РОТОРНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве насоса или двигателя, в частности, в качестве воздушного двигателя, служащего для превращения энергии сжатого воздуха в крутящий момент, снимаемый с двигателя.
Наиболее близким к заявленному является устройство аналогичного назначения, которое содержит ротор с торцовыми крышками, впускным и выпускным каналами, установленный эксцентрично внутренней поверхности ротора на подшипниках ротор с пазами, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах лопасти, не контактирующие с внутренней поверхностью статора и образующие с ротором и статором рабочие камеры (RU 2271452 С2, 20.06.2003).
Недостатком указанного известного устройства является сложность конструкции и низкая надежность ее работы, в частности, за счет сложности системы перемещения лопастей, высокая материалоемкость устройства.
Техническим результатом предложенной полезной модели является упрощение конструкции, повышение надежности ее работы, снижение материалоемкости конструкции.
Этот технический результат достигается за счет того, что в роторной машине, содержащей статор с торцовыми крышками, впускным и выпускным каналами, установленный эксцентрично внутренней поверхности статора на подшипниках ротор с радиальными пазами, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах лопасти, не контактирующие с внутренней поверхностью статора и образующие с ротором и статором рабочие камеры, каждая из лопастей шарнирно соединена с одним из концов пары шатунов, противоположные концы которых шарнирно соединены с коленчатым валом, при этом лопасти и боковые стороны пазов выполнены изогнутыми в направлении вращения ротора таким образом, что передняя и задняя поверхности лопастей и передняя и задняя поверхности боковых сторон пазов в направлении вращения ротора образуют сферические поверхности, концентричные для каждой пары поверхностей соответственно, грань лопасти со стороны внутренней поверхности статора выполнена выпуклой с образованием сферической поверхности, а внутренняя поверхность статора выполнена вогнутой с образованием сферической поверхности.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена роторная машина, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид спереди в аксонометрии; на фиг.4 - то же, вид сзади, в аксонометрии; на фиг.5 - то же, вид спереди со снятой передней торцевой крышкой; на фиг.6, 7 - то же, виды спереди и сзади со снятыми передней и задней торцевой крышками; на фиг.8, 9 - то же, виды спереди и сзади со снятыми передней и задней торцевой крышкой в аксонометрии; на фиг.10 - ротор машины, вид спереди; на фиг.11 - то же, вид сбоку; на фиг.12, 13 - то же, виды спереди и сзади в аксонометрии; на фиг.14 - то же.
Устройство содержит статор 1 с торцовыми крышками 2 и 3, впускным и выпускным каналами 5 и 6 соответственно, ротор 7, установленный эксцентрично внутренней поверхности статора 1 на подшипниках 8 и 9.
Ротор 7 имеет радиальные пазы 10, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах 10 лопасти 11.
Лопасти 11 образуют с ротором 7 и статором 1 рабочие камеры 12, 13, 14, 15.
Каждая из лопастей 11 шарнирно соединена с одним из концов пары шатунов 16, противоположные концы которых шарнирно соединены с коленчатым валом 17, коренная шейка которого установлена на одной оси с ротором.
Лопасти 11 и боковые стороны пазов 10 выполнены изогнутыми в направлении вращения ротора 7 таким образом, что передняя и задняя поверхности 18, 19 лопастей 11 и передняя и задняя поверхности 20, 21 боковых сторон пазов 10 в направлении вращения ротора образуют сферические поверхности, концентричные для каждой пары поверхностей 18, 19 и 20, 21 соответственно.
Грань 22 лопасти 11 со стороны внутренней поверхности статора 1 выполнена изогнутой с образованием сферической поверхности, а внутренняя поверхность 23 статора 1 выполнена вогнутой с образованием сферической поверхности.
Устройство работает следующим образом.
При подаче рабочей среды (например, воздуха) через впускной канал 5 в рабочую камеру 12 под высоким давлением, ротор 7 начинает вращаться по часовой стрелке. При вращении ротора 7, в зависимости от угла его поворота, лопасти 11 совершают возвратно-
поступательное перемещение в пазах 10, объемы рабочих камер 12-15 изменяются. В них протекают процессы наполнения, сжатия, расширения и выпуска.
Лопасть 11 проходит впускной канал 5. В замкнутом объеме камеры 12 давление воздуха будет выше атмосферного. В камере 13 происходит увеличение объема камеры, давление воздуха в камере 13 будет ниже, чем в камере 12. В камере 14 происходит уменьшение объема камеры. При движении ротора 7 по часовой стрелке в камере 13 замкнутый объем будет увеличиваться до тех пор, пока выступающие части лопастей 11 не уравняются. В этот момент лопасть 3 набегает на выпускной канал 6, в камере 15 давление снижается до атмосферного и воздух выбрасывается в атмосферу.
По дуге А ротор 7 и статор 1 имеют между их сопрягаемыми поверхностями зазор, стремящийся к нулю, следовательно, впускной и выпускное каналы 5 и 6 не сообщаются.
Крутящий момент на валу ротора появляется от действия тангенциальных сил давления воздуха на лопасти 11.
Лопасти 11 приводятся в движение посредством коленчатого вала 17 и шатунов 16, за счет которых вращательное движение коленчатого вала 17 преобразуется в возвратно-поступательное перемещение лопастей 11.
Полезная модель позволит снизить материалоемкость устройства, повысить долговечность и надежность его работы за счет того, что форма выполнения лопатки позволит повысить ее жесткость при меньшей ее материалоемкости, механизм управления перемещения лопатки является простым, надежным, компактным, легким, что снижает его массу и силы инерции при работе.
При использовании устройства в качестве воздушного двигателя энергия сжатого воздуха преобразуется в энергию крутящего момента на выходном валу с наибольшим КПД.