МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ РОТОРНО-ВИХРЕВАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области машиностроения и направлена на упрощение технологии изготовления многоступенчатой роторно-вихревой машины, используемой в качестве насоса или двигателя.
Из уровня техники известна многоступенчатая роторно-вихревая машина, содержащая размещенный в корпусе пакет ступеней с рабочими полостями, в котором входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом, а каждая из ступеней содержит закрепленный на валу с образованием кольцевого канала ротор, выполненный в виде диска с полуторообразными пазами на торцевых поверхностях и разделителем, и закрепленный в корпусе статор с рабочими лопатками, при этом в теле ротора выполнены каналы, сообщающие рабочую полость, образованную между статором и ротором, с входным и кольцевым каналами (RU 64697 U1, F01D 1/08, опубл. 10.07.2007). Основным недостатком данной машины является сложность конструктивного выполнения и технологии изготовления статора.
Полезная модель направлена на упрощение технологии изготовления многоступенчатой роторно-вихревой машины.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в многоступенчатой роторно-вихревой машине, содержащей размещенный в корпусе пакет ступеней с рабочими полостями, в котором входные и выходные каналы смежных ступеней сообщены друг с другом, а каждая из ступеней содержит закрепленный на валу с образованием кольцевого канала ротор, выполненный в виде диска с торообразными пазами на торцевых поверхностях и разделителем, и
закрепленный в корпусе статор с рабочими лопатками, при этом в теле ротора выполнены каналы, сообщающие рабочую полость, образованную между статором и ротором, с входным и кольцевым каналами, согласно полезной модели, статор каждой ступени состоит из двух независимых дисков, между которыми размещен ротор с образованием двух рабочих полостей, а на торцевой поверхности каждого из дисков, обращенной к ротору, выполнены рабочие лопатки, при этом в теле одного диска статора ступени выполнен входной канал, в теле второго диска статора этой ступени выполнен выходной канал, который сообщает кольцевой канал с входным каналом диска статора следующей ступени.
Заявленное выполнение каждого статора каждой ступени из двух независимых частей - дисков, в теле одного из которых выполнен входной канал, а в теле второго - выполнен выходной канал, который сообщен с входным каналом диска статора следующей ступени, и размещение между ними ротора с образованием двух рабочих полостей существенно упрощает как конструкцию и технологии изготовления статора, так и конструкцию и технологии изготовления самой многоступенчатой роторно-вихревой машины в целом.
На Фиг.1 представлен общий вид многоступенчатой роторно-вихревой машины; на Фиг.2 - разрез А-А на Фиг.1.
Многоступенчатая роторно-вихревая машина содержит корпус 1 с пакетом ступеней, каждая из которых включает ротор 2, выполненный в виде диска с торообразными пазами 3 на торцевых поверхностях и разделителем 4, который закреплен на валу 5 с образованием кольцевого канала 6, и закрепленный в корпусе 1 статор, составленный из двух независимых дисков 7 и 8, между которыми размещен ротор 2 с образованием двух рабочих полостей 9 и 10. На торцевой поверхности каждого из дисков 7 и 8, обращенной к
ротору, выполнены торообразные участки 11 с рабочими лопатками 12, при этом в теле диска 7 статора каждой ступени выполнен входной канал 13, а в теле второго диска 8 статора этой ступени выполнен выходной канал 14, который сообщает кольцевой канал 6 с входным каналом 13 диска статора 7 следующей ступени. В теле ротора 2 выполнены подводящий канал 15, который соединяет входной канал 13 с рабочими полостями 9 и 10, и впускные окна 16, выпускные окна 17 и отводящий канал 18, сообщающий рабочие полости 9 и 10 с кольцевым каналом 6, при этом разделитель 4 расположен между впускными окнами 16 канала 15 и выпускными окнами 17 канала 18.
Многоступенчатая роторно-вихревая машина работает следующим образом.
При работе машины в режиме насоса (или компрессора) при вращении ротора 2 поток рабочей среды по входному каналу 13 диска 7 статора первой (предыдущей) ступени и подводящему каналу 15 ротора 2 поступает через впускные окна 16 в рабочие полости 9 и 10, где в результате воздействия рабочих лопаток 12 и торообразных участков 11 статора, торообразых пазов 3 и разделителя 4 ротора 2 приобретает вихреобразное движение, которое препятствует свободному перетеканию рабочей среды по рабочим полостям 9 и 10 в направлении вращения ротора 2 от входного канала 13 к кольцевому каналу 6. При этом давление рабочей среды благодаря вытесняющему воздействию вращающегося разделителя 4 повышается и поток рабочей жидкости с повышенным давлением поступает из рабочих полостей 9 и 10 через выпускные окна 17 в отводящий канал 18 ротора 2, в кольцевой канал 6 и далее по выходному каналу 14 диска 8 статора направляется во входной канал 13 диска 7 статора второй
(следующей) ступени, а в рабочие полости 9 и 10 первой (предыдущей) ступени засасывается новое количество рабочей среды.
При работе машины в режиме двигателя поток рабочей среды по входному каналу 13 диска 7 статора первой ступени и подводящему каналу 15 ротора 2 под давлением подают через впускные окна 16 в рабочие полости 9 и 10, где в результате воздействия рабочих лопаток 12 и торообразных участков 11 статора, торообразых пазов 3 и разделителя 4 ротора 2 приобретает вихреобразное движение, которое препятствует свободному перетеканию рабочей среды по рабочим полостям 9 и 10 от входного канала 13 в отводящий канал 18 ротора 2 и кольцевой канал 6. При этом под действием перепада давления разделитель 4 вместе с ротором 2 начинает вращаться, придавая вращательное движение валу 5 машины. Поток рабочей жидкости с пониженным давлением поступает через выпускные окна 17 в отводящий канал 18 ротора 2 и далее в кольцевой канал 6 и по выходному каналу 14 диска 8 статора направляется во входной канал 13 диска 7 статора второй (следующей) ступени, где повторяется вышеуказанный процесс преобразования давления рабочей среды во вращательное движение ротора 2 и вала 5.