РОТОРНО-ВИХРЕВАЯ МАШИНА

машина
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в насосах, компрессорах или двигателях.
Известна роторно-вихревая машина, в которой между статором и ротором образована рабочая полость, с расположенными в ней лопатками, связанными со статором, и разделителем, связанным с ротором, при этом в роторе выполнены подводной и отводной каналы, сообщающие рабочую полость с входным и выходным каналами (см. авторское свидетельство СССР JVb 735808, F01C 1/30, 1977).
Недостатком указанной машины являются перетечки рабочей среды по зазору между ротором и статором, который необходим для компенсации неточностей изготовления деталей и узлов машины, а также исключения возможности заклинивания ротора при его нагреве во время работы.. .
Изобретение направлено на повышение КПД машины путем уменьшения перетечек рабочей по зазору между ротором и статором за счет самоустановки ротора.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в роторновихревой машине, в которой между статором и ротором выполнена рабочая полость, с расположенными в ней лопатками, связанными со статором, и разделителем, связанным с ротором, при этом в роF 01 D 1/08
горе выполнены нодводной и отводной каналы, сообщающие рабочую нолость с входным и выходным каналами, согласно изобретению, статор выполнен в виде диска, машина снабжена опорным диском, упругой подвеской, связанной с опорным диском, и обоймой, охватывающей статор и онорный диск, нри этом ротор расноложен между статором и опорным диском, входпой канал выполнен в опорном диске, выходной канал - в статоре, а между ротором и обоймой выполнен кольцевой канал для сообщения отводного и выходного каналов.
Предпочтительно, чтобы мащина была снабжена основанием и головкой, в которых вынолнены отверстия для прохода рабочей среды, , при этом статор зажат между головкой и обоймой, отверстие в основании сообщено с входным каналом, а отверстие в головке - с выходным каналом.
Предпочтительно также, чтобы упругая подвеска была бы выполнена в виде плоского кольца, зажатого между обоймой и основанием.
Для увеличения производительности машины между ротором и опорным диском может быть выполнена дополнительная рабочая полость с лопатками и разделителем, связанными соответственно с опорным диском и ротором, а в роторе выполнены дополнительные подводной и отводной каналы, сообщающие эту полость соответственно с входным и выходным каналами.
Кроме того, для увеличения производительности, в каждой рабочей полости может быть установлен по крайней мере один дополнительный разделитель, связанный с ротором, а в роторе выполнены пары дополнительных каналов, сообщающих рабочую нолость с входным и кольцевым каналами.
Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен продольный разрез роторно-вихревой машины; на фиг. 2 вид на статор но стрелке А; на фиг. 3 - вид на ротор но стрелке Б; на фиг.4 - вид на ротор по стрелке Г; на фиг 5 вариант вынолнения ротора с двумя (основным и дополнительным) разделителями; на фиг 6 - нродольный разрез сборочного узла машины в увеличенном масштабе, на котором ротор показап в сечении по Г-Г фиг. 3, а статор - в сечении по Е-Е фиг. 2; на фиг. 7 - вариант вынолнения машины, в котором основание и головка соединены цилиндрическим корпусом; на фиг. 8 - вариант вынолнения машины, в котором основание и головка соединены шпильками.
Роторно-вихревая машина содержит статор, выполнепный в виде диска, ротор 2, онорный диск 3 с унругой нодвеской 4, обойму 5, охватывающую статор 1 и опорный диск 3, основание 6 и головку 7, В основании 6 и головке 7 выполнены соответственно отверстия 8 и 9 для прохода рабочей среды. Упругая подвеска 4 выполнена в виде плоского кольца, зажатого между обоймой 5 и основанием 6. Ротор 2 расположен между статором 1 и онорным диском 3. Между статором 1 и ротором 2 образована торообразная (имеюш,ая в меридиональном сечении овальный или круглый профиль) рабочая полость К). В рабочей полости расположены лонатки 11, связанные со статором 1, и разделитель 12, связанный с ротором 2. В опорном диске выполнен входной канал 13, сообщенный с отверстием 8 в основании, а в статоре выполнен выходной канал ( в виде пазов) 14, сообщенный с отверстием 9 в головке 7. В роторе 2 выполнены нодводной и отводной каналы 15 и 16, сообщающие рабочую полость 10 с входным и выходным каналами 13 и 14, при этом для сообщения отводного и выходного каналов 16 и 14 между ротором 2 и
обоймой 5 выполнен кольцевой канал 17. Между упругой подвеской 4 п опорным дпском 3 размещена по крайней мере одна регулировочная прокладка 18. Между ротором 2 п опорным диском 3 может быть выполнена дополнительная рабочая полость 19 с лопатками 11 и разделителем 12, связанными соответственно с опорным диском и ротором, а в роторе выполнены дополнительные подводпой и отводной каналы 20 и 21 для сообщепия этой полости с входным и выходным каналами 13 и 14. В рабочих полостях 10 и 19 может быть установлено, по крайпей мере, по одному дополнительному разделителю 22. связанному с ротором, а в роторе выполнены пары дополнительных каналов 23 и 24, сообщающих рабочие полости 10 и 19 с входным и кольцевым каналами.
На роторе и статоре, а также роторе и опорном диске, могут быть установлены нары антифрикционных колец 25 и 26. Для осевого поджатия элементов машины друг к другу смежные обойма 5, основание 6 и головка 7 могут быть соединены непосредственно друг с другом по резьбе или основание и головка могут быть соединены между собой цилиндрическим корпусом 27 или щпильками 28.
Роторно-вихревая машина работает следующим образом.
При работе роторно-вихревой машины в режиме двигателя поток рабочей среды через отверстие 8 и каналы 13 и 15 нодается в рабочую полость 10, где под действием торообразных участков новерхностей статора 1 и ротора 2 и лопаток 11 приобретает вихреобразный характер, исключающий возможность ее свободного перетекания по рабочей полости 10 через отводной канал 16, кольцевой и выходной каналы 17 и 14 и отверстие 8 в с атмосферу. В результате разделитель 12 оказывается под действием перепада давлений рабочей среды, и ротор совершает вращательное движение, которое передается на связанный с ним вал машины.
При работе машины в режиме насоса или компрессора при врашении ротора рабочая среда, находящаяся в рабочей полости К), под воздействием па нее разделителя 12, лопаток 11 и торообразпых участков поверхностей статора 1 и ротора 2 приобретает вихреобразное движение. Такое движение рабочей среды препятствует ее свободному перетеканию по рабочей полости 10 в направлении врашепия ротора. При этом под воздействием перемещающегося разделителя давление рабочей среды повышается, и рабочая среда вытесняется в отводной канал 16 и через каналы 17, 14 и отверстие 9 поступает к потребителю. Через отверстие 8 и каналы 13 и 15 в рабочую полость засасывается новое количество рабочей среды.
При выполнеии, в машине дополнительной рабочей полости 19 с лопатками 11 и разделителем 12 обеспечивается преобразование энергии дополнительного количества рабочей среды, поступающей в эту полость по каналу 20. Процессы преобразования энергии аналогичны описанным выше для работы машины в режиме двигателя и насоса или компрессора. Размещение в рабочей полости дополнительного разделителя при работе в режиме двигателя приводит к увеличению площади, воспринимающей давдление рабочей среды, и тем самым к увеличению крутящего момента (при некотором снижении сопротивления перетечкам по рабочей полости и соответственно снижении КПД ).При работе в режиме насоса или комнрессора наличие дополнительного разделителя приводит к нагнетанию в кольцевой канал 17 удвоенного ( не считая потерь ) объема рабочей среды.
При работе машины как в режиме двигателя, так и в режиме иасоса или компрессора, опорный диск 3 иод действием упругих сил подвески 4 воздействует на ротор 2 и заставляет его прижиматься к статору 1, компенсируя осевые погрешности изготовления и износа машины. При этом пары антифрикпионных колец 25 и 26, прижимаясь друг к другу, уменьшают утечки рабочей среды из рабочей полости 10 19 во входпой канал 13 по зазорам между ротором и статором и ротором и опорным диском. При температурных расширениях элементов машины в нроцессе работы опорный диск перемешается вниз, предотвращая тем самым заклинивание ротора между статором и опорным диском.