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invention
Fédération de Russie Patent RU2285124
Machine rotative avec des arbres de compensation

Nom du demandeur: Lapytov Ravil Ahatovich (RU)
Nom de l'inventeur: Lapytov Ravil Ahatovich (RU)
Le nom du titulaire du brevet: Lapytov Ravil Ahatovich (RU)
Adresse de correspondance: 420138, Kazan, st. Dubravnaya, 53, bâtiment 2, kv.35, RA Lapytovu
Date de début du brevet: 19.04.2005

L'invention peut être utilisé dans les pompes à piston rotatif, compresseurs, moteurs hydrauliques et la fourniture de chaleur interne ou externe. La machine rotative comprend un carter avec des plaques de compression, des canaux d' alimentation et d' évacuation du fluide de travail et des parois d'extrémité étant montée de manière excentrique dans celui - ci un profilé denture de rotor creux sur sa surface intérieure, et un mécanisme de synchronisation configuré comme des engrenages, monté sur deux arbres avec possibilité d'interaction avec couronne de rotor denté. Les enveloppes extérieures et intérieures du rotor ont un profil formé de trois paires opposées grands et petits segments de cercle avec les centres aux sommets d'un triangle équilatéral. La longueur de l'intervalle formé entre les points d'intersection de la ligne passant par les centres des arbres avec l'enveloppe du profilé reste inchangée lorsque le rotor est mis en rotation. La machine est équipée de roues, galets, montés parallèlement aux engrenages et rouler sur des rainures lisses réalisées sur la surface interne du rotor. Le rayon des roues, des rouleaux et des roues dentées est inférieur au rayon du petit segment de l'enveloppe intérieure du rotor. Réduit la taille et le poids, une efficacité accrue, la densité de puissance accrue et de la performance, prolonge remplacement des plaques de compression et la durabilité des machines rotatives volumétriques.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le génie mécanique, en particulier , à une pompe à piston rotatif, compresseurs, moteurs d'entrée (chaudière à vapeur) chaleur interne ou externe utilisés dans les installations fixes ou de véhicules.

Un dispositif à piston rotatif machines hydrauliques et des moteurs, fondé sur un schéma cinématique F.Vankelya (voir Biryukov BN à piston rotatif machines hydrauliques - .. M: génie mécanique, 1972, p.16; Lénine et IM.. autres automobiles et de tracteurs moteurs - .. M: Ecole supérieure 1976, Partie 1, s.197), dans lequel une forme triangulaire rotor avec des plaques radiales et de compression axiale, relié à l'arbre de travail à travers l'engrenage et se déplace le long de la surface intérieure epitrohoidnoy. un boîtier ayant une canaux de distribution de gaz et des parois d'extrémité.

L'inconvénient de ce dispositif réside dans l'incapacité de fournir des points de lubrification efficace de contact avec la surface intérieure du boîtier de trois plaques de compression radiales disposées dans des gorges du rotor en rotation, ce qui provoque intensif des plaques d' usure de compression et la nécessité de remplacer le rotor compliqué démontage.

Le plus proche de l'invention revendiquée, considérée comme un prototype, est un dispositif (voir. Le brevet SU №1694986 A1, F 04 C 2/18. "Pompe rotative", publ.. Bull 30.11.1991. №44), qui comprend corps avec des canaux pour amener et évacuer le fluide de travail et les capuchons d'extrémité sont de manière excentrique monté à l'intérieur d'un profilé denture de rotor creux sur son mécanisme de surface et la synchronisation interne configuré comme un engrenage à pignon monté sur un arbre d'entraînement et des engrenages montés sur l'arbre secondaire avec possibilité de interaction avec la couronne dentée du rotor, qui, dans la section transversale est réalisé sous une forme courbe, la longueur de l'intervalle formé entre les points d'intersection de la ligne passant par les centres des premier et plusieurs engrenages à l'enveloppe du profilé reste inchangée lorsque le rotor est mis en rotation, et la surface intérieure du rotor présente un profil correspondant à sa l'enveloppe extérieure.

L'inconvénient de ce dispositif est qu'il ne peut pas fonctionner à une vitesse de rotor élevée due à des charges de choc sur les arbres de transmission, ce qui conduit à la déformation et le brouillage des dents. Comme l'ont montré des expériences sur des modèles réels, ceci est une cause de rayon égal au rayon du pignon de l'arbre d'entraînement du petit segment (secteur) du rotor, qui, dans le passage du grand pignon au petit segment de couronne dentée change alternativement l'axe de rotation passant par l'axe des arbres d'entraînement et complémentaires.

L'effet technique de la réalisation de laquelle l'invention revendiquée est la possibilité d'augmenter le nombre de tours du rotor , en réduisant les frottements et les charges dynamiques sur les composants de la machine à rotor proposée, ce qui améliore grandement son utilisation en tant que pompes, compresseurs et moteurs du type à déplacement.

L'effet technique atteint par le fait que , dans le dispositif proposé ne se déplace pas sur les pignons de rotor, ainsi que sur des roues dures, des rouleaux, des engrenages qui sont agencés en parallèle et un rouleau lisse sur la surface intérieure du rotor par rapport à un frottement plus petit pignon. Dans lequel le rayon des roues et des pignons clips moins que le rayon de petits segments de la couronne de rotor, le rotor lors du déplacement de l'axe de rotation instantané complet "front" d'impact petit segment de transmission à engrenages ne se produit pas et le couple sur les arbres de rotor est suffisamment lisse. Un bon exemple de cet effet est de libérer la boule de métal lourd roulant sur une surface dure, qui présente un évidement sphérique peu profonde. Si le rayon de l'évidement sur une sphère de rayon, la bille d'inertie lentement roulé et déroulé de celui-ci; si les rayons de la même, la balle tombe dans l'évidement d'un coup sur toute la surface, et peut rester en elle, le transfert de toute l'énergie.

La machine tournante avec décalage des arbres, comprenant un boîtier comportant des plaques de compression, les canaux d'entrée et de sortie de milieu de travail et des parois d'extrémité montées de manière excentrée dans celui-ci un profilé creux rotor denture sur sa surface intérieure, et un mécanisme de synchronisation configuré comme des engrenages, monté sur deux arbres avec la possibilité d'interaction avec la couronne de rotor denté, ce qui en coupe transversale est réalisé sous une forme courbe, la longueur du tronçon formé entre les points d'intersection de la ligne passant par les centres de l'arbre, avec l'enveloppe du profilé reste inchangée lorsque le rotor est mis en rotation, et la surface intérieure du rotor présente un profil correspondant à une enveloppe extérieure, le nouveau est que le dispositif comprend en outre une roue circulaire rouleaux, et pour eux le rotor comporte des rainures sur la surface intérieure lisse, avec un support qui est portée sur le roulement du rotor dans le boîtier avec le frottement le plus faible. Les roues, les rouleaux ont un rayon inférieur au rayon de l'enveloppe interne d'un petit segment du rotor et peuvent être montés symétriquement sur les deux roues dentées sur leurs arbres ou axes, montés sur les parois d'extrémité du dispositif. Les engrenages comprennent au moins une dent est inférieure à six fois le nombre de dents sur un petit segment du rotor et pour exclure les contacts mutuels peuvent être décalés par rapport les uns aux autres sur les arbres, qui sont montés sur les volants d'inertie en rotation pour assurer l'uniformité. Pour engrenage à prise constante avec une couronne dentée de l'arbre du rotor, à la fois parallèle décalée dans des directions opposées dans un plan passant par la ligne centrale de plaques de compression installés dans le boîtier de la machine rotative.

L'invention est illustrée dans les figures 1-7, où

La figure 1 montre un profil d'un rotor de générateur

2 - le dispositif proposé, une section transversale

Figure 3 - est une vue en coupe longitudinale

4 montre la position extrême droite initiale du rotor. L'engrenage supérieur est en prise avec un petit segment du rotor et le fond - uniquement en prise avec un grand segment de rotor

5 - une position intermédiaire du rotor pendant son déplacement depuis la position la plus à droite vers la gauche. Actuellement sur la prochaine cavité droite est aspirée travailler partie fluide (du corps) et à gauche - la compression ou le déplacement

6 - la position la plus à gauche du rotor, dans lequel le rapport supérieur est engagé avec une grande partie du rotor et le fond - avec un petit segment

7 - une position intermédiaire du rotor lorsqu'il se déplace de la gauche vers la droite. Dans la chambre de gauche sont absorbés et à droite - la compression et le déplacement de l'environnement de travail.

Où: 1 - le cas; 2 - plaque de compression; 3 - orifices d'entrée et d'échappement avec des soupapes; 4 - les parois d'extrémité; 5 - roue-rouleaux; 6 - rotor; 7 - une couronne; 8 - rainure; 9 - engrenage; 10 - arbres; 11 - Volants; 12 - cavité droite; 13 - gauche cavité.

Machine rotative avec un décalage des arbres est constitué d'un boîtier 1 dans lequel deux fentes de la plaque de compression à ressort 2 muni remplaçables sans démontage des parois d'extrémité 4. Le boîtier 1 avec un fluide de travail 3 sur les rouleaux 5 canaux RV-admission et d'échappement installées rotor 6 ayant dentelée la couronne des rainures 7 et 8 autour du périmètre de la surface intérieure. La couronne 7 est en prise avec deux roues dentées 9 montées sur l'arbre 10 avec le volant 11. Lorsque la position du rotor varie au sein de la cavité du boîtier 12 volumes de droite et de gauche cavité 13. Les enveloppes extérieures et intérieures du rotor 6 ont un profil qui est formé à partir de trois paires opposées de chacune d' autres petits et grands segments (secteurs 60 °) des cercles centrés aux sommets d'un triangle équilatéral, représentés en traits pointillés (figure 1). Un tel déplacement du profil de rotor 6 à l'intérieur du carter 1 assure une compression des plaques d'immobilité 2 et la couronne en prise constante avec deux roues dentées 7, 9, les arbres 10 montés dans des paliers dans les parois d'extrémité 4, ainsi la distance entre les points de contact du rotor avec des plaques de compression supérieure et inférieure inchangée lorsque le rotor tourne, et cette distance est la somme des rayons des petits et de grands segments de l'enveloppe extérieure du rotor. plaques de compression par exemple en alliage d'aluminium ou de graphite PTFE ont une forme rectangulaire et une hauteur suffisante pour un fonctionnement à long terme.

dispositif proposé fonctionne comme suit

Dans la position la plus à droite du rotor 6 représenté sur la figure 4, par un couple extérieur qui peut être fournie à l' un des arbres 10, ou d' un fluide de travail sous pression dans la chambre droite 12 du rotor 6, ce dernier se déplace vers la gauche à partir du support des roues à rouleaux 5, à savoir est mis en rotation dans le sens horaire de 60 ° par rapport au centre (axe instantané de rotation du rotor) de cercles de petits et de grands segments du rotor coïncidant avec le sommet supérieur du triangle formé par les lignes en pointillés sur la figure 1. Lors du déplacement de l'engrenage de rotor supérieur sera en prise avec un petit segment du rotor et le fond - avec le grand segment opposé (5). Lorsque cet engin 9 tour plus de 60 ° sur leurs arbres, comme leurs axes de rotation ne coïncident pas avec l'axe de rotation du rotor et le rayon d'engrenage plus petit que le rayon de petit rayon et un grand segment du segment de rotor. Dans la position extrême gauche du rotor (6), le pignon supérieur se déplace en engagement sur une grande partie du rotor, l'engrenage inférieur - le petit segment et le rotor commence à se déplacer vers la droite, en tournant à 60 ° autour du centre (axe instantané de rotation du rotor) de cercles de petits et de grands segments à savoir espacées autour des sommets inférieurs du triangle introducteur (7). Après avoir atteint la position la plus à droite du rotor (4), décrit le cycle se répète. A noter que lors de la modification des axes de toutes les forces d'inertie de rotation du rotor est transmise aux roues, rouleaux plutôt que les dents d'engrenage qui sont en prise constante avec un engrenage de la couronne profondeur du rotor.

Voici un exemple spécifique d'utilisation de l'invention dans un moteur à combustion interne avec du carburant à partir de l'allumage de l'air comprimé. Laissez le rotor est dans la position la plus à droite (figure 4), la soupape d'admission cavité droit est ouvert, les gaz d' échappement - fermé; soupape d'admission cavité gauche est fermée, échappement - ouvert. Clockwise arbres avec des volants en rotation, le rotor est déplacé vers la gauche (figure 5) et les gaz ainsi l'aspiration d'air est effectué dans la cavité droite et la libération de la cavité du moteur gauche. Lorsque le rotor a atteint la position la plus à gauche (figure 6), la soupape d'admission droit cavité est fermée, la sortie est fermée et la cavité gauche de la soupape d'admission ouvre et ferme la sortie. En outre, lors du déplacement du rotor vers la droite en raison de l' inertie des volants en rotation dans la chambre de compression d'air à droite se produit à une température suffisante pour allumer le combustible (huile diesel ou du gaz liquéfié) et la gauche - une fois que la partie de la course d'admission d'air (7). Ensuite, la vanne d'entrée est fermée et la cavité droite est réalisée par l'intermédiaire des buses d'injection de carburant respectif dans la position d' extrême droite du rotor (4) dans la cavité gauche (non représentée). En outre, la cavité droite passe un coup de coup avec le transfert d'énergie à la fois l'arbre due à la combustion du carburant et de l' expansion des gaz, et la gauche - compression de l' air de cycle (Figure 6). Lorsque le rotor a atteint la position la plus à gauche (figure 6), l'injection de carburant est effectuée dans la cavité de la gauche et de la soupape d'échappement ouvre droit. Ensuite , dans la cavité gauche se produit cycle de travail avec possibilité de prise de force sur les deux arbres, et la sortie des gaz d'échappement de droite (7). Dans la bonne position du cycle décrit de rotor avec deux répétitions du cycle de travail (Figure 4). Pour assurer la continuité des processus dans le droit et les cavités gauches du moteur et un mouvement régulier des arbres de rotor à la fois le volant doit avoir une masse suffisante. Également possible de mettre en œuvre des constructions mnogorotornyh sur les arbres communs pour fournir un couple constant. Le refroidissement et la lubrification du moteur, mais aussi de piloter les soupapes et les injecteurs peut être de tout type connu et non représenté sur les figures.

la cylindrée et la puissance du moteur sont déterminées par la largeur du rotor et de la taille des rayons de son enveloppe extérieure. Le volume de chaque cavité peut être calculée en utilisant la formule: V = N (R _{^Février 2} -R _{1 de}²⁾ P / 6

où P = 3,1415 ...; H - largeur du rotor; R ₁ - rayon d'un petit segment de l'enveloppe extérieure du rotor; R ₂ - rayon d'une grande partie de l'enveloppe extérieure du rotor. Par exemple, lorsque R ₁ = 10 cm, R ₂ = 15 cm, h = 20 cm, on obtient le moteur diesel d'une cylindrée de 2,5 litres, les dimensions 30 x 30 x 30 cm ^3, un poids de 50 kg et un puits de vitesse mille à 2 par minute.

Ainsi, la machine rotative proposée avec des arbres de compensation pour réduire la taille et le poids du petit nombre d'éléments en interaction, d' accroître l' efficacité en réduisant le frottement du rotor sur les arbres de logement et de vitesse, augmenter la densité de puissance et les performances en augmentant la vitesse du rotor, augmenter le temps de remplacement de la compression plaques et la durabilité des pompes rotatives, compresseurs, moteurs volumétrique chaleur.

REVENDICATIONS

1. Machine rotative avec décalage arbres, comprenant un boîtier avec des plaques de compression, les canaux, la fourniture et la décharge de travail moyenne et des parois d'extrémité montées de façon excentrique à l'intérieur un profilé creux rotor denture sur sa surface intérieure, et un mécanisme de synchronisation configuré comme engrenages, monté sur deux arbres et la possibilité d'une interaction avec la couronne dentée du rotor, les enveloppes extérieures et intérieures du rotor ont un profil formé de trois paires opposées grands et petits segments de cercle avec les centres aux sommets d'un triangle équilatéral, la longueur du tronçon formé entre les points d'intersection de la droite passant par les centres des arbres le profil de l'enveloppe est inchangée lors de la rotation du rotor, caractérisé en ce que la machine comporte des roues, des rouleaux, des engrenages et montés en parallèle sur les rainures de roulement lisses formées sur la surface interne du rotor, et le rayon des roues et des pignons de rouleaux inférieurs au rayon de petits segments de l'enveloppe intérieure du rotor.

2. Machine selon la revendication 1, dans lequel les cylindres de roues montées conjointement avec les roues dentées sur les arbres ou sur des demi-axes séparés, fixés aux parois d'extrémité.

3. Machine selon la revendication 1, dans lequel le nombre de dents sur les roues dentées, au moins un de moins de six fois le nombre de dents sur un petit segment de la couronne de rotor et le pignon sont montés sur les arbres par rapport à l'autre de manière à éviter tout contact.

4. Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux arbres sont décalés par rapport aux volants d'inertie du rotor et les axes instantanés dans un plan passant par la ligne centrale de plaques de compression installés dans le boîtier avec possibilité de remplacement sans avoir à démonter les parois d'extrémité.

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Date de publication 16.11.2006gg

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