ГАЗОДУВКА ОБЪЕМНАЯ ДВУХРОТОРНАЯ ТРЕХЛОПАСТНАЯ

Область техники
Полезная модель относится к области энергомашиностроения, а именно к нагнетателям объемного вытеснения, перекачивающим сжимаемую среду, в частности, к двухроторным компрессорам типа «Руте», и может быть использована в атомной, металлургической, пищевой и медицинской сферах промышленности.
Уровень техники
Известен роторный нагнетатель (патент RU 2660701 C1), содержащий корпус и установленные в нем зубчатые роторы, изготовленные методом трехмерной печати на 3D-принтере и выполненные с внутренними полостями, образованными взаимопересекающимися продольными и поперечными ребрами. Недостатком данного роторного нагнетателя является невозможность обеспечения 3D-печатью необходимого качества поверхности и обеспечения необходимых минимальных зазоров между роторами и корпусом нагнетателя без постобработки рабочей поверхности ротора. А также потребность в использовании сложного технологического оборудования и технологической оснастки для изготовления и постобработки роторов.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является двухроторный компрессор (патент RU 2307262 C1), содержащий алюминиевый корпус с крышками подшипников, внутри которого расположены алюминиевые роторы. На стальных валах роторов с одной стороны расположены синхронизирующие косозубые шестерни. Недостатками двухроторного компрессора являются сложность выставления гарантированного зазора между лопастями и возникновение дополнительных осевых нагрузок на подшипники при использовании косозубых шестерен. А также использование материалов, не подходящих для контакта с радиоактивными перекачиваемыми средами.
Раскрытие полезной модели
Технической задачей, на достижение которой направлена полезная модель, является создание эффективной, экономичной технологии изготовления двухроторных нагнетателей объемного вытеснения.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении технологичности изготовления роторов, обеспечении возможности проводить обработку профиля роторов обычными концевыми фрезами, что исключает операции по проектированию и изготовлению высокотехнологичного инструмента, при этом контроль профиля ротора может осуществляться с помощью систем определения нулевых точек станка; исключении люфтов в зубчатом зацеплении и упрощении первичной настройки газодувки двухроторной объемной типа Руте.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Газодувка объемная двухроторная трехлопастная, содержит корпус, имеющий входное и выходное отверстие, опоры подшипников, привинченные к корпусу, в которых установлены трехлопастные роторы, выполненные из сегментов - пластин, последовательно обрабатываемых и сочленяемых между собой при помощи винтовых и штифтовых соединений. На ведомом валу через коническую втулку устанавливается составная прямозубая шестерня, состоящая из двух частей с одинаковым профилем, предварительно скрученных между собой в поперечном сечении посредством упругого элемента. Настройка синхронизации вращения роторов осуществляется при помощи кондуктора, изготовленного методом 3D-печати из эластичных полимерных материалов.
Краткое описание чертежей
На рисунке 1 представлен продольный разрез газодувки объемной двухроторной трехлопастной.
На рисунке 2 представлен поперечный разрез газодувки объемной двухроторной трехлопастной.
На рисунке 3 представлен наборный трехлопастной ротор.
На рисунке 4 изображен кондуктор, установленный в полость между лопастями роторов.
На рисунке 5 представлена составная прямозубая шестерня.
Осуществление полезной модели
Газодувка объемная двухроторная трехлопастная (рисунок 1), содержащая корпус 1, имеющий входное и выходное отверстие, опоры подшипников 2, привинченные к корпусу, в которых установлены трехлопастные роторы 3, позволяет осуществлять отбор и транспортирование различных газообразных сред следующим образом. На ведущий вал ротора 4 передается крутящий момент. Через шестерни 5 и 6 крутящий момент передается на ведомый вал ротора 7, в результате чего происходит синхронное вращение роторов 8 и 9 в нагнетательной полости. Роторы имеют специальный профиль, обеспечивающий гарантированный минимальный зазор между роторами и корпусом газодувки объемной двухроторной трехлопастной. В результате вращения роторы захватывают перекачиваемую среду из всасывающего патрубка («ВХОД»), постепенно изолируя ее в полостях между лопастями роторов и корпусом газодувки объемной двухроторной трехлопастной, и перемещают его к нагнетательному патрубку («ВЫХОД»). В двухроторных компрессорах нет ярко выраженного процесса уменьшения объема и сжатия газа. Повышение давления на нагнетании происходит за счет противодавления в момент, когда нагнетательная камера сообщается с системой нагнетания.
Роторы газодувки объемной двухроторной трехлопастной изготовлены наборным методом с послойной чистовой фрезеровкой поверхностей профиля. Роторы (рисунок 3) выполнены из сегментов - пластин 10, последовательно сочленяемых между собой при помощи винтовых и штифтовых соединений для совместной обработки.
Синхронизации вращения роторов газодувки объемной двухроторной трехлопастной достигается следующим образом. Роторы 8 и 9 устанавливаются в корпус со стороны синхронизирующих прямозубых шестерен 5 и 6. С противоположной стороны, в полость между лопастями роторов временно устанавливается специальный кондуктор 13 (рисунок 4), повторяющий форму этих полостей в определенном положении роторов. Кондуктор 13 изготавливается при помощи 3D-печати из дешевых эластичных полимерных материалов, для исключения возможности повреждения поверхностей роторов при установке и извлечении кондуктора. Далее устанавливается ведущая шестерня на ведущем валу. Синхронное безлюфтовое вращение роторов достигается за счет использования на ведомом валу составной прямозубой шестерни 5, которая имеет сквозной разрез по ширине венца (рисунок 5), при этом первый сегмент шестерни 14 свободно выставляется по ведущей шестерне 6 и имеет бесшпоночное соединение с валом, через коническую втулку. Второй сегмент шестерни 15 крепится на ступице первого сегмента и имеет упругий элемент 16, что позволяет полностью выбрать боковой зазор передачи, тем самым исключив люфты в зацеплении и уменьшить рабочий шум. После установки ведомой шестерни, кондуктор извлекается и устанавливается вторая опора роторов газодувки объемной двухроторной трехлопастной.
Для использования газодувки объемной двухроторной трехлопастной в атомной промышленности предполагается изготовление деталей, контактирующих с радиоактивной средой, осуществлять из нержавеющих сталей аустенитного класса.