close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7491

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7491
(13) C1
(19)
(46) 2005.12.30
(12)
7
(51) F 02B 53/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
BY 7491 C1 2005.12.30
(21) Номер заявки: a 20010024
(22) 2001.01.10
(43) 2002.09.30
(71) Заявитель: Тишевич Владимир Эдуардович (BY)
(72) Автор: Тишевич Владимир Эдуардович (BY)
(73) Патентообладатель: Тишевич Владимир Эдуардович (BY)
(56) US 3913534, 1975.
GB 377877, 1932.
RU 2042037 C1, 1995.
RU 2126485 C1, 1999.
US 4393828, 1983.
SU 1828502 A3, 1993.
SU 1278475 A1, 1986.
SU 992778, 1983.
SU 969915, 1982.
SU 436166, 1974.
US 1338039, 1920.
(57)
Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, в котором выполнены цилиндрические полости нагнетателя и рабочей ступени, вал, на котором установлены в полости
нагнетателя ротор с закрепленными на нем лопатками и планшайба, в полости рабочей ступени
рабочий ротор, между ротором нагнетателя и рабочим ротором диск и размещенный за полостью рабочей ступени отжимной ротор, камеры сгорания и каналы подачи топливо-воздушной
смеси, при этом в стенках полостей нагнетателя и рабочей ступени выполнены гнезда, в которых закреплены на осях подвижные лопатки, причем оси подвижных лопаток, установленных в
полости рабочей ступени, связаны с рычагами отжимного ротора, отличающийся тем, что на
внешней поверхности рабочего ротора и на боковой поверхности полости рабочей ступени выполнены кольцевые проточки, имеющие в сечении полукруг и образующие кольцевую полость
в виде замкнутого цилиндра, в которой расположены рабочие поршни, закрепленные на рабочем роторе, при этом подвижные лопатки полости нагнетания делят ее на сектора, а подвижные
лопатки полости рабочей ступени делят ее кольцевую полость на сектора, подобные закрытым
цилиндрам, с возможностью обеспечения безударного прохода лопаток нагнетателя и рабочих
поршней, на лопатках рабочей ступени выполнены опорные площадки для установки на упоры
корпуса, а на поверхностях кольцевого соприкосновения корпуса и рабочего ротора выполнено
гребешковое уплотнение.
Фиг. 1
BY 7491 C1 2005.12.30
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего
сгорания, но может использоваться для создания пневмодвигателей, ветряных двигателей,
паровых и гидротурбин, авиационных турбовинтовых двигателей, насосов высокого и
низкого давления, вакуумных насосов.
Так имеется роторный двигатель [1], близкий по технической сути к предложенному:
он содержит корпус с роторной полостью, в которой расположен ротор-статор, закрепленный на валу и имеющий криволинейную форму. В боковой поверхности внутренней
полости статора выполнены клапанные выемки, в которых установлены силовые клапана
и размещены камеры сгорания. Основным недостатком прототипа является: отсутствие
достаточного сжатия топливно-воздушной смеси, падение рабочего давления из-за прорыва части газов под силовые клапана, до момента их упора в поверхности ротора, а в
дальнейшем рабочее давление будет прижимать силовые клапана к поверхности ротора, и,
двигатель будет работать как тормоз.
Имеется также роторный двигатель [2], состоящий из разборного корпуса, имеющий
роторную полость, в которой размещен ротор, закрепленный на валу, представляющий из
себя диск, суцельно выполненный с тремя поршнями, в верхней части боковины корпуса
выполнена выемка, в которой на оси закреплена запорная заслонка, над выемкой на корпусе закреплен клапан через рычаг и штангу, связанный с кулачком, закрепленным на валу. В двигателе имеются свеча и каналы подачи топлива и отвода отработанных газов.
Недостатком данного двигателя является то, что при отжатии запорной заслонки давление за и перед поршнем выравнивается и работа отсутствует, т.е. возникает ситуация,
когда взяли бы просто корпус и разместили в нем ротор с тремя поршнями, а также сложность конструкции (сложно изготовить суцельным диск и три поршня, да еще выполнить
на диске проточку между поршнями).
Также имеется роторный двигатель [3], содержащий неподвижный полый корпус с
кольцеобразным цилиндром и выпускными отверстиями, разделенными заслонками, поворотными рычагами управления заслонками и пазами для них, в полости которого установлен дисковый ротор с поршнями, их днищами и выходным валом.
Недостатком данного двигателя является то, что поршень при попадании в плоскость
оси поворотного рычага не сможет отжать заслонку и двигатель заклинит, т.е. это все равно, что закрыть дверь, прилагая усилия в районе ее завесов. И даже если заслонка будет
отжата, давление и за и перед поршнем выравнивается и работа отсутствует.
Также имеется роторный двигатель [4], состоящий из корпуса, в рабочей полости которого размещено рабочее колесо, на торцевых поверхностях которого выполнено уплотнение в виде лабиринта из кольцевых гребешков и канавок, со стороны ответных поверхностей корпуса в канавки обращены гребешки корпуса с радиальными пропилами. Недостатком такого гребешкового уплотнения является то, что оно не может быть применено в
соприкасаемых кольцевых поверхностях, а применение радиальных пропилов будет в
этом случае способствовать прорыву газов из рабочего кольцевого пространства.
Цель изобретения: создание такой конструктивной схемы роторного двигателя, которая обеспечивает его надежную работу без больших сил трения и падения мощности от
износа рабочих органов при достаточно малом весе и простоте конструкции.
Это достигается тем, что на внешней поверхности рабочего ротора и на боковой поверхности полости рабочей ступени выполнены кольцевые проточки, имеющие в сечении
полукруг и образующие кольцевую полость в виде замкнутого цилиндра, имеющего в сечении круг, что позволяет закрепить на роторе поршни с кольцами в сборе. Применение
ротора цилиндрической формы обеспечивает постановку подвижных лопаток своими
площадками на упоры корпуса, что исключает возможность их прижатия к поверхности
ротора давлением рабочего тела, а также тем, что замкнутое кольцевое пространство подвижными лопатками разбито на сектора, подобные закрытым цилиндрам, при этом на каждые два поршня должен быть еще один резервный не занятый поршнем закрытый ци2
BY 7491 C1 2005.12.30
линдр (сектор), что обеспечивает в момент отжатия подвижной лопатки в гнездо нахождение обоих поршней в закрытых цилиндрах, с двух сторон ограниченных подвижными
лопатками, что обеспечивает давление перед обоими поршнями и отсутствие его за ними,
т.е. стабильную работу. При этом подвижные лопатки конструктивно обеспечивают безударный проход лопаток и поршней в замкнутом кольцевом пространстве. Применение
гребешкового уплотнения на кольцевых поверхностях соприкосновения корпуса и ротора
исключает прорыв газов из рабочего кольцевого пространства.
Применение отжимного ротора и рычагов отжимного ротора, имеющих общие оси с
подвижными лопатками рабочей ступени, обеспечивает безударный проход поршней по
всему замкнутому кольцевому цилиндру.
Сопоставимый анализ признаков, при сравнении с прототипом, позволяет сделать вывод о том, что предполагаемый двигатель имеет существенное отличие во взаимодействии, конструкции и расположении рабочих органов, таким образом предложенный двигатель соответствует критерию "новизна".
Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод об отсутствии у них
признаков, имеющих все присущие ему связи и свойства, что позволяет сделать вывод о
соответствии изобретения критерию "существенные отличия".
На фиг. 1 показан роторный двигатель (продольный разрез);
На фиг. 2 - то же, поперечный разрез нагнетателя (вид А-А);
На фиг. 3 - то же, поперечный разрез рабочей ступени (вид Б-Б).
Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус 1, в котором выполнены цилиндрические полости нагнетателя и рабочей ступени, вал 3, на котором установлены
в полости нагнетателя ротор 4 с закрепленными на нем лопатками 16 и планшайба 2, в полости рабочей ступени ротора 9 и на внешней поверхности ротора 9, и на боковой поверхности полости ротора рабочей ступени выполнены кольцевые проточки, имеющие в сечении полукруг и образующие кольцевую полость в виде замкнутого цилиндра, в которой
расположены рабочие поршни 11 с помощью пальцев 15, между ротором нагнетателя 4 и
рабочим ротором 9 закреплен на валу 3 диск 6 и размещенный за полостью рабочей ступени
отжимной ротор 13, взаимодействующий с рычагами 14, которые связаны с осями подвижных лопаток 10 рабочей ступени, камеры сгорания 8 и каналы подачи топливно-воздушной
смеси 7, связанные с окнами вспрыска 18, при этом в стенках полостей нагнетателя и рабочей ступени выполнены гнезда 20, в которых закреплены на осях подвижные лопатки 5 и
10, причем подвижные лопатки 5 нагнетателя делят кольцевую полость на сектора, а подвижные лопатки 10 полости рабочей ступени делят ее на сектора, подобные закрытым цилиндрам, с возможностью обеспечения безударного прохода поршней 11 и лопаток нагнетателя 16, на лопатках 10 рабочей ступени выполнены опорные площадки 21 для установки
на упоры 22 корпуса 1, и то, что ротор 9 рабочей ступени имеет цилиндрическую форму,
дает возможность выбирать постоянно минимальный зазор между концами подвижных лопаток 10 и поверхностью ротора 9 для снижения сил трения, разбивка замкнутого цилиндра
рабочей ступени подвижными лопатками 10 на сектора, подобные закрытым цилиндрам, и
когда на два поршня 11 есть еще один резервный закрытый цилиндр, не занятый поршнем
11, обеспечивает постоянное нахождение поршней 11 в секторах, ограниченных подвижными лопатками 10, даже когда подвижная лопатка 10 утоплена в гнездо 20, а это значит,
что рабочее давление будет всегда перед поршнем 11 и отсутствовать за ним, также на поверхностях кольцевого соприкосновения корпуса 1 и рабочего ротора 9 выполнено гребешковое уплотнение 17, в боковой стенке полости рабочей ступени выполнены окна выпуска
отработанного рабочего тела 19, а также имеются свечи зажигания.
Подвижные лопатки рабочей ступени в опущенном состоянии, т.е. перекрывающими канал вращения могут удерживаться как пружинами, так и подводом в гнездо над ними рабочего тела. Теоретически рабочих лопаток нагнетателя и поршней рабочей ступени, а также подвесных лопаток можно поставить неограниченное количество, все определяется габаритами,
3
BY 7491 C1 2005.12.30
заданной мощностью и ритмичностью работы двигателя. Для простоты объяснения на фиг. 2
и 3 их показано минимальное количество: по две лопатки нагнетателя, по два поршня и по
три подвижные лопатки. Особое значение имеет то обстоятельство, что рабочие кольцевые
полости нагнетателя и рабочей ступени подвижными лопатками делятся на сектора, подобные закрытым цилиндрам, куда свободно и безударно попадают лопатки нагнетателя и
поршни рабочей ступени, выполняя работу, аналогичную работе в цилиндре поршневого двигателя, при этом каждая лопатка нагнетателя одновременно выполняет два цикла - всасывания и сжатия, а поршни в рабочей ступени, соответственно рабочий ход и выхлоп.
Роторный двигатель работает следующим образом. При вращении вала 3 одновременно начинается вращение всех закрепленных на нем деталей. При вращении ротора нагнетателя 4 его лопатки 16 отжимают подвижные лопатки 5, в момент отжатия не удерживаемые планшайбой 2, поочередно попадая в соответствующий сектор кольцевой рабочей
полости нагнетателя. Подвижная лопатка 5 после прохода лопатки ротора 16 отжимается
назад планшайбой 2 и перекрывает рабочую кольцевую полость. После прохождения и
открытия лопатками ротора 16 окон впрыска 18 и подачи топлива, за ней создания разряжения, проходит всасывание топливо-воздушной смеси. В последующем каждая лопатка
ротора нагнетателя 16 производит сразу два рабочих цикла - всасывания сразу за собой и
сжатия топливо-воздушной смеси пред собой. При этом, та подвижная лопатка 5, к которой, сжимая топливо-воздушную смесь, движется лопатка ротора 16, отжата в кольцевое
рабочее пространство и удерживается планшайбой 2, чтобы давление сжимаемой смеси не
отбросило ее в гнездо. При этом диск 6 перекрывает канал 7 сообщения полостей нагнетателя с камерой сгорания 8. Одновременно с вращением ротора 4 нагнетателя начинает
вращаться ротор 9 рабочей ступени, его поршни движутся по рабочей кольцевой полости,
при этом отжимной ротор 13, вращаясь синхронно с ротором 9 рабочей ступени, отжимает
рычаги 14, жестко через оси 12 связанные с подвижными лопатками 10 рабочей ступени,
тем самым обеспечивая безударное вращение ротора 9 с поршнями 11, так как при отжатии рычагов 14 отжимаются подвижные лопатки 10 в гнезда 20.
Топливо-воздушная смесь выдавливается в камеру сгорания 8 до момента соприкосновения лопатки 16 ротора нагнетателя с подвижной лопаткой 5 нагнетателя, при этом
планшайба 2 перестает удерживать последнюю в отжатом состоянии и лопатка 16 ротора
нагнетателя отжимает подвижную лопатку 5 в гнезда и частично в полость планшайбы 2,
обеспечивая себе безударное движение.
Диск 6 перекрывает канал 7, сжатая топливо-воздушная смесь дежурит в камере сгорания 8. В это время ротор 9 рабочей ступени синхронно вращается с отжимным ротором
13, который освобождает рычаг 14, и он опустится совместно с подвижной лопаткой 10
рабочей ступени, при этом подвижная лопатка 10 своей упорной площадкой 21 станет на
упор 22 корпуса 1, выбрав минимальный зазор у поверхности ротора 9 рабочей ступени.
После постановки подвижной лопатки 10 на упор корпуса в камере сгорания 8 происходит воспламенение топливо-воздушной смеси. Газы от сгорания топлива попадают в зазор между подвижной лопаткой 10 и поршнем 11, заставляя последний двигаться в кольцевом пространстве. При прохождении и открытии поршнем 11 окна выхлопа 19 происходит выброс отработанного рабочего тела. В последующем все рабочие циклы для
каждой лопатки нагнетателя и поршней рабочей ступени повторяются.
Предложенная конструктивная схема основана на разбивке внутренней кольцевой рабочей полости подвижными лопатками на сектора, подобные закрытым цилиндрам, с
обеспечением свободного и безударного доступа в них рабочих органов. Может найти
широкое применение в других роторных машинах. Так нагнетатель предлагаемого двигателя может работать как компрессор или как высокопроизводительный насос. Рабочая
ступень может выполнять функции пневмодвигателя, а собранная в секции из нескольких
единиц может использоваться как гидродвигатель или паровая турбина. При этом обеспечивается целевая дозированная подача рабочего тела, только в расчетном объеме, необхо4
BY 7491 C1 2005.12.30
димом для работы непосредственно на каждую лопатку, что делает роторные машины более экономичными, более рациональными в использовании рабочего тела.
Основным достоинством предложенного двигателя является простота конструкции,
малые габариты, унификация большинства деталей, что упрощает изготовление и эксплуатацию.
Источники информации:
1. USA 3913534, 1975.
2. GB 377877, 1932.
3. RU 2042037 C1, 1995.
4. RU 2126485 C1, 1999.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
162 Кб
Теги
by7491, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа