початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2284424
РОТОРНІ МАШИНА З внутрішнього зачеплення

Ім'я заявника: Пятов Іван Соломонович (RU)
Ім'я винахідника: Пятов Іван Соломонович (RU); Перельман Олег Михайлович (RU); Рабинович Олександр Ісаакович (RU); Мельников Михайло Юрійович (RU); Іванов Олег Євгенович (RU); Купрін Павло Борисович (RU); Дорогокупец Геннадій Леонідович (RU); Сергієнко Анатолій Васильович (RU); Кожевников Юрій Дмитрович (RU)
Ім'я патентовласника: Пятов Іван Соломонович (RU)
Адреса для листування: 105187, Москва, вул. Фортунатовской, 27а, кв.26, І.С. П'ятову
Дата початку дії патенту: 2005.10.18

Винахід відноситься до галузі машинобудування, зокрема до гідромашин об'ємного витіснення, а саме до гідравлічних насосів і двигунів з внутрішнім зачепленням роторів, і зокрема до мультіфазную їх використання. Роторна машина з внутрішнім зачепленням містить корпус з циліндричною порожниною і каналами всмоктування і нагнітання робочої середовища, торцеві кришки, зовнішній ротор з внутрішніми зубами і робочими вікнами в западинах його зубів і встановлений всередині нього з ексцентриситетом внутрішній ротор з зовнішніми зубами, жорстко закріплений на валу. Між зубами і западинами обох роторів утворені камери всмоктування і нагнітання. Між торцевими кришками і торцями зовнішнього і внутрішнього роторів встановлені кільцеві торцеві диски, що примикають до торців останніх з можливістю обертання навколо осі обертання зовнішнього ротора. Зовнішній ротор виконаний роз'ємним, а його зуби змінними, жорстко пов'язаними з обома торцевими дисками з утворенням "білячого колеса". Торцеві диски жорстко закріплені на зовнішньому роторі і забезпечені в периферійній зоні осьовими виїмками, рівномірно розміщеними по колу, коаксіальної із зовнішнім ротором, і обмеженими двома циліндричними поверхнями різної кривизни, що утворюють при їх перетині поздовжні поглиблення по всій глибині виїмок. Поверхня кожного змінного зуба, що контактує з порожниною корпусу, виконана циліндричної з можливістю сполучення з останньої і обертання всередині неї. Поверхня обох торців змінного зуба обмежена двома циліндричними поверхнями різної кривизни, що утворюють при їх перетині два поздовжніх ребра, і виконана з можливістю сполучення з виїмками обох торцевих дисків і розміщення всередині них. Поздовжні ребра розміщені всередині поздовжніх заглиблень. Підвищується надійність і довговічність роторної машини в умовах експлуатації її навіть на середовищі містить абразивні включення.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до галузі машинобудування, зокрема до гідромашин об'ємного витіснення, а саме до насосів і гідравлічних двигунів з внутрішнім зачепленням роторів, і зокрема до мільтіфазному їх виконання.

Відома роторна машина з внутрішнім зачепленням, що містить корпус з циліндричною порожниною і каналами всмоктування і нагнітання робочої середовища, закритий з двох сторін торцевими кришками, коаксиально розміщений в порожнині корпуса зовнішній ротор з внутрішніми зубами і робочими вікнами в западинах його зубів і встановлений всередині нього з ексцентриситетом внутрішній ротор з зовнішніми зубами, жорстко закріплений на валу з утворенням між зубами і западинами обох роторів камер всмоктування і камер нагнітання, викладених відповідно з всмоктуючим і нагнітальним каналами. При цьому між торцевими кришками і торцями зовнішнього ротора встановлені кільцеві торцеві диски, що примикають до торців зовнішнього і внутрішнього роторів по обидва боки, співвісні з зовнішнім ротором і мають можливість обертання навколо осі обертання останнього (SU 1714164 А2, 22.09.1987, F 01 З 1 / 14). Дана машина прийнята в якості прототипу. У зазначеній роторної машині передбачені ущільнюючі рідинні затвори, що перешкоджають перетікання робочої середовища через зазор між торцевими кришками і корпусом із зони нагнітання в зону всмоктування, а й через зазор між зовнішнім ротором і корпусом, в результаті чого досягається підвищення коефіцієнта корисної дії машини. Однак при роботі з робочими середовищами, що включають абразивні включення, передбачена система ущільнення зазорів дає збій, ККД машини знижується, одночасно зі зниженням надійності роботи і довговічності машини через "сухого" тертя в її елементах.

Завдання технічного рішення полягає в підвищенні надійності і довговічності роторної машини при експлуатації її на робочих середовищах з абразивними включеннями шляхом зниження відносної швидкості ковзання контактуючих поверхонь торцевих дисків і торців обох роторів, а отже, зниження їх зносу, а й у підвищенні ККД машини шляхом зниження витоків робочого середовища при використанні полімерних матеріалів для покриття контактуючих поверхонь обох роторів. Крім того, завдання винаходу полягає в полегшенні ремонтоспособность машини шляхом заміни одного зуба в роз'ємному зовнішньому роторі, замість заміни всього цього ротора, а й у зниженні витрат на цей ремонт.

Для вирішення поставленого завдання з досягненням заявленого технічного результату у відомій роторної машині з внутрішнім зачепленням, що містить корпус з циліндричною порожниною і каналами всмоктування і нагнітання робочої середовища, закритий з двох сторін торцевими кришками, коаксиально розміщений в порожнині корпуса зовнішній ротор з внутрішніми зубами і робочими вікнами в западинах його зубів і встановлений всередині нього з ексцентриситетом внутрішній ротор з зовнішніми зубами, жорстко закріплений на валу, при цьому між зубами і западинами обох роторів утворені камери всмоктування і нагнітання, повідомлені відповідно з всмоктуючим і нагнітальним каналами, а між торцевими кришками і торцями зовнішнього і внутрішнього роторів встановлені кільцеві торцеві диски, що примикають до торців останніх з можливістю обертання навколо осі обертання зовнішнього ротора, відповідно до винаходу зовнішній ротор виконаний роз'ємним, а його зуби змінними, жорстко пов'язаними з обома торцевими дисками з утворенням "білячого колеса", причому торцеві диски жорстко закріплені на зовнішньому роторі і забезпечені в периферійній зоні осьовими виїмками, рівномірно розміщеними по колу, коаксіальної із зовнішнім ротором, і обмеженими двома циліндричними поверхнями різної кривизни, що утворюють при їх перетині поздовжні поглиблення по всій глибині виїмок, поверхня кожного змінного зуба, що контактує з порожниною корпусу , виконана циліндричної з можливістю сполучення з останньої і обертання всередині неї, поверхня обох торців змінного зуба обмежена двома циліндричними поверхнями різної кривизни, що утворюють при їх перетині два поздовжніх ребра, і виконана з можливістю сполучення з виїмками обох торцевих дисків і розміщення всередині них, поздовжні ребра розміщені всередині поздовжніх заглиблень.

Циліндрична поверхня виїмок в дисках і торцевих частин змінних зубів, найбільш віддалена від осі обертання зовнішнього ротора, може бути виконана з меншою кривизною.

Змінні зуби зовнішнього ротора в робочій контактній зоні з зубами внутрішнього ротора можуть бути виконані з еластичним пружним полімерним покриттям по периметру їх поперечного перерізу.

Зовнішня поверхня полімерного покриття змінних зубів зовнішнього ротора, розміщена з боку примикання до циліндричної порожнини корпусу, може бути забезпечена поздовжніми виступами, виконаними з гострими радіально розташованими вершинами, а розміщена з боку контактної робочої поверхні зачеплення з внутрішнім ротором - з поздовжніми виступами з пологими радіально розташованими вершинами і більшою шириною підстави виступів.

Кожен торцевої диск може бути виконаний роз'ємним і складається з двох співвісних, пов'язаних між собою по циліндричній поверхні частин, внутрішня з яких забезпечена виїмками, причому точки перетину ребер торцевих частин кожного змінного зуба з площиною, перпендикулярній осі ротора, можуть бути розміщені на лінії сполучення двох частин диска.

Жорстка зв'язок змінних зубів зовнішнього ротора з обома торцевими дисками може бути виконана за допомогою різьбових елементів, розміщених на осях симетрії кожного зуба цього ротора, переважно на рівні середини висоти його зуба.

Суть винаходу пояснюється кресленнями.

На фіг.1 схематично показаний поздовжній розріз пропонованої роторної машини.

На фіг.2 - поперечний розріз пропонованої роторної машини через обидва ротора в зоні різьбових елементів.

На Фіг.3 показаний поздовжній розріз роторної машини в зоні нарізного сполучення різьбовими елементами, розміщеними на осях симетрії кожного зуба зовнішнього ротора.

На фіг.4 показаний загальний вид змінного зуба з розрізом в зоні установки нарізного елемента.

На фіг.5 показаний вид збоку на торець змінного зуба зовнішнього ротора.

На фіг.6 укрупненно показано поперечний переріз змінного зуба в контактній робочій зоні.

На фіг.7 показаний торцевої диск, вид на виїмки під змінні зуби з боку роторів.

Роторна машина містить корпус 1 з циліндричною порожниною 2 і каналами 3 всмоктування і 4 нагнітання робочої середовища, закритий з боків торцевими кришками 5.

Обертальний вузол машини складається з зовнішнього рознімного ротора 6, коаксиально розміщеного всередині порожнини 2, забезпеченого внутрішніми змінними зубами 7, і з внутрішнього ротора 8 із зовнішніми зубами 9, встановленого всередині зовнішнього ротора 6 з ексцентриситетом "е" між осями 10 і 11 обертання зовнішнього ротора 6 і внутрішнього ротора 8 відповідно. Внутрішній ротор 8 жорстко пов'язаний з валом 12 за допомогою, наприклад, шпонки 13.

Зовнішній ротор виконаний з наскрізними вікнами 14, розміщеними в западинах його зубів 7. Зуби 9 внутрішнього ротора 8 виконані входять у западини зубів 7 зовнішнього ротора 6 з одного боку і щільно контактують з головками зубів 7 зовнішнього ротора в місці, діаметрально протилежному місцю зачеплення з западинами зубів 7 з іншого боку, з утворенням камери 15 всмоктування і камери 16 нагнітання. При цьому число зубів 7 зовнішнього ротора 6 перевищує число зубів 9 внутрішнього ротора 8 на одиницю.

До обох торцях 17 і 18 зовнішнього ротора 6 і до обох торцях 19 і 20 внутрішнього ротора 8 примикають з зазором 0,05 мм кільцеві, співвісні з зовнішнім ротором торцеві диски 21 і 22, перший з яких жорстко з'єднаний з торцем 17, а другий - з торцем 18 зовнішнього ротора 6 з утворенням єдиної деталі обертання. Жорстка зв'язок диска з зовнішнім ротором 6 може бути виконана за допомогою окремих різьбових елементів, наприклад шпильок 23, розміщених на осях 24 симетрії кожного змінного зуба 7.

Робоча контактна поверхня обох роторів або кожного з них може бути виконана з еластичним пружним полімерним покриттям 25, причому зовнішня поверхня полімерного пружного еластичного покриття змінних зубів забезпечена поздовжніми виступами 26, виконаними з гострими вершинами 27 з боку, що примикає до циліндричної порожнини 2 корпусу 1, і з пологими вершинами 27 і більше широкою основою виступів з боку контактної робочої поверхні зачеплення з внутрішнім ротором. Змінні зуби 7 зовнішнього ротора жорстко пов'язані з обома торцевими дисками 21 і 22 з утворенням "білячого колеса" і не змінюють свого розташування в процесі роботи. Кожен торцевої диск 21 і 22 виконаний роз'ємним і складається з двох співвісних, пов'язаних між собою частин. Зовнішня частина 29 кожного диска примикає до циліндричної поверхні 2 корпусу 1, а внутрішня основна частина диска забезпечена наскрізними циліндричними виїмками 28, розміщеними рівномірно по колу, коаксіальної із зовнішнім ротором. Кожна виїмка 28 обмежена двома циліндричними поверхнями 30 і 31 різної кривизни, що утворюють при перетині між собою два бічних осьових поглиблення 32 і 33 по всій ширині диска, причому циліндрична поверхня 30 з меншою кривизною найбільш віддалена від осі обертання 10 зовнішнього ротора, а поверхню 31 з більшої кривизною розташована ближче до осі 10 обертання ротора. Поверхні обох торцевих частин кожного змінного зуба і обмежені двома циліндричними поверхнями 34 з меншою і 35 з більшою кривизною, що утворюють при їх перетині два поздовжніх ребра 36 і 37 і виконаними з можливістю сполучення з виїмками 28 в обох торцевих дисках і розміщення всередині цих виїмок, в тому числі і розміщення ребер 36 і 37 всередині поглиблень 32 і 33 відповідно, при цьому ребра 36 і 37 торцевих частин зубів 7 і що примикають до них поглиблення 32 і 33 виїмок 28 розміщені на лінії сполучення обох частин кожного диска. Робоча поверхня 39 змінного зуба 7, що контактує з внутрішнім ротором, виконана з можливістю зачеплення з цим ротором. Поверхня 40 змінного зуба 7, що контактує з порожниною 2 корпусу 1, виконана циліндричної з можливістю сполучення з цією порожниною і обертання всередині неї.

Роторна машина з внутрішнім зачепленням може працювати як в режимі насоса, так і в режимі гідродвигуна. При роботі в режимі гідродвигуна робоча рідина подається під тиском в розширюються камери 15 і приводить в обертання обертальний вузол з його роторами: спочатку приводячи в рух навколо своєї осі зовнішній ротор 6, а потім за допомогою внутрішнього зачеплення зубів роторів приводячи в обертальний рух вал 12. При цьому обсяг робочих камер 16 зменшується і робоча рідина витісняється з них.

Виконання кільцевих торцевих дисків 21 і 22, всього свого плоскою кільцевої поверхнею примикають до обох торцях зовнішнього і внутрішнього роторів по всій товщині "з" цієї кільцевої поверхні, забезпечує зменшення витоків за рахунок усунення зазорів і герметизації робочих камер 15 і 16, підвищуючи коефіцієнт корисної дії машини.

При роботі машини в режимі насоса вал 12, який в даному випадку є приводним валом, приводить в обертання внутрішній ротор 8, який за допомогою зачеплення своїх зубів 9 з зубами 7 зовнішнього ротора призводить в обертальний рух останній. При обертанні роторів обертового вузла робоча рідина надходить у всмоктувальну камеру 15, робочий об'єм якої розширюється, а потім з камери 16 нагнітання, обсяг якої зменшується, витісняється до споживача.

Завдяки оптимізації розміру товщини плоскої кільцевої поверхні торцевого диска і сполученню поверхонь примикання дисків з торцями обох роторів обертового вузла, а й завдяки наявності еластичного пружного полімерного покриття робочих контактних поверхонь зачеплення роторів, в тому числі за допомогою виконання на зовнішній поверхні полімерного покриття поздовжніх виступів з гострими вершинами з боку примикання до циліндричної порожнини корпусу і з пологими вершинами та більш широкою основою з боку контакту з внутрішнім ротором, досягається ущільнення робочих поверхонь і герметизація камер всмоктування і нагнітання, а отже, підвищується ККД машини навіть при експлуатації її на робочих середовищах, що містять абразивні включення . Використання пропонованої машини дозволить поліпшити ремонтоспособность машини і скоротити витрати на проведення ремонту завдяки виконанню зовнішнього ротора роз'ємним, а його зубів змінними, що дуже важливо в умовах роботи на абразівосодержащіх середовищах. Підвищення надійності роботи машини і довговічності забезпечується шляхом зниження відносних швидкостей руху торцевих поверхонь роторів щодо плоских кільцевих поверхонь дисків. Цьому сприяє і надійна установка торців змінних зубів в виїмках дисків завдяки стопорении пов'язаних ребер торців цих зубів з бічними поглибленнями в виїмках дисків.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Роторна машина з внутрішнім зачепленням, що містить корпус з циліндричною порожниною і каналами всмоктування і нагнітання робочої середовища, закритий з двох сторін торцевими кришками, коаксиально розміщений в порожнині корпуса зовнішній ротор з внутрішніми зубами і робочими вікнами в западинах його зубів і встановлений всередині нього з ексцентриситетом внутрішній ротор з зовнішніми зубами, жорстко закріплений на валу, при цьому між зубами і западинами обох роторів утворені камери всмоктування і нагнітання, повідомлені відповідно з всмоктуючим і нагнітальним каналами, а між торцевими кришками і торцями зовнішнього і внутрішнього роторів встановлені кільцеві торцеві диски, що примикають до торців останніх з можливістю обертання навколо осі обертання зовнішнього ротора, що відрізняється тим, що зовнішній ротор виконаний роз'ємним, а його зуби змінними, жорстко пов'язаними з обома торцевими дисками з утворенням "білячого колеса", причому торцеві диски жорстко закріплені на зовнішньому роторі і забезпечені в периферійній зоні осьовими виїмками, рівномірно розміщеними по колу, коаксіальної із зовнішнім ротором і обмеженими двома циліндричними поверхнями різної кривизни, що утворюють при їх перетині поздовжні поглиблення по всій глибині виїмок, поверхня кожного змінного зуба, що контактує з порожниною корпусу, виконана циліндричної з можливістю сполучення з останньої і обертання всередині неї, поверхня обох торців змінного зуба обмежена двома циліндричними поверхнями різної кривизни, що утворюють при їх перетині два поздовжніх ребра і виконана з можливістю сполучення з виїмками обох торцевих дисків і розміщення всередині них, поздовжні ребра розміщені всередині поздовжніх заглиблень.

2. Машина по п.1, що відрізняється тим, що циліндрична поверхня виїмок в дисках і торцевих частин змінних зубів, найбільш віддалена від осі обертання зовнішнього ротора, виконана з меншою кривизною

3. Машина по п.1, що відрізняється тим, що змінні зуби зовнішнього ротора в робочій контактній зоні з зубами внутрішнього ротора виконані з еластичним пружним полімерним покриттям по периметру їх поперечного перерізу.

4. Машина п.3, що відрізняється тим, що зовнішня поверхня полімерного покриття змінних зубів зовнішнього ротора, розміщена з боку примикання до циліндричної порожнини корпусу, забезпечена поздовжніми виступами, виконаними з гострими радіально розташованими вершинами, а розміщена з боку контактної робочої поверхні зачеплення з внутрішнім ротором - з поздовжніми виступами з пологими радіально розташованими вершинами і більшою шириною підстави виступів.

5. Машина по п.1, що відрізняється тим, що кожен торцевої диск виконаний роз'ємним і складається з двох співвісних, пов'язаних між собою по циліндричній поверхні частин, внутрішня з яких забезпечена виїмками, причому точки перетину ребер торцевих частин кожного змінного зуба з площиною, перпендикулярній осі ротора , розміщені на лінії сполучення двох частин диска.

6. Машина по п.1, що відрізняється тим, що жорстка зв'язок змінних зубів зовнішнього ротора з обома торцевими дисками виконана за допомогою різьбових елементів, розміщених на осях симетрії кожного зуба цього ротора, переважно, на рівні середини висоти його зуба.

Версія для друку
Дата публікації 14.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів