роторно-поршневой насос

Формула изобретения

Роторно-поршневой насос, состоящий из разделенного на две части дискообразного корпуса со сквозным отверстием, в котором расположена роторно-поршневая группа, шарообразный ротор которой имеет два круговых углубления, пересекающихся в диаметрально противоположных местах, и два дугообразных поршня расположены в круговых углублениях ротора и установлены на приводном и вспомогательном валах, оси которых пересекаются в центре ротора, отличающийся тем, что приводной вал состоит из внутреннего вала (1) и внешнего вала (2), которые соединены шарниром Гука (3), причем ось (6) дуги дугообразного поршня и ось (7) втулок вилки (8) шарнира Гука, расположенной на внутреннем валу (1), параллельны, в области наружных поверхностей торцевых частей дугообразных поршней выполнены углубления (9) и корпус разделен на два полукорпуса (10) и (11) плоскостью (12), которая перпендикулярна оси одного из валов роторно-поршневой группы и делит сквозное отверстие корпуса на равные части.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосах и других машинах, конструкция которых является воплощением изобретения «Роторно-поршневой насос» (Европатент № ЕР 0885358 В1 и Патент США №6135743 с приоритетами от 13.12.96, авторы Юрий Кейков и Илья Кейков).

Кинематически роторно-поршневой насос представляет из себя шарнир Гука с измененной конструкцией. В двух, расположенных под углом круговых углублениях шарообразной крестовины находятся поршни, установленные на расположенных под углом валах, оси которых пересекаются в центре ротора. Дискообразный корпус имеет сквозное отверстие, внутренняя поверхность которого является сферической. Ротор и поршни имеют тех же размеров общую наружную сферическую поверхность и расположены в сквозном отверстии корпуса. Элементы роторно-поршневой группы формируют четыре камеры, объем которых при вращении роторно-поршневой группы с одной стороны корпуса увеличивается, а с другой - уменьшается.

Роторно-поршневой насос имеет следующие недостатки:

1. Переменная скорость вращения вспомогательного вала при постоянной скорости вращения приводного вала приводит к дополнительным силовым взаимодействиям в роторно-поршневой группе.

2. Наличие местного гидродинамического сопротивления в области наружных поверхностей торцевых частей дугообразных поршней.

3. Неудовлетворительная технологичность дискообразного корпуса по причине того, что корпус делится на две части плоскостью, в которой находятся оси обоих валов.

Целями изобретения являются следующие:

1. Снижение силового взаимодействия между элементами роторно-поршневой группы.

2. Снижение местных гидродинамических сопротивлений роторно-поршневой группы.

3. Повышение технологичности корпуса.

Цели изобретения достигаются привлечением следующих технических решений.

1. Приводной вал состоит из двух частей - внутреннего вала и внешнего вала, которые соединены шарниром Гука. Изменением угла взаимного расположения частей вала неравномерность вращения вспомогательного вала распределяется между валами роторно-поршневой группы вплоть до постоянной скорости вращения вспомогательного вала.

2. В области наружных поверхностей торцевых частей дугообразных поршней выполнены углубления, представляющие собой продолжение объемов объемопеременных камер.

3. Для повышения технологичности дискообразный корпус разделен на две части плоскостью, которая перпендикулярна оси одного из валов. Внешняя форма корпуса может отличаться от дискообразной по причинам технологических, эксплуатационных или других требований.

На чертеже представлен роторно-поршневой насос в разъединенном расположении деталей.

Приводной вал состоит из внутреннего вала 1, на одном конце которого расположен дугообразный поршень и другой конец выступает из корпуса и из внешнего вала 2, один конец которого посредством шарнира Гука 3 соединен с внутренним валом 1 и другой конец - с двигателем. Внутренний вал 1 приводного вала и наружный вал 2 установлены под углом и расположены в той же плоскости, в которой расположен вспомогательный вал 4 роторно-поршневого механизма. При расположении валов 1 и 4 роторно-поршневого механизма под углом значение угла может быть в пределах значения угла . Наружный вал 2 может быть расположен под углом по обе стороны от оси 5 внутреннего вала 1. Ось 6 дугообразного поршня и ось 7 втулок вилки 8 параллельны.

В наружных поверхностях торцевых частей дугообразных поршней выполнены углубления 9.

Дискообразный корпус выполнен сборным из двух полукорпусов 10 и 11, при этом плоскость 12 разделения корпуса на две части расположена так, что на ней находится центр внутренней сферической поверхности сквозного отверстия корпуса и ей перпендикулярна ось одного из валов роторно-поршневого механизма.

В случае равенства углов и и при постоянной скорости вращения приводного вала двигателя внешний вал 2 вращается с постоянной скоростью, внутренний вал 1 вращается с переменной скоростью и вспомогательный вал 4 с постоянной скоростью. При этом силовые взаимодействия между элементами роторно-поршневой группы как реакция на фазовые моменты инерции вспомогательного вала 4 устранены, так как угловых ускорений при вращении вспомогательного вала 4 не возникает.

При работе роторно-поршневого механизма в режиме насоса расположенные в области наружных поверхностей торцевых частей дугообразных поршней углубления 9 увеличивают ширину зоны свободного протекания жидкости, что приводит к снижению гидродинамического сопротивления.

Благодаря расположению разделительной поверхности 12 корпуса упрощена технология и увеличена точность изготовления корпуса.