RU2215160C2

RU2215160C2 - Rotary-vane machine

Info

Publication number: RU2215160C2
Application number: RU2001121513A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Донцов; В.Г. Донцов
Original assignee: Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention can be used in hydraulic machines, compressors and internal combustion engines. Proposed machine contains housing with cylindrical bore, outer rotor installed coaxially on rotary supports, inner rotor with end face walls installed eccentrically on rotary supports and synchronized in revolutions with outer rotor, separating plates hinge-resting on outer rotor and freely fitted in slots of joints on inner rotor. Diameter of end walls of inner rotor exceeds inner diameter of outer rotor by 2e(1.2-1.5) where e is eccentricity. Mating slots are provided on outer rotor whose width is equal to thickness of end face wall, and diameter exceeds diameter of end face walls by 2e. EFFECT: increased efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к роторным машинам, которые могут быть использованы в качестве гидравлических машин, компрессоров, двигателей. The invention relates to rotary machines, which can be used as hydraulic machines, compressors, engines.

Известна роторная машина, содержащая корпус с цилиндрической расточкой, размещенными в боковых крышках корпуса каналами подвода и отвода рабочей среды, статорное кольцо, соосно установленное в опорах вращения, внутренняя поверхность которого выполнена в виде многогранника с числом рабочих граней, равным количеству разделительных пластин, ротор, установленный эксцентрично в корпусе, с опорами вращения, с диаметральными пазами, в которых свободно перемещаются разделительные пластины, попарно связанные вдоль диаметра стержнями (RU 2097602, 27.11.1997, F 04 С 2/00). Known rotary machine, comprising a housing with a cylindrical bore, channels for supplying and discharging a working medium located in the side covers of the housing, a stator ring coaxially mounted in rotation bearings, the inner surface of which is made in the form of a polyhedron with the number of working faces equal to the number of dividing plates, a rotor, mounted eccentrically in the housing, with rotation bearings, with diametrical grooves in which dividing plates are freely moved, pairwise connected along the diameter by rods (RU 2097602, 27 .11.1997, F 04 C 2/00).

Недостатком этой машины является ненадежная герметизация рабочих камер и значительные потери на трение. The disadvantage of this machine is the unreliable sealing of the working chambers and significant friction losses.

Наиболее близкой к изобретению является роторная пластинчатая машина, содержащая корпус с цилиндрической расточкой, соосно установленный внешний ротор на опорах вращения, эксцентрично установленный внутренний ротор с торцевыми стенками на опорах вращения и синхронизированный по оборотам с внешним ротором, разделительные пластины, шарнирно опертые на внешнем роторе и свободно посаженные в пазах шарниров на внутреннем роторе (RU 2105884, 27.02.1998, F 01 С 1/32). В этой машине полностью ликвидируются утечки через наружные гребни разделительных пластин и снижается трение торцевых стенок внутреннего и внешнего роторов благодаря снижению относительной скорости скольжения почти в 10 раз. Closest to the invention is a rotary vane machine, comprising a body with a cylindrical bore, an external rotor coaxially mounted on the rotation bearings, an eccentrically mounted internal rotor with end walls on the rotation supports and synchronized in revolutions with the external rotor, dividing plates articulated on the external rotor and freely mounted in the grooves of the hinges on the inner rotor (RU 2105884, 02.27.1998, F 01 C 1/32). In this machine, leaks through the outer ridges of the separation plates are completely eliminated and the friction of the end walls of the inner and outer rotors is reduced due to a decrease in the relative sliding speed by almost 10 times.

Однако остается проблема герметизации зазора между торцевыми стенками роторов. However, there remains the problem of sealing the gap between the end walls of the rotors.

Задачей изобретения является повышение кпд. The objective of the invention is to increase the efficiency.

Поставленная задача решена в роторной пластинчатой машине, содержащей корпус с цилиндрической расточкой, соосно установленный внешний ротор на опорах вращения, эксцентрично установленный внутренний ротор с торцевыми стенками на опорах вращения и синхронизированный по оборотам с внешним ротором, разделительные пластины, шарнирно опертые на внешнем роторе и свободно посаженные в пазах шарниров на внутреннем роторе, согласно изобретению диаметр торцевых стенок внутреннего ротора превышает внутренний диаметр внешнего ротора на 2е•(1,2...1,5), где е - эксцентриситет, а на внешнем роторе имеются ответные пазы шириною, равной толщине торцевой стенки, и диаметра, превышающего диаметр торцевой стенки на 2е. The problem is solved in a rotary vane machine containing a housing with a cylindrical bore, an external rotor coaxially mounted on the rotation bearings, an eccentrically mounted internal rotor with end walls on the rotation supports and synchronized in speed with the external rotor, separation plates pivotally supported on the external rotor and freely set in the grooves of the hinges on the inner rotor, according to the invention, the diameter of the end walls of the inner rotor exceeds the inner diameter of the outer rotor by 2 ° • (1.2 ... 1.5), where e is the eccentricity, and on the external rotor there are reciprocal grooves with a width equal to the thickness of the end wall and a diameter exceeding the diameter of the end wall by 2e.

На фиг. 1 изображена схема роторной пластинчатой машины (разрез по стенке паза внешнего ротора). In FIG. 1 shows a diagram of a rotary vane machine (section along the groove wall of the outer rotor).

На фиг. 2 - схема другого варианта машины. Здесь шарниры на внутреннем роторе выполнены в поперечном разрезе в виде дуги окружности, соосной с внутренним ротором. Конструкция по этой схеме может работать и без синхронизатора. In FIG. 2 is a diagram of another embodiment of the machine. Here, the hinges on the inner rotor are made in cross section in the form of an arc of a circle coaxial with the inner rotor. The design according to this scheme can work without a synchronizer.

На фиг. 3 - вид сбоку машины второго варианта (вид сбоку первой машины аналогичный). In FIG. 3 is a side view of a machine of the second embodiment (a side view of the first machine is similar).

На фиг. 4 - ступенчатый разрез. Слева сплошной линией изображена торцевая стенка внешнего ротора, пунктирной - внутреннего. Справа - торцевая стенка внутреннего ротора. Пунктиром указаны внешние шарниры разделительных пластин. In FIG. 4 - step section. The solid line on the left shows the end wall of the outer rotor, the dotted line shows the inner one. To the right is the end wall of the inner rotor. The dashed lines indicate the outer hinges of the separation plates.

Роторная машина имеет корпус 1 с цилиндрической расточкой и торцевые стенки la, внешний ротор 2, 2а - торцевая стенка внешнего ротора, 2в - окно распределения рабочей среды на торцевой стенке внешнего ротора, 2с - паз во внешнем роторе для погружения в него торцевой стенки внутреннего ротора, 3 - внутренний ротор, 3а - торцевая стенка внутреннего ротора, 3в - окно распределения рабочей среды на торцевой стенке внутреннего ротора, 4 - разделительная пластина, 4а - внешний шарниp разделительной пластины, 4в - внутренний шарнир, 5 - накладка, 6 - каналы подвода и отвода рабочей среды, 7- рабочая камера. The rotor machine has a housing 1 with a cylindrical bore and end walls la, the outer rotor 2, 2a is the end wall of the outer rotor, 2c is a window for distributing the working medium on the end wall of the outer rotor, 2c is a groove in the outer rotor for immersing the end wall of the inner rotor 3 - inner rotor, 3a - end wall of the inner rotor, 3c - window for distributing the working medium on the end wall of the inner rotor, 4 - dividing plate, 4a - external hinge of the dividing plate, 4c - internal hinge, 5 - cover plate, 6 - supply channels and the removal of the working environment, 7 - working chamber.

При работе роторной пластинчатой машины засасывается рабочая среда через каналы 6 корпуса статора и окна торцевых стенок 2в и 3в, которые совмещаются вблизи нижней мертвой точки. Далее по мере вращения роторов 2 и 3 доступ всасываемой рабочей среды прекращается и начинается процесс сжатия. При достижении верхней мертвой точки окна в торцевых стенках роторов рассогласуются. Окно в стенке внутреннего ротора 3в утопает в пазу внешнего ротора 2с, а окно внешнего ротора 2в опускается ниже кромки рабочей поверхности внешнего ротора 2. При этом обеспечивается герметичность рабочей камеры. Трение между торцевой стенкой внешнего ротора 2а и торцевой стенкой статора 1а тоже значительно снижается, потому что нет необходимости создавать чрезмерно высокую герметичность, а следовательно, большое усилие прижатия к торцевой стенке внешнего ротора 2а. Кроме того, торцевая стенка статора 1а выведена из зоны воздействия высоких температур и давлений рабочей среды и допускает применение антифрикционных покрытий. During operation of the rotary vane machine, the working medium is sucked in through the channels 6 of the stator housing and the windows of the end walls 2b and 3b, which are aligned near the bottom dead center. Further, as the rotors 2 and 3 rotate, the access to the suctioned working medium stops and the compression process begins. When reaching the top dead center, the windows in the end walls of the rotors disagree. The window in the wall of the inner rotor 3b is buried in the groove of the outer rotor 2c, and the window of the outer rotor 2b falls below the edge of the working surface of the outer rotor 2. This ensures the tightness of the working chamber. Friction between the end wall of the outer rotor 2a and the end wall of the stator 1a is also significantly reduced, because there is no need to create an excessively high tightness, and consequently, a large pressing force against the end wall of the outer rotor 2a. In addition, the end wall of the stator 1a removed from the zone of exposure to high temperatures and pressures of the working environment and allows the use of antifriction coatings.

Роторную машину целесообразно использовать в качестве двигателя внутреннего сгорания с керамическим покрытием поверхностей, находящихся в зоне высоких температур. It is advisable to use a rotary machine as an internal combustion engine with ceramic coating on surfaces in the high temperature zone.

Claims

A rotary vane machine comprising a housing with a cylindrical bore, an external rotor coaxially mounted on the rotation bearings, an eccentrically mounted internal rotor with end walls on the rotation supports and synchronized in speed with the external rotor, dividing plates pivotally supported on the external rotor and freely set in hinge grooves on the inner rotor, characterized in that the diameter of the end walls of the inner rotor exceeds the inner diameter of the outer rotor by 2e • (1.2... 1.5), where e is the eccentricity, and on the external rotor there are reciprocal grooves with a width equal to the thickness of the end wall and with a diameter exceeding the diameter of the end wall by 2e.