Роторна об’ємна машина

Реферат: Роторна об'ємна машина містить корпус з вікнами для всмоктування та нагнітання робочого середовища, лопатний ротор з лопатями, розміщеними у радіальних пазах ротора, встановлений з можливістю його обертання та ущільнюючі елементи. Корпус виготовлений у вигляді двох однакових циліндрів, осі яких утворюють кут А із значенням 5°А17° або 163°А175°, у порожнині кожної з частин корпуса з боку її вільного торця розміщений витискач, виконаний у вигляді суцільного перерізаного конуса, вершина якого направлена до порожнини відповідної частини корпуса, та забезпечений валом, направленим назовні з корпуса, витискачі шарнірно з'єднані між собою через лопатний ротор, встановлений у порожнині, утвореній між напівсферичними впадинами витискачів з можливістю їх руху у двох ступенях свободи, вільні радіально протилежні торці лопатей ротору мають форму фрагмента циліндричної поверхні або сфери, а лопаті зафіксовані у циліндричних пазах конічних витискачів за допомогою ущільнюючих елементів, закріплених на бокових радіальних ребрах кожної лопаті з можливістю синхронного обертання лопатного ротора і витискачів під дією робочого середовища. UA 82515 U (12) UA 82515 U UA 82515 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів для перекачування рідин чи газів, або для перетворення механічної енергії руху рідини чи газу на рух валу, а саме до конструкції роторної об'ємної машини або насосу, яку можна використовувати у хімічному і нафтовому машинобудуванні та для застосування у якості рушіїв для транспортних засобів. Найбільш близьким аналогом є роторна об'ємна машина, що містить корпус з вікнами для всмоктування та нагнітання робочого середовища, лопатний ротор, встановлений з можливістю його обертання та ущільнюючі елементи [Патент РФ № 2184875,, МПК 7 F04C2/344, Опубліковано: 10.07.2002]. У згаданому документі описаний пластинчастий насос, що містить корпус з вікнами для всмоктування та нагнітання й торцевими кришками, у внутрішній порожнині якого встановлений ротор з лопатями, що мають форму прямокутних пластин, закріплених у скошених пазах ротора, встановлених з можливістю їх пересування по пазу. Недолік описаної машини полягає і у технологічних складностях щодо її виготовлення через складну форму пазу, і її невеликому ресурсі через суттєве стирання у процесі експлуатації внутрішньої поверхні корпусу і ділянок лопатей у пазах, і самих пазів, що обмежує можливості її широкого застосування. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такої роторної об'ємної машини, яка б була простішою і у виготовленні, і у експлуатації, і, одночасно, мала б більший ресурс. Поставлена задача вирішується за рахунок створення умов для зміни робочого об'єму камер машини від мінімально до максимального наперед визначеного за один оборот лопатного ротора при стабільно нерухомому положенні лопатей відносно одна одної. Корисна модель, що заявляється, як і відома роторна об'ємна машина, містить корпус з вікнами для всмоктування та нагнітання робочого середовища, лопатний ротор з лопатями, розміщеними у радіальних пазах ротора, встановлений з можливістю його обертання та ущільнюючі елементи, згідно з корисною моделлю, корпус виготовлений у вигляді двох однакових циліндрів, осі яких утворюють кут А із значенням 5°А17° або 163°А175°, у порожнині кожної з частин корпуса з боку її вільного торця розміщений витискач, виконаний у вигляді суцільного перерізаного конуса, вершина якого направлена до порожнини відповідної частини корпуса, та забезпечений валом, направленим назовні з корпуса, витискачі шарнірно з'єднані між собою через лопатний ротор встановлений у порожнині, утвореній між напівсферичними впадинами витискачів з можливістю їх руху у двох ступенях свободи, вільні радіально протилежні торці лопатей ротору мають форму фрагмента циліндричної поверхні або сфери, а лопаті зафіксовані у циліндричних пазах конічних витискачів за допомогою ущільнюючих елементів, закріплених на бокових радіальних ребрах кожної лопаті з можливістю синхронного обертання лопатного ротора і витискачів під дією робочого середовища. Особливістю пропонованої роторної машини є і те, що кожний ущільнюючий елемент має форму суцільного циліндра з проріззю вздовж твірної для його закріплення на боковому радіальному ребрі лопаті і виготовлений із еластичного матеріалу. Особливістю пропонованої роторної машини є і те, що лопаті лопатного ротора встановлені нерухомо відносно одна одної. Авторами експериментально винайдено оптимальне значення кута А між осями двох однакових циліндрів, які утворюють корпус. Так, при значенні кута А 175° робочий об'єм пропонованої машини є невиправдано малим через мале співвідношення "потужність \ вага машини". При значенні кута А > 17° або А < 163° технологічно важко виготовити конічні витискачі та задовольнити вимоги герметичності робочих об'ємів пропонованої машини. Тому оптимальним є значення кута А, що відповідає виразам 5°А17° або 163°А175°. Значенням кута А визначає робочий об'єм машини. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, де на на фіг. 1 показано загальний вигляд пропонованої роторної машини; на фіг. 2 показано положення лопатного ротора з лопатями та одної частини корпуса; на фіг. 3 показаний лопатний ротор з лопатями; на фіг. 4 та фіг. 5 показана робота пропонованої роторної машини. Роторна машина містить корпус 1 з вікнами 2 для всмоктування та нагнітання робочого середовища. Корпус 1 виготовлений у вигляді двох однакових циліндрів, осі яких утворюють кут А із значенням А=16° або А=164°. У порожнині кожної з частин корпуса 1 з боку її вільного торця розміщений витискач 3. Витискач 3 виконаний у вигляді суцільного перерізаного конуса, вершина якого направлена до порожнини відповідної частини корпуса 1, та забезпечений валом 4, направленим назовні з корпуса 1. Витискачі 3 шарнірно з'єднані між собою через лопатний ротор, виконаний у вигляді блока 5, встановлений у порожнині, утвореній між напівсферичними впадинами витискачів, з можливістю їх руху у двох ступенях свободи. Блок 5 містить сферичний елемент 6 з радіальними прорізями, в яких встановлено дві пари лопатей 7. Лопаті 7 1 UA 82515 U 5 10 15 20 25 встановлені нерухомо відносно одна одної. Вільні радіально протилежні торці лопатей 7 мають форму сегмента сфери. Сферичний елемент 6 розташований у відповідному сферичному заглибленні у витискувачі 3, а лопаті 7 зафіксовані за допомогою ущільнюючих елементів 8, закріплених на бокових радіальних ребрах кожної лопаті 7 у відповідних пазах витискачів 3 з можливістю синхронного обертання блока 5 лопатного ротора і витискачів 3 під дією робочого середовища. Кожний ущільнюючий елемент 8 має форму суцільного циліндра з проріззю вздовж твірної для його закріплення на боковому радіальному ребрі лопаті 7 і виготовлений із еластичного матеріалу. Корпус 1 та блок 5 виготовлені з мінімально можливими зазорами. Всі деталі пропонованої машини можуть бути виготовлені з пластику, наприклад з поліетилентерефталат - термопластику, який використовують для виробництва пакувальних матеріалів, тари для різноманітних видів харчової, хімічної продукції, парфумів, преформ для виготовлення пляшок за допомогою термопластавтомату, що свідчить про його невелику собівартість порівняно з прототипом. Пропонована роторна машина працює наступним чином. При поданні робочого середовища - рідини - до одного з вікон 2 у ділянці порожнини, обмеженій сектором між напівсферичними впадинами витискачів 3 та пари перпендикулярно розташованих лопатей 7, виникає тиск, значення якого є більшим за значення тиску у протилежній ділянці порожнини, а тому блок 5 лопатного ротору з лопатями починає обертальний рух. Обертання блока 5 приводить до синхронного з ним обертання і витискачів 3. При цьому під час одного оберту утворюються замкнуті простори із змінним об'ємом від мінімального до максимального, визначеного значенням кута А. Оскільки машина зібрана із симетричних деталей кожне з вікон 2 може працювати як для всмоктування, так і для нагнітання робочого середовища. Завдяки тому, що корпус 1 та блок 5 виготовлені з мінімально можливими зазорами, практично виключається тертя суміжних деталей та мінімізуються витоки робочого середовища, що дозволяє стверджувати про більший, порівняно з аналогом, ресурс пропонованого насосу. На відмінність від традиційних роторних машин - пластинчастих насосів чи моторів, роторна машина, що заявляється може працювати у всьому діапазоні обертів - практично, від 0 до максимального значення, що дозволяє використати її як рушій транспортного засобу. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 1. Роторна об'ємна машина, що містить корпус з вікнами для всмоктування та нагнітання робочого середовища, лопатний ротор з лопатями, розміщеними у радіальних пазах ротора, встановлений з можливістю його обертання та ущільнюючі елементи, яка відрізняється тим, що корпус виготовлений у вигляді двох однакових циліндрів, осі яких утворюють кут А із значенням 5°А17° або 163°А175°, у порожнині кожної з частин корпуса з боку її вільного торця розміщений витискач, виконаний у вигляді суцільного перерізаного конуса, вершина якого направлена до порожнини відповідної частини корпуса, та забезпечений валом, направленим назовні з корпуса, витискачі шарнірно з'єднані між собою через лопатний ротор, встановлений у порожнині, утвореній між напівсферичними впадинами витискачів з можливістю їх руху у двох ступенях свободи, вільні радіально протилежні торці лопатей ротору мають форму фрагмента циліндричної поверхні або сфери, а лопаті зафіксовані у циліндричних пазах конічних витискачів за допомогою ущільнюючих елементів, закріплених на бокових радіальних ребрах кожної лопаті з можливістю синхронного обертання лопатного ротора і витискачів під дією робочого середовища. 2. Роторна об'ємна машина за п. 1, яка відрізняється тим, що кожний ущільнюючий елемент має форму суцільного циліндра з проріззю вздовж твірної для його закріплення на боковому радіальному ребрі лопаті і виготовлений із еластичного матеріалу. 3. Роторна об'ємна машина за п. 1, яка відрізняється тим, що лопаті лопатного ротора встановлені нерухомо відносно одна одної. 2 UA 82515 U 3 UA 82515 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4