РОТОРНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к объемным роторным машинам, и может быть использована в компрессорах, насосах или двигателях внутреннего сгорания.
Известен роторный двигатель, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, валы соосно установленные на подшипниках в крышках, лопастные роторы в форме восьмигранников, размещенные на валах с образованием рабочих камер, подпружиненные уплотнительные элементы, выполненные в виде осевых и радиальных пластин, размещенных на поверхности лопастей. (Патент США №6210135, F01c 1/00 от 21.01.1998)
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, валы соосно установленные на подшипниках в крышках, лопастные роторы, размещенные на валах с образованием рабочих камер, уплотнительные элементы, размещенные на поверхностях лопастей, торцевые поверхности роторов и крышек, расположенные в одной плоскости, разрезные уплотнительные кольца, установленные на валу по торцам роторов с образованием замкнутого уплотнительного контура с уплотнительными элементами и соединенные с подшипниками посредством штифтов, а наружный диаметр ротора равен внутреннему диаметру крышки (а.с. СССР №1788305, F01c 19/08, опубл. 15.01.93).
Недостатком известных технических решений является низкая эффективность и надежность работы машины из-за наличия подпружиненных радиальных и осевых пластин, т.к. для постановки пружин требуется зазор между ротором и пластинами. Со временем в нем накапливаются смазочные масла, образующие нагары при высоких температурах или смолистые вещества при низких температурах. Пластины закоксовываются и теряют свои уплотнительные свойства.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение КПД роторной машины и надежности работы.
Для достижения данного технического результата в роторной машине, содержащей корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, валы соосно установленные на подшипниках в крышках, лопастные роторы, размещенные на валах с образованием рабочих камер, уплотнительные элементы, размещенные на поверхностях лопастей, торцевые поверхности роторов и крышек, расположенные в одной плоскости, разрезные уплотнительные кольца, установленные на валу по торцам роторов с образованием замкнутого уплотнительного контура с уплотнительными элементами и соединенные
с подшипниками посредством штифтов, а наружный диаметр ротора равен внутреннему диаметру крышки, отличающийся тем, что уплотнительные элементы выполнены в виде самопружинистых колец, которые имеют форму равностороннего восемнадцатигранника, а лопасти и поперечное сечение корпуса выполнены повторяющими профиль колец.
Наличие уплотнительных элементов в виде самопружинистых колец повышает надежность работы машины, т.к. исключает дополнительные устройства для их прижатия.
Выполнение колец в форме равностороннего восемнадцатигранника позволяет выдержать зазор между кольцами и роторами, который исключает закоксовывание колец, что обеспечивает надежность уплотнения, а это повышает эффективность работы машины.
Оптимальное количество граней - восемнадцать было подобрано опытным путем, исходя из условий надевания колец и постановки на лопасти роторов, которые должны обеспечивать отсутствие поломки или остаточных деформаций. При количестве граней менее восемнадцати в зависимости от пружинистых свойств материала происходят поломки или возникают большие остаточные деформации. Количество граней более восемнадцати нецелесообразно, т.к. усложняет технологию изготовления колец, а эффективность работы машины не повышает.
На фиг.1 представлен общий вид роторной машины (продольное сечение); на фиг.2 изображено поперечное сечение роторной машины.
Роторная машина состоит из цилиндра 1, выполненного из двух частей, крышек 2 и 3, подшипников скольжения 4 и 5, в которых установлены коаксиальные валы 6 и 7, выполненные заодно с роторами 8 и 9. На роторе 8 жестко закреплены лопасти 10 и 11, а на роторе 9 жестко закреплены лопасти 12 и 13. В пазах, выполненных в теле лопастей установлены самопружинистые кольца 14, имеющие форму равностороннего восемнадцатигранника.
Самопружинение кольца осуществляется за счет пружинистых свойств материала, из которого оно изготовлено и наличия одного разреза. Поперечное сечение цилиндра 1 и пазы на поверхности лопастей выполнены повторяющими форму колец 14.
Диаметр роторов 8 и 9, который одновременно является внутренним диаметром рабочих камер, выполнен одинакового размера с диаметром расточки крышек 2 и 3, а внешние торцы роторов расположены в одной плоскости с внутренними поверхностями крышек 2 и 3.
Разрезные кольца 15 установлены в расточку крышек 2 и 3 и прижимаются к поверхности расточки за счет пружинных свойств материала. Кольца 15 подпружинены кольцевыми пружинами 16, которые прижимают их к внешним торцам роторов. От проворота кольцо 14 удерживается штифтами 17, установленными в подшипниках 4 и 5. Роторы 8 и 9 сжимаются пружинами 16 и внутренние торцы
(плоскость В) оказываются плотно прижатыми, что устраняет между ними зазор.
Машина имеет всасывающее окно 18 и выпускное окно 19.
Роторная машина работает следующим образом.
При работе роторной машины в ее рабочих камерах проходят термодинамические процессы. Самопружинистые кольца 14 установленные в конструкцию роторной машины, обеспечивают герметизацию рабочих камер при возникновении давления рабочей среды и повышении ее температуры.
Таким образом, предлагаемая роторная машина повышает эффективность работы, т.к. уплотнительные элементы в виде самопружинистых колец, имеющих форму равностороннего восемнадцатигранника, создают условия плотного прилегания кольца к поверхности корпуса, что снижает утечки рабочего тела при работе роторной машины и тем самым повышает КПД. Кроме того, предлагаемые уплотнительные элементы просты в изготовлении и сборке, не требуют дополнительных устройств, что повышает надежность работы машины.