RU148872U1

RU148872U1 - VOLUME VERSION ROTARY MACHINE

Info

Publication number: RU148872U1
Application number: RU2014132298/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Павлович Болштянский; Виктор Евгеньевич Щерба; Евгений Александрович Павлюченко; Диана Анатольевна Кузеева
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2014-12-20

Abstract

1. Ротационная машина объемного действия, содержащая цилиндр с эксцентрично расположенным в нем цилиндрическим ротором и, по крайней мере, две разделительные пластины, по обеим сторонам которых расположены всасывающие окна и нагнетательные клапаны, отличающаяся тем, что ротор снабжен дополнительным цилиндром, в котором размещен неподвижный цилиндрический выступ, причем одна из двух разделительных пластин установлена в этом выступе.2. Ротационная машина по п. 1, отличающаяся тем, что на наружной и внутренней цилиндрической поверхности ротора установлены с возможностью свободного скольжения вокруг ротора и внутри него наружное и внутреннее кольца, причем ширина наружного кольца равна ширине наружной поверхности ротора, а ширина внутреннего кольца равна высоте цилиндрического выступа.1. A rotary volumetric machine comprising a cylinder with a cylindrical rotor eccentrically located in it and at least two dividing plates, on both sides of which there are suction windows and pressure valves, characterized in that the rotor is equipped with an additional cylinder in which the stationary a cylindrical protrusion, one of the two dividing plates being installed in this protrusion. 2. The rotary machine according to claim 1, characterized in that on the outer and inner cylindrical surface of the rotor, the outer and inner rings are freely slid around the rotor and inside it, the width of the outer ring being equal to the width of the outer surface of the rotor and the width of the inner ring is equal to the height of the cylindrical protrusion.

Description

Полезная модель относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано при создании комбинированным машин объемного действия, сжимающих одновременно или попеременно жидкости и газы.The utility model relates to the field of pump and compressor engineering and can be used to create combined volumetric machines that compress liquids and gases simultaneously or alternately.

Известна ротационная машина объемного действия, содержащая цилиндр с эксцентрично расположенным в нем цилиндрическим ротором (патент РФ №2295057, МПК F02M 53/00, Система впрыска топлива. -Омский государственный технический университет, опубл. 10.03.2007).Known rotary volumetric machine containing a cylinder with an eccentric cylindrical rotor located in it (RF patent No. 2295057, IPC F02M 53/00, Fuel injection system. Omsk State Technical University, publ. 10.03.2007).

Известна также машина объемного действия, содержащая цилиндр с эксцентрично расположенным в нем цилиндрическим ротором и, по крайней мере, две разделительные пластины, по обеим сторонам которых расположены всасывающие окна и нагнетательные клапаны (патент на полезную модель РФ №131821, Роторный насос-компрессор, Омский государственный технический университет, МПК F04С 2/356, F04С 18/356, опубл. 27.08.2013).A volumetric action machine is also known, comprising a cylinder with a cylindrical rotor eccentrically located in it and at least two dividing plates, on both sides of which there are suction windows and pressure valves (utility model patent of the Russian Federation No. 131821, Rotary pump-compressor, Omsky State Technical University, IPC F04C 2/356, F04C 18/356, published on 08.27.2013).

Недостатком известных конструкций является их низкие массогабаритные характеристики, то есть высокая удельная (по отношению к производительности) масса. Кроме того, при работе с разнородными средами (например, в качестве насос-компрессора, когда сжимается газ и перекачивается жидкость), невозможно избавиться от их существенного взаимного проникновения, т.к. между ними нет достаточно протяженной уплотнительной щели, что сужает область применения конструкции.A disadvantage of the known designs is their low weight and size characteristics, that is, a high specific (with respect to productivity) mass. In addition, when working with heterogeneous media (for example, as a pump compressor, when gas is compressed and liquid is pumped), it is impossible to get rid of their significant mutual penetration, because between them there is no sufficiently extended sealing gap, which narrows the scope of the design.

Задачей полезной модели является повышение массогабаритных характеристик за счет снижения удельной массы конструкции и расширение области ее применения.The objective of the utility model is to increase the overall dimensions by reducing the specific gravity of the structure and expanding its scope.

Данный технический результат достигается тем, что в известной ротационной машине объемного действия в ротор снабжен дополнительным цилиндром, в котором размещен неподвижный цилиндрический выступ, причем одна из двух разделительных пластин установлена в этом выступе. На наружной и внутренней цилиндрической поверхности ротора могут быть установлены с возможностью свободного скольжения вокруг ротора и внутри него наружное и внутреннее кольцо, причем ширина наружного кольца равна ширине наружной поверхности ротора, а ширина внутреннего кольца равна высоте цилиндрического выступа.This technical result is achieved by the fact that in the known rotary volumetric action machine, the rotor is equipped with an additional cylinder in which a stationary cylindrical protrusion is placed, one of the two dividing plates being installed in this protrusion. On the outer and inner cylindrical surface of the rotor, an outer and inner ring can be freely slid around the rotor and inside it, the width of the outer ring being equal to the width of the outer surface of the rotor and the width of the inner ring equal to the height of the cylindrical protrusion.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings.

На фиг. 1 схематично изображено поперечное сечение ротационной машины в плоскости вращения ротора, а на фиг. 2 - ее боковое сечение плоскостью А-А.In FIG. 1 schematically shows a cross section of a rotary machine in the plane of rotation of the rotor, and FIG. 2 - its lateral section by the plane AA.

Ротационная машина (фиг. 1) состоит из цилиндра 1, в котором эксцентрично (с эксцентриситетом е) расположен цилиндрический ротор 2, приводимый во вращательное движение валом 3 (см. также фиг. 2). Направление вращения вала 3 и ротора 2 для данного примера - по часовой стрелке (фиг. 1). Ротор 2 снабжен дополнительным цилиндром 4, размещенным внутри ротора концентрично его окружности, а на его наружной и внутренней цилиндрических поверхностях установлены с возможностью свободного скольжения вокруг ротора и внутри него соответственно наружное 5 и внутреннее 6 кольца, причем ширина наружного кольца 5 равна ширине наружной поверхности ротора 2, равной высоте цилиндра 1, а ширина внутреннего кольца 6 равна высоте неподвижного цилиндрического выступа 7, размещенного в дополнительном цилиндре 4 соосно с цилиндром 1. Высота выступа 7 равна высоте цилиндра 4.The rotary machine (Fig. 1) consists of a cylinder 1, in which an eccentric (with eccentricity e) is a cylindrical rotor 2, driven by a rotary shaft 3 (see also Fig. 2). The direction of rotation of the shaft 3 and rotor 2 for this example is clockwise (Fig. 1). The rotor 2 is equipped with an additional cylinder 4, placed inside the rotor concentrically around its circumference, and on its outer and inner cylindrical surfaces are installed with the possibility of free sliding around the rotor and inside it, respectively, the outer 5 and inner 6 rings, and the width of the outer ring 5 is equal to the width of the outer surface of the rotor 2 equal to the height of cylinder 1, and the width of the inner ring 6 is equal to the height of the stationary cylindrical protrusion 7 placed in the additional cylinder 4 coaxially with cylinder 1. The height of the protrusion and 7 equal to the height of the cylinder 4.

Две разделительные подпружиненные пластины 8 и 9 размещены соответственно - одна в пазу выступа 7, а другая - в пазу корпуса 10 цилиндра 1. По обе стороны от пластин 8 и 9 расположены всасывающие окна 11 и 12 и нагнетательные самодействующие клапаны 13 и 14. Упомянуты окна и клапаны размещены в крышке 15 или в стойке 16.Two spring-loaded dividing plates 8 and 9 are arranged respectively - one in the groove of the protrusion 7 and the other in the groove of the cylinder body 10. Suction windows 11 and 12 and self-acting pressure valves 13 and 14 are located on both sides of the plates 8 and 9. and the valves are placed in the cover 15 or in the rack 16.

Болты 17 служат для стяжки конструкции, а болты 18 - для крепления выступа 7 к крышке 15.Bolts 17 are used to couple the structure, and bolts 18 are used to fasten the protrusion 7 to the cover 15.

Ротационная машина работает следующим образом.A rotary machine operates as follows.

При вращении вала 3 ротор 2 вместе с кольцами 5 и 6 совершает орбитальное движение, при котором изменяются серповидные объемы цилиндров 1 и 4, в результате чего происходит всасывание рабочего тела через окна 11 12 (при увеличении серповидного объема цилиндров 1 и 4) и его нагнетание через нагнетательные клапаны 13 и 14 потребителю (при уменьшении серповидного объема цилиндров 1 и 4).When the shaft 3 rotates, the rotor 2 together with the rings 5 and 6 performs an orbital motion, in which the sickle volumes of the cylinders 1 and 4 change, as a result of which the working fluid is sucked through the windows 11 12 (with an increase in the sickle volume of the cylinders 1 and 4) and its injection through the discharge valves 13 and 14 to the consumer (with a decrease in the crescent volume of the cylinders 1 and 4).

Разделительные пластины 8 и 9, постоянно прижатые своими пружинами соответственно к внутреннему 6 и наружному 5 кольцам, перемещаясь в своих пазах перпендикулярно направлению орбитального смещения ротора 2, разделяют увеличивающиеся (процесс всасывания) и уменьшающиеся (процесс нагнетания) серповидные пространства цилиндров 4 и 1.Dividing plates 8 and 9, constantly pressed by their springs to the inner 6 and outer 5 rings, respectively, moving in their grooves perpendicular to the direction of orbital displacement of the rotor 2, divide the enlarged (suction process) and decreasing (injection process) sickle-shaped spaces of cylinders 4 and 1.

Наличие колец 5 и 6, свободно скользящих по радиальной наружной и внутренней поверхности ротора 2 позволяет исключить трение скольжения ротора 2 о разделительные пластины 9 и 8 и, кроме того, обеспечить снижение скорости трения скольжения между упомянутыми кольцами и разделительными пластинами и между кольцами и ротором за счет распределения силы трения между несколькими поверхностями в цепочке: «разделительная пластина - кольцо - ротор». Это позволяет снизить износ рабочих поверхностей и увеличить ресурс работы машины.The presence of rings 5 and 6 freely sliding on the radial outer and inner surface of the rotor 2 eliminates the sliding friction of the rotor 2 on the dividing plates 9 and 8 and, in addition, to reduce the sliding friction speed between the said rings and dividing plates and between the rings and the rotor behind due to the distribution of the friction force between several surfaces in the chain: "dividing plate - ring - rotor". This allows you to reduce wear on work surfaces and increase the life of the machine.

К всасывающим окнам 12 и 11 могут подводиться различные жидкие или газообразные вещества. Например, к окну 12 - газ, а к окну 11 - жидкость (или наоборот). В этом случае машина работает как насос-компрессор. К этим окнам могут подводиться и однородные вещества - только газ (машина работает как компрессор) или только жидкость (машина работает, как насос). В том числе и газы и жидкости при работе в режиме компрессора или насоса могут иметь разный состав.Various liquid or gaseous substances can be supplied to the suction windows 12 and 11. For example, to window 12 is gas, and to window 11 is liquid (or vice versa). In this case, the machine works as a compressor pump. Homogeneous substances can also be connected to these windows - only gas (the machine works like a compressor) or only liquid (the machine works like a pump). Including gases and liquids when operating in the compressor or pump mode can have a different composition.

В любом случае рабочие объемы цилиндров 1 и 4 хорошо разделены конструктивным щелевым уплотнением, образованным при сборке торцами ротора 2 и колец 5 и 6 с одной стороны, и внутренними плоскостями стойки 16 и крышки 15 с другой стороны. Этот зазор определяется технологическими возможностями изготовителя и может составлять всего несколько микрометров, будучи достаточно протяженным. В связи с этим область применения данной машины намного шире известных, т.к. в ней одновременно могут сжиматься и подаваться потребителю газы и жидкости без их существенного взаимного проникновения.In any case, the working volumes of the cylinders 1 and 4 are well separated by a structural gap seal formed during assembly by the ends of the rotor 2 and the rings 5 and 6 on the one hand, and the inner planes of the strut 16 and the cover 15 on the other hand. This gap is determined by the technological capabilities of the manufacturer and can be only a few micrometers, being quite long. In this regard, the scope of this machine is much wider than the known ones, as in it, gases and liquids can be compressed and supplied to the consumer simultaneously without their significant mutual penetration.

Кроме того, объем рабочих полостей данной машины по отношению к ее габаритам и массе больше, чем у известных ротационных машин с «катящимся» ротором, ориентировочно на 50-60% за счет более полного использования внутреннего объема материала ротора путем размещения в нем дополнительного цилиндра, что существенно улучшает ее массогабаритные характеристики.In addition, the volume of the working cavities of this machine in relation to its dimensions and weight is greater than that of the known rotary machines with a "rolling" rotor, approximately by 50-60% due to more complete use of the internal volume of the rotor material by placing an additional cylinder in it, which significantly improves its overall dimensions.

Claims

1. A rotary volumetric machine comprising a cylinder with a cylindrical rotor eccentrically located in it and at least two dividing plates, on both sides of which there are suction windows and pressure valves, characterized in that the rotor is equipped with an additional cylinder in which the stationary a cylindrical protrusion, one of the two dividing plates being installed in this protrusion.

2. The rotary machine according to claim 1, characterized in that on the outer and inner cylindrical surface of the rotor, the outer and inner rings are freely slid around the rotor and inside it, the width of the outer ring being equal to the width of the outer surface of the rotor and the width of the inner ring is height of the cylindrical protrusion.