close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

устройство гридина уплотнения роторно-лопастного двигателя с креплением лопастей на дисках (варианты)

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 300 635
(13)
C1
(51) МПК
F01C 19/00 (2006.01)
F01C 1/063 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005129592/06, 26.09.2005
(72) Автор(ы):
Гридин Валерий Владиславович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
26.09.2005
(73) Патентообладатель(и):
Гридин Валерий Владиславович (RU)
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
R U
Адрес дл переписки:
143000, Московска обл., г. Одинцово, ул.
Бульвар Крылова, 14, кв.149, В.В.Гридину
(54) УСТРОЙСТВО ГРИДИНА УПЛОТНЕНИЯ РОТОРНО-ЛОПАСТНОГО ДВИГАТЕЛЯ С
2 3 0 0 6 3 5
осевого уплотнени в виде масл ной подушки,
заполн ющей пилообразное пространство насечек
(зубцов,
канавок)
между
вращающимис поверхност ми, применении уплотнительного
контура, собранного из пластин в форме уголков и
установленного в канавки лопасти, а также
заглушек, прижимных элементов и пружин.
Предложенна конструкци уплотнени создает
лучшие услови дл создани компрессии,
повышает надежность и долговечность машины. 2
н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
R U
(57) Реферат:
Устройство относитс к двигател м внутреннего
сгорани с неравномерным движением рабочих
органов в кольцевой рабочей камере и может быть
использовано в качестве роторной пневмо- и
гидромашины. Техническим результатом вл етс повышение эффективности уплотнени . Сущность
изобретени заключаетс в том, что камера
выполнена с возможностью сужени в осевом
направлении дл уменьшени осевых зазоров
между корпусом и дисками и между дисками,
размещенными в центре. А также в создании
Страница: 1
RU
C 1
C 1
КРЕПЛЕНИЕМ ЛОПАСТЕЙ НА ДИСКАХ (ВАРИАНТЫ)
2 3 0 0 6 3 5
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2176023 С2, 20.11.2001. GB 2262568
А, 23.06.1993. WO 90/01676 А1, 22.02.1990. RU
2234614 С1, 20.08.2004. DE 2117244 А,
28.10.1971. RU 2141033 C1, 10.11.1999. GB
1270993 A, 19.04.1972.
C 1
C 1
2 3 0 0 6 3 5
2 3 0 0 6 3 5
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 635
(13)
C1
(51) Int. Cl.
F01C 19/00 (2006.01)
F01C 1/063 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005129592/06, 26.09.2005
(72) Inventor(s):
Gridin Valerij Vladislavovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 26.09.2005
(73) Proprietor(s):
Gridin Valerij Vladislavovich (RU)
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
R U
Mail address:
143000, Moskovskaja obl., g. Odintsovo, ul.
Bul'var Krylova, 14, kv.149, V.V.Gridinu
C 1
2 3 0 0 6 3 5
R U
Страница: 3
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD:
mechanical
engineering;
internal
combustion engines.
SUBSTANCE: invention relates to internal
combustion engines with nonuniform movement of
working members in annular working chamber and it
can be used as rotary pneumatic and hydraulic
machines.
According to invention, chamber is
made with possibility of axial contraction to
decrease axial clearances between body and disks
and between disks located in center.
Axial seal
is provided which is made in form of oil pad
filling saw-like space of cuts (teeth, grooves)
between rotating surfaces and sealing circuit is
used assembled from angle plates and installed in
grooves of vanes and also stoppers, pressure
members and springs.
Proposed seal creates
better
conditions
for
compression,
improves
reliability and increases service life.
EFFECT: improved efficiency of seal.
2 3 0 0 6 3 5
(54) ROTARY VANE ENGINE SEALING DEVICE WITH VANES SECURED ON DISKS (VERSIONS)
RU 2 300 635 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к двигател м внутреннего сгорани с неравномерным
движением рабочих органов в кольцевой рабочей камере, его наилучшее применение - в
качестве секции многосекционного двигател внутреннего сгорани , оно может также
использоватьс как роторна машина объемного типа, пневмо- и гидромашина, при
создании насосов, компрессоров, гидроприводов.
Из патентной литературы известны машины, кольцевые рабочие камеры которых в
поперечном сечении имеют пр моугольную, круглую и треугольную форму: FR 844351 А,
кл. 46а 5, US 3301193 А, кл. 418-36, PL 15010 А, кл. 46a 5, RU 3784 U1, кл. F02В 53/00, RU
2141033 C1.
Кругла форма вл етс очень трудной в исполнении, и кроме того, така конструкци имеет трудновыполнимую задачу по креплению цилиндров на дисках и уплотнению осевых
зазоров между вращающимис дисками и кольцевой камерой.
Камеры с треугольным сечением имеют меньший рабочий объем, используют дл креплени боковые крышки, что повышает инерционную массу вращающихс деталей.
Известно уплотнение лопасти в пр моугольной камере с качающимис роторами,
содержащее уплотнительные пластины, которые помещены в паз лопасти и соприкасаютс друг с другом своими боковыми и торцовыми поверхност ми, одновременно прижатые к
поверхности трени пружинными элементами (патент Англии №1358632, кл. F01С 9/00,
1974).
Недостатком этой конструкции вл ютс невысокие эффективность и надежность
уплотнени . Низка эффективность объ сн етс тем, что при работе и износе уплотнений
между торцовыми поверхност ми уплотнительных пластин начинают по вл тьс зазоры.
Через обращенный к камере сгорани промежуток между уплотнительными пластинами
одного р да газ сначала попадает в паз лопасти под уплотнение пластины, а затем
выходит через другой промежуток на противоположную сторону этого р да уплотнительных
пластин. Так происходит, пока газ не пройдет все р ды уплотнительных пластин,
наход щихс в пазу, и не попадет в соседнюю камеру сгорани . Невысока надежность
объ сн етс тем, что пружины вставлены в пазы, прорезанные в каждой уплотнительной
пластине, которые вл ютс концентраторами напр жений.
Известно уплотнение лопасти в пр моугольной камере, содержащей цилиндрический
корпус с каналами подвода и отвода среды и торцовыми крышками, лопастные роторы,
подпружинные уплотнительные элементы размещены в пазах на поверхност х лопастей,
подпружинные разрезные уплотнительные кольца, установленные в расточках торцевых
крышек, причем сдвоенные подпружинные уплотнительные пластины выполнены с
пружинным разжимом, а стороны пластин, обращенные к поверхност м рабочей камеры,
выполнены ступенчатыми, причем ступеньки расположены встречно, а в угловых зонах
рабочей камеры пластины размещены внахлест (патент RU 2099540, F01С 1/063, 1995).
Недостатком этой конструкции вл ютс невысокие эффективность и надежность
уплотнени . В угловых зонах образуютс точечные проходы за счет того, что пластины
перемещаютс вдоль пазов, в которых они размещены, а газы проход т через грани
пластин, противоположные рабочей поверхности, к месту стыка следующей грани и далее в
пространство под лопастью, и тем же путем - на другую сторону пластины.
Целью изобретени вл етс повышение эффективности и надежности уплотнени за
счет осевого уплотнени , улучшени уплотнительных свойств уплотнительного контура,
уменьшение потерь на трение.
Улучшение уплотнени возможно при уменьшении осевых зазоров в камере.
Дополнительным и очень важным решением этой задачи вл етс увеличение
долговечности удержани компрессии в камере при выработке подшипников.
Технический результат достигаетс за счет того, что устройство уплотнени содержит
пр моугольную камеру с лопастными роторами, при этом лопастные роторы закреплены на
двух соприкасающихс дисках, размещенных в центре камеры, котора выполнена с
возможностью сужени в осевом направлении, на каждом диске жестко крепитс втулка,
составл юща половину внутреннего цилиндра рабочей камеры, диски соприкасаютс Страница: 4
DE
RU 2 300 635 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
между собой, а втулки - с корпусом боковыми поверхност ми, на которых имеютс насечки
(зубцы, канавки), поверхности подвергаютс механической обработке, и диски сад тс на
радиально-упорные и/или осевые подшипники, расположенные между корпусом и втулками
и между дисками. Посадка на подшипники производитс при рабочей температуре
двигател . Насечки (зубцы, канавки) и поверхности, подверженные механической
обработке, имеютс как с одной, так и с другой стороны соприкасающихс поверхностей,
при этом одна пара поверхностей находитс выше или ниже другой пары относительно
осевой линии, а между ними имеетс канавка. Насечки (зубцы, канавки) поверхности
стенок корпуса внутри камеры сгорани расположены дальше от центральной оси
двигател , чем насечки, принадлежащие втулкам, а поверхность их зубцов в своем пике
точно совпадает с поверхностью стенок корпуса. У соприкасаемых поверхностей, вне зоны
механической обработки имеетс свободное пространство, которое определ ет
максимальную величину их сближени . Насечки (зубцы, канавки) соприкасаемых
поверхностей имеют профиль, выполненный по методу попеременных углублений с двух
противоположных сторон или аналогичному, при котором углублени в насечках (зубцах,
канавках) не соедин ют разные поверхности цилиндра и заполн ютс компрессионной
смазкой.
Такое выполнение осевого уплотнени позвол ет уменьшить щели между
соприкасаемыми до величины расширени камеры при нагреве, и трение в них не
создаетс соприкосновением поверхностей, т.к. излишки ее убираютс при посадке дисков
в подшипники.
Дополнительное решение по удержанию компрессии при выработке подшипников,
осуществл етс сужением камеры в осевом направлении и дополнительной посадкой
дисков на подшипники.
Улучшение уплотнительных свойств уплотнительного контура достигаетс за счет того,
что камеру пр моугольного сечени , выполненную с возможностью сужени в осевом
направлении, лопастные роторы, закрепленные на двух соприкасающихс в центре камеры
дисках, посаженных на радиально-упорные и/или осевые подшипники, и жестко
закрепленные с втулками, боковые поверхности которых, а также поверхности дисков
имеют мелкие насечки (зубцы, канавки), два и более уплотнительных контура,
выполненных из перехлестывающихс боковыми поверхност ми пластин и установленных
в канавки лопастных роторов, при этом уплотнительный контур состоит из
перехлестывающихс концами пластин в форме уголков, которые прижимаютс пружинными элементами к боковой стенке канавки в направлении к центру лопасти,
заглушек, которые под действием пружин изнутри лопасти перекрывают щели, образуемые
между торцами перехлестывающихс уголков и корпусом лопасти, и прижимают уголки к
внутренней поверхности камеры, а также канавок в стенке основани креплени лопасти,
куда вход т концы неперехлестывающихс уголков. Заглушки выполн ютс по профилю
двух канавок в месте перехлестывани уголков с перекрытием части стороны каждого
уголка. Толщина пластин уголков в месте перехлестывани равна высоте стенки выступа,
на которой размещаетс друга пластина, при этом в рабочем (нагретом) состо нии
уголки не должны заклиниватьс . Неперехлестывающиес концы уголков уплотнительного
контура вход т в канавки, выполненные в стенке основани креплени лопасти, таким
образом, чтобы при упоре уголка в стенку камеры, противолежащую основанию креплени лопасти, между стенкой основани креплени лопасти и концом уголка не образовалась
щель. Поверхности стенок канавок в основании креплени лопасти выполнены подлицо с
поверхност ми канавки уголка, кроме поверхности, прилежащей к поверхности другой пары
лопастных роторов и смещенной к центральной оси двигател на рассто ние,
обусловленное смещением поверхностей втулок между собой или биением в подшипниках.
Неперехлестывающиес стороны уголков уплотнительного контура прижимаютс к
прилежащей стенке камеры при помощи двух отдельных пружин. В основании креплени лопасти уголка, не прилежащей к другой паре лопастных роторов, имеетс несквозна канавка, выполненна во втулке. Толщина пластины уголка уплотнительного контура
Страница: 5
RU 2 300 635 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
лопасти больше рассто ни между двум соседними углублени ми насечек (зубцов,
канавок), выполненных в соприкасаемых поверхнос х между дисками, а также дисками с
корпусом.
Такое выполнение рабочей камеры, когда вершина уплотнительного уголка входит в
углы камеры и точно повтор ет ее контур, дает возможность лучше уплотнить камеру в
поперечном сечении, т.к. при радиальном биении может образоватьс только точечное
отверстие, а не щель.
Такое применение уголка, в отличие от пр мых пластин, позвол ет увеличить площадь
непрерывного соприкосновени его с поверхностью камеры, тем самым уменьша ее
износ.
Такое применение заглушки, выполн ющей функцию прижима уголков к внутренней
поверхности лопасти, не только перекрывает единственное место утечки газа внутрь
пространства между двум уплотнительными контурами, но упрощает всю конструкцию за
счет двойного назначени пружины.
То обсто тельство, что пружинные элементы прижимают углы к боковой стенке канавки
в направлении, совпадающем с направлением, создаваемым давлением сжатых газов,
обеспечивает лучший прижим уплотнителей к поверхности канавок, а следовательно,
повышает уплотнительные свойства контура.
Такое применение пружин, закрытых от рабочих газов внутри лопасти, позвол ет
использовать их в среде более щад щей, тем самым, лучше и дольше используютс их
свойства.
Предложенна конструкци устройства уплотнени роторно-лопастного двигател с
креплением лопастей на дисках создает лучшие услови дл эффективного создани компрессии, повышает ее надежность и долговечность.
На Фиг.1 представлено устройство осевого уплотнени (с примерами двух вариантов
расположени дисков на подшипниках).
На Фиг.2 представлено устройство уплотнительного контура лопасти.
Устройство осевого уплотнени содержит лопастные роторы, закрепленные на двух
соприкасающихс дисках 12 (Фиг.1), размещенных в центре камеры, котора выполнена с
возможностью сужени в осевом направлении (сход щиес стрелки), на каждом диске
жестко крепитс втулка 16, составл юща половину внутреннего цилиндра рабочей
камеры, диски 12 соприкасаютс между собой, а втулки - с корпусом боковыми
поверхност ми, на которых имеютс насечки (зубцы, канавки) 13 (см. сечение А-А, В-В,
С-С), поверхности подвергаютс механической обработке, и диски сад тс на радиальноупорные 18 и/или осевые 14 подшипники, расположенные между корпусом и втулками и
между дисками. (Дл варианта 2 возможно наличие упорных 18 подшипников.)
Насечки (зубцы, канавки) 13 и поверхности, подверженные механической обработке,
имеютс как с одной, так и с другой стороны соприкасающихс поверхностей (см. сечение
А-А и В-В), при этом одна пара поверхностей находитс выше или ниже другой пары
относительно осевой линии, а между ними имеетс канавка 15. Насечки (зубцы, канавки)
поверхности стенок корпуса внутри камеры сгорани расположены дальше от центральной
оси двигател , чем насечки, принадлежащие втулками (см. сечение А-А и В-В), а
поверхность их зубцов в своем пике точно совпадает с поверхностью стенок корпуса. У
соприкасаемых поверхностей, вне зоны механической обработки имеетс свободное
пространство 17, которое определ ет максимальную величину их сближени .
Насечки (зубцы, канавки) соприкасаемых поверхностей имеют профиль (см. пример
сечени С-С), выполненный по методу попеременных углублений с двух противоположных
сторон или аналогичному, при котором углублени в насечках (зубцах, канавках) не
соедин ют противоположные поверхности цилиндра.
Устройство уплотнительного контура лопасти содержит уплотнительный контур (Фиг.2),
состо щий из перехлестывающихс концами пластин 1 в форме уголков, которые
прижимаютс пружинными элементами 10 к боковой стенке канавки в направлении к центру
лопасти (показано стрелками) 3, заглушек 4 которые под действием пружин изнутри
Страница: 6
RU 2 300 635 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
лопасти (стрелки 1 и 2 в кружке) 4 перекрывают щели 5, образуемые между торцами
перехлестывающихс уголков и корпусом лопасти и прижимают уголки 1 к внутренней
поверхности камеры, а также канавок 6 в стенке основани креплени лопасти, куда
вход т концы неперехлестывающихс уголков. Заглушки 4 выполн ютс по профилю двух
канавок в месте перехлестывани уголков с перекрытием части стороны каждого уголка.
Поверхности стенок канавок 9 и 6 в основании креплени лопасти (см. увеличенное
изображение) выполнены подлицо с поверхност ми канавки уголка 1, кроме поверхности 8,
прилежащей к поверхности другой пары лопастных роторов и смещенной к центральной
оси двигател на максимальное рассто ние, обусловленное смещением поверхностей
втулок между собой или биением в подшипниках. Неперехлестывающиес стороны уголков
уплотнительного контура прижимаютс к прилежащей стенке камеры при помощи двух
отдельных пружин 7. В основании креплени лопасти уголка, не прилежащей к другой паре
лопастных роторов, имеетс несквозна канавка 11, выполненна во втулке.
Работа устройства уплотнени состоит из осевого уплотнени , которое устанавливаетс первоначально при сборке двигател . Сначала производитс посадка дисков на радиальноупорные подшипники, дл чего исходные поверхности должны быть немного больше
диаметра радиально-упорных подшипников. Наилучша форма насечек определ етс экспериментально. Посадка производитс на высокоточном оборудовании. Суть ее в том,
чтобы прижимаемый диск садилс на подшипник, крут сь, строго параллельно внутренней
торцовой поверхности, при этом ось вращени ее должна строго совпадать с осью
вращени двигател . Возможно, после посадки поверхности промываютс .
Заключительна операци - это посадка двух частей двигател с установленными дисками
на осевой подшипник. Она аналогична предыдущей операции.
Устройство уплотнительного контура лопасти определ етс работой пружин в заданном
направлении и созданием необходимого давлени в камере. Работа устройства уплотнени возможна под давлением компрессионного масла (жидкости), которое подаетс через
систему отверстий в корпусе и дисках.
Формула изобретени 1. Устройство уплотнени камеры роторно-лопастного двигател , содержащее камеру
пр моугольного сечени и лопастные роторы, отличающеес тем, что лопастные роторы
закреплены на двух соприкасающихс дисках, размещенных в центре камеры, котора выполнена с возможностью сужени в осевом направлении, на каждом диске жестко
крепитс втулка, составл юща половину внутреннего цилиндра рабочей камеры, диски
соприкасаютс между собой, а втулки с корпусом боковыми поверхност ми, на которых
имеютс насечки (зубцы, канавки), поверхности подвергаютс механической обработке и
диски сад тс на радиально-упорные и/или осевые подшипники, расположенные между
корпусом и втулками и между дисками.
2. Устройство уплотнени по п.1, отличающеес тем, что посадка на подшипники
производитс при рабочей температуре двигател .
3. Устройство уплотнени по п.1, отличающеес тем, что насечки (зубцы, канавки) и
поверхности, подверженные механической обработке, имеютс как с одной, так и с другой
стороны соприкасающихс поверхностей, при этом одна пара поверхностей находитс выше или ниже другой пары относительно осевой линии, а между ними имеетс канавка.
4. Устройство уплотнени по п.3, отличающеес тем, что насечки (зубцы, канавки)
поверхности стенок корпуса внутри камеры сгорани расположены дальше от центральной
оси двигател , чем насечки, принадлежащие втулкам, а поверхность их зубцов в своем
пике точно совпадает с поверхностью стенок корпуса.
5. Устройство уплотнени по п.3, отличающеес тем, что насечки (зубцы, канавки)
соприкасающихс поверхностей имеют профиль, выполненный по методу попеременных
углублений с двух противоположных сторон или аналогичному, при котором углублени в
насечках (зубцах, канавках) не соедин ют противоположные поверхности цилиндра.
6. Устройство уплотнени по п.1, отличающеес тем, что у соприкасающихс Страница: 7
CL
RU 2 300 635 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
поверхностей вне зоны механической обработки имеетс свободное пространство, которое
определ ет максимальную величину их сближени .
7. Устройство уплотнени по п.5, отличающеес тем, что толщина пластины уголка
уплотнительного контура лопасти больше рассто ни между двум соседними
углублени ми насечек (зубцов, канавок).
8. Устройство уплотнени камеры роторно-лопастного двигател , содержащее камеру
пр моугольного сечени , выполненную с возможностью сужени в осевом направлении,
лопастные роторы, закрепленные на двух соприкасающихс в центре камеры дисках,
посаженных на радиально-упорные и/или осевые подшипники и жестко закрепленные с
втулками, боковые поверхности которых, а также поверхности дисков, имеют мелкие
насечки (зубцы, канавки), два и более уплотнительных контура, выполненных из
перехлестывающихс боковыми поверхност ми пластин и установленных в канавки
лопастных роторов, отличающеес тем, что уплотнительный контур состоит из
перехлестывающихс концами пластин в форме уголков, которые прижимаютс пружинными элементами к боковой стенке канавки в направлении к центру лопасти,
заглушек, которые под действием пружин изнутри лопасти перекрывают щели, образуемые
между торцами перехлестывающихс уголков и корпусом лопасти и прижимают уголки к
внутренней поверхности камеры, а также канавок в стенке основани креплени лопасти,
куда вход т неперехлестывающиес концы уголков.
9. Устройство уплотнени по п.8, отличающеес тем, что заглушки выполн ютс по
профилю канавок в месте перехлестывани уголков и перекрывают части сторон каждого
перехлестывающегос уголка.
10. Устройство уплотнени по п.8, отличающеес тем, что толщина пластин уголков в
месте перехлестывани равна высоте стенки выступа, на которой размещаетс друга пластина, при этом в рабочем (нагретом) состо нии уголки не должны заклиниватьс .
11. Устройство уплотнени по п.8, отличающеес тем, что неперехлестывающиес концы уголков уплотнительного контура вход т в канавки, выполненные в стенке
основани креплени лопасти таким образом, чтобы при упоре уголка в стенку камеры,
противолежащую основанию креплени лопасти, между стенкой основани креплени лопасти и концом уголка не образовалась щель.
12. Устройство уплотнени по п.8, отличающеес тем, что поверхности стенок канавок
в основании креплени лопасти выполнены под лицо с поверхност ми канавки уголка,
кроме поверхности, прилежащей к поверхности другой пары лопастных роторов и
смещенной к центральной оси двигател на максимальное рассто ние, обусловленное
смещением поверхностей втулок между собой или биением в подшипниках.
13. Устройство уплотнени по п.8, отличающеес тем, что неперехлестывающиес стороны уголков уплотнительного контура прижимаютс к прилежащей стенке камеры при
помощи двух отдельных пружин.
14. Устройство уплотнени по п.8, отличающеес тем, что в основании креплени лопасти уголка, не прилежащей к другой паре лопастных роторов, имеетс несквозна канавка, выполненна во втулке.
45
50
Страница: 8
RU 2 300 635 C1
Страница: 9
DR
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
351 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа