РОТОРНО-ЛОПАСТНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к роторным машинам. Предлагаемое техническое решение может найти применение при проектировании и производстве роторно-лопастных машин предназначенных как для получения механической энергии, так и для перемещения рабочей среды.
Известен тихоходный лопастной двигатель (Авторское свидетельство СССР №120999, класс 47h, 18, 1957 г.), содержащий цилиндрический ротор с радиальными пазами для лопастей и концентрический статор с упорами. При этом ротор снабжен расположенными по обе стороны каждой лопасти радиальными подпиточными каналами с размещенными в них обратными клапанами. Кроме того, в теле каждой лопасти имеется радиальный канал, сообщающийся с продольной разгрузочной канавкой, расположенной перед каждым упором.
Недостатком известной конструкции является возможность залипания и заклинивания лопастей в силу различных причин, например, при попадании в рабочую среду продуктов износа.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению можно считать роторный двигатель (Авторское свидетельство СССР №1733642, F01C 1/344, 1989 г.), содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, эксцентрично установленный в нем с образованием рабочих камер ротор с радиальными пазами, в которых размещены подпружиненные разделительные лопасти. Кроме того, двигатель снабжен подпружиненными дисками, установленными по торцам ротора.
Как и в первом примере, в известной конструкции роторно-лопастной машины не гарантирован постоянный контакт конца лопасти с внутренней поверхностью корпуса двигателя. В процессе работы устройства возможны перекосы лопастей, засорения, износ. Поэтому, применяемые в данной конструкции пружины не смогут обеспечить надежную работу роторного двигателя на протяжении длительного периода времени.
Задача, которая лежит в основе данной полезной модели, состоит в разработке конструкции роторно-лопастной машины, в которой обеспечивался бы гарантированный контакт лопастей с внутренней поверхностью статора.
Таким образом, технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении надежности роторно-лопастной машины за счет предотвращения залипания лопастей.
Названный технический результат полезной модели достигается благодаря тому, что в роторно-лопастной машине, включающей, по меньшей мере, одну секцию, содержащую полый статор с внутренней криволинейной поверхностью, боковые плиты с впускными и выпускным каналами и размещенный в статоре, с образованием двух серповидных рабочих камер цилиндрический ротор с равномерно расположенными радиальными пазами, снабженными двумя парами лопастей, на цилиндрическом роторе дополнительно смонтированы C-образные подвижные толкатели. Концы каждого из которых находятся в контакте с основаниями соответствующей пары лопастей. Внутренняя криволинейная поверхность статора выполнена таким образом, что при любом угле поворота пары лопастей выполняется соотношение D+S=L1+L2,
где D - диаметр цилиндрического ротора
S - максимальная ширина серповидной рабочей камеры
L1 и L2 - расстояния от центра ротора до вершин пары лопастей
Кроме того, C-образные подвижные толкатели расположены в канавках, выполненных в теле цилиндрического ротора, а их концы имеют скругленную форму.
Кроме того, лопасть имеют форму параллелепипеда, а ее грань, примыкающая к внутренней криволинейной поверхностью статора, затылована для обеспечением контакта с криволинейной поверхностью статора по линии пересечения передней поверхности лопасти и поверхности затылования.
При этом, зазоры между цилиндрическим ротором и внутренней криволинейной поверхностью статора в местах соединения двух серповидных рабочих камер находится в пределах 0.01-0.03 мм, предпочтительно - 0.01-0,015 мм.
При этом, зазоры между цилиндрическим ротором и боковыми плитами, между стенками пазов ротора и лопастью находится в пределах 0.01-0.04 мм, предпочтительно - 0.01-0,02 мм
Полезная модель, ее признаки, детали и преимущества можно понять из описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие пример выполнения полезной модели, на которых показано:
на фиг.1 - роторно-лопастная машина, разрез по A-A на фиг.2 с местным видом лопасти в увеличенном масштабе, повернуто;
на фиг.2 - роторно-лопастная машина, вид сверху;
на фиг.3 - роторно-лопастная машина, разрез по B-B на фиг.2;
на фиг.4 - роторно-лопастная машина, расположение роторов на валу со сдвигом 22.5 град, аксонометрическое изображение;
на фиг.5 - роторно-лопастная машина, разрез по D-D на фиг.2, повернуто;
Как видно из чертежей (см. фиг.1-5), заявляемая роторно-лопастная машина включает четыре секции, каждая из которых содержит полый статор 1 с внутренней криволинейной поверхностью 2. Цилиндрические роторы 3 смонтированы на валу 4 со шпонками 5. При этом, ротор 3 расположен в статоре 1 с образованием двух серповидных рабочих камер 6. В теле цилиндрического ротора 3 с шагом 90 град, выполнены четыре радиальные паза 7 для размещения в них лопастей 8 и канавки 9 для С-образных подвижных толкателей 10 со скругленными концами 11. Лопасти 8 имеют форму параллелепипеда с затылованной поверхностью 12 для обеспечения контакта по линии 13 с внутренней криволинейной поверхностью 2 полого статора 1. Линия 13, при этом, является пересечением передней поверхности 14 лопасти 8 и затылованной поверхности 12. Впускные каналы 15 и выпускные каналы 16 выполнены в боковых плитах 17. Кроме того, роторно-лопастная машина содержит соединенные с основанием 18 и скрепленные винтами 19 и штифтами 20 разделительную плиту 21, и крышки 22. Вал 4 снабжен подшипниками 23 и фланцами 24.
Роторно-лопастная машина работает следующим образом. Через впускные каналы 15, рабочее тело подается в серповидные рабочие камеры 6, вращает роторы 3 с лопастями 8 и отводится сквозь выпускные каналы 16. При вращении ротора 3 основания каждой пары лопастей 8 находятся в контакте со скругленными концами 11 соответствующего C-образного подвижного толкателя 10. В то же время, вершины указанных лопастей по линии 13, при любом угле поворота ротора 3, находятся в контакте с внутренней криволинейной поверхностью 2 статора 1.
Пример реализации. Заявителем спроектирован и изготовлен опытный образец роторно-лопастной машины. Для его изготовления были использованы плиты стандартных размеров, применяемые для производства пресс-форм. Лопасти и С-образные подвижные толкатели выполнены из углепластика с низким коэффициентом трения. Испытания показали, что предложенная конструкция роторно-лопастной машины обеспечивает ее надежную работу, причем, как в режиме двигателя, так и в режиме насоса.