i obroto¬ wych sluz moze byc uzyskane za pomoca zespolu kól ciernych lub innych przekladni, przesuwanie tlokowego wirnika wzgledem .tulei moze byc reali¬ zowane na drodze mechanicznej lub pneumatycznej, a kanaly wlotowe i wylotowe moga pomijac wy¬ drazony wal tlokowego wirnika i stanowic uklad odpowiednich szczelin. Równoczesnie wspomniany poprzednio sposób laczenia urzadzen w zespoly, które moga spelniac rózne zadania, nie wyczerpuje wszystkich mozliwych wariantów. Urzadzenie ro¬ tacyjne moze byc poza tym dodatkowo uszczelnio¬ ne, w pewnych przypadkach, za pomoca róznego rodzaju uszczelnien. PL PLPriority: Published: 01.11.1968 (P 125 557) 15.VIII.1971 62603 IC 46 a, 53/00 MKP F 02 b, 53/00 Inventors: Julian Majkowski, Zdzislaw Przybylski Patent owner: Zaklady Mechaniczne "Tarnów": Przedsiebiorstwo Panstwowe Wyodrebowane, Tarnów (Poland) Rotary device The subject of the invention is a rotary device equipped with piston impeller with tooth-shaped radial blades, which can be used as a compressor, pump, motor, etc. There are devices equipped with an impeller with radial protrusions (pistons) or blades, a gearbox with rotating sealing elements, so-called gates, in which there are suitable indentations that can accommodate the protrusions of the rotor. In each case, the rotor and the rotary valves have the shape of a circular cylinder, with the protrusions of the rotor being seated on the outer circumferential side of its surface. and the indentations of the rotary valves are located inside their cylindrical surface. Both the rotor and the rotary valves located around it The nozzles are seated in a suitably shaped hull and remain in relation to each other and this hull in possibly tight cooperation. The design differences in these devices mainly concern the arrangement and design of the inlet and outlet channels for the working medium, the shape of the lugs of the rotor and cavities in the rotating valves, the number of lugs and cavities and the number of revolving valves, and other details such as seals, cooling. The inlet and outlet channels of the working medium are almost as a rule located in the hull of the device in different places on its circumference or on the front surfaces. Such an arrangement of these channels causes that they are more or less covered by the protrusions of the rotor or rotary valves, and they are often completely closed and opened. This causes various kinds of losses, both in the inlet and outlet channels, and indirectly affects the efficiency and expenditure as well as the power of the device. Although in some of these devices the inlet and outlet channels are partially located in the rotor, but they are different channels that open and close, and are therefore shaped so that the flow losses in them are likely to be much greater than in As for the shape of the lugs of the rotor and the shape of the cavities of the rotating valves which is largely dependent thereon, various combinations of rectilinear, circular, cycloid, epicycloid and hypocycloidal contours are used. Apart from technological considerations, the shaping of these elements affects, in various directions, the size of the structural (geometric) capacity of the device, the nature of the suction and extrusion process, the repeatability of the processes taking place in the working spaces between the rotary valves, the quality of mutual sealing, etc. Each known solution of 62 6033 has the following. In this respect, the advantageous features and, at the same time, some disadvantages. As for the number of protrusions of the rotor, the number of rotating valves and the number of recesses in these valves, they are very different in the known rotary devices. A known internal combustion engine, for example, is provided with a rotor with an even number of blades equal to the number of rotary valves, with combustion chambers in the cavities of each pair of these valves. Another known similar apparatus has a number of rotary valves greater than the number of pistons. . All the valves are the same here, and each has three cavities. There are many possible combinations, which is not only formal. Their dimensions and the mutual relations and dimensions depend on the number of these elements - they impose to some extent the arrangement and shape of the inlet and outlet channels, and thus have a positive or negative effect on the operation and basic properties of the device, including the expenditure, speed rotational, repeatability of work cycles, uniformity of torque, magnitude of transverse forces. The selection of the optimal combination of numbers of the discussed elements in relation to the factors mentioned above and other issues is not easy. Each of the known rotary devices considered in detail in these aspects therefore has, apart from advantages, a number of disadvantages. None of these devices are provided with adequate regulation of capacity, compression ratio or speed of rotation. The object of the invention is to eliminate or reduce all kinds of drawbacks and inconveniences of this type of rotating device while maintaining their advantages. . The technical task leading to the achievement of this goal consists in the development of a new system of inlet and outlet channels for the working medium, appropriate shaping of the rotor blades and rotary valve cavities, and selection of the most advantageous number of all these elements in order to obtain the best possible properties. technical and utility devices that could be widely used also in changing operating conditions. The rotating device required by the invention was solved in accordance with the prescribed technical task. The inlet and outlet channels were placed in the impeller, hereinafter referred to as a piston impeller, and shaped so that they connected to the front or back side of its radial blades. The latter have the shape of teeth with an epicycloid contour, and the depressions in the rotary valves, hereinafter referred to as rotating mucilages, are the envelope of successive positions of the apical edge of these radial blades. The number of vanes mentioned is one greater than the number of rotary locks. The adopted arrangement and shape of the inlet and outlet channels create very favorable conditions for the flow of the working medium. This is related not only to the reduction of the flow resistance, but also - in the case of the compressor For example, it is possible hereby to partially compress the medium flowing into the working spaces and to further compress the medium that flows out of these working spaces. The shape of the radial blades of the piston impeller and rotary chambers according to the invention is essential for the operation of the device. While one of the radial blades is located in the rotating groove, there is a geometric contact of the front and back surfaces of this blade with the surface of the groove, and at the same time along three edges: the two edges of the groove and the top edge of the blade. This enables not only the uninterrupted separation of the suction side from the delivery side of each radial blade, but also a proper separation of the working spaces between the rotary sluices, so that - in a compressor, for example - the suction and discharge process is continuous and the device need not be provided with separate valves. This is closely related to the method of supplying and discharging the working medium, as well as the number of radial and rotary blades 25 S1UZ. The number of these elements was therefore appropriately selected in connection with the other essential features of the invention, which resulted in a relatively large structural (geometric) capacity of the device, the possibility of multiple use of this capacity within one revolution of the piston rotor, high frequency of work cycles and such a phase shift of them in order to obtain as uniform torque and low forces as possible transverse bearings in piston rotor bearings. In one of the possible variants of the rotary device according to the invention, the piston rotor is mounted slidably against the hollow shaft and a sleeve connected to the shaft with the shape of an internal surface corresponding to the external shape of the piston rotor, the sliding piston rotor being with ¬ a properly shaped plunger adhering to one of its front surfaces. In such a design of the device, its piston rotor can be tightly inserted into the seat of the barrel rotating with it, or slid out of the seat, so that it is possible to continuously change the active width of the piston rotor. As a result of this change of the working width, it is possible to regulate, for example, the rotational speed or the efficiency of the device. The technical and operational benefits of the invention result from the explanations of the technical means used, solving the given task. Compared to other devices of this type, the described rotary device may have - generally speaking - a much higher efficiency and durability, and is by definition much more universal in various applications. The subject of the invention is presented in the examples of implementation on Fig. 1 shows the rotary device in a longitudinal section to the axis of symmetry, Fig. 2 - its cross section, and Fig. 3 - a variation of the rotary device in longitudinal section, - with a piston in the lower half-section the rotor is in the left extreme position, Fig. 4 - its cross section along the lines A-A, B-B, C-C in Fig. 3. The rotary device in an exemplary embodiment according to the invention has in the central part of the fuselage 1, a hollow shaft 2 is embedded in an iclotic rotor 3 provided on its cylindrical surface with radial blades 4 having the shape of an epicycloid tooth profile. These radial blades 4 are able to cooperate with the indentations 5 of the revolving mules 6, which are seated on the rollers 7 parallel to the expressed shaft 2. The revolving mullions 6 are seated in cylindrical seats 8 arranged around the circumference of the hull 1. The hull is closed from the front of the cover 9 and 10, in which there are bearings 11 and 12 of the rotary locks 6 and bearings 13 and 14 of the piston rotor 3. Inside the hollow shaft 2 there is an insert 15 dividing the shaft of the shaft into two separate spaces: outer 16 and inner 17 - sealed The outer space 16 is connected by channels 20 to the rear side of the radial blades 4, and the inner space 17 is connected by channels 20 to the rear side of the radial blades 4, the channels 20 and 21 are located tangent to the diameter of the hollow shaft 2 and the liner 15, respectively. The hollow shaft 2 of the piston rotor 3 and the cylinders 7 of the revolutions are The clearance 6 is coupled kinematically via the gear wheels 22 and 23. The ratio between them depends on the ratio of the diameters of the piston rotor 3 and the rotary sluices 6, the number of rotating slides 6 and radial blades 4, and also the number of recesses 5. of rotary locks 6. In the exemplary solution, the following numbers of these elements have been adopted as exceptionally advantageous: 5 radial blades 4, four rotary blades 6 and three depressions 5. The variation of the rotary device in the exemplary embodiment according to the invention differs by no. what from the device previously described. In the fuselage, 24 closed from its fronts by covers 25 and 26, in which there are bearings 27 and 28, a shaft 29 with a piston rotor 30 is placed centrally through these bearings, slidably on it with a piston rotor 30. This rotor feeds this rotor. the shafts are arranged in the shape of radial blades 31 in the shape of teeth with an epicycloid contour, which can cooperate as tightly as possible with the cavities 32 in the rotary locks 33. The latter are mounted on the battles 34 parallel to the axis of the hollow shaft 29 and rotatably fixed at By means of bearings 35 and 36 in cylindrical seats 37 arranged in the fuselage 24, around the piston rotor 30. A bushing 38 is connected to the hollow shaft 29, in which there is a seat 39, which can tightly accommodate the movable shaft 29 and 6 le and 38 piston impeller 30. Inside the hollow shaft 29 'is a channel 40 delimited on one side by an insert 41 which connects by channels 42 in the piston impeller 30 to the rear of its radial blades. 31. The front side of these blades is connected via channels 43, made in the sleeve 38, with a ring-shaped space 44 in the cover 25 and is further connected with the channel 45. On the opposite side of the sleeve 38, behind the piston rotor 30, on the hollow shaft 29, a pusher 46 is mounted adjacent to the end face of the piston rotor 30. The kinematic coupling of the piston rotor 30 with the rotary locks 53 is realized by means of gear wheels 49 and 5t. The operation of the rotary device results directly from the description of exemplary construction solutions. For both of the presented variations it is basically the same. During the rotation of the piston rotor 3 or 30, when it is an element driven from an external power source, i.e. when the device functions, for example, as a compressor or a pump - it increases all Low working volumes from the suction side (rear 25 in relation to the direction of rotation of the impeller) of the radial blades 4 or 31 and, at the same time, the reduction of all working volumes from the delivery side (front side in relation to the direction of rotation of the impeller) of the radial blades 4 or 31. As a result, the medium is sucked from spaces 16 or 40 through channels 20 or 42 in the piston rotor 3 or 30 and continuously flows out from the suction side of the radial blades 4 or 31, filling all increasing working volumes at the same time. At the same time, the pressure side of the radial blades 4 or 31 compresses the medium in decreasing working volumes, extruding it in a continuous manner. through channels 21 in the piston rotor 3 to 40 internal space 17 or channels 43 in the sleeve 38 rotating together with the piston rotor 30 into the annular space 44 and then to the channel 45. The suction side from the discharge side separates and seals one of them in 45 working spaces. On the upper side, the top edge of the radial blades 3 or 30 sliding either along the inner surface of the hull 1 or 24, or along the surface of the 5 or 32 revolving slits 50 6 or 33, and on the other hand, either the linear contact of the cylindrical surface of the rotating sluices 6 or: 33 with a cylindrical surface of the piston rotor 3 or 30, or the linear contact of the edges of the 5 or 32 rotary locks 6 or 33 with the outer radial surfaces - blades 3 or 30. The operation of a rotary device is similar when it is used as a motor hydraulic or gas, with the only difference that the medium - in this case the same as before - is fed to the device after d pressure. The pressure of this medium acting on the rear side of all radial blades 4 or 31 simultaneously causes the rotation of the piston rotor 3 or 30, thereby increasing the respective working volumes, whereby the medium expands and is discharged continuously at the same time. all the remaining narrowing working spaces the front surface of each subsequent radial vane 4 or 31. The fluid fed through the opening 47 in an exemplary variant of the rotary device, acting on the pusher 46 causes the piston impeller 30 to slide into the cavity 39 of the sleeve 38. Under the action of the fluid The piston rotor 30 is fed through the opening 48 and slides out of the seat 39 of the sleeve 38. The displacement of the piston rotor 30 relative to the sleeve 38 rotating therewith changes all the working volumes of the device at the same time. In the case of a pump or a compressor, a continuous and broadly controlled regulation of the flow rate is thereby achieved. In the case of a hydraulic or gas engine that operates in a closed system with a pump or compressor, a continuous, also in a wide range, speed regulation is obtained. Operation of the device as an internal combustion engine is possible in various variants, in particular by connecting the appropriate chambers combustion of the compressor with an expander (gas engine), after some changes were made to the supply and exhaust system. Each of the rotary devices in such an assembly operates as previously described. The connection between the compressor and the expander can be realized in various ways. They can be devices mounted on a common shaft - kinematic coupling, or placed separately and connected by gas or hydrodynamics, or combined in various other combinations. Of particular interest is the assembly consisting of a compressor, a piston turbine, a cold-flow pump and a hydraulic motor. Obviously, the described examples of design solutions of a rotary device according to the invention do not exhaust all possible details of solutions that can further develop the essence of the invention. For example, the kinematic coupling of the piston rotor and the rotary mules can be obtained by means of a set of friction wheels or other gears, the displacement of the piston rotor with respect to the bushings can be carried out mechanically or pneumatically, and the inlet and outlet channels they may omit the expressed piston shaft of the rotor and constitute a pattern of appropriate slots. At the same time, the previously mentioned method of combining devices into teams that can perform different tasks does not exhaust all possible variants. The rotating device may moreover be additionally sealed, in certain cases, by means of various types of seals. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 5 1. Urzadzenie rotacyjne zaopatrzone w tlokowy wirnik z promieniowymi lopatkami osadzony w kadlubie, w którym wewnetrzna powierzchnie tworza przenikajace sie równolegle walce kolowe 10 róznej wielkosci, przy czym w wiekszym, central¬ nym walcu osadzony jest obrotowo tlokowy wir¬ nik, a w pozostalych walcach kolowych znajduja sie jednakowe, obrotowe sluzy z wglebieniami na obwodzie, które to sluzy sa kinematycznie sprze- 15 zone z tlokowym wirnikiem i pozostaja z nim w mozliwie szczelnej wspólpracy, znamienne tym, ze w tlokowym wirniku (3) i kazdej jego promie¬ niowej lopatce (4) znajduja sie dwa rodzaje kana¬ lów (2) i (21) dla przeplywu czynnika roboczego, 20 przy czym w stosunku do kierunku obrotów tloko¬ wego wirnika (3) — wyloty (wloty) kanalów do- prowadzjacych znajduja sie na tylnych stronach jego promieniowych lopatek (4), a wloty (wyloty) kanalów odprowadzajacych znajduja sie na przed- 25 nich stronach jego promieniowych lopatek (4), przy czym co najmniej kanaly jednego rodzaju, (:z dwu wymienionych poprzednio) lacza sie we wspólny przewód znajdujacy sie w centralnej czesci tloko¬ wego wirnika (3). 30 1. Claims 5 1. A rotary device provided with a piston rotor with radial blades mounted in the casing, in which the internal surfaces form circular rollers of different sizes interpenetrating in parallel, with a rotating piston rotor mounted in the larger central roller. and in the other circular rollers there are identical, rotating, dimples on the periphery, which serve to be kinematically coupled to the piston rotor and remain in possibly tight cooperation with it, characterized in that in the piston rotor (3) and each of its in the radial vane (4) there are two types of channels (2) and (21) for the flow of the working medium, where in relation to the direction of rotation of the piston rotor (3) - the outlets (inlets) of the inlet channels are located on the rear sides of its radial blades (4), and the inlets (outlets) of the discharge channels are on the front sides of its radial blades (4), with at least Here, the channels of one type (: of the two mentioned above) are connected to a common line located in the central part of the piston rotor (3). thirty 2. Urzadzenie rotacyjne wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne tym, ze promieniowe lopatki (4), w które jest zaopatrzony tlokowy wirnik (3) imaja ksztalt zebów o zarysie epicykloidalnym i tworzacych równoleglych lub skosnych do osi obrotu tloko- 35 wTego wirnika (3). 2. Rotary device according to claim 1, characterized in that the radial blades (4) with which the piston rotor (3) is provided have the shape of an epicycloid tooth forming parallel or oblique to the axis of rotation of the piston rotor (3). 3. Urzadzenie rotacyjne wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze w obrotowych sluzach (6) znaj¬ duja sie wglebienia (5) bedace obwiednia kolej¬ nych polozen krawedzi wierzcholkowej promienio- 40 wych lopatek (4) tlokowego wirnika (3). 3. Rotary device according to claim 3. A method as claimed in any one of claims 1 and 2, characterized in that in the rotary locks (6) there are indentations (5) which constitute the envelope of the successive positions of the top edge of the radial blades (4) of the piston rotor (3). 4. Urzadzenie rotacyjne wedlug zastrz. 1—3, znamienne tym, ze liczba promieniowych lopatek (4) jest o jeden wieksza niz liczba obrotowych sluz (6). 45 4. Rotary device according to claim A device as claimed in any one of claims 1 to 3, characterized in that the number of radial blades (4) is one greater than the number of rotary sluices (6). 45 5. Odmiana urzadzenia rotacyjnego wedlug zastrz. 1—3, znamienna tym, ze zaopatrzona jest w tuleje (38) i popychacz (46) przylegajacy do czolowej powierzchni tlokowego wirnika (30), przy czym popychacz (46) wraz z tlokowym wirnikiem (30) osadzony jest przesuwnie wzgledem wydrazo¬ nego walu (29) i polaczonej z tym walem tulei (38) w ksztalcie wewnetrznej powierzchni odpo¬ wiadajacej zewnetrznemu ksztaltowi tlokowego wirnika (30). 50KI. 46 a,53/00 62603 MKP F 02 b, 53/00KI. 46 a, 53/00 62 603 MKP F 02 b, 53/00 2S30 A-A B-B C-C FigA LZGraf. zam. 222. 22.1.71. 230 PL PL5. Variation of the rotary device according to claim A piston rotor (30), characterized in that it is provided with sleeves (38) and a pusher (46) adjacent to the front surface of the piston rotor (30), the pusher (46) and the piston rotor (30) being slidably mounted relative to the the shaft (29) and the sleeve (38) connected to the shaft in the shape of the inner surface corresponding to the outer shape of the piston rotor (30). 50KI. 46 a, 53/00 62603 MKP F 02 b, 53 / 00KI. 46 a, 53/00 62 603 MKP F 02 b, 53/00 2S30 A-A B-B C-C FigA LZGraf. residing 222. 22.1.71. 230 PL PL
PL125557A 1968-02-03 1968-03-01 PL62603B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US793412*A US3584984A (en) 1968-02-03 1969-01-23 Rotary device
FR6901548A FR2001276A1 (en) 1968-02-03 1969-01-27
DE19691904339 DE1904339A1 (en) 1968-02-03 1969-01-29 Rotary machine
GB5765/69A GB1253884A (en) 1968-02-03 1969-02-03 Improvements in or relating to rotary positive displacement machines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL62603B1 true PL62603B1 (en) 1971-02-27

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506056B2 (en) Rotary machine
US5722815A (en) Three stage self regulating gerotor pump
DK166741B1 (en) ROTATING HYDRAULIC MACHINE WITH A PLANET GEARED VALVE SYSTEM
US8297943B2 (en) Pump control using overpressure source
US3452680A (en) Hydraulic motor-pump assembly
IL166569A (en) Gear pump
PL119846B1 (en) Hydraulic circulating machine
US3182900A (en) Twin rotor compressor with mating external teeth
KR100606613B1 (en) Hydraulics with gears and a pair of gears
EP2390508B1 (en) Suction opening of a screw compressor
EP4240942B1 (en) Rotor unit assembly
US3584984A (en) Rotary device
US2956506A (en) Hydraulic pump or motor
PL115077B2 (en) Rotary hydraulic apparatus
US3910732A (en) Gerotor pump or motor
US4008018A (en) Rotary fluid displacement device having improved porting
US4316707A (en) Gerotor with valve plate attached to rotor
US3887308A (en) Valve porting arrangement for a gerotor
PL62603B1 (en)
US1793577A (en) Rotary machine
US3894821A (en) Hydraulic device with rotor seal
US3966370A (en) Rotary piston machine for transporting liquid or gaseous media
US3011447A (en) Hydraulic pump or motor
US3302584A (en) Valving arrangement for fluid pressure device
US3563679A (en) Pressure-compensated gear-rotor hydraulic motor or pump